CH659891A5

CH659891A5 - Verfahren und vorrichtung zum abgeben von viskosen konzentraten veraenderlicher viskositaet in genau dosierbaren mengen von variablem volumen.

Info

Publication number: CH659891A5
Application number: CH1225/82A
Authority: CH
Inventors: Alexander Kueckens; Horst Koehl
Original assignee: Dagma Gmbh & Co
Priority date: 1981-03-26
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1987-02-27
Also published as: GB2103296B; AU555234B2; DE3131650A1; IT8220359A0; DE3131650C2; AT380081B; CA1188269A; FI69517B; NL184337C; ES8302301A1; IE52625B1; DK151118C; PT74657B; NL8200969A; DK137282A; ATA117282A; BR8201607A; AR230100A1; IT1199980B; AU8115282A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgeben von viskosen Konzentraten veränderlicher Viskosität in genau dosierbaren Mengen von variablem Volumen gemäss dem 60 Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

Als Dosierpumpe ausgebildete Abgabeabschnitte mit zwei als Einlass und als Auslass dienenden Rückschlagventilen 65 sind in verschiedenartigen Ausführungsformen bekannt. So zeigt z.B. die GB-PS 827 778 eine Dosierpumpe, bei der der Abgabeschnitt als Schlauch ausgebildet ist, der mit einer Betätigungseinrichtung radial zusammengequetscht werden

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kann und durch die Eigenelastizität wieder seinen vollständigen Querschnitt einnimmt. In Abhängigkeit von dem Druckwechsel in dem Abgabeabschnitt öffnet das Einlass-ventil bzw. das Auslassventil, Eine solche Ausbildung ist schwierig zu handhaben und ermöglicht auch nur eine relativ ungenaue Dosierung. Vorrichtungen dieser Art sind daher für Seifenspender oder dgl. geeignet, bei denen es nicht so sehr auf die Dosiergenauigkeit ankommt. Ausserdem sind die zur Betätigung des Abgabeabschnittes dienenden Vorrichtungen ausserordentlich aufwendig.

Es ist aber auch schon bekannt, am Abgabeabschnitt eine radial nach aussen ragende balgartige Falte vorzusehen, die zwischen plattenförmigen Betätigungselementen in axialer Richtung zusammengepresst werden kann, um so als Dosierpumpe zu wirken. Auch hier kann der Abgabeabschnitt als Gummibalg ausgebildet sein, dem entsprechende schnabelartige Gummiventile als Rückschlagventil zugeordnet sind (vgl. US-PS 2 554 570). Auch diese bekannte Vorrichtung beansprucht erheblichen Raum und ist daher für den Einbau in Automaten oder dgl. ungeeignet. Auch ist das Dosiervolumen relativ ungenau, so dass eine genaue Dosierung nur ausserordentlich schwierig ist.

Bei der dosierten Abgabe bestimmter stark viskoser Konzentrate ist eine sehr genaue Dosierung erforderlich. Da der Z.B. in Getränkeautomaten zur Verfügung stehende Einbauraum ausserordentlich gering ist, muss die Dosiervorrichtung möglichst raumsparend ausgebildet sein. Ein ganz besonderes Problem besteht darin, dass Konzentrate aus verderblichen organischen Substanzen ausserordentlich grosse hygienische Probleme bereiten, insbesondere wenn die Dosiervorrichtung oder die zugehörigen Teile mit Tropfen von solchen Substanzen verschmutzt werden. Die dadurch erforderliche Wartung und häufige Reinigung der Teile ist ausserordentlich umständlich und schwierig und bedarf einer strengen Überwachung, wenn allen hygienischen Erfordernissen Rechnung getragen werden soll.

Bei den bisher bekannten Dosiereinrichtungen mit Schlauchpumpe oder dgl. schlauchförmigem Abgabeab-schnitt ist bei nur kleinen Formänderungen des elastischen Schlauchmaterials die formelastische Rückstellkraft des Schlauchabschnittes relativ gering. Erst bei grösseren Verformungen nimmt auch die Rückstellkraft zu. Die Grösse der Rückstellkraft beeinflusst aber auch die genaue Wiederholbarkeit der Formänderung und damit die Genauigkeit der Dosierung. Mit diesen Vorrichtungen können daher nur relativ grosse Volumina und mit nur relativ geringer Wieder-holungsfrequenz abgegeben werden. Unter relativ grossen Volumina werden z.B. Volumina von 0,4 cm-1 verstanden. Auch ist eine Vorspannung in der Ausgangsstellung der Schlauchabschnitte bei gefülltem Schlauch nicht möglich, da die Schlauchabschnitte in die Betätigungseinrichtung, z.B. Schlauchpumpe, eingefädelt werden müssen, wobei eine Verformung nicht stattfinden darf, um das Austreten von Flüssigkeitstropfen zu verhindern.

Ein weiteres wesentliches Moment, das sich bei den bekannten Vorrichtungen ungünstig auf die Dosiergenauigkeit auswirkt, ist die Tatsache, dass während der Verkleinerung des Pumpvolumens der schlauchförmige Abgabeabschnitt unkontrollierbaren weiteren Formänderungen durch den im Inneren auftretenden erhöhten Druck unterworfen wird. Auch diese unkontrollierbaren Veränderungen können nur toleriert werden, wenn bei jedem Zyklus relativ grosse Dosiervolumen abgegeben werden, so dass der Einfluss dieser Änderungen klein bleibt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, das eingangs näher bezeichnete Verfahren und die zugehörige Vorrichtung so weiterzubilden, dass die aufgezeigten Nachteile vermieden werden und kleinste Mengen mit grösster Präzision und hoher Zyklusfrequenz abgegeben werden können. Dabei soll die zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung sehr raumsparend ausgebildet sein, damit sie leicht auch im engen Raum, z.B. eines Getränkeautomaten, eingebaut oder sogar nachträglich angebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird verfahrensgemäss durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei zur Ausführung des Verfahrens die vorrichtungsgemässe Lösung mit den Merkmalen des Anspruches 4 angewandt wird.

Gemäss der Erfindung erfolgt die Pumpenwirkung durch axiale Verkleinerung des Volumens des Pumpraumes des Hohlkörpers, dessen flexible und/oder formelastische Wandung während des Verkleinerungsvorgangs gleichzeitig von aussen formschlüssig abgestützt wird, so dass keinerlei unkontrollierte Verformungen bei dem zunehmenden Pumpendruck und damit keinerlei Veränderungen des Dosiervolumens auftreten können. Damit wird selbst bei kleinsten Dosiermengen pro Zyklus eine ausserordentlich hohe Präzision und Genauigkeit in der Dosierung erzielt. Durch die axiale Zusammenpressung des zylindrischen Dosiervolumens wird die Voraussetzung dafür geschaffen, dass der den Pumpraum begrenzende hohlzylindrische Körper mit vorwählbarer axialer Vorspannung in Richtung auf eine Volu-menvergrösserung in der Ausganglage vorgespannt werden kann. Dadurch lassen sich ausreichend hohe Rückstellkräfte auch bei kleinsten Volumenänderungen erreichen. Die axiale Zusammenpressung des Pumpraumes in Verbindung mit der sehr hohen Genauigkeit selbst bei kleinstem Dosiervolumen ermöglicht es ferner, den Zyklus der Dosierung mit einer Frequenz entsprechend der Netzfrequenz, also mit 50 bis 60 Hz, durchzuführen. Die hohe Frequenz und das kleine noch sehr genau dosierbare Volumen gewährleisten einen weiten Einstellbereich der insgesamt abzugebenden Menge allein durch Steuerung der Anzahl der Dosierimpulse. Diese Steuerung lässt sich bei netzfrequenzgesteuerten Geräten sehr einfach und zuverlässig durchzuführen. Voraussetzung dafür, dass das Volumen des Pumpraums gemäss der Erfindung bei jedem Abgabevorgang mehrfach pro Sekunde zyklisch verändert werden kann, ist, dass der veränderbare Anteil des Pumpraumvolumens des Hohlkörpers klein gegenüber der kleinsten abzugebenden Menge gewählt ist. Diese Voraussetzung wird vorrichtungsmässig dadurch erfüllt, dass der Hohlkörper einen durch eine einzige, radial nach innen vorspringende Falte gebildeten, flexiblen und/ oder formelastischen Wandungsteil aufweist.

Trotz der Vorspannung in der Ruhestellung des Pumpraumes lässt sich der Abgabeabschnitt leicht und sicher in die Betätigungseinrichtung einfädeln, ohne dass es zu unerwünschter Abgabe von Flüssigkeitstropfen kommt. Dadurch werden auch die hygienischen Probleme völlig ausgeschaltet, wie sie sonst bei Verschmutzung der Vorrichtung auftreten. Die Anordnung kann dadurch noch wesentlich verbessert werden, dass die ganzen funktionswichtigen Teile in einem starren Führungsrohr eingeschlossen sind, welches permanent oder lösbar mit einem, bevorzugt als Wegwerfartikel ausgebildeten Behälter zum Transport, zur Lagerung und zur Abgabe der Flüssigkeit verbunden ist.

Durch die hohe Zyklusfrequenz erhält man nahezu eine «fliessende», also nahezu kontinuierliche Abgabe der Flüssigkeit mit Hilfe einer in ihrer Länge beliebig einstellbaren Kette von rasch aufeinanderfolgenden Dosierzyklen.

Der Hohlkörper kann lediglich flexibel sein, wobei durch zusätzliche Elemente, wie Federelemente oder dgl., für die notwendige Vorspannung und Rückstellung gesorgt wird. Bevorzugt ist der Hülsenkörper jedoch aus formelastischem Material ausgebildet und fest mit starren nabenförmigen Körpern von Rückschlagventilen verbunden.

Die geringen Abmessungen des Abgabeabschnittes ermög-

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liehen den Einbau in einen Automaten bei Beanspruchung von sehr geringem Raum. Die Vorrichtung ermöglicht es, auch vorhandene Dosiereinrichtungen mit elektromagnetischer Ringspule umzurüsten, um von einer zeitgesteuerten Dosierung zu einer mengengesteuerten oder volumengesteuerten Dosierung überzugehen, wenn die zeitgesteuerte Dosierung wegen Veränderungen in der Konsistenz der Flüssigkeit zu Dosierungenauigkeiten führt. Solche Konsistenzänderungen haben bei der Vorrichtung des Behälters gemäss der Erfindung keinen Einfluss auf die Dosiergenauigkeit. Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 einen zur Lagerung, zum Transport und zur Abgabe dienenden Behälter mit einem Abgabeabschnitt gemäss der Erfindung im senkrechten Schnitt,

Fig. 2 den Abgabeabschnitt im grösseren Massstab und in auseinandergezogener Darstellung seiner Einzelteile und

Fig. 3 im senkrechten Schnitt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Abgabeabschnittes.

Bevorzugt handelt es sich beim Erfindungsgegenstand um einen Wegwerfbehälter, der sowohl zur Lagerung, zum Transport als auch zur dosierten Abgabe dient. Bevorzugt ist dabei der Abgabeabschnitt fabrikmässig bleibend mit diesem Behälter verbunden und wird mit diesem weggeworfen. Es handelt sich also bei dem Behälter um einen Massenartikel.

Dabei kann der Behälter aus einer äusseren Hülle und einem inneren, die Flüssigkeit aufnehmenden flexiblen und bei der Abgabe entsprechend zusammenfallenden Beutel bestehen. In diesem Fall ist eine Belüftung des Behälters für die Abgabe nicht erforderlich. Es kann aber auch ein im wesentlichen starrer Behälter vorgesehen sein, dem eine für die Abgabe betätigbare Belüftungseinrichtung zugeordnet ist.

Ferner ist der Behälter bevorzugt bestimmt für die Aufnahme, Speicherung und den Transport sowie für die Abgabe von organischen Konzentraten.

Im Beispiel nach Fig. 1 ist ein Behälter mit einer äusseren Hülle 1 und einem flexiblen zusammenfallenden Füllbehälter 2 ausgebildet. Dieser weist ein Mundstück 3 auf, an dem bevorzugt bleibend der Abgabeschnitt 4 befestigt ist. In Fig. 1 ist der Behälter in der Überkopfstellung gezeigt, die er bei der dosierten Abgabe der Flüssigkeit einnimmt. In dieser Stellung ist der Abgabeschnitt 6 durch die zentrale Öffnung einer elektromagnetischen Ringspule 5 gefädelt, die beispielsweise in einem Getränkeautomaten oder -dispenser fest eingebaut ist. Die elektromagnetische Ringspule 5 ist an ein entsprechendes Steuergerät angeschlossen, welches es z.B. ermöglicht, die elektromagnetische Ringspule 5 mit der Netzfrequenz zu betreiben, wobei die Zahl der Frequenzschwingungen, denen die Ringspule 5 folgen soll, an dem Steuergerät eingestellt werden kann.

Der Abschnitt 4 weist ein starres Führungsrohr 6 aus Kunststoff auf, das mit seinem oberen Ende bleibend mit dem Mundstück 3 des Behälters verbunden ist. Über seine grössere Länge weist das Führungsrohr 6 einen über die Schulter 35 (Fig. 2) erweiterten und am unteren Ende freien Querschnitt auf. Dem Führungsrohr 6 ist ein starrer stirnseitiger Deckel 26 zugeordnet, der einen zentralen Auslassstutzen 27 aufweist. Beide Teile 6 und 26 des Führungsrohres sind im dargestellten Beispiel über einen nabenförmigen Ventilkörper 20 miteinander verbunden, der an seinem Umfang einen Ringflansch 22 aufweist, bis zu dem von beiden Enden her das Führungsrohr bzw. der Abschlussdeckel 26 fest aufgedrückt werden können. Auf diese Weise ist zugleich der nabenförmige Ventilkörper 20 starr mit dem

Führungsrohr 6 und dem Abschlussdeckel 26 verbunden.

Ein zweiter ähnlicher nabenförmiger Ventilkörper 8 ist in dem weiteren Abschnitt des Führungsrohres 6 mit freiem Spiel aufgenommen, so dass dieser sich frei in axialer Richtung in diesem Führungsrohr bewegen kann. Auf einem nach oben dem Behälter 1 zugewandten stutzenförmigen Ende des aus Kunststoff bestehenden Ventilkörpers 8 ist ein magnetisierbarer Hülsenteil 7 in Form eines Ringankers fest aufgesetzt, wobei er mit seiner unteren ringförmigen Stirnseite an der Schulter 9 des Ventilkörpers 8 anliegt. Der Ventilkörper 8 und der Ringanker 7 bilden somit eine starre Einheit, die entsprechend dem Doppelpfeil 31 als solche in dem Führungsrohr 6 axial auf und ab bewegbar ist.

Die einander zugewandten Enden der Ventilkörper 8,20 weisen Aufnahme-und Befestigungsabschnitte 10, 11 bzw. 19,21 für die hülsenförmigen Enden 16 bzw. 18 eines hohlzylindrischen Körpers 15 auf. Im dargestellten Beispiel ist dieser aus elastischem Material und damit zugleich als elastisches Federelement ausgebildet. Der dargestellte Körper 15 weist verdickte Endabschnitte 16 und 18 zur Befestigung an den beiden Ventilkörpern 8 und 20 sowie einen verdünnten und in einer radial nach innen ragenden Falte 17 gelegten Abschnitt auf. Durch die Verbindung der nabenförmigen Ventilkörper 8 und 20 über den Körper 15 ist zwischen diesen Teilen ein vorbestimmtes Dosiervolumen eingeschlossen. Die Ausgangsgrösse dieses Volumens wird durch die Rückstellwirkung des Körpers 15 in Verbindung mit der Innenschulter 35 des Führungsrohres 6 bestimmt, an dem sich in der Ruhestellung die obere ringförmige Stirnfläche des Ringankers 7 anlegt.

Im dargestellten Beispiel weist jeder Ventilkörper 8 bzw. 20 eine zentrale Bohrung 12 bzw. 24 auf, in die jeweils der Stiel eines pilzförmigen und aus elastischem Material bestehenden Ventilelementes 14 bzw. 25 schnappartig eingesetzt werden kann. Die kegelförmige Verdickung am Stielende verriegelt das Ventilelement an dem nabenförmigen Ventilkörper. Der lippenförmige Umfangsrand des tellerförmigen Kopfes des Ventilelementes 14 bzw. 25 legt sich unter dem wechselnden Druck abdichtend auf die innere Stirnfläche des nabenförmigen Ventilkörpers 8 bzw. 20. In diesem inneren Bereich sind mehrere kranzartig angeordnete Durchtrittsbohrungen 13 bzw. 23 vorgesehen, durch die die Flüssigkeit in das Dosiervolumen eintreten bzw. aus diesem austreten kann. Die elastische Vorspannung des Materials der pilzförmigen Ventilelemente 14 bzw. 25 reicht aus, um unter statischen Verhältnissen ein Durchtreten von Flüssigkeiten durch die Bohrungen 13 bzw. 23 zu verhindern. Lediglich wenn über die statischen Verhältnisse hinausgehende Druckänderungen auftreten, haben sich die lippenför-migen Umfangsränder der tellerförmigen Köpfe der Ventilelemente von der zentralen Stirnfläche der nabenförmigen Ventilkörper 8 bzw. 20 ab, um die Flüssigkeitsströmung zu ermöglichen.

Nach oben zu ist der Hub der aus dem Ventilkörper 8 und Ringanker 7 bestehenden Baueinheit durch die Innenschulter 35 des Führungsrohres 6 bestimmt. Nach unten wird der Hub dieser Einheit dadurch bestimmt, dass bei der Abwärtsbewegung die untere Stirnkante des Teils 10 des nabenförmigen Ventilkörpers 8 gegen die obere ringförmige Stirnkante des Teils 21 des nabenförmigen Ventilkörpers 20 stösst. Durch Wahl der Länge der Teile 10 und 21 kann bei unverändertem Aufbau die Hublänge 30 der beweglichen Einheiten 7, 8 leicht verändert und genau eingestellt werden. Bei der aufeinander zugerichteten Bewegung der Ventilkörper 8 und 20schliessen die Teile 10 und 21 den hohlzylindrischen Körper von aussen formhaltig ein, so dass der Körpersich radial nach aussen nicht ausdehnen kann.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt : Der mit dem Ring-

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anker 7 und dem Venlilelement 14 versehene Ventilkörper 8 bewegt sich unter dem Einfluss des magnetischen Wechselfelds der elektromagnetischen Ringspule 5 mit der Netzfrequenz aus der in der Zeichnung oberen Ausgangsstellung (Ruhestellung) axial nach unten in Richtung zum Auslassstutzen 27 und wieder zurück in die Ausgangsstellung. Beim Abwärtshub wird der Pumpraum verkleinert und die Flüssigkeit aus ihm in die Durchtrittsbohrungen 23 im Ventilkörper 20 getrieben. Der tellerförmige Kopf des Ventilelements 25 hebt sich von der zentralen Stirnfläche des Ventilkörpers 20 ab und die Flüssigkeit tritt aus dem Auslassstutzen 27 aus. Beim Aufwärtshub des Ventilkörpers 8 entsteht ein Unterdruck im Pumpraum, die Ventilelemente 25, 14schliessen bzw. öffnen die Durchtrittsbohrungen 23, 13 in den Ventilkörpern 20, 8 und Flüssigkeit dringt in den sich vergrös-sernden Pumpraum ein.

Der Hubweg des Ankers ist dabei sehr klein. Entsprechend klein ist auch die Veränderung des Volumens des Pumpraumes. Diese Änderungen sind jedoch ausserordentlich exakt und reproduzierbar, so dass bei jedem Bewegungszyklus eine vorbestimmte, exakt gleiche Menge abgegeben wird, und zwar unabhängig davon, ob die Anordnung mit austrittsseitigem Rückschlagventil versehen ist oder nicht.

Fig. 1 zeigt die Teile etwa in der Originalgrösse einer bevorzugten Ausführungsform, wobei die Hublänge in der Praxis eher kleiner gewählt wird, als in Fig. 1 dargestellt ist. Der Fluss bzw. die Menge der aus dem Stutzen 27 austretenden Flüssigkeit wird bestimmt durch die Zahl der mit der Netzfrequenz erfolgenden Pumphübe. Diese Menge lässt sich daher genau einstellen, zumal das Einzelvolumen, das bei jedem Pumpstoss abgegeben wird, auch bei sehr geringer Grösse ausserordentlich genau eingestellt werden kann. Die Flüssigkeit ist in dem Abgabeabschnitt hermetisch gegen die Einwirkung des Luftsauerstoffes abgeschirmt. Man erkennt, dass die Anordnung ausserordentlich einfach und billig herstellbar ist und sehr zuverlässig arbeitet, wobei insbesondere die Handhabung sehr einfach und sehr sicher ist und zu keinerlei Verschmutzung der umliegenden Teile führen kann.

Die Hubbegrenzung kann auch durch andere Anschlag-leile, z.B. an dem Führungsrohr, gewährleistet werden.

Um auch radiale Formänderungen des hohlzylindrischen Körpers im Bereich der radial nach innen ragenden Falte zu vermeiden, ist es vorteilhaft, der oder jeder Falte im Bereich ihres nach innen weisenden Kammes einen starren Stützringes zuzuordnen.

Es kann vor allem auch besonders günstig sein, wenn man den Kamm der Falte schraubenförmig verlaufen lässt. In diesem Fall kann dem Kamm als Stützelement ein sich schraubenförmig erstreckendes und nur axial zusammendrückbares Federelement zugeordnet sein, das zugleich zur axialen Vorspannung des hohlzylindrischen Körpers 15 dient. Dieser braucht dann selbst nicht formelastisch zu sein, wenn er nur aus ausreichend flexiblem Material besteht.

Auf das austrittsseitige Rückschlagventil 25 kann auch unter bestimmten Voraussetzungen verzichtet werden.

Zum Ersatz des Rückschlagventils ist der den Pumpraum umschliessende Körper austrittseitig mit einem Auslass-stutzen versehen, der mit dem Pumpraum in freier Verbindung steht. Die lichte Weite und die Länge dieses Auslassstutzens sind so bemessen, dass die innere Reibung und die Oberflächenspannung des Konzentrats in dem Auslassstutzen ausreichen, die Konzentratsäule bei unverändertem und bei sich vergrösserndem Pumpraum axial unverändert im Auslassstutzen festzuhalten. Der Zustand des unveränderten Pumpraums ist der, bei dem das eintrittsseitige Rückschlagventil geschlossen ist. Bei sich vergrösserndem Pumpraum wird aus dem Behälter Konzentrat in den Pumpraum angesaugt.

Bei praktischen Ausführungsformen der Vorrichtung in dieser weitergebildeten Art betrug die innere lichte Weite des Pumpraums zwischen 8 und 12 mm. Die Hublänge konnte zwischen 1 und 2 mm eingestellt werden. Die Hubfrequenz betrug 50 Hz, konnte aber zwischen 10 Hz und 100 Hz ohne Störung des Betriebes verändert werden. Es wurden Flüssigkeiten mit Viskositäten zwischen 1 bis 100 Einheiten (Centi-poise) getestet. Das eintrittsseitige Rückschlagventil besass als Durchtrittsöffnungen im Halbkreis liegende Schlitze, die von dem Ventilplättchen abgedeckt werden konnten. Es wurde festgestellt, dass bei einer Länge des das Austrittsventil ersetzenden Auslassstutzens zwischen 10 und 40 mm und einer lichten Weite dieses Stutzens zwischen 1 und 3 mm kein Austropfen des Konzentrats zu befürchten war.

Ohne die korsettartige Abstützung des Balges treten unregelmässige, die Dosiergenauigkeit beeinträchtigende Auswölbungen an dem Balg auf. Mit der neuen korsettartigen Abstützung konnten dagegen volumenmässig Toleranzen von kaum messbarer G rösse eingehalten werden.

Eine Abwandlung der den Pumpraum bestimmenden Teile ist in Fig. 3 gezeigt. In das zylindrische Gehäuse 40, das mit seinem oberen Ende an den Behälter für das Konzentrat anschliessbar ist, ist eine obere Buchse 42 eingesetzt, die an ihrem oberen Ende einen nach aussen ragenden Flansch aufweist. Eine entsprechende untere Buchse 43 ist im unteren Ende des Gehäuses 40 vorgesehen und mit einem den Auslassstutzen 49 aufweisenden Deckel fest verbunden. Im dargestellten Beispiel ist angenommen, dass die untere Buchse 43 mit Spiel in dem unteren Ende des Gehäuses 40 gleiten kann. Auch die untere Buchse weist einen nach aussen ragenden Flansch auf. Zwischen dem unteren Abschnitt des Gehäusese 40 und den beiden etwa in Fluchtung miteinander liegenden Stutzen 42 und 43, die aus starrem Material, z.B. Kunststoff, hergestellt sind, ist ein Ringraum 47 vorgesehen. Indiesem Ringraum ist eine Spreizfeder oder Vorspannfeder

48 angeordnet, die sich mit ihren beiden Enden an den Flanschen der Buchsen 42 und 43 abstützt und die beiden Buchsen in der in Fig. 3 wiedergegebenen Spreizstellung zu halten sucht. Bei der dargestellten Ausführung ist der untere Stutzen mit einem Ankerring 45 verbunden, der durch die nicht dargestellte elektromagnetischen Einrichtung so betätigt werden kann, dass der untere Stutzen 43 bis zur Anlage an den oberen Stutzen 42 zur Ausführung eines Pumphubes angehoben werden kann. Die einander zugewandten Enden der beiden Stutzen sind durch eine Faltenmembran 44 abdichtend, aber im wesentlichen kräftefrei miteinander verbunden. In der Annäherungsstellung der beiden Stutzen 42, 43 schliesst sich die Falte 44 praktisch vollständig.

Um zu verhindern dass in dem Ringraum 47 Druckluft-kompressionen im Rhythmus der Pumphubbewegungen auftreten, ist der Ringraum 47 zur Aussenatmosphäre über Schlitze oder Bohrungen 50 belüftet, wobei die Öffnungen 50 möglichst nahe der Endstellung des Pumhubes liegen sollen, um einen kurzen Weg für die durch die Veränderungen des Volumens des Ringraumes 47 bewegte Luft zu erhalten. Im oberen Flanschbereich des Stutzens 42 ist das nicht dargestellte Einlassventil für die Pumpenkammer vorgesehen, das ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet sein kann. Die Hubbewegung des unteren Stutzens 43 ist durch den Doppelpfeil 46 angedeutet. Die Anordnung könnten auch so getroffen sein, dass beide Stutzen aufeinanderzu und voneinanderweg bewegt werden. Die dargestellte Ausführung hat den Vorteil, dass in den Ringraum 47 kein Konzentrat eindringen kann. Der Stutzen

49 kann so ausgebildet sein, dass dem Auslass des Pumpenvo-lumens kein Rückschlagventil zugeordnet zu werden braucht.

Es ist ersichtlich, dass eine solche Anordnung, die unabhängig von der elastischen Rückstellkraft eines Gummi5

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balges arbeitet, auch nahezu pasleuse Medien dosieren kann, die mit der normal zur Verfügung stehenden Rückstellkraft eines formelastischen Körpers nicht mehr erzielt werden kann. In diesem Fall müssen die magnetischen Kräfte entsprechend aufgebaut werden. Analog ist dann auch die Federkraft bestimmbar.

Die Dosiervorrichlung ist auch für andere Fluids als Sirup oder dgl. einsetzbar. Sie bietet durch die in die Wegwerfeinheil eingebauten Pumpenteile besonders bei verderblichen Fluids den Vorteil, dass durch bewusste Herstellungsmass-nahmen die Lebensdauer z.B. der Membran verschränkt 5 wird, so dass bei unzulässigem Nachfüllen des Behälters die Membran und damit die Vorrichtung rasch unbrauchbar w ird. Damit wird dem Auftreten hygienischer Probleme wirksam entgegengetreten.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Abgeben von viskosen Konzentraten veränderlicher Viskosität in genau dosierbaren Mengen von variablem Volumen, bei dem durch Änderung des Volumens des Pumpraumes eines Hohlkörpers (15;42-44) mit wenigstens teilweise flexibler und/oder formelastischer Wandung (15; 44) in Richtung seiner Längsachse zwischen Anschlägen (35,21 ) zunächst über ein Rückschlagventil (14) an einem Ende des Hohlkörpers (15; 42-44) Konzentrat aus einem Speichervolumen eines Behälters (2) angesaugt und dann am anderen Ende des Hohlkörpers ausgestossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Pumpraums bei jedem Abgabevorgang mehrfach pro Sekunde zyklisch verändert wird und die flexible und/oder formelastische Wandung (15;44) des Hohlkörpers ( 15,42-44) während der Aus-stossphase gegen Formänderungen in radialer Richtung formschlüssig abgestützt (10,21 ; 42,43) und in der dem gröss-ten Ausgangsvolumen entsprechenden Form in der einer Vergrösserung des Pumpraumes entsprechenden axialen Richtung elastisch vorgespannt (17; 48) wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zyklische Änderung des Pumpraumes mit der Netzfrequenz des elektrischen Stromnetzes durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumphublänge auf 1 bis 2 mm begrenzt wird.
4. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Abgabeabschnitt (4), der mit einem Ende an einen Behälter (2) für das Konzentrat angeschlossen und in einen ringförmigen Teil (5) einer Betätigungseinrichtung (5,7 ; 45) eingefädelt ist, die ein axial bewegliches Betätigungselement (7; 45) aufweist, das zur Verkleinerung des Volumens eines Pumpraumes durch Anschläge (35,21) begrenzt axial auf einen den Pumpraum bildenden, wenigstens teilweise flexiblen und/oder formelastischen Hohlkörper (15; 42-44) wirkt, der über ein in Abgaberichtung öffnendes Rückschlagventil (14) mit dem Behälter (2) kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, dass der den Pumpraum bildende Hohlkörper (15,42-44) hohlzylindrisch ausgebildet in dem in den ringförmigen Teil (5) der Betätigungseinrichtung (5,7 ; 45) eingefädelten Abgabeabschnitt (4) angeordnet ist und zur Bildungeines im Vergleich zu der kleinsten pro Abgabevorgang dosiert abzugebenden Konzentratmenge klein bemessenen, veränderlichen Volumenanteils des Pumpraums einen durch eine einzige, radial nach innen vorspringende Falte gebildeten, flexiblen und/oder formelastischen Wandungsteil ( 17,44) aufweist, dass die beiden an den durch die Falte gebildeten Wandungsteil (17,44) anschliessenden Wandungsteile (16, 18 ; 42,43) des Hohlkörpers ( 15, 42-44) durch zwei starre, hohlzylindrische Stutzen (42,43) gebildet oder an zwei solchen Stutzen ( 10,21 ) angeordnet sind, die über den bzw. die Wandungsteile (44 bzw. 16, 18) abdichtend miteinander verbunden, im Verlauf des Pumpenhubes in axialer Richtung relativ zueinander beweglich und in Bezug auf die Falte (17; 44) so angeordnet sind, dass sie diese wenigstens in der Phase der Volumen Verkleinerung des Pumpraums formschlüssig gegen Formänderungen radial nach aussen abstützen und der von der Falte gebildete flexible und/oder formelastische Wandungsteil (17; 44) durch die formelastische Rückstellkraft der Wandung selbst oder durch eine Vorspanneinrichtung (48) mit vorbestimmter Kraft in der dem grössten Volumen des Pumpraums entsprechenden Ausgangsstellung in Richtung auf eine Vergrösserung des Volumens vorgespannt ist und dass das axial bewegliche Betätigungselement (7 ; 45) durch einen gestellfesten Teil (5) der Betätigungseinrichtung (5,7 ; 45) bei jedem Abgabevorgang mehrfach pro Sekunde axial hin- und herbewegt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stutzen (10,21 ; 42,43) als miteinander zusammenwirkende Anschläge zur Begrenzung der axialen Zusammendrückbewegung des Hohlkörpers (15; 42-44) ausgebildet sind.

s 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer (10; 43) der beiden Stutzen (10, 21 ;42, 43) mit dem Betätigungselement (7 ; 45) als Einheit axial gegenüber dem anderen Stutzen (21 ; 42) bewegt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

lo zeichnet, dass der axial bewegliche Stutzen (10) und das Betätigungselement (7) mit dem starren Ventilkörper (8) des ein-trittsseitigen Rückschlagventils (14) eine axiale Bewegungseinheit bilden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch

15 gekennzeichnet, dass ein starres Führungsrohr(6;40) vorgesehen ist, in dem das eine Ende (18; 42) des Hohlkörpers (15; 42-44) und des zugehörigen Stutzens (21 ; 42) axial unbeweglich angeordnet und das andere Ende (16; 43) des Hohlkörpers (15; 42-44) mit dem zugehörigen Stutzen (10;43)

20 bzw. der Bewegungseinheit ( 10,7, 8) axial verschiebbar geführt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem das Betätigungselement als Ringanker (7) einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung (5, 7) ausgebildet ist,

25 dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (5, 7) auf die von ihr axial bewegten Teile so abgestimmt ist, dass diese mit der Netzfrequenz zwischen 50 Hz und 60 Hz bewegt werden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,

30 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Enden des Hohlkörpers ( 15 ; 42-44) eine diesen in der Ausgangsstellung mit dem grössten Pumpvolumen unter Streckvorspannung haltende Feder (48) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn-

35 zeichnet, dass die Ringfeder (48) in einem zwischen einem Führungsrohr (40) und dem Hohlkörper (42-44) gebildeten Ringraum (47) angeordnet ist, der zur Aussenatmosphäre hin offene Belüftungsöffnungen (50) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11,

40 dadurch gekennzeichnet, dass dem Kamm der radial nach innen weisenden Falte (17,44) des Hohlkörpers (5; 42-44) ein radial starres Stützelement, bei schraubenförmigem Kammverlauf eine axial nachgiebige Schraubenfeder, fest zugeordnet ist.

45 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpraum austrittsseitig mit einem Auslassstutzen in freier Verbindung steht, der als Kapillarrohr ausgebildet ist, damit die Konzentratsäule bei unverändertem Volumen des Pumpraumes und bei sich verso grösserndem Volumen des Pumpraumes axial unverändert im Auslassstutzen steht.

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