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Gerät zum Herstellen von Mischungen dosierter Flüssigkeiten Die Erfindung
bezieht sich auf ein Gerät zum Verteilen einer oder mehrerer Flüssigkeiten in genau
abgemessenen volumetrischen Dosierungen, die schnell aus einem gegebenenfalls auswechselbaren
Dosierbereich gewählt werden können. Das wichtigste Anwendungsgebiet ist die schnelle
Herstellung verschiedener Mischungen.
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Das Verteilen dosierter Flüssigkeitsmengen zur Herstellung bestimmter
Mischungen daraus ist für zahlreiche Anwendungsgebiete von Bedeutung, z. B. für
die Herstellung von Mischfarben stets gleichbleibender Nuance für Anstrich- und
Druckereizwecke, die Herstellung von Mischungen flüssiger Medikamente, von Getränken,
Parfümen u. dgl.
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Man hat dafür bisher das Abmessen und Zur am mengeben der Teilmengen
entweder von Hand vorgenommen, was zeitraubend war und erhebliche Geschicklichkeit
erforderte, wenn nicht Fehler unterlaufen sollten. Oder man hat die gewünschte Mischung
der Flüssigkeiten aus mehreren Behältern durch Überpumpen dosierter Teilmengen in
das Mischgefäß erzeugt. Die bekannten, mit solchen Pumpen arbeitenden Verteilungs-
und Dosiereinrichtungen entsprachen weder hinsichtlich leichter und fehlerfreier
Bedienbarkeit noch hinsichtlich schneller Umstellbarkeit auf die verschiedenen Mischungsformeln,
noch schließlich Einfachheit der Apparatur den Forderungen der modernen Wirtschaft.
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So erforderte bei einer der bekannten Dosier- und Mischanlagen jeder
an die Pumpe anzuschließende Behälter eine auf die Pumpenform zugeschnittene besondere
Ausgabeöffnung mit Ventil, was nicht nur die wünschenswerte Verwendung praktisch
beliebiger Behälter ausschloß, sondern auch die Einstellung der verwendeten Pumpen
und ihren Anschluß an die jeweiligen Behälter erschwerte und viel zu langsam gestaltete.
Eine andere Art bekannter Dosier- und Mischeinrichtungen, die zwar nicht mehr mit
Ventilöffnungen an den einzelnen Behältern arbeitet, verlangt aber beim Überpumpen
das Umstellen eines Mehrwegehahnes zwischen dem Saughub und dem Druckhub der Pumpe.
Außerdem ist bei dieser Einrichtung das Einstellen des gewünschten Dosierbereiches
in Anpassung an die jeweilige Mischungsformel schwierig und zeitraubend, weil die
für die verschiedenen Möglichkeiten und Dosierungen vorgesehenen Verstellungen des
Einstellorgans längs der einzigen und daher entsprechend fein unterteilten Zahnschiene
außerordentliche Aufmerksamkeit erfordert und leicht zu Fehleinstellungen und damit
zu Nuancierungsfehlern führt. Schließlich arbeitet ein weiteres bekanntes Gerät
zur weitgehend selbsttätigen Herstel-
lung dosierter Mischungen ebenfalls mit Spezialgefäßen,
die jeweils eine besondere Pumpe tragen und zusammen mit dieser mittels einer Drehscheibe
unter eine Dosiervorrichtung mit Teilscheibe, Zahnrad und Zahnstange gefahren werden
können. Auch diese Geräte haben sich aber in der Praxis nicht durchsetzen können,
weil ihnen einmal die wünschenswerte freie Umsetzbarkeit der Pumpe auf praktisch
beliebige Flüssigkeitsbehälter fehlt und weil - zusammenhängend mit der genannten
Bindung an Spezialbehälter - auch keine schnelle, einfache und narrensichere Einstellung
der Pump- und Dosiervorrichtung auf verschiedene Behältergrößen und damit Dosierbereiche,
wie sie in der Praxis vorkommen, möglich ist. Abgesehen davon sind bei diesem bekannten
Gerät die Pumpenkolben im Ruhezustand stets gefüllt, was ebenfalls unerwünscht ist,
wie weiter unten näher dargelegt werden wird.
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Um diesen Mängeln abzuhelfen, wird bei einem Gerät zum Herstellen
von Mischungen dosierter Flüssigkeiten aus mehreren Behältern durch Überpumpen dosierter
Teilmengen erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß jedem Behälter eine umsetzbare
und auf den gewünschten Flüssigkeitsbehälter aufsetzbare Saug- und Druckpumpe zugeordnet
ist und daß die Pumpen einzeln an eine gemeinsame, schnell auf den jeweils gewünschten
Dosierbereich einstellbare Pumpenbedienungs- und Dosiervorrichtung anschließbar
sind. Diese Anordnung ermöglicht die bei den bisherigen Geräten nicht gegebene,
andererseits
aber für die praktische Verwendung so wichtige Möglichkeit, Behälter beliebiger
Art für die zu dosierenden Flüssigkeiten verwenden zu können, und damit zusammenhängend
auch die leichte und fehlerfreie Umstellung auf verschiedene Behältergrößen und
Dosierbereiche. Besonders einfach gestaltet sich die Umstellung, wenn zur Festlegung
des Dosierbereiches ein auswechselbares Kalibrierstück mit Löchern oder Einkerbungen
dient, welches je nach seiner Einstellage den Kolbenhub der Pumpe begrenzt. Damit
entfallen die bei den bisherigen Geräten vorhandenen Fehlerquellen durch zu enge
Einstellverzahnungen auf den dortigen, für alle zu umfassenden Dosierbereiche bestimmten,
d. h. nicht auswechselbaren Einstellvorrichtungen.
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Um den Übergang der gemeinsamen Bedienungs-und Dosiervorrichtung
von dem einen auf den andern der jeweils gewünschten Flüssigkeitsbehälter und ihrer
Pumpen leicht und betriebssicher bewerkstelligen zu können, ist es zweckmäßig, daß
die durch horizontale Relativverschiebung einzeln an die gemeinsame Bedienungs-
und Dosiervorrichtung anzuschließenden Saug- und Druckpumpen je eine Rolle tragen,
die bei der genannten Relativverschiebung zwischen zwei federnd gelegte konische
Führungsrollen in einen durch Anschlag in der Bedienungsstellung ausgerichteten
Klemmsitz einschiebbar sind.
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Beim Umsetzen der Bedienungs- und Dosiervorrichtung ist es auf diese
Weise leicht, die zunächst bestehende Kupplung an den drehbaren zusammengetretenen
Rollen durch leichtes seitliches Verschieben zu lösen und durch den umgekehrten
Vorgang des leichten seitlichen Zusammenschiebens die nächste Kupplung für den anschließenden
Pumpvorgang herzustellen. Dieses Herausziehen und Wiedereinfügen geht dank der geringen
Reibung an den zusammenwirkenden Rollen äußerst leicht vor sich und erfordert auch
für die Einstellung keine besondere Aufmerksamkeit. Dazu kommt noch, daß die dabei
benutzten Führungs- und Ausrichtmittel keiner besonders genauen Bearbeitung bedürfen,
sondern billig in Massenfabrikation hergestellt und leicht montiert werden können.
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Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles, für welches ein Gerät zur Zusammenstellung einer Mischfarbe
aus zwei Grundfarben dienen mag, die streichfertig in Vorratsbüchsen zur Verfügung
stehen.
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Jede dieser Büchsen ist mit einem Deckel versehen, der eine kleine
Pumpe trägt, deren Ansaugstutzen in die genannte Vorratsbüchse ragt, während der
Ausgabestutzen seitlich dieser Büchse endet und über ein Mischgefäß gestellt werden
kann. Der Pumpenstößel jeder Pumpe führt nach oben und kann in Arbeitseingriff mit
einem hin- und herbeweglichen Bedienungsorgan gebracht werden, dessen Wirkhub durch
einen verstellbaren Dosieranschlag überwacht wird. Soll also z. B. eine Mischfarbe
aus 3 Volum--teilen einer Vorratsfarbe A und 2 Volumteilen einer Vorratsfarbe B
hergestellt werden, so wird zunächst in dem Bedienungs- und Dosierteil durch Anbringen
und Einrichten des passenden Dosieranschlages der Hub des für den Anschluß an die
Pumpenstößel bestimmte Greiferorgans auf 3 Volumeinheiten eingestellt, worauf die
VorratsbüchseA mit ihrem Pumpe penstößel in Arbeitseingriff mit dem genannten Greifer
gebracht und durch einen Handhebel die Pumpe
mit dem eingestellten Hub einmal betätigt,
d. h. zu einem Ansaug- und einem Ausstoßspiel mit 3 Volumeinheiten veranlaßt wird.
Nun wird der Vorratsbehälter A weggenommen, im Bedienungs- und Dosierteil der Dosieranschlag
auf 2 Volumeinheiten eingestellt, die andere Vorratsbüchse B mit ihrem Pumpenstößel
in Arbeitseingriff mit dem genannten Greifer gebracht und gleichfalls der Handhebel
für die nun angeschlossene Pumpe einmal betätigt, wobei durch die inzwischen vorgenommene
Neueinstellung des Dosierhubes 2 Volumeinheiten der neuen Mischkomponente angesaugt
und in das Mischgefäß ausgestoßen werden.
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Erfindungsgemäß besteht das Gerät also aus einem oder mehreren unter
sich gleichen beweglichen Teilen, die gegebenenfalls auf Behälter gesetzt werden
können, in denen die betreffenden Flüssigkeiten durch den Lieferanten geliefert
werden. Jeder dieser aufsetzbaren Teile besteht aus einer Saug- und Druckpumpe.
Andererseits gehört zu dem Gerät ein getrennter Pumpenbedienungs- und Dosierteil.
Bei der Benutzung des Gerätes kommt es darauf an, augenblicklich eine mechanische
Verbindung mit genauer Einstellung herzustellen zwischen einer der Pumpen und dem
genannten Bedienungs- und Dosierteil. Erfindungsgemäß sind die zu dem Gerät gehörigen
Teile so eingerichtet, daß die Pumpen im Ruhezustand leer sind, wodurch der Gesamtaufwand
vermindert und gleichzeitig vermieden wird, daß sich die Pumpen unversehens leeren.
Die Bedienungsein richtung arbeitet in der Weise, daß sie zunächst den Pumpenkolben
um einen Hubwert anzieht, der der gewünschten Dosis entspricht, und daß dann der
Kolben wieder nach unten gestoßen wird, um den Pumpenkörper zu leeren. Das ist also
die klassische Anordnung für eine Pumpe, die ständig mit der Betätigungs- und Dosierungseinrichtung
verbunden ist.
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Im entgegengesetzten Fall stellt das eine Besonderheit dar, weil es
leichter ist, eine Dosiervorrichtung herzustellen, die betätigt wird durch die Verschiebung
eines Pumpenkolbens in einem vorher gefüllten Zylinder um einen bestimmten gegebenen
Wert.
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Erfindungsgemäß erfolgt das Auswechseln der Dosierbereiche durch
Ersatz eines mit Lochungen oder Kerben versehenen Kalibriereinsatzes, der auch selbst
als Anschlag zur Begrenzung des Pumpenkolbenhubes dienen kann.
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Um die Konstruktion zu vereinfachen, schlägt die Erfindung weiter
vor, die Einrichtungen zum Absperren der Flüssigkeit, also alle Ventile, am Ansaugteil
und am Ausstoßteil der Pumpe an den Enden von Rohren anzubringen und sie aus Sätzen
von untereinander gleichartigen Stücken herzustellen. Diese Stücke können insbesondere
folgende sein: ein Hohlstutzen, der an dem Rohr befestigt ist und mit dem Endabschnitt
des Rohres eine zylindrische Kammer bildet, die von zwei planen Flächen begrenzt
ist; ein Dichtungsstück, eine Kugel oder ein sonstiger Ventilkörper beliebiger Gestalt;
und gegebenenfalls eine Feder, welche gegen den Ventilkörper drückt; und schließlich
ein Bolzen od. dgl., der das Dicht tungsstück an Ort und Stelle hält. Je nachdem,
ob es sich um ein Ansaug- oder ein Ausstoßventil handelt, liegt das Dichtungsstück
entweder gegen die eine oder die andere Fläche der Ventilkammer an.
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Um die Bedienung zu beschleunigen, schlägt die Erfindung weiter vor,
das Heranbringen des Pumpenteils an den Bedienungsteil sowie das Festhalten der
Teile
in dieser Stellung durch die Verlagerung eines einzigen Organs herbeizuführen, ohne
daß irgendeine weitere Handbedienung erforderlich wäre. Im allgemeinen ist dies
Organ der Pumpenteil. Die Erfindung schlägt insbesondere folgende Anordnung vor:
Der Pumpenoberteil endet in einem Deckelteil in Form einer Umlaufrolle mit konischem
Teil. Die Betätigungseinrichtung der Pumpe besitzt gleichfalls zwei derartige Umlaufrollen,
die sich um ihre Achse ohne axiale Verlagerung drehen können. Diese Rollen, deren
Erzeugende teilweise der Erzeugenden der Pumpenrolle überlagert werden können, sind
an Schäften befestigt, deren seitliche Elastizität dazu ausgenutzt wird, eine Klemmwirkung
dieser Rollen auszuüben, wenn alle drei Rollen zusammengetreten sind. Wenn die Achsen
der drei Rollen sich in derselben Ebene befinden, so würde die Schnittzeichnung
dieser Rollen in der genannten Ebene das Profil eines klassischen Schiebers von
symmetrischer Schwalbenschwanzform darstellen. Da die Berührungspunkte zwischen
diesen Stücken jeweils zu drehbaren Rollen gehören, so erfolgt das Einführen des
beweglichen Stückes leicht und schnell.
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Die Klemmwirkung zwischen den Rollen ist am größten, wenn sich ihre
drei Achsen in derselben Ebene befinden. Die Anordnung ist darum in dieser Weise
getroffen, damit die Pumpenrolle etwas über diese Stellung hinausgehen und sich
gegen einen festen Anschlag legen kann, trotzdem aber noch der Klemmwirkung unterworfen
bleiben soll. Das ist die Stellung, in der die beiden Teile des Gerätes sich in
der richtigen und stabilen Einstellage befinden.
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Erfindungsgemäß kann weiter die auf den Steuerhebel ausgeübte Kraft
am Bedienungs- und Dosierteil unter Zwischensetzung eines Kraftbegrenzers übertragen
werden. Diese Einrichtung kann insbesondere aus einer Schraubenfeder mit eng zusammengerückten
Windungen bestehen, die in diesem Fall als Kurbelstange oder Lenker verwendet wird.
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Wenn die Zugkraft unterhalb derjenigen Kraft bleibt, die notwendig
ist, um die Windungen auseinanderzuziehen, so arbeitet dieser Lenker ganz so, als
wenn er starr wäre. Wenn die Kraft aber den genannten Wert überschreitet, so dehnt
sich der so gebildete Lenker aus, bis der Steuerhebel an einen Anschlag kommt.
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Erfindungsgemäß ist die Anordnung weiter so getroffen, daß die von
Hand auf den Steuerhebel ausgeübte Kraft einen Ansaughub der Pumpe veranlaßt, während
der Ausstoßhub durch eine Feder veranlaßt wird, was eine vollständige Leerung der
Pumpe herbeiführt und den Bedienungshebel auch wieder in die Ausgangslage zurückbringt.
Erfindungsgemäß kann die Anordnung so getroffen werden, daß die Handbetätigung des
Hebels nach unten auf die Bedienungsperson zu erfolgt, wodurch dann also der Zug
auf den Pumpenkolben ausgeübt wird.
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Zweckmäßig wird der ganze Betätigungs- und Dosierteil mit Ausnahme
des Bedienungshebels selbst und der Befestigungskrampen sowie des Stellknopfes für
den Dosieranschlag in einem schmalen und sehr langen Kasten untergebracht, dessen
Länge wenigstens dreimal seiner Breite und fünfmal seiner Tiefe entspricht und vertikal
ausgerichtet ist.
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Es sei bemerkt, daß die vorstehend verwendeten Ausdrücke »Hand-Steuerhebel«,
»durch Hand ausgeübte Kraftwirkung« u. dgl. zur Vereinfachung benutzt wurden, daß
aber die Steuerung und die Bedie-
nungskraft ebensogut auch durch andere Mittel als
Handhebel u. dgl. ausgeübt werden können.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der schematischen
Zeichnungen beschrieben. In diesen stellt dar Fig. 1 die verschiedenen Teile des
Dosiergerätes nach der Erfindung ohne genaue Berücksichtigung der gegenseitigen
Lage, Fig. 2 und 3 in vergrößertem Maßstab Schnitte durch das Ansaug- und das Ausstoßventil
eines Pumpenteiles und Fig.4 eine andere Ausführungsform des Bedienungs- und Dosierteiles
mit eingefahrenem Pumpenteil.
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Die F i g. 1 zeigt ein Gerät nach der Erfindung mit einem Bedienungs-
und Dosierteil, vor welchem ein Pumpenteil in betriebsfertigem, aber noch nicht
mit dem Bedienungsteil gekuppelten Zustand steht. Ein VorratsbehälterA wird im Augenblick
der Benutzung mit einem Deckel versehen, welcher den Pumpenkörper B mit Kolben C
trägt. Der Schaft des Pumpenkolbens endet in einen Knopf D, mit dessen Hilfe der
Anschluß an den Bedienungsteil erfolgen kann. Der Pumpenzylinder ist nach unten
durch ein Rohr verlängert, welches in die Flüssigkeit des Vorratsbehälters eintaucht
und an seinem Ende E mit einem Ventil versehen ist, welches beim Druckhub des Pumpenkolbens
schließt. Außerhalb des Behälters sitzt an dem Pumpenkörper ein anderes Verlängerungsrohr,
welches als Ausstoßrohr für die Flüssigkeit dient und an seinem Ende F ein Ventil
trägt, welches beim Ansaughub der Pumpe schließt.
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Dieser Pumpenteil kann angeschlossen werden an den Bedienungs- und
Dosierteil, der aus einem Gestell G besteht, an welchem ein Gleitstück H geführt
ist, welches mit einer Art Klaue versehen ist, in welche der Knopf D des Pumpenschaftes
eintreten kann. Das Gleitstück wird betätigt durch einen Hebel I.
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Der Hebel befindet sich im dargestellten Augenblick in seiner niedergedrückten
Stellung, in welcher die Pumpe leer ist. Der Verbindungsknopf D ist so eingerichtet,
daß er sich in der Höhe der genannten Klaue befindet. Man kann nun den Knopf in
diese Klaue einfahren und auf diese Weise die mechanische Verbindung zwischen der
Bewegung des Gleitstückes und des Pumpenkolbens herstellen.
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Die Dosiereinrichtung besteht aus einer Platte, in welcher Löcher
angebracht sind. In eines dieser Löcher ist ein Einstellknopf K gesteckt. Wenn man
diesen Knopf herauszieht, so kann man die Platte verschieben und ein anderes Loch
wählen, wodurch dann der Hub des Pumpenkolbens eine Änderung erfährt. Denn wenn
der Kupplungsknopf D in die Klaue des Gleitstückes eingefahren ist, so vollführt
der Pumpenkolben zugleich mit dem Gleitstück und damit auch mit der Platte J beim
Ansaughub eine Aufwärtsbewegung, bis die Platte einen am Gestell des Gerätes befestigten
Anschlag L berührt. Dadurch kommt dann die Aufwärtsbewegung des Bedienungshebels
1 sowie die Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens zur Ruhe. Wenn der Kolben in dieser
Weise um ein Stück hochgegangen ist, welches einer bestimmten Menge der eingestellten
Flüssigkeitsdosis entspricht, so wird diese Dosis dann anschließend in den Aufnahmebehälter
M ausgestoßen, wenn der Pumpenkolben wieder bis unten herabgeht und so die Pumpe
leert.
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Die Einstellplatte J, die durch eine GleitstangeN des Gleitstückes
H gehalten wird, kann abgenommen und ausgewechselt werden gegen eine andere Einstellplatte
mit Löchern anderer Abstände, die dann einem anderen Dosierbereich entsprechen.
Dadurch ändert sich dann der Abstand vom Anschlag L sowie der Wirkhub der Dosierpumpe.
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Die F i g. 2 zeigt in größerem Maßstab die Ventilkammer des Ventils
am Ende des Pumpen-Ansaugrohres E. Die Ventilkammer wird gebildet durch das RohrendeO
mit kleinem MundstückP. Das Dichtungsstück Q liegt an der Begrenzungsebene des Stutzens
und wird durch ein Haltestück R an Ort und Stelle gehalten. Eine Feder S drückt
die Ventilkugel T gegen das Dichtungsstück und verhindert auf diese Weise das Austreten
von Flüssigkeit aus dem Stutzen.
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Die F i g. 3 zeigt unter Verwendung derselben Bauelemente das Ausstoßventil
am Ende des Ausstoßrohres F. Dort liegt das Dichtungsstück an der entgegengesetzten
Endfläche des Mundstücks P bzw. an der Ausgangsiläche des Rohres O. Die Feder drückt
in diesem Fall die Ventilkugel gegen das dortige Dichtungsstück Q.
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Eine weitere Ausführungsform des Gerätes ist in Fig.4 gezeigt. Es
gibt die Seitenansicht eines Bedienungs- und Dosierteiles, in dessen Anschlußorgane
hier die entsprechenden Teile der Pumpe B bereits eingefahren sind. Der Pumpenkörper
B ist zu diesem Zweck oben mit einem Abschlußteil U in Form einer zylindrischen
und konisch zugehenden Laufrolle ausgestattet. Die Bedienungseinrichtung besitzt
ihrerseits zwei gleichartige Laufrollen V, die an zwei Schäften W sitzen, welche
ein elastisches Ausweichen der Rollen V gestatten, wenn die Pumpenrolle U zwischen
sie eingefahren wird. Nach der Einführung dieses Verbindungsstückes berühren sich
die Rollen in der oberen Ebene der Rolle U, welche dort an entsprechende Anschlagscheiben
der beiden anderen Rollen anstößt. Weiter finden Berührungen statt längs der Erzeugenden
der verschiedenen Kegelteile der Rollen. Ein AnschlagteilZ befindet sich hinter
der Laufrolle U und hält diese fest zwischen sich und den anderen Laufrollen V.
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Das an dem oberen Bedienungshebel 1 sitzende Stück ist eine Schraubenfeder,
deren Windungen eng aufeinanderliegen. Sie dient zur Herstellung der Verbindung
zwischen dem Gleitstück H und dem genannten Bedienungshebel 1. Wenn das Gleitstück
gegen
den Teil L stößt, so zieht sich die Feder aus, wenn die Bedienungsperson weiter
am Hebel 1 zieht.
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Anderfalls wirkt die Feder wie eine starre Lenker-oder Kurbelstange.
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Am unteren Ende steht das Gleitstück H in Verbindung mit dem Pumpenschaftknopf
D, der demjenigen nach F i g. 1 entspricht. Die Rückholfeder Y zieht das Gleitstück
auf den Pumpenkolben zu und leert auf diese Weise die Pumpe, indem sie gleichzeitig
den Bedienungshebel I in seine Ausgangslage zurückführt. Dieser Hebel ist so eingerichtet,
daß bei einer Bewegung seines Handgriffs im Sinne des Pfeiles, also auf die Bedienungsperson
zu schräg nach unten, das Ansaugen der Pumpe erfolgt.
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Durch entsprechende Verstellung der Anschlagteile ist auch hier durch
Änderung des Ansaughubes der Pumpe eine Dosierung nach verschiedenen gewünschten
Volumeinheiten möglich, entsprechend der in F i g. 1 beschriebenen Einrichtung.
Das ganze Bedienungs- und Dosiergerät ist in einem schmalen länglichen vertikalen
Gehäuse b untergebracht.