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Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur dosierten Abgabe von unter
Druck stehenden Medien aus druckfesten Behältern, insbesondere solchen mit durchstoßbarer
Kappe, mit einem im zylindrischen, die Dosierkammer bildenden Innenraum eines Gehäuses
in Achsrichtung dicht gleitenden, die Dosierkammer begrenzenden, von Hand verschieblichen,
vom Innendruck des Behälters und zweckmäßig außerdem auch durch Federkraft in Richtung
der Ruhestellung beaufschlagten kolbenförmigen Betätigungsstößel, der auf dem Weg
von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung zuerst den aus der Dosierkammer beispielsweise
ins Freie führenden Austrittskanal verschließt und dann das zwischen Behälter und
Dosierkammer befindliche Ventil öffnet.
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Bei derartigen, beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift
1152 368 bekannten Vorrichtungen schließt sich koaxial an einen Behälterauslaß
bzw. an ein in diesen eingesetztes Steigrohr eine zylindrische Dosierkammer an.
In einen erweiterten Zylinderabschnitt der Dosierkammer ist ein Ventilkörper aus
elastischem Material eingesetzt, der einerseits durch seine eigene Federkraft und
andererseits durch in dem Behälter herrschenden Druck dicht gegen den als Ventilsitz
dienenden Rand des sich anschließenden engeren Zylinderabschnitts der Dosierkammer
gedrängt wird. In dem engeren Zylinderabschnitt befindet sich ein axial dicht gleitender,
mittels einer Feder von dem Ventilkörper weggedrängter kolbenförmiger Betätigungsstößel
mit einem axial zur Dosierkammer verlaufenden, in Ruhestellung offenen Austrittskanal.
Zwecks Strömungsmittelabgabe muß der Betätigungsstößel von Hand niedergedrückt werden,
so daß der Austrittskanal durch den Ventilkörper geschlossen und anschließend dieser
Ventilkörper von seinem Ventilsitz abgehoben wird. Hierdurch strömt nun so lange
das im Behälter befindliche Medium in die Dosierkammer ein, bis der Betätigungsstößel
losgelassen wird, zu welchem Zeitpunkt in der Dosierkammer etwa der gleiche Druck
wie im Behälter herrscht. Nach dem Loslassen des Betätigungstößels wird dieser durch
den in der Dosierkammer herrschenden Druck in seine Ruhestellung zurückgeführt,
was durch die genannte Feder noch unterstützt wird, so daß das Medium, nachdem der
Ventilkörper wieder dicht auf seinem Ventilsitz aufliegt und die Dosierkammer vom
Behälter trennt, über den Austrittskanal ausströmen kann, womit die Vorrichtung
wieder ihre Ruhestellung einnimmt.
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Eine baulich zwar anders gestaltete, jedoch im wesentlichen in gleicher
Weise arbeitende Vorrichtung ist auch aus der britischen Patentschrift 820104 bekannt.
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Eine ähnliche Vorrichtung ist auch aus der französischen Patentschrift
1446 295 bekannt, bei welcher jedoch die Rückführung in die Offenstellung eines
den Austrittskanal jeweils in der Arbeitsstellung verschließenden Stößelteils ohne
Hilfe von Federmitteln lediglich durch den in der Dosierkammer jeweils herrschenden
Strömungsmitteldruck erfolgt.
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Eine aus der deutschen Patentschrift 1191642 bekannte handbetätigte
Vorrichtung zur Abgabe von unter Druck stehenden Medien aus druckfesten Behältern
weist einen Durchstoßstift auf, der in Ruhestellung eine von ihm durchstoßene Kappe
des Behälters dicht geschlossen hält. Der sich an den Durchstoßstift anschließende
Raum bildet eine Dosierkammer, deren Außlaßventil in Ruhestellung offen und in Arbeitsstellung
geschlossen ist, während der in der Behälterkappe gebildete Durchlaß in Arbeitsstellung
vom Durchstoßstift freigegeben und damit offen ist. Die Rückführung in die Ruhestellung
erfolgt jeweils durch Federmittel.
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Eine weitere Art von Vorrichtungen zur dosierten Abgabe von unter
Druck stehenden Medien aus druckfesten Behältern weist keine Dosierkammer auf, sondern
bei diesen Vorrichtungen wird die jeweilige Abgabemenge durch die jeweilige zeitliche
Betätigungsdauer der betreffenden Vorrichtung bestimmt. Solche Vorrichtungen sind
beispielsweise aus der genannten deutschen Patentschrift 1191642 bekannt, wobei
der Unterschied zu der vorhin beschriebenen Vorrichtung darin besteht, daß das Strömungsmittel
beim Zurückziehen des Durchstoßstifts aus der Behälterkappe heraus unmittelbar zu
einem Auslaß strömt. Eine ähnliche Vorrichtung ist auch aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
1899 233 bekannt.
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Eine aus der britischen Patentschrift 1035 304 bekannte Vorrichtung
dieser Art weist einen Betätigungsstößel mit einem über eine O-Ringdichtung dicht
in einem Zylinder axial geführten Ringbund auf. Der Zylinder ist zu einem Steigrohr
hin zylindrisch erweitert, so daß beim Niederdrücken des Betätigungsstößels dessen
Ringbund in den erweiterten Zylinderabschnitt gelangt und das im Behälter befindliche
Medium an der O-Ringdichtung und dem Schaft des Betätigungsstößels vorbei zu einem
Auslaß strömt. Die Rückführung des Betätigungsstößels in die Ruhestellung erfolgt
einerseits durch den im Behälter herrschenden Druck und andererseits durch eine
Druckfeder.
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Bei einer aus der USA: Patentschrift 2 658 714 bekannten Vorrichtung
dieser Art ist im oberen Ende eines Steigrohrs eine Kugel angeordnet, die sowohl
durch eine Druckfeder als auch durch den im Behälter herrschenden Druck dicht gegen
einen Ventilsitz gedrängt wird. An der der Kugel abgewandten Ventilseite befindet
sich ein hohler Betätigungsstift, der bei axialer Verschiebung die Ventilkugel von
ihrem Ventilsitz abhebt, so daß in Arbeitsstellung das im Behälter unter Druck gehaltene
Medium an der Ventilkugel vorbei und dann durch den Betätigungsstift hindurch zu
einem Auslaß strömen kann.
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Mit keiner der vorstehend genannten Vorrichtungen ist es möglich,
dem betreffenden Behälter eine stets gleiche Menge des unter Druck stehenden Mediums
zu entnehmen. Dies ist bei Vorrichtungen der zuletzt genannten Art deshalb nicht
der Fall, weil, wie bereits erwähnt wurde, die dem Behälter jeweils entnommene Strömungsmittehnenge
von der jeweiligen Betätigungsdauer der betreffenden Vorrichtung abhängig ist. Bei
bekannten Vorrichtungen der zuerst genannten Art spielt zwar die zeitliche Betätigungsdauer
der jeweiligen Vorrichtung nur eine untergeordnete Rolle, obwohl auch bei diesen
Vorrichtungen die Dosierkammer zwecks ihrer Füllung von Hand eine gewisse Zeit zum
Behälter hin offengehalten werden muß, doch ist bei diesen zuerst genannten Vorrichtungen
die jeweilige Dosiermenge im wesentlichen direkt von dem im Behälter jeweils herrschenden
Druck abhängig, welcher bekanntlich bei fortschreitender Behälterentleerung immer
kleiner wird.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden mittels Vorrichtungen
zur dosierten Abgabe von
unter Druck stehenden Medien aus druckfesten
Behältern der eingangs dargelegten Art genauere, d. h. im wesentlichen stets gleichbleibende
Dosierungen zu erreichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Rastmittel
vorgesehen sind, die den Betätigungsstößel in seiner jeweiligen Endstellung festzuhalten
suchen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß das zwischen Behälter und Dosierkammer angeordnete Ventil nach erfolgter Betätigung
infolge der Wirkung der Rastmittel jeweils erst dann wieder geschlossen wird, wenn
in der Dosierkammer ein der gewünschten Dosiermenge entsprechender, den Betätigungsstößel
in die Ruhestellung zurückführender Druck herrscht. Ein weiterer Vorteil besteht
darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung trotzdem einen einfachen Aufbau aufweist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Hierbei kann angenommen werden, daß es
sich bei dem unter Druck stehenden Medium um Kohlendioxyd handelt, das sich in einem
druckfesten Behälter, beispielsweise in einer Druckgaspatrone befindet.
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Der mit einer Öffnung versehene Halsteil des Behälters 1, welcher
durch einen auf ein Verbindungsstück 3 aufgeschraubten Halter 2 gehalten wird, ragt
in einen zentralen Kanal 25 dieses Verbindungsstücks 3 hinein und liegt dort
dicht an einer elastischen ringförmigen Scheibe 4 an. Innerhalb des Verbindungsstücks
3 ist eine O-Ringdichtung 6 und eine als Durchstoßstift ausgebildete Hohlnadel 5
angeordnet, welch letztere einen Verschlußpfropfen des Behälters durchstößt, wenn
dieser während des Aufschraubens des Halters 2 in bezug auf die Hohlnadel
vorgeschoben wird. Das den betreffenden Behälterpropfen durchstoßende Hohlnadelende
läuft spitz zu und liegt dicht an den Rändern der durch die Hohlnadel in dem Behälterpfropfen
durch den Durchstoß geschaffenen Öffnung an, so daß das aus dem Behälter ausströmende
Gas nur durch die Hohlnadel ausströmen kann. Der Halsteil des Behälters l wird,
währenddem er von der Hohlnadel 5 durchstoßen wird, durch eine Hülse 7 zentrisch
gehalten. Das durch die Hohlnade15 jeweils von dem Behälter l her zuströmende Gas
gelangt über den zentralen Kana125 des Verbindungsstücks 3 in eine durch dieses
Verbindungsstück 3 einerseits ; und ein Gehäuse 8 andererseits begrenzte Dosierkammer
9. Innerhalb des zentralen Kanals 25 befindet sich ein Einwegventil, welches aus
einem kegelstumpfförmig zusammenlaufenden, aus geeignetem elastischen Material,
beispielsweise Nylon, gebildeten ; Kanalabschnitt 10 und einer in diesem
Kanalabschnitt angeordneten Ventilkugel 11 besteht. Der Kanalabschnitt 10
wird normalerweise durch die Ventilkugel 11 verschlossen, d. h. wenn diese durch
eine entsprechende Druckdifferenz beaufschlagt wird.
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Die Dosierkammer 9 hat die Form zweier koaxial zueinander angeordneter
Zylinder, von welchen ein Austrittskanal 12 radial nach außen führt. In die sich
über den Austrittskanal 12 hinaus erstreckende Dosierkammer 9 ragt eine Handbetätigungseinrichtung
13 hinein, welche aus einem Druckknopf 14 und einem Betätigungsstößel besteht, der
ein Rastprofil 15 und 16, einen mit einer Umfangsnut versehenen Kolben
17, eine in diese Umfangsnut eingefügte O-Ringdichtung 18 und einen Betätigungsstift
19
aufweist.
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Die Verschiebbarkeit der Handbetätigungseinrichc tung 13 ist in der
aus der Dosierkammer 9 herausführenden Bewegungsrichtung durch eine in dem Gehäuse
8 gebildete Anschlagkante 20 begrenzt. Zwischen der Anschlagkante 20 und
dem Austrittskanal 12 münden zwei Gewindebohrungen 21 radial in einen die Handbetätigungseinrichtung
führenden und mit der Dosierkammer 9 in Verbindung stehenden Bohrungsabschnitt.
Während bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung zwei
radiale Gewiidebohrungen 21 vorgesehen sind, kann bzw. können bei einer abgewandelten
Ausführungsform auch nur eine einzige derartige Gewindebohrung oder aber mehr als
zwei derartige Gewindebohrungen vorgesehen sein. In jeder der Gewindebohrungen 21
ist ein Druckstück, beispielsweise eine Kugel 22 angeordnet, welche jeweils in Ruhestellung
durch eine Schraubenfeder 23 gegen die Profilfläche 16 des Betätigungsstößels 15,16,17
gedrängt wird. Die Gewindebohrungen 21 sind jeweils durch eine in sie eingeschraubte
Madenschraube 24 verschlossen. Die Kugeln 22, die Schraubenfedern 23 und die Madenschrauben
24 stellen zusammen einstellbare Rastmittel dar, mittels welcher die gewünschte,
aus dem Druckgaskolben zu entnehmende Gasmenge jeweils geändert werden kann.
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Die Ventilkugel 11 verschließt durch den aus dem Behälter her
auf sie einwirkenden Gasdruck so lange den ihr zugeordneten Ventilsitz, wie sich
die Handbetätigungseinrichtung 13 in ihrer Ruhestellung befindet, in welcher die
Kugeln 22 an der Profilfläche 16 des Ventilstößels anliegen. Wenn aus dem Behälter
1 eine bestimmte Gasmenge entnommen werden soll, wird der Ventilstößel 15,16,17
mittels des Druckknopfs 14 axial in Richtung des Behälters 1
verschoben,
wobei die Kugeln 22 an der Profilfläche 16 entlanggleiten und die O-Ringdichtung
an der in die Dosierkammer 19 führenden Mündung des Austrittskanals 12 vorbeigeführt
und so die Dosierkammer 9 gegenüber dem Austrittskanal 12 abgedichtet wird. Während
dieser Bewegung der Handbetätigungseinrichtung 13 aus ihrer Ruhestellung heraus
in ihre Arbeitsstellung hinein wird durch die Schraubenfedern 23 über die Kugeln
22 und die Profilfläche 16 auf die Handbetätigungseinrichtung eine dieser Bewegung
entgegenwirkende Kraft ausgeübt.
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Das Profil des Betätigungsstößels hat die Form zweier mit den Grundflächen
aneinanderstoßender, jeweils kegelstumpfförmiger Flächen 15, 16, so daß bei
axialem Verschieben des Betätigungsstößels in seine Arbeitsstellung hinein die Kugeln
22 an der Profilfläche 16 entlang und über den zwischen den beiden Kegelstümpfen
gebildeten Scheitelpunkt hinweggleiten und sich an die Profilfläche 15 anlegen.
Sobald die federbelasteten Kugeln 22 über den Scheitelpunkt hinweggeglitten sind,
drängen sie die Handbetätigungseinrichtung 13 vollständig in ihre Arbeitsstellung,
so daß der Betätigungsstift 19 die auf diese Weise abgehobene Ventilkugel
11 daran hindert, sich wieder auf den ihr zugeordneten Ventilsitz des Einwegventils
aufzusetzen. über das geöffnete Einwegventil strömt nunmehr Druckgas in die Dosierkammer
9 ein und übt auf den Kolben 17 der nunmehr losgelassenen Handbetätigungseinrichtung
13 eine diese in ihre Ruhestellung drängende Kraft aus.
Diese Kraft
verstärkt sich mit steigendem Gasdruck so lange, bis sie die von den Schraubenfedern
23 auf die. Handbetätigungseinrichtung 13 ausgeübte Axialkräft und die Reibung zwischen
der Profilfläche 15 uild den Kugeln 22 überwindet. Sobald diese Widerstandskräfte
überwunden sind, wird die Handbetätigungseinrichtung i3 durch den Gasdruck in Richtung
von dem Behälter 1 weg in ihre Ruhestellung zurückbewegt, wodurch die Kugeln 22
über den zwischen den beiden Profilflächen 15 und 16 gebildeten Scheitelpunkt wieder
zurückgleiten und sich nunmehr wieder an die Profilfläche 16 anlegen, so daß die
durch die Gasströmung an ihren zugehörigen Ventilsitz 10 mitgenommene Ventilkugel
11 das Einwegventil wieder verschließt. Die Handbetätigungseinrichtung 13
geht dabei wieder so weit zurück, daß sie mit ihrer Profilfläche 15 wieder an der
Anschlagkante 20 des Gehäuses 8 anliegt, wobei während der letzten Phase dieser
Bewegung der Austrittskanal 12 freigegeben wird und hierdurch das in der Dosierkammer
9 gespeicherte Druckgas durch diesen Austrittskanal hindurch ausströmen kann. Die
Handbetätigungseinrichtung 13 verbleibt dann jeweils so lange in dieser Ruhestellung,
bis sie von Hand wieder in Arbeitsstellung gebracht wird.
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Es sei hier noch besonders hervorgehoben, daß, wenn die Handbetätigungseinrichtung
13 in ihre Arbeitsstellung gebracht werden soll, derDruckknopf 14 nur so weit eingedrückt
zu werden braucht, daß die Kugeln 22 über den zwischen den beiden Profilflächen
15 und 16 gebildeten Scheitelpunkt hinweggleiten, wonach dann jede weitere Bewegung
der Handbetät baungseinrichtung infolge der durch die Schraubenfedern 23 auf die
kegelstumpfförmige Profilfläche 15 einwirkenden Kräfte selbsttätig abläuft.
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Die gewünschte Druckgasmenge kann nicht nur dadurch verändert werden,
daß beispielsweise das Volumen der Dosierkammer 9 oder der Durchmesser der in sie
mündenden und durch die O-Ringdichtung 18 abgedichteten Bohrung der Handbetätigungseinrichtung
verändert werden, sondern auch durch entsprechende Änderung der auf die Handbetätigungseinrichtung
einwirkenden Axialkräfte. So kann beispielsweise die Form der Profilflächen 15 und
16 oder, was am einfachsten ist, die auf die Kugeln 22 wirkende Federkraft verändert
werden.
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Bei Verwendung eines Venturirohres oder einer anderen Düse kann das
zu verabreichende Gas weiteres Gas, pulverförmige Stoffe oder Flüssigkeiten mit
sich reißen. Bei einer besonderen Anwendung der Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung
kann das abgegebene Druckgas zum Mitreißen von Luft in einen im Bereich eines erwärmten
Teils eines Schweißwerkzeugs gelegenen Kanal hinein dienen. In diesen Kanal hinein
kann bei jedesmaliger Betätigung des Dosierventils flüssiges Lot eingesaugt werden.
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Gemäß einer weiteren Anwendung der Erfindung kann das von der Dosiervorrichtung
abgegebene Druckgas dazu dienen, Parfüm zu zerstäuben.
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Ferner kann das von der Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung abgegebene
Druckgas beispielsweise dazu dienen, aus einem Gewehrlauf eine Kugel oder einen
anderen Flugkörper auszustoßen.
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Außerdem kann das von der Dosiervorrichtung gemäß der Erfindung abgegebene
Druckgas zum Entkorken von Weinflaschen verwendet werden. In diesem Falle wird die
dosierte Druckgasmenge mittels einer durch den Korken der betreffenden Weinflasche
hindurchgestoßenen Hohlnadel in diese eingeführt. Um zu verhindern, daß von der
Weinflasche her über die Kugeln 22 der Handbetätigungseinrichtung 13 Druckgas entweicht,
wenn sich die Handbetätigungseinrichtung in ihrer Arbeitsstellung befindet, weist
diese zwischen demAustrittskanal 12 und den Kugeln 22 eine weitere, den Betätigungsstößel
umgreifende O-Ringdichtung auf. Diese abgewandelte Ausführungsform wird immer dann
Anwendung finden, wenn durch den Austrittskanal 12 hindurch ein Zurückströmen von
Druckgas und hiermit ein Gasverlust vermieden werden soll.