DE2104984C3 - Abgabevorrichtung fur dosierte Mengen einer zum Kleben neigenden Flüssigkeit, wie Kondensmilch - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgabevorrichtung für dosierte Mengen einer zum Kleben neigenden Flüssigkeit, wie Kondensmilch, mit einem Vorratsbehälter, einem Dosierraum, einem Kolben zu dessen Entleeren unter Druck und mit einer elastischen, eine in Grundstellung keine Flüssigkeit durchlassende Öffnung aufweisenden Abdeckung im Abgabebereich.
Bei der dosierten, also immer wieder unterbrochenen Abgabe von Flüssigkeiten ist der saubere Abschluß der Abgabe eines der Hauptprobleme. Ein Nachtropfen soll möglichst vermieden werden. Fs ist insbesondere bei zum Kleben neigenden Flüssigkeiten unerwünscht, da

ίο durch an der Abgabeöffnung verbleibende Reste diese unsauber und die Abgabe behindert wird. Eine weitere Bedingung bei der Abgabe von Flüssigkeiten besteht darin, daß Spritzen vermieden werden soll. Insbesondere bei Kondensmilch, die üblicherweise in bereits weitgehend mit Kaffee gefüllte Behälter gegeben wird, ist dies ein wesentlicher Gesichtspunkt.

Es ist eine Abgabevorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt (deutsches Patent 1187 148), die insbesondere zum Abfüllen von Milch und Milcherzeugnissen bestimmt ist. Die zu dosierende Flüssigkeit wird mittels eines Kolbens über ein erstes Ventil in einen Dosierraum gesaugt und anschließend durch die entgegengesetzte Kolbenbewegung über ein zweites Ventil in einen Auslaßstutzen gedrückt. Um die obengeschilderten Nachteile zu vermeiden, ist der Auslaßstutzen mit einer elastischen Abdeckung versehen, die durch Einschnitte in Lamellen unterteilt ist. In Grundstellung schließen diese Lamellen eine öffnung geringen Querschnittes ein, die so bemessen ist, daß die

JO Grenzflächenspannung der darüber im Auslaßstutzen befindlichen Flüssigkeit deren Ausfließen verhindert. Unter dem vom Kolben ausgeübten Druck verformt sich die Abdeckung trichterartig nach außen, wobei sich die von den Lamellenenden umgebene Öffnung kontinuierlich erweitert und als Auslaßöffnung dient. Beim Nachlassen bzw. Aufhören des Druckes bewegen sich die Lamellen in ihre Grundstellung zurück, die öffnung verkleinert sich. Der Flüssigkeitsstrahl wird kontinuierlich abgeschnürt, bis die Öffnung so klein

to gewordeti ist, daß die Oberflächenspannung der Flüssigkeit kein Durchtreten mehr gestattet. Diese bekannte Abgabevorrichtung ist aufwendig aufgebaut. Sie weist zwei Ventile auf und benötigt entsprechend ausgedehnte Leitungen. Die Abdeckung ist durch die

«5 Lamellenanordnung ebenfalls aufwendig. Außerdem ist ihre Funktion relativ unsicher. Damit sich die öffnung von einer Ausgangsgröße, die ein Durchtreten der Flüssigkeit mit Sicherheit verhindert, zu einer günstigen Abgabegröße erweitert, ist ein hochelastisches Material und/oder ein entsprechend hoch bemessener Abgabedruck erforderlich. Elastisches Material neigt zu Ermüdungserscheinungen, die zu einer undichten Vorrichtung führen müssen. Wenn die öffnung in Grundstellung nicht mehr genügend schließt, kann der jeweils vor dem Auslaßventil verbleibende Flüssigkeitsrest austropfen oder gar ausfließen. Ein hoher Abgabedruck führt zum Spritzen. Da überdies die Lamellenanordnung zwar einen geschlossenen, jedoch zackenförmigen Querschnitt der Abgabeöffnung bedingt, ist diese Spritzgefahr besonders gegeben. Im übrigen ist die bekannte Vorrichtung ungeeignet für Flüssigkeiten, die zum Kleben neigen, wie Kondensmilch. Durch die verbleibende öffnung der Abdeckung steht der Inhalt des Auslaßstutzens im Abdeckungsbe-

h5 reich mit der Außenluft in Verbindung. Damit besteht ι licht nur die Gefahr, daß die Öffnung verklebt, sondern auch die Schlitze zwischen den Lamellen. Dadurch wird die vorgesehene Funktion der Abdeckung behindert.

Insbesondere besteht die Gefahr, daß sich unter dem Auslaßdruck zunächst ein Stau hinter der Abdeckung bildet und beim Nachgeben der verklebten Stellen ein ruckartiges, erheblich spritzendes Ausfließen zu befürchten ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß sie ein sauberes, spritzfreies Abgeben von zum Kleben neigenden Flüssigkeiten ermöglicht.

Zum Lcsoi der Aufgabe ist die erfindungsgemäße ι ο Abgabevorrichtung gekennzeichnet durch eine etwa synchron mit dem Kolben bewegliche Abgabedüse mit einem jeweils wenigstens eine Mündung in der Düsenspitze und im spitzenfernen Bereich aufweisenden Bohrungssystem, deren Spitze beim Bewegen durch die Öffnung der sich dichtend an sie anlegenden Abdeckung hindurch und zurück bewegbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung stellt die Mündung in der Spitze der Abgabedüse die Ausflußöffnung der Flüssigkeit dar. Diese Öffnung wird nur zur Abgabe von Flüssigkeit nach außen bewegt und anschießend wieder in das Innere der Vorrichtung zurückgezogen. Da die Öffnung der elastischen Abdeckung so bemessen ist, daß sie in Grundstellung dicht schließt, ist die Abgabevorrichtung in Grundstel- 2ϊ lung vollkommen abgeschlossen. Da die Öffnung der Abdeckung auch bei Abgabe von Flüssigkeit nicht von dieser durchflossen wird, besteht auch hier keine Verklebungsgefahr. Damit kann der Abgabedruck relativ niedrig bemessen werden, wodurch eine tu Spritzgefahr bereits weitgehend ausgeschaltet ist. Ferner benötigt die als Abgabeöffnung dienende Mündung der Düsenspitze keinen eigenen Verschluß, erfährt somit keine Querschnittsänderung und liefert damit einen einwandfreien, nicht-spritzenden Flüssigkeitsstrahl. Außerdem kann aus den erwähnten Gründen die Mündung in der Düsenspitze einen relativ kleinen Querschnitt aufweisen. Dies erlaubt die Abgabedüse sehr dünn und mit einer feinen Spitze auszubilden und damit eine sehr kleine öffnung in der ao Abdeckung vorzusehen. Die damit erreichbare sichere Abdichtung erlaubt es, auf Ventile in der Abgabevorrichtung zu verzichten. Diese sind bei der obengeschilderten bekannten Vorrichtung notwendig, um die auf die druckempfindliche Abdeckung wirkende Flüssigkeitsmenge niedrig zu halten. Bei der erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung kann die Abdeckung ohne Zwischenventile mit dem Dosierraum und den Vorratsbehälter ohne weiteres in direkter Verbindung stehen. Der Aufbau der Vorrichtung wird dadurch wesentlich 5« vereinfacht und der Platzbedarf reduziert.

Vorteilhaft kann die Abdeckung als Haube mit einer zentralen, nach außen gezogenen Spitze ausgebildet sein und die Öffnung aus einem dünnen Durchstich der Spitze bestehen. Die nach außen gezogene Spitze der Abdeckung ergibt dabei einerseits eine große Dichtfläche sowohl in Grundstellung für die öffnung als auch beim Anliegen an die durch die öffnung geführte Düsenspitze. Ferner erleichtert diese Form die Bewegung der Abgabedüsc nach außen. Zusätzlich streifen wi bereits die sich in Grundstellung nicht berührenden schrägen Innenwände des Spitzenbereiches die Außenwand der Abgabedüse ab, so daß auch auf diesem Wege keine Flüssigkeit an die Wände der öffnung selbst gelangen kann. to

Damit die Abdeckung einerseits ohne großen Druckaufwand das Durchtreten der Düsenspitze erlaubt, andererseits trotz häufiger Benutzung eine hohe Lebensdauer erreicht, kann sie aus weichem elastischen Material bestehen urd eine ihre Spitze umgebende ringförmige Verstärkungseinlage aufweisen.

Bei einer vorteilhaften Weiteren !wicklung der Abgabevorrichtung ist der Dosierraum unmittelbar an die Abdeckung anschließend angeordnet Damit befindet sich bei in Abgabestellung befindlicher Düse die im spitzenfernen Bereich der Düse befindliche Mündung bzw. die Mündungen, durch welche die Flüssigkeit in die Düse eintritt, unmittelbar im Dosierraum. Die Flüssigkeit hat keinen Weg zurückzulegen, der Druckverluste mit sich führen kann. Der notwendige Kolbendruck kann dadurch vorteilhaft niedrig bemessen werden. Ferner entsteht beim Zurückziehen des Kolbens nach dem Entleeren des Dosierraumes in diesem ein Unterdruck, der auf das Bohrungssystem der Abgabedüse eine Saugwirkung ausübt. Dadurch wird nicht nur diese wenigstens teilweise vorübergehend entleert, auch ein etwa an der Düsenspitze verbliebener Tropfen wird zurückgesaugt. Sowohl das Nachtropfen der Abgabevorrichtung als auch ein Verunreinigen der Abdekkungsöffnung beim Zurückziehen der Abgabedüse wird auf diese Weise wirksam verhindert. Darüberhinaus wird durch den Wegfall eines Ablaßstutzens zwischen dem Dosierraum und der Abgabestelle eine vorteilhaft kleine Bauform der Abgabevorrichtung erzielt.

Eine Abgabevorrichtung mit besonders einfacher und funktionssicherer Bauform ergibt sich dadurch, daß die Abgabedüse fest mit dem Kolben verbunden ist. Die Abgabedüse ist damit ohne zusätzliche Einrichtungen gehaltert und geführt, und ihre Bewegung erfolgt genau gleichzeitig und gleichsinnig mit dem Kolben. Außerdem ermöglicht diese Anordnung eine sehr raumsparende Bauform.

Der Dosierraum kann in an sich bekannter Weise über wenigstens eine in Ruhestellung offene, durch den Kolben abdichtbare Durchtrittsöffnung mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehen. Ein Zwischenventil ist bei dieser Anordnung nicht notwendig. Der Dosierraum füllt sich damit ständig von selbst wieder auf und die Abgabedüse befindet sich somit beständig innerhalb der Flüssigkeit. Damit kann in den Bohrungen keine Flüssigkeit antrocknen. Es ist zwar bereits ein Koiidensmilchspender bekannt, bei dem ein Dosierraum auf diese Weise mit dem Vorratsbehälter verbunden ist (deutsches Gebrauchsmuster 19 90 715). Der Dosierraum ist dort im unteren Bereich des Vorratsbehälters abgegrenzt. Der an einer durch den Vorratsbehälter nach oben herausragenden Betätigungsspindel angeordnete Kolben drückt bei Betätigung den Inhalt des Dosierraumes durch einen seitlich und außerhalb des Vorrastsbehälters nach oben führenden Kanal zu einem Ausflußstutzen im oberen Bereich des Vorratsbehälters. Der Ausflußstutzen ist durch ein Kugelventil zwischen ihm und dem Kanal verschlossen. Bei diesem Kondensmilchspender ist weder eine Sicherung für Nachtropfen noch gegen das Verkleben des Auslaßrandes und des Kugelventils vorgesehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist seitlich am Vorratsbehälter ein den Kolben abgedichtet führender Zylinder vertikal so angeordnet, daß sein über den unteren Rand des Vorratsbehälters überstehender Teil den Dosierraum mit der Abdeckung bildet und daß die gemeinsame Durchtrittsöffnung im Bereich des unteren Randes des Vorratsbehälters angeordnet ist. Der Zylinder bildet mit dem Kolben, dem Dosierraum und der Abdeckung eine Baueinheit, die gesondert herstellbar und an jedem Vorratsbehälter anbringbar ist,

sofern dieser mit einer entsprechenden Durchtrittsöffnung und Zwischendichtung versehen ist. Da die Ausbildung und Größe aller zu dieser Baueinheit gehörigen Organe lediglich von der vorgesehenen Größenordnung der jeweils auf einmal abzugebenden ■> dosierten Flüssigkeitsmenge, abhängen, können gleiche Baueinheiten für Vorratsbehälter unterschiedlichster Größe verwendet werden. So kann eine für die Abgabe von üblichen Kondensmilchmengen ausgelegte Baueinheit für alle Kaffeemaschinen verwendet werden, κι unabhängig von deren Kapazität und der auf diese Kapazität abgestimmten Größe des zugehörigen Kondensmilch vorratsbehälters.

Am Zylinder kann eine den Kolben in Richtung seiner Ruhestellung belastende Feder und eine manuell und/oder maschinell betätigbare Bedienungseinrichtung zu seinem Verschieben gegen die Federkraft angeordnet sein. Die Feder gestattet damit ein einmaliges Betätigen der Bedienungseinrichtung zum Auslösen des Abgabevorganges und gewährleistet, daß sich die Abgabevorrichtung selbsttätig schließt und gleichzeitig den nächsten Abgabevorgang vorbereitet.

Der Bedienungseinrichtung kann zürn Einstellen der jeweils abzugebenden Flüssigkeitsmenge ein den Kolbenweg begrenzender Anschlag zugeordnet sein. Die Größe des Dosierraumes und damit die größte abzugebende Menge ist von der Bauform her festgelegt durch den Abstand vom unteren Rand der Durchtrittsöffnung bis zur Abdeckung. Ein Variieren der abzugebenden Menge nach unten erfolgt durch ein jo Begrenzen des Kolbenweges auf dieser Strecke wodurch der Dosierraum nicht vollständig entleert wird. Die Wirkungsweise der Abgabevorrichtung wird dadurch nicht behindert, da auf jeden Fall beim Rückbewegen des Kolbens im Dosierraum ein Unterdruck entsteht.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgabevorrichtung ist in der Figur der Zeichnung dargestellt.

Sie zeigt einen Vorratsbehälter 1, beispielsweise für Kondensmilch. An seiner Außenseite ist ein Zylinder 2 vertikal angeordnet. Sein Innenraum steht mit dem Innenraum des Vorratsbehälters 1 über eine Durchtrittsöffnung 3 in Verbindung. Diese ist im Bereich des unteren Randes des Vorratsbehälters 1 angeordnet. Der Zylinder 2 steht über diesen unteren Rand nach unten vor und trägt an seinem unteren Ende eine Abdeckung 4. Diese besteht aus einer. Haube aus weichem, elastischem Material mit einer zentralen, nach außen gezogenen Spitze 4a, die eine Öffnung 5 aufweist. Die Öffnung 5 ist in der Zeichnung unmaßstäbüch groß gezeichnet. Sie ist durch einen Stich mit einer spitzen Nadel erzeugt und in der dargestellten Ruhestellung der Abgabevorrichtung praktisch geschlossen, also eigentlich unsichtbar. Die Abdeckung 4 weist einen einvulkanisierten Verstärkungseinlage 6 aus Metall auf und wird am Zylinder mittels einer Oberwurfmutter 7 gehalten. Der Raum im Zylinder zwischen der Abdeckung 4 und der Höhe der Unterkante der Durchtrittsöffnung 3 bildet einen Dosierraum 8. Seine obere, ideelle Begrenzung ist in der Zeichnung durch eine strichpunktierte horizontale Linie angedeutet

Im Zylinder 2 ist ein Kolben 9 verschieblich gelagert Er ist zu oberen Zylinderende hin durch einen eingelegten Dichtungsring 10 abgedichtet. An seiner dem Dosierraum 8 zugewandten Fläche 9a ist eine Abgabedüse 11 befestigt Diese weist ein Bohrungssystem aus einer Längsbohrung 12 mit einer Mündung 12a an der Spitze der Abgabediisc und eine mit dci Längsbohrung in Verbindung stehende Querbohrung 13 auf, mit zwei Mündungen 13a im spit/.enfcrnen Bereich der Abgabedüse 11. Dabei übertrifft der Querschnitt dei Längsbohrung 12 den Querschnitt der beiden Mündungen 13a der Querbohrung 13.

Am oberen Ende des Kolbens 9 ist eine Taste al: Bedienungseinrichtung 14 zum manuellen Vcrschicbcr in Richtung des Pfeiles A angebracht. Eine zwischen dei Taste und dem oberen Rand des Zylinders 2 abgestützte Feder 15 drückt den Kolben in der gezeigter Ruhestellung gegen eine Anlage 16. Seine Bewegung ir Pfeilrichtung, also nach unten, wird durch einer verstellbaren Anschlag 17 begrenzt, der aus einei Schraube besteht. Sie kann in einer Halterung 18, die aui nicht-gezeichnete Weise an der Abgabevorrichtung befestigt ist, höher oder tiefer gedreht werden.

Die Abgabevorrichtung wirkt in folgender Weise: Ir der gezeichneten Ruhestellung befindet sich die untere Fläche 9a des Kolbens 9 in einer Höhe, welche die Durchtrittsöffnung 3 zwischen dem Vorratsbehälter 1 und dem Zylinder 2 völlig frei gibt. Der unter den" Kolben befindliche Innenraum des Zylinders, ir welchem sich die Abgabedüse 11 befindet, ist also mil Flüssigkeit gefüllt. Wird der Kolben 9 in Richtung de; Pfeiles A bewegt, verschließt er die Durchtrittsöffnung 3. Während seines Weges bis zum unteren Rand dei Durchtrittsöffnung weicht die verdrängte Flüssigkeit ir den Vorratsbehälter I hin aus. Währenddessen erreichi die Spitze der Abgabedüse 11 die Abdeckung 4 und wire durch den Druck des Kolbens durch deren öffnung J nach außen gedrängt. Sobald die untere Fläche 9a de! Kolbens 9 die strichpunktiert angedeutete Höhe de; unteren Randes der Durchtrittsöffnung 3 erreicht hat, isi der Dosierraum 8 gegenüber dem Vorratsbehältei abgeschlossen. Bei der weiteren Kolbenbewegung wire die im Dosierraum 8 befindliche Flüssigkeit durch di( Mündungen 13a der Querbohrung in die Längsbohrunj 12 der Abgabedüse gedruckt und tritt außerhalb dei Abdeckung aus der Mündung 12a in Form eine; geschlossenen Strahles aus, solange der KoibendrucV anhält bzw. noch Flüssigkeit vorhanden ist. Die Querschnittsdifferenz zwischen der Querbohrung unc der Längsbohrung bewirkt eine Druckreduzierung, die ein übermäßiges Spritzen verhindert.

Beim Zurückziehen des Kolbens entsteht, solange sich seine untere Fläche 9a unterhalb der Durchtrittsöffnung 3 befindet, im Dosierraum 8 ein Unterdruck auf der eventuell im Bohrungssystem der Abgabedüse 11 verbliebene Flüssigkeit zurücksaugt, ebenso einen etwj noch an der Spitze der Abgabedüse hängenden Tropfen Sobald der Kolben auf seinem von der Feder Ii selbsttätig bewirkten Rückweg die Durchtrittsöffnung 2 freigibt, in welcher Höhe die Spitze der Abgabedüse 11 sich bereits wieder innerhalb des Dosierraumes f befindet kann neue Flüssigkeit in den Zylindei nachströmen.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispie beschränkt So kann der Kolben über die Taste odei andere geeignete Ansätze auch maschinell betätigbai sein, beispielsweise als Kondensmilchspender an einen Kaffeeautomaten. Der Dosierraum kann auch untei dem Vorratsbehälter, mit diesem in Verbindung stehen und der Kolben im Vorratsbehälter beweglich angeord net sein. Diese Anordnung könnte eine zusätzliche Platferspamis, jedoch einen höheren Wartungs- unc Reinigungsaufwand bedeuten. Es sind ferner Anordnungen möglich, bei denen der Kolben und die Abgabedüse

räumlich voneinander getrennt in einem Leitungssystem angeordnet sind, so daß sich zwischen beiden noch ein Leitungsstück befindet, das ständig mit Flüssigkeit gefüllt ist. Diese Anordnung bedingt jedoch eine Übertragungseinrichtung, welche die Bewegungen des Kolbens und die der Abgabedüse etwa synchron zueinander steuert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   !. Abgabevorrichtung für dosierte Mengen einer zum Kleben neigenden Flüssigkeit, wie Kondensmilch, mit einem Vorratsbehälter, einem Dosierraum, einem Kolben zu dessen Entleeren unter Druck und mit einer elastischen, eine in Grundstellung keine Flüssigkeit durchlassende öffnung aufweisenden Abdeckung im Abgabebereich, gekennzeichnet durch eine etwa synchron mit dem Kolben (9) bewegliche Abgabedüse (11) mit einem jeweils wenigstens eine Mündung (!2a, t3a)\n der Düsenspitze und im spitzenfernen Bereich aufweisenden Bohrungssystem (12,13), deren Spitze beim Bewegen durch die öffnung (5) der sich dichtend an sie anlegenden Abdeckung (4) hindurch und zurück bewegbar ist.
2. 2. Abgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (4) als Haube mit einer zentralen nach außen gezogenen Spitze (4a) ausgebildet ist und die öffnung (5) aus einem dünnen Durchstich besieht.
3. 3. Abgabevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die· Abdeckung (4) aus weichem elastischen Material besteht und eine ihre Spitze umgebende ringförmige Verstärkungseinlage (6) aufweist.
4. 4. Abgabevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierraum (8) unmittelbar an die Abdeckung (4) anschließend angeordnet ist.
5. 5. Abgabevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabedüse (11) fest mit dem Kolben (9) verbunden ist.
6. 6. Abgabevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierraum (8) in an sich bekannter Weise über wenigstens eine in Ruhestellung offene, durch den Kolben (9) abdichtbare Durchtrittsöffnung (3) mit dem Vorratsbehälter(l) in Verbindung steht.
7. 7. Abgabevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich am Vorratsbehälter (1) ein den Kolben (9) abgedichtet führender Zylinder

   (2) vertikal so angeordnet ist, daß sein über den unteren Rand des Vorratsbehälters (1) überstehender Teil den Dosierraum (8) mit der Abdeckung (4) bildet, und daß die gemeinsame Durchtrittsöffnung

   (3) im Bereich des unteren Randes des Vorratsbehälters (1) angeordnet ist.
8. 8. Abgabevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylinder (2) eine den Kolben (9) in Richtung auf seine Ruhestellung belastende Feder (15) angeordnet und am Kolben (9) eine manuell und/oder maschinell betätigbare Bedienungseinrichtung (14) zu seinem Verschieben gegen die Federkraft angeordnet ist.
9. 9. Abgabevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedienungseinrichtung (14) ein den Kolbenweg begrenzender verstellbarer Anschlag (17) zugeordnet ist.