DE3301898C2 - Dosierer zum Ausschenken von Flüssigkeitsmengen gleichen Volumens aus einem Behälter - Google Patents

Abstract

Der Dosierer besitzt einen zum äußeren Dosiererende offenen Ausgießkanal, seitlich von diesem einen Dosierkanal, der am äußeren Dosiererende verschlossen ist und am inneren Dosiererende durch einen Sammelraum mit dem Ausgießkanal verbunden ist, und ein den Dosierkanal mit dem Behälterraum verbindendes Loch, das in einem das Volumen eines Dosierraumes im Dosierkanal bestimmenden Abstand von dem geschlossenen Ende des Dosierkanals angeordnet ist, wobei der Dosierkanal in seinem Abschnitt zwischen dem Loch und dem Sammelraum nachfließende freie Flüssigkeit aufzunehmen vermag. Zur Begrenzung der nachfließbaren Menge an freier Flüssigkeit besitzt der Dosierkanal zwischen dem Loch und dem Sammelraum eine als Ventilsitz ausgebildete Querschnittsöffnung und einen Ventilkörper, der die Querschnittsöffnung für den Abfluß der dosierten Flüssigkeitsmenge aus dem Dosierraum in den Sammelraum selbsttätig freigibt und die Querschnittsöffnung beim Füllen des Dosierraumes mit zu dosierender Flüssigkeit gegen einen Flüssigkeitsanstieg zum Sammelraum hin über die Querschnittsöffnung hinaus selbsttätig absperrt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dosierer zum Ausschenken von Flüssigkeitsmengen gleichen Volumens aus einem Behälter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein Dosierer dieser Art ist aus der DE-PS 12 02 672 bekannt. Bei diesem Dosierer können Flüssigkeitsmengen von stets gleichem Volumen dosiert und ausgeschenkt werden unabhängig von dem Füllungsgrad des Behälters und von der sogenannten freien Flüssigkeit Die freie Flüssigkeit ist diejenige Flüssigkeitsmenge, die aus einem Behälter, ohne gleichzeitigen Eintritt von Luft in den Behälter, in Abhängigkeit von dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit und dem Füllungsgrad des Behälters ausfließt, bis der hierbei entstehende Luftunterdruck im Behälter und der Druck der Flüssigkeitssäule im Behälter einerseits sich im Gleichgewicht mit

ίο dem äußeren atmosphärischen Luftdruck andererseits befinden. Diese zusätzlich zu der zu dosierenden Flüssigkeitsmenge in einen Dosierraum ausfließende, unterschiedlich große freie Flüssigkeit wird mit dem bekannten Dosierer dadurch eliminiert, daß beim Kippen des Behälters die aus dem Behälterraum in den Dosierraum eintretende Flüssigkeit zunächst bis zu dem ;n einem vorbestimmten Abstand von der Querwand angeordneten Loch hochsteigt, dessen Abstand von der Querwand in Verbindung mit dem Querschnitt des Dosierraumes die zu dosierende Flüssigkeitsmenge bestimmt. Sobald die Flüssigkeit das Loch verschließt, kann keine Luft mehr in den Behälterraum gelangen, so daß von nun an nur noch freie Flüssigkeit aus dem Behälterraum in den Dosierkanal einfließt bis zum Gleichgewicht mit dem Flüssigkeitsdruck und dem Luftunterdruck im Behälter. Wird der Behälter in die aufrechte Stellung zurückgekippt, saugt der Luftunterdruck im Behälterraum die gleiche freie Flüssigkeitsmenge aus dem Dosierkanal durch das Loch wieder in den Behälterraum zurück, so daß nicht mehr und nicht weniger als die dosierte Flüssigkeitsmenge aus dem Dosierraum durch den Dosierkanal in den Sammelraum strömt und aus diesem beim nächsten Kippen des Behälters durch den Ausgießkanal ausgeschenkt wird, wobei gleichzeitig der gleichartige nächste Dosiervorgang stattfindet.

Bei der Anwendung des bekannten Dosierers für vielfach verwendete dünnwandige, flexible Flüssigkeitsbehälter entsteht das Problem, daß bei der Eliminierung der freien Flüssigkeit zusätzlich zu einem Luftunterdruck im Behälter auch noch eine durch den Luftunterdruck hervorgerufene Zusammenziehung der Behälterwandungen eintritt. Diese Behäiterverformung läßt die austretende freie Flüssigkeitsmenge unter Umständen, vor allem bei sehr leicht elastisch verformbaren Behälterwänden, weit über das Maß ansteigen, das bei starren Behälterwänden nur unter Luftunterdruckerzeugung austreten würde. Die Eliminierung solcher aufgrund einer Behälterverformung ansteigender freier Flüssigkeitsmengen bringt große Schwierigkeiten für die Gestaltung des bekannten Dosierers mit sich. Einerseits ist im Rahmen der baulichen Möglichkeiten ein möglichst großer Querschnitt des Dosierkanals erwünscht, damit der Abstand des die zu dosierende Flüssigkeitsmenge bestimmenden Loches von der Querwand nicht zu groß sein muß und dadurch nicht schon die Baulänge des Dosierers unnötig vergrößert wird und damit auch die dosierte Flüssigkeitsmenge, ohne Stau im Dosierkanal und ohne Rückfluß durch das Loch in den Behälter, rasch genug aus dem Dosierraum in den Sammelraum abfließen kann. Andererseits müßte der Dosierkanal, um die durch eine zusätzliche Behälterverformung ansteigenden freien Flüssigkeitsmengen eliminieren zu können, einen möglichst kleinen Querschnitt und eine sehr große Länge von dem Loch bis zum Sammelraum haben, damit mit möglichst wenig freier Flüssigkeit eine möglichst hohe Flüssigkeitssäule im Dosierer gebildet werden kann, die der Flüssigkeitssäule und dem durch die Behälterverformung geschwächten Luftunterdruck

33 Ol 898

im Behälter das Gleichgewicht hält Ein kleiner Dosierkanalquerschnitt würde jedoch einen raschen Abfluß der dosierten Flüssigkeitsmenge aus dem Dosierraum in den Sammelraum behindern, und außerdem besteht die große Gefahr, daß die auch bei kleinem iJosierkanalquerschnitt noch zur Bildung einer das Gleichgewicht haltenden Flüssigkeitssäule notwendige und aus dem Behälter in den Dosierer ausfließende freie Flüssigkeitsmenge nicht rasch genug durch das Loch in den Behälter zurückgesaugt werden kann, sondern mehr oder weniger zusätzlich zu der dosierten Flüssigkeitsmenge in den Sammelraum fließt und ausgeschenkt wird.

Ferner wäre für den Dosierer, um die durch die elastische Behälterverformung ansteigende freie Flüssigkeit eliminieren zu können, eine Baulänge erforderlich, die den Materialaufwand und die Herstellungskosten des Dosierers unwirtschaftlich erhöhen_; da in der Regel Flüssigkeitsbehälter, die einen Dosierer enthalten sollen, Einwegbehälter sind und nach Verbrauch der Flüssigkeit zusammen mit dem Dosierer fortgeworfen werden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den bekannten Dosierer so weiterzuentwickeln, daß er ohne die vorstehend geschilderten Probleme und Schwierigkeiten auch für dünnwandige flexible Behälter angewendet werden kann und exakte Dosierungen gleichen Volumens ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Das Prinzip der Ausbildung und Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Dosierers werden nachstehend nnhand der Zeichnung näher erläutert, in deren F i g. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Die F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Dosierers, der zum Einstecken in die Behälteröffnung beziehungsweise den Behälterhals eines Behälters 1 ausgebildet und bestimmt ist. Der Dosierer, dessen rohrförmiges Gehäuse die Behälteröffnung abdichtend verschließt, besitzt in seinem Innern in axialer Richtung des Dosierers sich erstreckend und seitlich nebeneinanderliegend einen Ausgießkanal 9 und einen Dosierkanal 10. Der Ausgießkanal 9 ist zum äußeren Dosiererende offen, der Dosierkanal 10 ist gegen das äußere Dosiererende durch eine Querwand 7 verschlossen. Die beiden Kanäle 9 und 10 sind an dem durch einen Boden verschlossenen inneren Dosiererende durch einen Sammelraum 11 miteinander verbunden, dessen Volumen wenigstens so groß ist wie das Volumen der zu dosierenden Flüssigkeitsmenge. In der zwischen Querwand 7 ui.d Sammelraum 11 sich erstreckenden Längsrichtung des Dosierkanals 10 ist dessen Außenwand mit einem Loch 16 versehen, durch das der Dosierkanal 10 über einen Zwischenraum 20 zwischen Dosierer und Behälterwandung mit dem Behälterraum 3 in Verbindung steht. Zwischen der Querwand 7 und dem Loch 16 wird in dein Dosierkanal 10 ein Dosierraum 12 gebildet. Das Loch 16 ist in einem vorbestimmten Abstand von der Querwand 7 angeordnet. Dieser Abstand bestimmt zusammen mit dem Querschnitt des Dosierraums 12 das Volumen der zu dosierenden Flüssigkeitsmenge. In der Außenwand des Dosierkanals 10 ist noch ein zweites Loch 15 vorgesehen, das möglichst nahe an der Behälteröffnung beziehungsweise dem der Behälteröffnung zugekehrten Ende des Zwischenraumes 20 liegt, damit der Behälter beim Dosieren und Ausschenken von Flüssigkeit möglichst vollständig entleert werden kann. Der Dosierkanal 10 weist zwischen dem Loch 16 und dem Sammelraum 11 eine als Ventilsitz ausgebildete Querschnittsöffnung 24 auf, die von einem im Verlaute der Dosiererherstellung in den Dosierkanal 10 eingesetzten Einsatzieil 22 gebildet wird. Ferner enthält der Dosierkanal 10 einen als frei bewegliche Kugel ausgebildeten Veniilkörper 23, der vom Dosierraum 12 her mit der Qiierschnittsöffnung 24 abdichtend zusammenwirkt. Der Ventilkörper 23 ist spezifisch leichter als die im Behälterraum 3 enthaltene Flüssigkeit, so daß er durch Auftrieb auf der in den Dosierraum 12 eingetretenen Flüssigkeit schwimmt Der Ventilkörper 23 ist im Querschnitt ausreichend kleiner als der Dosierkanal 12, um einen Durchfluß von Flüssigkeit zwischen dem Ventilkörper 23 und der Wandung des Dosierkanals 10 nicht zu behindern. Querschnittsöffnung 24 und Ventilkörper 23 bilden ein selbsttätiges Rückschlagventil, mit dem verhindert wird, daß durch Austritt von freier Flüssigkeit aus dem Behälterraum 3 ein zu einem Zusammenziehen dünnwandiger flexibler Behälterwände führender Luftunterdruck im Behälterraum 3 entsteht und durch diese Behälterverformung eine freie Flüssigkeitsmenge eintritt, die nicht mehr zuverlässig eliminiert werden kann und eine exakte Dosierung von auszuschenkenden Flüssigkeitsmengen gleichbleibenden Volumens unmöglich machen würde.

Die Wirkungsweise des Dosierers ist folgende. Wenn der Behälter 1 der Zeichnungsfigur entgegen dem Uhrzeigersinn gekippt wird, strömt Flüssigkeit aus dem Behälterraum 3 durch das Loch 16 und/oder das Loch 15 in den Dosierkanal 10 bei gleichzeitigem Entweichen von Luft aus dem Dosierkanal 10 durch das höher gelegene Loch 16 in den Behälterraum 3, bis der Dosierraum 12 mit der gewünschten Flüssigkeitsmenge gefüllt ist. Hierbei schwimmt der Ventilkörper 23 auf der eintretenden Flüssigkeit auf. Sobald die dosierte Flüssigkeitsmenge im Dosierraum 12 das Loch 16 verschließt, kann keine Luft mehr in den Behälterraum 3 gelangen. Es kann von nun an nur noch freie Flüssigkeit in den Dosierkanal 10 strömen unter Luftunterdruckerzeugung im Behälterraum 3. Sobald jedoch eine nur kleine freie Flüssigkeitsmenge in den Dosierkanal 10 eingetreten ist, wozu die Querschnittsöffnung 24 vorzugsweise möglichst nahe dem Loch 16 angeordnet wird, wird die Querschnittsöffnung 24 durch den aufschwimmenden Ventilkörper 23 abgesperrt, so daß keine weitere freie Flüssigkeit unter weiterer Luftunterdruckerzeugung im Behälterraum und Verformung des Behälters in den Dosierkanal 10 einströmen und in ihm in Richtung zum Sammelraum 11 hin hochsteigen kann. Beim Zurückkippen des Behälters 1 im Uhrzeigersinn wird genau diejenige geringfügige

so Flüssigkeitsmenge, die das Loch 16 überstieg und ein absperrendes Anheben des Ventilkörpers 23 gegen die Querschnittsöfi.iung 24 bewirkt hatte, durch den mittels des Rückschlagventils begrenzt gehaltenen geringfügigen Luftunterdruck durch das Loch 16 in den Behälter-

5Ί raum 3 zurückgesaugt, wobei sich der Ventilkörper 23 gleichzeitig von der Querschnittsöffnung 24 in Richtung zum Dosierraum 12 hin abhebt. Nach dieser zwangsläufigen Rücksaugung der freien Flüssigkeitsmenge strömt genau die dosierte Flüssigkeitsmenge aus dem Dosierraum 12 durch die Querschnittsöffnung 24 in den Sammelraum 11 ab, wobei der Ventilkörper 23 in Richtung zu der Querwand 7 hin auf der Flüssigkeit aufschwimmt und die Querschnittsöffnung 24 frei läßt. Beim nächsten Kippen des Behälters entgegen dem Uhrzeigersinn wird die dosierte Flüssigkeitsmenge aus dem Sammelraum 11 durch den Ausgießkanal 9 ausgeschenkt, wobei gleichzeitig sich der nächste Dosiervorgang in der vorstehend beschriebenen Weise abspielt.

33 Ol

Die F i g. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Dosierers, bei dem der ebenfalls zweckmäßigerweise als Kugel ausgebildete Ventilkörper 23 auf der dem Dosierraum 12 abgekehrten Seite der Querschnittsöffnung 24 angeordnet ist und von der dem Sammelraum 11 zügekehrten Seite her mit der Querschnittsöffnung so abdichtend zusammenwirkt, daß freie Flüssigkeit, die das Loch 16 beim Dosiervorgang in der umgekippten Stellung des Behälters übersteigt, nicht über die Querschnittsöffnung 24 hinaus noch weiter in dem Dosierkanal zum Sammelraum 11 hin hochsteigt. Dazu ist das wirksame Gewicht des bei diesem Ausführungsbeispiel durch Schwerkraft mit der Querschnittsöffnung 24 zusammenwirkenden Ventilkörpers 23 größer bemessen als der in Abhängigkeit von der Behälterhöhe maximal vorkommende und mögliche Druck der Flüssigkeitssäule im Behälterraum 3, der bei umgekipptem Behälter über den sich füllenden Dosierraum 12 dem wirksamen Ventilkörpergewicht entgegenwirkt. Normalerweise wird es ausreichen, den Ventilkörper so schwer auszuführen, daß sein Eigengewicht in Luft größer ist als der entgegenwirkende Druck der Flüssigkeitssäule im Behälterraum, sicherheitshalber kann der Ventilkörper so schwer ausgeführt werden, daß sein wirksames Gewicht auch dann noch größer ist als der entgegenwirkende Flüssigkeitssäulendruck, wenn der Ventilkörper eventuell in Flüssigkeit eintauchen sollte und sein Eigengewicht in Luft um den Auftrieb in der auszuschenkenden Flüssigkeit reduziert wird. Ansonsten ist das Funktionsprinzip dieses Ausführungsbeispiels das gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1. In der umgekippten Dosier- und Ausschenkstellung kann nach Füllen des Dosierraumes 12 freie Flüssigkeit nicht unter weiterer Unterdruckerzeugung im Behälter und unter Zusammenziehung dünnwandiger flexibler Behälterwände dermaßen nachfließen, daß sie in den Sammelraum 11 gelangt und in den Ausgießkanal 9 überläuft. Beim Zurückkippen des Behälters wird die das Loch 16 übersteigende und durch den Ventilkörper 23 in Grenzen gehaltene freie Flüssigkeitsmenge von dem dadurch ebenfalls begrenzt gehaltenen Luftunterdruck im Behälter durch das Loch 16 zuerst in den Behälter zurückgesaugt, wonach erst die Querschnittsöffnung 24 von dem durch Schwerkraft abfallenden Ventilkörper 23 geöffnet wird und die von dem Dosierraum 12 genau dosierte Flüssigkeitsmenge in den Sammelraum 11 abfließt. Diese dosierte Flüssigkeitsmenge wird beim nächsten Umkippen des Behälters und nächsten Dosiervorgang durch den Ausgießkanal 9 ausgeschenkt. Ein Anschlag 25 verhindert, daß der Ventilkörper 23 in der aufrechten Stellung des Behälters ganz von der Querschnittsöffnung 24 abtaiit und in den Sammelraum 11 herunterfällt.

Der erfindungsgemäße Dosierer kann praktisch genau so klein und kurz sein wie der eingangs genannte bekannte Dosierer, dessen zwischen dem Loch 16 und dem Sammelraum 11 liegender Auffangraum für freie Flüssigkeit nur so groß zu sein braucht, um die bei dickwandigen beziehungsweise starren Behältern nur durch Luftunterdruckerzeugung im Behälter auftretende und zu eliminierende freie Flüssigkeitsmenge aufnehmen zu können. Durch die Ausbildung des Dosierers mit dem aus Querschnittsöffnung 24 und Ventilkörper 23 bestehenden Rückschlagventil wird hingegen erreicht, daß der Dosierer trotz material- und platzsparender kurzer Baulänge aber auch für dünnwandige flexible Behälter angewendet werden kann, die sich durch einen Luftunterdruck im Behälterraum zusammenziehen. Gerade bei solchen Behältern verhindert der Dosierer, daß unter Zusammenziehung des Behälters freie Flüssigkeit in nicht mehr auffangbarer und nicht mehr einwandfrei eliminierbarer Menge aus dem Behälter in den Dosierraum einfließt oder gar während des Dosiervorganges durch den Sammelraum und den Ausgießkanal überläuft, und er gewährleistet auch bei dünnwandigen flexibler Behältern eine exakte Dosierung von auszuschenkenden Flüssigkeitsmengen mit stets gleichem Volumen, weil freie Flüssigkeit nur begrenzt und in einer daher zuverlässig und vollständig eliminierbaren Menge in den Dosierraum einfließen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

33 Ol 898 Patentansprüche:

1. Dosierer zum Ausschenken von Flüssigkeitsmengen gleichen Volumens aus einem Behälter, dessen Behälteröffnung von einem einsteckbaren oder aufsetzbaren rohrförmigen, zum Behälterinnenraum mit einem Boden verschlossenen Dosierer abdichtend verschlossen ist, mit zwei im Innern des Dosierers in axialer Richtung verlaufenden Kanälen, von denen der erste als Ausgießkanal zum äußeren Dosiererende hin offen und der zweite als Dosierkanal gegen das äußere Dosiererende durch eine Querwand verschlossen ist, wobei der Dosierkanal in einem Abstand vom Boden des Dosierers endet und somit einen den Dosierkanal und den Ausgießkanal verbindenden Sammelraum über dem bodenieitigen Ende des Dosierers bildet, mii. einem Loch in der Außenwand des Dosierkanals, welches zwischen der Querwand und dem dem Sammelraum zugeordneten Ende des Dosierkanals in einem vorbestimmten Abstand von der Querwand angeordnet ist und den Dosierkanal mit dem Behälterraum verbindet, wobei in dem Dosierkanal zwischen der Querwand und dem Loch ein Dosierraum für die zu dosierende Flüssigkeitsmenge gebildet ist und der Dosierkanalabschnitt zwischen diesem Loch und dem dem Sammelraum zugeordneten Dosierkanalende für die Aufnahme freier Flüssigkeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierkanal (10) zwischen dem Loch (16) und dem Sammelraum (11) eine als Ventilsitz ausgebildete Querschnittsöffnung (24) aufweist und einen mit der Querschnittsöffnung (24) abdichtend zusammenwirkenden Ventilkörper (23) enthält, der die Querschnittsöffnung (24) für einen Abfluß der dosierten Flüssigkeitsmenge aus dem Dosierraum (12) in den Sammelraum (11) selbsttätig freigibt und die Querschnittsöffnung (24) beim Füllen des Dosierraumes mit zu dosierender Flüssigkeit gegen einen Anstieg der Flüssigkeit zum Sammelraum (11) hin über die Querschnittsöffnung (24) hinaus selbsttätig absperrt.

2. Dosierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (23) auf der dem Dosierraum (12) zugekehrten Seite der Querschnittsöffnung (24) angeordnet ist und zum Aufschwimmen auf der in den Dosierraum eintretenden Flüssigkeit spezifisch leichter ist als die Flüssigkeit.

3. Dosierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (23) auf der dem Dosierraum (12) abgekehrten Seite der Querschnittsöffnung (24) angeordnet ist und das wirksame Gewicht des Ventilkörpers größer ist als der an der Querschnittsöffnung (24) maximal vorkommende, dem wirksamen Ventilkörpergewicht entgegenwirkende Druck der Flüssigkeitssäule im Behälterraum (3).