DE69727050T2

DE69727050T2 - Dosierventil und Verfahren zur dosierten Abgabe von pastösen Media

Info

Publication number: DE69727050T2
Application number: DE1997627050
Authority: DE
Inventors: Jesus Ruiz; Yves Gruau
Original assignee: SICPA Holding SA
Current assignee: SICPA Holding SA
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JP4611459B2; ES2213812T3; WO1998058201A1; JP2000517406A; ATE257227T1; DE69727050D1; EP0886092B1; EP0886092A1; US6116474A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dosierventil sowie auf ein Verfahren zur Dosierung vorzugsweise pastenartiger Medien mit jenen Merkmalen gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Viele verschiedene Arten an Ventilen werden für die dosierte Lieferung von Flüssigkeiten verwendet. Verschiedene Erfordernisse müssen in Abhängigkeit von dem Anwendungsfeld und der zu liefernden Mediumsart erfüllt sein. Vor allem ist es wichtig, dass einerseits ein grosser Ausstoss an dem zu liefernden Medium möglich ist, und dass der Ausstoss auf der anderen Seite zum Erreichen der gewünschten Menge derart stark reduziert werden kann, dass eine exakte Dosierung möglich ist. Vor allem ist es für pastenartige Medien schwierig, diesen beiden Bedingungen zusammen zu genügen.
Beispielsweise ist aus der GB-A-2 139 322 ein Hebeventil bekannt, mit welchen die Ausstossrate durch eine oszillierende Bewegung der Ventilhebevorrichtung reduziert werden kann. Das Ventil gemäss GB-A-2 139 322 ist jedoch überhaupt nicht für die Anwendung der Dosierung von pastenartigen Medien geeignet. Der Pfad zwischen dem Ventileingang und dem Ventilausgang ist stark kurvenförmig, und die Ventilkammer weist grosse Hohlräume auf. Diese Geometrie hat eine negative Auswirkung auf das Fliessverhalten pastenartiger Medien und erschwert eine exakte Dosierung.
Die EP-A-0 264 340 offenbart ein Ventil mit einem rotierenden Gehäuse. Das Gehäuse besteht aus zwei Elementen, von denen eines als ein An-/Aus-Steuerungselement verwendet wird und das andere dieser Glieder als ein Dynamiksteuerungselement verwendet wird. Lediglich eine koordinierte Aktion dieser beiden Glieder ermöglicht das Fliessen von Flüssigkeit durch das Ventil.
FR 2 559 235 beschreibt ein Regelventil mit einem Ventilgehäuse, das eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung beinhaltet. Weiterhin beinhaltet das Ventil eine Flussbegrenzungseinrichtung mit zwei Löchern, durch welche die Einlass- und die Auslassöffnung miteinander verbunden sind. Eines der Löcher wirkt in dem Fall, dass bei dem Ventil eine Wartungsarbeit erforderlich ist, als Umgehungsleitung. Der Fluss der Flüssigkeit muss manuell eingestellt werden.
Insbesondere muss bei der Lieferung von Medien, die nicht zu lange haltbar sind wie beispielsweise Druckfarben, vermieden werden, dass das Medium aufgrund seiner hohen Viskosität in den Hohlräumen stecken bleibt und von selbst nicht abfliesst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Nachteile zu vermeiden, demgemäss insbesondere ein Dosierventil sowie ein Verfahren zur Lieferung von vorzugsweise pastenartigen Medien zu schaffen, welche mit hohen Maximalausstossraten eine präzise Dosierung selbst von kleinen Mengen erlaubt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dosierventil und ein Verfahren für die dosierte Lieferung von Medien zu schaffen, mit der die vorzugsweise pastenartigen Medien eine geringe Aufenthaltsperiode im Ventil haben und nicht in toten Räumen stecken bleibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Dosierventil sowie ein Verfahren zur Lieferung von vorzugsweise pastenartigen Medien zu schaffen, welches einfach und ökonomisch hergestellt oder ausgeführt werden kann und dessen Ventil so wenige bewegliche Teile wie möglich beinhaltet und das einfach gereinigt werden kann.
Erfindungsgemäss werden diese Aufgaben mit einem Dosierventil und mit einem Verfahren erreicht, welches jene Merkmale des kennzeichnenden Teils der unabhängigen Patentansprüche aufweist.
Ein Dosierventil zur Lieferung von vorzugsweise pastenartigen Medien weist im wesentlichen ein Ventilgehäuse und eine Flussbegrenzungseinrichtung auf. Das Ventilgehäuse ist mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung versehen. Die Einlassöffnung ist beispielsweise mit einem Aufbewahrungsbehälter des Mediums verbunden und die Auslassöffnung kann sich in einen kleineren Behälter öffnen. Das erfindungsgemässe Ventil kann besonders gut in einer Anordnung zum Mischen unterschiedlicher Flüssigkeiten eingesetzt werden, mit welcher jede Flüssigkeit über ein Ventil dosiert in einen gemeinsamen Behälter geliefert wird. Ein vorteilhafter Anwendungszweck kann die Herstellung von druckfarben aus verschiedenen Grundfarben sein. Die Flussbegrenzungseinrichtung ist im Ventilgehäuse beweglich zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung angeordnet. Die Flussbegrenzungseinrichtung ist ebenso mit zumindest einem Loch zur Ausbildung einer Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung versehen. Zur Öffnung des Ventils kann die Flussbegrenzungseinrichtung in eine Position bewegt werden, in der das Loch die Einlassöffnung mit der Auslassöffnung verbindet. Zur Schliessung des Ventils wird die Flussbegrenzungseinrichtung von dieser Position weg bewegt, so dass die Einlassöffnung mit der Oberfläche der Flussbegrenzungseinrichtung in Verbindung steht und zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung keine Verbindung besteht.
Gemäss der Idee der vorliegenden Erfindung kann das Loch intermittierend zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung positioniert sein. Dies bedeutet, dass die Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung lediglich für eine Weile existiert. Wenn das Loch zwischen einer geschlossenen Position und einer komplett offenen Position oszilliert, demgemäss intermittierend zwischen der Einlass- und der Auslassöffnung po sitioniert ist, wird der Fluss des Mediums pro Zeiteinheit verringert. Das Loch der oszillierenden Flussbegrenzungseinrichtung weist dann einen effektiven Querschnitt auf, der kleiner ist als der geometrische Querschnitt, der die Flussmenge mit einer statischen Flussbegrenzungseinrichtung bestimmt. Je schneller die Flussbegrenzungseinrichtung oszilliert, um so geringer wird die Ausstossmenge. Gleichzeitig gilt, je zäher/viskoser das Medium ist, desto geringer wird die Ausstossmenge mit einer oszillierenden Flussbegrenzungseinrichtung. Das neue Dosierventil oder das Verfahren zur Lieferung eines Mediums ist auf diese Art und Weise insbesondere für die Anwendung in Verbindung mit pastenartigen oder hochviskosen Medien geeignet.
Das erfindungsgemässe Ventil kann insbesondere gut angewandt werden, wenn es einen Hochdrucktropfen zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung gibt, beispielsweise bei der Anwendung eines Vakuums in der Region der Auslassöffnung. Mit derartigen Anordnungen wird das Medium durch das Loch gesaugt, wodurch die Saugwirkung lediglich mit einer oszillierenden Flussbegrenzungseinrichtung zu gegebenen Zeitintervallen wirksam ist.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Dosierventil mit einer Flussbegrenzungseinrichtung geschaffen, die zwei Löcher aufweist. Ein erstes Loch hat einen grösseren Querschnitt als das zweite Loch. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine noch exaktere Dosierung, das heisst einen noch weiteren Unterschied zwischen der minimalen und der maximalen Lieferfermenge. In einer ersten Dosierphase kann das erste Loch und in einer zweiten Dosierphase kann das zweite Loch zwischen die Einlassöffnung und die Auslassöffnung positioniert werden. Das erste und zweite Loch kann jeweils wieder intermittierend zwischen die Einlassöffnung und die Auslassöffnung positioniert werden.
In der ersten Dosierphase wird die Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung mittels des ersten Lochs in der unbeweglichen Flussbegrenzungseinrichtung erzeugt. Der gesamte Querschnitt des ersten Lochs kann deshalb für den Transport von Material verwendet werden. In einem zweiten Teil der ersten Dosierphase wird der effektive Querschnitt des ersten Lochs durch die Oszillation der Flussbegrenzungseinrichtung verringert. Da mit einer steigenden Frequenz die Dosiergenauigkeit verringert werden kann und eine hohe Oszillationsfrequenz zu mechanisch komplizierten Ventilen führen kann, sind hinsichtlich der minimalen Ausstossmenge durch das erste Loch auch im oszillierenden Modus Grenzen gegeben. Sobald diese Grenzen erreicht sind, wird die Flussbegrenzungseinrichtung in eine Position bewegt, in der das zweite Loch zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung liegt. Der effektive Querschnitt des zweiten Lochs kann ebenso durch die Oszillation der Flussbegrenzungseinrichtung verringert werden.
Die Oszillation der Flussbegrenzungseinrichtung ist eine Pendelbewegung der Flussbegrenzungseinrichtung. Die Position der Flussbegrenzungseinrichtung, in der das erste Loch (oder das zweite Loch) zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung positioniert ist, definiert den Nullpunkt der Pendelbewegung. Die Maximalamplituden der Pendelbewegung werden derart ausgewählt, dass das zweite Loch (oder das erste Loch) nicht in Ausstosskontakt mit der Einlass- oder der Auslassöffnung kommt.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Flussbegrenzungseinrichtung als ein kugelförmiger Körper ausgebildet, der rotierbar um eine Rotationsachse in dem Ventilgehäuse angebracht ist. Die Oszillation der Flussbegrenzungseinrichtung besteht in diesem Fall aus einer Rotationsbewegung mit einem gewissen Rotationswinkel als maximale Ablenkung. In diesem Fall verlaufen beide Löcher vorteilhafterweise senkrecht zur Rotationsachse und sind in einer Entfernung zueinander angeordnet. Die Entfernung zwischen beiden Löchern muss derart ausgewählt werden, dass die Löcher als Kanäle ausgebildet sind, die an sich geschlossen sind und nicht miteinander verbunden sind. Die Löcher werden vorteilhaft zueinander in einem Winkel von 60° bis 65° verdreht angeordnet.
Es ist jedoch ebenso denkbar, anstatt eines kugelförmigen Körpers einen Körper zu verwenden, der in dem Ventilgehäuse linear versetzbar angeordnet ist, vorzugsweise ein Zylinder. In diesem Fall weist der Zylinder ein oder mehrere Löcher auf, die senkrecht zu der Versetzungsrichtung verlaufen. Im Fall von mehreren Löchern werden diese Löcher zueinander parallel voneinander entfernt angeordnet.
Ein vorteilhaft grosser Bereich an Ausstossmengen kann erreicht werden, wenn der Querschnitt des ersten Lochs 10 bis 15%, vorzugsweise 14% von jenem des zweiten Lochs beträgt.
Es ist natürlich ebenso denkbar, anstatt eines Balls, einen rotierbar angebrachten Zylinder oder eine andere Flussbegrenzungseinrichtung zu verwenden, die zu einer Achse symmetrisch ist.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur dosierten Lieferung von vorzugsweise pastenartigen Medien wird ein wie vorstehend beschriebenes Dosierventil angewandt. In einer ersten statischen Dosierphase wird ein erstes Loch der Flussbegrenzungseinrichtung des Ventils zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung des Ventils positioniert. In diesem Zusammenhang muss statisch dahingehend verstanden werden, dass während der ersten Phase die Position des Lochs bezüglich der Einlass- und der Auslassöffnung unverändert bleibt. In einer zweiten dynamischen Dosierphase wird das Loch intermittierend zwischen die Einlass- und die Auslassöffnung positioniert. In diesem Zusammenhang muss dynamisch dahingehend verstanden werden, dass das Loch zwischen einer Position, in der es nicht mit der Einlass- und Auslassöffnung verbunden ist, und einer Position, in der das Loch mit der Auslassöffnung und der Einlassöffnung verbunden ist, hin- und herbewegt wird. Aufgrund dieser intermittierenden Bewegung existiert die durch das Loch hervorgerufene Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung lediglich zu bestimmten Zeitintervallen. Der tatsächliche effektive Querschnitt des Lochs wird auf diese Art und Weise im Vergleich zu dem geometrischen Querschnitt verkleinert. Der effektive Querschnitt ist zu verstehen als jener Querschnitt, der unter den gleichen Rahmenbedingungen (gleiche Drucke, gleiche Viskositäten, Temperaturen) mit einer statischen Verbindung zu denselben Flussraten führen würde. Das Verhältnis zwischen dem effektiven Querschnitt und dem effektiven geometrischen Querschnitt entspricht grob dem Zeitanteil, während dem das Loch eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung bildet. Der exakte effektive Querschnitt kann jedoch nicht exakt berechnet werden, da einerseits die Bohrung in den intermittierenden Phasen lediglich teilweise mit den Einlass- oder Auslassöffnungen verbunden ist und weil die Trägheit der hochviskosen Medien in die Rechnung einbezogen werden muss.
Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren wird die Dosierung im wesentlichen in vier Dosierphasen ausgeführt. In einer ersten Dosierphase wird ein maximaler Fluss des Mediums durch das Dosierventil geführt. Die erste Dosierphase dient dem schnellen Auffüllen eines Behälters bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Behälter bis zu einem grossen Mass gefüllt ist, beispielsweise etwa 90%. Während der ersten statischen Dosierphase bildet ein erstes Loch eine permanente Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung. In einer dynamischen Dosierphase wird das erste Loch wie vorstehend beschrieben intermittierend zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung positioniert. Auf diese Art und Weise wird der effektive Querschnitt in der dynamischen Dosierphase im Vergleich zu der ersten statischen Dosierphase verkleinert. Das Loch wird während der ersten statischen und der ersten dynamischen Dosierphase positioniert. Nach der Beendigung der ersten dynamischen Dosierphase wird das zweite Loch mit einem kleineren Querschnitt eingesetzt. In einer zweiten statischen Dosierphase bildet das zweite Loch eine feste Verbindung zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung aus. Der effektive Querschnitt entspricht dem geometrischen Querschnitt des zweiten Lochs. Der Querschnitt des zweiten Lochs ist kleiner als der effektive Querschnitt des ersten Lochs am Ende der ersten dynamischen Dosierphase. Nach dem Abschluss der zweiten statischen Dosierphase wird der effektive Querschnitt des zweiten Lochs in einer zweiten dynamischen Dosierphase weiter verkleinert.
Zur kontinuierlichen Verringerung des Ausstosses hat die Oszillationsfrequenz in den dynamischen Phasen während des Verlaufs der gesamten Phase nicht immer den gleichen Wert. Vorteilhaft beträgt die Oszillation am Beginn der dynamischen Phasen grob 0,5 bis 0,3, vorzugsweise 0,4 Hz, und am Ende der dynamischen Phase 0,2 bis 0,4, vorzugsweise 0,2 Hz.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist es ebenso denkbar, die Flussbegrenzungseinrichtung am Punkt der Maximalamplitude eine gegebene Zeit lang anzuhalten. Die Maximalamplitude ist zu verstehen als die Position, an der sich die Bewegungsrichtung der Flussbegrenzungseinrichtung ändert- d. h. jene Position, an der das Loch am weitesten vom Nullpunkt entfernt ist. Der Nullpunkt ist zu verstehen als jene Position, an der das Loch zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung positioniert ist.
Die Zeit, während der die Flussbegrenzungseinrichtung am Punkt der Maximalamplitude angehalten wird, beträgt am Anfang der dynamischen Phasen 0 bis 3 Sekunden und am Ende der dynamischen Phasen 0 bis 5 Sekunden.
Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren, das in vier Dosierphasen verschiedene Dosiermengen erlaubt, kann typischerweise ein exakt dosierter Materialfluss von 100 cm³/s bis 0,5 cm³/s erreicht werden.
Es ist natürlich ebenso denkbar, diesen Bereich unter Verwendung von mehr als zwei Löchern, beispielsweise drei oder mehr Löcher, mit einem sich unterscheidenden Querschnitt zu erweitern. Die Dosierprozedur ist entsprechend in eine grössere Anzahl an statischen und dynamischen Dosierphasen unterteilt.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
1 die schematische Darstellung eines Querschnitts durch das erfindungsgemässe Dosierventil in einem statischen Zustand,
2 das Dosierventil aus 1 in einem dynamischen Zustand,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Dosierventils,
Die 4a bis 4e ein erfindungsgemässes Dosierventil mit zwei Löchern in verschiedenen Dosierphasen,
5 einen Querschnitt durch ein Dosierventil gemäss 4a in der Ebene A-A.
1 zeigt schematisch ein erfindungsgemässes Dosierventil 1 im Querschnitt. Das Dosierventil 1 besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 2 und einer Flussbegrenzungseinrichtung 5. Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 ist zwischen einer Einlassöffnung 3 und einer Auslassöffnung 4 des Ventilgehäuses 2 positioniert. Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 ist rotierbar um eine Achse 10 in dem Gehäuse 2 angebracht. Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 ist mit einem Loch 6 versehen, welches mit einer entsprechenden Rotation der Flussbegrenzungseinrichtung 5 zwischen die Einlassöffnung 3 und die Auslassöffnung 4 positioniert wird. In der in 1 dargestellten Situation befindet sich die Flussbegrenzungseinrichtung in einer statischen Dosierphase I, in welcher eine einheitliche Verbindung V zwischen der Einlassöffnung 3 und der Auslassöffnung 4 ausgebildet wird. Ein in einer Zufuhröffnung 21 enthaltenes Medium M kann durch die Verbindung V in einen Behälter 22 dosiert werden.
2 zeigt das erfindungsgemässe Dosierventil in einer dynamischen Dosierphase II. Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 befindet sich in einer oszillierenden Rotationsbewegung um die Rotationsachse 10. Das Loch 6 der Flussbegrenzungseinrichtung 5 bewegt sich um eine Nullposition N zwischen zwei Positionen mit einer Maximalamplitude A. Die Positionen mit einer Maximalamplitude A definieren die Position, in der das Loch 6 eine maximale Entfernung von der Nullposition N aufweist. Die Nullposition N ist die eine Position, in der das Loch 6 eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung 3 und der Auslassöffnung 4 ausbil det. Die maximale Abweichung des Lochs ist 90°, von der Nullposition aus gemessen. Dieser Winkel β ist insbesondere abhängig von der Grösse der Einlassöffnung 3 und der Auslassöffnung 4 sowie von dem Querschnitt des Lochs 6. Im allgemeinen wird der maximale Abweichungswinkel derart ausgesucht, dass in der Position der Maximalamplitude A das Loch 6 komplett durch die innere Oberfläche 11 des Gehäuses 2 geschlossen ist, so dass kein Durchlass des Mediums von der Einlassöffnung 3 zu der Auslassöffnung 4 möglich ist. Der Querschnitt Φ_I des Lochs 6, der für den Ausstoss des Mediums M verfügbar ist, entspricht in 1 dem geometrischen Querschnitt des Lochs 6. In der in 2 dargestellten Situation ist der verfügbare Querschnitt Φ_II kleiner als der geometrische Querschnitt des Lochs 6.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Dosierventils. Als Flussbegrenzungseinrichtung ist ein versetzbarer Zylinder 15 in dem Ventilgehäuse 2 angeordnet. Der Zylinder weist ein Loch 16 auf, welches in einer statischen Dosierphase I die Einlassöffnung 3 mit der Auslassöffnung 4 verbindet. In einer dynamischen Dosierphase II oszilliert das Loch 16 zwischen zwei Positionen einer (in 3 gestrichelt dargestellten) maximalen Entfernung.
Die 4a bis 4e zeigt ein erfindungsgemässes Dosierventil 1 mit zwei Löchern 6, 7, in Situationen mit verschiedenen Ausstossmengen. In 4a wird eine maximale Ausstossmenge erreicht, und in 4e ist das Ventil geschlossen.
In der in 4a dargestellten Situation ist die Flussbegrenzungseinrichtung 5 in dem Gehäuse 2 des Ventils 1 in einer ersten statischen Dosierphase I. Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 verbindet die Einlassöffnung 3 mit der Auslassöffnung 4 in einer Verbindung V. Der effektive Querschnitt des Lochs 6 zum Ausstoss von Material aus der Einlassöffnung 3 zu der Auslassöffnung 4 ist Φ_I. Zur Verringerung der Ausstossmenge wird die Flussbegrenzungseinrichtung 5 in einer ersten dynamischen Dosierphase II durch eine oszillierende Bewegung um eine Rotationsachse 10 versetzt (siehe 4b). Das Loch 6 bewegt sich zwischen zwei Positionen A der Maximalamplitude, bei der das Loch durch die innere Oberfläche 11 des Ventilgehäuses 2 bedeckt wird, hin und her. Zu Beginn dieser dynamischen Dosierphase II beträgt die Oszillationsfrequenz 0 Hz. Während dieser ersten dynamischen Dosierphase wird die Oszillationsfrequenz kontinuierlich erhöht, bis sie am Ende 0,2 Hz beträgt. Aufgrund der Oszillation ist der effektive Querschnitt Φ_II am Ende der ersten dynamischen Dosierphase 20% des geometrischen Querschnitts des Lochs 6.
Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 des in den 4a bis 4e dargestellten Ausführungsbeispiels ist ebenso mit einem zweiten Loch 7 versehen. Der Querschnitt Φ_III des zweiten Lochs ist kleiner als der Querschnitt Φ_I des ersten Lochs 6. In der in 4c dargestellten zweiten statischen Dosierphase III ist das zweite Loch 7 als eine Verbindung zwischen die Einlassöffnung 3 und die Auslassöffnung 4 positioniert. Deshalb muss die Flussbegrenzungseinrichtung 5 entsprechend um die Rotationsachse 10 rotiert werden. In der zweiten in 4c dargestellten statischen Dosierphase III entspricht der effektive Querschnitt zum Durchlass des Mediums dem geometrischen Querschnitt Φ_III des zweiten Lochs.
Das erste Loch 6 und das zweite Loch 7 sind beide senkrecht zur Rotationsachse 10, jedoch in einer gegenseitigen Entfernung zueinander angeordnet. Beide Löcher sind weiterhin um einen Winkel α zueinander verdreht. Die gegenseitige Entfernung muss derart ausgewählt werden, dass beide Löcher 6 und 7 an sich geschlossen sind, und dass es zueinander keine Verbindung gibt. Der Winkel α muss derart ausgewählt werden, dass in jedem Fall lediglich ent weder das erste Loch 6 oder das zweite Loch 7 eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung 3 und der Auslassöffnung 4 erlaubt.
In 4d ist das erfindungsgemässe Dosierventil 1 in einer zweiten dynamischen Dosierphase dargestellt. Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 oszilliert derart, dass das zweite Loch 7 zwischen zwei Positionen einer Maximalamplitude A hin- und herbewegt wird. Die Oszillationsbewegung führt zu einem effektiven Querschnitt Φ_IV, der kleiner ist als der geometrische Querschnitt Φ_III des zweiten Lochs 7. Durch die kontinuierliche Erhöhung der Oszillationsfrequenz während der zweiten dynamischen Dosierprozedur IV kann die Ausstossmenge für das Medium zwischen der Einlassöffnung 3 und der Auslassöffnung 4 kontinuierlich verringert werden.
4e zeigt das erfindungsgemässe Dosierventil 1 in geschlossener Position. Die Einlassöffnung 3 ist vollständig von der Auslassöffnung 4 getrennt. Die Flussbegrenzungseinrichtung 5 rotiert im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Positionen derart um die Rotationsachse 13, dass keine der Öffnungen 6, 7 mit der Einlass- oder der Auslassöffnung in Verbindung stehen.

In der von 4a bis 4e dargestellten Abfolge wird der Ausstoss für das Medium M kontinuierlich verringert. Der Ausstoss am Ende der zweiten dynamischen Dosierphase IV beträgt lediglich 15% des in 4a dargestellten Ausstosses. Diese Werte werden mit einem Dosierventil, aufweisend die nachstehenden Dimensionen, erreicht:

Querschnitt des ersten Lochs:	132 mm²
Querschnitt des zweiten Lochs:	20 mm²
Winkel zwischen beiden Löchern:	63°
Länge der Löcher:	5 cm

Querschnitt der Einlassöffnung/und der Auslassöffnung:	19,5/1,75 cm²
Minimale Oszillationsfrequenz zu Beginn der ersten dynamischen Dosierphase:	0,2
Maximale Oszillationsfrequenz am Ende der ersten dynamischen Dosierphase:	0,4
Minimale Oszillationsfrequenz zu Beginn der zweiten dynamischen Dosierphase:	0,2
Maximale Oszillationsfrequenz am Ende der zweiten dynamischen Dosierphase:	0,4
Viskosität des angewandten Mediums:	~8 Pa·s bei 40°C

Andere Geometrien oder andere Flüssigkeitsmedien erfordern an geeigneter Stelle Anpassungen der Geometrie oder der Oszillationsfrequenzen, um äquivalente Ergebnisse zu erzielen. Die geeigneten Werte können empirisch ermittelt werden.
5 zeigt einen entlang der Ebene A-A gezogenen Querschnitt durch das erfindungsgemässe Dosierventil 1 in der in 4a dargestellten Position. Wie aus 5 hergeleitet werden kann, sind beide Löcher 6, 7 in einer Entfernung d voneinander angeordnet, so dass die Löcher 6, 7 keinen Kontakt haben. In der in 5 dargestellten Situation ist das erste Loch 6 mit der Einlassöffnung und der schematisch dargestellten Auslassöffnung 4 in Kontakt. Das zweite Loch 7 liegt zum ersten Loch 6 um einen Winkel verdreht und ist nicht mit der Einlassöffnung oder der Auslassöffnung in Verbindung. In dem Ventilgehäuse 2 ist die Flussbegrenzungseinrichtung 5 rotierbar um eine Rotationsachse 10 angebracht. Die Rotation wird durch einen schematisch dargestellten Treiber 20 verursacht. Der Treiber 20 bewirkt eine Oszillationsbewegung der Flussbegrenzungseinrichtung 5. Der Treiber 20 ermöglicht eine Oszillationsbewegung um einen durch das grosse Loch 6 und das kleine Loch 7 definierten Nullpunkt N.
Weiterhin ermöglicht der Treiber 20 eine nichtoszillierende Rotation der Flussbegrenzungseinrichtung 5 zwischen den in den 4a bis 4e dargestellten einzelnen Situationen.
Der Treiber 20 kann weiterhin mit einer Messanordnung in dem in 1 dargestellten Behälter 22 zusammenarbeiten. Die Messanordnung 23, welche lediglich schematisch dargestellt ist, misst den Pegel des Mediums M in dem Behälter 22 und reguliert den Treiber 20. Wird ein bestimmter Pegel erreicht, so wird die Ausstossmenge aus dem Dosierventil 1 durch die Wirkungsweise des Treibers 20 in jedem Fall reduziert.

Claims

Dosierventil (1) zur Lieferung von vorzugsweise pastenartigen Medien (m), mit einem Ventilgehäuse (2) mit einer Einlassöffnung (3) und einer Auslassöffnung (4) sowie mit einer beweglich zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) angebrachten Flußbegrenzungseinrichtung (5, 15), wobei die Flußbegrenzungseinrichtung (5, 15) mit zumindest einem ersten Loch (6, 16) und einem zweiten Loch (7, 17) zur Ausbildung einer Verbindung (V) zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Loch (6) einen größeren Querschnitt (Φ_I) als das zweite Loch (7) aufweist, und wobei in einer ersten Dosierungsphase (I, II) das erste Loch (6) und in einer zweiten Dosierungsphase (III, IV) das zweite Loch (7) absatzweise und mittels einer oszillierenden Bewegung zwischen die Einlassöffnung (3) und die Auslassöffnung (4) plaziert werden kann.
Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flußbegrenzungseinrichtung ein kugelförmiger Körper (5) ist, der um eine Rotationsachse (10) rotierbar in dem Ventilgehäuse (2) angebracht ist.
Dosierventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (6, 7) in einer Entfernung zueinander angeordnet sind und senkrecht zur Rotationsachse (10) verlaufen, und dass die Löcher (6, 7) mit einer Verdrehung zueinander mit einem Winkel (α) von 60° bis 65° angeordent sind.
Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flußbegrenzungseinrichtung ein in dem Ventilgehäuse (2) versetzbar angebrachter Körper (5) ist, vorzugsweise ein Zylinder (15), der zwei in einer Entfernung und parallel zueinander angeordnete Löcher (16, 17) aufweist.
Dosierventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt (Φ_I) des ersten Lochs (6) 10% bis 15%, vorzugsweise 14% des Querschnitts (Φ_III) des zweiten Lochs beträgt.
Verfahren zur dosierten Lieferung von vorzugsweise pastenartigen Medien (m), mit einem Dosierventil (1) umfassend ein Ventilgehäuse (2) mit einer Einlassöffnung (3) und einer Auslassöffnung (4) sowie mit einer beweglich zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) angebrachten Flußbegrenzungseinrichtung (5, 15), die zumindest mit einem Loch (6) zur Ausbildung einer Verbindung (V) zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer statischen Dosierungsphase (I) das Loch (6) zwischen die Einlassöffnung (3) und die Auslassöffnung (4) positioniert wird, und dass in einer dynamischen Dosierungsphase (II) das Loch (6) absatzweise mittels einer oszillierenden Bewegung zwischen die Einlassöffnung (3) und die Auslassöffnung (4) plaziert wird, wobei ein gegenüber des Querschnitts (Φ_I) des Lochs (6) reduzierter effektiver Querschnitt (Φ_II) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 mit einem Dosierventil (1) aufweisend eine Flußbegrenzungseinrichutng (5, 15) mit zwei Löchern (6, 7, 16, 17), wobei ein erstes Loch (6) einen größeren Querschnitt (Φ_I) als das zweite Loch (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend auf die erste dynamische Dosierungsphase (II) das zweite Loch (7) in einer zweiten statischen Dosierungsphase (III) zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) plaziert ist, und dass nach der zweiten statischen Dosierungsphase (III) das zweite Loch (7) in einer zweiten dynamischen Dosierungsphase (IV) absatzweise zwischen die Einlassöffnung (3) und die Auslassöffnung (4) plaziert wird, wobei hinischtlich des Querschnitts (Φ_II) des Lochs (7) ein verringerter effektiver Querschnitt (Φ_IV) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flußbegrenzungseinrichtung (5) mit einer Frequenz von 0,5 Hz zu Beginn der dynamischen Phase (II, IV) auf 0,2 Hz am Ende der dynamischen Phase (II, IV) oszilliert.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flußbegrenzungseinrichtung (5) während 0 bis 5 Sekunden am Ende der dynamischen Dosierungsphase auf dem Punkt der maximalen Amplitude (A) gehalten wird.
Verwendung einer absatzweise und oszillierend von einer Verschlussstellung in eine Durchlaßstellung bewegte Ventilanordnung zur Dosierung eines pastenartigen Mediums.
Verwendung nach Anspruch 11, wobei die Oszillatorfrequenz zur Steuerung der Ausstoßmenge verändert werden kann.