DE9115872U1 - Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen Stoffen - Google Patents
Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen StoffenInfo
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Description
KAISER, Memo
Ratingen, DE
18.12.1991
Ratingen, DE
18.12.1991
Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen Stoffen
Die Erfindung betrifft ein Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen Stoffen, inbesondere
Kleber, Heißkleber, Farben, Lacke oder dergleichen mit
einem in einem Trägerkörper angeordneten Vent &igr; I kör per,
der eine durchgehende Bohrung mit Anschluß an eine
Zufuhrbohrung zur Versorgung mit dem zu
proportionierenden Medium und einen pulsierend antreibbaren Dosierkolben aufweist, der aus einem in
der Bohrung axial verschiebbar gelagerten Anker und einem feststehenden Hubbegrenzungstell besteht, wobei
sich die durchgehende Bohrung im Austrittsbereich des
zu proportionierenden Mediums auf eine Dosierbohrung
verjüngt, die in einem Düsenkörper ausgebildet ist,
welcher auswechselbar von einem Dosierkopf gehalten
&igr; st .
Bekannte Dosiervent &igr; Ie verfügen üblicherweise über
einen durchgehenden Dosierkolben, der Bestandteil eines EI etromagneten ist, durch welchen der Dosierkolben
angehoben werden kann. Die Abwärtsbewegung erfolgt
durch eine Rückstellfeder. Durch den in rhythmischen
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Zeitabständen einscha Ltbaren Magneten wird ein
pulsierender Antrieb des DosierkoLbens erreicht. Dieser ist einschließlich der Druckfeder bei bekannten
Dosierven11 I en in einer Überströmkammer gelagert,
welche mit dem zu verarbeitenden Medium (Lack, Kleber
etc.) gefüllt ist. Weil diese Medien vielfach zum Erhärten bzw. zum Verkleben neigen, haben bekannte
Dosierventi I e den Nachteil, daß mit der Zeit
insbesondere im oberen Bereich der Überströmkammer befindliches Medium eine Verdickung und damit
Verringerung der Fließfähigkeit erfährt, weiL an dieser
Stelle keine ständige Umwälzung stattfindet. Dadurch verändert sich auch das Betr&igr;ebsverha 11en des
Dos &igr;erventi I s. Bei längeren Betriebspausen kann es zu
Störungen besonders dann kommen, wenn sich in Toträumen
vor der unmittelbaren Austrittsöffnung das zu
proportionierende Medium absetzt bzw. "einfriert". Auch
können sich an der Austrittsöffnung des Düsenkörpers Tropfen bilden, die unkontrolliert auf die Klebefläche
fallen und diese verschmieren.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten wurde mit der DE
40 13 323 A1 ein verbessertes Dosierventil vorgeschlagen, bei dem die Zufuhrbohrung am oberen Ende
der den Anker aufnehmenden Bohrung angeordnet ist. Der Ventilkörper weist einen lösbar mit ihm verbundenen
Dosierkopf sowie einen Justierkopf auf. Dabei besteht der Dosierkopf aus einem Düsenkörper, in dem sich eine
die Dosierbohrung aufweisende Dosierhülse befindet, die
von einer Schraubenmutter mit Außengewinde im
Dosierkörper fixierbar ist. Am unteren Ende der Dosierhülse ist die Austrittsöffnung für das
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Dos &igr;ermed&igr; um ausgebildet. Dabei ist beispielsweise die
DosierhüLse kegelförmig zugespitzt und deren
Austrittsöffnung durch eine Ventilnadel mit einer
passenden Spitze von innen her verschlossen. Das bekannte Dosierventil ergibt gegenüber bekannten
Vorrichtungen den Vorteil, daß ein Verkleben des
Dosierko I bens oder der Dosierbohrung bei längerem
Betrieb und auch während Arbeitspausen weitgehend
verhindert wird.
Gleichwohl besteht bei dem bekannten Gerät im
geschlossenen Zustand ein wenn auch winziger Totraum
zwischen der Ventilnadel und der Mündung der Austrittsöffnung, bei dem es zum Verkleben der darin
befindlichen Restmenge von Medium kommen kann.
Um die sich hieraus ergebenden Schwierigkeiten
auszuschalten, wird mit dem deutschen Gebrauchsmuster
90 04 733.8 bei einem gattungsg I e&igr;chen Dosierventil für
die Austrittsöffnung im Dosierkopf ein Zusat&zgr; verschIuß
vorgesehen, der im wesentlichen aus einem Schieber besteht, dessen Ende sich unter die Austrittsöffnung
schiebt, diese öffnet oder verschließt und unkontrolliert austretendes Medium abwischt.
Dos &igr;erven11 I e der genannten Art sind in besonderer
Weise ausgebildet, um durch den im VentiLkörper auf-
und abbewegbaren Dosierkolben mit einstellbarer
Frequenz und Amplitude eine schnelle Folge von Tröpfchen vor best &igr;mmter Größe abzugeben, um dadurch
beispielsweise Punkt Ie &igr;mungen zu ermöglichen. Mit den
vorgenannten DosierventiI en werden bereits hohe
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Sc ha Ltfrequenzen von bis zu 100 Punkten pro Sekunde
erzielt, wodurch eine sehr exakte Leimnaht auftragbar ist. Durch die kompakte Bauweise werden zudem sehr enge
Punkt- und/oder Strichabstände für die Le &igr;mauftragung
ermöglicht. Dabei hat sich herausgestellt, daß die
Ausbildung des Düsenkörpers und insbesondere der Dosierbohrung für eine gezielte Ausbildung der
einzelnen Tröpfchen eine wesentliche Rolle spielt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen
Stoffen, insbesondere Kleber, Heißkleber, Farben, Lacke
oder dergleichen anzugeben, dessen Düsenkörper mit der darin ausgebildeten Dosierbohrung soweit vervollkommnet
und verbessert ist, daß damit bei höchster
Scha 11frequenz und Ausstoßgeschwindigkeit der einzelnen
Tröpfchen ein äußerst punktgenauer Auftrag von Dosiermedien mit vorgegebener Tröpfchengröße bei
geringstem Einsatz von Dosiermedium ermöglicht wird, um damit einerseits eine Klebnaht oder Farbwirkung von
höchster Präzision zu erreichen und andererseits einen absolut störungsfreien Betrieb mit oder ohne
Betriebsunterbrechungen zu ermöglichen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Dosierbohrung eine
kapi I I arart&igr; ge Kanüle ist, deren Länge ein vielfaches
ihres Durchmessers beträgt.
Mit großem Vorteil bildet sich in der vergleichsweise
langen, engen Dosierbohrung eine äußerst dünne und bei
der Propulsion extrem schnell bewegte Flüssigkeitssäule
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des zu proportionierenden Mediums aus, die infolge relativ hoher GrenzfLächenre&igr; bung den Abriß kleinster
Tröpfchen begünstigt und diese mit hoher kinetischer
Energie und ZieL genau &igr;gkeit gegen die vorgesehenen
Stellen schießt. Bei einem völlig störungsfreien
Betrieb des Dosierventi I s werden damit überraschend
gute und treffsichere Ergebnisse erzielt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das
Längen/Durchmesser-VerhäLt&eegr; &igr; s der Dosierbohrung etwa
10 : 1 beträgt.
Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist
vorgesehen, daß in die Dosierbohrung ein Röhrchen
eingelassen und dieses im Bereich einer endständigen Verengung der Dosierbohrung mit einer konischen
Durchmesserverjüngung als Mundstück ausgebildet ist,
welches in einer Ebene mit dem umgebenden Formteil des Düsenkörpers die Mündung der Dosierbohrung bildet. Der
Mündung kann fallweise ein parallel zur Mündungsebene
bewegbarer und die Mündung überstreichender
Verschlußschieber zugeordnet sein.
Eine erf&igr;ndungswesentL &igr;che Ausgestaltung sieht weiter
vor, daß der Durchmesser des Mundstücks nach Maßgabe der Zähigkeit und/oder Oberflächenspannung des
Dosiermediums so bemessen ist, daß im Bereich der
Mündung an der Kontaktstelle zwischen Dosiermedium und
Mundstück ein Kap &igr; I Iarsystem gebildet wird, das durch
Kapi I Larkräfte dem unkontrollierten Austritt von
Dosiermdium aus der Kanüle entgegenwirkt. Damit wird
sehr wirkungsvoll ein unbeabsichtigtes Austreten von
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Dosiermedium aus der Bohrungsmündung verhindert und zugleich bei sehr hohen Frequenzen der Propulsion
einzelner Tröpfchen ein exakter Abriß von Tropfen zu Tropfen gewährleistet, ohne daß es bei
Betriebsunterbrechungen zum Verkleben von Medium an der
Mündung der Dosierbohrung kommt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des
Erfindungsgegenstandes sind entsprechend den
Unteransprüchen vorgesehen.
Die Erfindung wird in schemat&igr;schen Zeichnungen in
einer bevorzugten Ausführungsf&ogr;rm gezeigt, wobei aus
den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Düsenkörper in einer Vergrößerung von etwa 1 : 20,
Fig. 2 ein Dosierventil mit eingesetztem
Düsenkörper, im Schnitt.
Der in der Figur 1 gezeigte Düsenkörper (21) weist eine
in Form einer kapiLLarar11 gen Kanüle ausgebildete
Dosierbohrung (8) auf, deren länge (L) ein Vielfaches
ihres Durchmessers (D) beträgt. Beim gezeigten Beispiel beträgt dieses Längen/Du rchmesser-Verhä11&eegr; &igr;s der
Dosierbohrung (8) in etwa 10 : 1. Weiter ist für die
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erfindungsgemäße Ausbildung des Düsenkörpers (21)
charakteristisch, daß die Dos &igr;erbohrung (8) am
Mündungsbereich (23) eine Verengung (8') aufweist, und
daß in die Dosierbohrung (8) ein Röhrchen (22)
eingelassen und dieses im Bereich der Verengung (8') mit einer konischen Durchmesserverjüngung (18) als
Mundstück (17) ausgebildet ist. Dieses sowie das umgebende Formteil des Düsenkörpers (21) liegen
gemeinsam in einer Ebene (x-x) und bilden die Mündung (23) der Dosierbohrung (8). Gemäß der Darstellung in
Figur 2 kann fallweise der· Mündungsebene (x-x) ein die
Mündung (23) überstreichender Verschlußschieber (15)
zugeordnet sein.
Erfindungswesent I &igr;ch ist dabei der Durchmesser (d) des
Mundstücks (17) nach Maßgabe der Zähigkeit und/oder Oberflächenspannung des Dosiermediums so bemessen, daß
im Bereich der Mündung (23) an der Kontaktstelle
zwischen Dosiermedium und Mundstück (17) ein KapiI I ar system gebildet wird, das durch KapiI I arkräfte
dem unkontrollierten Austritt von Dosiermedium aus dem Mundstück (17) entgegenwirkt. Damit wird vorteilhaft
ein nachtropffre&igr; es Arbeiten des Dos &igr;ervent &igr; I s
gewährleistet. Mit Vorteil ist dabei der Durchmesser
des Mundstücks (17) kleiner als 0,5 mm, vorzugsweise beträgt er 0,4 mm.
Besonders zweckmäßig ist der Düsenkörper (21) ein
&zgr;y 11nderförm&igr; ges Formteil aus Kunststoff, vorzugsweise
PTFE (Teflon), und weist an seiner Oberseite einen Flansch (16) sowie an der Mündungsseite einen aus der
Mündungsebene (x-x) mit einer stetigen Krümmung zum
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Umfang hin übergehenden Querschnitt auf.
Eine optimale Bemessung des Verhältnisses von Durchmesser zu Länge der Dosierbohrung (8) und ihres
Durchmessers (D) sowie des Durchmessers (d) am Mundstück (17) wird im übrigen nach Maßgabe der
Eigenschaften des Dosiermediums wie Zähigkeit und/oder
Oberflächenspannung sowie der besonderen
Einsatzbedingungen des Dosiervent &igr; I s von Fall zu Fall
nach fachlichem Ermessen festzulegen sein.
Das Röhrchen (22) besteht beispielsweise aus Metall,
vorzugsweise aus Edelstahl und wurde zur Formgebung tiefgezogen oder gepreßt. Dennoch soll auch eine
Ausführung unter die Erfindung fallen, bei welcher das
Röhrchen (22) aus Glas oder Keramik besteht. Dabei ist vorgesehen, daß die Wandstärke des Röhrchens (22) so
gering wie möglich ist, d.h. so gering, wie es die Herstellung aus dem vorgesehenen Material gerade noch
zuläßt. Beispielsweise kann bei dem Met a I I rohrchen als
Ziehteil die Wandstärke 0,1 mm betragen.
Der fallweise vorhandene Verschlußschieber (15) in der
Mündungsebene (x-x) kann beispielsweise mit einem
Linear hin- und herbewegbaren Verschlußglied
ausgebildet sein und aus Kunststoff, vorzugsweise PTFE bestehen. Der Verschlußschieber (15) kann aber auch ein
rotierbar antreibbares Formteil mit in Umfangs richtung
im Abstand angeordneten einzelnen VerschLußg I &igr; eder&eegr;
sein. Damit ergibt sich auch bei dichtem Anschluß an
die Mündung (23) des Düsenkörpers (21) ein schonender
Betrieb. Durch das Verschlußglied (15) wird eventuell
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ausgetretenes Dosiermedium von der Mündung abgewischt.
Aus Figur 2 geht der grundsätzliche Aufbau des
Dos &tgr;erventiLs hervor. Ersichtlich besteht dieses aus
einem Ventilkörper (1), der in einem Trägerkörper (2)
angeordnet ist bzw. von diesem gehalten wird. Der Venti I körper (1) weist eine durchgehende Bohrung (3)
und einen pulsierend antreibbaren zweiteiligen Dosierkolben (4) mit einem in der Bohrung (3) axial
verschieb I ich gelagerten Anker (5) und einem
feststehenden Hubbegrenzungsteil (6) sowie einer
dazwischen befindlichen Druckfeder (7) auf. Am unteren Ende des Hubbegrenzungstei I s (6) sowie am oberen Ende
des Ankers (5) sind Ausnehmungen vorgesehen und passend zur Aufnahme der Druckfeder (7) ausgebildet. Die
zueinander gerichteten Endflächen von Anker (5) und Begrenzung (6) bilden einen Hubspalt (4') zur
Hubbegrenzung für das auf- und abbewegbare Ankerteil
(5). Die durchgehende Bohrung (3) verjüngt sich im Austrittsbereich aus dem Dosierventil auf eine im
Düsenkörper (21) ausgebildete Dosierbohrung (8). Die Versorgung mit dem zu portionierenden Medium geschieht
über die Zufuhrbohrung (9). Der Ventilkörper (1)
besitzt zweckmäßig einen lösbar mit ihm verbundenen Dosierkopf (10) sowie einen Justierkopf (11) zur
Einstellung des Hubspaltes (4'). Umgeben ist der
Ventilkörper (1) von einem Mantel bzw. einer Abdeckhülse (12) mit einem daran befestigten
elektrischen AnschLußstück (12) für die
elektromagnetische Spule (13). Der vorzugsweise sechseckig ausgestaltete Anker (5) steht in
W &igr;rkungsverbindung mit der konzentrisch um die Bohrung
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(3) angeordneten elektromagnetischen SpuLe (13),
getrennt durch eine Einbettung (14) aus I so Liermater&igr; a L. Der Anker (5) ist auf- und abbewegbar
in der Anke raufnahmebohrung (3) angeordnet und findet
seine Bewegungsgrenze nach unten durch Aufsitzen auf
der Schulter (19) des I so Liermate&pgr; a Ls (14).
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dosier vent &igr; Ls
und seines Düsenkörpers (21) ist nicht auf das in den Ze &igr;chnungsfiguren dargestellte Ausführungsbe&igr;sp&igr;eL
beschränkt. So kann beispielsweise, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen, der Düsenkörper eine abweichende äußere Formgestaltung und ein teilweise,
jedoch nicht wesentlich geändertes Durchmesser/ Längenverhä11&eegr; &igr;s aufweisen. Die jeweilige konstruktive
Ausgestaltung dieser Elemente wie auch das Material vom
Düsenkörper (21) und dem eingesetzten Röhrchen (22) ist
nach Maßgabe von deren speziellen Einsatzbedingungen
dem Fachmann freigestellt.
Claims (12)
1. Dosierventil, zum Portionieren von fließfähigen
Stoffen, insbesondere Kleber, Heißkleber, Farben, Lacke oder dergL., mit einem in einem Trägerkörper
angeordneten Vent &igr; Lkörper, der eine durchgehende
Bohrung mit Anschluß an eine Zufuhrbohrung zur
Versorgung mit dem zu proportionierenden Medium und
einen pulsierend antreibbaren Dosierkolben aufweist, der aus einem in der Bohrung axial verschiebbar
gelagerten Anker und einem feststehenden Hubbegrenzungstell besteht, wobei sich die durchgehende
Bohrung im Austrittsbereich des zu proportionierenden
Mediums auf eine Dosierbohrung verjüngt, die in einem
Düsenkörper ausgebildet ist, welcher auswechselbar von
einem Dosierkopf gehalten ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dosierbohrung (8) eine kapiI Iarar11 ge Kanüle
ist, deren Länge (L) ein Vielfaches ihres Durchmessers
(D) beträgt .
2. Dosierventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Längen/Durchmesser-Verhältnis
der Dosierbohrung (8) etwa 10 : 1 beträgt.
3. Dosierventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Dosierbohrung (8) ein
Röhrchen (22) eingelassen und dieses im Bereich einer
endständigen Verengung (8') der Dosierbohrung (8) mit
einer konischen Durchmesserverjüngung (18) als
Mundstück (17) ausgebildet ist, welche in einer Ebene
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(&khgr;-&khgr;) mit dem umgebenden Formteil des Düsenkörpers (21)
die Mündung (23) der Dosierbohrung (8) bildet.
4. Dosierventil nach einem oder mehreren der· Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündung (23)
ein parallel zur Mündungsebene (x~x) bewegbarer und die Mündung (23) überstreichender Verschlußschieber (15)
zugeordnet ist.
5. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser
(d) des Mundstücks (17) nach Maßgabe der Zähigkeit und/oder Oberflächenspannung des Dos &igr;ermediums so
bemessen ist, daß im Bereich der Mündung (23) an der Kontaktstelle zwischen Dosiermedium und Mundstück (17)
ein KapiI Iarsystem gebildet wird, das durch
Kapillarkräfte dem unkontrollierten Austritt von
Dosiermedium aus dem Mundstück (17) entgegenwirkt.
6. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser
(d) des Mundstücks (17) kleiner als 0,5 mm ist, vorzugsweise 0,4 mm beträgt.
7. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (21) ein zy11nderförmiges Formteil aus Kunststoff,
vorzugsei se PTFE ist und an seiner Oberseite einen Flansch (16) sowie an der Mündungsseite einen aus der
Mündungsebene (x~x) mit einer stetigen Krümmung zum
Umfang hin übergehenden Querschnitt aufweist.
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8. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (22)
aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl besteht.
9. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (22)
aus Glas oder Keramik besteht.
10. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des
Röhrchens (22) so gering ist, wie es die Herstellung
aus dem vorgesehenen Material zuläßt.
11. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verschlußschieber (15) mit einem linear hin- und
herbewegbaren Verschlußglied ausgebildet und dieses ein
Formteil aus Kunststoff, vorzugsweise PTFE ist.
12. Dosierventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verschlußschieber (15) in der Mündungsebene (x-x) ein
rotierbar antreibbares Formteil mit in Umfangsrichtung
im Abstand angeordneten einzelnen VerschIußgIiedern
aufweist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9115872U DE9115872U1 (de) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen Stoffen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9115872U DE9115872U1 (de) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen Stoffen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9115872U1 true DE9115872U1 (de) | 1992-03-05 |
Family
ID=6874483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9115872U Expired - Lifetime DE9115872U1 (de) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Dosierventil zur Portionierung von fließfähigen Stoffen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9115872U1 (de) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29500058U1 (de) * | 1995-01-05 | 1996-04-18 | Planatol Klebetechnik GmbH, 83101 Rohrdorf | Auftragevorrichtung für flüssige Substanzen, insbesondere Klebstoff |
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