DE4334974A1

DE4334974A1 - Vorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten aus einem Vorratsbehälter und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: DE4334974A1
Application number: DE4334974A
Authority: DE
Inventors: Erich Knoedel
Original assignee: Graf & Co Walter GmbH
Current assignee: Poulten and Graf GmbH
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: DE4334974C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten aus einem Vorratsbehälter, insbesondere als Flaschenaufsatzdispenser, mit einem Dosierkolben, der zum Ansaugen einer Flüssigkeitsmenge in einem Dosierzylinder geführt ist, der wiederum mit einem zweiteiligen Ventilblock verbunden ist, wobei das eine Teil des Ventilblocks - eigent licher Ventilblock - ein aus einem Einlaß- bzw. Ansaugventil und einem Auslaßventil bestehendes Ventilsystem und einen Anschluß für eine Ausstoßkanüle aufweist und wobei das andere Teil - Verbindungsteil - den eigentlichen Ventilblock mit dem Vorratsbehälter verbindet, sowie ein Verfahren zur Herstel lung einer derartigen Vorrichtung.

Derartige Dosiervorrichtungen dienen der dosierten Entnahme von Flüssigkeitsvolumina aus einem Vorratsbehälter und der Abgabe dieser entnommenen Teilvolumina in ein Auffanggefäß. Da die Flüssigkeitsdosierungen auch mit aggressivsten Medien unterschiedlicher Viskosität und Dichte, wie z. B. Säuren, Laugen, Chemikalien, Klebstoffe, Reagenzien, Diagnostika, Aromen, Essenzen, Gifte, Farbstoffe etc. durchgeführt werden, kommen die Vorrichtungen selbst häufig auch mit diesen Sub stanzen in Berührung. Man ist daher bemüht, möglichst viele Teile der Vorrichtungen aus besonders widerstandsfähigen Werkstoffen herzustellen, wobei sich als besonders geeignete Kunststoffe Polypropylen und Polyäthylen erwiesen haben.

Neue Sicherheitsanforderungen und Normen fordern nun, daß Dispenser nach dem Aufschrauben auf einen Vorratsbehälter so positioniert werden können, daß die Graduierung des Dispen sers sowie das Etikett auf dem Vorratsbehälter im 90°-Winkel (Draufsicht) zum Anwender lesbar sein müssen und sich die Ausstoßkanüle im rechten Winkel seitlich rechts oder links vom Anwender befindet, so daß ein unbeabsichtigtes Ausdosie ren von Flüssigkeiten direkt auf den Anwender nicht erfolgen kann.

Es wurde daher bereits ein Dispenser mit einem zweigeteilten Ventilblock vorgeschlagen, der ein Verdrehen des Dispensers auf einem Vorratsbehälter ermöglicht. Hierzu weist der Ven tilblock einen "Klick-Adapter" auf, der durch spezielle Dich tungen abgedichtet und mit einer zusätzlichen Arretierung versehen ist, die die Ventilblockober- und -unterseite mit einander verbinden. Die Verwendung zahlreicher Einzelteile aus unterschiedlichen Materialien und der Umstand, daß für eine Abdichtung des Ventilblockes spezielle Dichtungen erfor derlich sind, macht die bekannte Vorrichtung nicht nur auf wendig in der Herstellung und damit auch kostenintensiv, sondern erfordert für einen problemlosen Funktionsablauf eine intensive Wartung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor richtung zum Dosieren von Flüssigkeiten der eingangs genann ten Art, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung zu schaffen, mit welcher eine variable Fixierung des Dispensers auf einen Vorratsbehälter ermöglicht wird und gleichzeitig die Bedienung bequemer, sicherer und leichter erfolgt, bei einem weitgehend wartungsfreien Betrieb.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungsteil als Überwurfmutter ausgebildet ist, deren Gewindeabschnitt zur Verbindung mit dem Vorratsbehälter dient, und daß das Verbindungsteil über einen Verbindungs abschnitt mit dem eigentlichen Ventilblock verdreh- und fi xierbar und formschlüssig zu einer unlösbaren Einheit ver bunden ist. Damit wird eine einfache Möglichkeit der varia blen Fixierung der Dosiervorrichtung auf einem Vorratsbehäl ter geschaffen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der untere Mantelabschnitt des eigentlichen Ventilblockes als Flansch ausgebildet mit einer Fügenut, an die sich nach unten ein Bund anschließt. Dieses für die Verbindung des eigentli chen Ventilblockes mit dem Verbindungsteil wesentliche Bau element läßt sich mit einfachen Mitteln und damit kostengün stig mit hoher Präzision herstellen.

Um die Zusammenfügung des eigentlichen Ventilblockes mit dem Verbindungsteil zu erleichtern, ist an der der Fügenut abge wandten unteren Kante des Bundes erfindungsgemäß eine Fügefa se ausbildet.

Damit der Ventilblock ohne zusätzliche Dichtelemente gegen die Oberkante eines Vorratsbehälters einfach und sicher abge dichtet werden kann, ist in Weiterbildung des Erfindungsge dankens vorgesehen, daß die untere Stirnfläche des eigent lichen Ventilblockes als ebene Dichtfläche ausgebildet ist.

Damit der Dispenser bei einer Befestigung auf einem Vorrats behälter sicher mit einer Hand gehalten werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der obere Mantelabschnitt des eigentlichen Ventilblockes eine Rändelung aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Verbindungsteil oberhalb des Innengewindes eine Fügerille auf, mit der der in dem eigentlichen Ventilblock ausgebildete Bund ringkrallenförmig in Eingriffist, wobei der Innendurch messer des die Fügerille nach oben begrenzenden Steges einen an den Außendurchmesser des Bundes angepaßten Fügedurchmesser aufweist. Damit kann auch das zweite Teil des Ventilblockes in gleicher Weise und aus dem gleichen Material wie der ei gentliche Ventilblock hergestellt und auf diesen abgestimmt werden.

Ebenso wie der eigentliche Ventilblock weist auch das Ver bindungsteil eine Fügefase auf, die erfindungsgemäß am Über gang von der oberen Stirnfläche zur Innenfläche des Steges ausgebildet ist.

Um ein sicheres Festschrauben des Ventilblockes auf einem Vorratsbehälter mit einer Hand zu ermöglichen, weist die Mantelfläche des Verbindungsteils eine Rändelung auf.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfin dungsgedankens weist das in dem eigentlichen Ventilblock eingefügte Verbindungsteil ein radiales und axiales Spiel auf. Dieses schafft eine ausreichende Verdrehmöglichkeit des Dispensers gegenüber dem Vorratsbehälter.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, sowohl den eigentlichen Ventilblock als auch das Verbindungsteil aus Polytetrafluor äthylen (PTFE) herzustellen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Vor richtung der oben beschriebenen Art sieht vor, daß zunächst der eigentliche Ventilblock und das Verbindungsteil als ge trennte Bauteile hergestellt werden, wobei der Außendurch messer des an dem eigentlichen Ventilblock ausgebildeten Bundes einen ersten Führungsdurchmesser bildet, der auf den vom Innendurchmesser des am Verbindungsteil ausgebildeten, die Fügerille nach oben begrenzenden Steges gebildeten zwei ten Fügedurchmesser derart abgestimmt ist, daß danach das Verbindungsteil auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, bei der sich der Innendurchmesser des Steges soweit erweitert, daß im nächsten Verfahrensschritt der den ersten Fügedurchmesser aufweisende Bund durch den Steg gepreßt wer den kann und in der Fügenut zu liegen kommt, und daß an schließend das Verbindungsteil auf Raumtemperatur abgekühlt wird, so daß das Verbindungsteil den eigentlichen Ventilblock formschlüssig, jedoch nicht kraftschlüssig umschließt. Die genauen Temperaturen, die auch Materialveränderungen hervor rufen, müssen dabei so gewählt werden, daß das Material nach dem Abkühlen die gewünschten Maße exakt einnimmt. Das erfin dungsgemäße Verfahren läßt sich gänzlich ohne Klebstoffe, zusätzliche mechanische Verbindungen, Getriebe, Dichtungen und Ähnliches durchführen.

Bei der Bestimmung der Temperaturen sind die Toleranzen zwi schen dem Ventilblock und dem Verbindungsteil so zu wählen, daß ein einwandfreies Verdrehen des Verbindungsteiles und des Ventilblockes gegeneinander möglich ist. Dieses Verdrehen ist notwendig, damit die Möglichkeit der variablen Fixierung des Gerätes auf der Flasche geschaffen wird. Hierzu dient auch das axiale Spiel, mit dem Unebenheiten an der Gewindeober kante einer Flasche oder dergleichen ausgeglichen werden können.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bil den alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merk male für sich oder in Kombination den Gegenstand der Erfin dung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Flaschen aufsatzdispenser mit einem Ventilblock,

Fig. 2 in teilweise geschnittener Darstellung eine Ansicht auf den eigentlichen Ventilblock und das Verbin dungsteil als Einzelteile,

Fig. 3 in teilweise geschnittener Darstellung eine Seiten ansicht auf die zu einem Ventilblock erfindungs gemäß zusammengefügten Einzelteile (eigentlicher Ventilblock und Verbindungsteil) gemäß Fig. 2, der auf einer strichpunktiert dargestellten Laborfla sche aufgeschraubt ist, und

Fig. 4 in teilweise geschnittener Darstellung eine ver größerte Teilansicht auf den in Fig. 3 gezeigten Ventilblock.

Der in Fig. 1 dargestellte Flaschenaufsatzdispenser 1 besteht im wesentlichen aus einem Dosierkolben 2, der in einem Do sierzylinder 3 geführt ist, der wiederum mit einem Ventil block 4 verbunden ist. Der Ventilblock weist ein nicht näher dargestelltes Ventilsystem auf, das aus einem Einlaß- bzw. Ansaugventil und einem Auslaßventil besteht und einen Aufbau aufweist, wie er beispielsweise in der DE-PS 26 47 206 be schrieben ist. Der Ventilblock 4 ist auf einen als Flasche gezeigten Vorratsbehälter 5 aufgesetzt und weist eine Aus stoßkanüle 6 auf, durch die die dosierte Flüssigkeit in einen nicht dargestellten Auffangbehälter geleitet wird.

Der Dosierkolben 2 ist über eine Schutzkappe 7 fest mit einer eine Graduierung 8 aufweisenden Skalenstange 9 verbunden, die außerhalb des Dosierzylinders 3 geführt ist. Am oberen Ende des Dosierzylinders 3 ist ein fester Anschlag 10 angeordnet, an den ein verstellbarer Anschlag 11 zur Anlage kommt, der auf der Skalenstange 9 verschiebbar geführt ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, besteht der Ventilblock 4 aus zwei Teilen, einem eigentlichen Verbindungsblock 12 und einem Verbindungsteil 13.

Der untere Mantelabschnitt 14 des eigentlichen Ventilblocks 12 ist als Flansch 15 ausgebildet, der eine Fügenut 16 hat, an die sich nach unten ein vorstehender umlaufender Bund 17 anschließt. An der der Fügenut 16 abgewandten unteren Kante 18 des Bundes 17 ist eine Fügefase 91 ausgebildet. Die untere Stirnfläche 20 des eigentlichen Ventilblocks 12 ist als ebene Dichtfläche 21 ausgebildet. Der obere Mantelabschnitt 22 des eigentlichen Ventilblocks 12 weist eine Rändelung 23 auf.

Das Verbindungsteil 13 weist oberhalb seines Innengewindes 24 eine Fügerille 25 auf, mit der der in dem eigentlichen Ven tilblock 12 ausgebildete Bund 17 rillenkrallenförmig in Ein griff ist. Die Fügerille 25 wird nach oben von einem nach innen vorstehenden umlaufenden Steg 26 begrenzt, der einen Innendurchmesser aufweist, der an den Außendurchmesser des Bundes 17 angepaßt ist. Der Außendurchmesser des Bundes wird nachfolgend als erster Fügedurchmesser 27 und der Innendurch messer des Steges als zweiter Fügedurchmesser 28 bezeichnet.

Der Übergang von der oberen Stirnfläche 29 des Verbindungs teils 13 zur Innenfläche des Steges ist als Fügefase 31 aus gebildet. Die Mantelfläche 30 des Verbindungsteils weist eine Rändelung 32 auf.

Zwischen dem Verbindungsteil 13 und dem darin eingefügten eigentlichen Ventilblock 12 besteht sowohl ein radiales 33 als auch ein axiales Spiel 34. Beide Bauteile 12 und 13 be stehen aus massivem, reinem PTFE.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Ventilblockes geschieht wie folgt:

Zunächst werden der eigentliche Ventilblock 12 und das Ver bindungsteil 13 als getrennte Bauteile hergestellt. Bei der Anfertigung dieser Teile wird bei dem eigentlichen Ventil block 12 die Fügenut 16, die Fügefase 19 und der erste Füge durchmesser 27 und bei dem Verbindungsteil 13 die Fügerille 25 und die Fügefase 31 so aufeinander abgestimmt, daß, wenn das als Überwurfmutter ausgebildete Verbindungsteil 13 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird, sich das Verbin dungsteil 13 so stark ausdehnt, daß der zweite Fügedurchmes ser 28 an dem Steg 26 sich so erweitert, daß der Bund 17 mit seinem ersten Fügedurchmesser 27 problemlos durch den Steg 26 gepreßt werden kann. Danach wird das Verbindungsteil 13 auf Raumtemperatur abgekühlt, so daß das Verbindungsteil 13 mit seinem Steg 26 den eigentlichen Ventilblock 12 an seinem Bund 17 formschlüssig, jedoch nicht kraftschlüssig umschließt. In Abb. 3 ist der so zusammengefügte Ventilblock abgebil det, der auf einer strichpunktiert dargestellten Laborflasche 5 aufgeschraubt ist.

Der zu einer unlösbaren Einheit zusammengefügte Ventilblock wird wie folgt gehandhabt:

Zunächst wird die aus dem eigentlichen Ventilblock 1 2 und dem Verbindungsteil 13 bestehende Einheit mittels des als Über wurfmutter ausgebildeten Verbindungsteils 13 auf einen Labor flaschenhals 5 oder dgl. aufgeschraubt. Das Innengewinde 24 der Überwurfmutter ist dabei ein an das Außengewinde der Laborflasche 5 angepaßtes Normgewinde. Kurz bevor die Über wurfmutter ganz festgezogen wird, wird die Laborflasche 5 und das Verbindungsteil 13 an seiner Rändelung 32 festgehalten. Mit der anderen Hand kann nun der eigentliche Ventilblock 12 in die gewünschte Position gedreht werden. Ist diese Position erreicht, wird der eigentliche Ventilblock 12 an seiner Rän delung 23 festgehalten und die Überwurfmutter 13 angezogen. Hierbei wird der eigentliche Ventilblock 12 durch die ring krallenförmige Ausbildung des Verbindungsteils 13 auf die Flaschenhalsoberkante gedrückt und abgedichtet. Der Ventil block ist damit radial, axial und kraftschlüssig auf der Laborflasche 5 fixiert.

Durch die einfache Verbindungsart zwischen Verbindungsteil 13 und eigentlichem Ventilblock 12 werden keine weiteren, zu sätzlichen Verbindungsteile benötigt. Außerdem entfallen bei Verwendung von PTFE zusätzliche Dichtelemente. Schließlich erhält der Dispenser eine sehr hohe Handhabungssicherheit, weil die Abdichtung zwischen Ventilblock und Flaschenhals unmittelbar erfolgt und hier keine Handhabungsfehler entste hen können. Dieses dient der Arbeitssicherheit. Da der gesam te Ventilblock aus einem einzigen Material ohne zusätzliche Dichtelemente oder dgl. hergestellt ist, kann es ohne Trennen der einzelnen Bestandteile unmittelbar recycled werden.

Bezugszeichenliste

1 Flaschenaufsatz-Dispenser
2 Dosierkolben
3 Dosierzylinder
4 Ventilblock
5 Vorratsbehälter
6 Ausstoßkanüle
7 Schutzkappe
8 Graduierung
9 Skalenstange
10 Anschlag
11 verstellbarer Anschlag
12 eigentlicher Ventilblock
13 Verbindungsteil
14 unterer Mantelabschnitt von 12
15 Flansch
16 Fügenut
17 Bund
18 untere Kante von 17
19 Fügefase
20 untere Stirnfläche
21 ebene Dichtfläche
22 oberer Mantelabschnitt
23 Rändelung von 12
24 Innengewinde
25 Fügerille
26 Steg
27 erster Fügedurchmesser
28 zweiter Fügedurchmesser
29 obere Stirnfläche von 13
30 Mantelfläche von 13
31 Fügefase
32 Rändelung von 13
33 radiales Spiel
34 axiales Spiel

Claims

1. Vorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten aus einem Vorratsbehälter, insbesondere als Flaschenaufsatzdispenser, mit einem Dosierkolben, der zum Ansaugen einer Flüssigkeits menge in einem Dosierzylinder geführt ist, der wiederum mit einem zweiteiligen Ventilblock verbunden ist, wobei das eine Teil des Ventilblocks - eigentlicher Ventilblock - ein aus einem Einlaß - bzw. Ansaugventil und einem Auslaßventil be stehendes Ventilsystem und einen Anschluß für eine Ausstoß kanüle aufweist, und wobei das andere Teil - Verbindungsteil - den eigentlichen Ventilblock mit dem Vorratsbehälter ver bindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (13) als Überwurfmutter ausgebildet ist, deren Gewindeabschnitt (24) zur Verbindung mit dem Vorratsbehälter (5) dient, und daß das Verbindungsteil (13) über einen Verbindungsabschnitt (25, 26) mit dem eigentlichen Ventilblock (12) verdreh- und fixierbar und formschlüssig zu einer unlösbaren Einheit ver bunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Mantelabschnitt (14) des eigentlichen Ventilblockes (12) als Flansch (15) ausgebildet ist mit einer Fügenut (16), an die sich nach unten ein vorstehender Bund (17) an schließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Fügenut (16) abgewandten unteren Kante (18) des Bundes (17) eine Fügefase (19) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Stirnfläche (20) des eigentlichen Ventilblockes (12) als ebene Dichtfläche (21) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Mantelabschnitt (22) des eigentlichen Ventilblockes (12) eine Rändelung (23) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil (13) oberhalb des Innengewindes (24) eine Fügerille (25) aufweist, mit der der in dem eigentlichen Ventilblock (12) ausgebildete Bund (17) ringkrallenförmig in Eingriff ist, wobei der Innendurch messer des die Fügerille (25) nach oben begrenzenden Steges (26) einen an den Außendurchmesser des Bundes (17) angepaßten Fügedurchmesser (28) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der oberen Stirnfläche (29) zur Innenfläche des Steges des Verbindungsteils (13) als Fügefase (31) ausge bildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die Mantelfläche (30) des Verbindungsteiles (13) eine Rändelung (32) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in den eigentli chen Ventilblock (12) eingefügte Verbindungsteil (13) ein radiales Spiel (33) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem eigentli chen Ventilblock (12) eingefügte Verbindungsteil (13) ein axiales Spiel (34) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Ventilblock (12) und das Verbindungsteil (13) aus PTFE bestehen.

12. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet,
daß zunächst der eigentliche Ventilblock und das Verbindungs teil als getrennte Bauteile hergestellt werden, wobei der Außendurchmesser des an dem eigentlichen Ventilblock ausge bildeten Bundes einen ersten Fügedurchmesser bildet, der auf den vom Innendurchmesser des am Verbindungsteil ausgebildeten die Fügerille nach oben begrenzenden Steges gebildeten zwei ten Fügedurchmesser abgestimmt ist,
daß danach das Verbindungsteil auf eine vorbestimmte Tempera tur erwärmt wird, bei der sich der Innendurchmesser des Ste ges soweit erweitert,
daß im nächsten Verfahrensschritt der den ersten Fügedurch messer aufweisende Bund durch den Steg gepreßt werden kann und danach in der Fügenut zu liegen kommt, und
daß anschließend das Verbindungsteil auf Raumtemperatur abge kühlt wird, so daß das Verbindungsteil den eigentlichen Ven tilblock formschlüssig, jedoch nicht kraftschlüssig um schließt.