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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dosierung von
Flüssigkeit
aus einem Gebinde, das mit einem Auslaßventil versehen ist, dessen Öffnungszustand
durch Veränderung
eines mechanischen Drucks gegen eine Kontaktfläche des Auslaßventils
steuerbar ist.
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Bei
einem Gebinde der vorstehend genannten Art kann es sich beispielsweise
um eine Farbkartusche handeln, die im Betrieb einer Offset-Druckmaschine
verwendet wird. Die in der Kartusche enthaltene Druckfarbe wird
durch das Auslaßventil
dosiert und dem Druckprozeß zugeführt. Üblicherweise
wird dieses Ventil durch mechanischen Druck gegen eine daran vorhandene
Kontaktfläche
verschlossen und ist im druckentlasteten Zustand geöffnet.
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Die
Dosierung findet in den herkömmlichen Dosiervorrichtungen
durch eine Druckbeaufschlagung des Innenraum des Gebindes bzw. eines
darin enthaltenen Kolbens statt, der die Flüssigkeit, also im oben genannten
Anwendungsbeispiel die Druckfarbe, durch das Auslaßventil
nach außen
drückt.
Zur Unterbrechung der Dosierung wird die Druckbeaufschlagung beendet.
Nachteilig ist hierbei der erhebliche Verbrauch von Druckfluid,
das zur Beaufschlagung verwendet wird, sowie die hohe Reaktionszeit beim
Wechsel zwischen dem beaufschlagten und dem drucklosen Zustand des
Gebinde-Innenraums. Eine exakte Dosierung ist daher nicht immer
möglich.
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In
der
DE 195 16 697
C2 wird eine Vorrichtung zum Aufbringen pastöser Medien
offenbart, mit einem Zuführanschluß für aufzubringende,
unter Druck zugeführte
Medium und mit einem Verdrängerraum,
in den das Medium über
eine Einlaßöffnung eintritt
und aus dem es über
eine Auslaßöffnung durch
eine Austrittsdüse
aus der Vorrichtung austritt. Dabei kann der Verdrängungsraum über eine
an einem Nadelsitz anliegende Nadel gegen einen Materialzustrom
abgesperrt werden. Die Nadel kann in der entsprechenden Stellung
durch Wirkung eines pneumatischen oder hydraulischen Mediums gehalten werden.
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DE 10 2005 029 588
A1 offenbart eine Tintenkartusche, die ein Gehäuse mit
mindestens einem Tintenbehälter
aufweist, welcher einen Tintenauslass hat, der sich nach außen erstreckt
und in dem ein Differenzdruckventil angebracht ist, welches eine
Ventilöffnung
und einen relativ dazu beweglichen Ventilkörper umfasst, der (bezogen
auf die Tintenkammer) von außen
mit einer vorbestimmten Schließkraft
belastet dichtend auf der Ventilöffnung
sitzt und gegen die Schließkraft
von außen
von der Ventilöffnung
bewegbar ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Dosiervorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Verbrauch des Druckfluids
als Betriebsmittel vermindert und eine exaktere Dosierung der im
Gebinde enthaltenen Flüssigkeit ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfaßt einen
Stutzen, der derart beweglich gelagert ist, dass er an der Kontaktfläche des
Auslaßventils
anschlagen und dieses betätigen,
d. h. dessen Öffnungszustand
steuern kann. Zur Bewegung des Stutzens und zur Druckausübung dient
ein Druckschlauch, dessen Querschnitt elastisch verformbar und/oder
erweiterbar ist. Der Schlauch erstreckt sich entlang seiner Länge über die
Seite des Stutzens, die der Kontaktfläche gegenüberliegt. Mit Hilfe entsprechender
Mittel läßt sich
der Schlauch mit Druck beaufschlagen, so dass er sich in Richtung
des Stutzens ausdehnt und diesen gegen die Kontaktfläche drückt. Ein
Ventil, das bei Druck gegen die Kontaktfläche schließt, wird hierdurch gesperrt
und erst dann wieder geöffnet,
wenn der über
den Druckschlauch auf den Stutzen ausgeübte Druck nachläßt. Dann
wird das Ventil wieder geöffnet,
und die Flüssigkeit
kann austreten.
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Die
Anwendung der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung
kommt auch an Auslaßventilen
in Betracht, die durch mechanischen Druck gegen die Kontaktfläche in den Öffnungszustand
versetzt werden. In diesem Fall wird der Druckschlauch zum Öffnen des
Ventils mit Druck beaufschlagt, und der Stutzen drückt auf
die oben beschriebene Weise gegen die Kontaktfläche. Umgekehrt wird dann bei
Nachlassen des Drucks im Schlauch das Ventil wieder geschlossen.
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Die
Erfindung bietet den Vorteil, dass sich der Druck im Schlauch aufgrund
des kleinen Schlauchvolumens leichter und schneller steuern läßt als ein
Innendruck im Gebinde, wie es beim Stand der Technik der Fall ist.
Die Reaktionszeiten lassen sich verkürzen, und der Verbrauch des
Druckfluids sinkt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im
folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung
näher erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt einen seitlichen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung.
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Die
in der Figur insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete
Vorrichtung umfaßt
ein Gehäuse 12 zur
Aufnahme eines zylinderförmigen
Gebindes 14, welches in seinem Innenraum 16 eine
Flüssigkeit speichert.
Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Gebinde 14 um
eine Farbkartusche, wie sie in Druckindustrie zu Bevorratung von
Druckfarbe verwendet wird, die einer nicht dargestellten Druckmaschine
zugeführt
werden soll. An der Unterseite seiner unteren Stirnwand 18 ist
das Gebinde 14 mit einem zentralen Auslaßventil 20 versehen,
das hier lediglich schematisch als nach unten vorspringender zylindrischer
Vorsprung 22 dargestellt ist, der nach unten durch eine
ringförmige
abgeschrägte
Kontaktfläche 24 abgeschlossen
wird, die etwa die Form des Mantels eines Kegelstumpfes hat.
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Durch
mechanischen Druck gegen die Kontaktfläche 24 nach oben läßt sich
das Auslaßventil 20 schließen, während es
im Zustand ohne Druck gegen die Kontaktfläche 24 geöffnet bleibt,
so dass die Flüssigkeit
aus dem Innenraum 16 nach unten ausfließen kann. Hierzu ist der Innenraum 16 oberhalb
des Flüssigkeitsspiegels
mit einem Druckfluid wie etwa Luft beaufschlagt, das die Flüssigkeit
in Richtung des Ventils drückt.
Der Druck auf die Flüssigkeit
kann auch über
eine nicht dargestellte Kolbenfläche
im Innenraum 16 ausgeübt
werden, die die Flüssigkeit nach
unten drückt
und an ihrer Oberseite mit dem Druckfluid beaufschlagt wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist im übrigen auch
auf Auslaßventile 20 anwendbar,
die durch Druck gegen die Kontaktfläche 24 geöffnet werden und
ohne Druck auf die Kontaktfläche 24 geschlossen
bleiben.
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Mit
seiner heruntergezogenen zylindrischen Seitenwand 26 ruht
das Gebinde 14 auf einem flachen unteren Gehäuseteil,
der in seiner Gesamtheit mit 28 bezeichnet ist und Einrichtungen
zur Betätigung
des Auslaßventils 20 beinhaltet,
auf welche im folgenden näher
eingegangen werden soll. Der untere Gehäuseteil 28 beinhaltet
einen Stutzen 30, der aus der in der Figur gezeigten unteren
Auflageposition in Richtung des Auslaßventils 20 anhebbar
und somit zum Anschlag an die Kontaktfläche 24 beweglich gelagert
ist. Ein etwa U-förmiger
massiver Innenteil 32 des Stutzens 30, der in
der Figur lediglich teilweise zu sehen ist, weist in der senkrechten
Querschnittsebene einen etwa dreieckigen Querschnitt auf, dessen
Oberkante 34 den Stutzen 30 nach oben hin abschließt und dazu
vorgesehen ist, bei dessen Aufwärtsbewegung
an der Kontaktfläche 24 anzuschlagen.
An eine seitliche Außenkante 36 dieses
Innenteils 32 schließt
sich ein flacher horizontaler Flansch 38 an, der sich in
radialer Richtung nach außen
erstreckt und den äußeren Rand
des Stutzens 30 bildet. Die der Kontaktfläche 24 des
Ventils 20 abgewandte Unterseite 40 des Flansches 38 bildet
eine Auflage, auf der der Stutzen 30 in seiner Ruheposition
in der Figur aufliegt. Die gegenüberliegende Oberseite 42 des
Flansches 38 kann die Aufwärtsbewegung des Stutzens 30 beim
Hochdrücken
der Kontaktfläche 24 begrenzen,
indem sie an einer oberen flachen Wand 44 des unteren Gehäuseteils 28 anschlägt.
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Unterhalb
des Flansches 38 umfaßt
der untere Gehäuseteil 28 einen
Kanal 46 mit rechteckigem Querschnitt, in welchem ein Druckschlauch 48 einliegt.
Der Druckschlauch 48 erstreckt sich entlang seiner gesamten
Länge über die
Unterseite 40 des Flansches 38. Insbesondere weist
der Druckschlauch 48 einen kreisbogenförmigen Abschnitt auf, der die
senkrechte Längsachse
A umläuft,
entlang welcher der Stutzen 30 in axialer Richtung aufwärts und
abwärts
beweglich ist. Das heißt,
der Mittelpunkt dieses Kreisbogens liegt auf dieser Längsachse
A.
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Der
Druckschlauch 48 besteht aus einem elastisch verformbaren
Material wie etwa Kunststoff oder Gummi und weist einen flachen
Boden 50 auf, der mit seiner Unterseite auf einer unteren
Bodenwand 52 des unteren Gehäuseteils 28 aufliegt,
so dass der Druckschlauch 48 über seine gesamte Länge auf
dieser unteren Bodenwand 52 abgestützt ist. An die inneren und äußeren Ränder des
Bodens 50 des Druckschlauchs 48 schließen sich
senkrechte Seitenwände 54, 56 an,
die an der Oberseite des Druckschlauchs 48 durch einen
gewölbten
Querschnittsbereich 58 verbunden sind. Dieser Querschnittsbereich 58,
der in der in der Figur dargestellten Stellung rinnenförmig ist,
kann wahlweise nach innen zur Innenseite des Druckschlauchs 48 oder nach
außen,
das heißt,
nach oben gegen die Unterseite 40 des Flansches 38 gestülpt werden,
so dass der Schlauchquerschnitt erweitert wird. Dieses Stülpen geschieht
durch eine Schnappbewegung, in welcher der Querschnittsbereich 58 aus
einer seiner nach innen oder nach außen gestülpten Ruhepositionen in die
jeweils andere Endposition gestülpt
wird. Während
das Stülpen
von außen
nach innen durch mechanischen Druck des Flansches 38 nach
unten erfolgen kann, erfolgt das Ausstülpen nach oben durch eine Druckbeaufschlagung
des Druckschlauchs 48 mit einem Druckfluid, das über ein
Ventil 60 aus radialer Richtung seitlich in den Druckschlauch 48 eingefüllt wird.
Das Ventil 60 verbindet den Druckschlauch 48 mit
einem Druckfluidkanal 62 im Außenbereich des unteren Gehäuseteils 28.
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Der
Stutzen 30 läßt sich
aus der in der Figur dargestellten Position durch eine Druckbeaufschlagung
des Druckschlauchs 48 nach oben gegen das Auslaßventil 20 bewegen.
Hierbei wird über
den Druckfluidkanal 62 und das Ventil 60 das Druckfluid in
den Druckschlauch 48 eingefüllt, so dass der nach innen
gestülpte
obere Querschnittsbereich 58 nach außen bzw. oben gegen die Unterseite 40 des
Flansches 38 gedrückt
wird und somit in der ausgestülpten
Stellung am äußeren Randbereich
des Stutzens 30 von unten anliegt. Durch die Aufwärtsbewegung des
Stutzens 30 schlägt
seine Oberkante 34 an der Kontaktfläche 24 des Auslaßventils 20 an
und schließt
das Ventil 20 gegen den im Innenraum 16 herrschenden
Druck.
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Bei
einer Druckentlastung des Druckschlauchs 48 kann die Kontaktfläche 24 des
Auslaßventils 20 gegen
den Stutzen 30 nach unten gedrückt werden, der Querschnittsbereich 58 des
Druckschlauchs 48 wird wieder nach innen gestülpt, und durch
den Innendruck im Gebinde 14 kann Flüssigkeit durch das Ventil 20 austreten.
Durch eine Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung des Druckschlauchs 48 läßt sich
somit der Öffnungs-
und Schließzustand
des Auslaßventils 20 steuern.
Die Druckbeaufschlagung des Innenraums 16 des Gebindes 14 und
die Druckbeaufschlagung des Druckschlauchs 48 kann durch
eine gemeinsame Druckquelle und durch eine Steuerung erfolgen, welche
die Drücke
auf den Innenraum 16 und den Druckschlauch 48 verteilt.
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Im
Rahmen der Erfindung kann der Stutzen 30 auch eine andere
geeignete Form haben. Statt des flachen Flansches 38 kann
der Stutzen 30 z. B. auf seiner Unterseite eine umlaufende
Nut aufweisen, die den Druckschlauch 48 aufnimmt. Ferner kann
der Druckschlauch auch einen einfacher gestalteten Querschnitt aufweisen,
wie etwa einen kreisförmigen
Querschnitt, der sich bei einer Druckbeaufschlagung lediglich ausdehnt,
ohne seine Form zu verändern.