DOSING DEVICE WITH BALL VALVE

Abstract: 1. Metering device (1, 21) for placing onto a liquid container (3), in particular onto the opening (2) of a bottle, with ball valve at a straight outflow tube (S), which leads to a pourer opening (11) with valve ball sealing seat (12) and in which the value ball (8) is to be moved along a value ball guide out of a rest position towards the value ball sealing seat (12) through tilting of the container (3), characterised thereby, thet the valve ball guide extends as helical passage (6) around the outflow tube (5).

Description: "Dosiervorrichtung mit Eugelventil" Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zum Aufsetzen auf einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere auf die Öffnung einer Flasche, mit Kugelventil an einem zu einer Ausgiessöffnung mit Ventilkugeldichtsitz führenden, geraden Ausflussrohr, in der die Ventilkugel längs einer Ventilkugelfuhrung durch Kippen des Behälters aus einer Ruhelage hin zu dem Ventilkugeldichtsitz zu bewegen ist. Dosierer bzw. Dosiervorrichtungen, die bei jedem Kippen des zugehörigen Behälters eine bestimmte Flüssigkeitsmenge freigeben, sind beispielsweise aus der DE-PS 12 02 672 bekannt. Dabei darf der Behälter nicht flexibel sein, weil schon kleine auf den Behälter ausgeübte Drucke zu erheblichen Dosierschwankungen führen können. Bei einer weiteren aus dem DE-GM 78 10 073 bekannten Dosiervorrichtung kann die Dosiermenge zwar durch Vorgabe einer wechselweise gegenüber dem Behälterinnenraum und dem Aussenraum abzudichtenden Dosierblase relativ genau vorgegeben und durch Kippen des Behälters der Dosierkammer entnommen werden, die Einrichtung ist aber wegen der beiden Ventile nicht nur aufwendig in der Herstellung sondern auch umständlich zu handhaben. Ein weiterer Nachteil ist die erforderlicEe Baugrösse der bekannten Doppelkammerdosierer. Hierbei müssen nämlich beide Kammern jeweils die Grösse des zu dosierenden Produktvolumens haben, d.h. für ein Dosiervolumen von z.B. 50 ml muss das Volumen des Dosierers mindestens 100 ml betragen. So grosse Volumina sind in Behälter öffnungen, z.B. Flaschenhälsen, häufig nicht unterzubringen. Schliesslich ist im Bekannten grundsätzlich zu Anfang der 3nt- nahme ein zweimaliges Kippen erforderlich, d.h. es muss eine Vcrdosier'ailg erfolgen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrich- tung einangs genarter Art zu schaffen, die in der Regel in der zu bestückenden enateröffnung selbst unterzubringen ist und mit deren Hilfe ohne das Erfordernis einer aufwendigen DoDpelventilkons*rlkQion durch einfaches Kippen des Behälters in die Uberkopfstellung eine bestimmte Produktmenge zu dosieren ist. Die erfindungsgemässe Lösung besteht bei der Dosiervorrichtung mit Kugelventil an einem geraden Ausflussrohr, in der die Ventilkugel längs einer Ventilkugelführung durch Kippen des Behälters aus einer Ruhelage hin zu einem Ventilkugeldichtsitz zu bewegen ist, darin, dass sich die Ventilkugelführung wendelförmig um das Ausflussrohr erstreckt. Da also erfindungsgemäss die Ventilkugelführung als das Ausfluss rohr umgebender Wendelgang ausgebildet ist, wird die zu dosierende Flüssigkeitsmenge durch eine wendelung mit einer vorgegebenen, von der Kugel aus ihrer Ruhelage hin zu dem Ventilkugeldichtsitz zurückzulegenden Weglänge bestimmt. Die Dosiermenge kann somit schon allein durch Wahl dieses gewendelten Eugelweges und der Kugeiwlchte den jeweiligen Erfordernissen entsprechend aus gewählt werden. Ersichtlich entfallen erfindungsgemäss Vordo sierknmmern, Doppelventilkonstruktionen oder ähnliches. Das Volumen eines unter Ausnutzung der erfindungsgemäSen Lehre herzustellenden Dosiereinsatzes kann daher in der Grössenordnung des zu dosierenden Produktvolumens liegen. Die Dosiereinrichtung lässt sich somit - selbst bei grösseren Dosiervolumina - in der Regel in die jeweilige Behältermündung integrieren. Zu diesen auch die Wirtschaftlichkeit betreffenden Vorteilen kommt hinzu, dass die erfindungsgemässe Dosiervorrichtung auch für den Einsatz bei aus flexiblem Material bestehenden Behältern geeignet ist. Ersichtlich können nämlich Behälterverformungen einen Einfluss auf die Dosiermenge nicht haben. Die Wendel kann an der Ruhelageseite der Vorrichtung an einem die Kugel zurückhaltenden Abschlussring oder dergleichen enden. Die Dosiermenge hängt dann in gewissem Masse davon ab, ob das von der Kugel zu erreichende rückwärtige Ende der Wendel beim Kippen auf der Oberseite oder Unterseite der Dosiereinrichtung liegt; die Kugel kann nämlich bei versetztem Einbau maximal bis zu einer Wendelsteigung frei fallen und erst bei Uberkopf- stellung der Vorrichtung über die Wendel weiterrollen. Das Dosieren selbst kann dabei allein durch das von der Wendel umgebende zentrale Ausflussrohr, bei entsprechenden Öffnungen in dem ringförmigen Deckel der Wendel aber auch durch den Wendelgang hindurch erfolgen. Um zu verhindern, dass beim Zurückkippen nach dem Dosieren die Ventilkugel auf dem entsprechenden Ausgangsende des Ausflussrohrs liegenbleibt oder bei entsprechender lichter Weite des Ausflussrohrs in dieses hineinfällt, wird zweckmässig der zum Ventilkugeldichtsitz führende Ausgang des Ausflussrohrs mit einer das Eindringen der Ventilkugel in das Rohr bzw. das Aufliegen auf dem Rohr ausschliessenden Scher kane versehen. Eine vereinfachte Handhabung der Dosiervorrichtung wird gemäss weiterer Erfindung erreicht, wenn der dem Ventilkugeldichtsitz abgewandte Eingang des Ausflussrohrs trichterförmig erweitert ist, wenn sich an die trichterförmige Erweiterung eine für die Ventilkugel nur zum Ausflussrohr offene Kugelkammer mit im wesentlichen dem Aussendurchmesser der Wendel gleichendem Durch messer sowie einer die freie Beweglichkeit der Ventilkugel zulassenden Länge in Wendelachsrichtung anschliesst und wenn das Ausflussrohr einen seitlichen Ausgang mit Zwangsführung für die Kugel zum umgebenden Wendelgang sowie zumindest bis zum Ausgang eine den Kugeldurchmesser übersteigende lichte Weite besitzt. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt die Kugel in der Ruhelage also unabhängig vom Einbau der Vorrichtung immer auf der Unterseite der Ku gelkammer, da sich die Kugel dort frei bewegen kann, gelangt beim Kippen zunächst in das Ausflussrohr und wird von dort umgelenkt an einer in das Ausflussrohr eingebauten, für die Flüssigkeit durchlässige Ablenk-Schikane in eine seitliche Öffnung des Ausflussrohrs zum Wendelgang geleitet. Die zu dosierende Flüssigkeit kann auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel allein durch das Ausflussrohr aber auch durch den Wendelgang zur Ausgiessöffnung geleitet werden. Hierbei ist es wieder zweckmässig, den zum Ventilkugeldichtsitz führenden Ausgang des Ausflussrohrs mit einer das Eindringen der Ventilkugel in das Rohr oder das Aufliegen der Kugel auf dem Rohr ausschliessenden, aber für das Produkt durchlässigen, Schikane auszustatten. Ferner soll der dem Behälterinnern zugewandte Boden der Kugelkammer die Ventilkugel zurückhaltende aber das zu dosierende Produkt frei durchlassende Öffnungen besitzen. Die erfindungsgemässe Dosiervorrichtung ist in der Massenproduktion, z.B. durch Pressen oder Spritzguss, unproblematisch herzustellen. Zweckmässig besteht die Vorrichtung aus zwei getrennt produzierten Teilen, die - bei gleichzeitigem Einsetzen der Kugel - bei Anwendung leicht ineinanderzustecken sind. Das eine Teil soll dabei aus dem Ausflussrohr mit umgebender Wendel und gegebenenfalls angesetzter Kugelkammer bestehen, während das andere Teil ein in die zu bestückende Behälteröffnung einzusetzendes, den Ventilkugeldichtsitz an der Ausgiessöffnung aufweisendes Gehäuse bildet. Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 bis 4 eine erste Dosiervorrichtung in verschiedenen Schwenkstellungen; und Fig. 5 bis 8 eine weitere Dosiervorrichtung in verschiedenen Schwenkstellungen. Die insgesamt mit 1 bezeichnete Dosiervorrichtung gemäss Fig. 1 bis 4 besteht aus einem in die Öffnung 2 eines Behälters 3 eingepassten Gehäuse 4 und einem im wesentlichen aus dem Ausflussrohr 5 mit umgebenden Wendelgang 6 bestehenden, insgesamt mit 7 bezeichneten Einsatzteil. Im Wendelgang 6 befindet sich eine Ventilkugel 8, die beim Kippen der Dosiervorrichtung 1 bzw. des Behälters 3 aus der Ruhelage am rückseitigen Abschlussring 9 des Wendelgangs 6 gemäss Fig. 2 bis 4 in Pfeilrichtung 10 längs des wendelgangs 6 zu dem an der Ausgiessöffnung 11 des Gehäuses 4 vorgesehenen Ventilkugeldichtsitz 12 rollt. Beim Kippen fliesst Produkt 13 vor allem durch das zentrale Ausflussrohr 5 aus dem Behälter 3 zur Ausgiessöffnung 11 des Gehäuses 4. Dieser Produktfluss hält so lange an, bis die in Pfeilrichtung 10 ebenfalls nach unten rollende Kugel 8 an den Ventildichtsitz 12 gelangt, die Ausgiessöffnung 11 verschliesst und damit den Dosiervorgang beendet. Beim Zurückkippen kann die Ventilkugel 8 nicht in das zentrale Ausflussrohr 5 gelangen oder dessen Ausgang 14 verschliessen, wenn dort eine in etwa konisch in Richtung auf die Ausgiessöffnung 12 zugespitzte, für das Produkt 13 durchlässige Schikane 15 vorgesehen wird. In den Fig. 1 bis 4 werden vier Phasen der Handhabung einer Dosiervorrichtung dargestellt. In der Phase nach Fig. 1 befindet sich die Vorrichtung in Ruhestellung, bei Fig. 2 wird das Dosieren durch Kippen des Behälters 3 in Pfeilrichtung 16, d.h. in Richtung auf die Uberkopfstellung, eingeleitet. In Fig. 3 ist die Überkopfstellung von Behälter 3 und Dosiervorrichtung 1 erreicht. Die Kugel 8 beginnt sich in Pfeilrichtung 10 zu bewegen. In der Phase nach Fig. 4 hat die Ventilkugel 8 den Dichtsitz 12 erreicht und der Dosiervorgang ist beendet. Ersichtlich ist es bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 erforderlich, die Dosiervorrichtung 1 richtungsbestimmend in die Gehäusemündung bzw. -öffnung 2 einzubauen, wenn bei jedem Kippen ein gleich langer Kugelweg im Wendelgang 6 und damit eine gleiche Dosiermenge erhalten werden soll. Bei versetztem Einbau bzw. bei Schwenken der Dosiervorrichtung 1 in verschiedene Richtungen kann die Ventilkugel 8 maximal bis zu einer Wendelsteigung freifallen, bevor sie bei Uberkopfstellung des Behälters 3 im Wendelgang 6 weiterrollt. In den Fig. 5 bis 8 wird eine beliebig in die Behältermündung 2 - also nicht richtungsbestimmend - einzubauende, insgesamt mit 21 bezeichnete Dosiervorrichtung schematisch dargestellt. Die Vorrichtung besteht wieder aus einem in die Öffnung 2 eines Behälters 3 eingepassten Gehäuse 4, welches auch die Ausgiess öffnung 11 mit Ventilkugeldichtsitz 12 umfasst, und aus einem insgesamt mit 22 bezeichneten Einsatzteil. Zu letzterem gehören das zentrale Ausflussrohr 5 und der das Ausflussrohr 5 umgebende Wendelgang 6. Der wesentliche Unterschied von Fig. 5 bis 8 gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 besteht darin, dass der dem Ventilkugeldichtsitz 12 abgewandte bzw. rückwärtige Eingang 23 des Ausflussrohrs 5 trichterförmig erweitert ist und dass sich an die trichterförmige Erweiterung 24 eine für die Ventilkugel 8 nur zum Ausflussrohr 5 hin offene Kugelkammer 25 mit im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Wendelgangs 6 gleichendem Durchmesser sowie einer die Beweglichkeit der Ventilkugel 8 zulassenden Länge in Wendelachsrichtung 26 anschliesst. Ferner besitzt das Ausflussrohr 5 einen seitlichen Ausgang 27 mit Zwangsführung, insbesondere Ablenk-Schikane 28, für die Kugel 8 zum umgebenden Wendelgang 6 sowie zumindest bis zum Ausgang 27 eine den Kugeldurchmesser übersteigende lichte Weite. Der dem Innern des Behälters 3 zugewandte Boden 29 der gugelkammer 25 soll die Ventilkugel 8 zurückhaltende aber für das Produkt 13 frei durchlässige Öffnungen 30 aufweisen. In Fig. 5 befinden sich der Behälter 3 bzw. die Dosiervorrichtung 21 in Ruhestellung. Die Ventilkugel 8 liegt in der sich ausgehend vom zentralen Ausflussrohr 5 trichterförmig erweiternden Kugelkammer 25 des Wendel-Einsatzteils 22. In der in Fig. 6 dargestellten Phase beginnt die Dosierung durch Schwenken der Vorrichtung in Pfeilrichtung 16. Das Produkt 13 fliesst vor allem durch das zentrale Ausflussrohr 5 zur Ausgiessöffnung 11. In Fig. 7 wird die Überkopfstellung von Behälter 3 bzw. Dosiereinrichtung 21 erreicht. Die Kugel 8 fällt aus der Kugelkammer 25 frei bis zur Ablenk-Schikane 28, wird dort in Pfeilrichtung 31 über den seitlichen Ausgang 27 in den Wendelgang 6 geleitet und rollt längs der Wendel bis zum Ven tilkugeldichtsitz 12 an der Ausgiessöffnung 11. Dieser Moment ist in der Phase nach Fig. 8 erreicht. In der Endstellung am Ventil sitz 12 verschliesst die Ventilkugel 8 den Ausgang bzw. die Ausgiessöffnung 11 der Dosiervorrichtung 21 ebenso wie im Falle von Fig. 4; der Dosiervorgang ist dann beendet. Beim Zurückkippen der Vorrichtung in die Ruhestellung gemäss Fig. 5 kann die Ventilkugel 8 nicht in das zentrale Ausfluss- rohr 5 fallen oder dessen Ausgang 14 verschliessen, wenn an dieser Stelle wieder eine Schikane 15 wie in Fig. 1 bis 4 vorgesehen wird. Vielmehr läuft die Kugel 8 längs des Wendelgangs 6 über den seitlichen Ausgang 27 in die Kugelkammer 25 zurück. bezugszeichenliste 1 = Dosiervorrichtung 2 = Öffnung 3 = Behälter 4 = Gehäuse 5 = Ausflussrohr 6 = Wendelgang 7 = einsatzteil 8 = Ventilkugel 9 = Abschlussring 10 = Pfeilrichtung 11 = ausgiessöffnung 12 = ventilkugeldichtsitz 13 = Produkt 14 = Ausgang (5) 15 = Schikane 16 = Pfeil 21 = Dosiervorrichtung 22 = Rinsatzteil 23 = rückwärtiger Eingang (5) 24 = trichterförmige Erweiterung(5) 25 = Kugelkammer 26 = endelachsrichtung 27 = seitlicher Ausgang (5) 28 = Ablenk-Schikane 29 = Boden (25) 3C = Öffnung in 29 31 = Pfeil

Claims: Patentansprüche 1. Dosiervorrichtung (1, 21) zum Aufsetzen auf einen Flüssig keitsbehälter (3), insbesondere auf die Öffnung (2) einer Flasche, mit Kugelventil an einem zu einer Ausgiessöffnung (11) mit Ventilkugeldichtsitz (12) führenden, geraden Ausflussrohr (5), in der die Ventilkugel (8) längs einer Ventilkugelführung durch Kippen des Behälters (3) aus einer Ruhelage hin zu dem Ventilkugeldichtsitz (12) zu bewegen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ventilkugelführung (6) wendelförmig um das Ausflussrohr (5) erstreckt. 2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Ventilkugeldichtsitz (12) führende Ausgang (14) des Ausflussrohrs (5) eine das Eindringen der Ventilkugel (8) in das Rohr ausschliessende Schikane (15) aufweist. 3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Ventilkugeldichtsitz (12) abgewandte Eingang (23) des Ausflussrohrs (5) trichterförmig erweitert ist, dass sich an die trichterförmige Erweiterung (24) eine für die Ventilkugel (8) nur zum Ausflussrohr (5) hin offene Kugelkammer (25) mit im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Wendelgangs (6) gleichendem Durchmesser sowie einer die freie Beweglichkeit der Ventilkugel (8) zulassende Länge in Wendel achsrichtung (26) anschliesst und dass das Ausflussrohr (5) einen seitlichen Ausgang (27) mit Zwangsführung (28) für die Kugel (8) zum umgebenden Wendelgang (6) sowie zumindest bis zum Ausgang (27) eine den Kugeldurchmesser übersteigende lichte Weite besitzt (Fig. 5 bis 8). 4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Behälterinnern zugewandte Boden (29) der Kugelkammer (25) die Ventilkugel (8) zurückhaltende aber flüssigkeitsdurchlässige Öffnungen (70) besitzt. 5. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausflussrohr (5) mit umgebendem Wendelgang (6) und gegebenenfalls angesetzter Eu- gelkammer (25) in einem in die zu bestückende Behalteröffnung (2) einzusetzenden, den Ventilkugeldichtsitz (12) am Ausgang aufweisenden Gehäuse (4) angeordnet ist. 6. Dosiervorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiermenge durch die Länge des beim Kippen von der Ventilkugel (8) zurückzulegenden Weges und/oder durch das Gewicht der Ventilkugel (8) vorgegeben ist.

Inventors: VIERKOTTER, PETER, Vierkötter, Peter
Applicants: HENKEL KOMMANDITGESELLSCHAFT AUF AKTIEN
Application year: 1983
Main classification: G01F11
IPC codes: G01F11