Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit sowie Ausgabekanüle hierfür |
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申请号 | EP04008332.1 | 申请日 | 1999-02-08 | 公开(公告)号 | EP1434037B1 | 公开(公告)日 | 2010-10-27 |
申请人 | BRAND GMBH + CO KG; | 发明人 | Fessel, Theodor; Graf, Hans; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie eine Ausgabekanüle für eine solche Vorrichtung. Die bekannte Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit, von der die Erfindung ausgeht ( Bekannt ist auch eine Vorrichtung, bei welcher zwischen der Ausgabekanüle und dem Ventilblock ein Dreiwegehahn sitzt ( Der Lehre liegt das Problem zugrunde, die zuvor genannte Vorrichtung zur Abgabe einer Flüssigkeit, von der die Erfindung ausgeht, hinsichtlich der Gestaltung des Ausgabebereichs zu verbessern. Die zuvor aufgezeigte Problemstellung wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Erfindungsgemäß ist die Ausgabekanüle an ihrem vom Ventilblock abgewandten Ende mit einem Ausgusselement versehen, das in eine Abgabestellung gegenüber der Ausgabekanüle gebracht werden kann, in der die aus der Ausströmleitung austretende Flüssigkeit vertikal nach unten umgelenkt wird. Die Rücklaufleitung ist mit der Ausströmleitung verbindbar, so dass im Rahmen eines ggf. mehrere Pumphübe umfassenden Spülvorgangs auch die Ausströmleitung vollständig gespült werden kann. In vorteilhafter Weise sind die Ausströmleitung und die Rücklaufleitung gemeinsam in der vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, oder bei einer besonders hochwertigen Ausführungsform aus Edelstahl gefertigten Ausgabekanüle ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung der Ausgabekanüle erweist sich insbesondere unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten im Hinblick auf eine einfache Montage als besonders vorteilhaft und ermöglicht zudem eine effektive Aussteifung der Ausgabekanüle. Die Ausströmleitung und die Rücklaufleitung sind vorzugsweise gleich lang ausgebildet und weisen in vorteilhafter Weise jeweils den gleichen Kanalquerschnitt auf. Insbesondere bei einer Ausführungsform der Ausgabekanüle aus einem Kunststoffmaterial weisen die beiden Leitungen in vorteilhafter Weise jeweils einen kreisförmige Querschnitt auf und sind bei einer gespritzten Ausfühningsform in Längsrichtung jeweils schwach konisch verjüngt ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform lassen sich besonders hohe Oberflächenqualitäten hinsichtlich der die beiden Leitungen begrenzenden Leitungsinnenwandungen erreichen. Bei der Herstellung der Ausgabekanüle aus einem Strangpreßmaterial oder auch spanabhebend, beispielsweise aus einem Teflon-Halbzeug, ist die Ausstoßkanüle mit Vorteil von zylindrischer oder prismatischer Gestalt. Die Ausströmleitung und die Rücklaufleitung sind in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass in einem Austrittsbereich der Ausgabekanüle die Austrittsöffnung der Ausströmleitung einer Eintrittsöffnung der Rücklaufleitung unmittelbar benachbart angeordnet ist. Dadurch wird eine unmittelbare Überbrückung der beiden Leitungen durch eine in der Anschlußeinrichtung ausgebildete Spülverbindung möglich. Mit Vorteil sind dabei die Ausströmleitung und die Rücklaufleitung derart ausgebildet, dass deren Längsachsen zueinander parallel verlaufen. Die Ausgabekanüle ist dabei in vorteilhafter Weise derart gestaltet, dass diese in einer zur Längsachse der Ausströmleitung senkrechten Schnittebene einen kreisförmigen, elliptischen oder vorzugsweise "8"-förmigen Querschnitt aufweist. Das Ausgußelement ist in vorteilhafter Weise mit einer Griffeinrichtung versehen zum manuellen Umschalten zwischen einer Überbrückungsposition, einer Abgabeposition und ggf. auch einer Schließposition, in welcher die Austrittsöffnung der Ausgabekanüle verschlossen ist. Die genannte Griffeinrichtung ist in vorteilhafter Weise einstückig mit dem beilspielsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Ausgußelement ausgebildet. Das Ausgußelement ist schwenkbewegbar oder verschiebbar an der Ausgabekanüle befestigt. Die Schwenk- oder Verschiebeachse verläuft hierbei im wesentlichen in Längsrichtung der Ausgabekanüle. Das Ausgußelement ist in vorteilhafter Weise verschlußkappenartig ausgebildet und auf einer Außenumfangsfläche der Ausgabekanüle schwenkbewegbar bzw. verschiebbar gelagert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Ausgabekanüle an einem Ventilblock angeschlossen, in dem ein Fluidzufuhrkanal und ein Fluidrücklaufkanal ausgebildet sind, die entsprechend mit der Ausströmleitung und der Rücklaufleitung verbunden sind. Dieser Ventilblock ist dabei in vorteilhafter Weise aus einem Kunststoffmaterial durch Spritz-Formen oder spanend hergestellt. Der in dem Ventilblock gebildete Fluidzufuhrkanal und der ebenfalls in dem Ventilblock gebildete Fluidrücklaufkanal können dabei auf fertigungstechnisch besonders vorteilhafte Weise durch zylindrische Kernelemente gebildet werden, die in den zur Bildung des Ventilblocks in einem Formwerkzeug gebildeten Formraum eindringen und nach Aushärten des Kunststoffmateriales aus diesem abgezogen werden können. Im Hinblick auf einen einfachen Aufbau eines Formwerkzeuges zur Bildung des Ventilblockes wird die Ausgabekanüle vorzugsweise als separates Bauteil ausgebildet und erst im Rahmen eines Montageschrittes in den Ventilblock eingepreßt. Dadurch wird es zum einen auf vorteilhafte Weise möglich, unterschiedliche Ausgabekanülen und ggf. auch unterschiedliche Ventilblöcke bedarfsgerecht miteinander zu kombinieren. Die Verwendung einer Press-Verbindungseinrichtung erlaubt eine besonders fest haftende, hochdichte Befestigung der Ausgabekanüle an dem Ventilblock. Alternativ dazu kann die Ausgabekanüle auch über eine Gewindeeinrichtung an dem Ventilblock angebracht werden. Hierzu ist vorzugsweise die Ausgabekanüle oder eine Überwurfmutter mit einem Gewindeabschnitt versehen. Der Ventilblock kann auch aus einem Block-Material, beispielsweise durch spanabhebende Bearbeitung gebildet sein. Im Hinblick auf eine hohe chemische Beständigkeit besteht der Ventilblock vorzugsweise aus einem Teflon-, Polypropylen- (PP), Polyethylen- (PE) oder Polyamid-Werkstoff. Eine besonders stabile und im Bereich des Dosierzylinderfußes hochdichte Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gegeben, dass der Förder- bzw. Dosierzylinder einstückig mit dem Ventilblock ausgebildet ist. Der Förder- bzw. Dosierzylinder und der Ventilblock und ggf. auch die Ausgabekanüle können dabei im Rahmen eines einzigen Kunststoffeinspritzvorganges im Inneren eines entsprechenden Formwerkzeuges gebildet werden, so dass nach Öffnen des Formwerkzeuges eine wenigstens aus Förder- bzw. Dosierzylinder und Ventilblock bestehende Baueinheit dem Formwerkzeug entnommen werden kann. Das Formwerkzeug ist hierzu in vorteilhafter Weise wenigstens zweiteilig ausgebildet, wobei eine zwischen den beiden Formteilen verlaufende Trennfläche vorzugsweise im wesentlichen parallel zu einer Ebene verläuft, die eine Mittelachse des Förder- bzw. Dosierzylinders enthält. Eine bei der integralen Ausbildung von Förder- bzw. Dosierzylinder und Ventilblock vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, dass der Förder- bzw. Dosierzylinder einen aus einem Glas-, Keramik-, thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial gebildeten Zylinder-Einsatz umfaßt, der in einem einstückig mit dem Ventilblock ausgebildeten Mantelabschnitt aufgenommen, insbesondere eingespritzt ist. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine extrem hohe Dichtwirkung zwischen der Innenwandung des Förder- bzw. Dosierzylinders und einem darin leichtgängig hin- und hergehend bewegbaren Förder- bzw. Dosierkolben sicherzustellen. Aufgrund des vorzugsweise einstückig mit dem Ventilblock ausgebildeten Mantelabschnittes ist für den Zylinder-Einsatz eine effektive Verstärkung und ein effektiver Splitter-Schutz gegeben. Eine im Hinblick auf eine hohe Materialersparnis vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, dass der Ventilblock als Skelettkonstruktion mit beabstandeten Stegen ausgebildet ist Diese zueinander beabstandeten Stege verlaufen dabei in vorteilhafter Weise im wesentlichen parallel zu einer Mittelachse des Förder- bzw. Dosierzylinders. Die einzelnen Stege können zur weiteren Aussteifung des Ventilblockes durch weitere, fachwerkartig angeordnete Querverbindungsstege ausgesteift sein. Um eine besonders stabile Befestigung der Ausgabekanüle an einem derartigen, als Skelettkonstruktion ausgebildeten Ventilblock zu erreichen, ist in vorteilhafter Weise eine Aufnahmeausnehmung zur Aufnahme eines Fußabschnittes der Ausgabekanüle derart angeordnet, dass diese einen der sich axial erstreckenden Stege radial durchsetzt. Eine Mittelachse der vorzugsweise zylindrischen Aufnahmeausnehmung verläuft dabei in vorteilhafter Weise in einer entsprechenden Mittelebene des sich axial erstreckenden Versteifungssteges. Die Aufnahmeausnehmung ist dabei in vorteilhafter Weise in einem topfartigen Wandungsabschnitt aufgenommen. Dieser topfartige Wandungsabschnitt kann zusätzlich durch weitere, beispielsweise radiale Querversteifungsstege noch weiter ausgesteift werden. Um eine positionsgenaue Befestigung der Ausgabekanüle an dem Ventilblock zu ermöglichen, ist in vorteilhafter Weise durch entsprechende Abschnitte des Ventilblockes und der Ausgabekanüle eine Positioniereinrichtung gebildet, durch die die Befestigungsposition der Ausgabekanüle an dem Ventilblock eindeutig festgelegt ist. Diese Positioniereinrichtung kann dabei entweder einen kanülenseitig ausgebildeten Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit einem ventilblockseitig ausgebildeten Eingriffsgegenabschnitt in Eingriff bringbar ist, oder einen an dem Ventilblock im Bereich der Aufnahmeausnehmung ausgebildeten Eingriffsabschnitt aufweisen, der mit einem kanülenseitig ausgebildeten Eingriffsgegenabschnitt in Eingriff bringbar ist. Um eine besonders hohe Dichtwirkung und um einen besonders festen Sitz der Ausgabekanüle in dem Ventilblock sicherzustellen, sind an einem Befestigungsabschnitt der Ausgabekanüle vorzugsweise mehrere Dichtlamellen ausgebildet, die unter hoher Flächenpressung mit einem entsprechenden Innen-Umfangsabschnitt einer in dem Ventilblock gebildeten Aufbahmeausnehmung in Kontakt treten. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Ausgabekanüle für einen solchen erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Dosierspender, wie sie im Anspruch 22 genannt ist. Diesbezügliche vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der danach folgenden Unteransprüche. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
Die in Auf einer der Stirnfläche 5 abgewandten Seite des Grundkörpers 1 ist die Ausgabekanüle mit einem Befestigungsabschnitt 6 versehen, über welchen die Ausgabekanüle an einem hier durch das Bezugszeichen 7 bezeichneten Ventilblock anbringbar ist. Der Befestigungsabschnitt 6 umfaßt bei der hier dargestellten Ausführungsform einen im wesentlichen zylindrischen Einpreßzapfenabschnitt 8, der in enger Passung, abdichtend in eine entsprechend ausgebildete Paßbohrung des Ventilblocks 7 eingepreßt ist. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform des Befestigungsabschnittes 6 ist es auch möglich, die Ausgabekanüle integral mit dem Ventilblock 7 auszubilden oder beispielsweise über eine Gewindeeinrichtung mit dem Ventilblock 7 zu verbinden. Die Gewindeeinrichtung ist mit Vorteil derart gestaltet, dass im festgezogenen Zustand zwischen den Gewindeflanken kein Hohlraum verbleibt. Dies kann insbesondere durch ein schwach konisches Gewinde erreicht werden. In dem hier nur abschnittsweise dargestellten Ventilblock 7 sind ein Fluidzufuhrkanal 9 sowie ein Fluidrücklaufkanal 10 ausgebildet. Der Fluidzufuhrkanal 9 umfaßt ein hier nicht dargestelltes Saugventil und mündet über eine stirnseitig in dem Befestigungsabschnitt 6 ausgebildete Durchgangsöffnung in die Ausströmleitung 2. Die in dem Grundkörper 1 ausgebildete Rücklaufleitung 3 steht über eine, den Befestigungs- bzw. Einpreßzapfenabschnitt 8 oder Gewindezapfenabschnitt radial durchsetzende Durchgangsbohrung mit dem Fluidrücklaufkanal 10 in Verbindung. Der Fluidrücklaufkanal 10 ist hier als im wesentlichen geradliniger Kanal ausgebildet und erstreckt sich schwach geneigt von einem unteren Bereich des Ventilblockes 7 zu dem Befestigungsabschnitt 8. Durch die hohe Flächenpressung zwischen dem Befestigungsabschnitt 8 und der Innenwandung der in dem Ventilblock 7 ausgebildeten Befestigungsbohrung wird eine hohe Dichtigkeit des Übergangsbereiches zwischen der Rücklaufleitung 3 und dem in dem Ventilblock 7 ausgebildeten Fluidrücklaufkanal 10 erreicht. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die Ausströmleitung 2 und die Rücklaufleitung 3 in nebeneinanderliegender Weise ausgebildet. Es ist auch möglich, die Ausströmleitung 2 und die Rücklaufleitung 3 zueinander koaxial auszubilden, so dass eine der beiden Leitungen durch einen entsprechend dimensionierten Ringraum gebildet ist. Die Rücklaufleitung 3 erstreckt sich durchgängig ununterbrochen von der Austrittsöffnung der Ausströmleitung 2 zurück zu dem Ventilblock 7. Eine vollständige Spülung der Ausströmleitung 2 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass auf den Grundkörper 1 im Bereich der Stirnfläche 5 ein Kappenelement aufgesetzt wird, das eine Verbindung zwischen der Ausströmleitung 2 und der Rücklaufleitung 3 herstellt. Anstelle einer derartigen Überbrückungseinrichtung kann ein Ausgußelement 12 verwendet werden, wie dies nachfolgend in Verbindung mit den Die Darstellungen gemäß den Abweichend von der Darstellung gemäß An ihrem, dem Ventilblock 7 abgewandten Ende ist die Ausgabekanüle mit einem Ausgußelement 12, das schwenkbewegbar oder verschiebbar an dem Grundkörper 1 angebracht ist, versehen. In der hier dargestellten Position befindet sich das Ausgußelement in einer Abgabestellung und gestattet die Abströmung eines durch den Förder- bzw. Dosierzylinder zunächst über eine hier nicht dargestellte Ansaugleitung angesaugten Fluides über den Fluidzufuhrkanal 9 und die Ausströmleitung 2. Um eine besonders leichtgängige Bewegung des Ausgußelementes 12 relativ zu dem Grundkörper 1 zu ermöglichen, und um ferner eine zuverlässige Abdichtung der Eintrittsmündung der Rücklaufleitung 3 zu ermöglichen, sind zwischen dem Ausgußelement 12 und dem Grundkörper 1 zwei Gleitscheiben 13, 14 vorgesehen, die über das Ausgußelement 12 und eine hier nicht näher dargestellte Eingriffsstruktur zwischen dem Ausgußelement 12 und dem Grundkörper 1 in enger Anlage an der in Die Gleitscheiben 13, 14 sind vorzugsweise aus einem Glas-, Kunststoff- oder Keramikmaterial gebildet und mit Durchgangsöffnungen versehen, die je nach Position des Ausgußelementes 12 in Deckung bringbar sind. Das Ausgußelement 12 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform um eine parallel zur Mittelachse des Grundkörpers 1 der Ausgabekanüle verlaufende Schwenkachse schwenkbewegbar. In dem Ausgußelement 12 ist eine kurze Umlenkbohrung 15 oder Umlenkkanal ausgebildet, über welche das aus der Ausströmleitung 2 austretende Fluid umgelenkt wird. Bei der in Bei der Prinzipdarstellung gem. Die Darstellung gemäß In dem Ventilblock 7 ist ein Behälterventil 22 vorgesehen, das bei der hier dargestellten Ausführungsform eine Ventilkugel 23 umfaßt, die auf einem Präzisionsventilsitz 24 aufsitzt, der bei der hier dargestellten Ausführungsform durch einen präzisionsgeformten Oberflächenabschnitt des Ventilkörpers 7 gebildet ist. Unterhalb des Behälterventiles 22 erstreckt sich ein in einem Schlauchzapfen 25 gebildeter Ansaugkanal 26. Der Öffnungshub der Ventilkugel 23 wird durch ein Buchsenelement 27 begrenzt, das durch den Förder- bzw. Dosierzylinder 11 hindurch in den Ventilblock 7 eingepreßt ist. Das Buchsenelement 27 bildet einen Fluiddurchgangsweg 28, der den Ansaugkanal 26 über das Behälterventil 22 mit dem Förder- bzw. Dosierraum 19 verbindet. Das Buchsenelement 27 ist mit einer radialen Durchgangsöffnung 29 versehen, die den Fluiddurchgangsweg 28 mit einem in dem Grundkörper 1 der Ausgabekanüle aufgenommenen Ventil 30 verbindet. Das in dem Grundkörper 1 aufgenommene Ventil 30 umfaßt eine mittels einer Feder 31 in eine Schließstellung gedrängte Ventilkugel 32 und ein in den Grundkörper 1 der Ausgabekanüle eingepreßtes Ventilsitzelement 33, das bei der hier dargestellten Ausführungsform aus einem Kunststoff-, Glas- bzw. Keramikmaterial gebildet ist. Die genannte Ventilfeder 31 sitzt in der, in der Ausgabekanüle gebildeten Ausströmleitung 2, die sich durchgängig von dem Ventil 30 bis zu ihrer Austrittsöffnung erstreckt. Die Austrittsöffnung der Ausströmleitung 2 ist unmittelbar benachbart der Eintrittsöffnung der Rücklaufleitung 3 angeordnet. Die in der Ausgabekanüle verlaufende Rücklaufleitung 3 weist im wesentlichen die gleiche Länge auf wie die in der Ausgabekanüle ausgebildete Ausströmleitung 2. Die Ausgabekanüle ist in den Ventilblock 7 über den Einpreßzapfenabschnitt 8 eingepreßt. Der Einpreßzapfenabschnitt 8 ist mit einer radialen Durchgangsbohrung versehen, die mit einer in dem Ventilblock ausgebildeten Fluidwegeinrichtung verbunden ist, über welche etwaig über die Rücklaufleitung gefördertes Fluid in den Behälter zurückgelangen kann. Der Ventilblock 7 ist hier als Skelettkonstruktion ausgebildet und mittels einer Überwurfmutter 34 an einem Behälter oder beispielsweise auch an einem Versorgungssockel einer automatisch betätigten Dosiervorrichtung anbringbar. Alternativ zu der hier dargestellten Ausführungsform mit eingepreßter Ausgabekanüle ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, die Ausgabekanüle, den Ventilblock 7 und den Mantelabschnitt 16 einstückig, d.h. als Integralteil auszubilden. Bei einer entsprechenden Integral-Ausführungsform entfällt in vorteilhafter Weise das Ventilsitzelement 33, und eine entsprechende Ventilsitzfläche wird durch eine Umfangswandung der, das Buchsenelement 27 radial durchsetzenden Durchgangsbohrung gebildet. Die Ventilkugel 32 und ggf. auch die Ventilfeder 31 können dabei entweder vor Einpressen des Buchsenelementes 27 in den Ventilblock 7 eingesetzt werden, oder alternativ dazu durch die Ausströmleitung 2 hindurch in den Ventilblock 7 eingeführt werden. Insbesondere bei dieser Integralausführungsform sind die Ausströmleitung 2 und die Rücklaufleitung 3 koaxial zueinander ausgebildet, wobei vorzugsweise die Ausströmleitung 2 die Rücklaufleitung 3 umgibt. Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, insbesondere bei einer Ausführungsform der Ausgabekanüle mit koaxial angeordneten Kanälen das Ausgußelement in die Ausgabekanüle einzustecken. Es ist auch möglich, das Ausgußelement als von der Ausgabekanüle abnehmbare Kappe auszugestalten, und beispielsweise durch entsprechendes Aufstecken des Ausgußelementes entweder eine Verbindung zwischen der Ausströmleitung und der Rücklaufleitung zu erzeugen, oder eine Fluidableitung aus der Ausströmleitung zuzulassen. Es ist auch möglich, die Ausgabekanüle gekrümmt auszubilden, so dass die im Austrittsbereich der Auströmleitung befindliche Austrittsöffnung in Gebrauchsposition einer entsprechenden Vorrichtung nach unten weist. Es ist auch möglich, die Ausgabekanüle im Bereich ihrer Stirnfläche 5 zu verschließen und insbesondere bezüglich der Ausströmleitung eine Fluidableitung durch eine radiale, die Umfangswandung der Ausgabekanüle durchsetzende Bohrung vorzunehmen. Bei einer derartigen Ausführungsform der Ausgabekanüle bildet in vorteilhafter Weise die in Gebrauchsposition unten liegende bzw. bei koaxialer Kanalanordnung die außen liegende Fluidwegeinrichtung die Ausströmleitung. Es ist auch möglich, in dem, in den Behälter zurückführenden Fluidweg ein Ventil, insbesondere ein Kugelventil vorzusehen, das einen Fluid-Austritt, beispielsweise aufgrund einer Druckänderung in dem Behälter, verhindert. Dieses Ventil ist in vorteilhafter Weise im Bereich der Eintrittsmündung der Rücklaufleitung oder auch in dem Ventilblock angeordnet. Das Ausgußelement ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass dieses in eine Nicht-Gebrauchsstellung bringbar ist, in welcher die beiden in der Ausgabekanüle ausgebildeten Leitungen nach außen hin abgesperrt sind. |