DE102005049419A1

DE102005049419A1 - Dosierpumpe

Info

Publication number: DE102005049419A1
Application number: DE200510049419
Authority: DE
Inventors: Thomas Seufert; Tilmann Kölle; Eugen Hufnagel; Michael Robohm; Jörg Dantlgraber
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2005-10-15
Filing date: 2005-10-15
Publication date: 2007-04-26

Abstract

Eine Dosierpumpe besitzt ein Gehäuse, eine im Gehäuse gebildete Durchgangsöffnung und eine Welle, die sich von einem durch das Gehäuse und die Welle begrenzten Innenraum in einen Außenraum erstreckt. In dem Innenraum ist ein mittels der Welle angetriebener Dosiermechanismus angeordnet. Zwischen der Welle und der Durchgangsöffnung befindet sich eine Dichtungsanordnung aus zwei axial hintereinander angeordneten Wellendichtungen. Eine Zwischenkammer ist durch die Wellendichtungen, die Welle und eine Wandfläche der Durchgangsöffnung begrenzt. Mit Hilfe eines elastischen Spannmittels ist ein Schmiermittel in der Zwischenkammer mit einem Druck beaufschlagbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein gemäß Patentanspruch 15 ausgebildetes Dosierpumpenmodul.

Dosierpumpen werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Eine solche Anwendung ist das dosierte Auftragen von Druckfarbe auf eine Walze eines Farbwerkes einer Druckmaschine. Die dazu verwendete Auftragvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Dosierpumpe und einer Düse. Gemäß der DE 37 14 160 A1 wird die Auftragvorrichtung an einem Schlitten axial über eine Walze geführt, um diese einzufärben. Es sind jedoch auch Anordnungen bekannt, bei denen eine Vielzahl Auftragmodule nebeneinander entlang der Walze verbaut sind, wie die EP 1 108 539 A1 offenbart.

Bei den verwendeten Dosierpumpen, muss auf eine gute Abdichtung gegenüber dem Arbeits- oder Fördermedium geachtet werden, um Umweltschutzbestimmungen einzuhalten und um einen sauberen wartungsarmen Betrieb zu gewährleisten. Vor allem eine sichere Abdichtung an der Welle ist oft schwierig.

Die EP1 343 971 B1 beschreibt eine Lackpumpe. Die Lackpumpe besteht im wesentlichen aus einer Zahnradpumpe, die in einem Gehäuse angeordnet ist und über eine Welle angetrieben wird. An einer Stufe der Welle ist eine axial ausgerichtete Dichtfläche gebildet. Ein ringförmiges Dichtelement wird axial an diese Dichtfläche angepresst. Für die radiale Abdichtung zwischen dem Dichtelement und einer Innenfläche der zugehörigen Gehäusedurchführung sorgt eine statische O-Ring Dichtung. Zusätzlich ist in Richtung der Gehäuseaußenseite ein Gleitringdichtsatz in der Durchführung angeordnet. Im Gehäuse ist ein Kanal gebildet. Dieser verläuft zwischen dem Dichtelement und dem Gleitringdichtsatz und führt den Dichtungen Schmiermittel zu. Eventuell durch die axiale Dichtfläche tretender Lack wird über den Kanal abgeführt.

Diese herkömmliche Dichtungsanordnung ist jedoch aufwendig in der Herstellung, da die beschriebene Axialdichtung zum Einen eine große Anzahl an Bauteilen aufweist und da zum Anderen hohe Anforderungen an die Qualität der Dichtflächen gestellt werden. Des Weiteren erfordert die Spülung der Dichtungen mit Schmieröl die Bereitstellung und den dauernden Betrieb zusätzlicher Hilfskomponenten – Vorratsbehälter, Pumpen, Fluidleitungen -, um die Schmierölversorgung aufrecht zu erhalten. Falls Lack in den Schmierölkreislauf gerät, muss das Öl aufwendig gereinigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfach aufgebaute Dosierpumpe anzugeben, die einen hinsichtlich eines Arbeits- oder Fördermediums leckagefreien Betrieb zuverlässig sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Dosierpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Diese Aufgabe wird ebenso durch ein Dosierpumpenmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.

Erfindungsgemäß besitzt die Dosierpumpe ein Gehäuse, eine im Gehäuse gebildete Durchgangsöffnung und eine Welle, die sich von einem durch das Gehäuse und der Welle begrenzten Innenraum in einen Außenraum erstreckt. In dem Innenraum ist ein mittels der Welle angetriebener Dosiermechanismus angeordnet. Zwischen der Welle und der Durchgangsöffnung befindet sich eine Dichtungsanordnung aus zwei axial hintereinander angeordneten Wellendichtungen. Eine Zwischenkammer ist durch die Wellendichtungen, die Welle und eine Wandfläche der Durchgangsöffnung begrenzt.

Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist es, dass ein elastisches Spannmittel vorgesehen ist, mit dessen Hilfe ein Schmiermittel in der Zwischenkammer mit einem Druck beaufschlagbar ist. Dadurch wird in der mit Schmiermittel gefüllten Zwischenkammer ein dem Druck eines im Gehäuseinnenraum geförderten Arbeitsmediums entgegenwirkender Druck erzeugt und aufrecht erhalten. Auf diese Weise wird auch bei Verwendung von einfachen und kostengünstigen Radialwellendichtungen, die als Standardbauteile erhältlich sind, eine hervorragende Abdichtung gegenüber dem Arbeitsmedium erzielt. Schon ein Eindringen des Arbeitsmediums in die Zwischenkammer wird verhindert. Die Abdichtung ist besonders wirkungsvoll und zuverlässig, wenn der Druck des Schmiermittels wenigstens geringfügig höher ist als der Druck des Arbeitsmediums. Die Druckbeaufschlagung des Schmiermittels erfolgt durch die Verwendung eines Spannmittels auf eine besonders einfache und kostengünstige Weise. Es sind eine Vielzahl einfacher und kostengünstiger Spannmittel verfügbar. Ein Betrieb von Hilfskomponenten zur Unterhaltung eines Schmiermittelkreislaufs ist nicht erforderlich.

Bei Defekt einer Dichtung tritt lediglich Schmiermittel an der äußeren Dichtung nach außen oder an der inneren Dichtung in den Innenraum aus. Dies ist bei Wahl eines entsprechenden Schmiermittels wesentlich weniger problematisch als ein Austreten des Arbeitsmediums. Zudem kann der Austritt von Schmiermittel bei der erfindungsgemäßen Dosierpumpe sehr einfach registriert und zur Ansteuerung einer Defekt- bzw. Wartungsanzeige verwendet werden.

Durch Integration einer solchen Dosierpumpe in ein Dosierpumpenmodul erhält man eine besonders wartungsarme, zuverlässige und einfach austauschbare Baueinheit.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

So umfasst gemäß Anspruch 2 das Spannmittel ein elastisch komprimierbares Material – insbesondere ein Elastomer –, das in der Zwischenkammer angeordnet ist. Durch Anordnen eines elastisch komprimierbaren Materials in der Zwischenkammer wird ein sehr einfacher und kompakter Aufbau der Dosierpumpe erzielt. Zudem erlaubt eine solche Konstruktion das Bevorraten einer gewissen Menge des Schmiermittels in der Zwischenkammer. Falls eine geringe Menge des Schmiermittels über die Wellendichtungen austritt, sinkt der Druck des Schmiermittels in der Zwischenkammer nur wenig. Daher können lange Wartungsintervalle vorgegeben werden.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Zwischenkammer einen Speicherraum umfasst, der durch das Gehäuse und durch eine mit radia len Durchgangsöffnungen versehene Abstandshülse abgegrenzt ist und in dem das komprimierbare Material angeordnet ist. Dadurch wird ein Bereich der Zwischenkammer, in dem das komprimierbare Material angeordnet ist, räumlich abgegrenzt. Es wird somit vermieden, dass das komprimierbare Material evtl. auf der Welle aufliegt und die Drehung der Welle behindert. Außerdem ist somit innerhalb der Zwischenkammer mit einfachsten Mitteln ein Hydrospeicher gebildet, in dem Schmiermittel unter Druck bevorratet ist.

Vorzugsweise weist das Gehäuse einen ersten Gehäusedeckel, ein Mittelteil und einen zweiten Gehäusedeckel auf. Zwischen dem ersten Gehäusedeckel und dem Mittelteil ist der Innenraum zur Aufnahme des Dosiermechanismus gebildet. Die Durchgangsöffnung der Welle verläuft durch das Mittelteil und den zweiten Deckel, und zwischen dem Mittelteil und dem zweiten Deckel ist der Speicherraum zur Aufnahme des komprimierbaren Materials gebildet. Entsprechende Gehäuseteile sind einfach herstellbar. Im geöffneten Zustand des Gehäuses ist die Zwischenkammer zur Montage des komprimierbaren Materials leicht zugänglich.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein mit der Zwischenkammer fluidisch verbundener Kolbenspeicher vorgesehen. Ein Kolben des Kolbenspeichers ist durch das elastische Spannmittel – z.B. eine Feder – mit einer Kraft beaufschlagbar. In einem solchen Kolbenspeicher kann eine größere Menge an Schmiermittel bevorratet werden, so dass die Wartungshäufigkeit der Dosierpumpe weiter gesenkt werden kann.

Vorzugsweise ist der Kolben spannmittelseitig zusätzlich durch einen im Innenraum des Gehäuses herrschenden Druck beaufschlagbar. Dadurch ist jederzeit sichergestellt, dass der Druck in der Zwischenkammer den Druck im Innern des Gehäuses, d.h. den Druck des geförderten Mediums im Pumpwerkraum, übersteigt. Dies bewirkt eine besonders zuverlässige Abdichtung gegenüber dem geförderten Medium. Der Druck des Schmiermittels übersteigt den Druck des geförderten Mediums dabei um einen Druckdifferenz, die durch die Vorspannung der Feder präzise vorgegeben werden kann. Diese Druckdifferenz zwischen dem Schmiermitteldruck und dem Druck des geförderten Mediums kann vergleichsweise niedrig ausfallen, da eine Druckbeaufschlagung des Schmiermittels automatisch in Abhängigkeit vom Druck des geförderten Mediums erfolgt. Eine niedrige Druckdifferenz zwischen der Zwischenkammer und dem Pumpwerkraum gewährleistet einen geringen Verschleiß der Wellendichtungen.

Wenn ein Kolbenendlagensensor vorhanden ist, kann ein Zustand des Kolbenspeichers und somit der Wellendichtungsanordnung der Dosierpumpe einfach und präzise erfasst werden. Durch Erfassen einer Endlage, bei der der Kolbenspeicher entleert ist, kann ein Verlust von Schmiermittel erfasst und eine dementsprechende Wartungsnachricht ausgelöst werden. Außerdem kann eine Endlage erfasst werden, bei der der Kolbenspeicher maximal gefüllt ist. Dadurch ist z.B. ein Eindringen des geförderten Mediums unter Überdruck in die Zwischenkammer feststellbar. Ebenso kann die Wartung vereinfacht werden, indem ein gefüllter Zustand des Speicher angezeigt wird.

Eine Überwachung der Wellendichtungsanordnung kann unabhängig davon oder auch zusätzlich mit einem Drucksensor erfolgen, mit dem der Druck in der Zwischenkammer erfassbar ist. Ein Verlust von Schmiermittel ist durch den damit verbundenen Druckabfall, ein Eindringen des geförderten Mediums ist durch einen Druckanstieg einfach und sicher feststellbar.

Zum Befüllen der Zwischenkammer bzw. des Kolbenspeichers mit Schmiermittel, ist eine Ausgestaltung zweckmäßig, bei der die Zwischenkammer mit einer Einfüllöffnung versehen ist, in der sich ein in Richtung der Zwischenkammer öffnendes Rückschlagventil befindet. Auch kann ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, welches den Druck des Schmiermittels in der Zwischenkammer begrenzt. Über dieses Druckbegrenzungsventil können beim Befüllvorgang Luft und überschüssiges Schmiermittel entweichen.

Eine kostengünstige und einfache Dosierpumpe erhält man, wenn die Wellendichtungen jeweils genau einen Wellendichtring mit einer in Richtung der Zwischenkammer zeigenden Dichtlippe aufweisen. Da die Wellendichtringe so angeordnet sind, dass ihre Dichtungsfunktion durch den Druck des Schmiermit tels unterstützt wird, erzielt man mit einfachen Mitteln eine hervorragende Abdichtung. Zudem werden auch die Schmiermittelverluste minimiert.

Kommen als Wellendichtungen jeweils ein Gleitringdichtsatz zum Einsatz, so ist eine lange Haltbarkeit der Wellendichtungsanordnung erreichbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung kommt als Dosiermechanismus eine Zahnradpumpe zum Einsatz. Zahnradpumpen sind einfach herstellbar und kostengünstig erhältlich.

Ist als Schmiermittel ein zähflüssiges Öl in der Zwischenkammer vorhanden, so unterstützt dieses die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung an der Welle gegenüber dem geförderten Medium. Bei der üblicherweise verwendeten Druckfarbe auf Ölbasis ist eine geringe Verunreinigung mit dem Schmieröl in diesem Fall tolerierbar.

Nachfolgend werden die vorliegende Erfindung und deren Vorteile unter Bezugnahme auf das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Dosierpumpenmodul in einem Schnitt längs der Antriebsachse der Dosierpumpe,
2 eine Ansicht der Frontplatte des in 1 dargestellten Dosierpumpenmoduls, darin kennzeichnet die Schnittlinie A-A den in 1 dargestellten Schnitt,
3 der vordere Abschnitt des in 1 dargestellten Dosierpumpenmoduls in einem Längsschnitt entlang der in 2 eingezeichneten Schnittlinie B-B,
4 ein Längsschnitt eines vorderen Abschnitts eines Dosierpumpenmoduls in abgewandelter Ausführung mit einem Kolbenspeicher, und
5 eine Schnittdarstellung eines Abschnitts des Dosierpumpenmoduls in einer weiteren Abwandlung, bei der ein Gleitringdichtsatz als Wellendichtung vorgesehen ist.
Gemäß 1 besteht ein Dosierpumpenmodul 1 aus einer Fluidpumpe und aus einem elektrischen Antrieb. Die Fluidpumpe ist in einem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse weist einen vorderen Gehäusedeckel 7, ein Mittelteil 8 und einen flanschartig ausgebildeten hinteren Gehäusedeckel 9 auf. An dem hinteren Gehäusedeckel 9 ist ein elektronischer Schrittmotor 5 befestigt. An dem Schrittmotor 5 ist wiederum eine Trägerplatte 6 befestigt. Die Trägerplatte 6 dient zur Befestigung einer integrierten Steuerelektronik, mit der der Schrittmotor 5 steuerbar ist.
Mittels der Gewindestifte 10 wird das Dosierpumpenmodul 1 an einer Trägervorrichtung einer Druckmaschine befestigt. In dieser Trägervorrichtung ist auch eine Farbzuführleitung vorgesehen, mit der dem Dosierpumpenmodul 1 Druckfarbe zugeführt wird. Des Weiteren ist in der Trägervorrichtung eine Düse angeordnet, über die die von dem Dosierpumpenmodul geförderte Druckfarbe auf die Druckwalze aufgetragen wird.
Zwischen dem vorderen Gehäusedeckel 7 und dem Mittelteil 8 ist ein Innenraum 11 zur Aufnahme eines Pumpwerks gebildet. Das Pumpwerk ist als Zahnradpumpe ausgebildet und umfasst die Zahnräder 20 und 21. Das Zahnrad 20 wird von der Achse 26 geführt. Die Führung des Zahnrades 21 erfolgt durch die Welle 22. Die Welle 22 ist gleichzeitig die Antriebswelle des Zahnradpumpwerks.
Im Mittelteil 8 ist eine sacklochförmige Vertiefung 17 gebildet. Am Boden der Vertiefung 17 sind zwei gestufte Bohrungen 14 und 15 vorhanden. In der Bohrung 15 ist ein Führungsring 34 und ein Wellendichtring 35 angeordnet, um die in die Bohrung 15 vorstehende Achse 26 zu führen und abzudichten. Die angetriebene Welle 22 verläuft durch die Bohrung 14. In der Bohrung 14 sind ein Führungsring 30 und ein Wellendichtring 31 angeordnet, um die Welle 22 zu führen und gegenüber dem Pumpwerkraum 11 abzudichten. Die Vertiefung 17 wird durch den hinteren Gehäusedeckel 9 abgeschlossen. Zwischen dem Mittelteil 8 und dem hinteren Gehäusedeckel 9 ist somit eine Zwischenkammer 12 gebildet. In dem hinteren Gehäusedeckel 9 ist eine gestufte Bohrung 16 ausge führt, durch die die Welle 22 geführt ist. In der Bohrung 16 befinden sich ebenfalls ein Führungsring 32 und ein Wellendichtring 33. Mittels der Kupplung 24 ist die Welle 22 an die Abtriebswelle des Schrittmotors 5 gekoppelt. In der Zwischenkammer 12 ist ein Ring 38 aus einem elastisch verformbaren Elastomermaterial angeordnet. Eine Abstandshülse 40, die mit Durchgangsöffnung 41 versehen ist, verhindert, dass der Elastomerring 38 die Welle 22 berühren kann. Ein Drucksensor 44 steht über einen in 1 nicht dargestellten Kanal mit der Zwischenkammer 12 in fluidischer Verbindung.
In 2 ist eine Frontansicht des vorderen Gehäusedeckels 7 dargestellt. Zu sehen sind die Gewindestifte 10, mittels derer das Dosierpumpenmodul an der Trägervorrichtung befestigt wird. Zwei im vorderen Gehäusedeckel 7 angeordnete Anschlusskanäle 18 und 19 ermöglichen die Zufuhr von Druckfarbe zu dem Pumpwerk und die Abgabe der geförderten Druckfarbe. Des Weiteren ist ein Anschlussnippel 45 zu erkennen, der über einen Kanal mit der Zwischenkammer 12 in Verbindung steht. In dem Anschlussnippel 45 ist ein in Richtung der Zwischenkammer 12 öffnendes Rückschlagventil integriert. Des Weitern sind die Schnittlinien A-A und B-B dargestellt. Die Schnittlinie A-A entspricht dem in 1 dargestellten Schnitt. Die Schnittlinie B-B verdeutlicht den in 3 dargestellten Schnitt.
In 3 ist der Einfachheit halber nur der vordere Abschnitt des Dosierpumpenmoduls 1 gemäß der Schnittlinie B-B gezeigt. Zu erkennen ist der Anschlusskanal 19, der zu dem Pumpwerk führt. Die Hülse 40 mit den Durchgangsöffnungen 41 ist in Ansicht dargestellt. Im Mittelteil 8 sind des Weiteren zwei Kanäle 42 und 43 vorgesehen, die beide in die Zwischenkammer 12 münden. In den Kanal 42 ist der Drucksensor 44 eingesetzt. Der Kanal 43 ist durch den Anschlussnippel 45 abgeschlossen. Der Kanal 42 setzt sich zur Unterseite des Mittelteils 8 fort. Dort ist dieser durch ein Druckbegrenzungsventil (nicht dargestellt) abgeschlossen.
Im Folgenden wird die Funktion des Dosierpumpenmoduls 1 hinsichtlich der Abdichtung des Pumpwerks 20, 21 gegenüber der Umgebung des Dosierpumpenmoduls 1, d. h. insbesondere die Abdichtung der Welle 22, beschrieben. In der Farbzuführleitung, über die das Dosierpumpenmodul 1 mit Druckfarbe versorgt wird, herrscht ein Druck von 2 bis 3 bar. Das Pumpwerk 20, 21 dient zum Dosieren der Farbmenge, die der Düse zum Auftragen auf eine Druckwalze zugeführt wird. Der Antrieb des Pumpwerks über den Schrittmotor 5 erlaubt die genaue Festlegung der abgegebenen Farbmenge.
In der Zwischenkammer 12 ist ein Schmiermittel unter einem vorgegebenen Druck eingefüllt. Dies erfolgt bei der Fertigung oder bei der Wartung über den Anschlussnippel 45. Beim Einfüllvorgang des Schmiermittels wird der Elastomerring 38 komprimiert. Dadurch ist das in die Zwischenkammer 12 eingefüllte Schmiermittel mit einem gewissen Vorspanndruck beaufschlagt. Der von der Abstandshülse 40 und dem Mittelteil 8 begrenzte Raum bildet innerhalb der Zwischenkammer 12 gewissermaßen eine Speicherkammer zur Bevorratung des Schmiermittels unter einem fest vorgegebenen Druck.
Der Einfüllvorgang wird solang fortgesetzt, bis in der Zwischenkammer 12 der vorgegebene Vorspanndruck erreicht ist. Das Erreichen dieses Vorspanndrucks ist z. B. dadurch erkennbar, dass an dem den Kanal 42 abschließenden Druckbegrenzungsventil Schmiermittel austritt. Zusätzlich, oder alternativ dazu, kann das Erreichen eines bestimmten Vorspanndruckes auch über den Drucksensor 44 erfasst werden. Der Einfülldruck des Schmiermittels ist mit 4 bar so gewählt, dass er über dem im Pumpwerkraum 11 anstehenden Betriebsdruck liegt. Die freien Dichtlippen der Wellendichtringe 31, 33 und 35 stehen in Richtung der Zwischenkammer 12 vor. Somit werden die Dichtlippen durch den in der Zwischenkammer 12 herrschenden Druck an die jeweilige Welle/Achse 22 und 26 angepresst. Als Schmiermittel kommt ein zähflüssiges Öl bzw. Fett zum Einsatz.
Durch die Anordnung der Wellendichtringe wird ein Austreten von Schmiermittel aus der Zwischenkammer an den gestuften Bohrungen 14, 15 und 16 wirkungsvoll verhindert. Ausserdem verhindert der in der Zwischenkammer 12 herrschende Druck, der etwas über dem im Pumpwerkraum 11 herrschenden Druck liegt, das Eindringen von Druckfarbe in die Zwischenkammer 12.
Bei einem Defekt eines Wellendichtrings tritt das Schmiermittel aus der Zwischenkammer 12 entweder nach außen, in Richtung der Kupplung 24, oder in den Pumpwerkraum 11 aus. Ein solcher Schmiermittelverlust ist durch den damit verbundenen Druckabfall in der Zwischenkammer 12 mittels des Drucksensors 44 einfach und zuverlässig feststellbar. Durch die Auswertung des Drucksensors 44 kann somit automatisch eine Erwartungsnachricht oder eine Störmeldung generiert werden.
Die Druckfarbe enthält üblicherweise einen gewissen Anteil Mineralöl. Dementsprechende wird als Schmiermittel ein zähflüssiges Mineralöl verwendet. Daher ist es tolerierbar, dass über die Wellendichtungen 31 und 35 eine geringe Menge Schmiermittel in den Pumpwerkraum 11 eindringen könnte. Auch bei einem Defekt einer Dichtung kann durch die bestehenden Druckverhältnisse ein Austreten von Druckfarbe zuverlässig verhindert werden. Selbst falls eine geringe Menge Druckfarbe in die Zwischenkammer 12 eindringen sollte, wirkt das zähflüssige Schmiermittel als Sperrmedium, das einen weiteren Durchtritt der Druckfarbe nach außen wirkungsvoll verhindert. Zudem wird der Defekt eines Wellendichtrings zuverlässig über den Drucksensor 44 erfasst. Ein gleichzeitiges Versagen eines pumpwerksseitigen Wellendichtring 31 bzw. 35 und des kupplungsseitigen Wellendichtrings 33 ist extrem unwahrscheinlich.
Das Volumen der Zwischenkammer 12 ist so gewählt, dass eine während der Lebensdauer der Wellendichtringe 31, 33 und 35 eventuell austretende Menge an Schmiermittel durch eine Ausdehnung des Elastomerrings 38 kompensiert werden kann. Eine Wartung wird üblicherweise nach einer bestimmten Anzahl an Betriebsstunden vor einem möglichen Versagen der Wellendichtringe durchgeführt und umfasst z.B. einen Austausch der Wellendichtringe und das Wiederbefüllen der Zwischenkammer 12 mit Schmiermittel.
Anhand von 4 wird im Folgenden eine Abwandlung des in 1 dargestellten Dosierpumpenmoduls 1 beschrieben. In 4 ist ein vorderer Abschnitt des Dosierpumpenmoduls in Schnittdarstellung gezeigt. Der Schnitt entspricht der Schnittlinie A-A. Komponenten, die schon anhand der vorangehenden Zeichnungen beschrieben wurden, sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das Gehäuse der Fluidpumpe weist einen vorderen Gehäusedeckel 57, ein Mittelteil 58 und einen hinteren Gehäusedeckel 9 auf. Im Mittelteil 58 ist eine sacklochartige Vertiefung 61 vorgesehen. Diese ist durch den Gehäusedeckel 9 abgeschlossen. Die Antriebswelle 22 des Pumpwerks 20, 21 ist durch gestufte Bohrungen 14 und 16 im Mittelteil 58 und im hinteren Gehäusedeckel 9 geführt und verläuft ebenfalls durch die durch die Vertiefung 61 gebildete Zwischenkammer 62. Von der sacklochförmigen Vertiefung 61 geht eine weitere abgestufte Bohrung 15 aus. Darin steht eine Achse 26 des Pumpwerks vor. In den gestuften Bohrungen 14, 15 und 16 sind, wie bei dem zuvor beschriebenen Dosierpumpenmodul 1, Führungsringe und Wellendichtringe angeordnet.
Die in 4 dargestellte Abwandlung des Dosierpumpenmoduls zeichnet sich dadurch aus, dass ein Kolbenspeicher an dem Dosierpumpenmodul befestigt ist. Ein zylindrisches Gehäuse 50 des Kolbenspeichers ist am Mittelteil 58 befestigt. Ein Fluidkanal 63 verbindet die Zwischenkammer 62 mit einem durch das Zylindergehäuse 50 und einen Kolben 52 begrenzten Speicherraum 64. Auf der vom Speicherraum 64 abgewandten Seite des Kolbens 52 ist ein Federraum 65 gebildet. Darin ist eine Feder 53 angeordnet, die den Kolben 52 mit einer bestimmten Vorspannung beaufschlagt. Zusätzlich ist eine Fluidleitung 55 vorgesehen, die den Pumpwerkraum 11 mit dem Federraum 65 verbindet. Die Fluidleitung 55 ist nur schematisch dargestellt. Sie verläuft z.B. durch das Mittelteil 58 oder durch den vorderen Gehäusedeckel 57. An einem dem Mittelteil 58 zugewandten Endabschnitt des Zylindergehäuses 50 ist ein Kolbenendlagensensor 60 angeordnet. Bei dem Kolbenendlagensensor 60 handelt es sich z.B. um einen Magnetsensor. Der Sensor 60 erfasst eine Endlage des Kolbens 52, bei der das Volumen des Speicherraums 64 minimal ist.
Wie bei dem in 1 dargestellten Dosierpumpenmodul 1 wird auch bei dem in 4 dargestellten Dosierpumpenmodul Schmiermittel in die Zwischenkammer 62 eingefüllt. Über den Kanal 63 wird der Speicherraum 64 ebenfalls mit Schmiermittel befüllt. Das Schmiermittel wird durch den Kolben 52 und die Vorspannung der Feder 53 mit einem gewissen Vorspanndruck beaufschlagt. Zusätzlich wirkt der im Pumpwerkraum 11 herrschende Druck über die Fluidlei tung 55 auf den Federraum 65 und somit auf den Kolben 52 ein. Dadurch ist gewährleistet, dass der Druck des Schmiermittels stets höher ist als der Druck der im Pumpwerkraum 11 geförderten Druckfarbe. Des Weiteren kann eine große Menge an Schmiermittel in der Zwischenkammer 62 und im Speicherraum 64 bevorratet werden. Durch die Erfassung einer unteren Endlage des Kolbens 52 durch den Endlagensenosr 62 kann eine Verlust von Schmiermittel und somit ein Dichtungsdefekt zuverlässig erfasst werden. Durch einen weiteren, nicht dargestellten, Endlagensensor der eine obere Endlage des Kolbens 52 erfasst, kann eine maximale Befüllung des Speicherraums 64 gemeldet werden. Durch einen solchen Endlagensensor kann ebenfalls erfasst werden, ob Druckfarbe in die Zwischenkammer 62 eindringt und Schmiermittel in den Speicherraum 64 verdrängt. Dadurch wird insbesondere bei einer Ausführung, bei der auf die Fluidleitung 55 verzichtet wird, die Zuverlässigkeit der Abdichtung erhöht. Bei einer solchen Ausführung würde die Zwischenkammer 1 durch die Feder mit einem fest vorgegebenen Druck beaufschlagt.
Anstelle von Kolbenendlagensensoren oder zusätzlich zu diesen kann der Druck in der Zwischenkammer 62 über einen Drucksensor erfasst werden.
In der 5 ist eine weitere Abwandlung des Dosierpumpenmoduls 1 in einem Schnitt dargestellt. Wie zuvor ist in einem Mittelteil 78 des Gehäuses eine Zwischenkammer 82 ausgebildet. Durch eine von der Zwischenkammer 82 ausgehende Durchgangsöffnung 84 verläuft die Antriebswelle 22 des Pumpwerks. In der Durchgangsöffnung 84 ist ein Gleitringdichtsatz angeordnet. Der Gleitringdichtsatz besteht aus einem an der Welle 22 anliegenden Gleitring 86. Solche Gleitringe bestehen üblicherweise aus PTFE. Durch zwei O-Ringe 88 und 89 ist der Gleitring über seiner gesamten Länge an die Welle 22 angepresst. Gleitringdichtsätze haben im Allgemeinen eine höhere Lebensdauer als Wellendichtringe. Durch die Verwendung von Gleitringdichtsätzen können daher die Wartungsintervalle der Farbdosiereinrichtung verlängert werden.
Die Wahl des Pumpwerks ist prinzipiell nicht auf eine Zahnradpumpe beschränkt. Es können stattdessen andere rotatorisch angetriebene Fluidpumpen zum Einsatz kommen.

1: Dosierpumpenmodul
5: Schrittmotor
6: Trägerplatte für Ansteuerelektronik
7: vorderer Gehäusedeckel
8: Mittelteil
9: Hinterer Gehäusedeckel
10: Gewindestift
11: Pumpwerkraum
12: Zwischenkammer
14: gestufte Bohrung
15: gestufte Bohrung
16: gestufte Bohrung
17: Vertiefung
18: Anschlusskanal
19: Anschlusskanal
20: Zahnrad
21: Zahnrad
22: angetriebene Welle
24: Kupplung
26: Achse
30: Führungsring
31: Wellendichtring
32: Führungsring
33: Wellendichtring
34: Führungsring
35: Wellendichtring
38: Elastomerring
40: Abstandshülse
41: Durchgangsöffnung
42: Kanal
43: Kanal
44: Drucksensor
45: Anschlussnippel mit Rückschlagventil
50: Gehäuse des Kolbenhydrospeichers
52: Kolben
53: Feder
55: Fluidleitung
57: vorderer Gehäusedeckel
58: Mittelteil
60: Endlagensensor
61: Vertiefung
62: Zwischenkammer
64: Speicherkammer
65: Federkammer
78: Mittelteil
82: Zwischenkammer
84: Durchgangsöffnung
86: Gleitring
88: O-Ring
89: O-Ring

Claims

Dosierpumpe, umfassend: ein Gehäuse (7, 8, 9), eine im Gehäuse (7, 8, 9) gebildete Durchgangsöffnung, eine Welle (22), die sich von einem durch das Gehäuse (7, 8, 9) und die Welle (22) begrenzten Innenraum (11) in einen Außenraum erstreckt, ein im Innenraum (11) angeordneter mittels der Welle (22) angetriebener Dosiermechanismus (20, 21), eine zwischen Welle (22) und Durchgangsöffnung angeordnete Dichtungsanordnung mit zwei in der Durchgangsöffnung axial hintereinander angeordneten Wellendichtungen (31, 33) und eine durch eine Wandfläche der Durchgangsöffnung, die zwei Wellendichtungen (31, 33) und die Welle (22J begrenzte Zwischenkammer (12), dadurch gekennzeichnet, dass ein elastisches Spannmittel vorgesehen ist, mit dessen Hilfe ein Schmiermittel in der Zwischenkammer (12) mit einem Druck beaufschlagbar ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel ein elastisch komprimierbares Material (38) – insbesondere ein Elastomer – umfasst, das in der Zwischenkammer (12) angeordnet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammer (12) einen Speicherraum umfasst, der durch das Gehäuse (8) und durch eine mit radialen Durchgangsöffnungen (41) versehene Abstandshülse (40) abgegrenzt ist und in dem das komprimierbare Material (38) angeordnet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen ersten Gehäusedeckel (7), ein Mittelteil (8) und einen zweiten Gehäusedeckel (9) aufweist, dass zwischen dem ersten Gehäusedeckel (7) und dem Mittelteil (8) der Innenraum (11) zur Aufnahme des Dosiermechanismus (20, 21) gebildet ist, dass die Durchgangsöffnung der Welle (22) durch das Mittelteil (8) und den zweiten Gehäusedeckel (9) verläuft und dass zwischen dem Mittelteil (8) und dem zweiten Gehäusedeckel (9) der Speicherraum zur Aufnahme des komprimierbaren Materials (38) gebildet ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Zwischenkammer (62) fluidisch verbundener Kolbenspeicher vorgesehen ist und dass ein Kolben (52) des Kolbenspeichers durch das elastische Spannmittel – insbesondere eine Feder (53) – mit einer Kraft beaufschlagbar ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (52) spannmittelseitig zusätzlich durch einen im Innenraum (11) des Gehäuses herrschenden Druck beaufschlagbar ist.
Dosierpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolbenendlagensensor (60) vorhanden ist, mit dem eine Endlage des Kolbens (52) erfassbar ist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (44) vorhanden ist, mit dem der Druck in der Zwischenkammer (12) erfassbar ist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkammer (12) mit einer Einfüllöffnung (45) versehen ist, in der sich ein in Richtung der Zwischenkammer (12) öffnendes Rückschlagventil befindet.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, welches den Druck des Schmiermittels in der Zwischenkammer (12) begrenzt.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendichtungen jeweils genau einen Wellendichtring (31, 33) mit einer in Richtung der Zwischenkammer (12) zeigenden Dichtlippe aufweisen.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendichtungen jeweils einen Gleitringdichtsatz umfassen, der einen an der Welle (22) anliegenden Gleitring (86) und einen zwischen dem Gleitring (86) und einer Innenmantelfläche der Durchgangsöffnung angeordneten Anpressring (88, 89) aufweist.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosiermechanismus eine Zahnradpumpe (20, 21) umfasst.
Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zwischenkammer (12) ein zähflüssiges Öl als Schmiermittel vorhanden ist.
Dosierpumpenmodul zur Montage an einem Dosierpumpenmodulträger, mit einer Dosierpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, mit einem am Gehäuse (7, 8, 9) der Dosierpumpe befestigten Schrittmotor (5), mit dem die Welle (22) antreibbar ist, und mit einer am Schrittmotor (5) angebrachten Ansteuerelektronik (6) für den Schrittmotor (5).