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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dosieraggregat zum automatisierten Dosieren von flüssigen Medien.
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Das Dosieren von flüssigen Medien, beispielsweise Klebstoffen, Beschichtungen oder dergleichen, geschieht üblicherweise durch das Zusammenwirken verschiedener Elemente. Üblicherweise wird eine Flüssigkeit, die unterschiedliche Viskosität aufweisen kann, in einem Vorratsbehälter unter Druck gesetzt und mit Hilfe eines Ventils meist in Tropfenform dosiert.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dosieraggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einem automatisierten Einsatz flexibel einsetzbar ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere durch ein Dosieraggregat, umfassend einen Modulträger mit einem insbesondere auswechselbaren Befestigungselement zur Befestigung an einem Roboter, einem Ventilmodul, das an dem Modulträger insbesondere auswechselbar befestigt ist, und einem Medienspeicher, der auswechselbar an dem Modulträger befestigt ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Dosieraggregat ergibt sich ein durchgehend modularer Aufbau, so dass einzelne Module des Systems auf einfache Weise ausgetauscht werden können, beispielsweise wenn sie defekt sind, gewartet werden müssen oder aber wenn für einen anderen Einsatzzweck eine Modifikation des Dosieraggregats erforderlich ist. Durch das an dem Modulträger vorgesehene Befestigungselement kann das Dosieraggregat auf einfache Weise an einem Roboter befestigt werden. Durch das Ausbilden des Ventils als Ventilmodul und durch Vorsehen eines auswechselbaren Medienspeichers lassen sich auf einfache Weise weitere Modifikationen des Dosieraggregats erreichen. Beispielsweise kann ein als Tank ausgebildeter Medienspeicher durch einen Medienspeicher ausgetauscht werden, der als Kartuschenhalterung fungiert. Hierdurch lässt sich das Dosieraggregat sowohl mit einem aus einem Vorrat befüllbaren Tank wie auch mit auswechselbaren Kartuschen betreiben.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen beschrieben.
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Nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform kann zur elektrischen Versorgung ein einziger Steckanschluss vorgesehen sein, über den sowohl eine Versorgungsspannung wie auch ein Datenbus an das Dosieraggregat ankoppelbar ist. Auf diese Weise ist die Anzahl an erforderlichen Verbindungen zwischen Roboterarm und Dosieraggregat minimiert. Gleichzeitig kann über den Datenbusanschluss eine intelligente Ansteuerung des Dosieraggregats bzw. der auf dem Dosieraggregat befindlichen Module und Sensoren erfolgen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann mit dem Modulträger ein auswechselbares Expansionsmodul verbunden sein, das einen Verteiler für elektrische Versorgungs- und Datenleitungen bildet. Durch ein solches Expansionsmodul lässt sich das Dosieraggregat von einfachen Anwendungen mit beispielsweise nur einer elektrischen Komponente auf anspruchsvollere Anwendungen umrüsten, bei denen an dem Modulträger mehrere elektrisch ansteuerbare Komponenten und/oder Sensoren vorgesehen sind.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn der Medienspeicher als beheizbare Kartuschenhalterung ausgebildet ist, da in diesem Fall trotz Verwendung von Kartuschen die Viskosität des Mediums durch die am Medienspeicher vorgesehene Heizung beeinflussbar ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann an dem Medienspeicher eine Aufnahme für einen auswechselbaren Füllstandssensor vorgesehen sein. Hierdurch lässt sich das Dosieraggregat mit einem Füllstandssensor aus- bzw. nachrüsten, wenn dies gewünscht ist. Hierdurch stellt der Füllstandssensor wiederum ein austauschbares Modul des Dosieraggregats dar, das bei Bedarf vorgesehen werden kann ohne dass – abgesehen von der Montage – weitere Maßnahmen erforderlich sind.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann auf dem Modulträger ein Steuerventil für Druckluftzufuhr vorgesehen sein. Hierdurch lässt sich die zu dosierende Flüssigkeit unter Druck setzen, um die Dosiergenauigkeit zu erhöhen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann an dem Medienspeicher ein Verschluss vorgesehen sein, durch den eine Druckluftzuführung hindurchgeführt ist. Auf diese Weise lässt sich Druckluft innerhalb des Dosieraggregats in das Innere des Medienspeichers oder in das Innere einer in dem Medienspeicher angeordneten Kartusche führen, so dass auch bei Austausch der Kartusche oder nach einem Neubefüllen des Medienspeichers eine Beaufschlagung der Flüssigkeit mit Druckluft möglich ist.
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Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn in den Verschluss eine Trockenpackung integriert ist, da Druckluft häufig feucht ist und manche Medien mit Feuchtigkeit reagieren. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Druckluft aus der Druckluftführung innerhalb des Verschlusses durch die Trockenpackung geführt sein, so dass die Luft vor dem Beaufschlagen der Flüssigkeit entfeuchtet wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform kann an dem Medienspeicher ein Verschluss vorgesehen sein, mit dem eine in den Medienspeicher eingesetzte Kartusche nur in einer – bezogen auf die Umfangsrichtung – definierten Orientierung arretierbar ist. Dies ist bei Verwendung von Kartuschen vorteilhaft, die an der Oberseite mit zwei Flügeln für einen Bajonettverschluss versehen sind. Es kann nämlich in diesem Fall sichergestellt werden, dass die beiden Flügel der Kartusche stets eine definierte Orientierung besitzen, in welcher die Flügel eine Druckluftzuführung ermöglichen.
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In gleicher Weise kann es vorteilhaft sein, wenn an dem Medienspeicher ein mit einem Gewinde für einen Kartuschenauslass versehenes Anschlussstück so montiert ist, dass es in verschiedenen Positionen bezüglich seiner Orientierung in Umfangsrichtung fixierbar ist. Handelsübliche Kartuschen sind nämlich an ihrem Kartuschenauslass häufig mit einem genormten Gewinde versehen, in das ein Anschlussstück eingeschraubt werden kann. Wenn ein solches Anschlussstück allerdings in einer beliebigen Position starr an dem Dosieraggregat bzw. an dem Medienspeicher montiert wäre, so könnte nach Einschrauben der Kartusche in das Anschlussstück nicht sichergestellt werden, dass die vorstehend beschriebene gewünschte Orientierung der Kartusche in Umfangsrichtung vorhanden ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es jedoch möglich, die Kartusche zunächst mit dem Anschlussstück zu verschrauben, anschließend die Kartusche so auszurichten, dass die gewünschte Orientierung in Umfangsrichtung erreicht ist und erst dann das Anschlussstück in der jetzt erzielten Orientierung (bezogen auf die Umfangsrichtung) zu fixieren. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem anschließenden Austausch der Kartusche keine weiteren Justierungen erforderlich sind, da das Gewinde der nachfolgenden Kartusche (zumindest innerhalb ein und derselben Charge) die gleiche Geometrie aufweist wie das Gewinde der ausgetauschten Kartusche.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann an dem Medienspeicher ein mit Druckluft betreibbarer Druckluftübersetzer angebracht sein, der einen in den Medienspeicher einfahrbaren Kolben aufweist. Mit einem solchen Druckübersetzer lässt sich der Druck der zugeführten Luft um beispielsweise den Faktor 3 oder mehr erhöhen, was für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein kann. Gleichzeitig ist es bei dieser Ausführungsform nicht erforderlich, dass zusätzliche Druckaggregate bereitgestellt werden müssen oder dass ein geänderter Modulträger verwendet werden muss.
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Es kann vorteilhaft sein, wenn zwischen dem Medienspeicher und dem Ventilmodul eine Medienzuführung auswechselbar angeordnet ist. In einer solchen Medienzuführung kann beispielsweise eine Heizung oder aber ein Mischelement eingebaut werden, so dass die Flexibilität des Dosieraggregats weiter erhöht ist. So kann das Dosieraggregat für verschiedene Flüssigkeiten einfach durch Austausch bzw. Einsatz einer anderen Medienzuführung an die Erfordernisse angepasst werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Befestigungselement eine auswechselbare Adapterplatte sein, mit deren Hilfe das Dosieraggregat an verschiedenen Roboterarmen befestigt werden kann, ohne dass eine Veränderung des Modulträgers erforderlich ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ist durch ein Dosieraggregat gegeben, bei dem das Ventilmodul einen Datenbusanschluss und einen Datenbusprozessor aufweist. Hierdurch kann das Ventilmodul als intelligentes Steuerelement für das Dosieraggregat dienen, um eventuelle weitere Komponenten über den Datenbus und mit Hilfe des Datenbusprozessors anzusteuern.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in dem Medienspeicher ein Schwimmerkörper angeordnet sein, der mit einem Füllstandssensor zusammenwirkt, wobei der Medienspeicher durch den Schwimmerkörper hindurch befüllbar ist. Auf diese Weise kann der Medienspeicher zu jedem Zeitpunkt von seiner Oberseite her mit Medium bzw. Flüssigkeit befüllt bzw. nachbefüllt werden, ohne dass der Betrieb unterbrochen werden muss. Wenn sich beispielsweise der Medienspeicher weitgehend entleert hat und der Schwimmerkörper einen unteren Endpunkt erreicht hat, kann über den Füllstandssensor mit Hilfe des Datenbusses signalisiert werden, dass Medium nachgefüllt werden muss, so dass anschließend durch den Schwimmerkörper hindurch Medium in den Medienspeicher einfüllbar ist, woraufhin der Schwimmerkörper durch Auftrieb wieder nach oben bewegt wird, bis er eine obere Endposition erreicht hat, in welcher die Medienzufuhr abgeschaltet wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in den Medienspeicher ein Druckspeicher und insbesondere auch eine Heizeinrichtung integriert sein. Bei dieser Ausführungsform lassen sich Druckschwankungen, die von einer Druckluftquelle herrühren, eliminieren.
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Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Ventilmodul in den Modulträger integriert sein, so dass sich eine besonders kompakte Ausführungsform ergibt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform kann der Medienspeicher in horizontaler Lage angeordnet sein, wobei eine Rotationseinrichtung vorgesehen sein kann, um den Medienspeicher um seine horizontale Achse zu drehen. Diese Ausführungsform besitzt einerseits den Vorteil, dass es während längerer Dosierperioden nicht zu einer Sedimentation des Füllmaterials kommen kann, was die Homogenität des Mediums zeitabhängig beeinflussen und das Dosierergebnis beeinträchtigen würde. Andererseits kann durch die Rotation des Medienspeichers eine kontinuierliche Durchmischung des Mediums erfolgen, was dessen Homogenität erhöht.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn in dem vorstehend erwähnten Verschluss die Druckluft aus der Druckluftführung durch die Trockenpackung geführt wird, da hierdurch eine Entfeuchtung der zugeführten Druckluft erfolgt.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand verschiedener Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Dosieraggregats;
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2 das Dosieraggregat von 1 in zusammengebautem Zustand;
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3 einen Längsschnitt durch einen Verschluss des Dosieraggregats von 1 und 2;
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4 eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Dosieraggregats;
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5 eine Explosionsansicht einer dritten Ausführungsform eines Dosieraggregats;
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6 einen Längsschnitt durch den Medienspeicher des Dosieraggregats von 5;
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7 eine Explosionsdarstellung einer vierten Ausführungsform eines Dosieraggregats;
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8 einen Längsschnitt durch den Medienspeicher des Dosieraggregats von 7;
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9 eine Explosionsdarstellung einer fünften Ausführungsform eines Dosieraggregats;
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10 einen Längsschnitt durch den Druckübersetzer des Dosieraggregats von 9;
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11 eine Explosionsdarstellung einer sechsten Ausführungsform eines Dosieraggregats;
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12 einen Systemplan eines Dosieraggregats;
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13 eine Explosionsdarstellung einer siebten Ausführungsform eines Dosieraggregats;
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14 einen Schnitt durch das Dosieraggregat von 13 in zusammengebautem Zustand; und
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15 eine Schemadarstellung der hydraulischen Ansteuerung des Dosieraggregats von 14.
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Das in den 1 und 2 dargestellte Dosieraggregat zum automatisierten Dosieren von flüssigen Medien ist vollständig modular aufgebaut und umfasst einen Modulträger 10, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem auswechselbaren Befestigungselement zur Befestigung an einem Roboter versehen ist, wobei das Befestigungselement bei der dargestellten Ausführungsform eine wechselbare Adapterplatte 12 ist, die mit Montagebohrungen zur Befestigung an dem Roboterarm versehen ist.
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Weiterhin umfasst das Dosieraggregat ein Ventilmodul 14 sowie einen Medienspeicher 16, die auswechselbar an dem Modulträger 10 befestigt sind.
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Zur elektrischen Versorgung des Dosieraggregats ist an dem Ventilmodul 14 ein einziger Steckanschluss 18 vorgesehen, in den ein Stecker 20 einsteckbar ist, um über ein einziges Kabel 22 sowohl eine Versorgungsspannung wie auch einen Datenbus anzukoppeln.
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Um an dem Dosieraggregat weitere Module und/oder Sensoren bzw. Komponenten elektrisch anzukoppeln, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Modulträger 10 ein auswechselbares Expansionsmodul 24 verbunden, das einen Verteiler für elektrische Versorgungs- und Datenleitungen bildet. Das Expansionsmodul 24 ist quaderförmig ausgebildet und an seiner Unterseite mit einem Stecker 25 versehen, der in einen zweiten Steckanschluss 19 des Ventilmoduls 14 eingesteckt werden kann, so dass das Ventilmodul 14 an der Unterseite des Modulträgers 10 und das Expansionsmodul 24 an der Oberseite des Ventilmoduls angeordnet sind.
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Weiterhin ist an der Oberseite des Modulträgers 10 ein sich parallel zu der Adapterplatte 12 erstreckender Zwischenträger 26 vorgesehen, der im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist und der zur Befestigung weiterer Komponenten sowie zur Luftverteilung dient. Hierzu ist der Zwischenträger 26 an seiner oberen Außenseite mit einem Druckluftanschluss 28 versehen, über den das Dosieraggregat mit Hilfe einer Druckluftleitung 30 mit Druckluft versorgt werden kann. Die zugeführte Druckluft wird von dem Druckluftanschluss 28 durch den Zwischenträger 26 in ein Druckluftventil 32 geführt, das ebenfalls quaderförmig ausgebildet und mit einem elektrischen Steckanschluss auf die Oberseite des Expansionsmoduls 24 gesteckt ist. Mit Hilfe einer Schraube 33 kann das Druckluftventil 32 an dem Zwischenträger 26 festgeschraubt werden, so dass hierdurch gleichzeitig das Expansionsmodul 24 an dem Modulträger 10 befestigt ist. Gleichzeitig kann hierdurch das Druckluftventil 32 elektrisch betätigt werden, wobei die Ansteuerung über Datenleitungen erfolgt, die mit dem Datenbus in Verbindung stehen, der von dem Stecker 20, über das Ventilmodul 14 und über das Expansionsmodul 24 geführt ist.
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Um die durch die Druckluftleitung 30 zugeführte Druckluft dosiert dem Medium in dem Medienspeicher 16 zuzuführen, wird diese von einem Auslass des Ventils 32 wieder in einen Luftkanal des Zwischenträgers 26 geführt, der an der oberen Stirnseite des Zwischenträgers 26 endet. Im fertig montierten Zustand (2) wird dieser Luftauslass von einem Verschluss 36 derart überdeckt, dass ein in dem Verschluss vorgesehener Luftführungskanal mit dem Luftauslass an der oberen Stirnseite des Zwischenträgers 26 fluchtet, so dass Luft durch den Verschluss 36 hindurch in das Innere des Medienspeichers 16 geführt werden kann.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Medienspeicher 16 als Kartuschenhalterung ausgebildet, d.h. eine an ihrer Oberseite mit zwei Flügeln 42 und 44 versehene Kartusche 40 ist in dem Medienspeicher 16 eingesetzt (vgl. auch 3) und mit dem Medienspeicher 16 mit Hilfe des Verschlusses 36, der als Bajonettverschluss ausgebildet ist, gekoppelt. Um eine stets gleichbleibende Orientierung der Kartusche 40 in Umfangsrichtung zu gewährleisten, sind an der Oberseite des Medienspeichers 16 zwei zu den Flügeln 42 und 44 der Kartusche 40 korrespondierende Flansche 46 und 48 vorgesehen, mit denen die Flügel 42 und 44 bei geeigneter Ausrichtung der Kartusche 40 fluchten können. Im verriegelten Zustand des Verschlusses 36 werden die Flügel 42 und 44 von selbst in diese fluchtende Orientierung gedrückt, so dass eine definierte Position der Kartusche bezogen auf ihre Umfangsrichtung festgelegt ist.
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Wie 1 verdeutlicht, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Medienspeicher 16 mit einer Heizeinrichtung 50 versehen, die über ein Kabel und einen Steckverbinder 52 an das Expansionsmodul 24 angeschlossen ist.
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Um einen besonders kompakten Aufbau zu erreichen, ist der Medienspeicher 16 in seinem unteren Drittel mit einer Aufnahme 56 für einen auswechselbaren Füllstandssensor 58 versehen, der mit Ultraschall arbeitet und über ein Kabel und einen Steckverbinder wiederum mit dem Expansionsmodul 24 verbunden ist. Der Füllstandssensor 58 ist in Draufsicht im Wesentlichen C-förmig ausgebildet und kann in eine korrespondierende Aufnahme des Modulträgers 16 eingeschoben werden, so dass der Ultraschall unmittelbar von außen an die Wand der Kartusche 40 angelegt werden kann. Für eine besonders platzsparende Anordnung ist der Zwischenträger 26 mit zwei Ausnehmungen 27 versehen, so dass der Füllstandssensor 58 vollständig in das Dosieraggregat integriert und gleichzeitig in diesem gehalten ist.
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Das Ventilmodul 14 ist an seiner vorderen Unterseite mit einem Ventileinsatz 60 versehen, der je nach Vorgabe des Dosierprozesses ausgewählt wird und durch den das zu dosierende Medium ausgegeben wird. Zum Zuführen des Mediums aus dem Medienspeicher 16 dient eine Medienzuführung 62, die in eine Heizeinrichtung 64 eingesteckt ist, welche wiederum über ein Kabel und einen Stecker mit dem Expansionsmodul 24 in Verbindung steht.
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Auf der Rückseite des in 2 dargestellten Dosieraggregats ist eine Abdeckung 66 vorgesehen, die als Hitzeschutzabdeckung mit Kühlkörpern versehen sein kann. Schließlich bezeichnet das Bezugszeichen 68 ein mit einer innenliegenden Isolierung versehenes Außengehäuse, das im Querschnitt U-förmig ist und das über den Medienspeicher 16 gesteckt und mit dem Zwischenträger 26 verbunden ist.
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3 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch die Kartuschenhalterung 16 mit eingesetzter Kartusche 40, wobei erkennbar ist, dass der Verschluss 36 mit einem über einen O-Ring abgedichteten und in den Verschluss 36 eingeschraubten Deckel 37 versehen ist. Unterhalb des Deckels 37 ist in den Verschluss 36 ein Einsatz 39 eingeschraubt, wobei zwischen dem Deckel 37 und dem Einsatz 39 ein Zwischenraum 38 gebildet ist, in dem eine Trockenpackung 70 angeordnet ist.
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Weiterhin ist aus 3 erkennbar, dass in den Verschluss 36 ein Druckluftkanal 72 integriert ist, über den Druckluft von dem Zwischenträger 26 in den Zwischenraum 38, von dort durch die Trockenpackung 70 und von dort in das Innere der Kartusche 40 geleitet werden kann. Bei ordnungsgemäß verriegeltem Bajonettverschluss fluchtet der Druckluftkanal 72 des Verschlusses 36 mit dem in dem Zwischenträger 26 vorgesehenen Luftkanal 29, wobei zur abgedichteten Anbindung ein federbelasteter und über O-Ringe abgedichteter Kolben 74 in den Verschluss 36 integriert ist. Die Verbindung der Luftkanäle 29 und 72 erfolgt also über den Zwischenträger 26 alleine durch Verriegelung des Bajonettverschlusses 36.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Dosieraggregats, wobei gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Ausführungsform ist eine in einem Medienspeicher 116 vorgesehene Kartusche 140 nicht mit Flügeln versehen und ein Verschluss 136, der an seiner Unterseite ebenfalls mit Bajonettverriegelungen versehen ist, ist haubenartig ausgebildet und kann auf den Medienspeicher 116 aufgesetzt und anschließend durch Verdrehen verriegelt werden. Auch in diesem Fall erfolgt die Zuführung von Druckluft über in dem Verschluss 136 vorgesehene Luftkanäle, die von der Unterseite des Verschlusses bis zu dessen Oberseite geführt sind, so dass Druckluft in das Innere der Kartusche 140 geführt werden kann.
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5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Dosieraggregats, das eine Abwandlung eines Medienspeichers verwendet. Der bei dem in 5 dargestellten Dosieraggregat verwendete Medienspeicher 216 besitzt kein geschlossenes Gehäuse, dient jedoch in gleicher Weise wie die Ausführungsform der 1 bis 3 zur Aufnahme einer handelsüblichen Kartusche 40, die mit Flügeln 42 und 44 versehen ist. Bei dieser Kartusche – wie auch bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen – ist der Kartuschenauslass 41 mit einem genormten Innengewinde (Luer-Lock) versehen, so dass ein mit einem komplementären Gewinde versehenes Anschlussstück 43 mit dem Gewinde des Kartuschenauslasses 41 verschraubt werden kann. Hierzu wird die Kartusche zunächst in die Kartuschenhalterung 216 von oben eingesetzt und anschließend wird das Anschlussstück 43 von der Unterseite der Kartuschenhalterung 216 in den Kartuschenauslass 41 vollständig eingeschraubt, so dass ein Ringsteg 45 des Anschlussstücks 43 bündig an einem Ringflansch 217 des Medienspeichers 216 anliegt. Anschließend kann die Kartusche 40 in Umfangsrichtung so verdreht werden, dass deren Flügel 42 und 44 bündig mit den korrespondierenden Flanschen 242 und 244 des Medienspeichers 216 zu liegen kommen. Anschließend kann das Anschlussstück 43 mit dem Ringflansch 217 verschraubt werden, wobei in dem Ringsteg 45 gekrümmte Langlöcher vorgesehen sind, um eine Fixierung in verschiedenen Positionen bezüglich der Orientierung in Umfangsrichtung zu ermöglichen.
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Wenn auf diese Weise das Anschlussstück 43 an dem Medienspeicher 216 fixiert ist, kann die Kartusche 40 nach Entleerung (und nach Lösen des Verschlusses 36) aus dem Anschlussstück 43 ausgeschraubt und durch eine neue Kartusche ersetzt werden. Da diese neue Kartusche die gleiche Gewindeform besitzt, kann diese anschließend in den Medienspeicher 216 eingesetzt und in dem Anschlussstück 43 verschraubt werden, woraufhin nach vollständigem Einschrauben die Flügel 42, 44 der Kartusche 40 wieder bündig mit den entsprechenden Flanschen 242 und 244 des Medienspeichers 216 zu liegen kommen.
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Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform dient zur Füllstandsmessung ein mit einem Magneten 281 versehener Innenkolben 280 (vgl. 6), der mit einem an dem Medienspeicher 216 vorgesehenen Sensor 282 zusammenwirkt, welcher wiederum mit dem Expansionsmodul 24 elektrisch verbunden ist. Der Sensor 282 ist bei der dargestellten Ausführungsform aus einer Serie von nebeneinander angeordneten Hall-Elementen gebildet, die über den Datenbus signalisieren, wenn der Kolben 280 in der Kartusche 40 seinen unteren Endstand erreicht hat.
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6 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht durch die in dem Medienspeicher 216 angeordnete Kartusche 40, wobei der Kolben 280 mit dem darin angeordneten Magneten 281 im Schnitt gut erkennbar ist. Ebenfalls gut erkennbar ist das in dem Kartuschenauslass 41 eingeschraubte Anschlussstück 43, das (nach korrekter Orientierung der Kartusche 40 in Umfangsrichtung) mit seinem Ringsteg 45 an dem Ringflansch 217 der Kartuschenhalterung 216 fixiert ist.
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7 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Dosieraggregats, bei dem eine weitere Abwandlung eines Medienspeichers 316 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Medienspeicher 316 als quaderförmiger Tank ausgebildet, der an seiner Unterseite mit einem Ringflansch 317 versehen ist, der wiederum in eine Öffnung des Modulträgers 10 eingesteckt ist.
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Der in seinem Inneren zylindrisch ausgebildete Medienspeicher 316 ist mit einem Schwimmerkörper 319 versehen, der über einen integrierten Magneten 318 mit einem Füllstandssensor 382 zusammenwirkt, der in gleicher Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgebildet ist.
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Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Befüllen des Medienspeichers 316 über einen an der Oberseite vorgesehenen Füllanschluss 334, der in einem Deckel 336 des Medienspeichers 316 verschraubt ist. In den Füllanschluss 334 ist von unten ein Füllrohr 338 eingesteckt und fixiert, das sich etwa bis in die Mitte des Medienspeichers 316 erstreckt und das mit seinem vorderen Ende in einen zentrischen Kanal 340 des Schwimmerkörpers 319 eintaucht, wenn sich dieser in seiner in 8 dargestellten untersten Position befindet. Der Kanal 340 erstreckt sich von der Oberseite des Schwimmerkörpers 319 bis zu dessen Unterseite, an der er sich erweitert, so dass Medium bzw. Flüssigkeit über einen Medienschlauch 333 durch das Füllrohr 338 und durch den Kanal 340 bis zur Unterseite des Tanks eingefüllt werden kann. Geschieht dies, so wird der Schwimmerkörper 319 durch Auftrieb angehoben, bis er seine obere Position erreicht hat, in der das Füllrohr 338 im Wesentlichen im Schwimmerkörper 319 aufgenommen ist.
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Das Bezugszeichen 366 in 7 bezeichnet eine Abdeckung ohne Kühlrippen. Bei der in 9 dargestellten fünften Ausführungsform eines Dosieraggregats ist ein Medienspeicher 416 verwendet, der im Wesentlichen ähnlich aufgebaut ist wie der Medienspeicher 16 der ersten Ausführungsform. Der für die Fixierung der Kartusche 40 an dem Medienspeicher 416 vorgesehene Verschluss 436 weist jedoch einen integrierten Druckübersetzer auf, der mit einem in den Medienspeicher 416 einfahrbaren Druckstößel 438 versehen ist.
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Wie 10 verdeutlicht, ist in dem Verschluss 436 ein zylindrischer Hohlraum vorgesehen, in dem ein über einen O-Ring abgedichteter Kolben 440 bewegbar ist. Der Kolben 440 verschiebt den Druckstößel 438, der wiederum auf einen in dem Medienspeicher 416 angeordneten Kolben wirkt. Aufgrund der unterschiedlichen Querschnittsflächen des Kolbens 440 und des wirksamen Querschnitts des Druckstößels 438 erfolgt eine Druckübersetzung, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel den aufgebrachten Druck um etwa den Faktor 3 vergrößert.
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Die Luftführung durch den Zwischenträger 26 (9) erfolgt auf gleiche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Druckluft von dem Auslass an dem Zwischenträger 26 bis zur Oberseite des Verschlusses 436 über eine Leitung 442 geführt wird, die an der Außenseite des Verschlusses 436 geführt ist.
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11 zeigt eine sechste Ausführungsform eines Dosieraggregats, wobei nur einige der Komponenten dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform weist ein Medienspeicher 516 einen integrierten Druckspeicher sowie eine integrierte Heizeinrichtung auf. Im Übrigen sind die restlichen Komponenten des Dosieraggregats so wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet.
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12 verdeutlicht die elektronischen Zusammenhänge der einzelnen Komponenten, wobei der Einfachheit halber lediglich die Bezugszeichen der ersten Ausführungsform angegeben sind. Das Dosieraggregat wird von einer Steuereinheit S mit einem Kontrollbildschirm angesteuert, wobei mehrere Steuereinheiten angekoppelt oder extern angeschlossen werden können. Das elektrische Kabel 22 zum Anschluss des Ventilmoduls 14 enthält sowohl die Spannungsversorgung U für das Ventilmodul wie auch Datenleitungen D zur Ansteuerung eines in dem Ventilmodul 14 vorgesehenen Datenbusprozessors. Das Expansionsmodul 14 kann entweder über das Ventilmodul 14 mit Spannung versorgt werden oder es können zusätzlich in dem Kabel 22 Stromversorgungsleitungen Z vorgesehen sein, wenn Komponenten angeschlossen werden, die den Leistungsverbrauch einer Leitung übersteigen. Auf diese Weise kann das Expansionsmodul 24 auch direkt mit Spannung versorgt werden.
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Weitere Komponenten, die an das Expansionsmodul 24 angeschlossen sein können, sind eine Heizeinrichtung H im Bereich des Medienspeichers 16, der Füllstandssensor 58 am Medienspeicher 16, die Heizeinrichtung 64 und/oder das Regelventil 32 für die Druckluftzufuhr über die Druckluftleitung 30.
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Die 13 und 14 zeigen eine siebte Ausführungsform eines Dosieraggregats, wobei bei dieser Ausführungsform das Ventilmodul 614 in den Modulträger 610 integriert ist. An der Unterseite des Modulträgers 610 kann eine Heizeinrichtung 664 vorgesehen sein, um auch das Dosieren von hochviskosen Medien zu ermöglichen. Bei dieser Ausführungsform ist das Ventil 614 als Schieberventil ausgebildet, bei dem eine kreisförmige Öffnung über einen kreisförmigen Ventilsitz geschoben wird, wodurch das Ventil geöffnet und geschlossen wird.
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Der Medienspeicher 616 ist bei dieser Ausführungsform zylindrisch ausgebildet und nimmt eine Kartusche 640 in seinem Inneren auf, wobei wiederum ein Bajonettverschluss 636 vorgesehen ist, um die Kartusche an dem Medienspeicher 660 zu fixieren. Der Medienspeicher 616 und damit auch die Kartusche 640 sind bei dieser Ausführungsform in horizontaler Lage und um die horizontale Achse drehbar angeordnet, um den Effekt der Sedimentation der Füllstoffe weitestgehend zu minimieren.
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Die Kartusche 640 wird wiederum über einen Luer-Lock-Anschluss in einem Anschlussstück 643 befestigt. Im Inneren der Kartusche 640 ist ein Kolben 680 eingebracht, der wiederum einen Magneten 681 enthält, der mit einem Füllstandssensor 682 zusammenwirkt. Außerdem wird der Kolben 680 mit einem System aus Federn im Verschluss 636 gegen das in der Kartusche befindliche Medium gedrückt, um eine saubere Trennung zwischen Medium und Gas/Luft zu gewährleisten. Der Verschluss 636 ist wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet.
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Der Antrieb des Medienspeichers 616 erfolgt durch einen Motor 650, der den Medienspeicher 616 über einen Riemen 652 antreibt. Die Drehzahl des Motors kann beliebig einstellbar sein und zur Führung des drehbaren Medienspeichers kann Vierpunktlager 654 zum Einsatz kommen. Die Medienführung erfolgt dabei über eine Drehdurchführung 656 zu dem Ventil 614. Zur Druckerhöhung kann ein Druckverstärker 670 zum Einsatz kommen, bei dem ein Kolben 672 die Druckluftzufuhr im Verhältnis von beispielsweise 8:1 verstärkt. Vorteilhaft ist hier, dass der hohe Druck auch von außen auf die Drehdurchführung wirkt, so dass diese nur durch den Vorspanndruck der Federn belastet wird. Zu diesem Zweck wird der von dem Druckverstärker 670 erzeugte Druck über eine Druckleitung 671 bis in den Bereich einer Drehdichtung 673 geführt. Gleichzeitig wird der gleiche Druck über nicht dargestellte Leitungen, die in dem Verschluss 636 vorgesehen sind, auf die Rückseite (in 14 die rechte Seite) des Kolbens 680 geführt. Dabei kann der Druck mit Hilfe einer Steuereinrichtung so gesteuert werden, dass der Druck innerhalb der Kartusche links des Kolben 680 stets etwas höher ist als auf der rechten Seite des Kolbens.
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15 zeigt eine Schemadarstellung der Ansteuerung des Druckverstärkers 670. Über eine schematisch dargestellte Steuerung 684, die an das Bussystem angeschlossen ist, wird ein Steuerventil X1 so betätigt, dass der Kolben 672 mit Druckluft beaufschlagt wird. Bei zurückgezogenem Kolben 672 wird jedoch zuvor der Kolbenraum mit kleinerem Querschnitt über ein Ventil X3 mit Druckluft beladen, so dass im Ergebnis im Bereich der Kartusche 640 auf der Rückseite des Kolbens 680 ein Druck in der Größenordnung von 40 bar aufgebracht werden kann.
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Mit Hilfe eines weiteren Steuerventils X2 kann ein entsperrbares Rückschlagventil 686 angesteuert werden, um die Kartusche 640 zu entlüften.
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Es versteht sich, dass die einzelnen Module bzw. Komponenten der beschriebenen Dosieraggregate beliebig miteinander kombiniert werden können, d.h. auch nicht explizit beschriebene Kombinationen sind von der Erfindung erfasst.
