DE102015213268A1

DE102015213268A1 - Dosing arrangement and metering device

Info

Publication number: DE102015213268A1
Application number: DE102015213268.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bühler; Stefan Borja Bammesberger; Ebru Uz
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dosieranordnung zur Dosierung von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, mit einem Dosiergehäuse (8), das einen Fluideinlass (5) zur Verbindung mit einer Fluidquelle und einen Fluidauslass (6) zur Fluidabgabe umfasst und das von einem zwischen dem Fluideinlass (5) und dem Fluidauslass (6) erstreckten Fluidkanal (30) durchsetzt ist, mit einem im Fluidkanal (30) zwischen einer dem Fluideinlass (5) näherliegenden Freigabestellung und einer dem Fluidauslass (6) näherliegenden Schließstellung beweglich aufgenommenen Ventilkörper (4), der eine erste Magneteinrichtung aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Fluidauslass (6) als zweite, rohrförmige Magneteinrichtung ausgebildet ist, die in magnetischer Wechselwirkung mit der ersten Magneteinrichtung die Schließstellung als Vorzugsstellung für den Ventilkörper (4) bestimmt.The invention relates to a metering arrangement for metering fluids, in particular liquids, with a metering housing (8) which comprises a fluid inlet (5) for connection to a fluid source and a fluid outlet (6) for fluid delivery and which is connected between a fluid inlet (5) ) and the fluid outlet (6) extending through the fluid channel (30), with a in the fluid channel (30) between a fluid inlet (5) closer to the release position and the fluid outlet (6) closer to the closing position movably received valve body (4), the first Magnetic device comprises. According to the invention, it is provided that the fluid outlet (6) is designed as a second, tubular magnet device which, in magnetic interaction with the first magnet device, determines the closed position as a preferred position for the valve body (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosieranordnung zur Dosierung von Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, mit einem Dosiergehäuse, das einen Fluideinlass zur Verbindung mit einer Fluidquelle und einen Fluidauslass zur Fluidabgabe umfasst und das von einem zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass erstreckten Fluidkanal durchsetzt ist, mit einem im Fluidkanal zwischen einer dem Fluideinlass näherliegenden Freigabestellung und einer dem Fluidauslass näherliegenden Schließstellung beweglich aufgenommenen Ventilkörper, der eine erste Magneteinrichtung aufweist.The invention relates to a metering arrangement for metering fluids, in particular liquids, with a metering housing, which comprises a fluid inlet for connection to a fluid source and a fluid outlet for fluid delivery and which is penetrated by a fluid channel extending between the fluid inlet and the fluid outlet, with a Fluid channel between a closer to the fluid inlet release position and a closer to the fluid outlet closing position movably received valve body having a first magnetic device.

Aus der WO 2013/167578 A1 ist ein Ventil zur Abgabe einer Flüssigkeit mit einem Trockenabschnitt und einen Nassabschnitt bekannt, wobei nur der Nassabschnitt in Kontakt mit der Flüssigkeit steht und eine Fluideinlassöffnung, eine Kapillardüse, einen Fluidaustritt und einen Hohlraum aufweist, wobei die Kapillardüse mit einem Ende in den Hohlraum ragt und wobei im Hohlraum ein Kolben aufgenommen ist, der zwischen einer Öffnungsposition, die ein Einströmen von Fluid durch die Fluideinlassöffnung in den Hohlraum und einen Abfluss von Flüssigkeit durch die Kapillardüse ermöglicht und einer Schließstellung, in der eine Dichtfläche des Kolbens abdichtend am Ende der Kapillardüse anliegt, bewegbar aufgenommen ist. Im Trockenabschnitt ist hierfür eine Schließeinrichtung zur Ausübung einer magnetischen Kraft auf den Kolben und zum Anziehen des Kolbens in die Schließstellung angeordnet.From the WO 2013/167578 A1 a valve for dispensing a liquid having a dry section and a wet section is known, wherein only the wet section is in contact with the liquid and having a fluid inlet opening, a capillary nozzle, a fluid outlet and a cavity, wherein the capillary nozzle protrudes with one end into the cavity and wherein in the cavity a piston is received, which between an opening position, which allows an inflow of fluid through the fluid inlet opening into the cavity and a drain of liquid through the capillary nozzle and a closed position in which a sealing surface of the piston sealingly abuts the end of the capillary nozzle, is movably received. In the drying section for this purpose, a closing device for exerting a magnetic force on the piston and for attracting the piston is arranged in the closed position.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dosieranordnung und eine Dosiervorrichtung bereitzustellen, die einen einfachen und somit kostengünstigen Aufbau aufweisen.The object of the invention is to provide a metering device and a metering device, which have a simple and thus inexpensive construction.

Diese Aufgabe wird für eine Dosieranordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass der Fluidauslass als zweite, rohrförmige Magneteinrichtung ausgebildet ist, die in magnetischer Wechselwirkung mit der ersten Magneteinrichtung die Schließstellung als Vorzugsstellung für den Ventilkörper bestimmt. Somit dient der Fluidauslass in einer Doppelfunktion zum Einen zur Führung des Fluids, insbesondere der Flüssigkeit, vom Fluidkanal im Dosiergehäuse bis zu einer Austrittsöffnung, die vom Fluidauslass bestimmt wird. Zum Anderen dient der Fluidauslass auch für eine Bereitstellung einer magnetischen Wechselwirkung mit der ersten Magneteinrichtung, um zu gewährleisten, dass der Ventilkörper ohne äußere Einflüsse wie beispielsweise äußere Magnetfelder eine Vorzugsstellung einnimmt, die mit der Schließstellung für die Dosieranordnung übereinstimmt. Durch die Auslegung des Fluidauslasses mit dieser Doppelfunktion lässt sich eine besonders kompakte Auslegung für die Dosieranordnung erzielen, so dass diese einen geringen Bauraum einnimmt. Ferner wird hierdurch ein vorteilhafter magnetischer Wirkungsgrad für die magnetischen Wechselwirkungen zwischen der ersten Magneteinrichtung und der zweiten Magneteinrichtung gewährleistet, da aufgrund der körperlichen Nähe zwischen den beiden Magneteinrichtungen bereits geringe magnetische Wechselwirkungen ausreichend sind, um die Vorzugsstellung für den Ventilkörper zu bewirken. Der Ventilkörper kann aus magnetischer Sicht als Anker, insbesondere als Tauchanker, bezeichnet werden, wenn ein äußeres Magnetfeld zur Bewegung des Ventilkörpers aus der Vorzugsstellung mit Hilfe einer Magnetspule bereitgestellt wird und der Ventilkörper hierbei in der Nähe einer inneren Ausnehmung der Magnetspule angeordnet ist.This object is achieved for a metering arrangement of the type mentioned with the features of claim 1. It is provided that the fluid outlet is formed as a second, tubular magnetic device which determines the closed position as a preferred position for the valve body in magnetic interaction with the first magnetic device. Thus, the fluid outlet serves in a dual function on the one hand for guiding the fluid, in particular the liquid, from the fluid channel in the metering housing to an outlet opening, which is determined by the fluid outlet. On the other hand, the fluid outlet also serves to provide a magnetic interaction with the first magnetic device, to ensure that the valve body assumes a preferred position without external influences such as external magnetic fields, which coincides with the closed position for the metering. By designing the fluid outlet with this dual function, a particularly compact design for the metering arrangement can be achieved, so that it occupies a small space. Furthermore, this ensures an advantageous magnetic efficiency for the magnetic interactions between the first magnetic device and the second magnetic device, since due to the physical proximity between the two magnetic devices even small magnetic interactions are sufficient to cause the preferred position for the valve body. From a magnetic point of view, the valve body can be referred to as an armature, in particular as a plunger armature, when an external magnetic field is provided for moving the valve body from the preferred position by means of a magnet coil and the valve body is arranged in the vicinity of an inner recess of the magnet coil.

Vorteilhaft ist es, wenn der Fluidauslass in der Art eines Kapillarrohrs ausgebildet ist, das an einem dem Ventilkörper abgewandten Endbereich über das Dosiergehäuse hinaus ragt. Die Austrittsöffnung des Fluidauslasses ist vorzugsweise kreisrund ausgebildet, so dass der Fluidauslass eine kreisringförmige Stirnfläche aufweist, die eine Tropfenbildung für Flüssigkeit unterstützt und damit eine Dosierfunktion der Dosieranordnung unterstützt. Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass der rohrförmig ausgebildete Fluidauslass zumindest im Bereich der Austrittsöffnung eine geringe Wandstärke aufweist, so dass die Stirnfläche minimiert werden kann, wodurch eine vorteilhafte Ablösung einzelner Fluidtropfen ermöglicht wird. Exemplarisch ist vorgesehen, dass der Fluidauslass bereichsweise in einem rohrförmigen Stutzen des Dosiergehäuses aufgenommen ist.It is advantageous if the fluid outlet is designed in the manner of a capillary tube which projects beyond the metering housing at an end region facing away from the valve body. The outlet opening of the fluid outlet is preferably of circular design, so that the fluid outlet has an annular end face, which promotes droplet formation for liquid and thus supports a dosing function of the dosing arrangement. Preferably, it is further provided that the tubular fluid outlet has a small wall thickness, at least in the area of the outlet opening, so that the end face can be minimized, whereby an advantageous detachment of individual fluid droplets is made possible. By way of example, it is provided that the fluid outlet is partially received in a tubular nozzle of the metering.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Zweckmäßig ist es, wenn der Ventilkörper aus einem permanentmagnetischen Material gebildet ist. Vorzugsweise ist der Ventilkörper aus einem ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Material hergestellt, das bezüglich eines äußeren Magnetfelds eine großflächige Hysteresekurve aufweist und somit eine einmal aufgebrachte Magnetisierung dauerhaft beibehält. Somit bildet der Ventilkörper die erste Magneteinrichtung. Beispielhaft kann vorgesehen werden, dass der Ventilkörper, der in unmittelbaren Kontakt mit dem zu dosierenden Fluid, insbesondere mit der zu dosierenden Flüssigkeit, steht, mit einer Beschichtung, insbesondere einer Kunststoffbeschichtung, versehen ist, um unerwünschte Wechselwirkungen zwischen dem Material des Ventilkörpers und dem Fluid, insbesondere der Flüssigkeit, zu vermeiden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ventilkörper längs einer Verbindungslinie zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass, insbesondere längs einer Bewegungsachse seiner Bewegung zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung, magnetisiert ist, um eine vorteilhafte magnetische Wechselwirkung mit dem Fluidauslass zu erzielen und ein vorteilhaftes Kraftniveau für eine Schließkraft zwischen den beiden Magneteinrichtungen zu gewährleisten.It is expedient if the valve body is formed from a permanent magnetic material. Preferably, the valve body is made of a ferrimagnetic or ferromagnetic material which has a large hysteresis curve with respect to an external magnetic field and thus permanently retains once applied magnetization. Thus, the valve body forms the first magnetic device. By way of example, it can be provided that the valve body, which is in direct contact with the fluid to be metered, in particular with the liquid to be metered, is provided with a coating, in particular a plastic coating, for undesired interactions between the material of the valve body and the fluid , especially the liquid, to avoid. It is preferably provided that the valve body is magnetized along a connecting line between the fluid inlet and the fluid outlet, in particular along a movement axis of its movement between the closed position and the open position, to an advantageous to achieve magnetic interaction with the fluid outlet and to ensure an advantageous level of force for a closing force between the two magnetic devices.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fluidauslass aus einem permanentmagnetischen Material gebildet ist. Vorzugsweise ist der Fluidauslass aus einem ferrimagnetischen oder ferromagnetischen Material hergestellt, das bezüglich eines äußeren Magnetfelds eine großflächige Hysteresekurve aufweist und somit eine einmal aufgebrachte Magnetisierung dauerhaft beibehält. Somit bildet der Fluidauslass die zweite Magneteinrichtung. Beispielhaft kann vorgesehen werden, dass der Fluidauslass, der in unmittelbaren Kontakt mit dem zu dosierenden Fluid, insbesondere der zu dosierenden Flüssigkeit, steht, mit einer Beschichtung, insbesondere einer Kunststoffbeschichtung, versehen ist, um unerwünschte Wechselwirkungen zwischen dem Material des Fluidauslasses und dem Fluid, insbesondere der Flüssigkeit, zu vermeiden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Fluidauslass längs einer Verbindungslinie zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass, insbesondere längs einer Bewegungsachse der Bewegung des Ventilkörpers zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung, magnetisiert ist, um eine vorteilhafte magnetische Wechselwirkung mit dem Ventilkörper zu erzielen und ein vorteilhaftes Kraftniveau für eine Schließkraft zwischen den beiden Magneteinrichtungen zu gewährleisten. Zudem ist vorgesehen, dass eine Magnetisierung des Ventilkörpers und des Fluidauslasses zumindest im Wesentlichen in gleicher Richtung ausgerichtet sind, so dass die magnetische Wechselwirkung zwischen einander entgegengesetzten Polen der beiden Magneteinrichtungen vorliegt.In a further development of the invention, it is provided that the fluid outlet is formed from a permanent magnetic material. The fluid outlet is preferably produced from a ferrimagnetic or ferromagnetic material which has a large-area hysteresis curve with regard to an external magnetic field and thus permanently retains a once applied magnetization. Thus, the fluid outlet forms the second magnet device. By way of example, it can be provided that the fluid outlet, which is in direct contact with the fluid to be metered, in particular the fluid to be metered, is provided with a coating, in particular a plastic coating, in order to prevent undesired interactions between the fluid outlet material and the fluid, especially the liquid, to avoid. It is preferably provided that the fluid outlet is magnetized along a connecting line between the fluid inlet and the fluid outlet, in particular along a movement axis of the movement of the valve body between the closed position and the open position, in order to achieve a favorable magnetic interaction with the valve body and an advantageous force level for To ensure a closing force between the two magnetic devices. In addition, it is provided that a magnetization of the valve body and the fluid outlet are aligned at least substantially in the same direction, so that the magnetic interaction between opposite poles of the two magnetic devices is present.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fluidauslass als Flussleiter aus einem weichmagnetischen Material gebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Gestaltung des Fluidauslasses, zumal in diesem Fall bei der Herstellung bzw. Montage der Dosieranordnung nicht auf eine Magnetisierungsrichtung des Fluidauslasses geachtet werden muss. Auch die Kosten für die Herstellung des Fluidauslasses sind niedriger als bei einer Ausführung mit permanentmagnetischen Eigenschaften. Eine im Vergleich zur Verwendung eines permanentmagnetischen Materials geringere magnetische Wechselwirkung mit dem Ventilkörper kann zumindest teilweise dadurch ausgeglichen werden, dass der Fluidauslass eine entsprechend angepasste Wandstärkenverteilung aufweist. Hierbei kann vorgesehen werden, dass der Fluidauslass mit einer großen Wandstärke an dem dem Ventilkörper zugewandten Endbereich und mit einer geringen Wandstärke an dem dem Ventilkörper abgewandten Endbereich ausgebildet ist.In an alternative embodiment of the invention, it is provided that the fluid outlet is formed as a flux guide of a soft magnetic material. This allows a particularly simple and cost-effective design of the fluid outlet, especially since, in this case, it is not necessary to pay attention to a magnetization direction of the fluid outlet during the production or assembly of the dosing arrangement. The cost of producing the fluid outlet is also lower than in a design with permanent magnetic properties. A lower magnetic interaction with the valve body compared to the use of a permanent magnetic material can be at least partially compensated by the fact that the fluid outlet has a correspondingly adapted wall thickness distribution. It can be provided that the fluid outlet is formed with a large wall thickness at the end region facing the valve body and with a small wall thickness at the end region facing away from the valve body.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fluidauslass an einem dem Ventilkörper zugewandten Endbereich einen Ventilsitz für eine abdichtende Anlage des Ventilkörpers aufweist. Hierdurch nimmt der Fluidauslass eine weitere Funktion ein, die ansonsten durch eine entsprechende Geometrie im Dosiergehäuse realisiert werden müsste, so dass das Dosiergehäuse, bei dem es sich vorzugsweise um ein Kunststoff-Spritzgussteil handelt, einen einfachen Aufbau aufweisen kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine kreisringförmige, dem Ventilkörper zugewandten Stirnfläche des Fluidauslasses als Ventilsitz genutzt wird.In a further embodiment of the invention, it is provided that the fluid outlet has a valve seat for a sealing contact of the valve body at an end region facing the valve body. As a result, the fluid outlet assumes a further function, which would otherwise have to be realized by a corresponding geometry in the metering housing, so that the metering housing, which is preferably a plastic injection-molded part, may have a simple construction. It is preferably provided that an annular, the valve body facing end face of the fluid outlet is used as a valve seat.

Vorteilhaft ist es, wenn der Ventilkörper an einem dem Fluidauslass zugewandten Endbereich ein gummielastisches Dichtelement aufweist. Mit Hilfe dieses Dichtelements können toleranzbedingte Formabweichungen des Ventilkörpers und des Ventilsitzes ausgeglichen werden, um in der Schließstellung eine vollständige Abdichtung zwischen Ventilkörper und Ventilsitz zu gewährleisten. It is advantageous if the valve body has a rubber-elastic sealing element on an end region facing the fluid outlet. With the help of this sealing element tolerance-related shape deviations of the valve body and the valve seat can be compensated to ensure a complete seal between the valve body and the valve seat in the closed position.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Ventilkörper längs einer Bewegungsachse linearbeweglich im Dosiergehäuse aufgenommen ist und in einer quer zur Bewegungsachse ausgerichteten Querschnittsebene einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Gestaltung der Dosieranordnung sowie die Verwendung von gut herstellbaren Ventilkörpern aus permanentmagnetischen Material. Somit kann die Dosieranordnung insgesamt materialsparend und raumsparend hergestellt und aufgebaut werden, was insbesondere dann von Interesse ist, wenn die Dosieranordnung als austauschbarer Wegwerfartikel in einer Dosiervorrichtung eingesetzt wird.It is preferably provided that the valve body is received in a linearly movable manner along a movement axis in the metering housing and has a circular cross-section in a cross-sectional plane oriented transversely to the movement axis. This allows a particularly compact design of the metering and the use of well-made valve bodies made of permanent magnetic material. Thus, the metering can be made and constructed as a whole material saving and space saving, which is particularly of interest when the metering is used as an interchangeable disposable article in a metering device.

Zweckmäßig ist es, wenn der im Dosiergehäuse ausgebildete Fluidkanal in einer quer zur Bewegungsachse ausgerichteten Querschnittsebene eine vom Querschnitt des Ventilkörpers abweichende Profilierung aufweist, um wenigstens einen längs der Bewegungsachse erstreckten, nutartigen Fluidkanal auszubilden. Mit Hilfe der Profilierung des im Dosiergehäuse ausgebildeten Fluidkanals kann eine vorteilhafte Führung des Fluids, insbesondere der Flüssigkeit, durch das Dosiergehäuse gewährleistet werden, da wenigstens ein nutartiger Fluidkanal vorgesehen wird. Ferner wird durch den wenigstens einen nutartigen Fluidkanal eine Flüssigkeitsreibung zwischen der zu dosierenden Flüssigkeit und dem Ventilkörper reduziert. Hierdurch kann der Ventilkörper mit einer geringen äußeren Krafteinwirkung in der Öffnungsstellung gehalten werden, trotzdem er durch die strömende Flüssigkeit, die magnetische Wechselwirkung mit dem Fluidauslass und gegebenenfalls durch die eigene Gewichtskraft in Richtung der Schließstellung gedrängt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Profilierung des Fluidkanals bereichsweise erheblich von einem Querschnitt des Ventilkörpers abweicht, um die wenigstens eine nutartige Vertiefung zu bilden.It is expedient if the fluid channel formed in the metering housing has, in a cross-sectional plane oriented transversely to the movement axis, a profile deviating from the cross-section of the valve body in order to form at least one groove-like fluid channel extending along the movement axis. By means of the profiling of the fluid channel formed in the metering housing, an advantageous guidance of the fluid, in particular of the fluid, can be ensured by the metering housing, since at least one groove-like fluid channel is provided. Furthermore, a fluid friction between the liquid to be metered and the valve body is reduced by the at least one groove-like fluid channel. In this way, the valve body can be held in the open position with a slight external force, despite being forced by the flowing liquid, the magnetic interaction with the fluid outlet and possibly by its own weight in the direction of the closed position. It is preferably provided that the profiling of the fluid channel partially deviates considerably from a cross section of the valve body to form the at least one groove-like depression.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer Außenoberfläche des Dosiergehäuses eine Magnetspule angeordnet ist, die für eine magnetische Wechselwirkung mit dem Ventilkörper ausgebildet ist. Die Aufgabe der Magnetspule, die vorzugsweise koaxial zum Ventilkörper angeordnet ist, liegt in der Bereitstellung eines Magnetfelds, um den Ventilkörper aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu bewegen. Vorzugsweise ist die Magnetspule längs der Bewegungsachse um einen vorgebbaren Betrag gegenüber dem in der Schließstellung befindlichen Ventilkörper versetzt angeordnet, so dass sie einen größeren Abstand gegenüber dem Fluidauslass als der Ventilkörper in der Schließstellung einnimmt. Ferner ist die Magnetspule derart ausgebildet, dass sie bei Bestromung mit einem Spulenstrom ein Magnetfeld ausgebildet, das aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung mit der ersten Magnetanordnung des Ventilkörpers zu einer Bewegung des Ventilkörpers aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung führt. Ferner sind die Magnetspule, der Ventilkörper und der Fluid Auslassung derart aufeinander abgestimmt, dass auch ohne Einfluss eines Fluiddrucks bei Abschaltung der elektrischen Versorgung der Magnetspule eine selbsttätige Rückstellung des Ventilkörpers in die Schließstellung benachbart zum Fluidauslass stattfindet.In a further embodiment of the invention, it is provided that on an outer surface of the metering a magnetic coil is arranged, which is designed for a magnetic interaction with the valve body. The task of the magnetic coil, which is preferably arranged coaxially to the valve body, is to provide a magnetic field to move the valve body from the closed position to the open position. Preferably, the magnetic coil is offset along the axis of movement by a predeterminable amount relative to the valve body located in the closed position, so that it occupies a greater distance from the fluid outlet than the valve body in the closed position. Further, the magnetic coil is designed such that it forms a magnetic field when energized with a coil current, which leads due to a magnetic interaction with the first magnet arrangement of the valve body to a movement of the valve body from the closed position to the open position. Furthermore, the magnetic coil, the valve body and the fluid outlet are coordinated so that even without influence of a fluid pressure when switching off the electrical supply of the solenoid coil, an automatic reset of the valve body takes place in the closed position adjacent to the fluid outlet.

Die Aufgabe der Erfindung wird für eine Dosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Dosiervorrichtung ist zur Dosierung einer Vielzahl von Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten, vorgesehen und weist eine Aufnahmeeinrichtung auf, die mehrere elektrisch ansteuerbare, vorzugsweise in einer vorgebbaren Rasterteilung angeordnete, Magnetspulen umfasst, wobei die Magnetspulen jeweils für eine Aufnahme einer Dosieranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet und elektrisch mit einer Steuereinrichtung verbunden sind, die für eine selektive Ansteuerung der Magnetspulen zur Abgabe eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, durch die jeweilige Dosieranordnung ausgebildet sind und wobei wenigstens einer Magnetspule eine Dosieranordnung zugeordnet ist. Die Dosiervorrichtung bildet eine Trägerplattform, in die je nach Anzahl der zu dosierenden Fluide, insbesondere Flüssigkeiten, die jeweilige Anzahl von Dosieranordnungen in die Magnetspulen eingesteckt und mit den jeweiligen Fluidquelle verbunden werden können, um anschließend durch geeignete Ansteuerung der jeweiligen Magnetspulen ein Öffnen der als Ventil wirkenden Dosieranordnungen zu erreichen. Eine Anwendung für eine solche Dosiervorrichtung findet sich beispielsweise im Bereich der Laborautomation, wo eine Vielzahl von chemischen oder biologischen Reagenzien in vorzugsweise rasterartig angeordnete Probengefäße eingebracht werden soll, wobei dieser Vorgang häufig wiederholt wird und dementsprechend die Verwendung einer derartigen Dosiervorrichtung eine erhebliche Zeitersparnis gegenüber einer Einzeldosierung darstellt.The object of the invention is achieved for a metering device with the features of claim 10. The metering device is provided for metering a plurality of fluids, in particular liquids, and has a receiving device which comprises a plurality of electrically controllable, preferably arranged in a predetermined grid division, magnetic coils, wherein the magnetic coils each for receiving a metering arrangement according to one of claims 1 to 10 are formed and electrically connected to a control device, which are designed for selective control of the magnetic coils for discharging a fluid, in particular a liquid, by the respective metering arrangement and wherein at least one magnetic coil is associated with a metering. The metering device forms a carrier platform into which, depending on the number of fluids to be metered, in particular liquids, the respective number of metering arrangements can be inserted into the solenoid coils and connected to the respective fluid source, followed by opening the valve as a valve by suitable control of the respective magnet coils to achieve effective dosing arrangements. An application for such a metering device is found, for example, in the field of laboratory automation, where a variety of chemical or biological reagents in preferably grid-like arranged sample vessels to be introduced, this process is repeated frequently and accordingly the use of such a metering a considerable time savings over a single dose represents.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:An advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Hereby shows:

1 eine Seitenansicht einer Dosieranordnung, 1 a side view of a dosing,

2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Dosieranordnung gemäß der 1, 2 an enlarged sectional view of the metering according to the 1 .

3 eine Querschnittsdarstellung für die Dosieranordnung gemäß der 2 und 3 a cross-sectional view of the dosing according to the 2 and

4 eine schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung in einer Draufsicht. 4 a schematic representation of a metering device in a plan view.

Eine in der 1 schematisch dargestellte Dosieranordnung 1 ist exemplarisch rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse 2 ausgebildet. Die Dosieranordnung 1 ist beispielhaft mit einer Magnetspule 3 versehen, die für eine Bewegung des in der 2 näher dargestellten Ventilkörpers 4 ausgebildet ist. An der Dosieranordnung 1 sind ein Fluideinlass 5 sowie ein Fluidauslass 6 vorgesehen, die für eine Zufuhr bzw. für eine Ausgabe einer Flüssigkeit vorgesehen sind. One in the 1 schematically shown dosing 1 is exemplary rotationally symmetric to a symmetry axis 2 educated. The dosing arrangement 1 is exemplary with a magnetic coil 3 provided for a movement of the in the 2 closer valve body 4 is trained. At the dosing arrangement 1 are a fluid inlet 5 and a fluid outlet 6 provided, which are provided for a supply or for a discharge of a liquid.

Der hülsenförmige, exemplarisch kreiszylindrische, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildete Fluideinlass 5 ist exemplarisch an einem Oberteil 7 eines Dosiergehäuses 8 angeordnet. Rein exemplarisch ist der Fluideinlass 5 endseitig mit einer Konusgeometrie 9 versehen, die einen in Richtung des Fluidauslasses 6 zunehmenden Durchmesser aufweist, um dann sprungartig unter Ausbildung einer Stufe in einen kreiszylindrischen Oberflächenabschnitt 10 des Fluideinlasses 5 überzugehen. Hierdurch wird ein Widerhaken gebildet, der ein Abrutschen eines nicht dargestellten, auf den Fluideinlass 5 aufsteckbaren Fluidzufuhrschlauchs verhindern soll.The sleeve-shaped, exemplary circular-cylindrical, in particular designed as a plastic injection molded part fluid inlet 5 is an example of an upper part 7 a Dosiergehäuses 8th arranged. By way of example, the fluid inlet 5 end with a cone geometry 9 provided, one in the direction of the fluid outlet 6 has increasing diameter, and then jump to form a step in a circular cylindrical surface portion 10 the fluid inlet 5 proceed. As a result, a barb is formed, which slips off a not shown, on the fluid inlet 5 to prevent attachable fluid supply hose.

Der Fluidauslass 6 ist exemplarisch ebenfalls hülsenartig mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet und dient zur Abgabe des am Fluideinlass bereitgestellten und mit Hilfe des in der 2 näher dargestellten Ventilkörpers 4 zu dosierenden Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit.The fluid outlet 6 is exemplarily also sleeve-like formed with a circular cross section and serves to deliver the fluid inlet and with the help of in the 2 closer valve body 4 to be metered fluids, in particular a liquid.

Wie aus der detaillierten Darstellung der 2 zu entnehmen ist, wird das Dosiergehäuse 8 aus dem Oberteil 7 sowie einem Unterteil 11 gebildet, wobei das Unterteil 11 zur Aufnahme des Ventilkörpers 4 und des Fluidauslasses 6 ausgebildet ist und für eine Aufnahme in der Magnetspule 3 angepasst ist. As from the detailed presentation of 2 it can be seen, the metering is 8th from the top 7 as well as a lower part 11 formed, with the lower part 11 for receiving the valve body 4 and the fluid outlet 6 is trained and for a recording in the magnetic coil 3 is adjusted.

Exemplarisch kann das vorzugsweise einstückig, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteil, ausgebildete Unterteil 11 funktional in einen Kopplungsbereich 12, einen Führungsbereich 15 und einen Auslassbereich 16 unterteilt werden. Dabei ist der Kopplungsbereich 12 in der Art einer Kreisscheibe ausgebildet und dient mit einer kreisringförmigen Stirnfläche 17 zur, vorzugsweise stoffschlüssigen, Festlegung einer ebenfalls kreisringförmigen Stirnfläche 18 des Oberteils 7. Ferner dient eine Ringfläche 19 des Unterteils 11 als Anschlagfläche für einen U-förmigen, radial nach außen offenen Spulenkörper 13 der Magnetspule 3, der mit einer Spulenwicklung 14 aus einem elektrisch leitenden Draht versehen ist. Dadurch wird eine vorgebbare örtliche Beziehung zwischen der Dosieranordnung 1 und der Magnetspule 3 durch einfaches Einschieben der Dosieranordnung 1 in die Magnetspule 3 bis zu einem Anliegen der Magnetspule 3 an der Ringfläche 19 gewährleistet.By way of example, the lower part, which is preferably formed in one piece, in particular as a plastic injection molded part, may be used 11 functional in a coupling area 12 , a leadership area 15 and an outlet area 16 be divided. Here is the coupling area 12 designed in the manner of a circular disc and serves with an annular end face 17 for, preferably cohesive, fixing a likewise annular end face 18 of the top 7 , Furthermore, an annular surface is used 19 of the lower part 11 as a stop surface for a U-shaped, radially outwardly open bobbin 13 the solenoid 3 that with a coil winding 14 is provided of an electrically conductive wire. As a result, a predeterminable local relationship between the metering arrangement 1 and the magnetic coil 3 by simply inserting the dosing 1 in the magnetic coil 3 up to a concern of the solenoid 3 on the ring surface 19 guaranteed.

Angrenzend an den Kopplungsbereich 12 erstreckt sich längs einer Bewegungsachse 19 für den Ventilkörper 4 ein Führungsbereich 15, in dem der Ventilkörper 4 schiebebeweglich längs der Bewegungsachse 19 zwischen der in 2 dargestellten Schließstellung und einer nicht dargestellten Öffnungsstellung aufgenommen ist. Für die Bewegung des Ventilkörpers 4 längs der Bewegungsachse 19 und einen Durchfluss des Fluids, insbesondere der Flüssigkeit, längs der Bewegungsachse 19 weist der Führungsbereich 15 eine in 3 näher dargestellte Profilierung auf, die in einer Umfangsrichtung als Abfolge von Stegen 20 und Nuten 21 ausgebildet ist. Dabei sind die Stege 20 derart an eine vorzugsweise kreisförmige Querschnittsgeometrie des Ventilkörpers 4 angepasst, dass sie jeweils eine Linienberührung mit dem Ventilkörper 4 gewährleisten. Hierdurch wird der Ventilkörper 4 zuverlässig mit geringem Reibungswiderstand längs der Bewegungsachse geführt. Durch die Nuten 21 wird erreicht, dass Fluid, insbesondere Flüssigkeit, am Ventilkörper 4 vorbei mit einem großen freien Querschnitt vom Fluideinlass 5 zum Fluidauslass 6 strömen kann. Hierdurch werden ein niedriger Strömungswiderstand für die Flüssigkeit und eine geringe Kraftwirkung der strömenden Flüssigkeit auf den Ventilkörper 4 gewährleistet. Adjacent to the coupling area 12 extends along a movement axis 19 for the valve body 4 a leadership area 15 in which the valve body 4 sliding along the axis of movement 19 between the in 2 shown closed position and a not shown open position is added. For the movement of the valve body 4 along the axis of movement 19 and a flow of the fluid, in particular the fluid, along the axis of movement 19 indicates the leadership area 15 one in 3 profiled on closer, in a circumferential direction as a sequence of webs 20 and grooves 21 is trained. Here are the bars 20 such to a preferably circular cross-sectional geometry of the valve body 4 adapted that they each make a line contact with the valve body 4 guarantee. As a result, the valve body 4 reliably guided with low frictional resistance along the axis of movement. Through the grooves 21 it is achieved that fluid, in particular liquid, on the valve body 4 passing with a large free cross-section from the fluid inlet 5 to the fluid outlet 6 can flow. This results in a low flow resistance for the liquid and a small force effect of the flowing liquid on the valve body 4 guaranteed.

Vorteilhaft ist es, wenn eine Erstreckung des Führungsbereichs 15 längs der Bewegungsachse 19 wenigstens um das 1-fache des Durchmessers des Ventilkörpers 4 länger ist als der Ventilkörper 4, um eine freie Beweglichkeit des Ventilkörpers 4 zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung sowie eine möglichst weitgehende Freigabe des Fluidauslasses 6 in der Öffnungsstellung zu gewährleisten.It is advantageous if an extension of the guide area 15 along the axis of movement 19 at least 1 times the diameter of the valve body 4 is longer than the valve body 4 to a free movement of the valve body 4 between the closed position and the open position and the greatest possible release of the fluid outlet 6 to ensure in the open position.

Der Ventilkörper 4 ist aus einem permanentmagnetischen Material hergestellt und vorzugsweise längs der Bewegungsachse 19 magnetisiert, so dass an seinen jeweils kreisförmigen Stirnflächen 22, 23 eine hohe magnetische Flussdichte mit einer im Wesentlichen parallel zur Bewegungsachse 19 ausgerichteten Feldrichtung vorliegt. An der Stirnfläche 23 ist ein Dichtelement 24 angebracht, das vorzugsweise aus einem gummielastischen Material hergestellt ist und das für eine fluiddichte, also gasdichte oder flüssigkeitdichte Abdichtung zwischen dem Ventilkörper 4 und dem Fluidauslass 6 ausgebildet ist.The valve body 4 is made of a permanent magnetic material and preferably along the axis of movement 19 magnetized, so that at its respective circular end faces 22 . 23 a high magnetic flux density with a substantially parallel to the axis of motion 19 aligned field direction is present. At the frontal area 23 is a sealing element 24 attached, which is preferably made of a rubber-elastic material and that for a fluid-tight, so gas-tight or liquid-tight seal between the valve body 4 and the fluid outlet 6 is trained.

Der Fluidauslass 6 ist seinerseits rohrförmig mit exemplarisch kreisförmigem Querschnitt ausgebildet, wobei eine dem Ventilkörper 4 zugewandte, kreisringförmige Stirnfläche 25 des Fluidauslasses 6 als Ventilsitz für die abdichtende Anlage des Dichtelements 24 in der Schließstellung des Ventilkörpers 4 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Stirnfläche 25 quer zur Bewegungsachse 19 ausgerichtet, um eine vorteilhafte Dichtwirkung für das Dichtelement 24 sicherzustellen. Der Fluidauslass 6 kann beispielsweise als Einlegeteil bei einer Herstellung des Unterteils 11 im Kunststoff-Spritzgussverfahren ausgebildet sein.The fluid outlet 6 is in turn tubular with an exemplary circular cross-section, one of the valve body 4 facing, annular end face 25 the fluid outlet 6 as a valve seat for the sealing contact of the sealing element 24 in the closed position of the valve body 4 is trained. Preferably, the end face 25 transverse to the axis of movement 19 aligned to provide a beneficial sealing effect for the sealing element 24 sure. The fluid outlet 6 For example, as an insert in a production of the lower part 11 be formed in plastic injection molding.

Um die Schließstellung als Vorzugsstellung für den Ventilkörper 4 zu gewährleisten, ist der Fluidauslass 6 wahlweise aus einem hartmagnetischen oder weichmagnetischen Material hergestellt und kann dadurch eine magnetische Wechselwirkung mit dem Ventilkörper 4 bewirken, durch die der Ventilkörper 4 mit Magnetkräften in Richtung des Fluidauslasses 6 und somit in die als Vorzugsstellung festgelegte Schließstellung gezogen wird.To the closed position as a preferred position for the valve body 4 to ensure is the fluid outlet 6 optionally made of a hard magnetic or soft magnetic material and thereby can be a magnetic interaction with the valve body 4 cause, through which the valve body 4 with magnetic forces in the direction of the fluid outlet 6 and thus moved into the closed position set as the preferred position.

Bei einer Gestaltung des Fluidauslasses 6 aus einem hartmagnetischen oder permanentmagnetischen Material ist bevorzugt eine Magnetisierung längs der Bewegungsachse 19 vorgesehen, wobei eine Polung für den Fluidauslass 6 gleichsinnig zur Polung des Ventilkörpers 4 gewählt ist, so dass sich beispielsweise ein Südpol des Ventilkörpers 4 und ein Nordpol des Fluidauslasses 6 gegenüber liegen, um die gewünschten Anziehungskräfte zwischen Ventilkörper 4 und Fluidauslass 6 zu gewährleisten. In a design of the fluid outlet 6 From a hard magnetic or permanent magnetic material is preferably a magnetization along the axis of movement 19 provided, wherein a polarity for the fluid outlet 6 in the same direction to the polarity of the valve body 4 is selected, so that, for example, a south pole of the valve body 4 and a north pole of the fluid outlet 6 lie opposite to the desired forces of attraction between the valve body 4 and fluid outlet 6 to ensure.

Bei einer Gestaltung des Fluidauslasses 6 aus einem weichmagnetischen Material, insbesondere aus einem eisenhaltigen Material, beruht die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Ventilkörper 4 und dem Fluidauslass 6 auf der Magnetisierbarkeit des Fluidauslasses 6. Die magnetischen Wechselwirkungen sind in diesem Fall geringer als bei einer Ausgestaltung des Fluidauslasses 6 aus permanentmagnetischen Material, dafür ist die Herstellung des Fluidauslasses 6 kostengünstiger erfolgen. Zudem entfällt eine Ausrichtung des Fluidauslasses 6 bei der Montage in das Dosiergehäuse 8.In a design of the fluid outlet 6 From a soft magnetic material, in particular from a ferrous material, the magnetic interaction between the valve body is based 4 and the fluid outlet 6 on the magnetizability of the fluid outlet 6 , The magnetic interactions are lower in this case than in an embodiment of the fluid outlet 6 made of permanent magnetic material, this is the preparation of the fluid outlet 6 cost-effective. In addition, an alignment of the fluid outlet is eliminated 6 during assembly in the metering housing 8th ,

Eine dem Ventilkörper 4 abgewandte Stirnfläche 26 des Fluidauslasses 6 ist vorzugsweise parallel zur Stirnfläche 25 ausgerichtet und auf eine Abgabe von Fluidtropfen optimiert, beispielsweise durch geeignete Auswahl der Wandstärke des Fluidauslasses 6 im Verhältnis zum freien Innendurchmesser des Fluidauslasses 6. A the valve body 4 opposite end face 26 the fluid outlet 6 is preferably parallel to the end face 25 aligned and optimized for delivery of fluid drops, for example by appropriate selection of the wall thickness of the fluid outlet 6 in relation to the free inner diameter of the fluid outlet 6 ,

Wie aus der 2 entnommen werden kann, wird eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen einer in Richtung der Bewegungsachse 19 erstreckten Längsbohrung 27 im Oberteil 7, einem im Unterteil 11 ausgebildeten Ventilraum 28 und einem Auslasskanal 29 im Fluidauslass 6, die auch als Fluidkanal 30 bezeichnet werden kann, in der Schließstellung des Ventilkörpers 4 durch die Wechselwirkung des Dichtelement 24 mit dem Fluidauslass 6 unterbrochen. Durch Bewegung des Ventilkörpers 4 längs der Bewegungsachse 19 in Richtung des Oberteils 7 wird das Dichtelement 24 vom Fluidauslass 6 abgehoben, so dass ein Fluidstrom durch den Fluidkanal 30 ermöglicht wird. Like from the 2 can be removed, is a fluidly communicating connection between one in the direction of the axis of movement 19 extended longitudinal bore 27 in the upper part 7 , one in the lower part 11 trained valve room 28 and an exhaust duct 29 in the fluid outlet 6 which also act as a fluid channel 30 can be designated, in the closed position of the valve body 4 through the interaction of the sealing element 24 with the fluid outlet 6 interrupted. By movement of the valve body 4 along the axis of movement 19 in the direction of the top 7 becomes the sealing element 24 from the fluid outlet 6 lifted, leaving a fluid flow through the fluid channel 30 is possible.

Die Bewegung des Ventilkörpers 4 wird vorzugsweise durch Aufbringung eines geeigneten Magnetfelds mit Hilfe der Magnetspule 3 bewirkt, die bei geeigneter Stromversorgung einen magnetischen Fluss bereitgestellt, der eine Ablösung des Ventilkörpers 4 aus der magnetischen Wechselwirkung mit dem Fluidauslass 6 bewirken kann. Vorzugsweise ist der magnetisch Fluss so bemessen, dass die magnetische Wechselwirkung des Ventilkörpers 4 mit dem Fluidauslass 6 sowie die auf die Ventilkörper 4 einwirkende Flüssigkeitsreibung der durch die Nuten 21 strömenden Flüssigkeit und gegebenenfalls die Gewichtskraft des Ventilkörpers 4 nicht zu einer unerwünschten Schließbewegung des Ventilkörpers 4 führen.The movement of the valve body 4 is preferably by applying a suitable magnetic field by means of the magnetic coil 3 causes, provided with a suitable power supply, a magnetic flux, a detachment of the valve body 4 from the magnetic interaction with the fluid outlet 6 can cause. Preferably, the magnetic flux is such that the magnetic interaction of the valve body 4 with the fluid outlet 6 as well as on the valve body 4 acting fluid friction through the grooves 21 flowing liquid and optionally the weight of the valve body 4 not to an undesirable closing movement of the valve body 4 to lead.

Die in der 4 schematisch in einer Draufsicht dargestellte Dosiervorrichtung 31 ist zur Dosierung einer Vielzahl von Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten, mit Hilfe von jeweils einzusetzenden Dosieranordnungen 1 ausgebildet. Dementsprechend umfasst die Dosiervorrichtung 31 eine exemplarisch plattenförmig ausgebildete Aufnahmeeinrichtung 32, in der mehrere elektrisch ansteuerbare Magnetspulen 3 angeordnet sind. Exemplarisch sind die Magnetspulen 3 in einer gemeinsamen Ebene entlang einer nicht eingezeichneten Geraden angeordnet, könnten jedoch auch bei einer nicht dargestellten Ausführungsform in zwei zueinander senkrechten Raumrichtungen jeweils entsprechend einer vorgebbaren, möglicherweise in beiden Raumrichtungen identischen, Rasterteilung angeordnet werden. Die Aufnahmeeinrichtung 33 und die Magnetspulen 3 sind derart aufeinander abgestimmt, dass zumindest der freie Innendurchmesser der jeweiligen Magnetspule 3 frei zugänglich ist, so dass dort jeweils eine Dosieranordnung 1 eingesteckt werden kann. Jede der Magnetspulen 3 ist in nicht näher dargestellter Weise elektrisch mit einer Steuerschnittstelle 33 gekoppelt. Die Steuerschnittstelle 33 dient zur elektrischen Verbindung der Dosiervorrichtung 31 mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung, wahlweise über eine Multipol- oder Buskommunikationsleitung. Die Steuereinrichtung ermöglicht eine selektive Ansteuerung der Magnetspulen 31, um die jeweils in der Magnetspule 3 aufgenommene Dosieranordnung zur Abgabe eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, aktivieren zu können. Alternativ umfasst die Dosiervorrichtung bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform eine integrierte Steuerung und gegebenenfalls eine interne Energieversorgung, die einen autarken Betrieb der Dosiervorrichtung ermöglichen.The in the 4 schematically shown in a plan view dosing 31 is for dosing a variety of fluids, in particular liquids, with the help of each dosing arrangements to be used 1 educated. Accordingly, the metering device comprises 31 an exemplary plate-shaped receiving device 32 , in which several electrically controllable magnetic coils 3 are arranged. Exemplary are the magnetic coils 3 arranged in a common plane along a straight line not shown, but could also be arranged in an embodiment not shown in two mutually perpendicular directions in each case corresponding to a predetermined, possibly identical in both spatial directions, grid division. The recording device 33 and the magnetic coils 3 are matched to one another such that at least the free inner diameter of the respective magnetic coil 3 is freely accessible, so that there is a metering arrangement 1 can be inserted. Each of the magnetic coils 3 is in a manner not shown electrically with a control interface 33 coupled. The control interface 33 serves for electrical connection of the metering device 31 with a control device, not shown, optionally via a multipole or bus communication line. The control device allows a selective control of the magnetic coils 31 to each in the magnetic coil 3 absorbed dosing to dispense a fluid, in particular a liquid to activate. Alternatively, the dosing device in an embodiment, not shown, an integrated control and optionally an internal power supply, which allow autonomous operation of the metering device.

Die Verwendung und Funktionsweise einer in der Dosiervorrichtung 31 aufzunehmenden Dosieranordnung 1 kann wie folgt beschrieben werden: zunächst wird der Fluideinlass 5 der Dosieranordnung 1 mit einem nicht dargestellten Fluid-Zufuhrschlauch verbunden, über den das zu dosierende Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, beispielsweise aus einem Fluidtank, an die Dosieranordnung 1 bereitgestellt wird. Anschließend wird die Dosieranordnung 1 von oben in die Dosiervorrichtung 31 eingesteckt, bis der Kopplungsbereich 12 in Anlage mit der Oberfläche der Dosiervorrichtung 31 kommt. Aufgrund der Auslegung der Dosieranordnung 1 als normal geschlossenes Ventil, die sich durch die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Ventilkörper 4 und dem Fluidauslass 6 und die dadurch bewirkte abdichtende Anlage des Dichtelements 24 am Ventilsitz des Fluidauslasses 6 ergibt, findet ohne eine Stromzufuhr an die jeweilige Magnetspule 3 keine Fluiddosierung statt. Vielmehr wirkt die Dosieranordnung 1 in der Art eines Rückschlagventils für einen Überdruck am Fluideinlass 5 gegenüber einem Druck am Fluidauslass 6. Um eine Dosierung des Fluids, insbesondere der Flüssigkeit, durchzuführen ist vorgesehen, eine Stromzufuhr, beispielsweise über die Steuerschnittstelle, an die jeweilige Magnetspule 3 vorzunehmen, wodurch die Magnetspule 3 einen magnetischen Fluss bereitgestellt, der bei geeigneter Polung zu Anziehungskräften auf den Ventilkörper 4 führt. Sobald diese Anziehungskräfte größer als die Summe der aus der magnetischen Wechselwirkung zwischen Ventilkörper 4 und Fluidauslass 6 resultierenden Anziehungskräfte und gegebenenfalls der Gewichtskraft und gegebenenfalls der Reibkräfte zwischen Ventilkörper 4 und Führungsbereich 15 und gegebenenfalls der auf den Ventilkörper 4 aufgrund des Fluiddrucks einwirkenden Druckkräfte sind, bewegt sich der Ventilkörper 4, gemäß der Darstellung der 2 in vertikaler Richtung nach oben. Dadurch gibt der Ventilkörper 4 mit dem daran angebrachten Dichtelement 24 den Ventilsitz frei, so dass das Fluid durch den Fluidkanal 30 vom Fluideinlass 5 bis zum Fluidauslass 6 strömen kann und am freien Ende des Fluidauslasses 6 in die Umgebung abgegeben werden kann.The use and functioning of one in the metering device 31 to be taken dosing 1 can be described as follows: first, the fluid inlet 5 the dosing arrangement 1 connected to a fluid supply hose, not shown, via which the fluid to be metered, in particular a liquid, for example from a fluid tank, to the metering 1 provided. Subsequently, the metering arrangement 1 from above into the dosing device 31 plugged in until the coupling area 12 in contact with the surface of the metering device 31 comes. Due to the design of the dosing 1 as normally closed valve, characterized by the magnetic interaction between the valve body 4 and the fluid outlet 6 and the sealing effect of the sealing element caused thereby 24 at the valve seat of the fluid outlet 6 results finds without a power supply to the respective solenoid coil 3 no fluid dosage taking place. Rather, the metering arrangement acts 1 in the nature of a check valve for overpressure at the fluid inlet 5 against a pressure at the fluid outlet 6 , In order to carry out a metering of the fluid, in particular of the liquid, provision is made for a current supply, for example via the control interface, to the respective magnet coil 3 make, whereby the magnetic coil 3 provided a magnetic flux, which, with appropriate polarity to attraction forces on the valve body 4 leads. Once these attractions are greater than the sum of the magnetic interaction between the valve body 4 and fluid outlet 6 resulting attractive forces and optionally the weight and optionally the frictional forces between the valve body 4 and leadership area 15 and optionally on the valve body 4 due to the fluid pressure acting compressive forces, the valve body moves 4 , according to the presentation of 2 in a vertical direction upwards. This gives the valve body 4 with the attached sealing element 24 free the valve seat so that the fluid passes through the fluid channel 30 from the fluid inlet 5 to the fluid outlet 6 can flow and at the free end of the fluid outlet 6 can be discharged into the environment.

Sobald eine Fluidabgabe durch die Dosieranordnung 1 unterbrochen werden soll, wird die Stromversorgung für die Magnetspule 3 unterbrochen, so dass der magnetische Fluss der Magnetspule 3 verschwindet. Hierdurch tritt nunmehr die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Ventilkörper 4 und dem Fluidauslass 6 wieder in den Vordergrund und führt zu einer Annäherung des Ventilkörpers 4 an den Fluidauslass 6, gemäß der Darstellung der 2 in vertikaler Richtung nach unten, so dass das Dichtelement 24 wieder in abdichtende Anlage zum Fluidauslass 6 gelangt und eine weitere Fluidabgabe unterbunden wird.Once a fluid delivery through the dosing 1 is to be interrupted, the power supply for the solenoid 3 interrupted, so that the magnetic flux of the magnetic coil 3 disappears. As a result, now occurs the magnetic interaction between the valve body 4 and the fluid outlet 6 again in the foreground and leads to an approximation of the valve body 4 to the fluid outlet 6 , according to the presentation of 2 in the vertical direction down, leaving the sealing element 24 again in sealing engagement with the fluid outlet 6 passes and another fluid delivery is prevented.

Abweichend von den vorstehend angeführten Einsatzbedingungen kann die Dosieranordnung auch als Ventileinheit in einem Fluidleitungssystem eingesetzt werden, um beispielsweise einen Fluidstrom, insbesondere einen Fluid- oder Gasstrom, in einer Rohrleitung oder einem Schlauch zu beeinflussen. Hierbei ist die vorstehend exemplarisch angeführte, normal geschlossene Ventilkonfiguration, bei der die Dosieranordnung in der Art eines Rückschlagventils arbeitet, ebenfalls von Vorteil. Bei einer solchen Verwendung ist am Fluidauslass ein geeigneter Rohleitungsanschluss oder Schlauchanschluss vorzusehen.Notwithstanding the above-mentioned conditions of use, the dosing can also be used as a valve unit in a fluid line system, for example, to influence a fluid flow, in particular a fluid or gas flow, in a pipe or a hose. In this case, the above-exemplified, normally closed valve configuration, in which the metering arrangement operates in the manner of a check valve, is also advantageous. With such a use, a suitable pipe connection or hose connection is to be provided at the fluid outlet.

Für die Verbindung des Fluideinlasses und gegebenenfalls des Fluidauslasses mit Rohrleitungen oder Schläuchen können unterschiedlichste Verbindungsmittel oder Kupplungsmittel eingesetzt werden. Exemplarisch sind hier formschlüssige Verbindungen wie Bajonettverschlüsse, insbesondere LuerLock-Verschlüsse, zu nennen.For the connection of the fluid inlet and optionally the fluid outlet with pipes or hoses a variety of connecting means or coupling agents can be used. Exemplary here are positive connections such as bayonet locks, in particular LuerLock closures to call.

Für einen weiteren, alternativen Einsatzfall wird der Fluideinlass 5 nicht mit einer Fluidquelle sondern mit einer Saug-Druck-Einrichtung verbunden, die zur wahlweisen Bereitstellung eines Gas-Überdrucks bzw. Gas-Unterdrucks ausgebildet ist. Hierdurch kann die Dosieranordnung in einer Pipettierfunktion eingesetzt werden, bei der zunächst durch Bereitstellung eines Gas-Unterdrucks am Fluideinlass und Bewegen den Ventilkörpers aus der Vorzugsstellung zunächst eine Flüssigkeit in den als Kapillarrohr ausgebildeten Fluidauslass eingesaugt wird. Anschließend kann die eingesaugte Flüssigkeit nach Beendigung der Unterdruckbeaufschlagung durch Abdichten des Ventilsitzes im Fluidauslass gehalten werden. In einem nachfolgenden Schritt kann vorgesehen werden, durch Bereitstellung eines Gas-Überdrucks am Fluideinlass und durch Freigeben des Ventilsitzes die im Kapillarrohr des Fluidauslasses aufgenommene Flüssigkeit gezielt mit hoher Dosiergenauigkeit wieder abzugeben. For another alternative application, the fluid inlet 5 not connected with a fluid source but with a suction-pressure device, which is designed for selectively providing a gas overpressure or negative gas pressure. In this way, the metering arrangement can be used in a pipetting function, in which first of all a liquid is sucked into the fluid outlet formed as a capillary tube by providing a gas negative pressure at the fluid inlet and moving the valve body from the preferred position. Subsequently, the sucked liquid can be kept in the fluid outlet after completion of the negative pressure by sealing the valve seat. In a subsequent step, provision can be made by delivering a gas overpressure at the fluid inlet and by releasing the valve seat, the liquid received in the capillary tube of the fluid outlet targeted again with high dosing accuracy.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2013/167578 A1 [0002]

Claims

Dosing arrangement for metering fluids, in particular liquids, with a metering housing ( 8th ) having a fluid inlet ( 5 ) for connection to a fluid source and a fluid outlet ( 6 ) for fluid delivery and that of one between the fluid inlet ( 5 ) and the fluid outlet ( 6 ) extended fluid channel ( 30 ) is interspersed with one in the fluid channel ( 30 ) between a fluid inlet ( 5 ) closer release position and a fluid outlet ( 6 ) closer closed position movably received valve body ( 4 ), which has a first magnetic device, characterized in that the fluid outlet ( 6 ) is formed as a second, tubular magnet device which in magnetic interaction with the first magnetic device, the closed position as a preferred position for the valve body ( 4 ) certainly.

Dosing arrangement according to claim 1, characterized in that the valve body ( 4 ) is formed of a permanent magnetic material.

Dosing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the fluid outlet ( 6 ) is formed of a permanent magnetic material.

Dosing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the fluid outlet ( 6 ) is formed as a flux guide made of a soft magnetic material.

Dosing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid outlet ( 6 ) on a valve body ( 4 ) end region ( 25 ) a valve seat for a sealing engagement of the valve body ( 4 ) having.

Dosing arrangement according to claim 5, characterized in that the valve body ( 4 ) at a fluid outlet ( 6 ) facing end a rubber-elastic sealing element ( 24 ) having.

Dosing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 4 ) along a movement axis ( 19 ) linearly movable in the dosing housing ( 8th ) and in a transverse to the axis of motion ( 19 ) oriented cross-sectional plane has a circular cross-section.

Dosing arrangement according to claim 7, characterized in that in the dosing ( 8th ) formed fluid channel ( 30 ) in a transverse to the axis of movement aligned cross-sectional plane one of the cross-section of the valve body ( 4 ) has different profiling to at least one along the axis of movement ( 19 ), groove-like fluid channel ( 21 ) train.

Dosing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on an outer surface of the dosing ( 8th ) a magnetic coil ( 3 ) arranged for a magnetic interaction with the valve body ( 4 ) is trained.

Dosing device for metering a plurality of fluids, in particular liquids, with a receiving device ( 32 ), the plurality of electrically controllable, preferably arranged in a predetermined grid division, magnetic coils ( 3 ), wherein the magnetic coils ( 3 ) each for receiving a dosing ( 1 ) are formed according to any one of the preceding claims and electrically connected to a control device, which for selective activation of the magnetic coils ( 3 ) for dispensing a fluid, in particular a liquid, through the respective metering arrangement ( 1 ) are formed and wherein at least one magnetic coil ( 3 ) a metering arrangement ( 1 ) assigned.