DE112014004943T5

DE112014004943T5 - Abgabesystem

Info

Publication number: DE112014004943T5
Application number: DE112014004943.3T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Tanaka
Original assignee: Heishin Ltd
Current assignee: Heishin Ltd
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-08-11
Also published as: CN105705252A; JP6019302B2; US9950337B2; KR20160075721A; CN105705252B; JP2015110211A; US20160279660A1; WO2015064273A1

Abstract

Es soll ein Abgabesystem mit einer optimierten Struktur geschaffen werden, um eine Abgabevorrichtung durch eine Bewegung in Flucht mit einer Befüllungsvorrichtung mit der Befüllungsvorrichtung zu verbinden. Ein Abgabesystem 10 weist eine Abgabevorrichtung 20, eine Befüllungsvorrichtung 100, einen abgabeseitigen Verbinder 82, einen befüllungsseitigen Verbinder 134 und einen Manipulator 90 auf. Der abgabeseitige Verbinder 82 ist durch eine Relativbewegung des abgabeseitigen Verbinders 82 in Richtung einer Achselinie N des befüllungsseitigen Verbinders 134 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbindbar, um die Seite der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid von der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 zu befüllen. Eine Schnittstelle zwischen dem Manipulator 90 und der Abgabevorrichtung 20 liegt auf der Achslinie N, wenn der befüllungsseitige Verbinder 134 und der abgabeseitige Verbinder 82 verbunden werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Abgabesystem zum Hantieren eines Fluides, beispielsweise zur Applikation eines Fluides, z. B. einer Dicht- oder Klebmasse, auf verschiedene Komponenten in einer Automobilmontageanlage etc., oder zur Befüllung eines Behälters mit Fluid, z. B. einem Schmiermittel.
STAND DER TECHNIK
Zur Applikation eines Fluides, z. B. einer Dicht- oder Klebmasse, in einer Automobilmontageanlage etc. werden bislang, wie in dem unten aufgelisteten Patentdokument 1 angegeben, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Applikation eines Funktionsfluides oder, wie in dem unten aufgelisteten Patentdokument 2 angegeben, ein Fluidverbinder, eine Applikationsvorrichtung, etc., eingesetzt. Die Applikationsvorrichtung gemäß dem Patentdokument 1 weist eine Applikationseinheit und eine Befüllungseinheit auf. Die Applikationseinheit dieser Applikationsvorrichtung weist eine Abgabepistole zur Abgabe des Funktionsfluides und eine Fördereinrichtung zum Fördern des Funktionsfluides zur Abgabepistole auf. Die Befüllungseinheit befüllt über eine Befüllungsöffnung ein Befüllungsrohrteil mit Funktionsfluid. Durch die Verwendung einer derartigen Struktur ist eine lange Rohrleitung für die Förderung des Funktionsfluides zur Abgabepistole unnötig, wodurch eine erhebliche Verkürzung der Rohrleitungslänge erreicht wird und ein Temperaturregler zum Regeln der Fluidtemperatur und eine Fluidförderpumpe auf Minimalanforderungen beschränkt sind.
Ebenso wie in dem Patentdokument 1 geht es bei dem Fluidverbinder und der Applikationsvorrichtung, die in dem Patentdokument 2 angegeben sind, darum, eine lange Rohrleitung zur Fluidförderung von einem Tank zu einer Abgabevorrichtung sowie eine Hochdruckpumpe für die Fluidförderung entbehrlich zu machen. Im Stand der Technik gemäß dem Patentdokument 2 sind eine erste bis dritte Fördereinrichtung zur Förderung eines Fluides, z. B. einer Dichtmasse, und eine erste bis dritte Abgabevorrichtung, die jeweils über einen Fluidverbinder an einer zugeordneten Fördereinrichtung der ersten bis dritten Fördereinrichtung lösbar angeordnet sind, etc. vorgesehen. Des Weiteren weist jede der ersten bis dritten Abgabevorrichtungen einen Tank zum Speichern des Fluides, das von der jeweiligen Fördereinrichtung, an der die erste, zweite oder dritte Abgabevorrichtung angebracht ist, gefördert wird, auf, wodurch das Fluid aus dem Tank abgegeben werden kann. Die ersten bis dritten Abgabevorrichtungen sind jeweils über einen zweiten Verbinder an einen/von einem Arm eines Roboters an- und abbaubar.
[Stand der Technik]
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2004-154733 A
Patentdokument 2: JP 2007-275769 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
Wie oben geschildert, sind verschiedene Abgabesysteme vorgesehen, bei denen die Abgabevorrichtung zum Abgeben des abzugebenden Fluides und die Befüllungsvorrichtung zur Befüllung der Abgabevorrichtung mit Fluid miteinander verbindbar und voneinander trennbar sind, und bei denen die Abgabevorrichtung durch eine Verbindung mit der Befüllungsvorrichtung mit Fluid befüllbar ist.
Um Probleme, z. B. eine Fluidleckage bei der Befüllung, und einen Verschleiß eines Verbinders auf der Seite der Befüllungsvorrichtung (im Folgenden als „befüllungsseitiger Verbinder” bezeichnet) und eines Verbinders auf der Seite der Abgabevorrichtung (im Folgenden als „abgabeseitiger Verbinder” bezeichnet) in Zusammenhang mit einem Aneinandergleiten der Verbinder zu verhindern, sind bei dem oben beschriebenen Abgabesystem der befüllungsseitige Verbinder und der abgabeseitige Verbinder so zu konfigurieren, dass sie ohne einen Versatz ihrer Achsmitten (ohne axialen Versatz) miteinander verbunden werden. Es ist somit anzustreben, dass der auf der Seite der Abgabevorrichtung vorgesehene Verbinder im Wesentlichen in Flucht mit dem auf der Seite der Befüllungsvorrichtung vorgesehenen Verbinder bewegt wird, und die beiden Verbinder anschließend miteinander verbunden werden. Weil im Stand der Technik jedoch keinerlei Maßnahme gegen einen axialen Versatz vorsieht, kann sich das Problem einer schlechten Verbindung zwischen der Abgabevorrichtung und der Befüllungsvorrichtung ergeben.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Abgabesystem mit einer optimierten Struktur zu schaffen, um eine Abgabevorrichtung im Wesentlichen in Flucht mit einer Befüllungsvorrichtung mit der Befüllungsvorrichtung zu verbinden.
[Zusammenfassung der Erfindung]
Wenn ein abgabeseitiger Verbinder in Richtung der Achslinie eines befüllungsseitigen Verbinders bewegt wird, um den abgabeseitigen Verbinder mit dem befüllungsseitigen Verbinder zu verbinden, ist es im Sinne einer zuverlässigen Verbindung vorteilhaft, wenn der Angriffspunkt einer während des Verbindungsprozesses auf den abgabeseitigen Verbinder ausgeübten externen Kraft auf der oben erwähnen Achslinie des befüllungsseitigen Verbinders liegt, so dass der abgabeseitige Verbinder entlang der oben erwähnten Achslinie in Richtung des befüllungsseitigen Verbinders bewegt werden kann.
Auf der Grundlage der oben geschilderten Erkenntnis weist ein erfindungsgemäßes Abgabesystem eine Abgabevorrichtung zur Fluidabgabe, eine Befüllungsvorrichtung zur Befüllung der Abgabevorrichtung mit Fluid, einen auf der Seite der Abgabevorrichtung vorgesehenen abgabeseitigen Verbinder, einen auf der Seite der Befüllungsvorrichtung vorgesehenen befüllungsseitigen Verbinder und einen Manipulator zum Bewegen der Abgabevorrichtung auf. Der befüllungsseitige Verbinder und der abgabeseitige Verbinder werden durch eine Relativbewegung in Richtung einer vorgegebenen Achslinie miteinander verbunden, wobei die Seite der Abgabevorrichtung von der Seite der Befüllungsvorrichtung mit Fluid befüllbar ist. Eine in Zusammenhang mit der Verbindung des befüllungsseitigen Verbinders und abgabeseitigen Verbinders ausgeübte Kraft wirkt auf der axialen Linie.
Gemäß dieser Konfiguration lässt sich der abgabeseitige Verbinder im Wesentlichen in Flucht mit dem befüllungsseitigen Verbinder mit dem befüllungsseitigen Verbinder verbinden. Eine schlechte Verbindung des abgabeseitigen Verbinders mit dem befüllungsseitigen Verbinder lässt sich daher verhindern. Des Weiteren lassen sich Probleme, wie z. B. eine Fluidleckage während der Befüllung und ein Verschleiß des befüllungsseitigen Verbinders und abgabeseitigen Verbinders aufgrund einer Gleitbewegung der Verbinder, etc. lösen.
Des Weiteren kann bei dem oben beschriebenen Abgabesystem der Erfindung eine Schnittstelle zwischen dem Manipulator und der Abgabevorrichtung auf der Achslinie liegen, wenn der befüllungsseitige Verbinder und der abgabeseitige Verbinder verbunden werden.
Bei dem Abgabesystem der Erfindung kann die Verbindungs- oder Schnittstelle zwischen dem Manipulator und der Abgabevorrichtung auf der Achslinie liegen, wenn der abgabeseitige Verbinder mit dem befüllungsseitigen Verbinder verbunden wird. Wenn der abgabeseitige Verbinder mit dem befüllungsseitigen Verbinder verbunden wird, wirkt die äußere Kraft somit in Richtung der Achslinie und auf der Achslinie, wodurch der abgabeseitige Verbinder im Wesentlichen in Flucht mit dem befüllungsseitigen Verbinder mit diesem verbunden werden kann. Erfindungsgemäß lässt sich daher eine schlechte Verbindung des abgabeseitigen Verbinders mit dem befüllungsseitigen Verbinder verhindern, und lassen sich Probleme, wie z. B. eine Fluidleckage und ein Verschleiß der Verbinder, etc. lösen.
Bei dem oben beschriebenen Abgabesystem der Erfindung kann die Abgabevorrichtung eine einachsige Exzenterschneckenpumpe mit einem außengewindeförmigen Rotor, der durch eine Antriebskraft eine exzentrische Drehung ausführt, und einem Stator, dessen Innenumfangsfläche innengewindeförmig ausgebildet ist, aufweisen.
Das oben beschriebene Abgabesystem der Erfindung kann eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des befüllungsseitigen Verbinders in Richtung der Achslinie und einen Trennungsverhinderungsmechanismus zum Verhindern einer Trennung zwischen der Abgabevorrichtung und der Befüllungsvorrichtung aufweisen. Der Trennungsverhinderungsmechanismus kann ein an der Abgabevorrichtung vorgesehenes Stoppteil und einen Stopper zum Stoppen des Stoppeils aufweisen. Wenn das Stoppteil durch den Stopper gestoppt wird, können der befüllungsseitige Verbinder und der abgabeseitige Verbinder dadurch miteinander verbindbar sein, dass der befüllungsseitige Verbinder in Richtung der Achslinie bewegt wird, während gleichzeitig eine Bewegung der Abgabevorrichtung in einer Richtung weg von der Befüllungsvorrichtung verhindert wird.
Gemäß einer derartigen Konfiguration wird die Abgabevorrichtung so gehalten, dass sie sich während der Fluidbefüllung nicht von der Befüllungsvorrichtung entfernt, und kann verhindert werden, dass eine mit der Verbindung des abgabeseitigen Verbinders und befüllungsseitigen Verbinders oder der Fluidbefüllung in Zusammenhang stehende Last auf den Manipulator wirkt.
Bei dem oben beschriebenen Abgabesystem der Erfindung kann der Stopper durch einen Kontakt mit dem Stoppteil von hinten in Richtung der Achslinienrichtung gestoppt werden.
Gemäß einer derartigen Konfiguration kann die mit der Verbindung des abgabeseitigen Verbinders und befüllungsseitigen Verbinders oder der Fluidbefüllung in Zusammenhang stehende Last von dem Trennungsverhinderungsmechanismus zuverlässig aufgenommen werden.
[Effekte der Erfindung]
Erfindungsgemäß lässt sich ein Abgabesystem mit einer optimierten Struktur schaffen, um eine Abgabevorrichtung mit einer Befüllungsvorrichtung durch eine Bewegung zuverlässig zu verbinden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das ein Abgabesystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt.
2(a) bis (e) sind Ansichten, die eine in denn Abgabesystem der 1 verwendete Abgabevorrichtung zeigen, wobei (a) eine linke Seitenansicht, (b) eine Vorderansicht, (c) eine Schnittansicht, (d) eine Draufsicht, und (e) eine perspektivische Ansicht ist (wobei in 2(e) auf die Darstellung einer Halterung verzichtet wurde).
3(a) bis (d) sind Ansichten, die einen in der Abgabevorrichtung der 2 verwendeten abgabeseitigen Pufferabschnitt zeigen, wobei (a) eine Vorderansicht, (b) eine Schnittansicht, (c) eine perspektivische Ansicht, und (d) eine Draufsicht ist.
4 ist eine Schnittansicht, die die Struktur eines in der Abgabevorrichtung der 2 verwendeten Abgabeabschnitts zeigen.
5 ist eine explosionsartige perspektivische Ansicht einer in dem Abgabesystem der 1 verwendeten Befüllungsvorrichtung.
6(a) bis (d) sind Ansichten, die mit Ausnahme eines Dichtraumbildungsabschnitts die weiteren Abschnitte der Befüllungsvorrichtung der 5 zeigen, wobei (a) eine Vorderansicht, (b) eine rechte Seitenansicht, (c) eine Draufsicht und (d) eine Schnittansicht ist.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das den Arbeitsablauf des Abgabesystems der 1 veranschaulicht.
8 ist ein Zeitdiagramm, das den Arbeitsablauf des Abgabesystems der 1 veranschaulicht.
9(a) bis (d) sind Ansichten, die einen Arbeitsablauf des Abgabesystems der 1 veranschaulichen, wobei (a) eine Seitenansicht vor dem Verbinden, (b) eine Seitenansicht nach dem Verbinden, und (c) und (d) Schnittansichten sind, die wesentliche Teile der 9(a) bzw. (b) zeigen.
10(a) und (b) sind vergrößerte Ansichten eines Trennungsverhinderungsmechanismus, die einen Arbeitsablauf des Mechanismus sequentiell veranschaulichen.
11(a) bis (c) sind Schnittansichten eines Beispiels für einen abgabeseitigen Verbinder und befüllungsseitigen Verbinder und zeigen den Ablauf eines Verbindungsprozesses.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Abwandlung des Arbeitsablaufs des Abgabesystems veranschaulicht.
13(a) ist ein Diagramm, das die Größenrelation eines Spiels zwischen dem abgabeseitigen Verbinder und dem befüllungsseitigen Verbinder zeigt, 13(b) ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Feststoffteilchen-Größenverteilung (Häufigkeitsverteilung) von im Fluid enthaltenen Feststoffteilchen zeigt, und 13(c) ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Feststoffteilchen-Größenverteilung (Summenverteilung) von im Fluid enthaltenen Feststoffteilchen zeigt.
14(a) ist eine Seitenansicht, die ein Abgabesystem gemäß einer Abwandlung zeigt, und 14(b) ist eine Vorderansicht der 14(a).
15(a) und (b) sind perspektivische Ansichten, die das Abgabesystem der 14 von links vorne gesehen zeigen, wobei (a) eine Ansicht vor dem Verbinden eines abgabeseitigen Verbinders mit einem befüllungsseitigen Verbinder und (b) eine Ansicht nach dem Verbinden ist.
16(a) und (b) sind perspektivische Ansichten, die das Abgabesystem der 14 von rechts vorne gesehen zeigen, wobei (a) eine Ansicht vor dem Verbinden eines abgabeseitigen Verbinders mit einem befüllungsseitigen Verbinder und (b) eine Ansicht nach dem Verbinden ist.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
[Konfiguration des Abgabesystems 10]
Im Folgenden wird mit Hilfe der Zeichnungen ein Abgabesystem 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, weist das Abgabesystem 10 als Hauptkomponenten die Abgabevorrichtung 20, die Befüllungsvorrichtung 100, eine Fluidfördervorrichtung 160 und eine Steuerung 170 auf. Das Abgabesystem 10 ermöglicht durch eine Verbindung der Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100 eine Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit einem von der Fluidfördervorrichtung 160 geförderten Fluid. Das Abgabesystem 10 kann in einem Zustand, in dem die Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt ist, eingefülltes Fluid zur Applikation etc. abgeben. Das Abgabesystem 10 ist daher so konfiguriert, dass es in einem Zustand, in dem keinerlei Rohrleitung, Schlauchleitung und dergleichen zur Fluidförderung mit der Abgabevorrichtung 20 verbunden sind, durch eine von der Befüllungsvorrichtung 100 oder der Fluidfördervorrichtung 160 unabhängige Aktivität der Abgabevorrichtung 20 Fluid applizieren etc. kann.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Abgabevorrichtung 20 einen abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 (Puffer), einen Abgabeabschnitt 24, einen abgabeseitigen Andockabschnitt 26 und eine Halterung 28 auf. Der abgabeseitige Pufferabschnitt 22 ist vorgesehen, um eine Schwankung des Drucks in der Abgabevorrichtung 20 zu puffern, die mit der Verbindung oder Trennung der Abgabevorrichtung 20 mit/von der Befüllungsvorrichtung 100 zum Zweck der Befüllung des Abgabeabschnitts 24 mit abzugebendem Fluid in Zusammenhang steht. Obwohl der abgabeseitige Pufferabschnitt 22 aus einem Behälter, z. B. Tank, gebildet sein kann, wird in dieser Ausführungsform als abgabeseitiger Pufferabschnitt 22 eine in 3 gezeigte Komponente verwendet, die einen Zylindermechanismus 30 aufweist.
Wie es in 3(b) gezeigt ist, weist der abgabeseitige Pufferabschnitt 22 im Besonderen den Zylindermechanismus 30 auf, der aus einem sogenannte Luftzylinder gebildet ist. Der Zylindermechanismus 30 weist ein Gehäuse 32 und einen Kolben 34 auf. Wie es in 3(c) gezeigt ist, kann der abgabeseitige Pufferabschnitt 22 von einer Luftversorgung, die eine Antriebsquelle ist, mit Druckluft gespeist werden.
Wie es in 3(b) gezeigt ist, ist das Gehäuse 32 ein Behälter, der aus einem Untergehäuse 38 und einem Obergehäuse 40 gebildet ist, die miteinander verbunden sind. An den Schnittstellen zwischen dem Untergehäuse 38 und dem Obergehäuse 40 sind ein Innengewinde 38a bzw. Außengewinde 40a ausgebildet, so dass sich das Gehäuse 32 durch eine Verschraubung der Gewinde zusammenbauen lässt. In einem (vom Innengewinde 38a abgewandten) unteren Endabschnitt des Untergehäuses 38 ist ein Anschlussabschnitt 38b vorgesehen.
Der Kolben 34 ist im Gehäuse 32 in axialer Richtung des Gehäuses 32 frei gleitbeweglich Der Kolben 34 ist aus einem Kolbenkörper 34a und einer über einen Kolbenadapter 34b mit einem Kolbenkörper 34a verbundenen Kolbenstange 34c gebildet. Der Kolben 34 trennt den Innenraum des Gehäuses 32 in eine erste Kammer 42 auf der Seite des Obergehäuses 40 und eine zweite Kammer 44 auf der Seite des Untergehäuses 38. Die erste Kammer 42 ist ein Bereich, in den über im Gehäuse 32 ausgebildete Anschlüsse 46 die von der Luftversorgung als Antriebsquelle gelieferte Druckluft eingespeist wird, während die zweite Kammer 44 ein Bereich ist, in den bzw. aus dem Fluid ein- und ausströmt. Der Zylindermechanismus 30 ändert die Kapazität der zweiten Kammer 44 durch eine Betätigung der Antriebsquelle. Die zweite Kammer 44 kommuniziert mit dem Anschlussabschnitt 38b, so dass über den Anschlussabschnitt 38b Fluid in die bzw. aus der zweiten Kammer 44 ein- und ausströmen kann.
Der abgabeseitige Pufferabschnitt 22 ist mit einem (nicht gezeigten) Füllmengendetektor zum Erfassen der Füllmenge auf der Grundlage der Position des Kolbens 34 versehen. Der Füllmengendetektor kann aus einer beliebigen Komponente gebildet sein. Als Füllmengendetektor kann im Besonderen ein Automatikschalter verwendet werden, der mit dem Eintritt und Austritt eines (nicht gezeigten) am Kolben 34 vorgesehenen Magnets in einen/aus einem Erfassungsbereich Kontakte ein- und ausschaltet, wobei der Automatikschalter an einer oberen bzw. unteren Grenzposition des Bewegungsbereichs des Kolbens 34 vorgesehen sein kann. Alternativ dazu kann als Füllmengendetektor ein Drucksensor zum Erfassen des Innendrucks des abgabeseitigen Pufferabschnitts 22 verwendet werden. In diesem Fall können ein oberer und unterer Grenzwert für den Innendruck vorab festgelegt sein, und kann bestimmt werden, dass der Kolben 34 die obere Grenzposition erreicht hat, wenn der Innendruck den oberen Grenzwert erreicht hat, und dass der Kolben 34 die untere Grenzposition erreicht hat, wenn der Innendruck den unteren Grenzwert erreicht hat.
Der Abgabeabschnitt 24 ist aus einer Rotationsverdrängerpumpe gebildet. In dieser Ausführungsform ist der Abgabeabschnitt 24 aus einer sogenannten einachsigen Exzenterschneckenpumpe gebildet (siehe 4). Der Abgabeabschnitt 24 ist beispielsweise so aufgebaut, dass in einem Gehäuse 50 ein Rotor 52, ein Stator 54 und ein Kraftübertragungsmechanismus 56 angeordnet sind. Das Gehäuse 50 ist ein zylindrisches Element aus Metall mit einer ersten Öffnung 60 an einem Längsrichtungsende. Eine zweite Öffnung 62 ist am Außenumfang des Gehäuses 50 ausgebildet. Die zweite Öffnung 62 kommuniziert in einem in Längsrichtung mittigen Mittelteil 64 des Gehäuses 50 mit dem Innenraum des Gehäuses 50.
Die erste Öffnung 60 und zweite Öffnung 62 fungieren als Abgabe- bzw. Saugöffnung der einachsigen Exzenterschneckenpumpe, die den Abgabeabschnitt 24 bildet. Die erste Öffnung 60 fungiert als Abgabeöffnung und die zweite Öffnung 62 als Saugöffnung, wenn der Abgabeabschnitt 24 den Rotor 52 zu einer Drehung in einer positiven Richtung antreibt. Umgekehrt fungiert die erste Öffnung 60 als Saugöffnung und die zweite Öffnung 62 als Abgabeöffnung, um eine Reinigung des Innenraums etc. des Gehäuses 50 zu ermöglichen, wenn der Rotor 52 zur Wartung etc. in umgekehrter Richtung dreht.
Der Stator 54 ist ein Element mit einer im Wesentlichen kreiszylindrischen Außenkontur aus einem elastischen Material, z. B. Gummi, oder Harz. Die Innenumfangswand 66 des Stators 54 hat die Form eines ein- oder mehrgängigen Innengewindes mit n Gewindegängen. In dieser Ausführungsform hat der Stator 54 die Form eines mehrgängigen Innengewindes zwei Gewindegängen. Der Querschnitt eines Durchgangslochs 68 des Stators 54 hat an jeder Stelle in Längsrichtung des Stators 54 die Form eines im Wesentlichen länglichen Kreises oder Ovals (Öffnungsform).
Der Rotor 52 ist ein Wellenkörper aus Metall und hat die Form eines ein- oder mehrgängigen Außengewindes n-1 Gewindegängen. In dieser Ausführungsform hat der Rotor 52 die Form eines exzentrischen Außengewindes mit genau einem Gewindegang. Der Querschnitt des Rotors 52 hat an jeder Stelle in Längsrichtung im Wesentlichen die Form eines Kreises. Der Rotor 52 ist in dem Durchgangsloch 68 des oben beschriebenen Stators 54 aufgenommen und frei exzentrisch drehbar.
Wenn der Rotor 52 im Stator 54 aufgenommen ist, steht die Außenumfangswand 70 des Rotors 52 in einem engen Kontakt mit der Innenumfangswand 66 des Stators 54 an beiden Tangenten, wodurch zwischen der Innenumfangswand 66 des Stators 54 und der Außenumfangswand 70 des Rotors 52 Fluidförderwege (Hohlräume) geschaffen sind. Die Fluidförderwege 72 erstrecken sich wendelförmig in Längsrichtung des Stators 54 und Rotors 52.
Wenn sich der Rotor 52 in dem Durchgangsloch 68 des Stators 54 dreht, bewegen sich die Fluidförderwege 72 in Längsrichtung des Stators 54, wobei sie sich im Stator 54 drehen. Wenn sich der Rotor 52 dreht, kann daher an einem Ende des Stators 54 Fluid in die Fluidförderwege 72 angesaugt und das in den Fluidförderwegen 72 eingeschlossene Fluid in Richtung des anderen Endes des Stators 54 transportiert und dann an dem anderen Ende des Stators 54 abgegeben werden.
Der Kraftübertragungsmechanismus 56 dient zur Kraftübertragung von einem Antrieb 74 auf den oben beschriebenen Rotor 52. Der Kraftübertragungsmechanismus 56 weist einen Kraftübertragungsabschnitt 76 und einen Exzenterdrehabschnitt 78 auf. Der Kraftübertragungsabschnitt 76 ist an dem einen Ende in Längsrichtung des Gehäuses 50 vorgesehen. Der Exzenterdrehabschnitt 78 ist im Mittelteil 64 vorgesehen. Der Exzenterdrehabschnitt 78 verbindet den Kraftübertragungsabschnitt 76 mit dem Rotor 52 zur Kraftübertragung. Der Exzenterdrehabschnitt 78 weist eine Kupplungswelle 98 auf, die aus einer bekannten Kupplungsstange, Gewindestange, etc. gebildet ist. Der Exzenterdrehabschnitt 78 wird somit durch den Antrieb 74 angetrieben, um auf den Rotor 52 ein Drehmoment zu übertragen und dadurch Rotor 52 exzentrisch zu drehen.
Mit dem Gehäuse 50, das den oben beschriebenen Abgabeabschnitt 24 bildet, verbunden ist der abgabeseitige Andockabschnitt 26, wie es in 2 gezeigt ist. Der abgabeseitige Andockabschnitt 26 ist, wie in 2(c) und (d) gezeigt, so gestaltet, dass an einem abgabeseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 80 ein abgabeseitiger Verbinder 82 und Stifte 84 angeordnet sind. Der abgabeseitige Andockabschnitt-Hauptkörper 80 weist einen rechteckigen Verbindungsabschnitt 80b auf, der am Fußende eines kreiszylindrischen Rohrabschnitts 80a vorgesehen ist. Am Kopfende des Rohrabschnitts 80a ist ein Aufnahmeabschnitt 80c ausgebildet, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 aufgenommen ist. In dem Rohrabschnitt 80a ist ein Verbindungsweg 80d geschaffen, der vom Aufnahmeabschnitt 80c bis zum Verbindungsabschnitt 80b durchgängig ist. Der abgabeseitige Andockabschnitt-Hauptkörper 80 ist in der Weise am Gehäuse 50 angebracht, dass der Verbindungsweg 80d mit der in dem Abgabeabschnitt 24 ausgebildeten zweiten Öffnung 62 kommuniziert. An dem Außenumfang auf der Seite des Kopfendes des Rohrabschnitts 80a ist eine Dichtung 86, z. B. ein O-Ring, angeordnet.
Wie es später noch ausführlich beschrieben wird, bildet der abgabeseitige Verbinder 82 durch einen Zusammenschluss mit einem an der Befüllungsvorrichtung 100 vorgesehenen befüllungsseitigen Verbinder 134 den Verbindungsabschnitt 140 zum Verbinden der Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100. Der abgabeseitige Verbinder 82 ist in der Lage, den befüllungsseitigen Verbinder 134 während der Verbindung aufzunehmen, und ist als eine Buchse mit einer später noch ausführlich beschriebenen Struktur ausgeführt. Der abgabeseitige Verbinder 82 ist in dem im Rohrabschnitt 80a des abgabeseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 80 vorgesehenen Aufnahmeabschnitt 80c aufgenommen und kommuniziert mit dem Verbindungsweg 80d.
Die Stifte 84 bilden mit Verriegelungsnuten 144, die auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 ausgebildet sind, einen Trennungsverhinderungsmechanismus 150, der später noch ausführlich beschrieben wird. Die Stifte 84 dienen zur Ausrichtung der Abgabevorrichtung 20 nach der Befüllungsvorrichtung 100, wenn die Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100 verbunden wird, und verhindern eine Trennung der Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100. Die Stifte 84 sind so ausgebildet, dass sie auf der Seite des Fußendes des Rohrabschnitts 80a (auf der Seite des Verbindungsabschnitts 80b) im Wesentlichen rechtwinklig von der Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts 80a abstehen. Am Rohrabschnitt 80a sind zwei Stifte 84 in einem Umfangsabstand von im Wesentlichen 180° vorgesehen.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Abgabevorrichtung 20 an einem Manipulator 90, der mehrere Freiheitsgrade hat, z. B. einem sogenannten Knickarmroboter, angeordnet. Die Fluidabgabe von der durch den Manipulator 90 bewegten Abgabevorrichtung 20 auf verschiedene Komponenten etc. erfolgt daher nach einem vorgegebenen Fluidapplikationsschema. Die Abgabevorrichtung 20 wird durch den Manipulator 90 bewegt, wodurch der abgabeseitige Verbinder 82 an den später noch ausführlich beschriebenen befüllungsseitigen Verbinder 134 herangeführt und in Flucht mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 gebracht wird, um die Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100 zu verbinden. Die Abgabevorrichtung 20 kann in umgekehrter Vorgehensweise wieder von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt werden.
Bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform soll der abgabeseitige Verbinder 82 zur Fluidbefüllung der Abgabevorrichtung 20 ohne komplizierte Aktivitäten des Manipulators 90 zuverlässig an den befüllungsseitigen Verbinder 134 angefügt werden. Diesem Gesichtspunkt Rechnung tragend ist, wie in 1 und 2 gezeigt, bei dem Abgabesystem 10 der abgabeseitige Verbinder 82 so angeordnet, dass die axiale Richtung des abgabeseitigen Verbinders 82 (Ein- und Ausströmrichtung des Fluides) parallel zur axialen Richtung des Abgabeabschnitts 24 (in dem gezeigten Zustand im Wesentlichen parallel) ist.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist des Weiteren ein Arm des Manipulators 90 über die Halterung 28 an einer Stelle entlang der Achse des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem abgabeseitigen Verbinder 82 verbunden. Wie es in 9 gezeigt ist, ist der Abgabeabschnitt 24 somit im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, und wird die Abgabevorrichtung 20 zur Befüllungsvorrichtung 100 hin abgesenkt. Der abgabeseitige Verbinder 82 lässt sich daher ohne komplizierte Aktivitäten des Manipulators 90 an den befüllungsseitigen Verbinder 134 anfügen, um die beiden Verbinder miteinander zu verbinden, wodurch in diesem Zustand die Fluidbefüllung durchgeführt werden kann. Um den abgabeseitigen Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 ohne einen axialen Versatz zwischen den beiden Verbindung problemlos verbinden zu können, ist anzustreben, dass ein Abstand D von der Verbindungs- oder Schnittstelle zwischen der Abgabevorrichtung 20 und dem Manipulator 90 zu einer vertikalen Linie L, die durch die Mitte eines Sockels 90a des Manipulators 90 geht, so kurz als möglich ist.
Die Befüllungsvorrichtung 100 fungiert als eine Befüllungsstation zur Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid. Wie es in 1 und 5 gezeigt ist, weist die Befüllungsvorrichtung 100 einen befüllungsseitigen Pufferabschnitt 102 (Puffer), einen befüllungsseitigen Andockabschnitt 104 und ein Ventil 106 auf. Der befüllungsseitige Pufferabschnitt 102 ist vorgesehen, um eine mit der Verbindung und Trennung der Abgabevorrichtung 20 mit/von der Befüllungsvorrichtung 100 in Zusammenhang Schwankung des Drucks in der Befüllungsvorrichtung 100 zu puffern, wenn der Abgabeabschnitt 24 mit Fluid befüllt wird. Obwohl der befüllungsseitige Pufferabschnitt 102 aus einem Behälter, z. B. Tank, oder wie der oben beschriebene abgabeseitige Pufferabschnitt 22 dem Zylindermechanismus 30 gebildet sein kann, ist der befüllungsseitigen Pufferabschnitt 102 in dieser Ausführungsform aus einem Absorbermechanismus 110 gebildet, wie es in 6(d) gezeigt ist.
Der Absorbermechanismus 110 weist im Besonderen ein Gehäuse 112, einen Kolben 114 und eine Feder 116 auf und arbeitet durch die Federkraft der Feder 116. Das Gehäuse 112 ist ein kreiszylindrischer Rohrkörper und hat an seinem einen axialen Ende einen Verbindungsabschnitt 118. Der Kolben 114 ist im Gehäuse 112 in axialer Richtung frei gleitbeweglich. Der Kolben 114 ist aus einem Kolbenkörper 114a und einer mit dem Kolbenkörper 114a verbundenen Kolbenstange 114b gebildet. Der Kolbenkörper 114a unterteilt den Innenraum des Gehäuses 112 in eine erste Kammer 120 auf der einen Seite und eine mit dem Verbindungsabschnitt 118 kommunizierende zweite Kammer 122 auf der anderen Seite. Die Feder 116 ist in der zweiten Kammer 122 vorgesehen. Der Kolbenkörper 114a erfährt eine Vorspannung in Richtung zur ersten Kammer 120. Wenn über den Verbindungsabschnitt 118 Fluid einströmt, wird der Kolbenkörper 114a gegen die Vorspannkraft der Feder 116 in Richtung der zweiten Kammer 122 verdrängt, wodurch sich die erste Kammer 120 ausdehnt.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist der befüllungsseitige Andockabschnitt 104 aus einem mit einem befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 130 integral verbundenen Dichtraumbildungsabschnitt 132 gebildet. Wie es in 5(d) gezeigt ist, weist der befüllungsseitige Andockabschnitt-Hauptkörper 130 einen hohlen Aufnahmeabschnitt 130a und einen vom Aufnahmeabschnitt 130a aus nach oben ragenden Verbindungsabschnitt 130b auf. Der später noch ausführlich beschriebene befüllungsseitige Verbinder 134 ist im Aufnahmeabschnitt 130a integral aufgenommen. Am Außenumfang des Verbindungsabschnitts 130b ist eine Dichtung 136, z. B. ein O-Ring, angeordnet.
In dem befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 130 ist ein Verbindungsweg 130c geschaffen, der mit dem Aufnahmeabschnitt 130a kommuniziert. An den beiden Enden des Verbindungswegs 130c sind Verbindungsanschlüsse 130d und 130e ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 118 des befüllungsseitigen Pufferabschnitts 102 ist an den Verbindungsanschluss 130d angeschlossen. Das Ventil 106 ist an den Verbindungsanschluss 130e angeschlossen.
Der befüllungsseitige Verbinder 134 bildet durch den Zusammenschluss mit dem auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 vorgesehenen abgabeseitigen Verbinder 82 den Verbindungsabschnitt 140 zur Verbindung der Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100. Der befüllungsseitige Verbinder 134 ist als ein Stecker ausgeführt, mit dem der abgabeseitige Verbinder 82 verbunden wird. Obwohl die Struktur des befüllungsseitigen Verbinders 134 später noch ausführlich beschrieben wird, kann als befüllungsseitiger Verbinder 134 beispielsweise ein Verbinder mit einem (nicht gezeigten) Ventilmechanismus, z. B. einem Sperrventilmechanismus, verwendet werden. Der befüllungsseitige Verbinder 134 ist in dem Aufnahmeabschnitt 130a des befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 130 integral aufgenommen, wodurch er mit dem im befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 130 geschaffenen Verbindungsweg 130c kommuniziert. Am Außenumfang auf der Seite des Kopfendes des befüllungsseitigen Verbinders 134 ist eine Dichtung 134x, z. B. ein O-Ring, angeordnet.
Wie es in 5 gezeigt ist, ist der Dichtraumbildungsabschnitt 132 ein zylindrisches Element, das mit der Oberseite des oben beschriebenen befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 130 lösbar verbunden ist. Der Dichtraumbildungsabschnitt 132 ist im Besonderen durch Schrauben 138, die in einer Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten, sich in axialer Richtung erstreckenden Schraubenaufnahmelöchern 132a (vier in dieser Ausführungsform) aufgenommen und in am oberen Abschnitt des befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 130 ausgebildeten Gewindelöchern 130f befestigt sind, mit dem befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 130 integral verbunden. Beim Zusammenfügen des befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 130 und des Dichtraumbildungsabschnitts 132 wird ein Positionierstift 142 in ein (nicht gezeigten) Stiftloch am Boden des Dichtraumbildungsabschnitts 132 (auf der Seite des befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 130) und ein Stiftloch 130g, das an der Oberseite des befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 130 ausgebildet ist, eingefügt. Dadurch werden der befüllungsseitige Andockabschnitt-Hauptkörper 130 und der Dichtraumbildungsabschnitt 132 in der Weise miteinander verbunden, dass sie in Umfangsrichtung in einer definierten Weise räumlich nacheinander ausgerichtet sind. Die am Außenumfang des Verbindungsabschnitts 130b angeordnete Dichtung 136 dichtet einen Spalt zwischen dem befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 130 und dem Dichtraumbildungsabschnitt 132 ab.
Die Verriegelungsnuten 144 sind im oberen Abschnitt des den Dichtraumbildungsabschnitt 132 bildenden zylindrischen Körpers (an dem von dem befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 130 abgewandten Endabschnitt) ausgebildet. Die Verriegelungsnuten 144 bilden mit den auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 vorgesehenen Stiften 84 den Trennungsverhinderungsmechanismus 150. Der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 hält die Abgabevorrichtung 20 und Befüllungsvorrichtung 100 gegen eine Kraft, die bei der Fluidbefüllung von der Befüllungsvorrichtung 100 her in Richtung Abgabevorrichtung 20 wirkt, zusammen, so dass die Abgabevorrichtung 20 nicht von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt wird. Die Verriegelungsnuten 144 sind jeweils aus einem in einer Vorderansicht im Wesentlichen L-förmigen Schlitz gebildet, der einen in Richtung Stirnseite des Dichtraumbildungsabschnitts 132 offenen Schlitzabschnitt und einen von dem ersten Schlitzabschnitt aus in Umfangsrichtung des Dichtraumbildungsabschnitts 132 verlaufenden, weiteren Schlitzabschnitt gebildet. Der abgabeseitige Andockabschnitt 26 wird daher in einem Zustand, in dem die an dem abgabeseitigen Andockabschnitt 26 der Abgabevorrichtung 20 vorgesehenen Stifte 84 in Flucht mit den Verriegelungsnuten 144 gebracht sind, in den Dichtraumbildungsabschnitt 132 eingeführt und in Umfangsrichtung gedreht, um die Stifte 84 lösesicher in Eingriff mit den Verriegelungsnuten 144 zu bringen.
Am Außenumfang des Dichtraumbildungsabschnitts 132 ist ein (nicht gezeigter) Auslassanschluss ausgebildet. Der Auslassanschluss ist mit dem Dichtraumbildungsabschnitt 132 verbunden, um den Innenraum des Dichtraumbildungsabschnitts 132 mit der Außenumgebung zu verbinden. Wie es in 1 gezeigt ist, ist der Dichtraumbildungsabschnitt 132 über den Auslassanschluss mit einer Dekompressionsvorrichtung 148, z. B. einer Evakuierungspumpe, verbunden.
Die Fluidfördervorrichtung 160 pumpt Fluid aus einem Speicher 162, in dem Fluid gespeichert ist, heraus und transportiert es zur Befüllungsvorrichtung 100. Die Fluidfördervorrichtung 160 ist an das an der Befüllungsvorrichtung 100 vorgesehene Ventil 106 angeschlossen. Eine Steuerung der Fluidzufuhr zur Befüllungsvorrichtung 100 erfolgt damit durch ein Öffnen und Schließen des Ventils 106.
Die Steuerung 170 steuert jede Komponente des Abgabesystems 10, z. B. die Abgabevorrichtung 20, den Manipulator 90, die Befüllungsvorrichtung 100 und die Fluidfördervorrichtung 160. Die Steuerung 170 steuert die Aktivitäten, z. B. die Fluidabgabe von der Abgabevorrichtung 20, den Betrieb des Manipulators 90 und die Fluidbefüllung, die die Abgabevorrichtung 20 und Befüllungsvorrichtung 100 hauptsächlich ausführt.
[Arbeitsweise des Abgabesystems 10]
Im Folgenden wird mit Hilfe des in 7 gezeigten Ablaufdiagramms und des in 8 gezeigten Zeitdiagramms die Arbeitsweise des oben beschriebenen Abgabesystems 10, im Besonderen die Fluidbefüllung der Abgabevorrichtung 20, beschrieben. Bei dem Abgabesystem 10 wird die Abgabevorrichtung 20 in einem Schritt 1 betätigt, wodurch eine Fluidabgabe erfolgt. Nach der Aktivität der Abgabevorrichtung 20 geht der Steuerprozess zu einem Schritt 3, wenn die Steuerung 170 in einem Schritt 2 bestimmt, dass eine Anforderung nach einer Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid vorliegt. Die Bestimmung, ob eine Anforderung nach einer Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid vorliegt, kann auf der Grundlage verschiedener Kriterien erfolgen. Beispielsweise kann für den Fall, dass ein (nicht gezeigter) Drucksensor zum Erfassen des Innendrucks des an der Abgabevorrichtung 20 vorgesehenen abgabeseitigen Pufferabschnitts 22 einen Druck unter einem vorgegebenen Wert erfasst, bestimmt werden, dass der Kolben 34 in dem abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 die untere Grenzposition erreicht hat, so dass eine Fluidbefüllung angefordert wird. Alternativ dazu kann für den Fall, dass als Füllmengendetektor ein Automatikschalter verwendet wird, der in Abhängigkeit von der Position des Kolbens 34 ein-/ausschaltet, auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Automatikschalters bestimmt werden, dass eine Anforderung nach einer Fluidbefüllung vorliegt, wenn festgestellt wird, dass der Kolben 34 die untere Grenzposition erreicht hat.
Nachdem im Schritt 2 bestimmt worden ist, dass eine Anforderung nach einer Fluidbefüllung vorliegt, und die Steuerung zum Schritt 3 gegangen ist, bewegt der Manipulator 90 die Abgabevorrichtung 20 anschließend zur Befüllungsvorrichtung 100 hin, wie es in 9(a) und (c) gezeigt ist. Dann wird der Rohrabschnitt 80a des auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 vorgesehenen abgabeseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 80 von oben her in den auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 vorgesehenen zylindrischen Dichtraumbildungsabschnitt 132 eingeführt. In diesem Stadium (Schritt 3), liegt ein Zustand vor, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 noch nicht mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden ist. In diesem Zustand ist ein Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Rohrabschnitts 80a und der Innenumfangsfläche des Dichtraumbildungsabschnitts 132 am oberen Ende des Dichtraumbildungsabschnitts 132 durch die am Außenumfang des Rohrabschnitts 80a angeordnete Dichtung 86 abgedichtet. Andererseits ist ein Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 130b und der Innenumfangsfläche des Dichtraumbildungsabschnitts 132 am unteren Ende des Dichtraumbildungsabschnitts 132 durch die am Außenumfang des Verbindungsabschnitts 130b angeordnete Dichtung 136 abgedichtet. Daher ist im Zustand des Schritts 3 in dem Dichtraumbildungsabschnitt 132 ein Dichtraum 135 geschaffen, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 und der befüllungsseitige Verbinder 134 in einem noch nicht miteinander verbundenen Zustand angeordnet sind.
Sobald im Dichtraumbildungsabschnitt 132, wie oben geschildert, der Dichtraum 135 geschaffen ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 4. Im Schritt 4 wird die an eine Abgabeöffnung 146 des Dichtraumbildungsabschnitts 132 angeschlossene Dekompressionsvorrichtung 148 betätigt, um eine Evakuierung einzuleiten und den Dichtraum 135 im Wesentlichen zu evakuieren. Zu beachten gilt, dass die Erfassung des Verbindungszustands zwischen dem Rohrabschnitt 80a und dem Dichtraumbildungsabschnitt 132, wodurch die Einleitung der Evakuierung ausgelöst wird, auf verschiedene Weise erfolgen kann. Im Besonderen kann in der Nähe der Befüllungsvorrichtung 100 ein (nicht gezeigter) Evakuierungsgrenzschalter vorgesehen sein, der erfasst, ob der Rohrabschnitt 80a in den Dichtraumbildungsabschnitt 132 eingeführt ist. Auf der Grundlage eines von dem Evakuierungsgrenzschalter ausgegebenen Signals kann die Steuerung 170 bestimmen, dass der Rohrabschnitt 80a in den Dichtraumbildungsabschnitt 132 eingeführt und der Dichtraum 135 ausgebildet ist.
Wenn nach der Einleitung der Evakuierung im Schritt 4 in einem Schritt 5 ein (nicht gezeigter) Vakuumsensor, der den Vakuumgrad im Dichtraum 135 erfasst, bestätigt, dass der Vakuumgrad einen Sollwert erreicht hat, geht der Steuerprozess zu einem Schritt 6. Im Schritt 6 steuert die Steuerung 170 die Aktivität des Manipulators 90 so, dass die Abgabevorrichtung 20 in axialer Richtung des abgabeseitigen Verbinders 82 an die Befüllungsvorrichtung 100 heranbewegt wird. Dabei gibt die Steuerung 170 an den Manipulator 90 ein Signal (Geschwindigkeitssteuersignal) aus, durch das die Geschwindigkeit der Abgabevorrichtung 20 in der Weise gesteuert wird, dass sich die Abgabevorrichtung 20 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit V1 der Befüllungsvorrichtung 100 nähert. Wie es in 9(b) und (d) gezeigt ist, wird dadurch der abgabeseitige Verbinder 82 im Dichtraum 135 mit der Geschwindigkeit V1 an den befüllungsseitigen Verbinder 134 herangeführt, wodurch die beiden Verbinder 82 und 134 (Verbindungsabschnitt 140) miteinander verbunden werden.
Sobald der Verbindungsabschnitt 140 den Verbindungszustand erreicht hat, wird in einem Schritt 7 der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 verriegelt. Wenn der abgabeseitige Verbinder 82 im Schritt 6 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden wird, bewegen sich im Besonderen auch die am Außenumfang des abgabeseitigen Andockabschnitt-Hauptkörpers 80 vorgesehenen Stifte 84 in der axialen Richtung des Dichtraumbildungsabschnitts 132, wodurch sie in die am Dichtraumbildungsabschnitt 132 ausgebildeten Verriegelungsnuten 144 eindringen, wie es in 10(a) gezeigt ist. Wenn im Schritt 7 der Manipulator 90, wie gezeigt, die Abgabevorrichtung 20 in Umfangsrichtung des Dichtraumbildungsabschnitts 132 dreht, dreht sich die Abgabevorrichtung 20 und bewegen sich die Stifte 84 entlang der Verriegelungsnuten 144 und kommen die Stifte 84 mit den Verriegelungsnuten 144 in Eingriff, wie es in 10(b) gezeigt ist. Dadurch wird der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 verriegelt und die Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100 verbunden. Dass sich die Stifte 84 den Enden der Verriegelungsnuten 144 genähert haben und der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 verriegelt ist, lässt sich auf verschiedene Weise feststellen. Im Besonderen kann in der Nähe der Befüllungsvorrichtung 100 ein (nicht gezeigter) Andockbeendigungsgrenzschalter vorgesehen sein, der erfasst, ob die Abgabevorrichtung 20 soweit gedreht wird, dass die Stifte 84 an das Ende der Verriegelungsnut 144 herangeführt sind. Auf der Grundlage eines von dem Andockbeendigungsgrenzschalter ausgegebenen Signals kann festgestellt werden, ob die Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100 verbunden und der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 verriegelt ist.
Sobald der oben geschilderte Verbindungsprozess des Verbindungsabschnitts 140 fertiggestellt und der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 verriegelt ist, wird in einem Schritt 8 die Dekompressionsvorrichtung 148 gestoppt, um die Evakuierung zu beenden. Dann geht die Steuerung zu einem Schritt 9, in dem die Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid von der Befüllungsvorrichtung 100 gestartet wird. Im Besonderen wird im Schritt 9 das an der Befüllungsvorrichtung 100 vorgesehene Ventil 106 geöffnet und das von der Fluidfördervorrichtung 160 gepumpte Fluid über den aus dem abgabeseitigen Verbinder 82 und befüllungsseitigen Verbinder 134 gebildeten Verbindungsabschnitt 140 in Richtung der Abgabevorrichtung 20 geleitet. In dieser Ausführungsform wird das Ventil 106 demnach auf der Grundlage desjenigen Kriteriums, dass in dem oben beschriebenen Schritt 7 der Andockbeendigungsgrenzschalter die Verbindung der Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung festgestellt hat, und desjenigen weiteren Kriteriums, dass die Evakuierung im Schritt 8 beendet ist, geöffnet. Das auf die Seite der Abgabevorrichtung 20 geleitete Fluid wird über den abgabeseitigen Andockabschnitt 26 in das Gehäuse 50 des Abgabeabschnitts 24 eingespeist. Wie oben geschildert, sind dabei an der Abgabevorrichtung 20 bzw. der Befüllungsvorrichtung 100 der abgabeseitige Pufferabschnitt 22 und der befüllungsseitige Pufferabschnitt 102 vorgesehen. Somit kann eine mit der Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid von der Befüllungsvorrichtung 100 einhergehende Innendruckschwankung gepuffert werden, und wird der Druck in der Abgabevorrichtung 20 und in der Befüllungsvorrichtung 100 in der Nähe des atmosphärischen Drucks niedrig gehalten.
Nachdem die Fluidbefüllung, wie oben geschildert, eingeleitet wurde, geht der Steuerprozess zu einem Schritt 10, in dem die Steuerung 170 bestimmt, ob die Seite der Abgabevorrichtung 20 bereits aufgefüllt ist. Die Feststellung, ob die Abgabevorrichtung 20 genügend oder vollständig mit Fluid befüllt ist, kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Dass die Fluidbefüllung genügt oder vollständig ist und keine Anforderung nach einer Befüllung mehr vorliegt, kann im Besonderen auf der Grundlage des Kriteriums bestimmt werden, dass der (nicht gezeigte) Drucksensor, der den Innendruck des abgabeseitigen Pufferabschnitts 22 der Abgabevorrichtung 20 erfasst, feststellt, dass der Druck über einem vorgegebenen Wert liegt. Des Weiteren kann für den Fall, dass als Füllmengendetektor ein Automatikschalter verwendet wird, der in Abhängigkeit von der Position des Kolbens 34 ein-/ausschaltet, bestimmt werden, dass eine Anforderung nach einer Fluidbefüllung nicht mehr vorliegt, wenn der Kolben 34 den an der oberen Grenzposition liegenden Erfassungsbereich des Automatikschalters erreicht hat und der Automatikschalter an der oberen Grenzposition einschaltet.
Nachdem im Schritt 10 bestimmt worden ist, dass die Abgabevorrichtung 20 mit Fluid aufgefüllt ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 11, in dem das Ventil 106 wieder geschlossen wird. Damit ist die Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid von der Befüllungsvorrichtung 100 beendet. Sobald die Fluidbefüllung beendet ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 12, in dem der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 gelöst wird. Im Besonderen wird der Manipulator 90 in der Weise betätigt, dass er die Abgabevorrichtung 20 in eine Richtung gegensinnig zum Schritt 7, in dem der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 verriegelt wird, betätigt, und die Abgabevorrichtung 20 in axialer Richtung von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt oder entfernt in einem Schritt 1. Sobald die Stifte 84 außer Eingriff mit den Verriegelungsnuten 144 sind, ist der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 entriegelt.
Nachdem die Entriegelung des Trennungsverhinderungsmechanismus 150 beendet ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 13. Im Schritt 13 wird die Abgabevorrichtung 20 weiter in einer Richtung bewegt, in der sie sich von der Befüllungsvorrichtung 100 axial entfernt. Dabei gibt die Steuerung 170 an den Manipulator 90 das Signal (Geschwindigkeitssteuersignal) zur Steuerung der Geschwindigkeit in der Weise aus, dass sich die Abgabevorrichtung 20 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit V2 von der Befüllungsvorrichtung 100 entfernt. Diese Trenngeschwindigkeit V2 ist so groß wie oder kleiner als die Verbindungsgeschwindigkeit V1 in dem oben beschriebenen Schritt 6 (|V1| ≥ |V2|). Der abgabeseitige Verbinder 82 entfernt sich somit von dem befüllungsseitigen Verbinder 134 mit der Geschwindigkeit V2 gleich wie oder kleiner als die Geschwindigkeit während des Verbindungsprozesses, wodurch der abgabeseitige Verbinder 82 sich zur Trennung von dem befüllungsseitigen Verbinder 134 von diesem entfernt. Damit ist die Reihe der Prozessschritte beendet.
[Genaue Struktur des Verbindungsabschnitts 140]
Der Verbindungsabschnitt 140 ist, wie bereits erwähnt, aus dem abgabeseitigen Verbinder 82 und dem befüllungsseitigen Verbinder 134 gebildet. Im Folgenden wird die Struktur des abgabeseitigen Verbinders 82 und des befüllungsseitigen Verbinders 134, die den Verbindungsabschnitt 140 bilden, sowie die Größe eines dazwischen bestehenden Spiels beschrieben.
Als abgabeseitiger Verbinder 82 wird, wie in 11 gezeigt, eine Buchse verwendet. Der abgabeseitige Verbinder 82 weist im Besonderen einen Zylinder 82a, einen Kanalbildungsabschnitt 82b und einen in axialer Richtung gleitbeweglichen Kolben 82c (Bewegungselement) auf. Der Zylinder 82a ist ein zylindrisches Element mit einem Öffnungsdurchmesser, der zulässt, dass ein Steckabschnitt 134f des oben beschriebenen befüllungsseitigen Verbinders 134 eingeführt wird. Der Kanalbildungsabschnitt 82b ist im Wesentlichen koaxial zum Zylinder 82a angeordnet. In dem Kanalbildungsabschnitt 82b ist ein Kanal 82d ausgebildet. Der Endabschnitt des Kanals 82d hat an der Außenseite des Kanalbildungsabschnitts 82b eine Öffnung.
Der Kolben 82c ist im Wesentlichen koaxial zum Zylinder 82a und dem Kanalbildungsabschnitt 82b angeordnet. Der Kolben 82c ist entlang der Oberfläche des Kanalbildungsabschnitts 82bb gleitbeweglich. Der Kolben 82c erfährt durch eine Feder 82e eine Vorspannung in axialer Richtung des Zylinders 82a und des Kanalbildungsabschnitts 82b in Richtung Kopfende. Die Öffnung am Endabschnitt des in dem Kanalbildungsabschnitt 82b ausgebildeten Kanals 82d ist durch die Innenumfangsfläche des Kolbens normal geschlossen. Wirkt andererseits eine Druckkraft auf den Kolben 82c in einer Richtung gegensinnig zur Vorspannrichtung der Feder 82e, gleitet der Kolben 82c in axialer Richtung in Richtung Fußende.
Der abgabeseitige Verbinder 82 lässt eine Verschiebung des Kolbens 82c gegen die Vorspannkraft der Feder 82e in Richtung Fußende von der Mündungsöffnung des Kanals 82d her zu, um den Kanal 82d zu öffnen. Wenn sich der Kolben 82c durch die Vorspannkraft zum Kopfende hin bewegt, wird der Kanal 82d geschlossen. Der Kolben 82c bewegt sich daher nicht innerhalb des Kanals 82d sondern außerhalb des Kanal 82ds. Selbst wenn der Kolben 82c in axialer Richtung gleitet, um den Kanal 82d zu öffnen und zu schließen, ändert sich daher die Kapazität des Kanals 82d nicht.
Wie es in 11 gezeigt ist, hat der befüllungsseitige Verbinder 134 einen Kolben (134b (Bewegungselement), der in einem Zylinder 134a in axialer Richtung gleitbeweglich ist. Der Zylinder 134a ist in axialer Richtung im Querschnitt in Richtung Kopfende konvex ausgebildet und hat auf der Seite seines Kopfendes den Steckabschnitt 134f. An der Innenumfangsseite des Zylinders 134a ist eine Aussparung 134d ausgebildet, die einen Kanal 134c zwischen der Innenumfangsseite des Zylinders 134a und der Außenumfangsseite des Kolbens 134b bildet. Der Kanal 134c kommuniziert mit dem Verbindungsweg 80d. Der Kolben 134b erfährt durch eine Feder 134e eine Vorspannung in axialer Richtung des Zylinders 134a in Richtung Kopfende. Wenn auf den Kolben 134b eine Druckkraft wirkt in eine Richtung gegensinnig zur Vorspannrichtung der Feder 134e, gleitet der Kolben 134b in axialer Richtung in Richtung Kopfende, um den Kanal 134c zu öffnen und zu schließen. Der Kolben 134b bewegt sich daher nicht innerhalb des Kanals 134d sondern außerhalb des Kanals 134d. Selbst wenn der Kolben 134b in axialer Richtung gleitet, um den Kanal 134c zu öffnen und zu schließen, ändert sich daher die Kapazität des Kanals 134c nicht.
Wenn der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden ist, kommunizieren die Kanäle 82d und 134c miteinander. Zum Verbinden des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 wird im Besonderen der Steckabschnitt 134f des befüllungsseitigen Verbinders 134 im Zylinder 82a des abgabeseitigen Verbinders 82 aufgenommen. D. h., dass der Zylinder 82a des abgabeseitigen Verbinders 82 als eine Aufnahme zum Aufnehmen des Steckabschnitts 134f des befüllungsseitigen Verbinders 134 fungiert. Wie es in 11(b) gezeigt ist, wird, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden wird, dabei der Kolben 82c auf der Seite des abgabeseitigen Verbinders 82 von dem Steckabschnitt 134f verdrängt. Der Kolben 82c gleitet daher in eine Richtung gegensinnig zur Vorspannrichtung der Feder 82e. Andererseits wird der auf der Seite des befüllungsseitigen Verbinders 134 vorgesehene Kolben 134b in axialer Richtung durch den Kopfendabschnitt des Kanalbildungsabschnitts 82b auf der Seite des abgabeseitigen Verbinders 82 verdrängt. Der Kolben 134b gleitet daher in eine Richtung gegensinnig zur Vorspannrichtung der Feder 134e.
Wird der oben geschilderte Vorgang des Einführens des Steckabschnitts 134f des befüllungsseitigen Verbinders 134 in den Zylinder 82a des abgabeseitigen Verbinders 82 fortgesetzt, werden die durch die Kolben 82c und 134d geschlossenen Mündungsöffnungen der Kanäle 82d und 134c geöffnet, wodurch die Kanäle 82d und 134c miteinander kommunizieren, wie es in 11(c) gezeigt ist. Obwohl die Kolben 82c und 134b während des Prozesses, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden wird, arbeiten, bleibt eine Schwankung der Kapazität der Kanäle 82d und 134c aus. Auch dann, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 von dem befüllungsseitiger Verbinder 134 entfernt (getrennt) wird, bleibt eine Schwankung der Kapazität der Kanäle 82d und 134c aus, weil der oben beschriebene Vorgang lediglich umkehrt erfolgt. Ungeachtet dessen, dass der abgabeseitige Verbinder 82 mit/von dem befüllungsseitige Verbinder 134 verbunden und getrennt wird, unterbleibt daher eine mit einer Kapazitätsschwankung etc. der Kanäle 82d und 134c verbundene Fluiddruckschwankung. Nachteile, wie z. B. dass beim Verbinden und Trennen des abgabeseitigen Verbinders 82 mit/von dem befüllungsseitigen Verbinder 134 der Fluiddruck ansteigt und Fluid austritt, oder dass der Fluiddruck in einen Unterdruckbereich absinkt und Luftblasen entstehen, lassen sich daher verhindern.
Als Nächstes wird das Spiel zwischen dem abgabeseitigen Verbinder 82 und dem befüllungsseitigen Verbinder 134 beschrieben. Das Spiel zwischen dem abgabeseitigen Verbinder 82 und dem befüllungsseitigen Verbinder 134 soll so ausgelegt und bestimmt sein, dass ein Verschleiß beider Verbinder minimiert wird. Des Weiteren soll das Spiel in Abhängigkeit von den Eigenschaften des in dem Abgabesystem 10 zu hantierenden Fluides ausgelegt und bestimmt sein.
Wenn gemäß 13(a) der Innendurchmesser des abgabeseitigen Verbinders 82 ”a”, der Außendurchmesser einer am Kopfende des befüllungsseitigen Verbinders 134 angeordneten Dichtung 134x, z. B. eines O-Rings, ”b”, der Außendurchmesser des befüllungsseitigen Verbinders 134 ”c” und das Spiel zwischen dem abgabeseitigen Verbinder 82 und dem befüllungsseitigen Verbinder 134 ”d” ist, so sind im Besonderen folgende Beziehungen: c < a und (a – c) = 2d zu erfüllen. Des Weiteren muss die Beziehung: b > a erfüllt sein, damit die Dichtung 134x normal ihre Dichtfunktion erfüllen kann. Um den Verschleiß des abgabeseitigen Verbinders 82 und befüllungsseitigen Verbinders 134 zu reduzieren, muss das Spiel ”d” wenigstens einen positiven Wert (d > 0) haben.
Wenn das im Abgabesystem 10 hantierte Fluid Feststoffteilchen enthält, können sich die Feststoffteilchen in dem Spiel fangen. Wenn in den Feststoffteilchen Teilchen größer als das Spiel ”d” enthalten sind, kann dies leicht zu einen Verschleiß des abgabeseitigen Verbinders 82 und befüllungsseitigen Verbinders 134 führen.
Um das oben geschilderte Problem zu lösen, soll das Spiel ”d” der Feststoffteilchen-Größenverteilung der Feststoffteilchen Rechnung tragend ausgelegt sein. Ein Verschleiß des abgabeseitigen Verbinders 82 und befüllungsseitiger Verbinders 134 lässt sich im Besonderen dadurch reduzieren, dass das Spiel ”d” so groß ist wie oder größer als ein Median C (siehe 13(b)).
Alternativ dazu kann als Index für die Auslegung des Spiels ”d” auf der Grundlage der Feststoffteilchen-Größenverteilung der Feststoffteilchen anstelle des oben erwähnten Medians C der in 13(b) gezeigte Modus-Durchmesser M, der in 13(c) gezeigte Median-Durchmesser d50 oder der mittlere (durchschnittliche) Durchmesser Av verwendet, und das Spiel ”d” auf einen Wert so groß wie oder größer als der Indexwert (Durchmesser) gesetzt werden. Alternativ dazu kann als Index für die Auslegung des Spiels ”d” auf der Grundlage der Feststoffteilchen-Größenverteilung der Feststoffteilchen der größte Wert des Medians C, Modus-Durchmessers M, Median-Durchmessers d50 und mittleren Durchmessers Av verwendet, und das Spiel ”d” auf einen Wert so groß wie oder größer als der Indexwert (Durchmesser) gesetzt werden. Dadurch wird die Feststoffteilchen-Größenverteilung hinsichtlich des Medians C, Modus-Durchmessers M, Median-Durchmessers d50 und mittleren Durchmessers Av umfassend evaluiert und eine Optimierung des Spiels ”d” erreicht. Eine weitere Reduzierung eines Verschleißes des abgabeseitigen Verbinders 82 und befüllungsseitigen Verbinders 134 wird daher zuverlässig ermöglicht.
Wenn eine Standardabweichung der Feststoffteilchen-Größenverteilung des Fluides σ ist, kann das Spiel ”d” auch auf einen Wert n·σ oder einen größeren Wert, der einem vorgegebenen Vielfachen der Standardabweichung σ entspricht, gesetzt sein. Der oben erwähnte Verschleiß lässt sich im Besonderen dann vermeiden, wenn das Spiel ”d” so groß ist wie oder größer als die Korngröße, die +6σ entspricht. Die Feststoffteilchen-Größenverteilung des Fluides wird kaum eine normale Verteilung sein. Daher wird der Median C mit der Korngröße entsprechend n·σ verglichen und das Spiel ”d” so gesetzt, dass es so groß ist wie oder größer als die größere Korngröße, um den oben erwähnten Verschleiß zuverlässiger zu reduzieren.
Als eine Maßnahme zur Reduzierung eines Verschleißes des abgabeseitigen Verbinders 82 und befüllungsseitigen Verbinders 134 ist es von Vorteil, wenn die Harte der(den) Oberfläche(n) des abgabeseitigen Verbinders 82 und/oder befüllungsseitigen Verbinders 134, im Besonderen eines Abschnitts (entsprechend den Gleitelementen 82y und 134y in dem oben beschriebenen Beispiel), der bei der Verbindung und Trennung eine Gleitbewegung ausführt, größer ist als die Härte der Feststoffteilchen. Weiter lässt sich der oben erwähnte Verschleiß noch zuverlässiger verhindern, wenn das Spiel ”d” der Feststoffteilchen-Größenverteilung der Feststoffteilchen und die Harte der Gleitelemente 82y und 134y der Härte der Feststoffteilchen Rechnung tragend ausgelegt sind. In dieser Ausführungsform ist die Härte der Gleitelemente 82y und 134y so groß wie oder größer als die Härte der Feststoffteilchen.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform das Spiel ”d”, das vorliegt, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden wird, der Feststoffteilchen-Größenverteilung der Feststoffteilchen, die das Fluid bilden, Rechnung tragend ausgelegt. Im Besonderen ist es unter Berücksichtigung des Medians C, des Modus-Durchmessers M, des Median-Durchmessers d50, des mittleren Durchmessers Av oder des n·σ-Werts, der einem vorgegebenen Vielfachen der Standardabweichung σ entspricht, der Feststoffteilchen-Größenverteilung bestimmt. Gemäß dem oben beschriebenen Abgabesystem 10 lässt sich auch dann, wenn das zu hantierende Fluid Feststoffteilchen enthält, ein auf Feststoffteilchen zurückzuführender Verschleiß des abgabeseitigen Verbinders 82 und befüllungsseitigen Verbinders 134 minimieren.
Wie oben beschrieben, kann bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform der abgabeseitige Verbinder 82 durch eine Relativbewegung des abgabeseitigen Verbinders 82 in Richtung der Achslinie N des befüllungsseitigen Verbinders 134 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden werden. Das Abgabesystem 10 ist somit so aufgebaut, dass eine Schnittstelle X zwischen dem Manipulator 90 und der Abgabevorrichtung 20 auf der Achslinie N liegt, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden wird. Durch eine im Wesentlichen geradlinige Bewegung (in der Ausführungsform in Aufwärts- und Abwärtsrichtung) des Manipulators 90 kann daher die Schnittstelle X, die der Angriffspunkt einer äußeren Kraft ist, wenn die beiden Verbinder miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden, im Wesentlichen in Flucht mit der Achslinie N bewegt (abgesenkt) werden. D. h., dass der abgabeseitige Verbinder 82 durch eine Betätigung des Manipulators 90 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 dadurch verbunden werden kann, dass die äußere Kraft in Richtung der Achslinie N auf der Achslinie N des befüllungsseitigen Verbinders 134 wirkt und der abgabeseitige Verbinder 82 relativ zu dem befüllungsseitigen Verbinder 134 entlang der Achslinie N bewegt wird. Daher lassen sich die beiden Verbinder 82 und 134 miteinander verbinden und voneinander trennen, ohne einen Verschleiß zu verursachen, wenn die Verbinder 82 und 134 miteinander verbunden und voneinander getrennt werden.
Wie oben beschrieben ist bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform das Spiel „d”, das gebildet wird, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden wird, der Feststoffteilchen-Größenverteilung der Feststoffteilchen, die das Fluid bilden, Rechnung tragend ausgelegt. Das Spiel „d” kann im Besonderen auf der Grundlage des Medians C, des Modus-Durchmessers M, des Median-Durchmessers d50 oder des mittleren Durchmessers Av der Feststoffteilchen-Größenverteilung oder auf der Grundlage des n·σ-Werts, der einen vorgegebenen Vielfachen der Standardabweichung σ entspricht, ausgelegt werden. Gemäß dem oben beschriebenen Abgabesystem 10 lässt sich daher selbst dann, wenn ein Fluid, das Feststoffteilchen enthält, eingesetzt wird, ein Verschleiß des abgabeseitigen Verbinders 82 und befüllungsseitigen Verbinders 134 aufgrund eines Einflusses der Feststoffteilchen minimieren.
Durch die oben beschriebene Verwendung des größten Werts aus dem Medians C, des Modus-Durchmessers M, des Median-Durchmessers d50 und des mittleren Durchmessers Av der Feststoffteilchen-Größenverteilung als einen Referenzwert wird das Spiel ”d” so bestimmt, dass es so groß ist wie oder größer als der Referenzwert. Auf diese Weise wird die Feststoffteilchen-Größenverteilung unter verschiedenen Blickwinkel umfassend evaluiert und das Spiel optimiert. Ähnlich dazu lässt sich die Feststoffteilchen-Größenverteilung verschieden evaluieren und das Spiel optimieren, wenn das Spiel ”d” auf eine Größe so groß wie oder größer als die Korngröße des Größeren des Medians C und des n·σ-Werts der Feststoffteilchen-Größenverteilung gesetzt wird.
Wie oben geschildert, ist bei dem Abgabesystem der Ausführungsform der befüllungsseitige Verbinder 134 der Befüllungsvorrichtung 100 als Steckseite (männlich) und der abgabeseitige Verbinder 82 der Abgabevorrichtung 20 als Buchsen- oder Aufnahmeseite (weiblich) ausgeführt. Dadurch wird die während der Fluidbefüllung der Abgabevorrichtung 20 an dem abgabeseitigen Verbinder 82 anhaftende Fluidmenge minimiert. Daher lassen sich Nachteile, wie z. B. dass an dem abgabeseitigen Verbinder 82 anhaftendes Fluid unerwartet auf ein Werkstück etc., auf das das Fluid abgegeben wird, fällt oder dort hängen bleibt, reduzieren.
Da die Dichtung 134x, wie oben beschrieben, am Außenumfang des befüllungsseitigen Verbinders 134 vorgesehen ist, darf des Weiteren davon ausgegangen werden, dass am Innenumfang des abgabeseitigen Verbinders 82 anhaftendes Fluid durch die Dichtung 134x abgestreift wird, wenn die Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt oder entfernt wird, nachdem die Abgabevorrichtung 20 mit Fluid von der Befüllungsvorrichtung 100 befüllt wurde. Daher lässt sich die nach der Fluidbefüllung der Abgabevorrichtung 20 an dem abgabeseitigen Verbinder 82 anhaftende Fluidmenge weiter reduzieren.
Des Weiteren ist das Abgabesystem dieser Ausführungsform so aufgebaut, dass die Zylinder 82a und 134a außerhalb der fluiddurchströmten Kanälen 82d und 134d im abgabeseitigen Verbinder 82 bzw. befüllungsseitigen Verbinder 134 arbeiten. Daher lässt sich auch dann, wenn der abgabeseitige Verbinder mit/von dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden und getrennt wird, eine Kapazitätsschwankung der fluiddurchmströmten Kanäle 82d und 134d reduzieren. Daher lässt sich eine Fluidleckage reduzieren, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 mit/von dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden und getrennt wird.
Wie oben geschildert, wird bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform eine Steuerung, die das Ventil 106 (Fluidzufuhrsteuerung) öffnet, in der Weise durchgeführt, dass eine Fluidzufuhr von der Fluidfördervorrichtung 160 ermöglicht wird, nachdem ein Verbindungszustandsdetektor die Verbindung der Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100 festgestellt hat. Dadurch lässt sich eine Fluidleckage, die auf den Einfluss eines von der Seite der Fluidfördervorrichtung 160 her wirkenden Drucks zurückzuführen ist, wenn die Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung 100 verbunden wird, reduzieren.
Des Weiteren weist in der obigen Ausführungsform die Befüllungsvorrichtung 100 den befüllungsseitigen Andockabschnitt 104 und das Ventil 106 auf, wobei der befüllungsseitige Andockabschnitt 104 den Verbindungsweg 130c aufweist, der mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 kommuniziert, und das Ventil 106 mit dem Verbindungsweg 130c verbunden ist. Dadurch lässt sich verhindern, dass der befüllungsseitige Andockabschnitt 104 durch die Öffnungs- und Schließsteuerung des Ventils 106 einem hohen Druck ausgesetzt wird. Obwohl diese Ausführungsform ein Beispiel ist, in dem die Befüllungsvorrichtung 100 das angebaute Ventil 106 aufweist, gilt zu beachten gilt, dass die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt ist, und das Ventil 106 in Fluidströmungsrichtung auch stromaufwärts des befüllungsseitigen Verbinders 134, z. B. in der Mitte der Leitung, die die Befüllungsvorrichtung 100 mit der Fluidfördervorrichtung 160 verbindet, angeordnet sein kann.
Bei dem oben beschriebenen Abgabesystem 10 wird das Ventil 106 geschlossen, um die Fluidzufuhr von der Fluidfördervorrichtung 160 zu verhindern, sobald erfasst ist, dass die Füllmenge der Abgabevorrichtung 20 eine vorgegebene Menge überschritten hat. Dadurch lässt sich eine unerwartete Fluidleckage verhindern, wenn die Abgabevorrichtung 20 nach der Fluidbefüllung wieder von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt wird.
Wie oben geschildert, findet bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform der Verbindungsprozess, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 zur Fluidbefüllung mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 verbunden wird, in dem Dichtraum 135 statt, der durch die Dekompressionsvorrichtung 148 auf einen Unterdruck dekomprimiert wurde. Dadurch lässt sich die Wahrscheinlichkeit für den Eintritt von Luft in die Abgabevorrichtung 20 und Befüllungsvorrichtung 100 während des Verbindungsprozesses reduzieren. Gemäß dem Abgabesystem 10 lässt sich daher eine auf eine Luftzufuhr zurückzuführende schlechtere Fluidabgabe minimieren. Obwohl das Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform ein Beispiel ist, in dem der Dichtraum 135 durch die Dekompressionsvorrichtung 148 auf einen Unterdruck dekomprimierbar ist, gilt zu beachten, dass die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt ist. Für den Fall, dass eine auf den Eintritt von Luft zurückzuführende Verschlechterung der Fluidabgabe etc. nicht zu beachten ist, können Strukturen, wie z. B. der Dichtraumbildungsabschnitt 132, der den Dichtraum 150 bildet, und die Dekompressionsvorrichtung 148, daher auch weggelassen werden. In diesem Fall wird in dem oben beschriebenen Schritt 9 das die Beendigung der Evakuierung (Schritt 8) betreffende Kriterium von dem Kriterium, dass das Ventil 106 geöffnet wird, um die Fluidzufuhr einzuleiten, weggelassen, und kann das Ventil 106 geöffnet werden, wenn das Kriterium erfüllt ist, dass die Verbindung der Abgabevorrichtung 20 mit der Befüllungsvorrichtung erfasst wurde (Schritt 7).
Bei dem Abgabesystem 10 der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Abgabevorrichtung 20 und Befüllungsvorrichtung 100 mit dem abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 bzw. befüllungsseitigen Pufferabschnitt 102 als Puffer ausgestattet, um eine mit der Verbindung und Trennung der Abgabevorrichtung 20 mit/von der Befüllungsvorrichtung 100 einhergehende Änderung des Innendrucks zu puffern. Bei der Verbindung und Trennung der Abgabevorrichtung 20 mit/von der Befüllungsvorrichtung 100 lässt sich daher verhindern, dass in der Abgabevorrichtung 20 und Befüllungsvorrichtung 100 ein Unterdruck herrscht, wodurch sich eine durch einen Eintritt von Luft in die Vorrichtung 20 und 100 bedingte schlechte Fluidabgabe zuverlässiger verhindern lässt.
Bei dem Abgabesystem 10 ist der mit einem Zylindermechanismus ausgestattete abgabeseitige Pufferabschnitt 22 auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 als Puffer vorgesehen. In dem abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 führt der der Kolben 34 einen Hub aus, wenn während des Befüllungsprozesses Fluid in die zweite Kammer 44 einströmt, wodurch sich die Kapazität der zweiten Kammer 44 vergrößert. Durch diese Funktion des abgabeseitigen Pufferabschnitts 22 lässt sich das Entstehen eines Unterdrucks in der Abgabevorrichtung 20 und der Eintritt von Luft in die Abgabevorrichtung 20 reduzieren. Dadurch kann eine schlechte Fluidabgabe zuverlässiger verhindert werden.
Bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform ist der befüllungsseitige Pufferabschnitt 102, der einen durch die Vorspannkraft der Feder 116 arbeitenden Absorbermechanismus aufweist, als Puffer auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 vorgesehen. Dadurch lässt sich das Entstehen eines Unterdrucks in der Befüllungsvorrichtung 100 und der Eintritt von Luft in die Befüllungsvorrichtung 100 bedingt durch die Verbindung und Trennung der Abgabevorrichtung 20 mit/von der Befüllungsvorrichtung 100 reduzieren.
Obwohl diese Ausführungsform ein Beispiel ist, in dem ein Puffer mit einem Zylindermechanismus als abgabeseitiger Pufferabschnitt 22 auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 und ein Puffer mit einem Absorbermechanismus als befüllungsseitiger Pufferabschnitt 102 auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 verwendet wird, ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Im Besonderen kann als Puffer auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 ein Puffer mit einem Absorbermechanismus entsprechend dem befüllungsseitigen Pufferabschnitt 102 vorgesehen sein. Gleichermaßen kann als Puffer auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 ein Puffer mit einem Zylindermechanismus entsprechend dem abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 vorgesehen sein.
Obwohl diese Ausführungsform ein Beispiel ist, in dem für die Abgabevorrichtung 20 und Befüllungsvorrichtung 100 jeweils genau ein den abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 bzw. befüllungsseitigen Pufferabschnitt 102 bildender Puffer vorgesehen ist, ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Wie es in 14 gezeigt ist, kann die Abgabevorrichtung 20 im Besonderen auch zwei oder mehr als zwei Puffer aufweisen, die den abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 bilden.
Obwohl in dieser Ausführungsform als Puffer für die Abgabevorrichtung 20 und Befüllungsvorrichtung 100 der abgabeseitige Pufferabschnitt 22, der einen Zylindermechanismus aufweist, und der befüllungsseitige Pufferabschnitt 102, der einen Absorbermechanismus aufweist, veranschaulicht werden, ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt, sondern kann der Puffer aus einem Speicher einer anderen Bauart oder einem Behälter oder Tank, in den Fluid ein- und ausströmt, gebildet sein. Eine derartige Struktur verhindert ebenfalls, dass mit den Verbindungs- und Trennprozessen in der Abgabevorrichtung 20 oder Befüllungsvorrichtung 100 ein Unterdruck entsteht, wodurch sich eine durch einen Lufteintritt bedingte Verschlechterung der Fluidabgabe verhindern lässt.
Obwohl in dieser Ausführungsform eine Struktur mit dem abgabeseitigen Pufferabschnitt 22 und befüllungsseitigen Pufferabschnitt 102 veranschaulicht ist, gilt zu beachten, dass die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt ist. Wenn ein mit der Verbindung und Trennung der Abgabevorrichtung 20 mit/von der Befüllungsvorrichtung 100 einhergehender Eintritt von Luft nicht berücksichtigt werden muss, können/kann der abgabeseitige Pufferabschnitt 22 und/oder befüllungsseitigen Pufferabschnitt 102 weggelassen werden.
Das Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform weist den aus dem Positionierstift 142 und den Verriegelungsnuten 144 gebildeten Trennungsverhinderungsmechanismus 150 auf. In dem Zustand, in dem die Abgabevorrichtung 20 zur Fluidbefüllung mit der Befüllungsvorrichtung 100 verbunden ist, kann damit eine Trennung der Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 zuverlässig verhindert werden. Zu beachten gilt, dass der in dieser Ausführungsform veranschaulichte Trennungsverhinderungsmechanismus 150 lediglich ein Beispiel ist, und es auch möglich ist, für den Trennungsverhinderungsmechanismus 150 eine Rast- oder Schnappverrieglung mit einer bekannten Kugelschnappverriegelung, einem Haken, einem Verschluss, etc. zu verwenden. Alternativ dazu kann auf den Trennungsverhinderungsmechanismus 150 verzichtet werden, wenn eine Trennung der Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 bei der Fluidbefüllung der Abgabevorrichtung 20 kein Problem ist.
Das oben beschriebene Abgabesystem 10 verwendet die einachsige Exzenterschneckenpumpe als einen Abgabeabschnitt 24 der Abgabevorrichtung 20. Dadurch ist eine quantitativ stabile Fluidabgabe ohne Schwankungen etc. des in die Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 eingefüllten Fluides möglich. Bei dem Abgabesystem 10 tritt eine schlechte Fluidabgabe infolge eines Lufteintritts kaum auf. Daher weist das Abgabesystem 10 eine hohe Fluidabgabeleistung auf, wodurch es sich zum Einsatz beispielsweise für die Applikation eines Fluides, z. B. einer Dicht- oder Klebmasse, auf verschiedene Komponenten in einer Automobilmontageanlage etc. eignet.
Bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform sind die Schrauben 138 auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 zu entfernen, um den Dichtraumbildungsabschnitt 132 von denn befüllungsseitigen Andockabschnitt-Hauptkörper 130 zu entfernen, woraufhin eine Wartung, z. B. Reinigung, des befüllungsseitigen Verbinders 134 durchgeführt werden kann. Obwohl diese Ausführungsform ein Beispiel ist, in dem der Dichtraumbildungsabschnitt 132 an- und abbaubar ist, gilt zu beachten, dass die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt ist, und der befüllungsseitige Andockabschnitt-Hauptkörper und der Dichtraumbildungsabschnitt 132 stattdessen auch integral ausgebildet sein können.
Zu beachten gilt, dass bei dem Abgabesystem 10 dieser Ausführungsform dann, wenn die Abgabevorrichtung 20 zur Fluidbefüllung mit/von der Befüllungsvorrichtung 100 verbunden wird und die Bewegungsgeschwindigkeit während des Trennprozesses höher ist als die Bewegungsgeschwindigkeit während des Verbindungsprozesses, an dem Verbindungsabschnitt 140 Fluid haften bleiben kann, ohne abgestreift zu werden, und nach außen austreten kann. Auf dieser Erkenntnis basierend wird daher ein Beispiel veranschaulicht, in dem die Geschwindigkeit V2, mit der die Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt wird, so gesteuert/geregelt wird, dass sie gleich wie oder kleiner ist als die Verbindungsgeschwindigkeit V1(|V1| ≥ |V2|). Diese Steuerung/Regelung ist aber nicht zwingend. Beispielsweise kann für den Fall, dass eine Leckage etc. von Fluid aus dem Verbindungsabschnitt 140 nicht zu berücksichtigen ist oder andere Maßnahmen gegen eine Fluidleckage getroffen sind, die Geschwindigkeit V2, mit der die Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 getrennt wird, auch höher sein als die Verbindungsgeschwindigkeit V1.
[Abwandlung des Verbindungszustandsdetektors und Abwandlung der Arbeitsweise des Abgabesystems 10]
Obwohl diese Ausführungsform ein Beispiel ist, in dem die Verbindung zwischen der Abgabevorrichtung 20 und der Befüllungsvorrichtung 100 mit Hilfe des Andockbeendigungsgrenzschalters 174 erfasst wird, und in dem die Fluidbefüllung von der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 her auf die Seite der Abgabevorrichtung 20 erfolgt, sobald eine Verbindung zwischen der Abgabevorrichtung 20 und der Befüllungsvorrichtung 100 festgestellt ist, ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. Die obige Ausführungsform veranschaulicht im Besonderen eine Struktur, die den Trennungsverhinderungsmechanismus 150 aufweist. Somit beinhalten in der obigen Ausführungsform die Kriterien für die Einleitung der Fluidbefüllung der Abgabevorrichtung 20 neben dem Kriterium der Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 das Kriterium einer räumlichen Beziehung dergestalt, dass die Abgabevorrichtung 20 und die Befüllungsvorrichtung 100 über den Trennungsverhinderungsmechanismus 150 miteinander verriegelt sind. Für den Fall, dass das Problem, z. B. der Fluidleckage, nicht auftritt, wenn eine Fluidbefüllung noch vor Beendigung der Verriegelung durch den Trennungsverhinderungsmechanismus 150 eingeleitet wird, oder der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 nicht vorgesehen ist, kann die Fluidbefüllung zu einem Zeitpunkt eingeleitet werden, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden ist. Ist die Verriegelung durch den Trennungsverhinderungsmechanismus 150 daher kein notwendiger Auslöser zur Einleitung der Fluidbefüllung, oder ist der Trennungsverhinderungsmechanismus 150 nicht vorgesehen, kann anstelle des Andockbeendigungsgrenzschalter ein Verbindungszustandsdetektor zum Erfassen der Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem befüllungsseitiger Verbinder 134 vorgesehen sein, und kann die Feststellung der Verbindung das Kriterium für die Einleitung der Befüllung bilden. Alternativ dazu kann anstelle des Andockbeendigungsgrenzschalters die Position des Manipulators 90 (Bewegungskoordinaten) erfasst und die Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 über die erfasste Position (Bewegungskoordinaten) als Index festgestellt werden.
Im Besonderen kann für den Fall, dass kein Trennungsverhinderungsmechanismus 150 vorgesehen ist, der Arbeitsablauf der Steuerung 170 nach dem in 12 gezeigten Ablaufdiagramm gesteuert werden. D. h., dass in einem Schritt 101 der 12 die Abgabevorrichtung 20 für die Fluidabgabe betätigt wird.
Nach der Betätigung der Abgabevorrichtung 20 geht die Steuerung zu einem Schritt 103, wenn in einen Schritt 102 bestimmt wird, dass eine Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid angefordert wird. Das Vorliegen einer Befüllungsanforderung im Schritt 102 kann derjenigen des Schritts 2 des oben beschriebenen Steuerungsablaufs der 7 ähnlich sein. Das Vorliegen einer Befüllungsanforderung kann daher auf der Grundlage verschiedener Kriterien bestimmt werden, z. B. dass ein (nicht gezeigter) Drucksensor zum Erfassen des Innendrucks des an der Abgabevorrichtung 20 vorgesehenen abgabeseitigen Pufferabschnitts 22 einen Druck unter einem vorgegebenen Druck misst. Sobald das Vorliegen einer Anforderung nach einer Fluidbefüllung im Schritt 102 bestätigt ist, geht die Steuerung zum Schritt 103.
Im Schritt 103 steuert die Steuerung 170 den Manipulator 90 so, dass er die Abgabevorrichtung 20 in eine vorgegebene Position auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 bewegt. Sobald die Abgabevorrichtung 20 die vorgegebene Position erreicht hat, führt die Steuerung 170 den Prozess eines Schritts 104 aus, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 in Verbindungsrichtung bewegt wird (in dieser Ausführungsform in axialer Richtung des befüllungsseitigen Verbinders 134 abwärts). Dadurch wird die Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 eingeleitet. Die Bewegung der Abgabevorrichtung 20 in Verbindungsrichtung wird solange fortgesetzt, bis ein (nicht gezeigter) Verbindungszustandsdetektor die Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit denn befüllungsseitigen Verbinder 134 in einem Schritt 105 bestätigt.
Nachdem die Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 im Schritt 105 bestätigt wurde, geht die Steuerung zu einen Schritt 106, in dem das Ventil 106 geöffnet wird. Als Nächstes wird in einem Schritt 107 die Fluidzufuhr von der Fluidfördervorrichtung 160 in Richtung der Befüllungsvorrichtung 100 eingeleitet. Die Befüllung der Abgabevorrichtung 20 mit Fluid dauert solange an, bis ein Füllmengendetektor in einem Schritt 108 einen vollständigen Befüllungszustand bestätigt. Wie im Schritt 10 der oben beschriebenen 7 können im Schritt 108 verschiedene Füllmengendetektoren zum Erfassen des Fluidbefüllungszutands verwendet werden.
Sobald die Abgabevorrichtung 20 voll mit Fluid befüllt ist, geht die Steuerung zu einem Schritt 109. Im Schritt 109 wird das Ventil 106 geschlossen. In einem Schritt 110 wird dann die Fluidzufuhr von der Fluidfördervorrichtung 160 in Richtung der Befüllungsvorrichtung 100 gestoppt.
In einem Schritt 111 führt die Steuerung 170 eine Prozesssteuerung dergestalt aus, dass der abgabeseitige Verbinder 82 in einer Trennrichtung bewegt wird (in dieser Ausführungsform in axialer Richtung des befüllungsseitigen Verbinders 134 nach oben). Dadurch wird ein Prozess zur Trennung des abgabeseitigen Verbinders 82 von dem befüllungsseitigen Verbinder 134 eingeleitet. Die Bewegung der Abgabevorrichtung 20 in der Trennrichtung dauert solange an, bis in einem Schritt 112 der (nicht gezeigte) Verbindungszustandsdetektor ausschaltet. Sobald der Verbindungszustandsdetektor im Schritt 112 ausgeschaltet hat, führt die Steuerung 170 in einem Schritt 113 eine die Prozesssteuerung dergestalt aus, dass die Abgabevorrichtung 20 in eine vorgegebene Position bewegt wird. Damit ist der in 12 dargestellte Fluidbefüllungsprozess beendet.
[Abgabeseitiger Verbinder 82 und befüllungsseitiger Verbinder 134]
Obwohl ein Beispiel veranschaulicht ist, in dem der abgabeseitige Verbinder 82 als ein Stecker und der befüllungsseitige Verbinder 134 als eine Buchse ausgeführt sind, ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. D. h., dass der abgabeseitige Verbinder 82 als eine Buchse und der befüllungsseitige Verbinder 134 als ein Stecker ausgeführt sein kann, so dass der befüllungsseitige Verbinder 134 beim Verbinden der Verbinder zur Fluidbefüllung in den abgabeseitigen Verbinder 82 eingeführt wird.
Vergleicht man die durch die Fluidbefüllung bedingte anhaftende Fluidmenge am Stecker und an der Buchse, ist die anhaftende Menge an der Buchse geringer als am Stecker. Wie bereits erwähnt, kann dann, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 auf der Seite der Abgabevorrichtung 20, die in der Nähe des Werkstücks arbeitet, auf das Fluid aufgetragen wird, als eine Buchse ausgeführt ist, die Adhäsion von Fluid an dem abgabeseitige Verbinder 82 minimiert und verhindert werden, dass während des Betriebs der Abgabevorrichtung 20 an dem abgabeseitigen Verbinder 82 anhaftendes Fluid plötzlich auf das Werkstück fällt.
Wenn der abgabeseitige Verbinder 82 als eine Buchse ausgeführt ist, kann des Weiteren der Eintritt von Schmutz etc. verhindert werden, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 so ausgerichtet ist, dass sein Endabschnitt nach unten zeigt, wie es in 1 etc. gezeigt ist. Daher sind Schmutzverhinderungsmaßnahmen an dem abgabeseitigen Verbinder 82 nicht zwingend notwendig oder einfacher.
Wenn der abgabeseitige Verbinder 82 als eine Buchse ausgeführt ist, soll die Dichtung 134x, z. B. ein O-Ring, am Außenumfang des befüllungsseitigen Verbinders 134 angeordnet sein, der als ein Stecker ausgeführt ist, wie in der Ausführungsform beschrieben. Sollte Fluid an der Innenumfangsfläche des abgabeseitigen Verbinders 82 haften, darf daher davon ausgegangen werden, dass die Dichtung 134x bei der Verbindung oder Trennung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit/von dem befüllungsseitigen Verbinder 134 das Fluid von der Innenumfangsfläche des abgabeseitigen Verbinders 82 abstreift. Daher ist es von Vorteil, wenn die Dichtung an dein Stecker angeordnet ist, der den befüllungsseitigen Verbinder 134 bildet. Zu beachten gilt, dass die Dichtung 134x zwar an verschiedenen Stellen angeordnet sein kann, es aber vorteilhaft ist, die Dichtung von der Seite des Fußendes des Steckers, der den befüllungsseitigen Verbinder 134 bildet, weg auf der Seite des Kopfendes vorzusehen, um den oben erwähnten Abstreifeffekt zu verbessern.
Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform ein Beispiel ist, bei dem der abgabeseitige Verbinder 82 durch den Manipulator 90 zum befüllungsseitigen Verbinder 134 hin bewegt wird, wenn der abgabeseitige Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 verbunden wird, ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. D. h., dass auch eine Struktur anwendbar ist, sofern die Kraft, die bei der Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 wirkt, an einer Stelle auf der Achslinie N wirkt, und der abgabeseitige Verbinder 82 und der befüllungsseitige Verbinder 134 relativ zueinander bewegbar sind.
Sofern eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen ist, die den befüllungsseitigen Verbinder 134 nach oben bewegen kann, und der befüllungsseitige Verbinder 134 durch die Bewegungsvorrichtung an den darüber angeordneten abgabeseitigen Verbinder 82 herangeführt wird, wirkt die Kraft im Unterschied zu dem oben beschriebenen Beispiel im Besonderen in umgekehrter Richtung, d. h. entlang der Achslinie N nach oben. Wenn die nach oben wirkende Kraft auf der Achslinie N wirkt, bewegen sich der abgabeseitige Verbinder 82 und der befüllungsseitige Verbinder 134 in Flucht miteinander. Daher wird kein mit einer Gleitbewegung der Verbinder in Zusammenhang stehender Verschleiß verursacht. Wenn der abgabeseitige Verbinder 82 andererseits durch den Manipulator 90 nach unten bewegt wird, während gleichzeitig der befüllungsseitige Verbinder 134 nach oben bewegt wird, so dass der abgabeseitige Verbinder 82 und der befüllungsseitige Verbinder 134 relativ zueinander in Richtung der Achslinie N bewegen, wirkt die durch die Verbindung verursachte Kraft auf der Achslinie N und bewegen sich der abgabeseitige Verbinder 82 und der befüllungsseitige Verbinder 134 in Flucht miteinander.
Wenn der abgabeseitige Verbinder 82, wie oben erwähnt, relativ zum befüllungsseitigen Verbinder 134 bewegt wird, um den abgabeseitigen Verbinder 82 mit dem befüllungsseitigen Verbinder 134 zu verbinden, ist es vorteilhaft, die beim Verbinden auf den Manipulator 90 wirkende Kraft zu minimieren. Ein Beispiel für eine Maßnahme, die diesem Problem Rechnung trägt, ist ein in 14 bis 16 gezeigtes Abgabesystem 200. Das Abgabesystem 200 wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Zu beachten gilt, dass die mit dem oben beschriebenen Abgabesystem 10 gemeinsamen Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und daher auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet sein kann.
Das Abgabesystem 200 unterscheidet sich von dem Abgabesystem 10 in der Struktur im Wesentlichen darin, dass ein Trennungsverhinderungsmechanismus 210 anstelle des Trennungsverhinderungsmechanismus 150 und eine Bewegungsvorrichtung 220 vorgesehen sind. D. h., dass bei dem Abgabesystem 200 die Stifte 84, die den Trennungsverhinderungsmechanismus 150 bilden, und der Dichtraumbildungskörper 132, an dem die Verriegelungsnuten 144 vorgesehen sind, fehlen. Als diejenigen Komponenten, die den Trennungsverhinderungsmechanismus 210 bilden, sind auf der Seite der Abgabevorrichtung 20 ein Stoppteil 212 und auf der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 ein Stopper 214 (Anschlag) vorgesehen. Des Weiteren ist die Bewegungsvorrichtung 220 als eine Vorrichtung zum Bewegen des befüllungsseitigen Verbinders 134 vorgesehen.
Das Stoppteil 212 ist im Besonderen ein Element, das in der Art eines Auslegers von der Abgabevorrichtung 20 oberhalb des abgabeseitigen Verbinders 82 (d. h. an in einem Abstand gegenüber dem Verbindungsende des abgabeseitigen Verbinders 82) getragen wird. Das Stoppteil 212 ragt in eine Richtung, die die Richtung der Achslinie N (in dieser Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht) kreuzt.
Der Stopper 214 ist ein Element, das so vorgesehen ist, dass es das Stoppteil 212 stoppen kann. Der Stopper 214 ist an einer Tragwand 228 befestigt, die später noch ausführlich beschrieben wird. Der Stopper 214 ragt oberhalb des befüllungsseitigen Verbinders 134 in eine Richtung, die die Achslinie N (in der Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht) kreuzt. Der Stopper 214 kann an einer vorgegebenen Stelle in Richtung der Achslinie N (in dem gezeigten Beispiel in Höhenrichtung) befestigt oder je nach den Einbaubedingungen lageeinstellbar sein.
Der Trennungsverhinderungsmechanismus 210 hat die Funktion, eine Trennung der Abgabevorrichtung 20 von der Befüllungsvorrichtung 100 durch den Stopper 214, der das Stoppteil 212 stoppt, zu verhindern. D. h., dass der Trennungsverhinderungsmechanismus 210 durch die Anordnung des Stoppteils 212 an einer Stelle in der Nähe des Stoppers 214 auf der Seite des befüllungsseitigen Verbinders 124 (in dem gezeigten Beispiel nach unten) funktional wird. In diesem Zustand ist das Stoppteil 212 auch dann am Stopper 214 eingehakt und wird vom Stopper 214 gestoppt, wenn die Abgabevorrichtung 20 eine äußere Kraft in Richtung eines Abstands zur Befüllungsvorrichtung 100 erfährt, wodurch sich die Abgabevorrichtung 20 nicht von der Befüllungsvorrichtung 100 entfernen kann.
Bei dem Abgabesystem 200 wird der Trennungsverhinderungsmechanismus 210 funktional, wenn die Abgabevorrichtung 20 mit Fluid von der Seite der Befüllungsvorrichtung 100 befüllt wird. Bei der Fluidbefüllung bewegt der (in 14 bis 16) nicht gezeigte Manipulator 90 die Abgabevorrichtung 20 so, dass das Stoppteil 212 die Stelle in der Nähe des Stoppers 214 auf der Seite des befüllungsseitigen Verbinders 134 erreicht. Der Trennungsverhinderungsmechanismus kommt daher in einen Zustand, in dem er seine Funktion zeigen kann. In diesem Zustand wird der befüllungsseitige Verbinder 134 mit dem abgabeseitigen Verbinder 82 verbunden, worauf später noch eingegangen wird, woraufhin die Fluidbefüllung erfolgt. Selbst dann, wenn in Zusammenhang mit der Verbindung des befüllungsseitigen Verbinders 134 und des abgabeseitigen Verbinders 82 oder mit der Fluidbefüllung eine große Kraft wirkt, kann die Kraft daher durch das Stoppteil 212 und den Stopper 214 aufgenommen und verhindert werden, dass der Manipulator 90 eine große Kraft erfährt.
Die Bewegungsvorrichtung 220 dient dazu, den befüllungsseitigen Verbinder 134 in Richtung der Achslinie N (in dem gezeigten Beispiel in Aufwärts- und Abwärtsrichtung) zu bewegen. Die Bewegungsvorrichtung 220 weist einen Körper 222, einen Tisch 224, einen Stellantrieb 226 und die Tragwand 228 auf. Der Stellantrieb 226 ist in dem Körper 222 angeordnet. Der Fußendabschnitt der Tragwand 228 ist an einer Seitenfläche 222b des Körpers 222 befestigt.
Der Tisch 224 ist ein plattenartiges Teil, das im Wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche 222a des Körpers 222 angeordnet ist. Die Befüllungsvorrichtung 100 ist auf dem Tisch 224 angeordnet. Der Tisch 224 kann mit der Befüllungsvorrichtung 100 in eine Richtung an die obere Oberfläche 222a heran und in eine Richtung weg von der oberen Oberfläche 222a (in dem gezeigten Beispiel in Aufwärts- und Abwärtsrichtung) bewegt werden, während er zur oberen Oberfläche des Körpers 222 im Wesentlichen parallel ausgerichtet bleibt.
Der Stellantrieb 226 dient zum Antrieb des oben erwähnten Tisches 224. Der Stellantrieb 226 ist beispielsweise aus einem Luftzylinder oder einem elektrischen Stellantrieb gebildet. Der Stellantrieb 226 weist drei Antriebssäulen 226a bis 226c auf. Die Antriebssäulen 226a bis 226c sind Säulenkörper, die jeweils in eine Richtung parallel zur Achslinie N ein- und ausfahren können. Die Antriebssäulen 226a bis 226c sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Antriebssäule 226a ist mit einer Bodenfläche des Tisches 224 an einer Stelle auf der Achslinie N des befüllungsseitigen Verbinder 134 (in dem gezeigten Beispiel unmittelbar unterhalb des befüllungsseitigen Verbinders 134) angeordnet. Die Antriebssäulen 226b und 226c sind mit der Bodenfläche des Tisches 224 verbunden und gemeinsam mit der Antriebssäule 226a ein- und ausfahrbar. Der Tisch 224 kann daher durch das Ein- und Ausfahren der Antriebsäulen 226a bis 226c in Richtung der Achslinie N verstellt werden, wobei er im Wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche 222a (im Wesentlichen horizontal) ausgerichtet bleibt.
Bei der Fluidbefüllung der Abgabevorrichtung 20 in dem Abgabesystem 200 betätigt die Steuerung 170 zunächst den Manipulator 90 so, dass die Abgabevorrichtung 20 der Befüllungsvorrichtung angenähert wird. Wie es in 15(a) und 16(a) gezeigt ist, bewegt der Manipulator 90 die Abgabevorrichtung 20 so, dass das Stoppteil 212 relativ zum Stopper 214 in eine Position auf der Seite des befüllungsseitigen Verbinders 134 (in dem gezeigten Beispiel abwärts) kommt. Das Stoppteil 212 kommt damit in einen Zustand, in dem es von dem Stopper 214 gestoppt werden kann, d. h. der Trennungsverhinderungsmechanismus kommt in einen Zustand, in dem er seine Funktion zeigen kann. Ein Abstand zwischen dem Stoppteil 212 und dem Stopper 214 kann dabei geeignet festgelegt werden. Die Position der Abgabevorrichtung 20 wird des Weiteren durch den Manipulator 90 so eingestellt, dass die Achsmitten des abgabeseitigen Verbinders 82 und des befüllungsseitigen Verbinders 134 miteinander fluchten.
Wenn die Abgabevorrichtung 20 so angeordnet ist, wie es oben beschrieben wurde, betätigt die Steuerung 170 den Stellantrieb 226 der Bewegungsvorrichtung 220, um den Tisch anzuheben, wodurch der befüllungsseitige Verbinder 1234 in Richtung der Achslinie N (in dem gezeigten Beispiel nach oben) bewegt wird. Dadurch werden der abgabeseitige Verbinder 82 und der befüllungsseitige Verbinder 134 miteinander verbunden. Dabei kommt der Stopper 214 von hinten in Kontakt mit dem Stoppteil 212 in Richtung der Achslinie N, wodurch das Stoppteil 212 durch den Stopper 214 gestoppt wird. Die Abgabevorrichtung 20 wird daher so gehalten, dass sie sich nicht von der Befüllungsvorrichtung 100 entfernt, wodurch sich verhindern lässt, dass eine mit der Verbindung des abgabeseitigen Verbinders 82 und des befüllungsseitigen Verbinders 134 oder mit der Fluidbefüllung in Zusammenhang stehende Last auf den Manipulator 90 wirkt.
Obwohl in dieser Ausführungsform der Trennungsverhinderungsmechanismus 210 als ein Trennungsverhinderungsmechanismus dargestellt ist, um durch einen Kontakt das Stoppteil 212 durch den Stopper 214 zu stoppen, ist die Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt. So kann als Trennungsverhinderungsmechanismus 210 beispielsweise eine Struktur vorgesehen sein, bei der eine Greifeinrichtung, z. B. eine Klemmeinrichtung, öffnungs- und schließsteuerbar ist und die Abgabevorrichtung 20 so gehalten wird, dass sie sich nicht von der Befüllungsvorrichtung 100 entfernt, indem die Greifeinrichtung einen Teil der Abgabevorrichtung 20 festhält. Alternativ dazu kann beispielsweise eine Aufnahmeeinrichtung, z. B. eine Öffnung, in der das Stoppteil 212 aufgenommen werden kann, ausgebildet sein, und kann die Stoppfunktion erreicht werden, in dem das Stoppteil 212 in der Aufnahmeeinrichtung aufgenommen wird, und ohne dass das Stoppteil 212 durch einen Kontakt mit dem Stopper 214 gestoppt wird.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Applikationssystem der Erfindung ist für Anwendungen wie die Applikation eines Fluides, z. B. einer Dicht- oder Klebmasse, auf verschiedene Komponenten in einer Automobilmontageanlage etc., oder die Befüllung eines Behälters mit einem Fluid, z. B. einem Schmiermittel, geeignet.
Bezugszeichenliste

10: Abgabesystem
20: Abgabevorrichtung
52: Rotor
54: Stator
82: abgabeseitiger Verbinder
90: Manipulator
100: Befüllungsvorrichtung
134: befüllungsseitiger Verbinder
N: axiale Linie
X: Schnittstelle

Claims

Abgabesystem mit: einer Abgabevorrichtung zur Fluidabgabe; einer Befüllungsvorrichtung zur Befüllung der Abgabevorrichtung mit Fluid; einem auf der Seite der Abgabevorrichtung vorgesehenen abgabeseitigen Verbinder; einem auf der Seite der Befüllungsvorrichtung vorgesehenen befüllungsseitigen Verbinder; und einem Manipulator zum Bewegen der Abgabevorrichtung, wobei der befüllungsseitige Verbinder und der abgabeseitige Verbinder durch eine Relativbewegung in Richtung einer vorgegebenen Achslinie miteinander verbunden werden, und die Abgabevorrichtung mit Fluid von der Befüllungsvorrichtung befüllbar ist, und wobei eine in Zusammenhang mit der Verbindung des abgabeseitigen Verbinders und befüllungsseitigen Verbinders wirkende Kraft auf der Achslinie wirkt.
Abgabesystem nach Anspruch 1, wobei eine Schnittstelle zwischen dem Manipulator und der Abgabevorrichtung auf der Achslinie liegt, wenn der befüllungsseitige Verbinder und der abgabeseitige Verbinder verbunden werden.
Abgabesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abgabevorrichtung eine einachsige Exzenterschneckenpumpe mit einem außengewindeförmigen Rotor, der durch eine Antriebskraft eine exzentrische Drehung ausführt, und einem Stator, dessen Innenumfangsfläche innengewindeförmig ausgebildet ist, aufweist.
Abgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit: einer Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des befüllungsseitigen Verbinders in Richtung der Achslinie; und einem Trennungsverhinderungsmechanismus zum Verhindern einer Trennung zwischen der Abgabevorrichtung und der Befüllungsvorrichtung, wobei der Trennungsverhinderungsmechanismus aufweist: ein an der Abgabevorrichtung vorgesehenes Stoppteil; und einen Stopper zum Stoppen des Stoppteils; wobei, wenn der Stopper das Stoppteil stoppt, der befüllungsseitige Verbinder und der abgabeseitige Verbinder miteinander verbindbar sind, indem der befüllungsseitige Verbinder in Richtung der Achslinie bewegt wird, während gleichzeitig eine Bewegung der Abgabevorrichtung in einer Richtung weg von der Befüllungsvorrichtung verhindert wird.
Abgabesystem nach Anspruch 4, wobei der Stopper durch einen Kontakt mit dem Stoppteil von hinten in Richtung der Achslinie stoppen kann.