DE1942363B2

DE1942363B2 - Verteilerpumpe

Info

Publication number: DE1942363B2
Application number: DE1942363A
Authority: DE
Inventors: Manuel Dr. Grand-Lancy Sanz; Rene Weber
Original assignee: Micromedic Systems Inc Philadelphia Pa (vsta)
Current assignee: Micromedic Systems Inc Philadelphia Pa (vsta)
Priority date: 1968-08-16
Filing date: 1969-08-15
Publication date: 1978-09-14
Also published as: CH495555A; AT302975B; NL6912448A; DE1942363C3; US3572977A; DE1942363A1; FR2015798A1; GB1281353A; SE357827B; CA926698A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verteilerpumpe entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Kolbenpumpen für Flüssigkeiten mit zwangsläufig angetriebener Steuerung des Pumpenein- und -auslasses im Zylinderkopf sind z.B. in der US-PS 32 27 325 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur leichten Reinigung und Sterilisation, die Pumpe in einfacher Weise demontier- und montierbar zu machen und hierbei die Möglichkeit zu schaffen, sowohl den Zylinder- und Kolbenteil als auch die Schiebersteuerung auswechselbar zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Es sind zwar Drehschieber zur Pumpensteuerung an sich bekannt (US-PS 15 19 670), jedoch weder in getrennter Bauweise noch in axialer Anordnung wie bei der Erfindung.

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge-

maß ausgebildete Verteilerpumpe,

Fig.2 und 3 Ansichten nach den Schnittlinien M-Il bzw. III-III der F i g. 1 in Pfeilrichtung gesehen,

Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 1 in Pfeilrichtung gesehen,

F i g. 5 eine Seitenansicht im teilweisen Schnitt gemäß der Linie V-V in F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Verteilerpumpe 1 enthält eine Spritze, welche durch einen Zylinder 1, der an seinem oberen Ende mit einem Stopfen 2 verschlossen ist und durch einen Kolben 3, der am Ende einer Stange 4 befestigt ist, gebildet wird. Oberhalb des Stopfens 2 ist ein Verteilerventil montiert, welches einen Sitz 5 aufweist, mit welchem eine drehbare Büchse zusammenwirkt. Zwischen dem Stopfen 2 und dem Sitz 5 sind eine Beilagscheibe 7 und eine Dichtung 8 eingesetzt, wobei der Sitz in einem Stutzen 9 endet, der quer durch den Stopfen 2 ragt. Ein Hauptkanal 10, welcher mit der Achse 11, entlang der sich der Kolben 3 bewegt, koaxial ist, erstreckt sich ganz durch den Sitz 5 und verbindet das Ende des Stutzens 9 und somit den Boden der Spritze mit einer zentralen öffnung 12, welche in der Arbeitsfläche 13 des Sitzes 5 angeordnet ist. Der Sitz wird weiterhin von zwei Hilfskanälen 14 und 15 durchsetzt, welche in seiner Seitenwand 16 münden und, in dem sie seitlich des Hauptkanales 10 verlaufen, die weichen Rohrstücke 17 und 18 mit den in der Arbeitsfläche 13 angeordneten peripheren öffnungen 19 und 20 verbinden. Diese peripheren öffnungen sind auf einem Kreis 21 (F i g. 2) angeordnet, der konzentrisch mit der zentralen öffnung 12 ist und wobei zufolge von nachfolgend erörterten Gründen ihr Winkelabstand D V₈ des Kreisumfanges, d.h. 135°, beträgt. Die Büchse 6 trägt auf ihrer Arbeitsfläche 22 vier Verbindungskanäle 23, 24, 25 und 26, welche sternförmig im Abstand von 90° voneinander angeordnet sind und die zentrale öffnung 12 des Sitzes 5 mit einer oder der anderen der peripheren öffnungen 19 und 20 verbinden können. Die Büchse 6, die aus duroplastischem Material besteht, ist in eine Tülle 27 eingepreßt, welche zwei Stifte 28, 29 trägt. Diese Stifte ragen in zwei korrespondierende Sitze 31, 32 hinein, welche in einem Teil 30 angeordnet sind, welcher ein Antriebsglied bildet. Die Büchse 6 ist somit mit Bezug auf den Winkel fest mit diesem Antriebsglied 30 verbunden. Dieses trägt an seinem unteren Ende eine Kammer 33, in welcher eine Feder 34 angeordnet ist und an seinem oberen Ende eine gezahnte Krone 35, welche einen axialen Sitz 36 umgibt.

Der Zylinder 1, sein Stopfen 2, die Beilage 7, die Dichtung 8, der Sitz 5, die Büchse 6 und das Antriebsglied 30 sind in einer Montage festgehalten, welche einen Körper 37 und eine Kappe 38 umfaßt, welche durch Verschraubung mit Hilfe eines Gewindes 39 zusammengesetzt sind. Das untere Ende des Zylinders 1 sitzt auf dem Boden 40 des Körpers 37 auf, wobei dieser Boden von einer öffnung 44 durchbrochen wird, welche den Durchtritt der Stange 4 des Kolbens 3 ermöglicht, und das Antriebsglied 30 wird gehalten durch eine Ansatzschulter 41, die mit einer inneren Ansatzschulter 42 zusammenwirkt, welche in der Kappe 38 angeordnet ist, um das Antriebsglied zu hindern, durch die öffnung 43 in der Kappe auszutreten. Durch diese öffnung sind lediglich die gezackte Krone 35 und der Axialsitz 36 zugänglich. Die Feder 34 übt auf die Büchse 6 eine Axialkraft aus, die diese gegen den Sitz 5 drückt, um die Dichtheit zwischen diesen Teilen zu eewährleisten.

Die Pumpe weist überdies Befestigungsmittel auf, die durch zwei Zapfen 50, 51 (Fig.4) gebildet werden, welche zu beiden Seiten des oberen Endes der Kappe 38 entlang einer transversalen Achse 52 angeordnet sind

und welche mit Nuten 53,54 zusammenwirken, welche in einander diametral gegenüberliegenden Positionen in einem Ring 55 angeordnet sind. Dieser Letztere selbst dreht sich um zwei radiale Drehzapfen 56, 57, welche entlang einer transversalen Achse 58 angeordnet sind,

welche mit Bezug auf den Durchmesser, in dem die Nuten 53, 54 angeordnet sind, orthogonal (senkrecht) steht. Die Drehzapfen 56,57 sind ihrerseits im Gehäuse 59 des Apparates angeordnet Diese Anordnung ergibt somit eine kardanische Verbindung (dank des drehbaren Ringes 55) mit der Bajonettbefestigung (dank der Zapfen 50, 51 und der Nuten 53, 54). Wenn die Pumpe montiert ist, wirkt der axiale Sitz 36 mit einem axialelastischen Stößel mit kugelförmigen Kopf zusammen, welcher durch eine in einen rohrförmigen Sitz 61 eingesetzte Kugel 60 gebildet wird, dessen Unterrand 62 verengt ist, um die Kugel am Austreten zu hindern. Eine Feder 63 belastet diese Letztere über ein Druckstück 64, so daß sie über den Sitz 61 vorsteht und sich mit Druck gegen den Boden des Axialsitzes 36 legt, was zur

Wirkung hat, daß die Büchse 6 gegen den Sitz 5 gepreßt wird. Dieser elastische Stößel trägt dazu bei, um, wenn die Pumpe montiert ist, die Dichtheit zwischen dem Sitz und der Büchse des Ventils zu gewährleisten, wobei diese stärker als durch die Feder 34 gegeneinander

jo gedrückt werden (was erklärt, warum in F i g. 1 die Schulter 41 von der Schulter 42 entfernt ist). Tatsächlich können sich, wenn der Kolben 3 ein Medium bewegt, im besonderen, wenn es sich dabei um eine Flüssigkeit handelt, hohe Drucke aufbauen, welche das Auftreten eines Leckes zwischen dem Sitz und der Büchse hervorrufen können, und das trotz der Anwesenheit der Feder 34, welche nur dazu dimensioniert ist, um die Dichtheit zu gewährleisten, wenn die Pumpe vom Gehäuse abgenommen ist, wenn also der Kolben 3 nicht

■Ό in Aktion ist.

Es ist vorteilhaft, dem Boden des Sitzes 36 eine konische Form zu erteilen, so daß der elastische Stößel überdies die Zentrierung des Ganzen gewährleistet.
Die Vorrichtung umfaßt endlich Fixierungseinrichtungen (Verriegelungseinrichtungen), welche verhindern, daß durch eine unzeitgemäße Verdrehung der durch den Körper 37 die Kappe 38 gegebenen Montage die Zapfen 50,51 sich aus den Nuten 53,54 lösen. Diese Verriegelungseinrichtungen umfassen einen Längsschlitz 65 (F i g. 4), mit welchen ein Verriegelungsstift 66 zusammenwirkt, welcher einen Drehzapfen, hier der Drehzapfen 57, durchsetzt und welcher der Wirkung einer Feder 67 unterworfen ist, was zur Folge hat, daß er in das Innere des Ringes 55 vorsteht. Nur im Augenblick, wo man das Ende des Stiftes durch Ziehen an einen Knopf 68 zurückzieht, kann man die Montage so drehen, daß die Zapfen 50, 51 aus den Nuten 53, 54 austreten, was möglich macht, daß die Verteilerpumpe selbst weggehoben (abgenommen) werden kann. Um zu

so verhindern, daß anläßlich des An-Ort-und-Stelle-Bringens der Pumpe der Knopf 68 erneut betätigt werden muß, weist das obere Ende der Kappe 38 einen konischen Teil 69 auf, dessen Neigung so gewählt ist, da3 der Stift 66 zurückgedrückt wird, wenn die Zapfen

t» 50, 51 in die Längsteile 53a, 54a der Nuten 53, 54 eingreifen und sein Ende von selbst in den Schlitz 65 eintritt, wenn die Zapfen am Boden der peripheren Teile 53b, 54b der Nuten anstoßen.

Die gezackte Krone 35 des Antriebsgliedes 30 ist so angeordnet, daß ihre Zacken mit den Antriebsdornen 70, 71, welche mit einem Antriebsrad 72 fest verbunden sind, zusammenwirken, wobei dieses selbst durch nicht dargestellte Mittel in Drehung versetzt wird; um zu verhindern, daß beim Montieren der Pumpe die Spitzen der Zacken gegen die Enden der Dornen 70, 71 stoßen, ist vorgesehen, daß jeder von ihnen eine gerade und eine schräge Flanke aufweist, was ihm eine Dreiecksform verleiht, so daß die gezackte Krone ein Hakenzahnprofil erhält. Dies ist in F i g. 5 für den Zahn 73 (Zacke 73) dargestellt, der eine gerade Flanke 74 und eine schräge (geneigte) Flanke 75 aufweist. Es versteht sich, daß dies bedingt, daß die Drehrichtung des Antriebsrades 72 immer dieselbe bleibt und daß sich die Antriebsdornen gegen die geraden Flanken der Zacken' legen.

Man sieht, daß bei der beschriebenen Verteilerpumpe die Spritze und das Verteilerventil zu einem Ganzen vereinigt sind, welches aufgrund der Befestigungsmittel, aufgrund der Verriegelungsmittel und aufgrund der Antriebsmittel, die zur Verwendung kommen, mit Leichtigkeit auf den Apparat aufgesetzt, von ihm abgenommen und ausgewechselt werden kann, ohne daß dabei irgendwelche mechanische Demontierarbeit notwendig ist Dies gestattet im besonderen das Ganze auf einmal zu sterilisieren und eliminiert die Notwendigkeit, die Einzelteile, die jeder für sich sterilisiert worden waren, nachher wieder zusammenzubauen. Dies stell einen wesentlichen Vorteil dar, da die Tätigkeit de Wiedermontierens heikel und aufwendig ist, wenn mai dabei nicht den Vorteil der Sterilisation wieder verliere:

will.

Die Form der Verbindungskanäle ist nicht wesentlic V/ährend die kreuzförmige Anordnung mit einen Zwischenwinkel von 90°, welche für die Kanäle 23 bis 2ί beschrieben wurde, eine diskontinuierliche Drehung dei

ίο Büchse 6 und somit, des Antriebsrades 72 mit sich bringt würde eine andere Anordnung der Kanäle, z. B. in einen Kreisbogen vom selben Durchmesser wie der Kreis 2 der seitlichen öffnungen 19, 20 mit einem mittlere! radialen Arm (Anordnung in Form eines Ankers erlauben, daß die Büchse 6 eine kontinuierlich Bewegung erhält.

Die Befestigung über einen Kardanring ermöglich daß die Pumpe frei schwingen kann; dies hat zur Folg daß das Klemmen, das Auftreten von Kräften sowie dii Unregelmäßigkeiten in der Funktion, die aus Fehlern in Fluchten sowie aus einem nicht vollständig geradlinige! Bewegen der Stange 4 des Kolbens 3 entstehen könnet vollständig vermieden werden. Dies stellt wichtig Vorteile dar, die zur Folge haben, daß die beschrieben Verteilerpumpe besonders dann sehr interessant wir wenn man mit großer Genauigkeit mit sehr kleine Flüssigkeitsvolumen arbeiten muß, beispielsweise
Anlagen zur Mikroanalyse.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verteilerpumpe zur Befestigung an einem Laboratoriumsgerät, beispielsweise einer Dosiervorrichtung, wobei die Verteilerpumpe ein Gehäuse, in welchem eine Kolbenpumpe angeordnet ist, deren Kolben am Ende einer Schubstange befestigt ist, ein Verteilerventil, dessen Sitz fest angeordnet und dessen Büchse eine drehbare Stirnbüchse ist und einen Antrieb, der drehfest mit der Büchse verbunden ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer zylindrischen Hülse (37) gebildet ist, auf der eine zylindrische Kappe (38) sitzt, wobei diese Hülse entlang ihrer Achse (11) und nacheinander angeordnet die Kolbenpumpe (1), den Sitz (5), die Büchse (6) und den Antrieb (30) enthält, und wobei die Verschiebungsachse des Kolben., (3) der Pumpe und die Drehachse der Stirnbüchse mit der Achse der Hülse zusammenfallen, daß der Sitz von Kanälen (10,14,15) durchsetzt ist, wobei der erste Kanal (10) die Pumpe über die Stirnbüchse mit einem der anderen Kanäle (14, 15) verbindet, wobei diese anderen Kanäle an der Außenseite des Gehäuses münden, daß die Basis der Hülse mit einer öffnung (44) zum Durchtritt der Schubstange (4) und die Oberseite der Kappe mit einer öffnung (43) zum Durchtritt des Antriebs versehen ist, wobei das Gehäuse überdies Befestigungsmittel (50,52,51,54) aufweist, mit denen das Gehäuse am Laboratoriumsgerät befestigbar ist und wobei eine Verriegelung (65 bis 68) zur Verhinderung des ungewollten Lösens der Befestigungsmittel vorgesehen ist.

2. Verteilerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen Bajonettverschluß beinhalten, der aus einem Paar Zapfen (50, 51), die mit einem Paar Nuten (53, 54) zusammenwirken, gebildet ist, wobei die beiden Paare entlang einer Achse (52) angeordnet sind, die die Achse des Verschlusses bildet und die mit einem Hülsendurchmesser zusammenfällt und wobei das eine der Paare auf dem Gehäuse angeordnet ist und das andere auf einem Bauteil, der mit dem Laboratoriumsgerät fest verbunden ist.

3. Verteilerpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Bauteil durch einen Ring (55) gebildet ist, der am Laboratoriumsgerät durch ein Paar Drehzapfen (56, 57) angebracht ist, die entlang eines Durchmessers dieses Ringes angeordnet sind und ermöglichen, daß der Ring um eine Achse (58), welche senkrecht auf der Achse des Bajonettverschlusses steht, und die die Achse der Hülse kreuzt, schwenkbar ist, so daß der Ring einen Kardanring bildet, über welchen die Verteilerpumpe am Laboratoriumsgerät befestigt ist.

4. Verteilerpumpe nach den Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung einen Längsschlitz (65), der in der Außenwand der Kappe in einer senkrecht auf die Achse des Bajonettverschlusses stehenden Mittelebene angeordnet ist, wobei dieser Schlitz mit einem Radialstift (66) zusammenwirkt, der im Inneren eines der genannten Drehzapfen gleitet und der Wirkung eines elastischen Bauteils (67) unterworfen ist, der ihn ins Innere des Ringes (55) vorstehen und in den Schlitz (65) eintreten läßt, wobei eine Entriegelung (68) zum Herausziehen des Stiftes (66) aus den Schlitz (65),

wenn die Verteilerpumpe vom Laboratoriumsgerät getrennt werden soll, vorgesehen ist

5. Verteilerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) in seinem unteren Teil einen vorgespannten elastischen Bauteil (34) aufweist, der auf die Büchse (6) eine Axialkraft ausübt, wobei die Büchse (6) gegen den Sitz (5) gedrückt wird.

6. Verteilerpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) in seinem oberen Teil mit einem axialen Sitz (36), der mit einem elastischen Stößel mit kugelförmigem Kopf (60, 63, 64), der vom Laboratoriumsgerät getragen wird, zusammenwirkt, wobei der Stößel in der Achse des Ringes (55) angeordnet ist und einen Axialdruck ausübt, der den Antrieb (30) gegen die Büchse (6) und die Zapfen (50,51) gegen den Grund (536,54/>Jder Nuten (53,54) drückt

7. Verteilerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) an seinem oberen Ende mit einer mit Zacken versehenen Krone (35) ausgerüstet ist, die mit zwei Dornen (70, 71) zusammenwirkt, welche an einem Antriebsrad (72), mit dem das genannte Gerät versehen ist, fest verbunden sind und wobei dieses Antriebsrad über den Antrieb (30) eine Drehung der Büchse (6) verursacht.

8. Verteilerpumpe nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Zacken versehene Krone (35) ein Hakenzahnprofil besitzt, wobei jeder der einzelnen Zacken eine gerade Flanke (74) und eine geneigte Flanke (75) aufweist, wobei der Zacken eine asymmetrische Dreiecksform erhält.

9. Verteilerpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (38) einen konischen Endabschnitt (69) aufweist, der beim Eingriff des Bajonettverschlusses den radialen Stift

(66) entgegen der Wirkung des elastischen Bauteils

(67) zurückdrückt.