DE19512162C1 - Kolben für ein Dosiergerät, Titriergerät oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für ein Dosiergerät, ein Titriergerät oder ein sonstiges Gerät zur Abgabe von Flüssigkeit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft fer­ ner eine Kolben-Zylinder-Anordnung für ein Dosiergerät, Titrier­ gerät oder sonstiges Gerät zur Abgabe von Flüssigkeit sowie ein Dosiergerät, ein Titriergerät oder ein sonstiges Gerät zur Abga­ be von Flüssigkeit.

Ein Kolben für ein Dosiergerät nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 ist aus der US 28 59 078 bekannt. Der Kolben besitzt eine Kolbenstange und einen Kolbenkern, auf dem zwei Topfman­ schetten zwischen dem Kolbenkern und einem Kolbenboden einge­ spannt sind. Der Kolbenboden endet vor dem Randbereich der Topfmanschetten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Kolben für ein Dosiergerät, Titriergerät oder sonstiges Gerät zur Abgabe von Flüssigkeit zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die der ersten Topfmanschette zugewandte Oberfläche des Kolbenbodens stimmt im wesentlichen mit der dem Kolbenboden zugewandten Oberfläche des Randes der ersten Topfmanschette überein. Die Oberflächen des Randes der Topfmanschette und des entsprechenden Teils des Kol­ benbodens sind also derart aufeinander abgestimmt, daß die Topf­ manschette zumindest im Bereich ihres Randes im wesentlichen spielfrei an der entsprechenden Fläche des Kolbenbodens anliegt. Hierdurch können die bei der Bewegung des Kolbens auf die Topf­ manschette bzw. deren Rand wirkenden Kräfte besonders gut aufge­ nommen werden. Hierdurch wird die Dichtungswirkung der Topfman­ schette verbessert und deren Verschleiß verringert.

Die Topfmanschetten bestehen aus einem im wesentlichen ebenen Mittelteil und einem dazu im Winkel verlaufenden Randteil. Der Winkel beträgt vorzugsweise 45 bis 60°. Der Randteil der Topfman­ schette bildet eine Kegelstumpffläche, deren äußerster Rand an der Innenfläche des Zylinders anliegt.

Die radiale Außenfläche des Kolbenbodens ist kegelstumpfförmig. Sie erstreckt sich etwas weiter von der Kolbenstange weg als der Randteil der Topfmanschette.

Hierdurch ist gewährleistet, daß der gesamte Randteil der Topf­ manschette an der Oberfläche des Kolbenbodens anliegt. Es ist also gewährleistet, daß auch der äußerste Rand des Randteils der Topfmanschette noch auf der Oberfläche des Kolbenbodens auf­ liegt. Hierdurch wird eine Beschädigung des äußersten Randes des Randteiles der Topfmanschette und damit der von diesem äußersten Rand gebildeten Dichtlippe verhindert.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Kolbenbodens etwas kleiner als der Außendurchmesser der Topfmanschette bzw. des Randteils der Topfmanschette. Auch hierdurch wird die Dichtwir­ kung verbessert. Ferner wird eine Beschädigung der vom äußersten Rand der Topfmanschette gebildeten Dichtlippe verhindert.

Vorteilhaft ist es, wenn der Kolbenboden ein vorspringendes Teil aufweist, das in eine entsprechende Vertiefung des Kolbenkerns eingepreßt ist. Die Anordnung kann auch umgekehrt getroffen sein; dann ist ein vorspringendes Teil des Kolbenkerns in eine entsprechende Vertiefung des Kolbenbodens eingepreßt. Das vor­ springende Teil des Kolbenbodens oder Kolbenkerns ist vorzugs­ weise in der Mitte des Kolbenbodens bzw. Kolbenkerns angeordnet. Vorzugsweise ist das vorspringende Teil zylinderförmig.

Vorzugsweise liegt die zweite Topfmanschette unmittelbar an der ersten Topfmanschette an. Dies ist insbesondere dann vorteil­ haft, wenn die Topfmanschetten aus einem im wesentlichen ebenen Mittelteil und einem dazu im Winkel verlaufenden Randteil beste­ hen. Dann können die Topfmanschetten mit ihren Mittelteilen "Rücken an Rücken" aneinander anliegen. Diese Anordnung ist ins­ besonders dann von Vorteil, wenn die Topfmanschetten zwischen dem Kolbenkern und einem Kolbenboden eingespannt sind.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist gekennzeichnet durch eine Dichtung zwischen der Topfmanschette und/oder der weiteren Topfmanschette einerseits und dem Kolbenboden andererseits. Vor­ zugsweise befindet sich die Dichtung zwischen der weiteren Topf­ manschette und dem Kolbenkern. Die Dichtung ist vorzugsweise als Dichtungsring ausgebildet.

Bei einer Kolben-Zylinder-Anordnung für ein Dosiergerät, Titrier­ gerät oder sonstiges Gerät zur Abgabe von Flüssigkeit wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung einen erfindungsgemäßen Kolben auf­ weist.

Bei einem Dosiergerät, Titriergerät oder sonstigen Gerät zur Ab­ gabe von Flüssigkeit wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das Dosiergerät, Titriergerät oder dergleichen einen erfindungsgemäßen Kolben oder eine erfindungs­ gemäße Kolben-Zylinder-Anordnung aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt die
einzige Figur eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Kolben in einem Querschnitt.

Der in der einzigen Figur im Querschnitt gezeigte Kolben ist in einem Zylinder 6 längs dessen Achse 31 hin- und herbewegbar ge­ führt. Der Kolben besteht aus einer Kolbenstange 7, einem Kolben­ kern 25, einem Kolbenboden 29, einer Topfmanschette 28 und einer weiteren Topfmanschette 27. Die Topfmanschetten 28, 27 bestehen aus einem im wesentlichen ebenen Mittelteil und einem dazu im Winkel verlaufenden Randteil, wobei der Winkel im wesentlichen 60° beträgt. Der Randteil der Topfmanschette 28 weist von der Kolbenstange 7 weg, der Randteil der weiteren Topfmanschette 27 weist zur Kolbenstange 7 hin. Der Arbeitsraum der zu fördernden Flüssigkeit liegt auf der der Kolbenstange 7 abgewandten Seite des Kolbens, in der Darstellung der Figur also unterhalb des Kol­ bens. Die Topfmanschetten 28, 27 sind zwischen dem Kolbenkern 25 und dem Kolbenboden 29 eingespannt. Die der Topfmanschette 28 zugewandte Oberfläche des Kolbenbodens 29 stimmt im wesentlichen mit der dem Kolbenboden 29 zugewandten Oberfläche des Randes der Topfmanschette 28 überein. Auch die Oberfläche des Kolbenbodens 29 besteht also aus einem im wesentlichen ebenen Mittelteil und einem dazu im Winkel verlaufenden Randteil. Hierdurch liegt der Randteil der Topfmanschette 28 und auch der daran anschließende Mittelteil praktisch spielfrei an der entsprechenden Oberfläche des Kolbenbodens 29 an.

Der Außendurchmesser des äußersten Teils des Kolbenbodens 29 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser des äußersten Teils des Randteils der Topfmanschette 28.

Der Kolbenboden 29 besitzt ein vorspringendes, zur Kolbenstange 7 hinweisendes Teil 32, welches sich in der Mitte des Kolben­ bodens 29 befindet und rotationssymmetrisch zur Achse 31 als Kreiszylinder ausgestaltet ist. In dem Kolbenkern 25 ist eine entsprechende Vertiefung 33 vorgesehen. Das vorspringende Teil 32 und die Vertiefung 33 bilden eine Preßpassung.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liegen die Topfmanschetten 28, 27 mit ihren ebenen Mittelteilen "Rücken an Rücken" unmittel­ bar aneinander an. In der der weiteren Topfmanschette 27 zuge­ wandten Stirnfläche des Kolbenkerns 25 ist eine kreisförmige Nut vorgesehen, in die eine Dichtung 26 eingelegt ist.

In dem Kolbenkern 25 ist ein zur Achse 31 koaxiales Innengewinde 34 vorgesehen, das mit der Vertiefung 33 fluchtet und in welches die Kolbenstange 7 mit einem an ihr vorgesehenen Außengewinde eingeschraubt ist.

Der Zylinder 6 ist als Glaszylinder aus KPG-Rohr ausgestaltet. Die Gewindespindel 7 dient gleichzeitig als Kolbenstange. Die Topfmanschetten 28, 27 bestehen aus PTFE. Auch der Kolbenkern 25 ist aus PTFE gefertigt. Als Kolbenstange könnte statt einer Ge­ windespindel auch eine Zahnstange, ein Rohr, ein Vollmaterial oder ähnliches vorgesehen sein. Ferner könnte die Kolbenstange und der Kolbenkern einstückig sein. Es ist also möglich, den Kolbenkern an der Kolbenstange anzuformen. Ferner können Kolben­ stange und Kolbenkern den selben Außendurchmesser haben. Der Kolben besteht aus der Kolbenstange 7, dem Kolbenkern 25 zur Aufnahme der Kolbenstange und den beiden vorgespannten Topfman­ schetten 28, 27, die über das Kolbenbodenteil 29 mittels Dichtring 26 auf den Kolbenkern 25 gepreßt werden.

Mit der Erfindung können folgende Vorteile erzielt werden:

• 1. Die Topfmanschetten haben ein definiertes Rückstellverhal­ ten, das durch die Form bedingt ist. Durch die gegenseitige Anordnung der beiden Topfmanschetten 28, 27 wird die Dich­ tigkeit im Unterdruckbereich und auch im Überdruckbereich gewährleistet. Die obere, der Kolbenstange 7 zugewandte, weitere Topfmanschette 27 dichtet bei der Ansaugbewegung, also gegen Unterdruck, ab. Die untere, von der Kolbenstange 7 abgewandte Topfmanschette 28 dichtet bei der Ausstoßbewe­ gung, also gegen Überdruck, ab.
• 2. Die Geometrie des Kolbenbodens 29 ist an die Geometrie der Topfmanschette 28 angepaßt. Dadurch kann insbesondere eine Stabilität der Topfmanschette 28 bei der Ansaugbewegung (in der Darstellung der einzigen Figur die Bewegung des Kolbens nach oben) erreicht werden. Gleichzeitig wird das Totvolu­ men (das ansonsten das Entlüftungsproblem verursacht) auf Null gesetzt, so daß ein sicheres Entlüften gewährleistet ist. Die kegelstumpfförmige Außenfläche des Kolbenbodens 29, auf der das Randteil der Topfmanschette 28 aufliegt, erstreckt sich etwas weiter von der Kolbenstange 7 weg (in der Darstellung der einzigen Figur nach unten und außen) als der Randteil der Topfmanschette 28. Hierdurch ist ge­ währleistet, daß auch der äußerste Rand des Randteils der Topfmanschette 28 noch auf der zugehörigen Oberfläche des Kolbenbodens 29 aufliegt. Durch dieses Vorstehen des Kolben­ bodens 29 über die vom äußersten Rand des Randteils der Topfmanschette 28 gebildeten Dichtlippe hinaus (im Ausfüh­ rungsbeispiel um etwa 0,2 mm) wird eine Beschädigung dieser Dichtlippe zuverlässig verhindert.
• 3. Der Kolbenboden 29 mit gegenseitig angeordneten Topfman­ schetten 28, 27 wird spielfrei mit dem Kolbenkern 25 verbun­ den, und zwar durch die Preßpassung zwischen dem vorsprin­ genden Teil 32 und der Vertiefung 33. Die spielfreie Anord­ nung wird durch den in die beschriebene Ringnut eingelasse­ nen Dichtring 26 erreicht. Hierfür hat der Dichtring 26 ei­ ne Federfunktion. Vorzugsweise besteht er aus dem Material Witon.
• 4. Die Kolbenstange 7 ist mit dem Kolbenkern 25 lösbar verbun­ den. Diese lösbare Verbindung wird vorzugsweise durch ein Gewinde realisiert, kann aber auch auf andere Weise verwirk­ licht sein. Durch die lösbare Verbindung der Kolbenstange 7 mit dem Kolbenkern 25 wird eine anwenderfreundliche Montage und Demontage erreicht.

Claims (7)

1. Kolben für ein Dosiergerät, Titriergerät oder sonstiges Gerät zur Abgabe von Flüssigkeit, mit einer Kolbenstange (7) und einem Kolbenkern (25), auf dem eine erste Topfman­ schette (28) aufgespannt ist, deren Randteil von der Kol­ benstange (7) weg weist, und eine zweite Topfmanschette (27) aufgespannt ist, deren Randteil zur Kolbenstange (7) hin weist, wobei die Topfmanschetten (28, 27) aus einem im wesentlichen ebenen Mittelteil und einem dazu im Winkel verlaufenden Randteil bestehen und zwischen dem Kolbenkern (25) und einem Kolbenboden (29) eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten Topfmanschette (28) zugewandte Oberflä­ che des Kolbenbodens (29) im wesentlichen mit der dem Kol­ benboden (29) zugewandten Oberfläche des Randes der ersten Topfmanschette (28) übereinstimmt, so daß die erste Topfman­ schette (28) zumindest im Bereich ihres Randes im wesent­ lichen spielfrei an der entsprechenden, den Kolbenkern (25) radial überragenden Fläche des Kolbenbodens (29) anliegt, wobei die radiale Außenfläche des Kolbenbodens (29) kegel­ stumpfförmig ist und sich etwas weiter von der Kolbenstange (7) weg erstreckt als der Randteil der Topfmanschette (28).

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kolbenbodens (29) etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der ersten Topfmanschette.

3. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenboden (29) ein vorspringendes Teil (32) aufweist, das in eine entsprechende Vertiefung (33) des Kolbenkerns (25) eingepreßt ist.

4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Topfmanschette (27) unmit­ telbar an der ersten Topfmanschette (28) anliegt.

5. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich­ net durch eine Dichtung (26) zwischen der ersten Topfman­ schette (28) und/oder der zweiten Topfmanschette (27) einer­ seits und dem Kolbenkern (25) andererseits.

6. Kolben-Zylinder-Anordnung für ein Dosiergerät, Titriergerät oder sonstiges Gerät zur Abgabe von Flüssigkeit, gekenn­ zeichnet durch einen Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Dosiergerät, Titriergerät oder sonstiges Gerät zur Abgabe von Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eine Kolben-Zylinder-Anord­ nung nach Anspruch 6.