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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsdispenser mit einem
auf ein Gefäß aufsetzbaren
Ventilblock mit einem Ansaugventil, einem mit dem Ansaugventil verbundenen
Förder-
und Dosierzylinder, in dem ein mit einer Betätigungseinrichtung verbindbarer
Förderkolben
gleitbar aufgenommen ist, und einer mit dem Ventilblock verbindbaren
Ausgabeeinrichtung für
die Flüssigkeit.
Ferner betrifft die Erfindung einen Förder- und Dosierzylinder sowie
ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsdispensers nach dem
Oberbegriff des Anspruches 28 und eine Förder- und Dosierzylindervorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 37.
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Aus
DE 43 34 750 C2 ist
ein Flüssigkeitsdiespenser
zum Dosieren von Flüssigkeiten
aus einem Vorratsbehälter
bekannt, welcher mit einer Einstellvorrichtung versehen ist, durch
welche die jeweils abzugebende Fördermenge
stufenlos präzise
einstellbar ist. Über
diese Einstelleinrichtung wird die Hublänge eines in einem Förder- bzw.
Dosierzylinder gleitbar aufgenommenen Förderkolbens eingestellt. Der
Förder-
bzw. Dosierzylinder ist aus einem gegen das zu fördernde Medium resistenten
Glaswerkstoff gefertigt. Der Förder-
bzw. Dosierzylinder ist im Bereich seiner Außenfläche mit einer Meßskala und
einer durch ein Wirbelsinterverfahren aufgebrachten Kunststoffbeschichtung
versehen. Durch diese Wirbelsinterbeschichtung wird auf zuverlässige Weise sichergestellt,
daß bei
einer etwaigen Beschädigung des
Förderzylinders
keine Glassplitter freigesetzt werden können. Die Ausbildung dieser
Wirbelsinterbeschichtung auf dem Förder- bzw. Dosierzylinder erfordert
einen relativ hohen apparatetechnischen Aufwand. Da die durch das
Wirbelsinterverfahren jeweils gebildete Schicht hinsichtlich ihrer
Dicke Schwankungen unterworfen ist, wird der Förder- bzw. Dosierzylinder im
Bereich seiner endseitigen Paßflächen nachbearbeitet.
Die Herstellung und die Montage des Förderzylinders sind relativ
zeitaufwendig und erfordern besondere Sorgfalt.
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Unter
dem Eindruck dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Flüssigkeitsdispenser
bzw. eine Förder-
und Dosierzylindervorrichtung und einen Förder- und Dosierzylinder hierfür zu schaffen,
welche eine gleichermaßen
präzise
Dosierung viskoser Medien ermöglichen
und zu geringeren Herstellungskosten herstellbar sind. Daneben liegt
der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen Flüssigkeitsdispensers
anzugeben.
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Für einen
Flüssigkeitsdispenser
der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Ventilblock mit dem Förder-
und Dosierzylinder einstückig
aus Kunststoff geformt ist.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
den Montageaufwand bei der Herstellung eines derartigen Flüssigkeitsdispensers
erheblich zu verringern und auf zuverlässsige Weise sicherzustellen, daß der Förder- und
Dosierzylinder in abdichtender und mechanisch einwandfreier Weise
fest mit dem Ventilblock gekoppelt ist.
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In
vorteilhafter Weise ist es auch möglich, den Förder- und
Dosierzylinder aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial oder
auch aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial mit hohem Schmelzpunkt
zu fertigen.
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Eine
unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten besonders vorteilhafte
Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der Ventilblock aus vorzugsweise
chemikalienbeständigem
Kunststoff, insbesondere Polypropylen, besteht. Ein aus einem derartigen
Werkstoff gebildeter Ventilblock zeichnet sich durch eine besonders
hohe chemische Widerstandsfähigkeit
aus und ermöglicht
eine besonders stabile Befestigung des Flüssigkeitsdispensers an einem
Gefäß oder beispielsweise
auch einer motorisch betriebenen (Labor-) Dosiervorrichtung.
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Eine
insbesondere vorteilhafte Ausführungsform
des Flüssigkeitsdispensers
ist dadurch gegeben, daß der
Ventilblock in Skelettkonstruktion mit beabstandeten Stegen, die
durch Ausnehmungen getrennt sind, ausgeführt ist. Durch eine derartige Ausführungsform
des Ventilblocks läßt sich
der erfindungsgemäße Flüssigkeitsdispenser
besonders materialsparend herstellen. Insbesondere bei einer Fertigung
des Ventilblocks im Rahmen eines Kunststoffspritzvorganges ergibt
sich zudem eine erhebliche Verkürzung
der Aushärteperiode
des Ventilblockes. Auf weiterhin besonders vorteilhafte Weise lassen sich
bei einer derartigen Skelettkonstruktion die einzelnen Funktionsabschnitte
des Ventilblockes auf günstige
Weise bilden. Zudem ergibt sich ein besonders günstiger Aufbau eines entsprechenden
Formwerkzeuges. Zudem wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die
einzelnen, sich ergebenden Form-Trennebenen relativ willkürlich festzulegen.
Da sich ferner durch eine derartige Ausführungsform auch bei relativ
dünnen
Wandstärken
etwaige Hinterschnittabschnitte vermeiden lassen, kann der Ventilblock
materialsparend hergestellt werden.
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Daneben
wird die Aufgabe hinsichtlich eines Förder- und Dosierzylinders erfindungsgemäß gelöst durch
einen Förder-
und Dosierzylinder für
einen Flüssigkeitsdispenser
mit einer gegen ein Fördermedium
weitgehend resistenten, insbesondere durch einen Kunststoff-Werkstoff
gebildeten Innenwandung zur Bildung eines Förderraumes zur Aufnahme eines Förder- und
Dosierkolbens in gleitbewegbarer Weise, bei dem der Förder- und Dosierzylinder
durch einen im Rahmen eines Kunststoff-Formvorganges geformten Kunststoffkörper gebildet
ist, und ein zur Aufnahme einer Ventileinrichtung vorgesehener Ventilblock
einstückig
mit dem Kunststoffkörper
ausgebildet ist.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
anstelle der bislang verwendeten relativ dickwandigen und durch
ein Wirbelsinterverfahren kunststoffbeschichteten Glaszylinder einen
vergleichsweise billigen, dünnwandigen,
aus einem hochwertigen, insbesondere weitgehend chemikalienbeständigen Kunststoffmaterial
gefertigten Zylinder zu bilden, und den Kunststoffkörper zur Übertragung
mechanischer Kräfte
heranzuziehen. Zudem läßt sich
auf fertigungstechnisch besonders günstige Weise an dem Förder- und
Dosierzylinder ein Befestigungsabschnitt bilden, über welchen
der Förder-
und Dosierzylinder in zuverlässiger
Weise mit einem Ventilblock verbunden werden kann. Dadurch läßt sich
der Kunststoffkörper
fertigungstechnisch auf besonders günstige Weise herstellen.
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Es
ist somit möglich,
den Förder-
und Dosierzylinder aus einem beispielsweise duroplastischen Kunststoffmaterial
zu bilden.
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Die
Wandstärke
des Kunststoffkörpers
ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung im Bereich der Enden des Förderzylinders größer als
im Mittenbereich. So weist der den Förder- und Dosierzylinder umgebende
Kunststoffkörper über den überwiegenden
Teil seiner Länge
eine relativ dünne
Wandstärke
auf und ist nur im Bereich seiner stirnseitigen Enden verdickt ausgebildet.
Durch seine verdickten Endabschnitte bildet der Kunststoffkörper beispielsweise
einen eine Verbindung mit einem Ventilkörper bildenden Übergangsbereich.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der Kunststoffkörper
aus einem transparenten Material gebildet. Dadurch kann auf einfache
Weise der Füllungsgrad
des Förder- und Dosierzylinders
erfaßt
werden. In vorteilhafter Weise ist der Kunststoffkörper dabei
aus Polypropylen gefertigt. Der Kunststoffkörper ist vorzugsweise aus einem
transparenten oder transluzenten Material gefertigt. Es ist auch
möglich,
den Kunststoffkörper
aus einem nicht-transparenten Material zu fertigen.
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Für den Fall,
daß der
Kunststoffkörper
aus einem nicht-transpartenten
Material gebildet ist, ist es in vorteilhafter Weise möglich, wenigstens
abschnittsweise Sichtfensterbereiche aus einem transparenten Kunststoff
vorzusehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
der Kunststoffkörper
eine im wesentlichen zylinderische Gestalt auf. Hierzu wird der
Kunststoffkörper
in vorteilhafter Weise in einem Formwerkzeug geformt, welches einen
durch wenigstens zwei Formhälften
gebildeten Formraum aufweist, wobei die wenigstens zwei Formhälften durch
Relativbewegung entlang einer im wesentlichen quer zur Längsachse des
Formzylinders verlaufenden Form-Öffnungsachse
in eine Offenstellung bringbar sind. Ein derartig gebildeter Kunststoffkörper kann
auf besonders vorteilhafte Weise aus dem Formraum entnommen werden,
ohne daß hierbei
der in dem Kunststoffkörper aufgenommene
Förder- und Dosierzylinder
besonderen mechanischen Belastungen unterworfen ist.
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Alternativ
dazu ist es jedoch auch möglich, den
Kunststoffkörper
durch ein Formwerkzeug zu bilden, welches ein, einen Formraum begrenzendes Formteil
aufweist, das zur Entformung des Kunststoffkörpers relativ zu diesem in
Richtung der Längsachse
des Kunststoffkörpers
bewegbar ist. In vorteilhafter Weise ist dabei der Kunststoffkörper leicht
kegelig, verjüngt
ausgebildet. Bei einer derartigen Ausführungsform des Kunststoffkörpers kann
auf vorteilhafte Weise eine besonders hohe Oberflächenqualität des Kunststoffkörpers erreicht
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der Kunststoffkörper
mit einem Fußsockel
versehen, wobei dieser Fußsockel
einstückig mit
dem Kunststoffkörper
ausgebildet ist. Über
diesen Fußsockel
kann der Kunststoffkörper
auf zuverlässige
Weise mit einem Ventilblock verbunden werden. Der Kunststoffkörper kann
in vorteilhafter Weise auch mit dem Ventilblock einstückig ausgebildet
sein. Eine insbesondere in Verbindung mit dem Fußsockel besonders vorteilhafte
Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der Förder- und Dosierzylinder einen Kopfabschnitt
aufweist, und daß der
Kopfabschnitt einstückig
mit dem Kunststoffkörper
ausgebildet ist. Durch diesen Kopfabschnitt kann auf vorteilhafte
Weise ein Anschlag erzeugt werden, über welchen die Hublänge eines
Förderkolbens
begrenzt werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung erstreckt sich die den Förder- und Dosierzylinder umgebende
Mantelwandung durchgängig
zwischen dem Kopfabschnitt und dem Fußsockel. Dadurch werden auf
vorteilhafte Weise der Kopfabschnitt und der Fußsockel derart miteinander
gekoppelt, daß der
Abstand zwischen Fußsockel
und Kopfabschnitt nicht verändert
werden kann. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise ein Abziehen des
Kopfabschnittes von dem Förder-
und Dosierzylinder verhindert.
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In
vorteilhafter Weise ist der Förder-
und Dosierzylinder mit einer Skalierung versehen und die Skalierung
von dem Kunststoffkörper
ummantelt. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die
Skalierung durch ein relativ preiswertes Druckverfahren auf dem
Förder-
und Dosierzylinder auszubilden und einen Abrieb dieser Skalierung
von dem Förder-
und Dosierzylinder durch den Kunststoffkörper zu verhindern. Alternativ
dazu ist es jedoch auch möglich,
die Skalierung beispielsweise in erhabener Weise auf der Außenfläche des
Kunststoffkörpers
auszubilden. Bei einer derartigen Ausbildung der Skalierung ist
es nicht erforderlich, daß der
Förder-
und Dosierzylinder mit einer Skalierung versehen ist. Demzufolge
kann der Förder-
und Dosierzylinder einfach von einem relativ langen Rohr (Halbzeug)
abgetrennt werden. Für den
Fall, daß der
Förder-
und Dosierzylinder im Bereich seiner stirnseitigen Enden zudem von
dem Kunststoffkörper
umgeben ist, ist es nicht erforderlich, auf eine besondere Oberflächenqualität der Enden
des Förderzylinders
zu achten. Selbst bei relativ scharfkantigen Stirnflächen des
Förderzylinders
wird eine Verletzung an diesen scharfen Kanten ausgeschlossen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist in einem Endbereich des Förder- und Dosierzylinders ein
einstückig
mit dem Kunststoffkörper
gebildeter Endflansch vorgesehen, wobei sich der Endflansch radial
zur Längsachse
des Dosierzylinders einwärts
erstreckt. Durch diesen Endflansch wird auf fertigungstechnisch
günstige
Weise das untere Ende des in dem Förder- und Dosierzylinder gebildeten
Förderraumes
begrenzt. In vorteilhafter Weise bildet dabei der Endflansch eine
kleine Durchgangsöffnung,
welche einen kleineren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser
des Förder- und Dosierzylinders.
Durch diese kleine Durchgangsöffnung
kann das aus dem Gefäß angesaugte Fluid
während
der nachfol genden Einwärtsbewegung
des Förderkolbens
zu einer Ausgangsleitung hin abgegeben werden.
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Gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet der Kunststoffkörper einen Verlängerungsabschnitt,
der sich in Axialrichtung des Förder-
und Dosierzylinders über
den Förder-
und Dosierzylinder hinaus erstreckt. Dadurch wird es auf vorteilhafte
Weise möglich,
die axiale Länge
des Förderzylinders
nahezu auf die Hublänge
des Förder- und
Dosierkolbens zu verkürzen.
Die ansonsten mit dem Förder-
und Dosierkolben bzw. dem Fördermedium
oder dem zu dosierenden Medium nicht in Kontakt tretende Führungsfläche zur
Führung
einer Kolbenstange wird dann nicht mehr durch den Förder- und Dosierzylinder
selbst, sondern durch die Innenwandung des Kunststoffkörpers gebildet.
In vorteilhafter Weise weist dadurch der Kunststoffkörper im Bereich
des Verlängerungsabschnittes
den gleichen Innendurchmesser auf wie der Förder- und Dosierzylinder. Dadurch ergibt
sich ein besonders einfaches Einsetzen des Förder- und Dosierkolbens in
den Förder- und Dosierzylinder
und eine gegen Verkanten unempfindliche Führung des Förder- und Dosierkolbens.
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Eine
zur Verringerung des Montageaufwandes bei der Schaffung des Flüssigkeitsdispensers
besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gegeben, daß ein zur Aufnahme einer Ventileinrichtung
vorgesehener Ventilblock einstückig
mit dem Kunststoffkörper
ausgebildet ist. Dadurch entfällt
ein nachträgliches
Zusammensetzen des Kunststoffkörpers
und des Ventilblockes. Zudem können
etwaige Undichtigkeiten im Bereich einer derartigen Fügestelle
auf vorteilhafte Weise vermieden werden. Der Ventilblock und der
Kunststoffkörper sind
hierzu in vorteilhafter Weise als eine Baueinheit durch einen Kunststoffspritzvorgang
gebildet.
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Hierzu
wird ein vorzugsweise thermoplastischer Kunststoff in ein Formwerkzeug
eingespritzt, welches einen Formraum bildet, durch welchen der Ventilblock
und der Kunststoffkörper
einstückig
ausgebildet werden. In diesen Formraum kann zur Schaffung eines
besonders hochwertigen Dispensers in vorteilhafter Weise der insbesondere
aus einem Glaswerkstoff oder vorzugsweise duroplastischen Kunststoffmaterial
bestehende Förder-
und Dosierzylinder vor Schließen
der Spritzform eingelegt werden. Durch Einspritzen des Kunststoffmateriales
wird dann eine Baueinheit gebildet, in welcher der Förder- und Dosierzylinder
fest haftend eingebettet ist.
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In
vorteilhafter Weise ist dabei der Ventilblock durch einen, durch
ein wenigstens zweiteiliges Formwerkzeug gebildeten Formraum gebildet,
wobei eine Trennfläche
des Formwerkzeuges im wesentichen parallel zur Längsachse des Förder- und
Dosierzylinders verläuft.
Dadurch wird es möglich,
die einzelnen Wandungsabschnitte des Ventilblockes relativ dünnwandig
auszubilden, wodurch sich zum einen eine erhebliche Materialersparnis
sowie eine Verkürzung
der Aushärteperiode
ergibt.
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Ein
unterer Bereich des Ventilblocks ist dabei in vorteilhafter Weise
durch ein Formteil gebildet, das in Axialrichtung des Förderzylinders
aus dem Ventilblock abgezogen ist. Durch ein derartiges Formteil kann
in vorteilhafter Weise zugleich ein Anschlußzapfen gebildet werden, auf
welchen ein Schlauchelement aufsteckbar ist, welches von dem Ventilblock zum
Boden des Gefäßes führt. Dieser
Anschlußzapfen
umfaßt
in vorteilhafter Weise einen koaxial zur Längsachse des Förder- und Dosierzylinders
verlaufenden Kanal. Ein zur Bildung dieses Kanals vorgesehener Kernzapfen
ist in vorteilhafter Weise starr mit dem zur Bildung des unteren
Bereiches des Ventilblocks vorgesehenen Formteil verbunden.
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Hinsichtlich
des Verfahrensaspektes wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren zur Herstellung eines, einen Förder- und Dosierzylinder und
einen Ventilblock umfassenden Flüssigkeitsdispensers,
bei welchem im Rahmen eines Kunststoffspritzvorganges der Ventilblock
im Inneren eines Formraumes aus einem Kunststoffmaterial gebildet
wird und nach Erhärten
des Kunststoffmateriales aus dem Formraum entnommen wird, wobei
sich dieses Verfahren erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß im Rahmen
des den Ventilblock bildenden Kunststoffspritzvorganges ein zur
Ausbildung des Förder- und Dosierzylinders
vorgesehener Kunststoffkörper
einstückig
mit dem Ventilblock gebildet wird.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
eine Zylinder/Ventilblockeinheit zu schaffen, durch welche der Gesamtmontageaufwand
bei der Herstellung eines Flüssigkeitsdispensers
erheblich reduziert werden kann.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
des Verfahrens ist dadurch gegeben, daß das Kunststoffmaterial an
unterschiedlichen Stellen in den Formraum eingespritzt wird. Dadurch
kann auf günstige
Weise zum einen eine besonders günstige Fließrichtung
des Kunststoffmaterials im Bereich des Förder- und Dosierzylinders erreicht
werden. Zudem wird es möglich,
den überwiegenden
Teil des Kunststoffmateriales derart in den Formraum einzubringen, daß dieses
nicht mit dem Förder-
und Dosierzylinderbereich in Kontakt tritt.
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In
vorteilhafter Weise können
auch unterschiedliche Kunststoffmaterialien an unterschiedlichen
Stellen in den Formraum eingespritzt werden. So wird gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform des
Verfahrens in den zur Aufnahme des Förder- und Dosierzylinders vorgesehenen
Bereich des Formraumes ein transparentes bzw. transluzentes Kunststoffmaterial,
vorzugsweise Polypropylen, eingespritzt und in den zur Bildung des
Ventilblocks vorgesehen Formraum ein eingefärbtes Kunststoffmaterial eingespritzt.
Es ist auch möglich,
sowohl in den Förder- und
Dosierzylinder als auch in den zur Bildung des Ventilblocks vorgesehenen
Formraum ein undurchsichtiges Kunststoffmaterial einzuspritzen,
das jeweils gewünschte
mechanische Eigenschaften hat. Der jeweilige zeitliche Verlauf des
Einspritzvorganges des jeweiligen Kunststoffmateriales ist in vorteilhafter
Weise durch einen Zeitplan festgelegt, so daß beispielsweise sichergestellt
wird, daß der
Förder- und Dosierzylinder
ausschließlich
von transparentem Kunststoffmaterial ummantelt ist.
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Eine
zur Vermeidung etwaiger Belastungen des Förder- und Dosierzylinders vorteilhafte
Ausführungsform
des Verfahrens ist dadurch gegeben, daß der Formraum durch Öffnen in
eine Richtung quer zur Längsrichtung
des Förder-
und Dosierzylinders in eine Offenstellung gebracht wird. Bei einer
derartigen Ausführungsform
des Verfahrens ergeben sich besonders kurze Schließwege. Zudem
kann ein entsprechendes Formwerkzeug auf günstige Weise überprüft und gereinigt
werden. In vorteilhafter Weise wird dabei ein Außenbereich der Zylinder-Ventilblockeinheit
durch zwei, einen Außenbereich
der Einheit begrenzende Formhälften
sowie durch zwei Formteile begrenzt. Die beiden Formteile werden
in vorteilhafter Weise in den durch die Formhälften begrenzten Formraum eingelegt.
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Hinsichtlich
der Förder-
und Dosierzylindervorrichtung wird die Aufgabe mit den Merkmalen
des Nebenanspruchs 37 gelöst.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsbeispiele sind
Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
und zugehöriger Zeichnungen
näher erläutert. In
diesen zeigt:
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1 eine
Darstellung eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsdispensers
im Längsschnitt,
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2 eine
vereinfachte Schnittansicht durch ein Formwerkzeug zur Bildung der
aus Ventilblock und Förder-
und Dosierzylinder bestehenden Baueinheit,
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3 eine
Längsschnittansicht
durch eine aus Ventilblock und Förder-
und Dosierzylinder bestehende Baueinheit.
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4 eine
Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines Flüssigkeitsdispensers
im Längsschnitt,
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5 eine
Einzelteildarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer bei dem Flüssigkeitsdispenser
gemäß 4 vorgesehenen
Ausgabeeinrichtung,
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6 eine
Funktionsskizze zur Beschreibung der Schaltfunktionen der Ausgabeeinrichtung gemäß 5,
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7 eine
weitere Ausführungsform
eines Förder-
und Dosierzylinders mit einstückig
mit diesem ausgebildeten Ventilblock,
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8 eine
weitere Ausführungsform
eines in Skelettbauweise gefertigten Ventilblockes mit einstückig (integral)
angeformtem Förder-
und Dosierzylinder sowie Ausgabekanüle, und
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9 eine
weitere Ausführungsform
einer Förder-
und Dosiervorrichtung mit einem in Skelettbauweise gebildeten Ventilblock
und einer bevorzugten Ausgestaltung der Ausgabekanüle.
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Der
in 1 dargestellte Flüssigkeitsdispenser umfaßt einen
auf ein Gefäß aufsetzbaren
oder in eine Laborpumpeneinrichtung einbaubaren Ventilblock 1 mit
einer in dessen Inneren ausgebildeten Ventileinrichtung 2. Über diese
Ventileinrichtung 2 steht ein in einem Förder- und
Dosierzylinder 3 gebildeter Innenraum mit dem hier nicht
dargestellten Gefäß oder Behälter (beispielsweise
Kanister) in Verbindung. In dem Förder- und Dosierzylinder 3 ist ein
Förder-
und Dosierkolben 4 aufgenommen, welcher über einen
Handgriff 5 in gleitender Weise hin und hergehend bewegbar
ist. Ein aus dem Gefäß oder Behälter angesaugtes
und durch den Förder-
und Dosierzylinder 3 und den Förderkolben 4 gefördertes
Fluid wird über
eine Ausgabeinrichtung zu einer Ausgabekanüle 7 gefördert. Der
Ventilblock 1 und der Förder-
und Dosierzylinder 3 bilden eine Baueinheit.
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Bei
der hier dargestellten Ausführungsform ist
der Ventilblock 1 aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere
aus Polypropylen, gebildet. Der Förder- und Dosierzylinder 3 ist
von einem mit dem Ventilblock 1 einstückig gebildeten Schutzrohr 8 umgeben.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform
ist der Förder-
und Dosierzylinder 3 als Glaszylinder ausgebildet und im
Rahmen eines Kunststoffspritzvorganges in den Ventilblock 1 und
das Schutzrohr 8 eingespritzt. Das Schutzrohr 8 ist
aus einem transparenten Kunststoffmaterial gefertigt, so daß der Füllungsgrad
des in dem Förder-
und Dosierzylinder 3 gebildeten Förder- bzw. Dosierraumes kontrolliert werden
kann.
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Der
Förder-
und Dosierzylinder 3 ist in dem Schutzrohr 8 und
dem Ventilblock 1 fest aufgenommen. In vorteilhafter Weise
ist der Förder-
und Dosierzylinder 3 mit dem Schutzrohr 8 haftend
verbunden.
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Der
Ventilblock 1 ist in Skelettkonstruktion gebildet und weist
eine Anzahl Stege 9 auf, welche zur Außenseite des Ventilblockes 1 freiliegende
Ausnehmungen begrenzen.
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Die
hier dargestellten Stege 9 sind jeweils so angeordnet,
daß der
Außenbereich
des Ventilblockes 1 in einem zweiteiligen Formwerkzeug
keine Hinterschnitte bildet.
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Die
in dem Ventilblock 1 aufgenommene Ventileinrichtung 2 umfaßt ein Ansaugschließventil, welches
eine Ansaugventilkugel 10, welche mit einer Feder (nicht
dargestellt) belastet sein kann und eine die Hubbewegung dieser
Ventilkugel 10 begrenzende Distanzhülse 11 aufweist. Ein
Ventilsitz 12 der Ventileinrichtung 2 wird durch
eine an dem Ventilblock 1 gebildete Umfangskante erzeugt.
Diese Umfangskante ist im Mündungsbereich
eines Ansaugkanales 13 gebildet, welcher in vorteilhafter
Weise koaxial zur Längsachse
des Förderzylinders 3 verläuft. Der
Ansaugkanal 13 verläuft
im Inneren eines Schlauchzapfens 14, welcher in vorteilhafter
Weise ebenfalls einstückig
mit dem Ventilblock 1 ausgebildet ist.
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Die
Ausgabekanüle 7 ist
in ihrem Fußbereich mit
einem Gewindesockel 15 oder mit einem koaxialen Dichtlamellensockel
versehen und über
diesen radial von außen
in den Ventilblock 1 eingeschraubt oder ggf. eingepreßt. Die
Ausgabeeinrichtung 6 umfaßt vorzugsweise ein Kugelventil
mit einer durch eine Feder 17 belasteten Ausgabeventilkugel 16.
Die Ausgabeventilkugel 16 sitzt in Schließposition
auf einer hier aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Buchse 18 auf.
Alternativ kann der Ventilsitz ohne Buchse direkt am Ventilblock 1 mit
angeformt bzw. durch diesen ausgebildet sein. Die Buchse 18,
die Ausgabeventilkugel 16 und die Feder 17 sind
bei der Gewindeausführung
oder der Einpreßausführung koaxial
zur Längsachse
der Ausgabekanüle 7 im
Innenbereich des Gewinde- bzw. Preßsockels 15 aufgenommen.
Ein im Inneren der Buchse 18 ausgebildeter Durchgangskanal
steht mit dem in dem Förder- und
Dosierzylinder 3 gebildeten Förderraum in Fluidverbindung
(Die Buchse 18 kann ggf. entfallen).
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Auf
den Schlauchzapfen 14 wird vor Montage des Flüssigkeitsdispensers
an einem Gefäß ein Schlauch
aufgesteckt, welcher bis zum Boden des Gefäßes hinabreicht. Über diesen
Schlauch wird bei Aufwärtsbewegung
des Förder-
und Dosierkolbens 4 über
die Ventileinrichtung 2 ein in dem Gefäß bevorratetes Fluid angesaugt.
Bei Abwärtsbewegung
des Förderkolbens 4 schließt die Ventileinrichtung 2.
Infolge eines Druckaufbaus im Inneren des Förder- und Dosierzylinders 3 wird
die Ausgabeventilkugel 16 aus ihrer Schließposition
entgegen der Federkraft der Feder 17 in eine Offenstellung
gedrängt
und ermöglicht ein
Abströmen
des Fluids aus dem in dem Förder- und
Dosierzylinder 3 gebildeten Förder- und Dosierraum über die
Kanüle 7.
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Zur
Ermöglichung
eines Druckausgleiches zwischen dem Inneren des Gefäßes und
der Umgebung beim Ansaugen eines Fluids durch den Förderkolben 4 ist
der Ventilblock 1 mit einer Belüftungsbohrung 20 versehen,
welche in vorteilhafter Weise durch einen beispielsweise aus einem
Sinter-Granulat gebildeten Filter-Pfropfen abgedeckt ist. Dieser Filter-Pfropfen
kann in eine ebenfalls an dem Ventilblock 1 ausgebildete
und vorteilhafterweise konisch verjüngte Einsteckbohrung eingesteckt
werden. Der Ventilblock 1 ist an dem Gefäß vermittels
einer Überwurfmutter 21 in
abdichtender Weise befestigt. Anstelle einer separat von dem Ventilblock 1 ausgebildeten Überwurfmutter 21 ist
es auch möglich,
einen entsprechenden Gewindeabschnitt einstückig mit dem Ventilblock 1 auszubilden.
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Im
oberen Bereich des Schutzrohres 8 ist einstückig mit
diesem ein Kopfabschnitt 22 gebildet, welcher eine Anschlagfläche für eine Förderhubeinstelleinrichtung 23 bildet.
Der Kopfabschnitt 22 ragt bis an das oberste axiale Ende
des Förder-
und Dosierzylinders 3 und überkragt ggf. auch noch dessen stirnseitigen
Endbereich derart, daß die
Umfangskanten dieses Endbereiches noch von dem Kunststoffmaterial
des Schutzrohres 8 überdeckt
sind.
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Der
bei dem hier dargestellten Flüssigkeitsdispenser
vorgesehene Handgriff 5 ist als Hohlkörper ausgebildet und überdeckt
in abgesenkter Position des Förderkolbens 4 den
Förder-
und Dosierzylinder 3 bzw. das diesen umgebende Schutzrohr 8 im
wesentlichen vollständig.
In vorteilhafter Weise ist eine Skalenstange 24 der Förderhubeinstelleinrichtung 23 einstückig mit
dem Handgriff 5 ausgebildet.
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Die
vorangehend in Verbindung mit 1 beschriebene,
durch den Ventilblock 1 und den Förder- und Dosierzylinder 3 gebildete
integrale Baueinheit wird gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Formwerkzeug
gebildet, dessen zur Bildung des Außenbereiches des Ventilblocks 1 vorgesehene
Formhälften 25, 26 in
eine im wesentlichen quer zur Längsrichtung
des Förder- und
Dosierzylinders 3 verlaufende Rich tung eine Offen- bzw.
Schließstellung
bewegt werden. Bei der in 2 dargestellten
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Formwerkzeuges
umfaßt
dieses eine erste Formhälfte 25 und
eine zweite Formhälfte 26.
Beide Formhälften 25 und 26 sind
in eine Richtung quer zur Längsrichtung
der durch diese Formälften 25, 26 gebildeten
Baueinheit bewegbar. In einen zwischen den beiden Formälften 25, 26 begrenzten Formraum
sind ein erstes Formteil 28 (Kernelement) und ein zweites
Formteil 29 (Kernelement) angeordnet. Das erste Formteil 28 begrenzt
gemeinsam mit der ersten Formhälfte 25 und
der zweiten Formhälfte 26 einen
Formraumabschnitt, in welchem der zur Aufnahme des Förderzylinders 3 vorgesehene Kunststoffkörper gebildet
wird. Auf dieses erste Formteil 28 kann vor Schließen der
ersten und zweiten Formhälften 25, 26 der
in 1 dargestellte Einsatzzylinder aufgesteckt werden.
Nach Einlegen des zweiten Formteil 29 werden die erste
und die zweite Formhälfte 25, 26 zusammengefahren
und in den nunmehr gebildeten Formraum 27 ein Kunststoffmaterial,
vorzugsweise Polypropylen, eingespritzt. Dieses Kunststoffmaterial
erfüllt
den gesamten Formraum 27 und bildet damit ein Integralteil
des Flüssigkeitsdispensers,
welches sowohl den Ventilblock 1 (1) als auch
den zur Aufnahme des Förderzylinders 3 vorgesehenen
Kunststoffkörper
und vorzugsweise auch die Ausgabekanüle 7 umfaßt. Durch
Austauschen des ersten und zweiten Formteiles 28 und 29,
insbesondere des ersten Formteiles 28, können auf
einfache Weise insbesondere hinsichtlich des Hubvolumens unterschiedliche
Baueinheiten hergestellt werden. Insbesondere kann durch ein entsprechendes
erstes Formteil 28 unterschiedlichen Innendurchmessern
des Förder-
und Dosierzylindes 3 Rechnung getragen werden.
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Die
beiden ersten und zweiten Formteile 28 und 29 werden
durch die ersten und zweiten Formhälfte 25,26 zentriert.
In vorteilhafter Weise sind die beiden Formteile 28, 29 zusätzlich insbesondere
in einem zur Bildung des in 1 dargestellten
Ansaugkanales 13 vorgesehenen Bereich ineinandergesteckt.
Alternativ zu der hier in 2 dargestellten Ausführungsform
des Formwerkzeuges ist es auch möglich,
zumindest das zweite Formteil 29 mit einer Antriebseinrichtung
zu koppeln, um ein automatisches Entformen des in dem Formraum 27 gebildeten
Formteils zu ermöglichen.
Auch die Entformungsbewegung des ersten Formteiles 28 kann
auf vorteilhafte Weise automatisiert werden. Eine besonders zuverlässige Bestückung des
ersten Formteiles 28 mit dem Förder- und Dosierzylinder 3 wird
dadurch erreicht, daß das
Formwerkzeug in der Spritzform derart angeordnet wird, daß der Ventilblock 1 oberhalb
des Kopfabschnittes 22 angeordnet ist. In vorteilhafter
Weise verläuft
dabei die Längsachse
des ersten Formteiles 28 im wesentlichen vertikal, wobei ein
zur Bildung des der Ventileinrichtung 2 (1) vorgesehener
Abschnitt des ersten Formteiles 28 nach oben weist. Dadurch
wird auf vorteilhafte Weise sichergestellt, daß der Förder- und Dosierzylinder 3 nicht
infolge seines Eigengewichtes von dem ersten Formteil 28 abgleiten
kann. Das Einspritzen des Kunststoffmateriales in den Formraum 27 erfolgt
in vorteilhafter Weise ebenfalls derart, daß der ggf. eingelegte Förder- und
Dosierzylinder 3 nicht auf dem ersten Formteil 28 verschoben
wird. Zur Reduzierung der thermischen Belastung des Förder- und
Dosierzylinders 3 beim Einspritzen des Kunststoffmateriales
wird das erste Formteil 28 in vorteilhafter Weise vorgewärmt. Die
Vorwärmung
des ersten Formteiles 28 kann in vorteilhafter Weise durch
eine im Inneren dieses Formteiles 28 angeordnete, insbesondere elektrische
Heizeinrichtung erfolgen.
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In 3 ist
ein beispielsweise durch ein Formwerkzeug gemäß 2 hergestelltes
Bauteil für
einen erfindungsgemä ßen Flüssigkeitsdispenser dargestellt.
Dieses Bauteil umfaßt
den zur Aufnahme der Ventileinrichtung 2 vorgesehenen Ventilblock 1 sowie
einen einstückig
damit ausgebildeten, das Schutzrohr 8 bildenden Kunststoffkörper. In
diesem Kunststoffkörper
ist der zur Aufnahme des in 1 dargestellten
Förderkolbens 4 vorgesehene
Förder- und
Dosierzylinder 3 eingebettet. Das Einbetten des Förder- und
Dosierzylinders 3 in den Kunststoffkörper erfolgt im Rahmen eines
Kunststoffspritzvorganges, bei welchem der Ventilkörper 1 gemeinsam
mit dem Kunststoffkörper
in einem entsprechenden Formraum gebildet wird. An einem dem Ventilkörper 1 abgewandten
Ende des das Schutzrohr 8 bildenden Kunststoffkörpers ist
der Kopfabschnitt 22 ausgebildet, welcher eine Anschlagfläche bildet,
welche in Verbindung mit einer Hubbegrenzungseinrichtung den Hub
des Förderkolbens 4 begrenzt.
Der einstückig
mit dem zur Aufnahme des Förderzylinders 3 vorgesehenen
Kunststoffkörper
gebildete Ventilblock 1 ist als Skelettkonstruktion mit
nach außen
ragenden Stegen 9 ausgebildet. Diese Stege 9 ermöglichen
auf materialsparende Weise eine ausreichende Verstärkung des
Ventilkörpers 1.
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An
dem in 3 dargestellten Integralteil ist auch der bereits
in Verbindung mit 1 beschriebene Schlauchzapfen 14 einstückig mit
dem Ventilblock 1 ausgebildet. Der Umgebungsbereich des Schlauchzapfens 14 kann
in vorteilhafter Weise durch das in 2 dargestellte
zweite Formteil 29 gebildet werden. Das in 3 dargestellte
Integralteil wird vorzugsweise mittels einer Überwurfmutter (1)
an einem Gefäß, einem
Behälter
oder einer Antriebseinrichtung befestigt. Diese Überwurfmutter oder eine andere
geeignete Befestigungseinrichtung greift in vorteilhafter Weise
in eine im unteren Bereich des Ventilblocks 1 vorgesehene
Umfangsnut 30 ein. Diese Umfangsnut 30 wird durch
einen Ringflansch 31 begrenzt, welcher aufgrund einer ebenfalls
in dem Ventilblock 1 ausgebildeten Ringnut 32 radial
elastisch nachgiebig ist.
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Bei
der in 3 dargestellten Ausführungsform des Integralteiles
schließt
der Förder-
und Dosierzylinder 3 bündig
mit dem Kopfabschnitt 22 ab. Alternativ dazu ist es jedoch
auch möglich,
den Förder-
und Dosierzylinder 3 kürzer
bzw. den Kopfabschnitt 22 verlängert auszubilden. Ferner ist
es auch möglich,
sämtliche
für die
Ventileinrichtung 2 des Flüssigkeitdispensers vorgesehenen
Funktionsabschnitte an einem Einsteck- bzw. Einsatzelement auszubilden,
welches in eine insbesondere radial zur Längsachse des Förderzylinders 3 verlaufende
Ausnehmung in den Ventilblock 1 eingesteckt bzw. eingeschraubt
wird.
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Gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ausgabekanüle 7 nicht über einen
Gewindesockel in den Ventilblock 1 eingeschraubt, sondern über einen
vorzugsweise zylindrischen Preß-Sitz
in den Ventilblock 1 eingepreßt. Eine derartige Befestigung
der Ausgabekanüle 7 an
dem Ventilblock 1 erweist sich insbesondere im Hinblick auf
die Sterilisierbarkeit des Flüssigkeitsdispensers als
besonders vorteilhaft, da im Vergleich zu einer Gewindeverbindung
ein erheblich kleinerer Spaltraum zwischen den beiden Bauteilen
entsteht. Alternativ zu einem derartigen Einpressen des Fußbereiches
der Ausgabekanüle 7 in
den Ventilblock 1 ist es auch möglich, an dem Ventilblock 1 einen
dem Schlauchzapfen 14 ähnlichen
Ansatz zu bilden, auf welchen die Ausgabekanüle 7 aufgesteckt werden kann.
Um eine besonders zuverlässige
Sterilisation des Flüssigkeitsdispensers
zu ermöglichen,
kann die Ausgabekanüle
von dem Flüssigkeitsdispenser
abgezogen werden.
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Die
in 4 dargestellte Ausführungsform eines Flüssigkeitsdispensers
unterscheidet sich von der vorangehend in Verbindung mit 1 beschriebenen
Ausführungsform
durch einen in dem Ventilblock 1 aufgenommenen Umschaltmechanismus. Dieser
Umschaltmechanismus umfaßt
eine zur Aufnahme eines Ventilschieberelementes 35 (5) vorgesehene
Ausnehmung 36. Die Ausnehmung 36 ist hier als
zylindrische Durchgangsbohrung ausgebildet und erstreckt sich durchgängig von
einer Vorderseite des Ventilblocks 1 zu einer Rückseite
desselben. In die Umfangswandung der Durchgangsbohrung münden eine
Anzahl Durchgangskanäle.
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Bei
der in 4 dargestellten Ausführungsform sind dies ein Zylinderansaugkanal 37,
ein Zylinderabgabekanal 38, der bereits in Verbindung mit 1 beschriebene
Ansaugkanal 13, ein Spülkanal 39 und
ein Belüftungskanal 40.
Der Zylinderansaugkanal 37 und der Zylinderabgabekanal 38 sind
bei der hier dargestellten Ausführungsform
als separate Kanäle
ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, bei entsprechender Gestaltung
des Ventilschieberelementes 35 (5) diese
beiden Kanäle,
wie bei der Ausführungsform
gemäß 1 zu
vereinigen.
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Die
Kanäle 37,38,39,40 und 13 sind,
wie nachfolgend in Verbindung mit 6 beschrieben wird,
durch Betätigung
des Ventilschieberelementes 35 jeweils in eine Offenstellung
oder in eine Schließstellung
bringbar. Der Spülkanal 39 ist
dazu vorgesehen, insbesondere bei der erstmaligen Inbetriebnahme
des Flüssigkeitsdispensers
bzw., im Falle längeren
Nicht-Gebrauchs
des Dispensers, das über
den Förder-
und Dosierzylinder 3 geförderte Fluid wieder in das
Gefäß zurückzuführen, bis
keine Luftblasen in dem Ansaugschlauch bzw. in dem Förder- und
Dosierzylinder 3 auftreten.
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Gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung mündet der Spülkanal 39 in einen den
Schlauchzapfen 14 umgebenden Ringraum. Dadurch wird es
auf vorteilhafte Weise möglich,
daß das über den
Spülkanal
zurückgeführte Fluid
an der Außenwandung
des auf den Schlauchzapfen 14 aufgesteckten Schlauches
in das Gefäß zurückläuft, ohne dabei
die Gefäßwand zu
bespritzen. Zur Bildung dieses Ringraumes ist bei der Ausführungsform
gemäß 4 in
vorteilhafter Weise ein koaxial zu dem Schlauchzapfen 14 angeordneter
Zylinderzapfen 41 vorgesehen. Dieser Zylinderzapfen 41 ermöglicht zum
einen ein besonders gleichmäßiges Umströmen des
Ansaugschlauches (nicht dargestellt) und verhindert zum anderen
ein Inkontakttreten des Belüftungskanales 40 mit
dem zurückgeförderten
Fluid. Die Innenwandung der Ausnehmung 36 bildet eine besonders
glatte Oberfläche.
Die Ausnehmung 36 kann auch in vorteilhafter Weise schwach
konisch ausgebildet sein, wodurch sich eine extrem zuverlässige Abdichtung
zwischen dem Ventilschieberelement 35 und der Innenwandung
der Ausnehmung 36 ergibt.
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Bei
der in 4 dargestellten Auführungsform ist das Ventilschieberelement 35 über eine
Bajonettverschlußeinrichtung
in dem Ventilblock 1 gesichert. Diese Bajonettverschlußeinrichtung
umfaßt
einen an dem Ventilblock 1 gebildeten Rastvorsprung. Um
eine besonders effektive Reinigung des Dispensers zu ermöglichen,
und insbesondere um eine besonders effektive Sterilisation des Flüssigkeitsdispensers
zu ermöglichen,
ist gemäß einem
besonderen Aspekt der Erfindung vorgesehen, daß vorzugsweise der gesamte
Ventil- und Umschaltmechanismus auf einfache Weise, vorzugsweise
ohne Gebrauch von Werkzeug, aus dem Ventilblock 1 entnommen
werden kann. Dadurch ist die zur Aufnahme des Ventilschieberelementes 35 vorgesehene
Ausnehmung 36 von außen
zugänglich.
Die relativ großvolumige
Ausnehmung 36 ermöglicht
zudem einen besonders effektiven Zugang eines Reinigungs- und/oder
Sterilisationsmittels zu dem in dem Förder- und Dosierzylinder 3 gebildeten
Innenraum.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Ventilblock 1 mit
einer Steckvorrichtung versehen, über welche das aus der Ausnehmung 36 entnommene
Ventilschieberelement 35 in vorzugsweise aufrechter Position
an dem Ventilblock 1 bzw. an dem Flüssigkeitsdispenser ansteckbar
ist. Als Ansteckabschnitt dient hierzu vorzugsweise ein Umschalt-Fähnchen 43 (5),
das einstückig
mit dem Ventilschieberelement 35 ausgebildet ist. Dieses
Umschaltfähnchen 43 kann
in eine entsprechende, an dem Ventilblock 1 gebildete Nut eingesteckt
werden, so daß es
möglich
wird, auch den zerlegten Flüssigkeitsdispenser
weiterhin als zusammenhängende
Baugruppe in eine Sterilisiervorrichtung hineinzustellen, ohne daß Einzelteile
des Flüssigkeitsdispensers
lose in dem Sterilisator liegen und ggf. vertauscht werden.
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Der
in Verbindung mit 4 beschriebene, in dem Ventilblock 1 vorgesehene
Ventilmechanismus kann auch bei einem Flüssigkeitsdispenser verwendet
werden, bei welchem Ventilblock 1 und Förder- und Dosierzylinder 3 keine
einstückig
Baueinheit bilden. Es ist auch möglich,
in die in dem Ventilblock 1 gebildete Ausnehmung 36 anstelle
des Ventilschieberelementes 35 ein Einsteckelement einzustecken, welches
beispielsweise lediglich zwei Rückschlagventile
enthält
und ansonsten keine Umschaltfunktion zwischen einem Spülmodus,
einem Fördermodus und
einer Sperrstellung erlaubt. Ein derartiges Einsteckelement ist
beispielsweise bei einer Basisversion des Dispensers vorgesehen
und kann optional mit einem entsprechend ausgestalteten Ventilschieberelement 35 vertauscht
werden. Der Ventilblock 1 und der Förder- und Dosierzylinder 3 bilden
dann ein Fördermodul,
dessen besondere Funktionseigenschaften erst durch Verwendung eines
entsprechenden Ventilschieberelementes 35 oder eines entsprechenden
Einsteckelementes endgültig
festgelegt werden. Die beschriebene Ausführungsform des Ventilblockes 1 kann
auch ohne Einsatzzylinder in vorteilhafter Weise Anwendung finden.
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Das
in 5 dargestellte Ventilschieberelement 35 ist
schwenkbewegbar in die Ausnehmung 36 des Ventilblocks 1 eingesteckt.
Der maxiale Schwenkbereich des Ventilschieberelementes 35 wird
durch eine Anschlageinrichtung begrenzt. Diese Anschlageinrichtung
ist gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Bajonettverschlußeinrichtung
gebildet, welche zugleich das Ventilschieberelement 35 in
Axialrichtung sichert. Das Ventilschieberelement 35 umfaßt einen Zapfenabschnitt 44,
dessen Umfangsfläche
gemeinsam mit der Innenumfangswandung der Ausnehmung 36 ein
Schiebersystem bildet. Durch Schwenken des Zapfenabschnitts 44 in
bestimmte Drehpositionen werden dabei bestimmte in dem Ventilblock 1 ausgebildete
Kanäle
wirksam, d.h. durchgängig
bzw. unwirksam, d.h. geschlossen.
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Gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird es durch den Ventilmechanismus
möglich,
auch die Gefäßentlüftung zu
sperren. Dadurch wird insbesondere bei leicht flüchtigen Fördermedien vermieden, daß entsprechende,
im Inneren des Gefäßes gebildete
Dämpfe
aus dem Gefäß entweichen
können.
Die Gefäßbelüftung ist
dann lediglich aktiv, wenn die Vorrichtung in einen Abgabezustand
bzw. ggf. in einen Spülzustand
geschaltet ist.
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Um
zu verhindern, daß sich
im Inneren des Gefäßes ein
unerwünscht
hoher Druck aufbauen kann, kann die Belüftungseinrichtung zusätzlich mit einer Überdruckventileinrichtung
oder einer vergleichsweise kleinen Druckausgleichsbohrung versehen
sein. Gemäß einem
besonderen Aspekt der Erfindung umfaßt die Gefäßbelüftungseinrichtung einen Sintergranulatzapfen 45,
welcher in das Ventilschieberelement 35 eingesetzt ist.
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In
dem Zapfenabschnitt 44 des Ventilschieberelementes 35 sind
eine Anzahl Verbindungswege ausgebildet, welche in einer entsprechenden
Schaltstellung des Ventilschieberelementes 35 durchgängig sind.
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Eine
nicht nur unter montagetechnischen Gesichtspunkten sondern ebenfalls
im Hinblick auf die Sterilisierbarkeit des Flüssigkeitsdispensers vorteilhafte
Ausführungsform
desselben ist dadurch gegeben, daß vorzugsweise sämtliche
Ventile (Rückschlagventile)
in dem Ventilschieberelement 35 angeordnet sind. Bei der
in 5 dargestellten Ausführungsform sind drei, insbesondere
durch federbelastete Kugeln gebildete Rückschlagventile im Inneren des
Zapfenabschnittes 44 angeordnet. Die jeweiligen Ventilsitze
dieser Rückschlagventile
sind gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung einstückig mit
dem Ventilschieberelement 35 gebildet. Auch die Ausgabekanüle 7 ist
in vorteilhafter Weise einstückig
mit dem Ventilschieberelement 35 ausgebildet. Das an dem
Ventilschieberelement 35 vorgesehene Umschaltfähnchen ermöglicht zum
einen ein besonders ergonomisches Umschalten des Ventilschieberlementes 35 und
stellt zum anderen eine Anzeigeeinrichtung dar, durch welche der
jeweilige Betriebszustand des Fluiddispensers einfach erkannt werden
kann.
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Die
Funktionsweise einer bevorzugten Ausführungsform des Ventilschieberelementes 35 soll nachfolgend
in Verbindung mit 6 beschrieben werden. Der in 6 durch
das Bezugszeichen 44 gekennzeichnete Zapfenabschnitt ist
sowohl im Uhrzei gersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn jeweils um
30° schwenkbar.
In der dargestellten Position befindet sich der Zapfenabschnitt 49 in
einer "Ausgabeposition" und ermöglicht ein
Ansaugen des Fluids über
den hier vereinfacht als Pfeil dargestellten Ansaugkanal 13 sowie
den Zylinderansaugkanal 37. Während des Ansaugvorganges nimmt
hierbei die Ansaugventilkugel 10 eine Offenstellung ein
und ermöglicht
einen Fluiddurchgang durch das hier vereinfacht dargestellte Rückschlagventil.
Beim Absenken des Förderkolbens
wird das Fluid in den mit dem Bezugszeichen 38 gekennzeichneten
Zylinderausgabekanal abgegeben, wobei die Ausgabeventilkugel 16 in
eine Offenstellung tritt und einen Fluiddurchgang zur Ausgabekanüle 7 ermöglicht.
Während
des Ansaugens des Fluids aus dem Gefäß über den Ansaugkanal 13 kann
Umgebungsluft über
den in 5 dargestellten Sintergranulatzapfen 45 sowie über den
Belüftungskanal 40 in
das Gefäß einströmen. Falls
im Inneren des Gefäßes ein Überdruck herrscht,
kann ggf. eine entsprechende Gasmenge auch über die Durchgänge 40,45 aus
dem Gefäß entweichen.
Wird der Zapfenabschnitt 44 bei der hier dargestellten
Prinzipskizze um 30° gegen
den Uhrzeigersinn geschwenkt, so wird die Verbindung zwischen der
Ausgabekanüle 7 und
dem Zylinderabgabekanal 38 unterbrochen und der Spülkanal 39 tritt über ein
zusätzlich
vorgesehenes Spülrückschlagventil 46 mit
dem Innenraum des Förderzylinders 3 in Verbindung.
In dieser Schaltstellung wird es möglich, durch entsprechende
Pumphübe
des Förderkolbens ein über den
Ansaugkanal 13 angesaugtes Fluid durch den Förder- und
Dosierzylinder 3 hindurch wieder in das Gefäß über den
Spülkanal 39 hinweg
zurückzufördern.
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Bei
der in 6 dargestellten Ausführungsform der Ventileinrichtung
besteht auch beim Spülen eine
Verbindung zwischen dem Innenraum des Gefäßes und der Umgebung über den
Sintergranulatzapfen 45.
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Wird
der Zapfenabschnitt 44 aus der in 6 dargestellten
Position um einen Winkel von 30° im Uhrzeigersinn
geschwenkt, so sperrt der Zapfenabschnitt 44 den Ansaugkanal 37,
den Abgabekanal 38, die Ausgabekanüle 7, vorzugsweise
auch den Belüftungskanal 40,
den Ansaugkanal 13 und ggf. auch den Spülkanal 39. Dadurch
wird auf besonders zuverlässige
Weise ein unerwünschter
Austritt des Fluids bzw. durch dieses gebildeter Dämpfe verhindert. Zudem
wird auf vorteilhafte Weise sichergestellt, daß im Falle, daß der Förder- und
Dosierzylinder 3 zu Bruch geht oder von dem Ventilblock 1 abgetrennt wird,
weiterhin das Gefäß sicher
verschlossen werden kann. Bezüglich 6 soll
klarstellend festgehalten werden, daß die hier dargestellten Fluidwege nur
schematisch dargestellt sind und vorteilhafterweise nicht in einer
Ebene verlaufen. Die hier dargestellten Rückschlagventile sind im Inneren
des Zapfenabschnittes derart angeordnet, daß die einzelnen Schließkugeln
radial zur Längsachse
des Zapfenabschnittes 44 bewegbar sind. Gemäß einer
alternativen, vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung sind jedoch in dem Zapfenabschnitt 44 drei
zueinander parallele, und parallel zur Längsachse des Zapfenabschnittes 44 angeordnete
Längsbohrungen ausgebildet,
in welchen die Ventilkugeln derart aufgenommen sind, daß diese
in Längsrichtung
des Zapfenabschnittes 44 bewegbar sind. In diese Längsbohrungen
sind auch entsprechende Ventilfedern eingesetzt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die Ausnehmung 36 durch eine in den Ventilblock 1 eingespritzte
oder beispielsweise eingeformte Glas- bzw. Keramikbuchse gebildet.
Dadurch wird auf vorteilhafte Weise eine be sonders leichtgängige Bewegung
des Ventilschieberelementes 35 möglich.
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Anstelle
der vorangehend beschriebenen Ausgestaltung des Ventilschieberelementes 35 als Drehschieber
ist es gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung auch möglich,
dieses Ventilschieberelement durch Bewegung entlang seiner Längsachse
in unterschiedliche Schaltstellungen zu bringen. In vorteilhafter
Weise ist an dem Ventilschieberelement 35 eine Durchgangsbohrung
vorgesehen, mit welcher ein Schloß, insbesondere der Bügel eines
Vorhängeschlosses
in Eingriff bringbar ist, wodurch eine unbefugte Entnahme einer
Flüssigkeit
aus dem Gefäß unterbunden
werden kann. Da das Ventilschieberelement 35 auch die Fluidverbindung
zwischen der Ausgabekanüle 7 und
dem Gefäß blockiert,
kann in einer Sperrstellung des Ventilschieberelementes 35 kein
Fluid aus dem Gefäß abgesaugt werden.
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Da
ferner in Schließstellung
des Ventilschieberelementes 35 auch die Gefaßentlüftung blockiert ist,
können
keine Gase bzw. Dämpfe
aus dem Gefäß entweichen
und es kann ferner auch kein Teilchenaustausch mit der Umgebung
stattfinden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Ventilschieberelement 35 derart
ausgebildet, daß dieses
in eine Schaltstellung bringbar ist, in welcher die aus dem Förder- und
Dosierzylinder 3 und dem Förderkolben 4 gebildete Pumpeneinheit
auch zum Ansaugen des Fluids aus einem externen Gefäß verwendet
werden kann. Hierzu ist in vorteilhafter Weise einstückig mit
dem Ventilblock 1 ein Schlauchzapfen 14 ausgebildet,
auf welchen ein zu dem externen Gefäß führender Schlauch aufgesteckt
werden kann.
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Die
Darstellung gem. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform
des Ventilblockes 1 mit einstückig ausgeformten Förder- und
Dosierzylinder 3. Der Ventilblock 1 ist bei der
hier dargestellten Ausführungsform
in der Gestalt eines zylindrischen Zapfens ausgebildet, der in einen
entsprechend komplementär
ausgebildeten Gegenabschnitt derart eingesetzt ist, daß dieser
Zapfen um seine Längsachse schwenkbewegbar
ist. Der zylindrische Zapfen weist einen Fluidansaugkanal 51 und
einen Fluidausstoßkanal 50 auf.
Diese beiden Kanäle
können
in Abhängigkeit
von der Schwenkposition des Förder-
und Dosierzylinders 3 mit entsprechenden Fluidkanälen in dem
Gegenstück
in Fluidverbindung gebracht werden. Das Schwenken des Förder- und Dosierzylinders 3 wird
durch einen Betätigungsabschnitt 52 erleichtert.
Die momentane Schaltstellung des Förder- und Dosierzylinders 3 kann
in vorteilhafter Weise über
eine Anzeigenase 53 angezeigt werden.
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Bei
der hier dargestellten Ausführungsform des
Ventilblockes mit einstückig
ausgebildetem Förder-
und Dosierzylinder 3 ist kein Einsatzzylinder vorgesehen,
sondern sowohl der Ventilblock 1 als auch der Förder- und
Dosierzylinder 3 aus einem hochwertigen, chemikalienbeständigen Kunststoffmaterial
gebildet.
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Bei
der Ausführungsform
gem. 8 ist der Ventilblock 1 einstückig mit
dem Förder-
und Dosierzylinder 3 ausgebildet. Auch die Ausgabekanüle 7 ist bei
der hier dargestellten Ausführungsform
einstückig
mit dem Ventilblock ausgebildet. Eine Mittelachse der Ausgabekanüle 7 verläuft bei
der hier dargestellten Ausführungsform
zunächst
geradlinig. Die Ausgabekanüle
wird vorzugsweise im Rahmen eines nachfolgenden Umformschrittes
abgebogen. Die Ausgabekanüle 7 wird
durch Umspritzen eines vorzugsweise zylindrischen, geradlinigen
Form kernes im Inneren eines vorzugsweise ebenfalls zylindrischen
Formraumes gebildet. Alternativ dazu ist es auch möglich, die
Ausgabekanüle 7 durch
Umspritzen eines Kernes mit vorzugsweise zylindrischem Querschnitt
zu bilden, dessen Längsachse
jedoch insbesondere kreisbogenartig gekrümmt verläuft. In vorteilhafter Weise
ist an einem der Längsachse
des Förder-
und Dosierzylinders 3 zugewandten Ende eines die Innenwandung
der Ausgabekanüle 7 definierenden
Kernstiftes ein Ventilsitz-Formabschnitt
ausgebildet zur Bildung eines Ventilsitzes 59 im Inneren des
Ventilblockes 1. Auch bei der Ausführungsform gem. 8 ist
der Ventilblock 1 ebenfalls wie bei der Ausführungsform
gem. 1 als Skelettkonstruktion ausgeführt. Der
Ventilblock 1 weist hierbei eine Anzahl Stege 9 auf,
die den Ventilblock 1 insgesamt versteifen. Der Ventilblock 1 umfaßt eine
im wesentlichen koaxial zu dem Schlauchzapfen 14 ausgebildete
Bodenausnehmung 54, die sich zumindest abschnittsweise
nahezu vollständig
bis zu dem in dem Förder- und Dosierzylinder 3 definierten
Innenraum hin erstreckt. Auf einer der Ausgabekanüle 7 abgewandten
Seite ist der Ventilblock 1 ebenfalls mit einer Ausnehmung 55 versehen,
die von der Bodenausnehmung 54 durch einen vergleichsweise
dünnen Wandungsabschnitt
getrennt ist.
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Bei
der Ausführungsform
gem. 8 ist der Ventilblock 1 mittels einer
hier nur schematisch dargestellten Überwurfmutter 56 auf
einen Versorgungsblock 57 aufgeschraubt, der beispielsweise
an einer motorisch betätigten
Labor-Dosiervorrichtung befestigt ist. Der Versorgungsblock 57 ist
mit einem Ansaugleitungsabschnitt 58 versehen, über welchen
ein zu dosierendes Medium aus einer Behältereinrichtung angesaugt werden
kann. In vorteilhafter Weise ist der Versorgungsblock 57 mit
einer zusätzlichen Leitungseinrichtung
versehen, über
welche ein zunächst über die
Förder-
und Dosierzylindervor richtung angesaugtes Fluid bedarfsweise in
den Behälter,
insbesondere zur Entlüftung
der Vorrichtung, zurückgeführt werden
kann.
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Der
hier nicht dargestellte, zur Aufnahme in dem Förder- und Dosierzylinder 3 vorgesehene
Förderkolben 4 ist
in vorteilhafter Weise mit einer Antriebseinrichtung gekoppelt und
beispielsweise unter Zuhilfenahme einer elektronischen Steuereinrichtung alternierend
angetrieben. Zur Schaffung einer sicheren Abdichtung zwischen dem
Versorgungsblock 57 und dem ursprünglich als Schlauchzapfen vorgesehenen
Zapfen 14 ist in dem Versorgungsblock 57 in vorteilhafter
Weise eine Dichtungseinrichtung vorgesehen. In vorteilhafter Weise
ist die Umfangsfläche des
Zapfens 14 schwach konisch ausgebildet und mit einer komplementär in dem
Versorgungsblock 57 ausgebildeten konischen Bohrung abdichtend
in Eingriff bringbar.
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Bei
der gem. 9 dargestellten Ausführungsform
einer Präzisions-Dosiervorrichtung
ist eine besondere Ausführungsform
der Ausgabekanüle 7 vorgesehen,
die einen Einpreßabschnitt 63 aufweist, der
in den Ventilblock 1 eingepreßt ist. Der Einpreßabschnitt 63 ist
mit einer Anzahl Dichtlamellen versehen, die eine sichere Abdichtung
zwischen dem Einpressabschnitt 63 und dem Ventilblock 1 sowie
einen besonders festen Sitz der Ausgabekanüle 7 in dem Ventilblock 1 ermöglichen.
Die Befestigung der Ausgabekanüle 7 an
dem Ventilblock 1 mittels des Einpreßabschnittes 63 ermöglicht eine
besonders positionsgenaue Befestigung der Ausgabekanüle 7 an dem
Ventilblock 1.
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Die
Ausgabekanüle 7 weist
eine Anzahl Stege 60 auf, wodurch die Ausgabekanüle 7 insbesondere
in ihrem dem Einpreßabschnitt 63 zugewandten Bereich
effektiv verstärkt
ist. Die Stege 60 sind einstückig mit der Ausgabekanüle 7 ausgebildet.
Die Ausgabekanüle 7 ist
durch Kunststoff-Spritzen hergestellt.
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Eine
Austrittsöffnung
der Ausgabekanüle 7 ist
mittels einer Verschlußkappe 62 verschließbar. Die
Verschlußkappe 62 ist über ein
Band 61 mit der Ausgabekanüle 7 verbunden. Die
Verschlußkappe 62 und
das Band 61 sind in vorteilhafter Weise einstückig mit
der Ausgabekanüle 7 ausgebildet.
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Sowohl
die Stege 60 der Ausgabekanüle 7 als auch die
an dem Ventilblock 1 ausgebildeten Stege 9 sind
bei der hier dargestellten Ausführungsform kreuzartig
angeordnet. Dadurch wird eine besonders effektive Verstärkung dieser
Teile und ein günstiges Entformen
der Ausgabekanüle 7 oder
auch des Ventilblocks 1 aus dem jeweiligen Formwerkzeug
möglich.
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Die
hier dargestellte Ausführungsform
der Ausgabekanüle 7 kann
auch beispielsweise über eine
Bajonettverschlußeinrichtung
an dem Ventilblock 1 befestigt werden oder, wie bei der
in 7 dargestellten Ausführungsform, einstückig mit
dem Ventilblock 1 ausgebildet sein.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt.
Beispielsweise ist es auch möglich,
eine zur Befestigung des Ventilblocks 1 an einem Gefäß vorgesehene
Befestigungseinrichtung einstückig
mit dem Ventilblock 1 auszubilden. Ferner ist es auch möglich, anstelle eines
im Rahmen eines Heißkanal-Spritzvorganges eingespritzten
Kunststoffmateriales eine insbesondere duroplastische Gießmasse zur
Bildung der Baueinheit zu verwenden.