DE19728179A1 - Selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische Dosiervorrichtungen - Google Patents
Selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische DosiervorrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine selbsttätig umschaltende
Kolben/Zylinderantriebsanordnung. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Linearantriebsanordnung für volumetrische
Dosiervorrichtungen.
Volumetrische Dosiervorrichtungen dienen dazu, ein Additiv
oder dgl. mit einer bestimmten dosierten Menge in ein
Hauptfluid einzugegen, um ein Gemisch mit bestimmten
vorteilhaften Eigenschaften zu erhalten. Obschon die
Erfindung hierauf nicht beschränkt ist, handelt es sich bei
Haupt- und Additivfluiden zumeist um Flüssigkeiten, jedoch
können auch gasförmige Medium in Frage kommen. Die Erfindung
ermöglicht es, das Hauptfluid zugleich als Druckfluid zur
Beaufschlagung der Kolben/Zylinderantriebsanordnung zu
verwenden.
Zum Stand der Technik kann insbesondere auf die EP-B-161 614
verwiesen werden. Die darin beschriebene Kolben/Zylinder
antriebsanordnung zum Antrieb einer volumetrischen
Dosiervorrichtung zeichnet sich durch eine Vielzahl von
Aufbauteilen mit komplexer Konfiguration und komplexer
gegenseitiger Zuordnung aus, wodurch nicht nur die
Lebensdauer, sondern auch die Funktionalität der bekannten
Anordnung in Frage gestellt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in der
Betriebszuverlässigkeit verbesserte Kolben/Zylinderantriebs
anordnung für Dosiervorrichtungen oder dgl. mit einer
verringerten Anzahl an Aufbauteilen zu schaffen, die sich mit
vergleichsweise geringem Aufwand bei der Fertigung und
Montage bereitstellen und einfach warten läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf den Anspruch 1 verwiesen.
Ein besonderes Konstruktionsmerkmal der erfindungsgemäßen
Kolben/Zylinderantriebsanordnung ist der hydromechanische
Umschaltmechanismus in Gestalt eines in einem Hauptkolben
integrierten Steuerkolbens. Beide Kolbenelemente haben einen
vergleichsweise einfachen Aufbau und können ohne größere
Ansprüche an die einzuhaltenden Toleranzen gefertigt,
montiert und gewartet werden. Wegen des grundsätzlich
robusten Aufbaues der Kolben/Zylinderantriebsanordnung ist
eine lange Lebensdauer gesichert. Obschon die Aufbauteile der
Kolben/Zylinderantriebsanordnung aus einer Vielzahl von
geeigneten Materialien einschließlich metallischen
Materialien gebildet sein können, werden bevorzugt
Kunststoffmaterialien eingesetzt, die sich in preisgünstiger
Weise durch Spritzgießen verarbeiten lassen. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform
und der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
längsgeschnittener Ansicht eine erfindungsgemäß aufgebaute
selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung und
eine davon angetriebene volumetrische Dosiervorrichtung.
Obschon die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit dem
Antrieb einer volumetrischen Dosiervorrichtung beschrieben
wird, ist sie auf dieses Anwendungsgebiet nicht beschränkt.
Vielmehr kann die Erfindung vorteilhaft ebenfalls bei anderen
Anwendungsgebieten eingesetzt werden, bei denen als
Energiequelle ein Druckfluid für die Schaffung einer hin- und
hergehenden linearen Antriebskraft mit selbsttätiger
Umschaltfunktion zum Einsatz kommen soll.
Die selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung
nach der Erfindung trägt in der Zeichnung das allgemeine
Bezugszeichen 10 und umfaßt ein im wesentlichen
zylindrisches Gehäuse 1, in dem ein Hauptkolben 2 axial hin- und
herbeweglich aufgenommen ist. Der Hauptkolben 2
unterteilt das Innere des Zylindergehäuses 1 in einen ersten
oder oberen und zweiten oder unteren Kammerbereich 3 bzw. 4.
Eine Einlaßöffnung 5, die über eine im Gehäuse 1 vorgesehene
Verbindungspassage 6 mit einem Fluideinlasstutzen 7 in
Verbindung steht, durchsetzt die Wand des Gehäuses 1 und
ermöglicht es, ein Druckfluid, z. B. Wasser, in den zweiten
Kammerbereich 4 einzuführen, um den Hauptkolben 2 mit dem
Druck des Druckfluides zu beaufschlagen.
An einer zentralen Stelle einer domartigen Abschlußwand 11
des Zylindergehäuses 1 ist eine Auslaßöffnung 8 vorgesehen,
die den ersten Kammerbereich 3 über gehäuseseitige
Verbindungspassagen 9, 9′ mit einem Fluidauslasstutzen 15
verbindet. Ein Abschnitt der Verbindungspassagen 9, 9′ ist
zwischen der Abschlußwand 11 und einer davon in Abstand
gehaltenen weiteren domartigen Deckelwand 12 gebildet, die,
wie bei 12′ angedeutet ist, am Zylindergehäuse 1 entfernbar
befestigt sein kann.
Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, sind der Hauptkolben 2
und die radiale Abmessung der damit zusammenwirkenden
Innenwand des Zylindergehäuses 1 so ausgebildet, daß die
Druckwirkfläche des Hauptkolbens 2, die dem ersten
Kammerbereich 3 ausgesetzt ist, um ein geeignetes maß
größer als die Druckwirkfläche ist, die dem zweiten
Kammerbereich 4 ausgesetzt ist. Z.B. kann das Verhältnis der
dem ersten Kammerbereich 3 ausgesetzten Druckwirkfläche des
Hauptkolbens 2 zu der dem zweiten Kammerbereich 4
ausgesetzten Druckwirkfläche 1: etwa 1,5 betragen, ohne daß
die Erfindung auf ein derartiges spezielles Flächenverhältnis
des Hauptkolbens 2 beschränkt ist.
An der dem ersten Kammerbereich 3 zugewandten Seite des
Hauptkolbens 2 ist ein rohrförmiges Führungselement 13 in
geeigneter Weise, z. B. durch Schrauben, befestigt, welches
ein offenes und ein im wesentlichen geschlossenes Ende hat
und sich in Bewegungsrichtung des Hauptkolbens 2 erstreckt.
Seitens seines offenen Endes ist in dem rohrförmigen
Führungselement 13 ein rohrförmiges Stempelelement 14
teleskopartig beweglich eingesetzt. Das Stempelelement 14
trägt an seinem aus dem Führungselement 13 axial
herausragenden Endbereich eine Dichtplatte 17 mit Mitteln zum
Verschließen der Auslaßöffnung 8 in der domförmigen
Abschlußwand 11 des Zylindergehäuses 1 und weist am anderen
im Führungselement 13 aufgenommenen Endbereich eine Schulter
auf, auf der sich eine im Stempelelement 14 aufgenommene
Vorspannfeder 21 einerends abstützt. Das andere Ende der
Vorspannfeder 21 steht mit einem Anschlag oder Stift 26 in
Eingriff, der am Führungselement 13 befestigt ist und durch
ein axial sich erstreckendes Langloch 15 im Stempelelement 14
in dessen Inneres ragt, so daß die Vorspannfeder 21 damit in
Eingriff kommen kann. Die Vorspannfeder 21 dient dazu, das
Stempelelement 14 mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen,
die dieses relativ zum rohrförmigen Führungselement 13 in
eine Richtung weg von der Auslaßöffnung 8 bewegen will.
Die Dichtplatte 17 umfaßt einen Dichtzapfen 19, der in die
Auslaßöffnung 8 dichtend eingreifen kann, sowie einen dazu
konzentrisch angeordneten Dichtring 18 in Gestalt z. B. eines
O-Ringes mit größeren umfänglichen Abmessungen als die des
Dichtzapfens 19 bzw. der Auslaßöffnung 8. Der Dichtring 18
kann daher mit einer um der Auslaßöffnung 8 vorgesehenen
Dichtfläche der Abschlußwand 11 in dichtendem Eingriff
treten, wenn sich das Stempelelement 14 in der in der
Zeichnung gezeigten Sehließposition befindet. In der
Sehließposition des Stempelelementes 14 ist zwischen der
Dichtplatte 17 und der Dichtfläche der Abschlußwand 11 ein
Spalt 20 vorgesehen, der durch die Dichtungsmittel 18 und 19
gegenüber dem ersten Kammerbereich 3 abgedichtet ist, worauf
nachfolgend noch näher eingegangen wird.
In einer unteren Bodenwand 22 des rohrförmigen
Führungselementes 13 können ein oder mehrere axiale
Durchgangsbohrungen 23 vorgesehen sein, die zu einer
entsprechenden Anzahl an vom unteren Ende des
Stempelelementes 14 abstehenden Vorsprüngen 25 ausgerichtet
sind, so daß die Vorsprünge 25 bei einer Bewegung des
Stempelelementes 14 in Richtung auf den Hauptkolben 2 durch
die Durchgangsbohrungen 23 hindurchgeführt werden können,
worauf nachfolgend ebenfalls noch näher eingegangen wird.
Wie dargestellt, ist im Hauptkolben 2 ein Steuerkolben 30
axial hin- und herbeweglich aufgenommen. Der Steuerkolben 30
und die ihn aufnehmende Zylinderfläche im Hauptkolben 2 sind
so ausgebildet, daß der Steuerkolben 30 eine dem ersten
Kammerbereich 3 zugewandte Druckwirkfläche hat, die größer
als die dem zweiten Kammerbereich 4 zugewandte
Druckwirkfläche ist. Insbesondere ist ferner das Verhältnis
der dem ersten Kammerbereich 3 zugewandten Druckwirkfläche
des Steuerkolbens 30 zu der dem zweiten Kammerbereich 4
zugewandten Druckwirkfläche größer als das betreffende
Verhältnis der Druckwirkflächen des Hauptkolbens 2. Z.B. kann
das Flächenverhältnis des Steuerkolbens 30 1: etwa 1,7 bei
einem Flächenverhältnis des Hauptkolbens 2 von 1: etwa 1,5
betragen. Die Erfindung ist auf derartige Zahlenwerte jedoch
nicht beschränkt. Andererseits ist der Durchmesser des
Steuerkolbens 30 um ein geeignetes maß kleiner als der des
Hauptkolbens 2, so daß die unter den Fluiddrücken in den
Kammerbereichen 3 und 4 auf den Hauptkolben 2 einwirkenden
Kräfte größer als die auf den Steuerkolben 30 einwirkenden
Kräfte sind.
Der Steuerkolben 30 enthält eine zentrale axiale
Durchlaßöffnung 32, die die dem ersten Kammerbereich 3
zugewandte Seite des Steuerkolbens 30 mit der dem zweiten
Kammerbereich 4 zugewandten Seite verbindet. An der Bodenwand
22 des rohrförmigen Führungselementes 13 ist ein Dichtring
24, z. B. in Gestalt eines O-Ringes vorgesehen, der bei einer
entsprechenden axialen Stellung des Steuerkolbens 30 relativ
zum Hauptkolben 2 mit einer Dichtfläche 31 längs des Umfanges
der Durchlaßöffnung 32 am Steuerkolben 30 in Eingriff treten
kann, um ein Verbindung der Durchlaßöffnung 32 mit dem
ersten Kammerbereich 3 zu verschließen.
Eine Vorspannfeder 33 ist vorgesehen, die sich einerends an
einer Schulter des Hauptkolbens 2 und anderenends an einer
Schulter des Steuerkolbens 30 abstützt, um den Steuerkolben
30 in eine Richtung vorzuspannen, bei der eine dichtende
Eingriffnahme zwischen dem Dichtring 24 des rohrförmigen
Führungselementes 13 und der Dichtfläche 31 des Steuerkolbens
30 zustande kommt.
Die Durchlaßweite der Öffnung 32 des Steuerkolbens 30 kann
durch ein im Hauptkolben 2 axial beweglich aufgenommenes
kolbenförmiges Dämpfungsglied 34 um ein geeignetes Maß
verringert werden. Das Dämpfungsglied 34 enthält eine axiale
Durchgangspassage mit verengtem Querschnitt und weist einen
zapfenförmigen Ansatz 35 auf, der in die Öffnung 32 des
Steuerkolbens 30 eingreifen kann. Das Dämpfungsglied 34 trägt
ferner ein stiftförmiges Anschlagelement 36. Eine
Vorspannfeder 37 stützt sich einerends an einem Bund des
Anschlagelementes 36 und anderenends an einer Schulterfläche
des Hauptkolbens 2 ab, um das Dämpfungsglied 34 mit einer
Vorspannkraft zu beaufschlagen, die den zapfenförmigen Ansatz
35 des Dämpfungsgliedes 34 außer Eingriff mit der Öffnung 32
im Steuerkolben 30 bewegen will. Dagegen kann das
Anschlagelement 36 mit seinem freien Ende in Anlage mit einer
Schulterfläche 38 an einer unteren Endwand 39 des
Zylindergehäuses 1 treten, um die axiale Bewegung des
Dämpfungsgliedes 34 relativ zum Hauptkolben 2 zu begrenzen.
Am Hauptkolben 2 ist in geeigneter Weise eine Kolbenstange 40
befestigt, die die untere Endwand 39 des Zylindergehäuses 1
axial durchsetzt und dagegen in geeigneter Weise abgedichtet
ist.
Die volumetrische Dosiervorrichtung, die das allgemeine
Bezugszeichen 50 trägt, umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 51,
das mit der selbstumschaltenden
Kolben/Zylinderantriebsanordnung 10, z. B. durch eine
Schraubverbindung, lösbar verbunden werden kann. In axialem
Abstand zu der Endwand 39 des Zylindergehäuses 1 kann im
zylindrischen Gehäuse 51 eine Trennwand 41 dichtend
angeordnet sein, durch die sich die Kolbenstange 40 hindurch
erstreckt und die die volumetrische Dosiervorrichtung 50
gegenüber der Kolben/Zylinderantriebsanordnung 10 hermetisch
abdichtet bzw. räumlich abtrennt.
Im zylindrischen Gehäuse 51 ist ein napfförmiges
Dosiergehäuse 52 dichtend angeordnet, in dem ein Dosierkolben
56 hin- und herbeweglich aufgenommen ist. Der Dosierkolben 56
unterteilt das Innere des Dosiergehäuses 52 in eine
Saugkammer 55 und eine Ausstoßkammer 61. Die Saugkammer 55
ist über ein Absperrventil 54 mit einer Einlaßöffnung 53 für
ein zu dosierendes Fluid verbunden. Das Absperrventil 54
verhindert eine Strömung des Fluids aus der Saugkammer 55 in
die Einlaßöffnung 53, während es eine Strömung in
umgekehrter Richtung ermöglicht.
Ein Basisteil 57 des Dosierkolbens 56 ist mit der
Kolbenstange 40 der Kolben/Zylinderantriebsanordnung fest
verbunden, so daß er die Hin- und Herbewegung der
Kolbenstange 40 mitmacht. Der Basisteil 57 umfaßt eine
ringförmige Dichtfläche, die mit einer ebensolchen
Dichtfläche an einem begrenzt axial beweglich auf dem
Basisteil 57 angeordneten Kolbenteil 58 während eines
Hubbewegungsabschnittes des Dosierkolben 56 in Eingriff
treten kann. Der Kolbenteil 58 umfaßt eine Umfangsdichtung
59, z. B. Lippendichtung, die den Kolbenteil 58 gegenüber der
Wand des Dosiergehäuses 52 abdichtet. Im Kolbenteil 58 sind
ein oder mehrere Durchgangsöffnungen 60 vorgesehen, welche
eine Verbindung zwischen der Saugkammer 55 und der
Ausstoßkammer 61 schaffen, wenn die zusammenwirkenden
Dichtflächen des Kolbenteiles 58 und des Basisteiles 57
während eines anderen Abschnittes der Hubbewegung außer
dichtendem Eingriff miteinander stehen. Mit der
Ausstoßkammer 61 ist ein Dosierfluidauslaß 62 verbunden.
Auf dem Gehäuse 51 kann eine Einstellhülse 63 axial beweglich
angeordnet z. B. aufgeschraubt sein. Die Einstellhülse 63
steht in Verbindung mit dem Dosierzylinder 52, um dessen
axiale Lage in Bezug auf das Gehäuse 51 verändern und damit
die Position einstellen zu können, bis zu der sich der
Dosierkolben 56 in den Dosierzylinder 52 maximal
hineinerstrecken kann. Auf diese Weise wird das Volumen der
Saugkammer 55 und damit die Menge an bei jedem Hub der
Kolben/Zylinderantriebsanordnung 10 dosierter Fluidmenge
bestimmt.
Die, wie vorbeschrieben, aufgebaute Kolben/Zylinder
antriebsanordnung mit Dosiervorrichtung arbeitet wie folgt.
Ausgehend von einer in der Zeichnung nicht gezeigten
Ausgangsposition des Hauptkolbens 2, bei der die
Auslaßöffnung 8 des ersten Kammerbereiches 3 geöffnet ist,
so daß der erste Kammerbereich 3 mit dem Fluidauslasstutzen
15 in Verbindung steht, wird über den Fluideinlaß 5 ein
Druckfluid in den zweiten Kammerbereich 4 eingeführt und
dadurch der Hauptkolben 2 mit einer Kraft beaufschlagt, die
ihn nach oben in Richtung auf die Auslaßöffnung 8 bewegt.
Durch die Kraft der Vorspannfeder 33 wird der Steuerkolben 30
während dieser anfänglichen Hubbewegung des Hauptkolbens 2 in
dichtendem Eingriff mit dem Dichtring 24 des rohrförmigen
Führungselementes 13 gehalten, so daß die Durchlaßöffnung
32 des Steuerkolbens 30 verschlossen ist.
Sobald die Auslaßöffnung 8 im Zuge der weiteren
Aufwärtsbewegung des Hauptkolbens 2 zunächst durch den
Dichtzapfen 19 und dann durch den Dichtring 18 an der
Dichtplatte 17 des Stempelelementes 14 verschlossen wird,
wird mit der Aufwärtsbewegung des Hauptkolbens 2 unter seiner
fortgesetzten Beaufschlagung mit dem im zweiten Kammerbereich
4 herrschenden Fluiddruck im ersten Kammerbereich 3 ebenfalls
ein Fluiddruck aufgebaut.
Sobald der Fluiddruck im ersten Kammerbereich 3 einen Wert
erreicht hat, bei dem infolge des vorerwähnten
Flächenverhältnisses die auf den Steuerkolben 30 seitens des
ersten Kammerbereiches 3 ausgeübten Kräfte größer als
diejenigen werden, die seitens des zweiten Kammerbereiches 4
auf den Steuerkolben 30 ausgeübt werden, wird der
Steuerkolben 30 gegen die Kraft der Vorspannfeder 33 aus dem
Eingriff mit dem Dichtring 24 des Stempelelementes 14 bewegt
und dadurch die Durchlaßöffnung 32 freigegeben, so daß
zwischen dem ersten und zweiten Kammerbereich 3, 4 ein
Druckausgleich stattfinden kann.
Der Spalt 20 zwischen der Dichtplatte 17 und der benachbarten
Dichtfläche der Abschlußwand 11 stellt eine ungehinderte
Bewegung der Dichtplatte 17 unter dem Einfluß darauf
wirkender Kräfte, wie der Vorspannkraft der Vorspannfeder 21,
sicher.
Die Vorsprünge 25 am Stempelelement 14 unterstützen die
Öffnungsbewegung des Steuerkolbens 30, indem sie eine
Zwangsverschiebung des Steuerkolbens 30 bewirken, wenn der
Druck im ersten Kammerbereich 3 alleine nicht ausreichen
sollte, um den Steuerkolben 30 in die Öffnungsrichtung zu
verschieben, wie dies insbesondere bei anfänglicher
Inbetriebnahme der Kolben/Zylinderantriebsanordnung aufgrund
von Lufteinschlüssen und dgl. der Fall sein kann.
Da die Druckwirkfläche des Hauptkolbens 2, die dem ersten
Kammerbereich 3 ausgesetzt ist, größer als diejenige ist,
die dem zweiten Kammerbereich 4 ausgesetzt ist, bewegt sich
der Hauptkolben 2 bei ausgeglichenen Drücken in den
Kammerbereichen 3 und 4 nach unten, d. h. in eine Richtung weg
von der Auslaßöffnung 8. Wegen des auf die Dichtplatte 17
wirkenden Druckes im ersten Kammerbereich 2 verbleiben der
Dichtzapfen 19 und der Dichtring 18 zunächst jedoch weiterhin
in der dichtenden Position, d. h. das Stempelelement 14 wird
bei der Abwärtsbewegung des Hauptkolbens 2 zunächst nur aus
dem Führungselement 13 herausgezogen. Dabei wird die
Vorspannfeder 21 zunehmend entsprechend der Abmessung des
Langloches 15 gespannt. Mit der Eingriffnahme des Stiftes 16
mit dem unteren axialen Ende des Langloches 15 wird die
Bewegung des Hauptkolbens 2 mit der des Stempelelementes 14
verknüpft, so daß der Dichtzapfen 19 zusammen mit der
Dichtplatte 17 und dem Dichtring 18 nach unten weg aus ihrer
dichtenden Beziehung zur Auslaßöffnung 8 bewegt werden.
Dabei kommt in zeitlicher Folge zunächst die Dichtplatte 17
mit dem Dichtring 18 in einen annähernd kräfteausgeglichenen
Zustand, während der Dichtzapfen 19 aufgrund seiner größeren
axialen Abmessung weiterhin im Bereich der Auslaßöffnung 8
verbleibt und diese verschließt. Die Vorspannkraft der
Vorspannfeder 21 wirkt andererseits dann nurmehr auf den
Dichtzapfen 19, da die druckbedingte Zuhaltekraft auf die
Dichtplatte 17 im wesentlichen weggefallen ist. Die
Vorspannkraft der Feder 21 ist so bemessen, daß sie unter
den genannten Umständen das Stempelelement 13 rasch weg von
der Auslaßöffnung 8 nach unten bewegen und damit den
Dichtzapfen 19 außer dichtendem Eingriff mit der
Auslaßöffnung 8 bringen kann. Infolge des dadurch bedingten
Druckverlustes im ersten Kammerbereich 3 wird die
Durchlaßöffnung 32 im Steuerkolben 30 wieder geschlossen und
beginnt ein erneuter Hubzyklus des Steuerkolbens 2 nach oben
in Richtung auf die Auslaßöffnung 8. Dabei wird ein Teil des
im ersten Kammerbereich 3 aus dem vorhergehenden Hubzyklus
angesammelten Druckfluides über die Auslaßöffnung 8 an den
Fluidauslasstutzen 15 ausgestoßen.
Zum Ende der nach unten gerichteten Hubbewegung des
Hauptkolbens 2 kommt das Anschlagelement 36 des
Dämpfungsgliedes 34 in Eingriff mit der Schulterfläche 38 der
Gehäuseendwand 39 und wird dadurch der zapfenförmige Ansatz
35 entgegen der Kraft der Vorspannfeder 37 in die
Auslaßöffnung 32 des Steuerkolbens 30 eingeführt, um die
Durchlaßweite der Auslaßöffnung 32 vorübergehend um ein
geeignetes maß auf die Durchlaßweite der Durchgangspassage
im Dämpfungsglied 34 zu verringern. Dadurch wird erreicht,
daß der Hauptkolben 2 stetig seine untere Endlage durchläuft
und eine harmonische Hubbewegung des Hauptkolbens 2
sichergestellt ist. Bei der aufwärtsgerichteten Bewegung des
Hauptkolbens 2 kommt das Anschlagelement 36 des
Dämpfungsgliedes 34 wieder außer Eingriff mit der
Anschlagfläche 38, so daß das Dämpfungsglied 34 unter der
Kraft der Vorspannfeder 37 außer Eingriff mit der
Durchlaßöffnung 32 des Steuerkolbens 30 gebracht wird.
Die durch den vorbeschriebenen Arbeitsablauf erzeugte hin- und
hergehenden Bewegung der mit dem Hauptkolben 2
verbundenen Kolbenstange 40 überträgt sich auf den
Dosierkolben 55 der Dosiereinrichtung. Der Dosierkolben 55
erfährt daher eine ebensolche Hin- und Herbewegung im
Dosiergehäuse 52, wodurch das an der Einlaßöffnung 53
anstehende Fluid über das Absperrventil 54 in die Saugkammer
55 gezogen und während des nachfolgenden Umkehrhubes des
Dosierkolbens 57 aus der Saugkammer 55 in die Ausstoßkammer
61 überführt wird. Im übrigen ist die Wirkungsweise der
Dosiervorrichtung dem Fachmann bekannt, so daß hierauf nicht
näher eingegangen werden braucht.
Obschon bei der vorausgehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung die Öffnungsbewegung des
Stempelelementes 14 durch die Vorspannfeder 21 unterstützt
wird, könnte anstelle davon auch eine reine Zwangsmitnahme
des Stempelelementes durch das Führungselement 13 bzw. den
Hauptkolben 2 vorgesehen sein. Ferner ist die Anordnung des
Dämpfungsgliedes 34 nicht obligatorisch. Als bevorzugte
Materialien für die Mehrzahl der Aufbauteile der
Kolben/Zylinderantriebsanordnung sowie der Dosiervorrichtung
kommen insbesondere geeignete Kunststoffmaterialien in
Betracht, die sich im Spritzgießverfahren verarbeiten
lassen. Andere sich dem Fachmann anhand der gegebenen Lehre
anbietende Modifikationen an den Aufbauteilen der
Kolben/Zylinderantriebsanordnung sowie der Dosiervorrichtung
sind durch die Erfindung umfaßt. Gegenstand der Erfindung
ist ferner, obschon in den Ansprüchen nicht ausdrücklich
erwähnt, die Kombination einer Kolben/Zylinderantriebs
anordnung der vorgenannten Art mit einer Dosiervorrichtung
mit dem vorgenannten Aufbau.
Claims (6)
1. Selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebs
anordnung, insbesondere für volumetrische
Dosiervorrichtungen, bestehend aus
- 1.1 einer in einer Zylindereinrichtung (1) hin- und herbeweglich angeordneten Hauptkolbeneinrichtung (2), die das Innere der Zylindereinrichtung in einen ersten und zweiten Kammerbereich (3, 4) unterteilt, wobei
- 1.2 die dem ersten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche der Hauptkolbeneinrichtung größer als die dem zweiten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche ist,
- 1.3 einem Einlaß (5) zum Einführen eines Druckfluides in den zweiten Kammerbereich,
- 1.4 einer mit dem ersten Kammerbereich in Verbindung stehenden Auslaßöffnung (8) der Zylindereinrichtung,
- 1.5 einer von der Hauptkolbeneinrichtung relativbeweglich gehaltenen Schließ/Freigabeeinrichtung (14-19) zum Schließen und Freigeben der Auslaßöffnung, die während eines Teiles der Hubbewegung der Hauptkolbeneinrichtung in der Schließstellung und während eines restlichen Teiles der Hubbewegung, bei der die Bewegung der Schließ/Freigabeeinrichtung mit der der Hauptkolbeneinrichtung gekoppelt ist, in der Freigabestellung gehalten ist,
- 1.6 einer in der Hauptkolbeneinrichtung hin- und herbeweglich aufgenommenen Steuerkolbeneinrichtung (30), deren dem ersten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche größer als die dem zweiten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche ist, wobei
- 1.7 das Verhältnis der dem ersten Kammerbereich zugewandten
Druckwirkfläche zu der dem zweiten Kammerbereich
zugewandten Druckwirkfläche der Steuerkolbeneinrichtung
größer als das betreffende Verhältnis der
Druckwirkflächen der Hauptkolbeneinrichtung ist,
die Steuerkolbeneinrichtung eine den ersten Kammerbereich mit dem zweiten Kammerbereich verbindende Durchlaßpassage (32) aufweist, und
zwischen der Haupt- und Steuerkolbeneinrichtung zusammenwirkende Dichtungsmittel (24, 31) zur Abdichtung der Durchlaßpassage vorgesehen sind, welche außer dichtendem Eingriff miteinander bringbar sind, wenn p₁/p₂ A₂/A₁ ist, mit p₁ = Druck in der ersten Kammer, p₂ = Druck in der zweiten Kammer, A₂ = der zweiten Kammer ausgesetzte Druckwirkfläche der Steuerkolben einrichtung, A₁ = der ersten Kammer ausgesetzte Druckwirkfläche der Steuerkolbeneinrichtung, und - 1.8 einem mit der Hauptkolbeneinrichtung verbundenen Kraftübertragungselement (40) zur Übertragung der Bewegung der Hauptkolbeneinrichtung auf die anzutreibende Vorrichtung.
2. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (34) zur Verengung des
Strömungsquerschnittes der Durchlaßpassage (32) der
Steuerkolbeneinrichtung (30) wenigstens während des
restlichen Teiles der Hubbewegung der Hauptkolbeneinrichtung
(2).
3. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Hauptkolbeneinrichtung (2) und der
Schließ/Freigabeeinrichtung (14-19) eine Vorspannfeder (21)
angeordnet ist, um die Schließ/Freigabeeinrichtung in
Richtung auf die Hauptkolbeneinrichtung zu beaufschlagen.
4. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 1, 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schließ/Freigabeeinrichtung (14-19) ein in einem
rohrförmigen Führungselement (13) der Hauptkolbeneinrichtung
(2) längsverschieblich aufgenommenes Stempelelement (14) mit
einem an einem seiner axialen Enden vorgesehenen Dichtzapfen
(19) zur dichtenden Eingriffnahme mit der Auslaßöffnung (8)
der Zylindereinrichtung (1) umfaßt.
5. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in Abstand umfänglich des
Dichtzapfens (19) eine weitere Dichtungseinrichtung (18) zur
Eingriffnahme mit einem umfänglich der Auslaßöffnung (8)
vorgesehenen Wandbereich der Zylindereinrichtung (1)
vorgesehen ist.
6. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch Distanzelemente (25) am Stempelelement
(14) zur Eingriffnahme mit der Steuerkolbeneinrichtung (30),
um zwischen dem Stempelelement und der
Steuerkolbeneinrichtung einen bestimmten Mindestabstand
einzuhalten.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TECHNOTRANS AG, 48336 SASSENBERG, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |