DE19728179C2 - Selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische Dosiervorrichtungen - Google Patents

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 einzugeben, 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 161 614 A2 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 16 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 Schliessposition befindet. In der Schliessposition 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 verbünden 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 Abwärtsbwegung 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 Führungslement 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/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische Dosiervorrichtungen, bestehend aus

• 1. 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
• 2. 1.2 die dem ersten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche der Hauptkolbeneinrichtung grösser als die dem zweiten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche ist,
• 3. 1.3 einem Einlass (5) zum Einführen eines Druckfluides in den zweiten Kammerbereich,
• 4. 1.4 einer mit dem ersten Kammerbereich in Verbindung stehenden Auslassöffnung (8) der Zylindereinrichtung,
• 5. 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 durch einen Druck im ersten Kammerbereich in der Schliesstellung 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,
• 6. 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
• 7. 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
  zusammenwirkende Dichtungsmittel (24, 31) an der Haupt- und Steuerkolbeneinrichtung zur Abdichtung der Durchlasspassage vorgesehen sind, welche durch eine Bewegung der Haupt- oder Steuerkolbeneinrichtung weg voneinander 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 Steuerkolbeneinrichtung, A₁ = der ersten Kammer ausgesetzte Druckwirkfläche der Steuerkolbeneinrichtung, und
• 8. 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.