DE202010018609U1

DE202010018609U1 - Flüssigkeitsabgabemodul

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Publication number: DE202010018609U1
Application number: DE202010018609.9U
Authority: DE
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2018-07-12
Anticipated expiration: 2020-04-24
Also published as: CN102029241A; EP2308602A2; ES2685265T3; JP2011078959A; CN102029241B; AU2010201669A1; EP2308602A3; JP5743428B2; EP2308602B1; EP3404301A1; US20110079618A1; AU2010201669B2; US8333307B2

Abstract

Flüssigkeitsabgabemodul zum Abgeben einer viskosen Flüssigkeit, umfassend:
eine Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe, umfassend einen Flüssigkeits-Einlass,
einen Abgabe-Auslass und einen Fließkanal, der in der Lage ist, einen Flüssigkeitsfluss vom Flüssigkeits-Einlass zum Abgabe-Auslass zu leiten, wobei der Fließkanal einen Ventilsitz zwischen dem Flüssigkeits-Einlass und dem Abgabe-Auslass umfasst;
eine flexible Dichtung, umfassend ein stromaufwärtiges Ende, das abdichtend mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe verbunden ist, und umfassend ein stromabwärtiges Ende, wobei die flexible Dichtung geeignet ist, den Fließkanal gegen den Aktuator abzudichten; und
eine Nadel, umfassend ein Ventilelement und betätigbar durch den Aktuator für eine Hin- und Her-Bewegung in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe zwischen einer offenen Stellung, in der das Ventilelement von dem Ventilsitz gelöst ist, so dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass fließen kann, und einer geschlossenen Stellung, in der das Ventilelement in den Ventilsitz eingreift, wodurch verhindert wird, dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass fließt, wobei die Nadel einen vergrößerten Abschnitt umfasst, der in das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung eingreift und sie hält, um eine Hin- und Her-Bewegung des stromabwärtigen Endes mit der Nadel zu erlauben und eine ringförmige Nut, die mindestens teilweise durch den vergrößerten Abschnitt ausgebildet wird, um das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung aufzunehmen und die flexible Dichtung in Längs-Kompression zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende zu versetzen.

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein Flüssigkeitsabgabevorrichtungen, die für eine Vielzahl von Zwecken benutzt werden, aber insbesondere dazu, viskose Flüssigkeiten abzugeben, wie etwa Schmelzkleber.
Hintergrund der Erfindung
Eine typische Abgabevorrichtung zum Liefern von Flüssigkeiten, wie etwa Schmelzkleber, umfasst im Allgemeinen einen Hauptteil, der eine Nadel umfasst, die ein Ventilelement aufweist, das eine Abgabedüse öffnet und schließt. Die Nadel wird üblicherweise in mindestens einer Richtung mit Druckluft betätigt, um diskrete Mengen unter Druck stehender Flüssigkeit abzugeben. Ein Federmechanismus und/oder Druckluft wird dazu benutzt, ein Ventilelement in einer entgegengesetzten Richtung gegen einen Ventilsitz zu bewegen, der den Flüssigkeitsfluss aus der Abgabedüse anhält.
Genauer gesagt umfassen Flüssigkeitsabgabemodule einen Fließkanal angrenzend an die Abgabedüse und eine Aktuator-Kammer an einem entgegengesetzten Ende der Vorrichtung. Die Aktuator-Kammer enthält einen Abschnitt der Nadel, die typischerweise mit einem Kolbenelement verbunden ist und die auch mit einem Feder-Rückhol-Mechanismus verbunden sein kann, wie oben erläutert. Wird an einer Seite des Kolbenelementes Druckluft angelegt, die ausreicht, den Feder-Rückhol-Mechanismus zu überwinden, wird das Ventilelement der Nadel in eine Richtung weg vom Ventilsitz bewegt, um Flüssigkeit abzugeben. Wird die Druckluft weggenommen, betätigt der Feder-Rückhol-Mechanismus automatisch die Nadel in eine geschlossene Position, in der das Ventilelement in den Ventilsitz eingreift.
Eine dynamische Dichtung ist typischerweise im Allgemeinen zwischen dem Hauptteil der Abgabevorrichtung und der sich bewegenden Nadel platziert, um zu verhindern, dass Flüssigkeit aus dem Fließkanal in die Aktuator-Kammer entweicht. Unter dynamischen Dichtungen versteht man Dichtungen zwischen zwei Oberflächen, die sich relativ zueinander bewegen. Diese dynamischen Dichtungen können fest gegen die Nadel drücken und Reibung und Verschleiß der Dichtung bewirken. Wegen der größeren Reibung können höhere Anforderungen an die Druckluft zur Bewegung der Nadel gestellt werden. Selbst bei verringerter Reibung wird die dynamische Dichtung mit der Zeit verschleißen und ihre Fähigkeit zum richtigen Abdichten verlieren. Diese mangelhafte Dichtung erlaubt es der Flüssigkeit, in die Aktuator-Kammer einzudringen, um den Kolben festzuklemmen und erlaubt es auch, dass Druckluft in den Fließkanal eindringt, was unerwünschte Diskontinuitäten der Abgabe verursacht.
Eine Alternative zu einer dynamischen Dichtung ist eine Dichtung mit flexiblem Balg, wie in der US-Patentveröffentlichung Nr. 2006/0097015 an Riney beschrieben. Die flexible Dichtung umfasst ein Ende, das mit der Nadel verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit dem Hauptteil der Abgabevorrichtung verbunden ist. Die Enden der flexiblen Dichtung können sich relativ zueinander bewegen, so dass keine Reibung zwischen der Dichtung und der Nadel und dem Hauptteil der Abgabevorrichtung auftritt. Es wäre wünschenswert, ein Flüssigkeitsabgabemodul zu schaffen, das die Dichtung mit flexiblem Balg verbessert und ferner die Probleme bei der Verwendung dynamischer Dichtungen in einem Fließkanal behandelt.
Zusammenfassung der Erfindung
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Flüssigkeitsabgabemodul eine Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe, eine Nadel, eine flexible Dichtung und einen Aktuator. Die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe umfasst einen Flüssigkeits-Einlass, einen Abgabe-Auslass und einen Fließkanal, der einen Flüssigkeitsfluss vom Flüssigkeits-Einlass zum Abgabe-Auslass leitet. Der Fließkanal umfasst einen Ventilsitz zwischen dem Flüssigkeits-Einlass und dem Abgabe-Auslass. Die flexible Dichtung umfasst ein stromaufwärtiges Ende, das abdichtend mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe verbunden ist, und umfasst ein stromabwärtiges Ende. Die flexible Dichtung ist dazu ausgebildet, den Fließkanal gegen den Aktuator abzudichten. Die Nadel umfasst ein Ventilelement, das für Hin- und Her-Bewegungen in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe zwischen einer offenen Stellung, in der das Ventilelement vom Ventilsitz gelöst ist, und einer geschlossenen Stellung, in der das Ventilelement mit dem Ventilsitz verbunden ist, ausgebildet ist. Der Flüssigkeitsfluss durch den Abgabe-Auslass ist in der offenen Stellung erlaubt und in der geschlossenen Stellung verhindert. Die Nadel umfasst auch einen vergrößerten Abschnitt, der in das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung eingreift und sie zurückhält, um die flexible Dichtung in Längs-Kompression zu platzieren, um die Dichtungsfunktion zu fördern. Das stromabwärtige Ende ist dazu ausgebildet, sich mit der Nadel zu bewegen. Der Aktuator bewegt die Nadel zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung hin und her, um selektiv Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass auszugeben.
In einigen Ausführungsformen des Flüssigkeitsabgabemoduls ist das stromaufwärtige Ende der Dichtung durch eine Vertiefung verbunden und zurückgehalten, die eine quer verlaufende Oberfläche aufweist und in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ausgebildet ist, um die flexible Dichtung in Längs-Kompression zu platzieren In der beispielhaften Ausführungsform befindet sich diese Vertiefung in einer Nadelführung. Die flexible Dichtung kann einen zentralen Abschnitt zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende umfassen, der von der Nadel weg aufgeweitet ist, um einen inneren Hohlraum zu definieren. Der innere Hohlraum kann mit Luft aus der Aktuator-Kammer unter Druck gesetzt sein, um zu verhindern, dass der Mittelteil auf die Nadel zusammenfällt. Die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe kann ferner oder alternativ eine Nadelführung umfassen, die einstellbar in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe positioniert ist, um die flexible Dichtung mit Längs-Kompression vorzuspannen.
In manchen Ausführungsformen des Flüssigkeitsabgabemoduls umfasst das Flüssigkeitsabgabemodul mindestens eines aus einer ringförmigen Nut oder einer ringförmigen Vertiefung. In einem Flüssigkeitsabgabemodul mit einer ringförmigen Nut ist die ringförmige Nut in dem vergrößerten Abschnitt der Nadel ausgebildet und nimmt das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung auf und hält es zurück, um das Platzieren der Dichtung in Längs-Kompression zu vereinfachen. In einem Flüssigkeitsabgabemodul mit einer ringförmigen Vertiefung ist die ringförmige Vertiefung in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe und vorzugsweise in der Nadelführung ausgebildet, und die Vertiefung nimmt das stromaufwärtige Ende der flexiblen Dichtung auf und hält es zurück, um das Platzieren der Dichtung in Längs-Kompression zu vereinfachen. Die ringförmige Nut oder die ringförmige Vertiefung kann einen zusammenlaufenden Abschnitt umfassen. Das stromaufwärtige oder stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung ist in den zusammenlaufenden Abschnitt geklemmt, um das Abdichten des Fließkanals zum Luft-Aktuator-Teil des Moduls weiter zu fördern.
In einem anderen Aspekt werden Baugruppen zur Verwendung in einem Flüssigkeitsabgabemodul vorgesehen, das die Nadelführung, Nadel und Dichtung mit einer beliebigen oder mehreren der hier beschriebenen Eigenschaften aufweist.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen, die in dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil davon bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der oben angegebenen allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zur Erklärung der Erfindung.

1 zeigt eine Ausführungsform eines Flüssigkeitsabgabemoduls.
2 ist eine Schnittdarstellung des Flüssigkeitsabgabemoduls aus 1.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereichs 3 in 2 und zeigt Einzelheiten des Flüssigkeitsabgabemoduls.
4 ist eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls.
5 ist eine Schnittdarstellung einer anderen alternativen Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls, umfassend eine Nadelführung, die einstückig mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ausgebildet ist.
6 ist eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls, umfassend einen unter Druck stehenden inneren Hohlraum; und
7 ist eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls, umfassend einen unter Druck stehenden inneren Hohlraum und umfassend eine Nadelführung, die einstückig mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ausgebildet ist.

Detaillierte Beschreibung
Mit Bezug auf 1 ist eine Ausführungsform eines Flüssigkeitsabgabemoduls 10 gezeigt. Das äußere Erscheinungsbild des Flüssigkeitsabgabemoduls 10 umfasst eine Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12, eine Abgabedüse 14, aus der der Klebstoff oder die andere Flüssigkeit abgegeben wird, und Befestigungselemente 16, wie etwa Schrauben, um das Abgabemodul 10 an einem Spritzen-Verteiler oder Hauptteil (nicht gezeigt) zu befestigen. Die 2 und 3 zeigen eine Schnittdarstellung des Abgabemoduls 10 und zeigen deutlicher die inneren Komponenten in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12, die auf kontrollierte Art und Weise arbeiten, um Flüssigkeit aus der Abgabedüse 14 abzugeben.
Wie in der beispielhaften Ausführungsform der 2 und 3 gezeigt, weist die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 einen Flüssigkeits-Einlass 18 in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12, einen Abgabe-Auslass 20 in der Abgabedüse 14 und einen Fließkanal 22 zwischen dem Flüssigkeits-Einlass 18 und dem Abgabe-Auslass 20 auf, um einen Flüssigkeitsfluss zu leiten. Der Flüssigkeits-Einlass 18 umfasst eine Einlass-Dichtung 19, die um den Flüssigkeits-Einlass 18 in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 angeordnet ist. Das Abgabe-Modul 10 umfasst ferner eine Düsen-Kappe 21, welche die Abgabe-Düse 14 mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 koppelt. Die Düsen-Kappe 21 definiert einen Abschnitt des Fließkanals 22 und umfasst eine statische Dichtung 23, wie etwa einen O-Ring zwischen der Düsen-Kappe 21 und der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12. Der Fließkanal 22 umfasst einen Ventilsitz 24 benachbart zum Abgabe-Auslass 20. Das Abgabe-Modul 10 umfasst ferner eine Nadel 28, eine Nadelführung 30 und eine flexible Dichtung 32.
Die Nadel 28 ist in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 positioniert und führt eine Hin- und Her-Bewegung aus. Die Nadel 28 umfasst ein Ventilelement 34, das mit Ventilsitz 24 zusammenwirkt, um selektiv Flüssigkeit aus dem Modul 10 abzugeben. Obwohl die Ausführungsform der 2 und 3 eine Nadelspitze als Ventilelement 34 umfasst, sind alternative Formen des Ventilelementes 34, wie etwa eine Kugel, möglich und liegen im Schutzumfang dieser Erfindung. Die Nadel 28 bewegt sich zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung hin und her. In der offenen Stellung ist das Ventilelement 34 aus dem Ventilsitz 24 gelöst, so dass ein Abstand zwischen dem Ventilelement 34 und dem Ventilsitz 24 ausgebildet ist. Dieser Abstand erlaubt es, Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass 20 abzugeben. In der geschlossenen Stellung (in 2 gezeigt) ist das Ventilelement 34 mit dem Ventilsitz 24 verbunden, so dass verhindert wird, dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass 20 abgegeben wird. Die Bewegung der Nadel 28 zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung steuert daher die Abgabe von Flüssigkeit aus dem Modul 10.
Die Nadel 28 umfasst ferner einen vergrößerten Abschnitt 36, der im Fließkanal 22 angeordnet ist. Der vergrößerte Abschnitt 36 ist dazu ausgebildet, in ein Ende der flexiblen Dichtung 32 einzugreifen und es zurückzuhalten, um den Fließkanal 22 abzudichten, wie nachfolgend genau beschrieben. Der vergrößerte Abschnitt 36 kann mit der Nadel 28 einstückig ausgebildet sein, oder kann alternativ getrennt ausgebildet und mit der Nadel 28 gekoppelt sein. Der vergrößerte Abschnitt 36 definiert eine zweite Oberfläche 37 quer zur Richtung der Bewegung der Nadel. In der Ausführungsform der 2 und 3 ist der vergrößerte Abschnitt 36 ein aufgeweiteter Abschnitt, der eine ringförmige Nut 38, die weg vom Abgabe-Auslass 20 zeigt, und einen gegenüberliegenden Ausrundungsradius 40 definiert. Die ringförmige Nut 38 umfasst die zweite Oberfläche 37. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die ringförmige Nut 38 einen zusammenlaufenden Abschnitt 41. Der zusammenlaufende Abschnitt 41 erlaubt es, die flexible Dichtung 32 in abdichtendem Eingriff mit der ringförmigen Nut 38 festzuklemmen. Der zusammenlaufende Abschnitt 41 kann durch eine erste Seite 42 in dem nicht vergrößerten Abschnitt der Nadel 38 und einer zweiten Seite 44 in dem vergrößerten Abschnitt 36 definiert sein. Die zweite Seite 44 ist nach innen zur ersten Seite 42 angeschrägt. Alternativ kann die erste Seite 42 in alternativen Ausführungsformen nach innen angeschrägt sein. Die zweite Oberfläche 37 und die ringförmige Nut 38 sind dazu ausgebildet, die flexible Dichtung 32 aufzunehmen.
Die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 umfasst ferner eine Nadelführung 30, die über dem Fließkanal 22 angeordnet ist. Die Nadelführung 30 kann durch schraubbare Kopplung, durch Aufpressen oder durch andere bekannte Verfahren zum Koppeln mechanischer Elemente montiert sein. Wie nachfolgend weiter beschrieben wird, kann eine schraubbare Kopplung der Nadelführung dazu benutzt werden, die Justierung in der Position der Nadelführung zu vereinfachen, was zu einer einstellbaren Längs-Kompression führt, die auf die Dichtung 32 angewendet wird. Die Nadelführung 30 hält die Nadel 28 vertikal in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 ausgerichtet, so dass zum Beispiel das Ventilelement 34 und der Ventilsitz 24 in der geschlossenen Stellung richtig ineinander eingreifen. Die Nadelführung 30 umfasst einen Hauptteil 46, der ein erstes Ende 48, das in Richtung des Abgabe-Auslasses 20 gerichtet ist, und ein zweites Ende 50 aufweist. Der Hauptteil 46 weist die Form einer Hülse mit zylindrischen Endabschnitten 52, 54 auf, die den ersten, bzw. zweiten Enden 48, 50 benachbart sind und verfügt über einen schmalen Mittelteil 56. Der schmale Mittelteil 56 sieht Platz für die oben erwähnten Schrauben oder Befestigungselemente 16 vor, um durch die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 zu verlaufen. Der zylindrische Abschnitt 52 benachbart zum ersten Ende 48 umfasst eine statische Dichtung 58, wie etwa einen O-Ring.
Die Nadelführung 30 umfasst einen Verlängerungsteil 60 der unter dem ersten Ende 48 des Hauptteils 46 hervorsteht. Der Verlängerungsteil 60 ist allgemein zylindrisch und kann ein leicht konisches Ende 62 umfassen, wie am deutlichsten in 3 gezeigt. Der Hauptteil 46 und der Verlängerungsteil 60 umfassen einen Nadel-Durchgang 64 mit einer Länge und dazu ausgebildet, einen Abschnitt der Nadel 28 aufzunehmen. Die Nadel 28 bewegt sich relativ zur Nadelführung 30 im Nadel-Durchgang 64, wenn sich die Nadel zwischen den offenen und geschlossenen Stellungen hin und her bewegt. Der schmale Mittelteil 56 kann auch ein Leckloch 57, dass in Flüssigkeitsverbindung zum Nadel-Durchgang 64 steht, sowie ein weiteres entsprechendes Leckloch 59 in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 umfassen. Wenn die Flüssigkeit im Fließkanal 22 in den Nadel-Durchgang 64 ausläuft, sickert die Flüssigkeit durch die Lecklöcher 57, 59 und aus der Vorderseite des Flüssigkeitsabgabemoduls 10. Die Lecklöcher 57, 59 erlauben es einem Bediener, zu wissen, ob die flexible Dichtung 32 ausgefallen ist.
Die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 definiert ferner eine erste Oberfläche 65 quer zur Richtung der Bewegung der Nadel in einer ringförmigen Vertiefung 66. In der gezeigten Ausführungsform sind die erste Oberfläche 65 und die Vertiefung 66 in der Nadelführung 30 ausgebildet. Die Vertiefung 66 ist dazu ausgebildet, in ein Ende der flexiblen Dichtung 32 einzugreifen und es zurückzuhalten, um den Fließkanal 22 abzudichten, wie nachfolgend genau beschrieben. Die ringförmige Vertiefung 66 umfasst einen zusammenlaufenden Abschnitt 67, umfasst eine erste Seite 68 im Verlängerungsteil 60 der Nadelführung 30 und eine zweite Seite 70. Die zweite Seite 70 ist nach innen zur ersten Seite 68 angeschrägt. Die erste Seite 68 kann auch oder alternativ angeschrägt sein, um beim Einklemmen der Dichtung in einen abgedichteten Zustand zu helfen, wie nachfolgend beschrieben. Das leicht angeschrägte Ende 62 des Verlängerungsteils 60 erlaubt es der flexiblen Dichtung 32, leicht in den Verlängerungsteil 60 und in die ringförmige Vertiefung 66 zu gleiten.
Flüssigkeit im Fließkanal 22 steht typischerweise unter Druck und wird unerwünscht aus dem Fließkanal 22 abwandern oder auslaufen, wenn keine Dichtung vorgesehen ist. Somit umfasst die beispielhafte Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls 10 die flexible Dichtung 32, wie in den 2 und 3 gezeigt. Die flexible Dichtung 32 umfasst ein stromaufwärtiges Ende 74, ein stromabwärtiges Ende 76 und einen Mittelteil 78 zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende 74, 76. Der Mittelteil 78 ist allgemein dicker im Querschnitt als das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76. Das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76 weisen jeweilige Öffnungen 80, 82 auf, und die flexible Dichtung 32 umfasst einen Durchgang 84, der sich zwischen der ersten und der zweiten Öffnung 80, 82 erstreckt. Der Durchgang 84 ist dazu ausgebildet, es der Nadel 28 und dem Verlängerungsteil 60 der Nadelführung 30 zu erlauben, teilweise innerhalb der flexiblen Dichtung 32 angeordnet zu sein. Der Durchgang 84 ist gestaltet, einen etwas kleineren Durchmesser aufzuweisen als die entsprechenden Durchmesser der Nadel 28 und des Verlängerungsteils 60, wodurch eine Reibungs- oder Presspassung zwischen der flexiblen Dichtung 32 und der Nadel 28 und der Nadelführung 60 ausgebildet wird. Diese Presspassung hilft dabei, den Fließkanal 22 gegen Flüssigkeits-Lecks abzudichten. Die flexible Dichtung 32 ist allgemein bogenförmig. Insbesondere weitet sich der Mittelteil 78 der flexiblen Dichtung 32 allgemein radial nach außen weg von der Nadel 28. Folglich ist ein ringförmiger innerer Hohlraum 88 zwischen dem Mittelteil 78 der flexiblen Dichtung 32 und der Nadel 28 ausgebildet. Der Mittelteil 78 kann auch als zwiebelartig beschrieben werden, oder die flexible Dichtung 32 kann so beschrieben werden, dass sie nur eine Wulst am Mittelteil 78 aufweist. Die flexible Dichtung 32 weist ein Profil auf, wie in 3 gezeigt. Das stromaufwärtige Ende 74 umfasst einen allgemein zylindrischen Abschnitt 85. Das stromabwärtige Ende 76 umfasst auch einen allgemein zylindrischen Abschnitt 87, benachbart zum Mittelteil 78 der flexiblen Dichtung 32. Auf der entgegengesetzten Seite des allgemein zylindrischen Abschnitts 87 umfasst das stromabwärtige Ende 76 einen abgewinkelten abgeschrägten Abschnitt 86.
Die flexible Dichtung 32 ist innerhalb des Flüssigkeitsabgabemoduls 10 montiert, so dass in das stromaufwärtige Ende 74 durch die Nadelführung 30 eingegriffen und es gehalten wird, und dass in das stromabwärtige Ende 76 durch den vergrößerten Abschnitt 36 der Nadel 28 eingegriffen und es gehalten wird. Dieses Eingreifen der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden 74, 76 der flexiblen Dichtung 32 bringt die flexible Dichtung 32 in Längs-Kompression. Die Längs-Kompression erlaubt es der flexiblen Dichtung 32, den Fließkanal 22 effektiv gegen Flüssigkeits-Lecks hinter den Eingriffspunkten der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden 74, 76 abzudichten. Die flexible Dichtung 32 ist innerhalb des Flüssigkeitsabgabemoduls 10 montiert, so dass das stromaufwärtige Ende 74 in die erste Oberfläche 65 eingreift und das stromabwärtige Ende 76 in die zweite Oberfläche 37 eingreift.
Das stromaufwärtige Ende 74 der flexiblen Dichtung 32 ist in den zusammenlaufenden Abschnitt 67 zwischen der ersten und der zweiten Seite 68, 70 der ringförmigen Vertiefung 66 eingeklemmt und wird durch den zusammenlaufenden Abschnitt 67 in Position gehalten. Auf ähnliche Weise ist das stromabwärtige Ende 76 der flexiblen Dichtung 32 in den die ringförmige Nut 38 zwischen der ersten und der zweiten Seite 42, 44 eingeklemmt und gehalten und wird durch den zusammenlaufenden Abschnitt 41 gehalten. Somit ist die flexible Dichtung 32 zwischen der ringförmigen Nut 38 und der ringförmigen Vertiefung 66 in Längs-Kompression versetzt. Vorzugsweise ist diese Längs-Kompressions-Vorspannung vorhanden, wenn die Nadel 28 sich in der offenen und in der geschlossenen Stellung befindet.
Folglich dichtet die flexible Dichtung 32 den Fließkanal 22 gegen den Luft-Aktuator-Teil des Moduls 10 ab, wie nachfolgend weiter beschrieben wird. Wenn sich die Nadel 28 zwischen den offenen und geschlossenen Stellungen bewegt, bewegt sich das stromabwärtige Ende 76 der flexiblen Dichtung 32 mit der Nadel 28, so dass keine Relativbewegung zwischen der flexiblen Dichtung 32 und der Nadel 28 vorliegt, wo diese Elemente miteinander verbunden sind. Die flexible Dichtung 32 ist daher keine dynamische Dichtung dahingehend, dass die Nadel 28 sich nicht gegen die Dichtung 32 bewegt. Folglich treten bei der flexiblen Dichtung 32 der aktuellen Ausführungsform nicht die Nachteile auf, die mit für sich hin- und her bewegende Nadeln benutzten herkömmlichen dynamischen Dichtungen verbunden sind, wie etwa Verschleiß durch Reibung der Dichtung an der Nadel.
Der Druck der Flüssigkeit im Fließkanal 22 wirkt auf die flexible Dichtung 32, aber durch die Bogenform der flexiblen Dichtung 32 wird das Meiste dieser Flüssigkeitsdruckkraft auf die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden 74, 76 übertragen, um dabei zu helfen, sicherzustellen, dass die Dichtungs-Enden 74, 76 in die ringförmige Vertiefung 66 und die ringförmige Nut 38 abdichtend eingreifen. Die Übertragung dieser Flüssigkeitsdruckkraft auf die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden 74, 76 hilft auch dabei, zu verhindern, dass der Mittelteil 78 den inneren Hohlraum 88 zusammenfallen lässt und in Kontakt mit der Nadel 28 kommt, wodurch die Vorteile des Ersatzes einer dynamischen Dichtung durch die flexible Dichtung 32 untergraben würden. Das Flüssigkeitsabgabemodul 10 kann in alternativen Ausführungsformen nur eine von ringförmiger Nut 38 oder ringförmiger Vertiefung 66 zum Eingreifen mit der flexiblen Dichtung 32 umfassen. In diesen alternativen Ausführungsformen können andere Techniken, wie etwa chemisches Kleben oder Kleber verwendet werden, um eine abdichtende Verbindung des anderen Dichtungs-Endes 74 oder 76 vorzusehen. Außerdem garantiert die Presspassung zwischen dem Durchgang 84 der flexiblen Dichtung 32 und jedem von Nadel 28 und Verlängerungsteil 60 der Nadelführung 30 auch die abdichtende Verbindung der flexiblen Dichtung 32 mit der Nadel 28 und der Nadelführung 30.
Die flexible Dichtung 32 kann aus jedem aus einer Vielzahl von verfügbaren elastomeren Materialien oder Gummis ausgebildet sein, wie etwa zum Beispiel aus dem Fluorelastomer, das im Handel als Viton® erhältlich ist. Wenn das elastomere Material, aus dem die Dichtung ausgebildet ist, Viton® ist, kann das elastomere Material eine Härte oder Durometer-Härte im Bereich von 40 bis 90 aufweisen. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist das elastomere Material eine Durometer-Härte von 65 auf. Diese Durometer-Härte ist hoch genug, Widerstand gegen Hydraulikdruck im Fließkanal 22 vorzusehen und zu verhindern, dass der Mittelteil 78 der flexiblen Dichtung 32 auf die Nadel 28 zusammenfällt, wodurch die Vorteile des Ersatzes einer dynamischen Dichtung durch die flexible Dichtung 32 untergraben werden. Die Durometer-Härte ist auch klein genug, um zu verhindern, dass die Nadel 28 durch die flexible Dichtung 32 gedämpft wird, wenn die Nadel 28 von der offenen in die geschlossene Stellung hin und her bewegt wird. Somit erlaubt eine Durometer-Härte im Bereich von 40 bis 90 für die flexible Dichtung 32 es der flexiblen Dichtung 32, einem weiten Bereich von Hydraulikdrücken im Fließkanal 22 zu widerstehen, während die Bewegungen der Nadel 28 und die Abgabe der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsabgabemodul 10 auch nicht beeinträchtigt werden.
Außerdem kann die Nadelführung 30 justierbar in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 angeordnet sein, so dass die flexible Dichtung 32 leicht mit Kompression vorgespannt ist, wenn sich die Nadel 28 in der geschlossenen Stellung befindet. Diese Kompression stellt sicher, dass das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76 der flexiblen Dichtung 32 jeweils mit der ersten Oberfläche 65 und der zweiten Oberfläche 37 quer zur Bewegung der Nadel verbunden bleiben. In der gezeigten Ausführungsform der 2 und 3 stellt die Kompression sicher, dass das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76 der flexiblen Dichtung 32 jeweils in der ringförmigen Vertiefung 66 und der ringförmigen Nut 38 geklemmt bleiben. Wenn die Nadel 28 sich zur offenen Stellung bewegt, bewegen sich das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76 der flexiblen Dichtung 32 aufeinander zu, wodurch die den Mittelteil 78 der flexiblen Dichtung 32 weiter komprimieren. Wenn die Nadel in die geschlossene Stellung zurückkehrt, bewegen sich das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76 der flexiblen Dichtung 32 weg voneinander, wodurch sie den Mittelteil 78 der flexiblen Dichtung 32 „dehnen“ oder die Kompression darin verringern. Der Mittelteil 78 der flexiblen Dichtung 32 bleibt jedoch vorzugsweise durch die oben beschriebene Kompressions-Vorspannung in Kompression zwischen der Nadelführung 30 und der Nadel 28. Die flexible Dichtung 32 kann in anderen Ausführungsformen auch durch Kompression vorgespannt sein, indem die Position des vergrößerten Teils 36 auf der Nadel 28 justiert wird, wodurch die Länge der flexiblen Dichtung 32 geändert wird, oder indem andere strukturelle Änderungen durchgeführt werden, die dazu führen, dass die Dichtung 32 sich unter Kompressions-Vorspannung befindet.
Die flexible Dichtung 32 schafft auch einen zusätzlichen Vorteil. Wenn die Nadel 28 in die offene Stellung bewegt wird, bildet sich zwischen dem Ventilelement 34 und dem Ventilsitz 24 in der Nähe des Abgabe-Auslasses 20 eine Lücke. Die unter Druck stehende Flüssigkeit übt dann eine nach oben gerichtete Kraft auf das Ventilelement 34 der Nadel 28 aus. Zweckmäßigerweise wird die flexible Dichtung 32 entlang dem Mittelteil 78 zusammengepresst, wenn die Nadel 28 in die offene Stellung bewegt wird. Diese Kompression sieht eine nach unten gerichtete Rückstellkraft auf die Nadel 28 vor, um der nach oben gerichteten Kraft von der unter Druck stehenden Flüssigkeit entgegen zu wirken, wodurch die Nadel 28 hydraulisch ausgeglichen wird. Wie oben bereits erwähnt, wird die Durometer-Härte der flexiblen Dichtung 32 so gewählt, dass die Bewegung der Nadel 28 auch nicht gedämpft wird. Der hydraulische Ausgleich der Kräfte erlaubt eine schnellere Reaktion, wenn das Abgabe-Modul bei Abgabe-Operationen geöffnet und geschlossen wird, d.h. das Ventilelement 34 in den Ventilsitz 24 eingreift/loslässt, was zu einer genaueren Abgabe von Flüssigkeit aus dem Abgabe-Modul 10 führt.
Das Flüssigkeitsabgabemodul 10 in 2 umfasst einen Aktuator 90, der wirksam mit der Nadel 28 gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, die Nadel 28 zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung anzutreiben. Der Aktuator 90 ist in einer Stellbewegungskammer 92 angeordnet, die über dem zweiten Ende 50 der Nadelführung 30 angeordnet ist. Der Aktuator 90 dieser Ausführungsform umfasst eine Kolben-Baugruppe 94, die mit einem oberen Abschnitt 96 der Nadel 28 gekoppelt ist. Die Kolben-Baugruppe 94 unterteilt die Stellbewegungskammer 92 in einen unteren Abschnitt 92a und einen oberen Abschnitt 92b. Die Kolben-Baugruppe 94 umfasst allgemein eine Kolbendichtung 98, die zwischen einem unteren Kolbenelement 100 und einem oberen Kolbenelement 102 angeordnet ist. Das untere Kolbenelement 100 ist mit der Kolbendichtung 98 und dem oberen Kolbenelement 102 gekoppelt und definiert einen Kolben-Durchgang 104 durch die Kolben-Baugruppe 94. Der Kolben-Durchgang 104 umfasst einen ringförmigen Vorsprung 106, der dazu ausgebildet ist, zu einer entsprechenden ringförmigen Nut 108 zu passen, die im oberen Abschnitt 96 der Nadel 28 ausgebildet ist. Zusätzlich kann ein Crimp-Ring-Element 110 um den oberen Abschnitt 96 der Nadel 28 oberhalb der Kolben-Baugruppe 94 angeordnet sein. Die Kolben-Baugruppe 94 wird durch die Kombination von Crimp-Ring-Element 110 und dem Eingreifen des ringförmigen Vorsprungs 106 und der ringförmigen Nut 108 auf der Nadel 28 gehalten. Die Kolben-Baugruppe 94 kann alternativ mit anderen Befestigungseinrichtungen, wie durch Befestigungsvorrichtungen mit Gewinde, mit der Nadel 28 gekoppelt sein.
Der untere Abschnitt 92a der Stellbewegungskammer 92 definiert eine Druckluftkammer in 2. Die Nadelführung 30 kann ferner eine dynamische Dichtung 112 umfassen, die um die Nadel 28 am zweiten Ende 50 der Nadelführung 30 angeordnet ist. Die dynamische Dichtung 112 ist eine pneumatische Dichtung, die verhindert, dass Druckluft aus dem unteren Abschnitt 92a der Stellbewegungskammer 92 in den Fließkanal 22 und in den Nadel-Durchgang 64 in der Nadelführung 30 entweicht. Eine Druckluft-Einlassöffnung 114 ist mit dem unteren Abschnitt 92a der Stellbewegungskammer 92 verbunden und umfasst eine Lufteinlass-Dichtung 116 an der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12. Wenn der untere Abschnitt 92a der Stellbewegungskammer 92 mit Luft aus der Einlassöffnung 114 unter Druck gesetzt wird, übt die Luft eine Kraft auf das untere Kolbenelement 100 aus, welche die Kolben-Baugruppe 94 und die Nadel 28 nach oben in die offene Stellung bewegt, wodurch das Ventilelement 34 vom Ventilsitz 24 gelöst wird.
Der Aktuator 90 kann ferner einen Feder-Rückhol-Mechanismus 118 umfassen, der mit der Nadel 28 gekoppelt ist und der die Nadel in Richtung der geschlossenen Stellung treibt, in der das Ventilelement 34 in den Ventilsitz 24 eingreift. Der Feder-Rückhol-Mechanismus 118 umfasst einen Kolben-Deckel 120 und eine Feder 122. Der Kolben-Deckel 120 ist schraubbar mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 gekoppelt, wie in 2 gezeigt, und umfasst eine statische Dichtung 124, wie etwa einen O-Ring, zwischen dem Kolben-Deckel 120 und der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12. Die Feder 122 ist eine Druckfeder, die sich zwischen dem oberen Kolbenelement 102 und dem Kolben-Deckel 120 erstreckt. Somit legt, wenn im unteren Abschnitt 92a der Stellbewegungskammer 92 der Druck verringert wird, der Feder-Rückhol-Mechanismus 118 eine nach unten gerichtete Kraft an die Kolben-Baugruppe 94, die bewirkt, dass das Ventilelement 34 in den Ventilsitz 24 eingreift. Der Kolben-Deckel 120 kann schraubbar entlang der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 bewegt werden, um die Feder-Rückholkraft einzustellen, die von der Druckfeder 122 vorgesehen wird, um der Bewegung der Kolben-Baugruppe 94 entgegen zu wirken. Andere Konfigurationen für den Aktuator 90 sind möglich, so kann etwa in alternativen Ausführungsformen des Abgabe-Moduls 10 ein doppelt wirkender Kolben mit Luftkammern an beiden Seiten der Kolben-Baugruppe 94 im oberen Abschnitt 92a und im unteren Abschnitt 92b der Stellbewegungskammer 92 verwendet werden. Außerdem können elektrische Aktuatoren benutzt werden, um die Nadel selektiv zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung zu bewegen.
Mit Bezug auf 4 ist eine alternative Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls 210 gezeigt. Diese Ausführungsform des Abgabe-Moduls umfasst viele Elemente, die gleich denen der vorherigen Ausführungsform sind, und gleiche Bezugsnummern werden verwendet, um gleiche, oben beschriebene Elemente zu kennzeichnen. Das Ventilelement 212 dieser Ausführungsform ist eine Kugel anstatt eine Nadel, und die Abgabe-Düse 214 wurde geändert, um einen Ventilsitz 216 zu umfassen, der dazu ausgebildet ist, das Kugelventil-Element 212 aufzunehmen. Die Düsen-Kappe 218 ist ebenfalls gegenüber der vorherigen Ausführungsform geändert, aber die Düsen-Kappe 218 greift nach wie vor in die Abgabe-Düse 214 und die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 ein, wie oben beschrieben. Der Kolben-Deckel 120 der vorherigen Ausführungsform wurde auch durch einen Abgabevorrichtungs-Deckel 220 ersetzt. Der Abgabevorrichtungs-Deckel 220 ist in die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 eingepresst oder anders verbunden, wobei sich zwischen diesen beiden Elementen eine statische Dichtung 124, wie etwa ein O-Ring, befindet. Der Abgabevorrichtungs-Deckel 220 umfasst eine zentrale Öffnung 222, die ein Justierelement 224 und eine Deckel-Dichtung 226 hält. In der gezeigten Ausführungsform ist das Justierelement 224 ein Element mit Gewinde. Das Justierelement 224 ist dazu ausgebildet, in den oberen Abschnitt 96 der Nadel 28 zu greifen, um eine weitere Aufwärtsbewegung der Nadel 28 zu blockieren, wenn der untere Abschnitt 92a der Stellbewegungskammer 92 unter Druck gesetzt ist. Das Justierelement 224 kann bezüglich des Abgabevorrichtungs-Deckels 220 nach oben und unten bewegt werden, um den Hub der Nadel 28 zu ändern, oder wie weit die Nadel 28 sich nach oben bewegen kann, bevor das Justierelement 224 eine weitere Aufwärtsbewegung der Nadel 28 blockiert. Die Deckel-Dichtung 226 verhindert, dass Druckluft im oberen Abschnitt 92b der Stellbewegungskammer 92 aus dem Flüssigkeitsabgabemodul 210 durch die zentrale Öffnung 222 des Abgabevorrichtungs-Deckels 220 entweicht. In jedem anderen Aspekt umfasst das Abgabemodul 210 die Elemente des Abgabemoduls 10 der vorherigen Ausführungsform, einschließlich der flexiblen Dichtung 32, die mit einer ersten Oberfläche 65 in der Nadelführung 30 und einer zweiten Oberfläche 37 in der Nadel 28 verbunden ist.
Mit Bezug auf 5 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls 310 gezeigt. Diese Ausführungsform des Abgabe-Moduls umfasst viele Elemente, die gleich denen der vorherigen Ausführungsformen sind, und gleiche Bezugsnummern werden verwendet, um gleiche, oben beschriebene Elemente zu kennzeichnen. In dieser Ausführungsform wurde die Nadelführung 30 entfernt und einstückig als ein Nadelführungs-Teil 312 der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe 12 ausgebildet. Der Nadelführungs-Teil 312 umfasst ein erstes Ende 48, das dem Fließkanal 22 gegenüber liegt und umfasst eine ringförmige Vertiefung 66 und einen Verlängerungsteil 60, sowie ein zweites Ende 50, das der Stellbewegungskammer 92 gegenüber liegt und eine dynamische Dichtung 112 zur Verbindung mit der Nadel 28 umfasst. In dieser Ausführungsform sind, anstatt die flexible Dichtung 32 durch Bewegen der Nadelführung 30 mit Kompression vorzuspannen, das erste Ende 49 des Nadelführungs-Teils 312 und der vergrößerte Abschnitt 36 der Nadel 28 so angeordnet, dass die flexible Dichtung 32 sich in Kompression befindet, wenn die Nadel 28 sich in der geschlossenen Stellung befindet.
Mit Bezug auf 6 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls 410 gezeigt Diese Ausführungsform eines Abgabemoduls 410 ist im Wesentlichen identisch zu dem Modul 210 in 4, jedoch wurde die pneumatische dynamische Dichtung 112 aus der Nadelführung 30 entfernt. Somit kann Druckluft entlang des Nadel-Durchgangs 64 entweichen und den inneren Hohlraum 88 der flexiblen Dichtung 32 unter Druck setzen. Die Lecklöcher 57, 50 von vorherigen Ausführungsformen wurden ebenfalls entfernt, um zu verhindern, dass Druckluft direkt aus dem Nadel-Durchgang 64 nach außerhalb des Flüssigkeitsabgabemoduls 10 entweicht. Der unter Druck stehende innere Hohlraum 88 verhindert weiterhin ein Zusammenfallen der flexiblen Dichtung 32 auf die Nadel 28, das durch den Hydraulikdruck im Fließkanal 22 verursacht wird, wodurch die Vorteile des Ersatzes einer dynamischen Dichtung durch die flexible Dichtung 32 untergraben würden. Trotzdem bleiben das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76 der flexiblen Dichtung 32 wegen der Längs-Kompression in der flexiblen Dichtung 32 abdichtend mit der ringförmigen Vertiefung 66 und der ringförmigen Nut 38 verbunden.
Mit Bezug auf 7 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Flüssigkeitsabgabemoduls 510 gezeigt. Diese Ausführungsform eines Abgabemoduls 510 ist im Wesentlichen identisch zu dem Modul 310 in 5, jedoch wurde die pneumatische dynamische Dichtung 112 aus dem Nadelführungs-Teil 112 entfernt. Somit kann Druckluft entlang des Nadel-Durchgangs 64 entweichen und den inneren Hohlraum 88 der flexiblen Dichtung 32 unter Druck setzen. Die Lecklöcher 57, 50 von vorherigen Ausführungsformen wurden ebenfalls entfernt, um zu verhindern, dass Druckluft direkt aus dem Nadel-Durchgang 64 nach außerhalb des Flüssigkeitsabgabemoduls 10 entweicht. Der unter Druck stehende innere Hohlraum 88 verhindert weiterhin ein Zusammenfallen der flexiblen Dichtung 32 auf die Nadel 28, das durch den Hydraulikdruck im Fließkanal 22 verursacht wird, wodurch die Vorteile des Ersatzes einer dynamischen Dichtung durch die flexible Dichtung 32 untergraben würden. Trotzdem bleiben das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende 74, 76 der flexiblen Dichtung 32 wegen der Längs-Kompression in der flexiblen Dichtung 32 abdichtend mit der ringförmigen Vertiefung 66 und der ringförmigen Nut 38 verbunden.
Obwohl die vorliegende Erfindung durch eine Beschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungsformen veranschaulicht wurde und obwohl diese Ausführungsformen detailliert beschrieben wurden, ist es nicht die Absicht der Anmelder, den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche auf solche Einzelheiten einzuschränken oder in irgendeiner Weise zu begrenzen. Weitere Vorteile und Änderungen werden Fachleuten leicht deutlich werden. Zum Beispiel kann das Nadel-Ventilelement 34 in 2 in Kombination mit den Modulen 410, 510 verwendet werden, die keine dynamische Dichtung 112 an der Nadelführung aufweisen. Die verschiedenen Eigenschaften der Erfindung können abhängig von den Bedürfnissen und Präferenzen des Benutzers allein oder in zahlreichen Kombinationen benutzt werden.
Die Erfindung wird ferner durch die folgenden Ausführungsformen beschrieben:

Ausführungsform 1. Flüssigkeitsabgabemodul zum Abgeben einer viskosen Flüssigkeit, umfassend:
- eine Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe, umfassend einen Flüssigkeits-Einlass, einen Abgabe-Auslass und einen Fließkanal, der in der Lage ist, einen Flüssigkeitsfluss vom Flüssigkeits-Einlass zum Abgabe-Auslass zu leiten, wobei der Fließkanal einen Ventilsitz zwischen dem Flüssigkeits-Einlass und dem Abgabe-Auslass umfasst;
- einen Aktuator;
- eine flexible Dichtung, umfassend ein stromaufwärtiges Ende, das abdichtend mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe verbunden ist, und umfassend ein stromabwärtiges Ende, wobei die flexible Dichtung dazu ausgebildet ist, den Fließkanal gegen den Aktuator abzudichten; und
- eine Nadel, umfassend ein Ventilelement und bedienbar durch den Aktuator für eine Hin- und Her-Bewegung in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe zwischen einer offenen Stellung, in der das Ventilelement von dem Ventilsitz gelöst ist, so dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass fließen kann, und einer geschlossenen Stellung, in der das Ventilelement in den Ventilsitz eingreift, wodurch verhindert wird, dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass fließt, wobei die Nadel einen vergrößerten Abschnitt umfasst, der in das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung eingreift und sie hält, um eine Hin- und Her-Bewegung des stromabwärtigen Endes mit der Nadel zu erlauben und die flexible Dichtung in Längs-Kompression zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende zu versetzen.
Ausführungsform 2. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 1, wobei die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe eine Vertiefung mit quer verlaufender Oberfläche umfasst, wobei das stromaufwärtige Ende durch die quer verlaufende Oberfläche verbunden und gehalten wird, um die flexible Dichtung zwischen der quer verlaufenden Oberfläche und dem vergrößerten Abschnitt in Längs-Kompression zu versetzen.
Ausführungsform 3. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 1, ferner umfassend:
- eine ringförmige Nut, die mindestens teilweise durch den vergrößerten Abschnitt ausgebildet ist, um das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung aufzunehmen und die flexible Dichtung in Längs-Kompression zu versetzen.
Ausführungsform 4. Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 3, wobei die ringförmige Nut ferner einen zusammenlaufenden Abschnitt umfasst und das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung dazu ausgebildet ist, in den zusammenlaufenden Abschnitt eingeklemmt zu sein, um den Fließkanal abzudichten und ferner eine Längs-Kompression in der flexiblen Dichtung vorzusehen.
Ausführungsform 5. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 1, wobei die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ferner eine justierbar angeordnete Nadelführung umfasst, die dazu ausgebildet ist, die flexible Dichtung mit der Längs-Kompression vorzuspannen.
Ausführungsform 6. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 1, wobei die flexible Dichtung ferner einen Mittelteil zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende umfasst und sich von der Nadel radial nach außen erstreckt, um einen inneren Hohlraum zwischen dem Mittelteil und der Nadel auszubilden, und wobei der Aktuator ferner eine Aktuator-Kammer umfasst, die dazu ausgebildet ist, mit einer Druckluftquelle in Verbindung zu stehen, und wobei der innere Hohlraum sich in Flüssigkeits-Verbindung mit der Aktuator-Kammer befindet, um es zu erlauben, den inneren Hohlraum mit Druckluft unter Druck zusetzen, um zu verhindern, dass der Mittelteil auf die Nadel zusammenfällt.
Ausführungsform 7. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 1, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte von ungefähr 65 aufweist.
Ausführungsform 8. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 1, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte im Bereich von 40 bis 90 aufweist.
Ausführungsform 9. Flüssigkeitsabgabemodul zum Abgeben einer viskosen Flüssigkeit, umfassend:
- eine Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe, umfassend einen Flüssigkeits-Einlass, einen Abgabe-Auslass und einen Fließkanal, der in der Lage ist, einen Flüssigkeitsfluss vom Flüssigkeits-Einlass zum Abgabe-Auslass zu leiten, wobei der Fließkanal einen Ventilsitz zwischen dem Flüssigkeits-Einlass und dem Abgabe-Auslass umfasst, wobei die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ferner eine Vertiefung mit einer quer verlaufenden Oberfläche umfasst;
- einen Aktuator;
- eine Nadel, umfassend ein Ventilelement, wobei die Nadel durch den Aktuator für Hin- und Her-Bewegungen in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe zwischen einer offenen Stellung, in der das Ventilelement vom Ventilsitz gelöst ist, was einen Flüssigkeitsfluss aus dem Abgabe-Auslass erlaubt, und einer geschlossenen Stellung, in der das Ventilelement mit dem Ventilsitz verbunden ist, was verhindert, dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass abgegeben wird, bedienbar ist; und.
- eine flexible Dichtung, umfassend ein stromabwärtiges Ende, das abdichtend mit der Nadel verbunden ist, und ein stromaufwärtiges Ende, das mit der quer verlaufenden Oberfläche verbunden ist und von ihr gehalten wird, um die flexible Dichtung zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende in Längs-Kompression zu versetzen, wobei die flexible Dichtung dazu ausgebildet ist, den Fließkanal gegen den Aktuator abzudichten.
Ausführungsform 10. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 9, wobei die Vertiefung ferner einen zusammenlaufenden Abschnitt umfasst und das stromaufwärtige Ende der flexiblen Dichtung dazu ausgebildet ist, in den zusammenlaufenden Abschnitt eingeklemmt zu sein, um den Fließkanal abzudichten und ferner eine Längs-Kompression in der flexiblen Dichtung vorzusehen.
Ausführungsform 11. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 9, wobei die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ferner eine justierbar angeordnete Nadelführung umfasst, die dazu ausgebildet ist, die flexible Dichtung mit Längs-Kompression vorzuspannen und ferner das stromaufwärtige Ende der flexiblen Dichtung in Verbindung mit der quer verlaufenden Oberfläche der Vertiefung zu klemmen.
Ausführungsform 12. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 9, wobei die flexible Dichtung ferner einen Mittelteil umfasst, der sich von der Nadel radial nach außen erstreckt, um einen inneren Hohlraum zwischen dem Mittelteil und der Nadel auszubilden, und wobei der Aktuator ferner eine Aktuator-Kammer umfasst, die dazu ausgebildet ist, mit einer Druckluftquelle in Verbindung zu stehen, und wobei der innere Hohlraum sich in Flüssigkeits-Verbindung mit der Aktuator-Kammer befindet, um es zu erlauben, den inneren Hohlraum mit Druckluft unter Druck zusetzen, um zu verhindern, dass der Mittelteil auf die Nadel zusammenfällt.
Ausführungsform 13. Flüssigkeitsabgabemodul nach Ausführungsform 9, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte von ungefähr 65 aufweist.
Ausführungsform 14. Baugruppe zur Verwendung in einem Flüssigkeitsabgabemodul zum Abgeben einer viskosen Flüssigkeit, die Baugruppe umfassend:
- eine flexible Dichtung, umfassend ein stromaufwärtiges Ende, das gestaltet ist, abdichtend mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe verbunden zu sein, und umfassend ein stromabwärtiges Ende; und
- eine Nadel, umfassend ein Ventilelement, die dazu ausgebildet für Hin- und Her-Bewegungen in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ist, wobei die Nadel ferner einen vergrößerten Abschnitt umfasst, der in das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung eingreift und es hält und dazu ausgebildet ist, die flexible Dichtung in Längs-Kompression zwischen dem vergrößerten Abschnitt und der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe zu versetzen und wobei das stromabwärtige Ende dazu ausgebildet ist, sich mit der Nadel hin und her zu bewegen.
Ausführungsform 15. Baugruppe nach Ausführungsform 14, ferner umfassend:
- eine Nadelführung, wobei die Nadelführung einen Durchgang umfasst, der die Hin- und Her-Bewegung der Nadel aufnimmt und führt, und wobei die Nadelführung abdichtend mit dem stromaufwärtigen Ende der flexiblen Dichtung verbunden ist.
Ausführungsform 16. Baugruppe nach Ausführungsform 15, wobei die Nadelführung eine Vertiefung mit quer verlaufender Oberfläche umfasst, wobei das stromaufwärtige Ende durch die quer verlaufende Oberfläche verbunden und gehalten wird, um die flexible Dichtung zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende in Längs-Kompression zu versetzen.
Ausführungsform 17. Baugruppe nach Ausführungsform 15, ferner umfassend:
- eine ringförmige Nut, die mindestens teilweise durch den vergrößerten Abschnitt ausgebildet ist, um das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung aufzunehmen und die flexible Dichtung in Langs-Kompression zu versetzen.
Ausführungsform 18. Baugruppe nach Ausführungsform 17, wobei die ringförmige Nut ferner einen zusammenlaufenden Abschnitt umfasst und das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung in den zusammenlaufenden Abschnitt geklemmt ist.
Ausführungsform 19. Baugruppe nach Ausführungsform 17, wobei die Nadelführung bezüglich des vergrößerten Abschnitts einstellbar angeordnet ist, um die flexible Dichtung mit Längs-Kompression vorzuspannen.
Ausführungsform 20. Baugruppe nach Ausführungsform 14, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte von ungefähr 65 aufweist.
Ausführungsform 21. Baugruppe nach Ausführungsform 14, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte im Bereich von 40 bis 90 aufweist.
Ausführungsform 22. Baugruppe zur Verwendung in einem Flüssigkeitsabgabemodul zum Abgeben einer viskosen Flüssigkeit, die Baugruppe umfassend:
- eine Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe mit einer Vertiefung, die eine quer verlaufende Oberfläche definiert;
- eine Nadel, die für Hin- und Her-Bewegungen in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe dazu ausgebildet ist und ein Ventilelement umfasst, das zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglich ist; und
- eine flexible Dichtung, umfassend ein stromabwärtiges Ende, das abdichtend mit der Nadel verbunden ist, und umfassend ein stromaufwärtiges Ende, das mit der quer verlaufenden Oberfläche verbunden ist und von ihr gehalten wird, um die flexible Dichtung zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende in Längs-Kompression zu versetzen.
Ausführungsform 23. Baugruppe nach Ausführungsform 22, wobei die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppen-Komponente ferner eine Nadelführung mit einem Durchgang umfasst, wobei die Nadel für eine Hin- und Her-Bewegung in dem Durchgang montiert ist.
Ausführungsform 24. Baugruppe nach Ausführungsform 22, wobei die Nadelführung bezüglich der Nadel einstellbar angeordnet ist, um die flexible Dichtung mit Längs-Kompression vorzuspannen.
Ausführungsform 25. Baugruppe nach Ausführungsform 22, wobei die Vertiefung ferner einen zusammenlaufenden Abschnitt umfasst und das stromaufwärtige Ende der flexiblen Dichtung in den zusammenlaufenden Abschnitt geklemmt ist.
Ausführungsform 26. Baugruppe nach Ausführungsform 22, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte von ungefähr 65 aufweist.
Ausführungsform 27. Baugruppe nach Ausführungsform 22, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte im Bereich von 40 bis 90 aufweist.

Claims

Flüssigkeitsabgabemodul zum Abgeben einer viskosen Flüssigkeit, umfassend: eine Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe, umfassend einen Flüssigkeits-Einlass, einen Abgabe-Auslass und einen Fließkanal, der in der Lage ist, einen Flüssigkeitsfluss vom Flüssigkeits-Einlass zum Abgabe-Auslass zu leiten, wobei der Fließkanal einen Ventilsitz zwischen dem Flüssigkeits-Einlass und dem Abgabe-Auslass umfasst; eine flexible Dichtung, umfassend ein stromaufwärtiges Ende, das abdichtend mit der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe verbunden ist, und umfassend ein stromabwärtiges Ende, wobei die flexible Dichtung geeignet ist, den Fließkanal gegen den Aktuator abzudichten; und eine Nadel, umfassend ein Ventilelement und betätigbar durch den Aktuator für eine Hin- und Her-Bewegung in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe zwischen einer offenen Stellung, in der das Ventilelement von dem Ventilsitz gelöst ist, so dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass fließen kann, und einer geschlossenen Stellung, in der das Ventilelement in den Ventilsitz eingreift, wodurch verhindert wird, dass Flüssigkeit aus dem Abgabe-Auslass fließt, wobei die Nadel einen vergrößerten Abschnitt umfasst, der in das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung eingreift und sie hält, um eine Hin- und Her-Bewegung des stromabwärtigen Endes mit der Nadel zu erlauben und eine ringförmige Nut, die mindestens teilweise durch den vergrößerten Abschnitt ausgebildet wird, um das stromabwärtige Ende der flexiblen Dichtung aufzunehmen und die flexible Dichtung in Längs-Kompression zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende zu versetzen.
Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 1, wobei die flexible Dichtung ferner einen Mittelteil zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Ende umfasst und sich radial nach außen von der Nadel weg ausdehnt, um einen inneren Hohlraum zwischen dem Mittelteil und der Nadel auszubilden.
Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 2, wobei der Aktuator ferner eine Aktuator-Kammer umfasst, die geeignet ist, mit einer Druckluftquelle in Verbindung zu stehen, und wobei der innere Hohlraum sich in Flüssigkeits-Verbindung mit der Aktuator-Kammer befindet, um es zu erlauben, den inneren Hohlraum mit Druckluft unter Druck zusetzen, um zu verhindern, dass der Mittelteil auf die Nadel zusammenfällt.
Flüssigkeitsabgabemodul nach einem der obigen Ansprüche, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte im Bereich von 40 bis 90 aufweist.
Flüssigkeitsabgabemodul nach einem der obigen Ansprüche, wobei die flexible Dichtung eine Durometer-Härte von ungefähr 65 aufweist.
Flüssigkeitsabgabemodul nach einem der obigen Ansprüche, ferner umfassend eine ringförmige Vertiefung, wobei die ringförmige Vertiefung in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ausgebildet ist und das stromaufwärtige Ende der flexiblen Dichtung aufnimmt und es zurückhält, um das Platzieren der Dichtung in Längs-Kompression zu vereinfachen.
Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 6, wobei die ringförmige Vertiefung in der Nadelführung ausgebildet ist.
Flüssigkeitsabgabemodul nach einem der obigen Ansprüche, wobei der vergrößerte Teil mit der Nadel einstückig ausgebildet ist, oder alternativ getrennt ausgebildet und mit der Nadel gekoppelt ist.
Flüssigkeitsabgabemodul nach einem der obigen Ansprüche, wobei der vergrößerte Teil eine zweite Oberfläche quer zur Richtung der Bewegung der Nadel definiert.
Flüssigkeitsabgabemodul nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ferner eine Nadelführung umfasst, die über dem Fließkanal angeordnet ist, und wobei die Nadelführung durch schraubbare Kopplung montiert ist.
Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 10, wobei die Nadelführung die Nadel vertikal in der Abgabevorrichtungs-Hauptteil-Baugruppe ausgerichtet hält, so dass das Ventilelement und der Ventilsitz in der geschlossenen Stellung richtig ineinander eingreifen.
Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Nadelführung einen Hauptteil umfasst, der ein erstes Ende, das in Richtung des Abgabe-Auslasses gerichtet ist, und ein zweites Ende aufweist, wobei die Nadelführung einen Verlängerungsteil umfasst, der unter dem ersten Ende des Hauptteils hervorsteht, wobei der Verlängerungsteil allgemein zylindrisch ist.
Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 12, wobei der Hauptteil und der Verlängerungsteil einen Nadel-Durchgang umfassen, der eine Länge aufweist und geeignet ist, einen Teil der Nadel aufzunehmen.
Flüssigkeitsabgabemodul nach Anspruch 2, wobei der Mittelteil der flexiblen Dichtung allgemein dicker im Querschnitt ist als das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende.
Flüssigkeitsabgabemodul nach einem beliebigen der obigen Ansprüche, wobei das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ende jeweilige Öffnungen aufweisen, und die flexible Dichtung einen Durchgang umfasst, der sich zwischen der ersten und der zweiten Öffnung erstreckt, wobei der Durchgang geeignet ist, es der Nadel und dem Verlängerungsteil der Nadelführung zu erlauben, teilweise in der flexiblen Dichtung angeordnet zu sein.