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Eine derartige Kolbenbürette ist durch die EP-A 2 96 088 bekanntgeworden.
Bei dieser Kolbenbürette ist die Zahnstange achsparallel außen am Zylinder befestigt
und das von Hand betätigbare, mit der Zahnstange kämmende Zahnrad ist in einem den
Zylinder mit seitlichem Spiel umgebenden Gehäuse gelagert, an dem oben auch der
im Zylinder verschiebliche Kolben befestigt und die Digitalanzeige für die jeweils
abgegebene Flüssigkeitsmenge angeordnet sind. Durch Drehung eines mit dem Zahnrad
gekoppelten Handrades kann das Gehäuse und mit ihm der Kolben relativ zum Zylinder
bewegt werden. Die die Digitalanzeige steuernden lmpulse werden durch eine mit einem
Reed-Schalter zusammenwirkenden Magnetscheibe oder einen optischen oder induktiven
Drehwinkelgeber erzeugt, die in jedem Fall über eine Räderkette durch die mit dem
Handrad verbundene Welle in Drehung versetzt werden. Infolge des unvermeidlichen
Spiels in dieser Räderkette wird die Anzeige des abgegebenen Flüssigkeitsvolumens
jedoch ungenau. Bei den in dieser europäischen Patentanmeldung noch beschriebenen
Alternativlösungen wird die Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder durch zur
Impulserzeugung herangezogen, daß man außen am Zylinder z. B. ein Magnetband oder
einen Magnetstreifen achsparallel befestigt, dessen In-
formationen
durch einen mit dem beweglichen Gehäuse bzw. Kolben fest verbundenen Magnetkopf
abgelesen werden, der seinerseits die Digitalanzeige steuert. Der Nachteil dieser
Ausführung besteht darin, daß beim Hochfahren des Kolbens im Zylinder zwecks Ansaugen
von Flüssigkeit aus dem Behälter auch das Gehäuse entsprechend angehoben und der
Informationsträger am Zylinder mehr oder weniger freigelegt wird, so daß er der
Gefahr einer mechanischen Beschädigung und/ oder Verschmutzung ausgesetzt ist. Die
Folge ist eine teilweise oder völlige Funktionsunfähigkeit des Informationsträgers
und damit der Digitalanzeige.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Mängel zu beseitigen
und eine Kolbenbürette mit einer Digitalanzeige von hoher Anzeigegenauigkeit zu
schaffen, deren Elemente zur Erzeugung der elektrischen Steuerimpulse für die Digitalanzeige
sämtlich nach außen geschützt innerhalb des Geräts untergebracht sein sollen.
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Obige Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kolbenbürette der eingangs
bezeichneten Bauart dadurch gelöst, daß a) die die Digitalanzeige betätigende elektronische
Steuerschaltung in einem mit dem Zylinder fest verbundenen Gehäuse angeordnet ist,
b) die Mittel zur Erzeugung von elektrischen Impulsen einen mit dem Kolben fest
verbundenen Meßstab oder dergleichen langgestrecktes Meßelement aufweisen, der bzw.
das sich achsparallel im Zylinder und in das Gehäuse mit der elektronischen Steuerschaltung
erstreckt, mit welcher der Meßstab zusammenwirkt und c) die Zahnstange an dem Kolben
parallel zum Meßstab befestigt ist.
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Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Ausbildung der Kolbenbürette wird
die Digitalanzeige nur dann aktiviert, wenn sich der Kolben relativ zum Zylinder
bewegt, wodurch die angestrebte hohe Anzeigegenauigkeit erreicht wird. Das zwischen
dem Zahnrad und der Zahnstange vorhandene Spiel bleibt hierbei wirkungslos. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der in Verbindung mit der elektronischen
Steuerschaltung die elektrischen Impulse zur Aktivierung der Digitalanzeige erzeugende
Meßstab oder ein ähnliches langgestrecktes Meßelement nach außen völlig geschützt
im Zylinder bzw. Gehäuse untergebracht ist, in das auch die elektronische Steuerschaltung
für die Digitalanzeige eingebaut ist Außerdem führen die erfindungsgemäßen Maßnahmen
zu einer baulich besonders einfachen Kolbenbürette.
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Wenn nach einer Ausgestaltung der Errfindung die Digitalanzeige in
dem ihre Steuerschaltung enthaltenden Gehäuse mit eingebaut ist, wird der bauliche
Aufwand weiter verringert und ein kompaktes Gerät geschaffen.
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Nach noch einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weisen das Gehäuse
und/oder der Zylinder Führungen für den Meßstab und/oder die Zahnstange auf.
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Wenn nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Gehäuse
auf dem oberen Ende des Zylinders angeordnet ist und die Welle des in die Zahnstange
eingreifenden Zahnrades trägt, kann vorteilhaft das Bedienungselement (Drehknopf)
für das Zahnrad in einer zweckmäßigen Höhe etwa auf dem Niveau der Digitalanzeige
angeordnet werden.
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Wenn nach noch einer anderen Ausgestaltung der Erfindung mit der
Welle des mit der Zahnstange kämmenden Zahnrades wenigstens ein hohler Haupt-Bedienungsknopf
verbunden ist, der zusätzlich über ein in den Bedienungsknopf eingebautes Untersetzungsgetriebe,
z. B. ein Umlaufrädergetriebe durch einen stirnseitig angeordneten Zusatz-Bedienungsknopf
zur Feindosierung betätigbar ist, kann vorteilhaft die hohe Anzeigegenauigkeit des
Geräts in Zusammenhang mit dieser Feindosierung weiter ausgenutzt werden.
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Zweckmäßig ist der Haupt-Bedienungsknopf topfförmig ausgebildet und
der Zahnkranz des Umlaufrädergetriebes ist an einer benachbarten Gehäusewand befestigt,
und ferner ist der Umlaufradträger mit dem Haupt-Bedienungsknopf und mit der Welle
drehfest verbunden, auf welcher das mit der Zahnstange kämmende Zahnrad angeordnet
ist.
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Nach noch einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann der Zylinder
von einem Schutzmantel umfaßt sein, an dessen unteres Ende der Ventilblock angeordnet
und an dessen oberes Ende das Gehäuse für die Digitalanzeige und ihre elektronische
Steuerschaltung befestigt ist. Der Schutzmantel und das Gehäuse können aus einem
relativ preiswerten Kunststoff hergestellt sein, während der Ventilblock z. B. aus
dem hochwertigen Polytetrafluoräthylen bestehen kann.
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Bei einem niedrig ausgestalteten Gehäuse für die Digitalanzeige und
ihre elektronische Steuerschaltung können vorteilhaft die durch entsprechende Öffnungen
in seiner Oberseite austretenden Abschnitte des Meßstabes und der Zahnstange durch
eine längenveränderliche Abdeckung geschützt sein.
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Die Abdeckung für die Zahnstange und den Meßstab kann einfach durch
einen an seiner Oberseite abgeschlossenen Faltenbalg gebildet sein, der mit seiner
unteren offenen Seite am Gehäuse befestigt ist.
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Der Schutzmantel und das die Digitalanzeige und ihre Steuerschaltung
enthaltende Gehäuse und/oder der Ventilblock können zur Montagevereinfachung auch
ein einstückiges Teil bilden.
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Weitere Lösungsmöglichkeiten bezüglich Anordnung und Ausbildung des
Meßstabes oder dergleichen und der Zahnstange gehen aus den Ansprüchen 11 und 12
hervor.
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Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels
erläutert Es zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht der auf einen Behälter aufgesetzten
Kolbenbürette gemäß der Erfindung; Fig.2 eine Seitenansicht der Kolbenbürette nach
Fig. 1, teilweise im Schnitt; F i g. 3 eine Schnittansicht der Kolbenbürette entlang
der Linie A-B in Fig. 2; Fig.4 einen Längsschnitt durch einen Haupt- und Zusatz-Bedienungsknopf
für die Kolbenbürette nach den F i g. 1-3 im vergrößerten Maßstab und F i g. 5 eine
Schnittansicht entlang der Linie C-D in Fig.4.
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Die Kolbenbürette 10 weist einen Zylinder 11 aus Glas und einen Kolben
12 aus Kunststoff (PTFE) auf, der in dem Zylinder 11 axial verschieblich angeordnet
ist und einen Dichtungsring 13 trägt, welcher an der Innenwandung des Zylinders
11 anliegt. Der Zylinder 11 aus Glas ist über seine gesamte Höhe von einem Schutzmantel
14 umfaßt, der aus Kunststoff bestehen kann und an seinem unteren Ende lediglich
beispielhaft einstückig mit einem Ventilblock 15 verbunden ist, der ein nicht gezeigtes
Einlaß- und Auslaß-Ventil in entsprechenden Kanälen enthält, von welchen einer bei
16 teilweise angedeutet ist, der in den Hohlraum des Zylinders 11 mün-
det.
Mit 17 ist die Ausstoßkanüle für die jeweils aus einem Behälter 18 angesaugte Flüssigkeitsmenge
bezeichnet. Der Ventilblock 15 ist beim Ausführungsbeispiel mit einem entsprechenden
Schliff (nicht gezeigt) in die Öffnung des Behälters 18 abgedichtet eingesteckt.
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Bei Behältern mit einem Gewinde an ihren Öffnungen kann der Ventilkopf
auch mit einem entsprechenden Gewinde zum Aufschrauben auf den Behälter versehen
sein. Wenn der Kolben 12 im Zylinder 11 zum Ansaugen einer bestimmten Flüssigkeitsmenge
aus dem Behälter 18 nach oben bewegt wird, öffnet das Einlaßventil, während das
Auslaßventil gesperrt ist. Umgekehrt sperrt beim Ausstoßen dieser Flüssigkeitsmenge
durch die Ausstoßkanüle 17 das Einlaßventil, während das Auslaßventil öffnet. Diese
Arbeitsweise der Ventile einer Kolbenbürette ist bekannt und die entsprechenden
Einzelheiten sind deshalb auch nicht gezeigt.
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Der Kolben 12 enthält eine mittige, axiale Gewindebohrung 19, in
die ein Gewindezapfen 20 eines Verbindungsstücks 21 eingedreht ist, wodurch das
Verbindungsstück 21 am Kolben 12 befestigt ist. Das Verbindungsstück 21 weist an
seiner Oberseite einen Steg 22 auf, an dessen einen Seite achsparallel in bezug
auf den Kolben 12 und Zylinder 11 eine Zahnstange 23 befestigt ist. An der gegenüberliegenden
Seite des Steges 22 ist ein Meßstab 24 befestigt, dessen Funktion noch erläutert
wird.
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Die Zahnstange 23 kämmt mit einem Zahnrad welches auf einer Welle
26 befestigt ist. Die Welle 26 ist drehbeweglich in einem Teil 27 eines Gehäuses
28 gelagert, welches am oberen Ende des Schutzmantels 14 befestigt ist. Auf den
seitlich aus dem Gehäuseteil 27 herausragenden freien Enden der Welle 26 sind Dreh-bzw.
Bedienungsknöpfe 29, 30 drehfest angeordnet.
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Durch entsprechende Drehung des einen oder beider Bedienungsknöpfe
29,30 wird über das Zahnrad 25 und die Zahnstange 23 der Kolben 12 im Zylinder 11
nach oben oder unten bewegt.
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Die oberen Enden der Zahnstange 23 und des Meßstabes 24, die je nach
der Stellung des Kolbens 12 im Zylinder 11 mehr oder weniger weit durch eine entsprechende
Öffnung in der Oberseite des Gehäuses 28 aus diesem heraustreten, sind an einem
Teil 31 befestigt, an dem auch eine Kappe 32 angeschraubt ist. Die Kappe 32 verschließt
das obere Ende eines Faltenbalges 33, der mit seiner offenen Unterseite am Gehäuse
28 befestigt ist. Die Kappe 32 ist mit dem oberen Ende des Faltenbalges 33 fest
verbunden. Bei Verschiebung des Kolbens 12 relativ zum Zylinder 11 wird daher der
Faltenbalg 33 axial gedehnt bzw. zusammengezogen. Durch diesen nach oben abgeschlossenen
Faltenbalg 33 wird der Eintritt von Schmutz und Staub über die Durchtrittsöffnung
für die Zahnstange 23 und den Meßstab 24 in das Gehäuse 28 verhindert. Außerdem
schützt der Faltenbalg 33 die aus dem Gehäuse 28 jeweils nach oben herausragenden
Abschnitte des Meßstabes 24 und der Zahnstange 23 auch gegen mechanische Beschädigungen
von außen. Die übrigen Teile des Meßstabes 24 und der Zahnstange 23 sind gleichfalls
nach außen geschützt im Gehäuse 28 bzw. im Zylinder 11 geführt.
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Zur Feindosierung der jeweils aus dem Behälter 18 über die Kolbenbürette
10 abzugebenden Flüssigkeit ist ein Zusatz-Bedienungsknopf 34 achsgleich zum Haupt-Bedienungsknopf
30 vorgesehen, letzterer ist hohl bzw.
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topfförmig ausgebildet und enthält ein Umlaufrädergetriebe 35. Das
Umlaufrädergetriebe 35 umfaßt eine Welle 36, auf deren äußeres Ende der Zusatz-Bedienungsknopf
34 und auf deren inneres Ende ein Zentralrad 37 befestigt sind. Das Zentralrad 37
kämmt mit drei Umlaufräder 38, welche auf Achsen 39 drehbeweglich gelagert sind,
die ihrerseits in einem Umlaufradträger 40 befestigt sind. Die Welle 36 erstreckt
sich drehbeweglich durch eine Bohrung 41 im Umlaufradträger 40. Der Umlaufradträger
40 weist ferner einen hohlen Fortsatz 42 auf, der mit der Welle 26 fest verbunden
ist, welche auch den Bedienungsknopf 29 und das Zahnrad 25 trägt.
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Mit 43 ist in F i g. 4 die dem Bedienungsknopf 30 benachbarte Wand
des Gehäuses 28 bezeichnet. An der Gehäusewand 43 ist mittels Schrauben 44 ein Zahnkranz
45 befestigt, mit dessen Innenverzahnung die Umlaufräder 38 kämmen. Der Umlaufradträger
40 ist durch eine Schraube 40a mit dem Bedienungsknopf 30 drehfest verbunden.
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Die Untersetzungsverhältnisse sind beispielsweise so gewählt, daß
zehn Umdrehungen des Zusatz-Bedienungsknopfes 34 einer Umdrehung des Haupt-Bedienungsknopfes
30 entsprechen. Die Welle 26 kann durch den Haupt-Bedienungsknopf 30 über den Umlaufradträger
40 direkt betätigt werden oder über den Zusatz-Bedienungsknopf 34 und das zwischengeschaltete
Umlaufrädergetriebe 35. Bei Drehung der Welle 36 mittels des Zusatz-Bedienungsknopfes
34 dreht sich das Zentralrad 37, welches die Umlaufräder 38 in Drehung versetzt,
die ihrerseits mit dem ortsfesten Zahnkranz 45 kämmen, wodurch der Umlaufradträger
40 und damit die Welle 26 mit entsprechend reduzierter Geschwindigkeit angetrieben
werden. Die Welle 26 verschiebt, wie schon oben erwähnt, über ihr Zahnrad 25 und
die Zahnstange 23 den Kolben 12 in entsprechender Weise im Zylinder 11. Gemeinsam
mit der Zahnstange 23 und dem Kolben 12 bewegt sich auch der Meßstab 24, der auch
durch ein anderes langgestrecktes Meßelement ersetzt sein kann, das mit der elektronischen
Steuerschaltung 46 zusammenwirkt. Der Meßstab 24 kann z. B. eine Strichteilung aufweisen,
die nach dem sog. opto-elektronischen Abtastverfahren abgelesen werden kann. Hierbei
wird von einer Lichtquelle an der Abtaststelle 24a innerhalb des Gehäuses 28 die
Strichteilung beleuchtet.
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Die Striche auf dem Meßstab 24 reflektieren das einfallende Licht,
welches auf einen lichtempfindlichen Foto-Transistor auftrifft, der die Lichtenergie
wieder in Stromenergie umsetzt und in der elektronischen Steuerschaltung 46 entsprechende
Anzeige-Impulse erzeugt, die die Digitalanzeige 47 aktivieren. Die Strichteilung
kann auch versenkt an der Rückseite der entsprechend angepaßten Zahnstange 23 aufgebracht
sein.
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Der Meßstab 24 kann aber auch ein Magnetband oder einen Magnetstreifen
tragen bzw. das Magnetband oder der Magnetstreifen können auch direkt vertieft an
der Rückseite der entsprechend angepaßten Zahnstange 23 befestigt sein. In diesem
Fall weist die elektronische Steuerschaltung 46 bei 24a einen entsprechenden Lesekopf
auf, der die auf den Magnetstreifen aufgezeichneten Meßinformationen abliest und
entsprechende Impulse in die Schaltung 46 einspeist.
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Bevorzugt wird jedoch die Relativbewegung des Kolbens 12 zum Zylinder
11 auf kapazitivem Wege gemessen. Der Meßstab 24 ist zu diesem Zweck mit entsprechenden
Elektroden versehen, was auch für das dem Meßstab 24 zugeordnete ortsfeste Abgriffsorgan
24a im Gehäuse 28 gilt. Die Elektroden sind dabei so angeordnet, daß zwei Paare
von Meßkapazitäten zur Messung der Relativbewegung zwischen Meßstab 24 und Abgriffsorgan
24a gebildet sind. Diese Meßkapazitäten sind an der elektronischen Schaltung 46
angeschlossen, welche diese Meßkapazitäten verarbeitet und die elek-
tronische
Digitalanzeige 47 ansteuert, so daß diese entsprechend der Relativbewegung zwischen
Kolben und Zylinder das abgegebene Flüssigkeitsvolumen anzeigt.
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Aus obigem geht hervor, daß für die Messung der Relativbewegung zwischen
Kolben und Zylinder verschiedene, an sich bekannte Methoden angewendet werden können,
wobei die vorstehend beschriebenen nur beispielshaft angegeben sind.
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Mit der Bezugszahl 48 ist in F i g. 1 die Ein- und Ausschalttaste
für die Digitalanzeige 47 der Kolbenbürette 10 bezeichnet. Das Gerät weist ferner
eine nicht gezeigte Speicherschaltung für die jeweiligen Meßwerte auf, die mit einer
Taste 49 aktiviert werden kann. Mit einer Taste 50 kann die elektronische Digitalanzeige
47 jeweils auf Null gestellt werden.