DE3534550A1

DE3534550A1 - Precision metering appliance with digital display device

Info

Publication number: DE3534550A1
Application number: DE19853534550
Authority: DE
Inventors: Erich 6980 Wertheim Knödel; Rudolf 6490 Schlüchtern Röth
Original assignee: WALTER GRAF U CO GmbH AND Co
Current assignee: WALTER GRAF U CO GmbH AND Co
Priority date: 1985-04-02
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1986-10-09

Abstract

In the case of a precision metering appliance for the highly accurate metering of liquid media, for the purpose of digitally displaying the swept volume of the piston slide-valve metering pump used, a contactlessly operating sensor, in particular an optical sensor, is provided, fastened either on the metering cylinder or on a sleeve engaging telescopically over the said cylinder at a distance from it. To be able to use this appliance also for carrying out titrations, there is also provided an engageable and disengageable gear mechanism which controls the relative movement of the metering piston in the metering cylinder.

Description

Präzisionsdosiergerät mit digitaler AnzeigevorrichtungPrecision dosing device with digital display device

Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Präzisionsdosiergerät zum hochgenauen Dosieren flüssiger Medien der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Description The invention relates to a precision dosing device for high-precision dosing of liquid media as mentioned in the preamble of claim 1 Art.

Präzisionsgeräte dieser Art werden sowohl zum hochgenauen Dosieren flüssiger Medien als auch zur Titration verwendet.Precision devices of this type are used for high-precision dosing liquid media as well as for titration.

Diese Geräte sind zum Dosieren von Volumina im Mikroliterbereich bis zum Literbereich ausgelegt.These devices are used to dispense volumes in the microliter range up to designed for the liter range.

Bereits bekannt sind Präzisionsdosiergeräte, die eine Kolbenschieberdosierpumpe mit Glaszylinder aufweisen. Der Dosierzylinder weist eine Graduierung auf, an der das aus dem Vorratsgefäß geförderte Volumen an flüssigem Medium abgelesen werden kann.Precision metering devices that use a piston valve metering pump are already known have with glass cylinder. The dosing cylinder has a graduation on which that from the Storage vessel delivered volume of liquid medium can be read.

Es sind auch Präzisionsdosiergeräte bekannt, die mit einer digitalen Anzeigevorrichtung für das Hubvolumen der Kolbenschieberdosierpumpe ausgerüstet sind. Eine mechanische Einrichtung erfaßt dabei die relative Einstellung von Dosierkolben zu Dosierzylinder und damit das dosierte Flüssigkeitsvolumen. Vorteilhaft an diesem Gerät ist, daß die digitale Anzeige des Hubvolumens sicherer ist als das Ablesen an einer Graduierung. Andererseits ist die mechanische Einrichtung zur Erfassung des Kolbenhubvolumens zum einen störanfällig, insbesondere wenn sie aggressiven Chemikalien ausgesetzt wird, und zum anderen ist die Dosierungsgenauigkeit durch die verwendete Mechanik begrenzt.There are also precision dosing devices known that are equipped with a digital Display device for the stroke volume of the piston valve metering pump are. A mechanical device detects the relative setting of the metering piston to dosing cylinder and thus the dosed volume of liquid. Advantageous about this The device is that the digital display of the stroke volume is more reliable than reading it at a graduation. On the other hand, the mechanical device is for detection of the piston stroke volume, on the one hand, is prone to failure, especially if they are aggressive Chemical exposure, and secondly, the dosage accuracy is due the mechanics used are limited.

In Anbetracht dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Präzisionsdosiergerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das sowohl ein hochgenaues Dosieren eines vorbestimmten Volumens als auch ein hochgenaues Titrieren verschleißfrei und zuverlässig ermöglicht.In view of this prior art, the object of the invention is based on creating a precision dosing device of the type mentioned above, which both high-precision dosing of a predetermined volume and high-precision Reliable and wear-free titration made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 mentioned features solved.

Die Meßeinrichtung zur Erfassung des Hubvolumens besteht aus einem graduierten Meßstab und einem diesen Meßstab berührungsfrei abtastenden Sensor. Sensor und Meßstab sind im Zwischenraum von Außenwand eines Dosierzylinders und einer den Dosierzylinder umschließenden Hülse angebracht. Daher kommen sie mit den zu dosierenden Flüssigkeiten nicht in unmittelbaren Kontakt, so daß vorzeitiger Verschleiß durch Korrosion ausgeschlossen ist.The measuring device for recording the stroke volume consists of one graduated measuring stick and a sensor which scans this measuring stick without contact. The sensor and dipstick are in the space between the outer wall of a metering cylinder and attached to a sleeve surrounding the dosing cylinder. Hence they come with the liquids to be dosed are not in direct contact, so that premature Wear due to corrosion is excluded.

Sensor und graduierter Meßstab sind einander gegenüberliegend ortsfest an der Innenwand der Hülse und der Außenwand des Dosierzylinders angebracht. Dabei spielt es grundsätzlich zeine Rolle, ob der Meßstab ortsfest am Dosierzylinder und der Sensor ortsfest an der Hülse oder gerade umgekehrt, der Meßstab an der Hülse und der Sensor am Dosierzylinder angeordnet sind. Für den Fall, daß der Meßstab an der Außenwand des Dosierzylinders angebracht ist, kann er entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in der Weise ausgebildet sein, daß sich die Graduierung unmittelbar auf der Außenwand des Dosierzylinders befindet und den gesamten Dosierzylinder umschließt. Da die Hülse mit dem Dosierkolben verbunden ist, bewegen sich Meßstab und Sonde bei der den Dosiervorgang begleitenden Bewegung des Dosierkolbens relativ zueinander, wobei der Sensor durch Abstrahlung eines Signals, das vom graduierten Meßstab reflektiert-und vom Sensor registriert wird, den Meßstab abtastet. Mit dem Sensor ist eine Auswertschaltung zur Ermittlung der Zahl der vom Sensor reflektierten Reflexsignale verbunden. Mit dieser Abzählschaltung ist eine vorzugsweise in der Außenwand der Hülse angebrachte digitale Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Hubvolumens vorgesehen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein LCD-Blement . Die Stromversorgung des Sensors, der Auswertschaltung und des LCD-Eleeents erfolgt vorzugsweise durch die gleiche Stromquelle. Als Stromquelle dienen vorzugsweise Batterien oder ein Akkumulator.The sensor and the graduated measuring stick are stationary opposite one another attached to the inner wall of the sleeve and the outer wall of the dosing cylinder. Included it basically plays a role whether the dipstick is stationary on the dosing cylinder and the sensor is stationary on the sleeve or vice versa, the dipstick on the sleeve and the sensor are arranged on the dosing cylinder. In the event that the dipstick is attached to the outer wall of the metering cylinder, it can according to a Preferred embodiment of the invention be designed in such a way that the graduation is located directly on the outer wall of the dosing cylinder and the encloses the entire dosing cylinder. Because the sleeve is connected to the metering piston the measuring stick and probe move during the movement accompanying the dispensing process of the dosing plunger relative to each other, whereby the sensor is activated by emitting a signal, which is reflected by the graduated measuring stick and registered by the sensor, the measuring stick scans. With the sensor is an evaluation circuit to determine the number of from Sensor connected reflected reflex signals. With this counting circuit is a digital display device preferably mounted in the outer wall of the sleeve intended to display the stroke volume. This is preferably a LCD blement. The power supply of the sensor, the evaluation circuit and the LCD element is preferably done by the same power source. Serve as the power source Batteries or an accumulator.

Durch die geschilderte Meßeinrichtung läßt sich das Dosiervolumen mit außerordentlich hoher Genauigkeit ermitteln.The metering volume can be determined by the described measuring device determine with extremely high accuracy.

Da die Graduierung des Meßstabs im Mikrometerbereich liegt, lassen sich noch sehr kleine Dosiervolumina exakt ermitteln.Since the graduation of the measuring stick is in the micrometer range, leave it very small dispensing volumes can still be determined exactly.

Ein weiterer besonderer Vorteil ergibt sich daraus, daß der berührungsfrei arbeitende Sensor exakt die relative Verschiebung von Dosierkolben und Dosierzylinder anzeigt und nicht den Störeinflüssen unterworfen ist, denen mechanische spielbehaftete Abtastvorrichtungen unterworfen sind.Another special advantage results from the fact that the contact-free working sensor exactly the relative displacement of the dosing piston and dosing cylinder and is not subject to the interference that mechanical play-prone Scanning devices are subject.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht es vor, den Sensor, die Auswertschaltung und das LCD-Element zusammen mit der netzunabhängigen Stromquelle modulartig in einem einzigen Baublock zusammenzufassen. Die Bauteile sind in diesem Baublock vorzugsweise hermetisch und korrosionsfest verkapselt, um die Bauteile vor korrodierenden Dämpfen, die bei Laborarbeiten häufig unvermeidlich sind, zu schützen.A particularly advantageous embodiment of the invention provides the sensor, the evaluation circuit and the LCD element together with the mains-independent Combine power source modularly in a single building block. The components are preferably hermetically and corrosion-proof encapsulated in this building block in order to the components from corrosive vapors, which are often unavoidable in laboratory work are to protect.

Dieser Baublock ist vorzugsweise in eine Aussparung der Hülse von außen einsetzbar und fixierbar, so daß das Dosiergerät gereinigt werden kann, ohne daß es zu einer Beschädigung der empfindlichen Elektronik kommt. Da das Dosiergerät auch problemlos sterilisiert werden kann, ist es auch zur Dosierung von medizinischen Flüssigkeiten geeignet.This building block is preferably in a recess in the sleeve of Can be used and fixed externally so that the dispenser can be cleaned without that there is damage to the sensitive electronics. As the dispenser It can also be sterilized without any problems, it is also used for medicinal purposes Liquids suitable.

Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, den Sensor am Dosierzylindermantel anzubringen und die Auswertscha.ltung, die Spannungsquelle und die digitale Anzeigevorrichtung zusammengefaßt in einem Baublock in der Hülse unterzubringen. Vorzugsweise ist der Sensor in einfacher Weise von dem Dosierzylindermantel abschraubbar, so daß Reinigungsoperationen am Dosiergerät ohne Beschädigung des Sensors vorgenommen werden können. Selbstverständlich ist es auch möglich, Sensor, Auswertschaltung, Stromquelle und digitale Anzeigevorrichtung in anderer Weise zu geeigneten Baugruppen zusammenzufassen.According to a preferred embodiment of the invention, it is also possible to attach the sensor to the dosing cylinder jacket and the evaluation circuit, the voltage source and the digital display device combined in one To accommodate the building block in the sleeve. Preferably the sensor is simple can be unscrewed from the metering cylinder jacket, so that cleaning operations on the metering device can be done without damaging the sensor. It goes without saying it is also possible to use a sensor, evaluation circuit, current source and digital display device to be combined in another way to form suitable assemblies.

Der die Graduierung des Meßstabs berührungsfrei abtastende Sensor ist vorzugsweise ein optischer Sensor. Grundsätzlich kommen aber alle berührungsfrei abtastenden Sensoren in Frage, wie beispielsweise Sensoren mit magnetischer oder kapazitiver Abtastung. Selbstverständlich ist die am Meßstab vorgesehene Graduierung an das jeweilige Abtastprinzip anzupassen.The sensor that scans the graduation of the dipstick without contact is preferably an optical sensor. Basically, however, they all come without contact scanning sensors in question, such as sensors with magnetic or capacitive sensing. The graduation provided on the measuring stick is a matter of course to adapt to the respective scanning principle.

Wird ein optischer Sensor zur Erfassung der Graduierung am Meßstab eingesetzt, so besteht dieser Sensor vorzugsweise aus einem auf die Graduierung gerichteten Lichtsender sowie aus einem Lichtempfänger, welcher das an der Graduierung reflektierte Licht erfaßt. Für einen störungsfreien Betrieb des optischen Abtasters ist es vorteilhaft, Lichtsender und Lichtempfänger zu wählen, die im Infrarotbereich arbeiten.Used as an optical sensor to record the graduation on the measuring stick used, this sensor preferably consists of one on the graduation directional light transmitter as well as a light receiver, which is attached to the graduation reflected light detected. For trouble-free operation of the optical scanner it is advantageous to choose light transmitters and light receivers that are in the infrared range work.

Der Sensor enthält entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung je zwei Lichtsender und je zwei Lichtempfänger, um eine Richtungserkennung der Bewegung des Dosierkolbens zu ermöglichen. Der Sensor beaufschlagt dabei einen Vorwärts/-Rückwärtszähler innerhalb der Auswertschaltung, der vorzugsweise so ausgelegt ist, daß er auch von Hand auf Null rückstellbar ist. Zu diesem Zweck ist auf der Hülsenaußenfläche ein entsprechender Reset-Taster vorgesehen. Diese Einrichtung erweist sich vor allem dann als besonders nützlich, wenn mit dem Präzisionsdosiergerät titriert werden soll.According to a preferred embodiment, the sensor contains Invention of two light transmitters and two light receivers for directional detection to enable the movement of the dosing piston. The sensor acts on you Up / down counter within the evaluation circuit, which is preferably designed in this way is that it can also be reset to zero by hand. For this purpose is on the A corresponding reset button is provided on the outer surface of the sleeve. This facility proves to be particularly useful when using the precision dosing device should be titrated.

Zur Einstellung des Hubvolumens der Kolbenschieber-Dosierpumpe sieht die Erfindung eine Verstellmutter vor, welche die Außenwand des Dosierzylinders mit Abstand umgreift und ein Außengewinde aufweist. An der Innenwand der Hülse sind zum Dosierkolben axparallele Innengewindestäbe angebracht, in die das Außengewinde der Verstellmutter eingreift. Am oberen Rand des Dosierzylinders ist ein fester Anschlagring angebracht, gegen den die Verstellmutter am Ende der Hubbewegung des Kolbens auf läuft. Die Länge der Innengewindestäbe entspricht der dabei im wesentlichen dem Kolbenverschiebeweg bei maximalem Arbeitshub.To set the stroke volume of the piston valve metering pump, see the invention provides an adjusting nut, which the outer wall of the metering cylinder encompasses at a distance and has an external thread. Are on the inner wall of the sleeve Internal threaded rods ax-parallel to the dosing piston, into which the external thread the adjusting nut engages. There is a solid one at the top of the dosing cylinder Stop ring attached against which the adjusting nut at the end of the stroke movement of the Piston runs on. The length of the internally threaded rods essentially corresponds to this the piston displacement at maximum working stroke.

Weiter ist erfindungsgemäß ein Getriebe vorgesehen zur Steuerung der Relativbewegung zwischen dem Dosierzylinder einerseits und dem Dosierkolben und der mit diesem starr verbundenen Hülse andererseits. Das Getriebe ist mittels einer geeigneten Vorrichtung zu- und ausschaltbar, so daß entweder der Dosierkolben unabhängig vom Getriebe von Hand angehoben werden kann oder der Dosierkolben über das Getriebe in der gewünschten Weise gestellt werden kann.Furthermore, a transmission is provided according to the invention for controlling the Relative movement between the metering cylinder on the one hand and the metering piston and the sleeve rigidly connected to this on the other hand. The transmission is by means of one suitable device can be switched on and off so that either the metering piston is independent can be lifted by hand from the gearbox or the dosing piston via the gearbox can be placed in the desired manner.

Das Getriebe ist zwischen der Hülse und dem Dosierzylinder angeordnet und vorzugsweise in der Hülse gelagert. Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Getriebe von außerhalb der Hülse über ein Stellrad von Hand beaufschlagt werden. In diesem Fall setzt das Getriebe eine Rotation in eine Translation um, nämlich die Rotation des Stellrads in eine entsprechende Translation des Dosierkolbens bezüglich des Dosierzylinders. Es können jedoch auch Getriebe verwendet werden, die umgekehrt eine Translation in eine Rotation umwandeln. Grundsätzlich kann das Getriebe auch durch einen Motor angetrieben werden. The gear is arranged between the sleeve and the dosing cylinder and preferably stored in the sleeve. According to a preferred embodiment of the invention, the gear can be manually operated from outside the sleeve using a setting wheel be applied. In this case, the gear unit sets a rotation into a translation around, namely the rotation of the setting wheel in a corresponding translation of the metering piston regarding the dosing cylinder. However, gears can also be used, which conversely convert a translation into a rotation. Basically it can Gearboxes can also be driven by a motor.

Vorzugsweise ist das Getriebe entweder ein Reibradgetriebe oder ein Zahnstangengetriebe. Im Falle des Reibradgetriebes sitzen das Stellrad und das Reibrad auf einer Welle. Das Reibrad ist als einschaliges Hyperboloid geformt, das bei zugeschaltetem Getriebe mit seiner Lauffläche auf der Dosiermantelfläche aufliegt, wobei seine Achse mit der Achse der Welle zusammenfällt und zur Achse des Dosierzylinders senkrecht steht.Preferably, the gear is either a friction gear or a Rack and pinion transmission. In the case of the friction gear, the adjusting wheel and the friction wheel are located on a wave. The friction wheel is shaped as a single-shell hyperboloid, which when the Gear rests with its running surface on the metering surface, with its Axis coincides with the axis of the shaft and is perpendicular to the axis of the metering cylinder stands.

Im Falle des Zahnstangengetriebes sitzen Stellrad und Ritzel fest auf einer gemeinsamen Welle, wobei bei zugeschaltetem Getriebe das Ritzel in einem in dem Dosierzylindermantel eingeschliffenen und parallel zur Zylinderachse verlaufenden Zahnsteg eingreift. In the case of the rack and pinion drive, the setting wheel and pinion sit tight on a common shaft, the pinion in one when the gearbox is engaged ground in the metering cylinder jacket and running parallel to the cylinder axis Rack engages.

Die das Stellrad und das Ritzel oder das Reibrad tragende Welle ist vorzugsweise eine Pederstahlwelle, die aufgrund ihrer Elastizität in radialer Richtung durch eine geeignete Vorrichtung zur Zu- und Ausschaltung des Getriebes auslenkbar ist. Diese Vorrichtung kann durch einen von außerhalb der Hülse zugänglichen Drehknopf von Hand betätigt werden.The shaft carrying the adjusting wheel and the pinion or the friction wheel is preferably a Pederstahlwelle, which due to its elasticity in the radial direction deflectable by a suitable device for switching the transmission on and off is. This device can be accessed by a rotary knob accessible from outside the sleeve operated by hand.

Die Antriebswelle des Ritzels bzw. des Reibrades ist vor zugsweise mit einer zweiten Welle mittels einer Trennkupplung gekuppelt, wobei die zweite Welle durch ein untersetzendes Vorgelege beaufschlagt wird, das wiederum von einem von außerhalb der Hülse zugänglichen Stellrad zur Feineinstellung beaufschlagt wird. Die Trennkupplung kann mittels einer Feder ein-und ausgerückt werden, so daß der Getriebeteil für die Feineinstellung des Kolbenhubvolumens nur dann beansprucht zu werden braucht, wenn eine Feineinstellung erforderlich ist. Diese Feineinstellung erweist sich vor allem bei der Titration als nützlich. Als Trennkupplung kann beispielsweise eine Zahnkupplung verwendet werden.The drive shaft of the pinion or the friction wheel is preferably in front coupled to a second shaft by means of a disconnect clutch, the second Shaft is acted upon by a reduction gear, which in turn is operated by a is applied from the outside of the sleeve accessible adjusting wheel for fine adjustment. The separating clutch can be engaged and disengaged by means of a spring, so that the Gear part for the fine adjustment of the piston stroke volume only claimed when fine adjustment is required. This fine tuning is particularly useful for titration. As a separating clutch, for example a tooth clutch can be used.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der optische Sensor an einem Rahmen befestigt der seinerseits an einer nach radial außen wirkenden Druckfeder befestigt ist, die ihrerseits am Dosierzylinder befestigt ist. Vor dem als Reflektionsmeßgerätsender ausgebildeten optischen Sensor ist an dem Rahmen eine noniusartige, auf einer Glasscheibe angebrachte Hilfsteilung befestigt, deren Außenkanten dünne PTFE-Gleiterbahnen tragen. Unter dem Andruck der Druckfeder werden diese Gleiterbahnen auf einen Glasmeßstab gedrückt, der ortsfest an der übergreifenden Außenhülse des Dosiergeräts gehaltert ist.According to a further embodiment of the invention, the optical sensor is attached to a frame which in turn on a radially outwardly acting compression spring is attached, which in turn is attached to the dosing cylinder. Before as a reflection measuring device transmitter formed optical sensor is a nonius-like on the frame, on a glass pane attached auxiliary division, the outer edges of which carry thin PTFE sliding strips. Under the pressure of the compression spring, these sliding tracks are placed on a glass measuring stick pressed, which is held in place on the overlapping outer sleeve of the dosing device is.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further refinements of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Dosiergerätes in schematischer perspektivischer Darstellung; Fig. 2 im schematischen Radialschnitt und in Teildarstellung eine Abtastvorrichtung für den Kolbenhub nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; und Fig. 3 im Radialschnitt und in schematischer Teildarstellung das Titriergetriebe für ein drittes Ausführungsbeispiel des Dosiergerätes.The invention is illustrated in the following on the basis of exemplary embodiments Connection with the drawings explained in more detail. 1 shows a first exemplary embodiment the dosing device in a schematic perspective view; Fig. 2 in schematic Radial section and a partial representation of a scanning device for the piston stroke a second embodiment; and FIG. 3 in radial section and in schematic form Partial representation of the titration gear for a third embodiment of the dosing device.

Das in der Fig. 1 gezeigte Präzisionsdosiergerät zum hochgenauen Dosieren flüssiger, insbesondere auch aggressiver Medien aus einem Vorratsbehälter 1 in eine Vorlage 2 über eine Auslaßkanüle 3, deren Spitze 4 durch eine Kappe 5 verschließbar ist, besteht im wesentlichen aus einer Kolbenschieber-Dosierpumpe 6, einem Ventilkopf 7, in dem ein Ansaugventil und ein Ablaufventil untergebracht sind und einer mit der Kolbenschieberdosierpumpe 6 integrierten digitalen Anzeigevorrichtung 8. Die Kolbenschieber-Dosierpumpe besteht aus einem Dosierzylinder 9, der aus Glas hergestellt ist, einem in diesem Dosierzylinder verschiebbar angeordneten Dosierkolben 10 aus einem mit einem einstückig aus Vollmaterial hergestellten PTFE-Mantel vollständig umkleideten beidseitig offenen Rohr aus Glas, Keramik oder Metall, und einer Hülse 11, die einerseits mit dem oberen Ende des Dosierkolbens 10 starr verbunden ist und andererseits den Dosierzylinder 9 mit Abstand teleskopartig außen übergreift. Die axiale Länge der Hülse 11 ist zumindest im wesentlichen gleich oder größer als der maximale Arbeitshub der Kolbenschieberdosierpumpe.The precision dosing device shown in FIG. 1 for high-precision dosing liquid, especially aggressive media from a storage container 1 into a Template 2 via an outlet cannula 3, the tip 4 of which can be closed by a cap 5 consists essentially of a piston valve metering pump 6, a valve head 7, in which a suction valve and a drain valve are housed and one with of the piston valve metering pump 6 integrated digital display device 8. The Piston slide metering pump consists of a metering cylinder 9 made of glass is, a displaceably arranged in this dosing piston metering piston 10 a PTFE jacket made in one piece from solid material Enclosed tube made of glass, ceramic or metal, open on both sides, and a sleeve 11, which on the one hand with the upper end of the metering piston 10 rigid is connected and on the other hand the metering cylinder 9 telescopically outside at a distance overlaps. The axial length of the sleeve 11 is at least substantially the same or greater than the maximum working stroke of the piston valve metering pump.

Der gläserne Dosierzylinder 9 ist unlösbar auf dem aus PTFE gefertigten Ventilkopf 7 befestigt, der seinerseits auf den Hals eines Vorratsbehälters 1 für die zu dosierende Flüssigkeit aufgestzt ist, wobei in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dieses Aufsetzen durch Verschrauben erfolgt und der Vorratsbehälter 1 als Gewindehalsflasche ausgebildet ist.The glass dosing cylinder 9 is inseparable from the one made of PTFE Valve head 7 attached, in turn on the neck of a storage container 1 for the liquid to be dosed is put on, in the embodiment shown in FIG this is done by screwing and the storage container 1 as a screw neck bottle is trained.

Zum Dosieren eines vorgegebenen Lumens aus der Vorratsflasche 1 in die Vorlage 2 wird die Hülse 11 und damit mit dieser der Dosierkolben 10 im Dosierzylinder 9 angehoben, wodurch das vorgegebene Volumen aus der Vorratsflasche 1 in den Dosierzylinder.9 angesaugt wird. Nach Erreichen des vorgegebenen abzufüllenden Volumens wird die Hülse 11 und damit der Dosierkolben 10 im Dosierzylinder 9 niedergedrückt und die angesaugte Flüssigkeit bei geschlossenem Ansaugventil und geöffnetem Auslaßventil über die Ausstoßkanüle 3 in die Vorlage 2 gefördert. Dabei ist das jeweils zu dosierende Flüssigkeitsvolumen mittels eines Einstellringes 12 einzustellen, der mit einem am oberen Rand des Dosierzylinders 9 befestigten Anschlagring 13 zusammenwirkt und den maximalen Hub des Dosierkolbens 10 im Dosierzylinder 9 begrenzt. Um den Hub variabel einstellen zu können, weist der Einstellring 12 ein Außengewinde 14 auf, das in ein im Inneren der Hülse 11 an mehreren radial einwärts vorspringenden Stegen 15 ausgebildetes Innengewinde 16 eingreift. Durch ein Verdrehen des den Dosierzylinder 9 mit Spiel umschließenden Einstellringes 12 kann dessen Höhenstellung in der Hülse 11 und damit der maximal mögliche Hub des Dosierkolbens t0 im Dosierzylinder 9 verändert und eingestellt werden.For dosing a given lumen from the supply bottle 1 in the template 2 becomes the sleeve 11 and with it the dosing piston 10 in the dosing cylinder 9 raised, whereby the predetermined volume from the supply bottle 1 in the dosing cylinder. 9 is sucked in. After reaching the specified volume to be filled, the Sleeve 11 and thus the metering piston 10 in the metering cylinder 9 is depressed and the liquid sucked in with the suction valve closed and the outlet valve open conveyed into the template 2 via the discharge cannula 3. The one to be dosed in each case Adjust the volume of liquid by means of an adjusting ring 12, which with a at the upper edge of the metering cylinder 9 attached stop ring 13 cooperates and the maximum stroke of the metering piston 10 in the metering cylinder 9 is limited. To the hub to be able to adjust variably, the adjusting ring 12 has an external thread 14, that in an inside the sleeve 11 at a plurality of radially inwardly projecting webs 15 formed internal thread 16 engages. By turning the dosing cylinder 9 with play enclosing adjusting ring 12 can its height position in the sleeve 11 and thus the maximum possible stroke of the dosing piston t0 in the dosing cylinder 9 is changed and adjusted.

Die bei dem vorstehend beschriebenen Dosiervorgang durch das Anheben und Niederdrücken des Dosierkolbens 10 im Dosierzylinder 9 erfolgende Veränderung der relativen Stellung des Dosierkolbens 10 zum Dosierzylinder 9 führ zu einer Veränderung des Hubvolumens 17, das erfindungsgemäß berührungsfrei durch Abtasten der Relatiwerschiebung des Dosierkolbens 10 gegenüber dem Dosierzylinder 9 ermittelt und digital angezeigt wird, beispielsweise auf dem in Fig. 1 angedeuteten Flüssigkristallanzeigeelement 8. Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der berührungsfrei abtastende Sensor, hier eine optische Lichtschranke, die ihm nachgeschaltete Auswertschaltung, ein wiederaufladbarer Akkumulator und die Anzeigevorrichtung 8 zu einer hermetisch verkapselten Baugruppe 18 zusammengefaßt, die als Block leicht lösbar über eine Rastverbindung in die Hülse 11 eingesteckt ist. Zur Ermittlung des Hubvolumens tastet dabei der in der Fig. 1 im einzelnen nicht dargestellte an sich bekannte optische, nach dem Lichtschrankenprinzip arbeitende Sensor eine Mikrograduierung 19 ab, die auf dem Mantel des aus Glas bestehenden Dosierzylinders 9 eingeschliffen ist.During the dosing process described above, by lifting and depressing the metering piston 10 in the metering cylinder 9 resulting change the relative position of the metering piston 10 to the metering cylinder 9 leads to a change of the stroke volume 17, which according to the invention is contact-free by scanning the relative displacement of the dosing piston 10 is determined in relation to the dosing cylinder 9 and displayed digitally is, for example on the indicated in Fig. 1 liquid crystal display element 8. In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, the are contactless scanning sensor, here an optical light barrier, the downstream evaluation circuit, a rechargeable battery and the display device 8 to one hermetically encapsulated assembly 18 summarized as a block easily detachable via a Locking connection is inserted into the sleeve 11. To determine the stroke volume, keys the known optical, not shown in detail in FIG. according to the light barrier principle working sensor from a micro-graduation 19, the is ground on the jacket of the metering cylinder 9 made of glass.

Seitlich an der Hülse 11 ist ein Rändelrand 20 gelagert, das mit einer radial federelastischen drehfesten Welle verbunden ist, auf der ein Reibrad in Form einer als einschaliges Hyperboloid ausgebildeten Gummiwalze befestigt ist. Mittels einer Gewindeschraube 21 kann die flexible Welle radial so verformt werden, daß die Reibwalze auf den Mantel des Dosierzylinders 9 aufgedrückt wird und ein über das Ränderad 20 beaufschlagbares Reibradgetriebe zum Heben und Senken des Dosierkolbens 10 im Dosierzylinder 9 entsteht. Durch diese Vbrrichtung kann das Dosiergerät bei zugeschaltetem Reibradgetriebe als Titriervorrichtung eingesetzt werden. Dabei wird der Titrierkomfort dadurch vergrößert, daß der auf der Anzeigevorrichtung 8 angezeigte Wert über eine Rücksetzschaltung auf Null rücksetzbar ist.On the side of the sleeve 11, a knurled edge 20 is mounted, which with a radially resilient torsion-proof shaft is connected on which a friction wheel in the form a rubber roller designed as a single-shell hyperboloid is attached. Means a threaded screw 21, the flexible shaft can be deformed radially so that the distribution roller is pressed onto the jacket of the metering cylinder 9 and one over the rim wheel 20 can be acted upon by friction gear for raising and lowering the metering piston 10 arises in the dosing cylinder 9. Through this Vbrrichtung the dosing device can with activated friction gear used as a titration device will. The titration comfort is increased by the fact that the on the display device 8 can be reset to zero via a reset circuit.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Ausgestaltung der berührungsfreien Abtastung der Relativverschiebung des Dosierkolbens 10 im Dosierzylinder 9 ist im Radialschnitt schematisch in der Figur 2 dargestellt. Am Anschlagring 13 der Kolbenschieberdosierpumpe ist an einer angeschnittenen Seitenfläche 22 eine vollständig mit PTFE ummantelte nach radial außen wirkende Druckfeder 23 aus Stahl befestigt. Die Druckfeder 23 trägt einen offenen, aus zwei waagerechten Holmen 24 und zwei radial nach außen vorstehenden senkrechten Holmen 25 bestehenden Rahmen,der eindeutig aus PTFE hergestellt ist.Another embodiment for the design of the non-contact Scanning of the relative displacement of the metering piston 10 in the metering cylinder 9 is in the Radial section shown schematically in FIG. On the stop ring 13 of the piston valve metering pump is on a truncated side surface 22 is a completely encased with PTFE radially outwardly acting compression spring 23 made of steel. The compression spring 23 carries an open, made of two horizontal bars 24 and two radially outward protruding vertical spars 25 existing frame, which is clearly made of PTFE is.

Auf seiner radial innenliegenden Rückseite trägt der Rahmen 24,25 den Emitter 26 und den Empfänger 27 eines optischen Sensors. Auf der radial außenliegenden Vorderseite des Rahmens 24,25 ist eine nach Art eines Nonius wirkende Hilfsteilung 28 in Form einer mit einer eingeschliffenen Graduierung versehenen Glasscheibe 28 befestigt, die axial zum Dosierzylinder 9 auf ihren Außenkanten nur wenige Mikrometer dicke Gleiterbahnen 29,30 aus PTFE trägt. An einer der nach radial einwärts vorspringenden Rippen 15' der Hülse 11 ist ein nach radial einwärts offenes U-Profil 31 angeformt, das sich axial über die gesamte Höhe der Hülse 11 erstreckt. Auf der Sohle des U-Profils ist hochpräzis gearbeiteter Glasmeßstab befestigt, der eine Graduierung mit einer Submikrometerteilung aufweist. Auf den Seitenflächen dieses Glasmeßstabes 31 liegen unter dem Andruck der Feder 23 die PTFE-Gleiterbahnen 29,30 der Hilfsteilungsscheibe 28 auf und gewährleisten ein praktisch reibungsfreies und verschleißfreies Entlanggleiten des Glasmeßstabes 32 vor der Hilfsteilung des optischen Sensors 26,27.The frame carries 24, 25 on its radially inner rear side the emitter 26 and the receiver 27 of an optical sensor. On the radially outer The front of the frame 24, 25 is an auxiliary division acting in the manner of a vernier 28 in the form of a glass pane 28 provided with a ground graduation fastened axially to the dosing cylinder 9 on their outer edges only a few micrometers thick sliding tracks 29,30 made of PTFE. On one of the protruding radially inwards Ribs 15 'of the sleeve 11 is formed on a radially inwardly open U-profile 31, which extends axially over the entire height of the sleeve 11. On the sole of the U-profile A high-precision glass measuring stick is attached, which has a graduation with a Having submicrometer graduation. On the side surfaces of this glass measuring stick 31 lie under the pressure of the spring 23, the PTFE sliding tracks 29,30 of the Auxiliary dividing disk 28 and ensure practically friction-free and wear-free gliding along of the glass measuring rod 32 in front of the auxiliary division of the optical sensor 26,27.

An der Rippe 15' ist weiterhin die elektronische Auswertschaltung 33 befestigt, die über ein in der Figur nicht dargestelltes, vollständig mit PTFE ummanteltes Verbindungskabel mit dem Sensor 26,27 verbunden'ist.The electronic evaluation circuit is still on the rib 15 ' 33 attached, which is not shown in the figure, completely with PTFE sheathed connecting cable is connected to the sensor 26,27.

Beim Anheben der Hülse 11 wird der Glasmeßstab 32 an der ortsfest an dem Dosierzylinder 9 befestigten berührungsfrei arbeitenden optischen Sensorbaugruppe 26,27,28 vorbeigeführt, wobei die sich beim Vorbeigleiten der auf dem Glasmeßstab 32 angebrachten Teilstriche an der Taststelle ergebenden Reflexionsänderungen vom Sensor 26,27 registriert und zur Auswertung an die Auswertschaltung 33 weitergeleitet werden. In der Auswertschaltung 33 werden dann Signale erzeugt, die schließlich als Hubvolumen auf der digitalen Anzeigevorrichtung 8 (Fig. 1) angezeigt werden.When the sleeve 11 is raised, the glass measuring rod 32 becomes stationary on the non-contacting optical sensor assembly attached to the dosing cylinder 9 26,27,28 passed, with the sliding on the glass measuring stick 32 attached tick marks at the touch point resulting in reflection changes from Sensor 26, 27 registered and forwarded to evaluation circuit 33 for evaluation will. In the evaluation circuit 33 signals are then generated, which ultimately are displayed as stroke volume on the digital display device 8 (Fig. 1).

Während bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel also der Meßstab 19 auf dem Dosierzylinder 9 angebracht und der Sensor in der Hülse 11 angeordnet war, ist in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Glasmeßstab 32 fest mit der Hülse 11 verbunden, während der Sensor 26,27 fest mit dem Dosierzylinder 9 verbunden ist. Das Abtastprinzip ist jedoch in beiden Fällen das gleiche.While in the embodiment shown in Fig. 1 so the dipstick 19 attached to the dosing cylinder 9 and the sensor arranged in the sleeve 11 was, in the embodiment shown in Fig. 2, the glass measuring rod 32 is fixed connected to the sleeve 11, while the sensor 26,27 is fixed to the dosing cylinder 9 is connected. However, the scanning principle is the same in both cases.

Wie vorstehend bereits ausgeführt, ist das Dosiergerät sowohl zum Dosieren vorbestimmter Volumina als auch über ein zu- und ausschaltbares Getriebe zum Titrieren verwendbar. Ein solches Zuschaltbares und ausschaltbares Titriergetriebe ist schematisch in der Fig. 3 dargestellt. Im Gegensatz zu dem im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Reibradgetriebe ist das im Ausführungsbeispiel 3 gezeigte Titriergetriebe ein Zahnstangengetriebe.As already stated above, the dispenser is both for Dosing of predetermined volumes as well as a gearbox that can be switched on and off can be used for titration. Such a switchable and switchable Titration gear is shown schematically in FIG. In contrast to that related to The friction gear described in FIG. 1 is that shown in exemplary embodiment 3 Titration gear a rack and pinion gear.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist seitlich in der Hülse 11 ein Rändelrad 20' gelagert, das ein in die Hülse 11 hineinragende Welle 34 drehfest und axial fixiert trägt. Die Welle 34 besteht aus Feder-Rundstahl und ist in Gegenüberstellung zum Dosierzylinder 9 in einer Gabel 35 drehbar gelagert. Die Gabel 35 weist einen ein Außengewinde tragenden Kopf 36 auf, der in ein Innengewinde 37 einer Bohrung 38 eingeschraubt ist, die in einem an der vorderen Wand der Hülse 11 gelagerten Drehknopf 21' ausgebildet ist.In the embodiment shown in Fig. 3 is laterally in the Sleeve 11 has a knurled wheel 20 'mounted, which has a shaft protruding into the sleeve 11 34 non-rotatably and axially fixed carries. The shaft 34 consists of spring round steel and is rotatably mounted in a fork 35 in opposition to the dosing cylinder 9. The fork 35 has a head 36 which has an external thread and which is threaded into an internal thread 37 of a bore 38 is screwed into one on the front wall of the sleeve 11 mounted rotary knob 21 'is formed.

Durch Verdrehen des Drehknopf es 21' kann die drehfeste Federwelle 34 radial, in der Darstellung der Fig. 4 also in der Zeichenebene, so versetzt werden, daß ein zwischen der Gabel 35 auf der Welle 34 drehfest fixiertes Ritzel 39 in Eingriff und außer Eingriff mit einer Zahnstange 40 gebracht werden kann, die unmittelbar in den Außenmantel des Dosierzylinders 9 eingeschliffen ist.Bei der in Fig. 3 gezeigten eingerückten Stellung des Getriebes 39,40 ist also durch Drehen des Rändelrades 20' auch ein Titrieren mit dem Dosiergerät möglich.By turning the rotary knob 21 ', the non-rotatable spring shaft 34 are offset radially, i.e. in the plane of the drawing in the illustration in FIG. that a pinion 39 fixed in a rotationally fixed manner on the shaft 34 between the fork 35 is in engagement and can be brought out of engagement with a rack 40, which immediately is ground into the outer jacket of the metering cylinder 9. In the case of the one shown in FIG engaged position of the gear 39,40 is thus by turning the knurled wheel 20 'titration with the dosing device is also possible.

In der Fig. 3 ist weiterhin auf der dem Rändelrad 20' gegenüberliegenden Seite der Hülse 11 ein zweites Rändelrad 20" gelagert, das über ein untersetzendes Vorgelege 41 und eine daran anschließende Trennkupplung 42 einem untersetzten Feinantrieb des Ritzels 39, also der genauen Umschlagpunktbestimmung bei Titrationen, dienen kann. Dabei ist die Trennkupplung 42 in einer in der Fig. 3 nicht näher ausgeführten Weise vorzugsweise ständig trennend federbeaufschlagt und wird nur zur Feintitration gegen die Federbeaufschlagung eingerückt.In Fig. 3 is still on the opposite of the knurled wheel 20 ' Side of the sleeve 11, a second knurled wheel 20 ″ is mounted, which has a lowering Countershaft gear 41 and an adjoining separating clutch 42 with a reduced fine drive of the pinion 39, i.e. the precise determination of the transition point in titrations can. The separating clutch 42 is in one not in FIG. 3 detailed manner is preferably spring-loaded and is constantly separating Indented against the spring action only for fine titration.

Claims

Precision dosing device with digital display device claims 1. Precision dosing device for precise dosing of liquid media from a storage container into a template with a piston valve metering pump, consisting of a metering cylinder made of glass, a metering piston that can be closed in this and a suction valve and a valve head including a drain valve that supports the metering cylinder and can be connected to the storage container, with a connected to the dosing piston, the dosing cylinder telescopically overlapping sleeve and with a digital display device for the stroke volume and / or the differential stroke volume of the piston valve metering pump, G e k e nn n z e i c h n e t by a graduated measuring stick (19; 32) and one of these Dipstick (19; 32) non-contact scanning sensor (26,27) that controls the metering piston stroke imaging signals generated after evaluation in an electronic evaluation circuit (33) are brought to the display on the digital display device (8), wherein the dipstick (19) stationary on the metering cylinder (9) and the sensor stationary on the sleeve (11) or vice versa, the dipstick (32) stationary on the sleeve (11) and the sensor (26,27) are fixedly arranged on the dosing cylinder (9).

2. Precision dosing device according to claim 1, g e k e n n z e i c h n e t by an on and off switchable, a rotation into a translation or a Translation into a rotation converting gear (39, 40) for controlling the relative movement between the metering cylinder (9) on the one hand and the metering piston (10) and the with this rigidly connected sleeve (11) on the other hand.

3. Precision dosing device according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the transmission is a friction gear, the friction wheel of which is on the Dosing cylinder jacket pressable single-shell hyperboloid mounted in the sleeve (11) with an elastic running surface.

4. Precision metering device according to claim 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the gear (39,40) is a rack and pinion gear (39) is fixed on a radially displaceable drive shaft (34).

5. Precision dosing device according to claim 4, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the pinion (39) is mounted on the sleeve (11), and that the rack (40) is ground into the metering cylinder jacket 9 ').

6. Precision dosing device according to one of claims 1 to 5, characterized it is noted that the sensor is an optical scanner, in particular with direction recognition, is.

7. Precision dosing device according to one of claims 1 to 6, characterized it is noted that the graduation (19) serving as a measuring stick is immediate is applied to the metering cylinder jacket (9).

8. Precision dosing device according to one of claims 1 to 7, characterized it is not noted that the sensor and / or the electronic evaluation circuit and / or the digital display device (8) and / or the electrical voltage source are combined into an assembly that can be plugged in and releasably fixed to or is held in the sleeve (11).

9. Precision metering device according to claim 8, characterized in that it is e k e n n z e i n e t that the sensor works together with all other electrical and electronic Components of the dosing device including the display device and the power supply unit or voltage source are hermetically and corrosion-proof encapsulated.

10. Precision dosing device according to one of claims 1 to 9, characterized it is noted that the dipstick (32) is in one on the inner wall of the Sleeve (11) attached strip-like frame (31) is supported and the optical Sensor is attached to the dosing cylinder jacket (9, the sensor with a simple or double graduated auxiliary measuring disk (28) is acted upon directly and resiliently rests against the dipstick guided on lateral PTFE slide tracks.

11. Precision dosing device according to one of claims 1 to 10, characterized it is not noted that the input shaft of the gearbox is on one side Drivable directly via a handwheel or a motor and via the other side a separating clutch (42) and a reduction gear (41) can be driven.