DE3834454C2 - Fluidausgabevorrichtung - Google Patents

Description

Die Anmeldung betrifft eine Fluidaus­ gabeeinheit gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der US 3 343 720 ist eine zapfpistolenartige Fluid­ ausgabeeinheit mit einem Ventil bekannt, das über einen Handgriff betätigt werden kann, wobei zur Verhakung des Ventils in der geöffneten Stellung ein Rasthebel vorgesehen ist. Nach Abgabe einer vorgegebenen Fluidmenge wird der Rasthebel dann über ein Solenoid angezogen, woraufhin der Handgriff freigegeben wird und das Ventil schließt. Hierbei ist jedoch eine externe Stromversorgung für das Solenoid sowie ein separates Meßgerät für die Messung des Fluid­ stroms erforderlich.

Die US 3 206 071 beschreibt ebenfalls eine derartige zapfpistolenartige Fluidausgabeeinheit, bei dem das Meßge­ rät für die Messung des Fluidstroms in die als Handgerät ausgebildete Fluidausgabeeinheit integriert ist. Die Ab­ schaltung des Flüssigkeitsstroms erfolgt hierbei jedoch nicht durch ein Solenoid, sondern durch eine Vakuumsteue­ rung.

Aus der US 3 805 997 ist schließlich eine zapfpisto­ lenartige Fluidausgabeeinheit bekannt, bei dem die Betäti­ gung des Ventils ebenfalls über einen Handgriff erfolgt, der über einen Rasthebel in der geöffneten Stellung verhakt werden kann. Weiterhin weist diese Fluidausgabeeinheit ein integriertes Meßgerät für die Messung des Flüssigkeitstroms auf, das den Rasthebel nach Durchströmen einer vorgegebenen Flüssigkeitsmenge freigibt und das Ventil dadurch schließt. Die Freigabe des Rasthebels erfolgt hierbei jedoch ohne ein Solenoid.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine als Handgerät ausgebildete Fluidausgabeeinheit zu schaffen, bei dem die Freigabe der Verhakungsmittel durch ein Solenoid erfolgt, wobei die Fluidausgabeeinheit bezüglich der benö­ tigten elektrischen Energie autark arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen vorgeschlagen.

Bei der erfindungsgemäßen Fluidausgabevorrichtung fließt das abzugebende Fluid durch einen Fluidmotor mit einem mehrflügeligen Rotor und einem rotierenden Flügelgehäuse, welche beiden Bauteile nach dem Impellerprinzip (vgl. DE 26 48 537 A1) miteinander zusammenwirken, um eine Verdrängermaschine zu bilden, die in der La­ ge ist, hochwirksam und sehr genau die Menge des durchflie­ ßenden Fluids zu messen. Auf der Welle des Fluidmotors ist ein Magnet angeordnet; dieser Magnet wird von einem Zungen­ schalter abgetastet, der in dem Gehäuse des Fluidmotors an­ geordnet ist. Der Zungenschalter zählt die Anzahl der Um­ drehungen des Fluidmotors, die unmittelbar proportional zur durch den Fluidmotor geschlossenen und abgegebenen Fluid­ menge ist.

Eine geeignete elektronische Schaltung rechnet die Anzahl der Umdrehungen in die abgegebene Flüssigkeitsmenge um und diese Menge wird mit dem eingestellten Betrag verglichen, der über eine Tastatur auf der Ausgabeeinheit eingegeben wurde. Wenn die gewünschte vorbestimmte Menge erreicht ist, wird ein 20 bis 50 Millisekunden dauernder elektrischer Im­ puls an ein Solenoid abgegeben, das während seiner kurzen Aktivierung frei wird und das Schließen eines Ventils bewirkt. Das Ventil wurde vorher manuell von einer Bedie­ nungsperson gegen die Wirkung einer relativ starken Feder betätigt. Dadurch wird die zum formschlüssigen Schließen des Ventils erforderliche Kraft von der Bedienungsperson während der Öffnungsbewegung aufgebracht und in der Feder gespeichert. Das Solenoid dient daher lediglich dazu, die Feder freizusetzen, die dann das Ventil schließt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beige­ schlossenen Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Fluidausgabeeinheit,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine alternative Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung der Erfindung und

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Fluidmotor.

Die in Fig. 1 dargestellte Fluidausgabeeinheit 10 ist mit einem Fluidmotorgehäuse 12 mit darin angeordnetem form­ schlüssigem Verschiebungsfluidmotor 14 versehen. Der Fluid­ motor 14 ist in Fig. 4 im Detail dargestellt und besitzt einen mit Flügeln ausgestatteten Zentralrotor 16 und ein umgebendes rotierendes Gehäuse 18.

Dieser Typ eines Fluidmotors ist im Stand der Technik (vgl. z. B. DE 26 48 537 A1) all­ gemein bekannt und wird daher nicht näher beschrieben. Die­ ser Motortyp ist jedoch in der vorliegenden Erfindung be­ sonders geeignet für eine geeignete Messung. Wegen der be­ sonderen Konstruktion dieses Motors ist keine rotierende Dichtung notwendig, und daher ist die Einheit praktisch nicht gegen Leckage anfällig.

Der Rotor hat eine Welle 20, die an einem Ende einen rotie­ renden Magneten 22 trägt, der einerseits auf einen in dem Fluidmotorgehäuse 12 angeordneten Zungenschalter 26 und andererseits auf eine Wicklung 24 eines elektrischen Generators wirkt. Das Fluid tritt durch den Eingang 28 ein und ver­ läßt die Einheit durch den Ausgang 30.

Wie in Fig. 1 dargestellt, speichert die Vorrichtung in der Feder 31 Energie, während das Ventil (vgl. Fig. 2 ) geöffnet ist. Wenn eine vorbestimmte Fluidmenge ab­ gegeben worden ist, wird das Solenoid 32 aktiviert und der Freisetzkonus 34 nach rechts gegen die Rückstellfeder 36 angezogen. Dies ermöglicht es den Arretierungskugeln 37, über die Rampe 32A des Konus 34 nach innen zu fallen. Dies wiederum gestattet es der Betätigungshülse 38, sich nach links zu bewegen und dabei die Energie freizusetzen, die in der Feder 31 gespeichert ist, wodurch der Ventil­ schließbetätiger 40 angezogen wird.

Vor dem Beginn dieses Abgabevorgangs hat die Bedienungsperson die Betätigungshül­ se 38 manuell nach innen gestoßen und dabei die Feder 31 so weit zusammengepreßt, bis die Arretierungskugeln 37 in die Innennut 38A in der Betätigungshülse 38 eingreifen.

Dies ermöglicht den Freisetzkonus 34, durch die Wirkung der weniger star­ ken Feder 36 weg nach vorne (in Fig. 1, links) zu fahren und dabei die Betäti­ gungshülse 38 zu verriegeln und den Ventilschließbetätiger 40 in der in Fig. 1 dargestellten Position zu halten.

Das Ventil, das den Fluid­ fluß steuert, kann von jeder geeigneten Bauart sein; ein Beispiel ist in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 darge­ stellt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Block­ schaltbildes der elektronischen Einrichtung der erfindungs­ gemäßen Einheit.

Die Elektronik 42 ist im Gehäuse 12 oben angeordnet und um­ faßt allgemein eine zentrale Prozeßeinheit 44 (CPU), eine Flüssigkeitskristall- oder in ähnlicher Weise funktionie­ rende Anzeige 46 und eine Tastatur 48. Die in dieser Vor­ richtung verwendete Elektronik ist eine allgemein übliche Elektronik und erfordert daher keine nähere Beschreibung. Im einzelnen gibt der Benutzer die vorbestimmte Menge, die er abzugeben wünscht, über die Tastatur 48 ein. Wenn der Zungenschalter 26 eine entsprechende Anzahl von Impulsen zur CPU 44 geliefert hat, wird ein 20 bis 50 Millisekunden dau­ erndes elektrisches Signal gesendet, um das Solenoid 32 zu speisen und dabei das Ventil freizusetzen. Die Anzeige 46 kann verwendet werden, um die abzugebende Menge anzuzei­ gen, die Menge, die bisher abgegeben worden ist, oder sogar eine kumulative Menge, die die Vorrichtung über eine Zeit abgegeben hat, z. B. seit der Behälter, aus dem abgegeben wird, gefüllt worden ist. Die CPU 44 kann leicht program­ miert werden, um gewünschte Meßeinheiten zu ändern, bei­ spielsweise von Quarts auf Liter.

Der Fluidmotor 14 wird dazu verwendet, einen kleinen Gene­ rator (Wicklung 24) anzutreiben und Batterien zu regenerieren, wo­ durch die Betriebsfähigkeit für eine annähernd un­ bestimmbar lange Zeitdauer verlängert wird.

Gemäß Fig. 3 ist eine digitale Anzeige 46 vorge­ sehen, die sowohl die abgegebene Fluidmenge, als auch die eingestellte Menge zeigt, die vorher via Tastatur 48 eingege­ ben worden ist.

Es wird nun auf das in Fig. 2 dargestellte weitere Ausfüh­ rungsbeispiel bezug genommen, in der die Fluidausgabeein­ heit 110 allgemein mit einem Motorgehäuse 112 versehen ist, welches einen Fluidmotor 114 aufnimmt. Der Motor 114 ist der gleiche wie in der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsform und wie im Querschnitt in Fig. 4 dargestellt.

Die Welle 120 des Fluidmotors 114 trägt an einem Ende einen Magnet 122, dessen Drehung durch einen Zungenschalter 126 abgetastet wird.

Da um den sich drehenden Magneten 122 eine Wicklung 124 angeordnet ist, wird ein Generator bereit­ gestellt, dessen Output gleichgerichtet und dazu verwendet wird, die Schaltungsbatterien wieder zu laden. Das Fluid strömt durch den Eingang 128 zum Fluidmotor 114 und durch den Ausgang 130 zu einem beliebigen Ort.

An der Einheit ist eine Ventilanordnung 150 vorgesehen, mit einem Fluidventil 152, das von einer starken Feder 131 in einer geschlossenen Position gehalten wird. Das Ventil 152 wird durch einen Handhebel 154 betätigt, welcher um einen Gelenkpunkt 156 schwenkt. Der Handhebel 154 öffnet gleichzeitig das Fluidventil 152, das den Durchfluß startet und komprimiert die Feder 131. Bei angezogenem Hebel 154 kann die Bedienungsperson die Lasche 158 um die Achse 157 verdrehen und den Schlitz 160 um den Stift 162 legen, wodurch der Hebel 154 in seiner angezogenen und das Strömungsventil 152 in seiner offenen Stellung gehalten werden.

Die Fluidausgabe setzt sich so lange fort, bis das voreingestellte Volumen er­ reicht ist. Die Elektronik 142 sendet einen elektrischen Impuls zum Solenoid 132, der das Betätigerband 140 anzieht und die Hebellasche 158 freisetzt.

Claims (8)

1. Als Handgerät aufgebaute Fluidausgabeeinheit zur Ab­ gabe eines vorbestimmten Fluidvolumens, mit:
einem rotierenden, formschlüssigen Verschiebungsmeßmittel (14, 114) mit einem Eingang (28, 128) und einem Ausgang (30, 130),
einem an das Verschiebungsmeßmittel (14, 114) angeschlosse­ nen Ventil (152) mit einer offenen Stellung und einer ge­ schlossenen Stellung,
Betätigungsmitteln (154) zum Öffnen und Schließen des Ven­ tils (152),
Mitteln (158) zum Einhaken des Ventils (152) in der geöff­ neten Stellung, gekennzeichnet durch
ein Solenoid (32, 132) zum Freisetzen der Verhakungsmit­ tel (158) in Abhängigkeit von dem Durchgang des vorbestimm­ ten Fluidvolumens durch das Verschiebungsmeßmittel (14, 114) sowie
einen elektrischen Generator (22, 24, 122, 124), der von dem Verschiebungsmeßmittel (14, 114) mechanisch angetrieben wird und die Verschiebungsmeßmittel (14, 114) und das So­ lenoid (32, 132) elektrisch speist.

2. Fluidausgabeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigungsmittel (154) einen manuell be­ tätigbaren Handgriff aufweisen.

3. Fluidausgabeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel (14, 114) eine Fluidtur­ bine mit einer Welle (20, 120) aufweisen.

4. Fluidausgabeeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verschiebungsmeßmittel (14, 114) die Dre­ hungen der Fluidturbine zählt.

5. Fluidausgabeeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel (46) zum Anzeigen der abgegebenen Fluidmenge vorgesehen sind.

6. Fluidausgabeeinheit nach einem der vorgehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tastatur (48) vorgesehen ist, um die vorbestimmte Menge in die Verschie­ bungsmeßmittel (14, 114) einzugeben.

7. Fluidausgabeeinheit nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (20, 120) der Verschiebungsmeßmittel (14, 114) ein Magnet (22, 122) und in der Nähe des Magnets (22, 122) ein nicht in Kontakt mit dem Fluid befindlicher Zungenschalter (26, 126) zum Zählen der Drehungen angeordnet ist.

8. Fluidausgabeeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fluidturbine ein Flügelmotor ist.