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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Fluidabgabesysteme
und betrifft im Besonderen, jedoch nicht ausschließlich, eine
Abgabepumpe, welche die Leckage minimiert und die Fluidmenge vergrößert, die
aus einem Behälter
abgegeben werden kann.
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Fluidabgabepumpen
werden in einer großen Vielzahl
von Situationen verwendet. Beispielsweise kann die Fluidabgabepumpe
in einer üblichen
Situation eine manuell betätigte
Pumpe sein, die zum Abgeben flüssiger
Handseife in Toiletten verwendet wird. Im Fall einer befestigten
(d. h. an der Wand angebrachten) Abgabepumpe kommen Ästhetik
und Sicherheit ins Spiel. Typischerweise ist die Pumpe bei festem
Einbau nicht ohne weiteres zugänglich,
es sei denn durch befugtes Personal, derart dass der Fluidbehälter und
der zugeordnete Pumpmechanismus in einem Schrank oder einer Anschlussstation
eingeschlossen sind. Der Schrank weist gewöhnlich eine Art einer manuellen
Betätigungsvorrichtung
wie eines Knopfes oder Hebels auf, der zum manuellen Betätigen der
Pumpe und zum Abgeben des Fluids verwendet werden kann. Sobald der
Fluidbehälter
leer ist, kann der Behälter
durch eine Nachfülleinheit
ersetzt werden.
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Eine
typische Pumpenkonstruktion umfasst ein Fluidansaugventil, das den
Fluidstrom aus dem Behälter
in die Pumpe steuert, einen Pumpmechanismus wie einen Kolben und
eine Abgabeöffnung, aus
welcher das Fluid abgegeben wird. Bei Fluidabgabepumpen ist das
Auslaufen stets ein Sorgenkind. Die durch das Auslaufen geschaffene
Unordnung ist zumindest unansehnlich und, was noch wichtiger ist,
durch das Auslaufen können
gefährliche Zustände entstehen.
Beispielsweise kann ein Fußboden
durch das Auslaufen flüssiger
Seife aus einem Seifenspender auf den Fußboden sehr schlüpfrig werden.
Weiterhin ist das Auslaufen von Fluid über die gesamte Nutzungsdauer
der Pumpe stets ein Sorgenkind. Beim Transportieren der Pumpe können sich
Innendrücke
im Behälter
infolge von Temperaturänderungen
und/oder Stößen beim
Handhaben verändern.
Im ersten Fall kann eine Temperaturzunahme bewirken, dass sich das
Fluid in dem Behälter ausdehnt
oder Gase aus dem Fluid austreten können, wodurch der Druck in
einem Behälter
mit festem Volumen ansteigt. Dabei kann der Druck im Innern des
Behälters
auf einen Pegel ansteigen, der hoch genug ist, um das Fluidansaugventil
in der Pumpe aufzudrücken
und dadurch das Fluid in die Pumpe fließen zu lassen. Wenn der erhöhte Druck
in der Pumpe weiter wirken kann, führt er dazu, dass das Fluid
aus der Abgabeöffnung
der Pumpe ausläuft. Sobald
das Fluid aus der Abgabeöffnung
ausläuft, kann
sich das Fluid im Innern einer Transportkappe für die Pumpe ansammeln, wenn
sie damit versehen ist, und die Außenflächen der Pumpe verschmutzen. Im
zweiten Fall kann durch grobe oder selbst routinemäßige Handhabung
mechanisch ein hydraulischer Druckimpuls im Innern des Behälters entstehen.
Die hydraulischen Druckimpulse können
beispielsweise dadurch entstehen, dass der Behälter vibriert, der Behälter fallengelassen
wird und/oder der Behälter aufschlägt. Die
durch die Handhabung erzeugten hydraulischen Druckimpulse können ziemlich
die gleiche Wirkung wie die oben beschriebenen Temperaturänderungen
auf die Pumpe haben und dadurch eine Leckage herbeiführen.
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Eine
Leckage von Fluid aus der Pumpe kann ebenso durch andere Quellen
eintreten. Zur Veranschaulichung entsteht eine Leckagequelle in
einer typischen Fluidpumpe durch Fluid, das nach der routinemäßigen Verwendung
in der Abgabeöffnung
verbleibt. Wie man bei der Verwendung von Handseifenspendern erkennen
kann, neigt die in der Abgabeöffnung
verbleibende flüssige
Seife dazu, herauszutröpfeln
und auf der Arbeitsplatte oder dem Fußboden eine Lache zu bilden.
Diese Art des Auslaufens wird von vielen Faktoren wie der Viskosität des Fluids,
der Oberflächenspannung,
dem Durchmesser der Abgabeöffnung
und der Höhe
des Fluids in der Abgabeöffnung
beeinflusst. Jedes Produkt, das in der Abgabeöffnung verbleibt, weist ein
bestimmtes zugeordnetes Gewicht auf. Das Gewicht des Fluids in der
Abgabeöffnung übt eine
Kraft, die als Ausstoßdruck
bekannt ist, entgegen der Oberflächenspannung
des Fluids aus, die sich über
die Öffnung
der Abgabeöffnung
erstreckt. Wie zu erkennen sein sollte, ist das Gewicht des Fluids,
das entgegen der Oberflächenspannung
des Fluids an der Abgabeöffnung
anliegt, um so größer, je
größer die
Höhe des Fluids
in der Abgabeöffnung
ist. Durch das größere Gewicht
des Fluids in der Abgabeöffnung
wird die Oberflächenspannung
an der Abgabeöffnung
allmählich überwunden.
Die Oberfläche
des Fluids an der Öffnung
dehnt sich und wölbt
sich über
die Öffnung
der Abgabeöffnung
hinaus und bildet dadurch ein Tröpfchen.
Irgendwann bricht das Tröpfchen
auf Grund einer äußeren Vibration
und/oder des Unvermögens
des Fluids ab, den durch das größere Gewicht
auferlegten höheren
Ausstoßdruck
auszuhalten.
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Eine
weitere Leckagequelle kann durch das Abgeben des Fluids hervorgerufen
werden. Wenn Fluid aus dem Behälter
abgegeben wird, kann im Innern des Behälters ein Vakuum entstehen.
Wenn dem Vakuum im Innern des Behälters nicht abgeholfen wird,
kann es den Behälter
verbiegen, was wiederum zu Rissen in dem Behälter und anschließendem Auslaufen
aus den Rissen führen
kann. Denkbar ist, dass das Vakuum im Innern des Behälters selbst dann,
wenn keine Leckage eintritt, dermaßen groß wird, dass es die Fähigkeit
der Pumpe zum Abgeben des Fluids beseitigt oder zumindest die Abgabedosiermengen
verkleinert.
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Ein
anderer Faktor bei der Konstruktion von Abgabepumpen ist die Notwendigkeit,
so viel wie möglich
von dem Inhalt der Pumpe in den Behälter abzulassen, um eine Verschwendung
zu minimieren. Um die Gesamthöhe
des Behälters
für Transportzwecke
zu minimieren, wird typischerweise ein sehr großer Teil der Pumpe in den Behälter eingelegt.
Bei umgekehrten Pumpen sowie Pumpen anderer Art wird mit dieser
Anordnung die Fluidmenge beschränkt, die
aus dem Behälter
abgelassen werden kann, da das Fluid nur bis hinunter zum Niveau
des Ansaugventils abgesaugt werden kann, das gänzlich im Innern des Behälters positioniert
ist. Infolgedessen wird das Fluid verschwendet, das unterhalb des
Einlassventils in dem Behälter
verbleibt.
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Um
das Entstehen eines Vakuums im Innern des Behälters zu vermindern, wurde
eine Anzahl von Belüftungskonstruktionen
zum Einlassen von Luft in den Behälter entwickelt. Diese Konstruktionen
weisen jedoch eine Anzahl von Nachteilen auf. Beispielsweise erfordern
manche Systeme, dass ein Ventil zum Steuern des Einströmens der
Luft im Innern des Behälters
positioniert wird, wodurch die Pumpe sperrig und schwer einbaubar
wird. Bei Fluids hoher Viskosität
oder selbst bei Fluids niedriger Viskoität kann Luft in Form von Blasen
in dem Fluid eingeschlossen werden. Wenn den Luftblasen nicht richtig
abgeholfen wird, können
sie in die Pumpkammer eintreten, was dadurch zu einer kurzen oder
unbeständigen
Dosiermenge des zu pumpenden Fluids führt. Auf Grund dieser Unbeständigkeit
in der Dosierung muss die Pumpe manchmal wiederholt betätigt werden,
damit sie eine ausreichende Fluidmenge fördert, was für den Benutzer
ziemlich frustrierend werden kann.
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Mithin
bleibt die Notwendigkeit zu weiteren Beiträgen in diesem Bereich der Technik.
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EP 1 514 607 gilt als der
am nächsten
liegende Stand der Technik und dient als Basis für den Oberbegriff von Anspruch
1. In
EP 1514607 ist
ein Fluidabgabesystem mit einem Pumpenkörper beschrieben, der zur Verbindung
mit einem Behälter
gestaltet ist. Der Pumpenkörper
bildet Fluideinlassöffnungen
und einen Pumpenhohlraum. Der Pumpenkörper umfasst auch Belüftungskonstruktionen
zur Normalisierung des Luftdrucks in dem System.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Fluidabgabesystem geschaffen, mit:
einer
Pumpe mit einer derartigen Konstruktion und Anordnung, dass sie
mit einen Behälter
verbunden ist, um ein Fluid aus dem Behälter zu pumpen, wobei die Pumpe
eine Belüftungsöffnung zum
Einlassen von Luft in den Behälter
bildet; und
einem mit der Pumpe verbundenen Ansaugmantelblech,
wobei das Mantelblech eine Kanalöffnung
zum Einsaugen eines Fluids aus dem Behälter in die Pumpe umfasst;
wobei
das System dadurch gekennzeichnet ist, dass
zwischen der Belüftungsöffnung und
der Kanalöffnung
eine Stauvorrichtung zur Verminderung der Aufnahme der Luft in das
von der Pumpe gepumpte Fluid positioniert ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine voll im Schnitt geführte
Querschnittsansicht eines Fluidabgabesystems gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, das in einer Transportkonfiguration ausgerichtet
ist.
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2 ist
eine voll im Schnitt geführte
Querschnittsansicht des Fluidabgabesystems gemäß 1, das in
einer Abgabekonfiguration ausgerichtet ist.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer in dem Fluidabgabesystem gemäß 1 verwendeten
Transportdichtung.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Fluideinlassendes des Fluidabgabesystems gemäß 1.
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Fluidabgabeendes des Fluidabgabesystems gemäß 1.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht von oben auf das in dem Fluidabgabesystem
gemäß 1 verwendete
Ansaugmantelblech.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht von unten auf das Ansaugmantelblech
gemäß 6.
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8 ist
eine voll im Schnitt geführte
Querschnittsansicht des Fluidabgabesystems gemäß 1, das einen
Strömungskanal
in dem Ansaugmantelblech gemäß 6 darstellt.
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9 ist
eine voll im Schnitt geführte
Querschnittsansicht des Fluidabgabesystems gemäß 1, das eine
Belüftungskonstruktion
in dem Fluidabgabesystem gemäß 1 darstellt.
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10 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
der Belüftungskonstruktion
gemäß 9.
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11 ist
eine voll im Schnitt geführte
Querschnittsansicht eines Fluidabgabesystems mit einer Belüftungsstauvorrichtung
gemäß einer
anderen Ausführungsform.
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12 ist
eine voll im Schnitt geführte
Querschnittsansicht eines Fluidabgabesystems mit einer abzugartigen
Stauvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform.
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13 ist
eine perspektivische Ansicht der abzugartigen Stauvorrichtung gemäß 12.
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14 ist
eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe, welche die abzugartige
Stauvorrichtung gemäß 13 und
das Ansaugmantelblech gemäß 6 umfasst.
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15 ist
eine Draufsicht von oben auf die Baugruppe gemäß 14.
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BESCHREIBUNG DER AUSGEWÄHLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Um
das Verständnis
für die
Prinzipien der Erfindung fördern
zu können,
wird nunmehr auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen verwiesen,
und zur Beschreibung derselben wird eine spezielle Sprache verwendet.
Nichtsdestoweniger versteht es sich, dass damit keine Beschränkung des
Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist. Wie der Fachmann in der
die Erfindung betreffenden Technik normalerweise erkennen wird,
sind alle Änderungen und
weitere Modifizierungen an den beschriebenen Ausführungsformen
und alle weiteren Anwendungen der hier beschriebenen Prinzipien
der Erfindung angedacht. Eine Ausführungsform der Erfindung ist sehr
ausführlich
gezeigt, obwohl dem Fachmann klar sein wird, dass einige Merkmale,
die für
die vorliegende Erfindung nicht relevant sind, der Klarheit halber
nicht gezeigt sein können.
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In 1 ist
ein Fluidabgabesystem 30 gemäß einer Ausführungsform
unter vielen Ausführungsformen
dargestellt. Das Abgabesystem 30 umfasst eine Fluidpumpe 33 und
eine mit der Pumpe 33 in Eingriff stehende Überführungskappe 34 zur
Förderung
der Sauberkeit sowie zum Schutz der Pumpe 33 bei Transport
und/oder Lagerung. Das Abgabesystem 30 in der dargestellten
Ausführungsform
wird als Nachfüllfluidversorgung
(oder anfängliche
Versorgung) für
eine befestigte Handpumpe, beispielsweise für Seifenspender, verwendet.
Es sollte nichtsdestoweniger zu erkennen sein, dass das Abgabesystem 30 auch
zum Abgeben anderer Fluidarten verwendet werden kann und auch in
Verbindung mit anderen Arten von Pumpsystemen verwendet werden kann.
Bei Gebrauch ist das Abgabesystem 30 in einem Schrank oder
einer Anschlussstation untergebracht, die einen von einer Feder
vorgespannten Hebel oder eine andere Art eines Betätigungsglieds
zum Betätigen
der Pumpe 33 zum Abgeben des Fluids aufweist. Sobald das
Abgabesystem 30 leer ist, kann es aus der Anschlussstation
herausgenommen und durch ein anderes ersetzt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die Pumpe 33 eine umgekehrte Handpumpe. Es ist jedoch
angedacht, dass Merkmale der vorliegenden Erfindung zur Verwendung
mit anderen Pumpenarten angepasst werden können. Wie gezeigt ist, steht
die Pumpe 3 in Gewindeeingriff mit einem Behälter 37.
Obwohl nicht dargestellt, sollte zu erkennen sein, dass der Behälter 37 geschlossen
ist, um dadurch ein Fluid aufzunehmen. In einer Form ist der Behälter 37 eine
Flasche. Trotzdem sollte zu erkennen sein, dass der Behälter 37 auch
andere Behälterarten
umfassen kann, wie dem Fachmann klar sein würde.
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Wie
in 1 dargestellt ist, besitzt die Pumpe 33 einen
das Fluid ansaugenden Endabschnitt 39, der im Innern des
Behälters 37 aufgenommen
ist, und einen das Fluid abgebenden Endabschnitt 40, der
von dem Behälter 37 ausgeht.
Bei der dargestellten Ausführungsform
weist die Pumpe 33 eine im Wesentlichen zylindrische Form
auf, es ist jedoch angedacht, dass die Pumpe 33 bei anderen
Ausführungsformen
eine andere Gesamtform aufweisen kann. Die Pumpe 33 umfasst
einen Pumpenkörper 41 mit
einem mit Gewinde versehenen Eingriffsflansch 42, der schraubend
in den Behälter 37 eingreift.
Im Innern des Behältereingriffsflansches 42 bildet
der Pumpenkörper 41 einen
Kappeneingriffshohlraum 45 mit einer Kappenhaltelippe 46 (2),
welche die Kappe 34 bei Überführung und/oder Lagerung lösbar in
dem Kappeneingriffshohlraum 45 hält. An dem das Fluid einlassenden
Endabschnitt 39 ist der Pumpenkörper 41 von einem
Ansaugmantelblech 48 bedeckt. Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben
wird, wird das Ansaugmantelblech 48 verwendet, um die Fluidmenge
zu vergrößern, die aus
dem Behälter 37 abgegeben
werden kann. Im Innern des Ansaugmantelblechs 48 bildet
der Pumpenkörper 41 eine
oder mehrere Fluideinlassöffnungen 50,
durch die hindurch das Fluid zu der Pumpe 33 geliefert
wird. Die Einlassöffnungen 50 sind
während des
Abgabetakts der Pumpe 33 von einem Einlassventil 51 bedeckt
und abgedichtet. Das Einlassventil 51 wirkt als Absperrventil,
so dass das Fluid nur in einer Richtung, d. h. in die Pumpe 33,
fließen
kann. Bei der dargestellten Ausführungsform
umfasst das Einlassventil 51 ein Tellerventil. Es ist jedoch
angedacht, dass das Einlassventil 51 bei anderen Ausführungsformen
auch andere Arten von Durchflusssteuerventilen umfassen kann.
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In 1 und 2 bildet
der Pumpenkörper 41 einen
Pumpenhohlraum 54, in dem verschieblich ein Kolben- oder
Tauchkolbenelement 56 aufgenommen ist. Der Kolben 56 weist
eine Kolbendichtung 59 auf, die abdichtend in die Wände des
Pumpenhohlraums 54 eingreift. Wie bei der dargestellten
Ausführungsform
gezeigt ist, umfasst die Kolbendichtung 59 zwei einander
gegenüberliegende
Kolbenklappen oder -lippen 61, die sich um den Kolben 56 herum verlaufen
und diesen abdichten. Im Innern des Kolbens 56 ist ein
Fluidkanal 63 gebildet, und der Fluidkanal 63 besitzt
wenigstens eine Kolbenöffnung 64, durch
welche hindurch das Fluid bei der Abgabe strömt. Beim Transport und/oder
vor dem Gebrauch wird der Kolben 56 in den Pumpenhohlraum
eingezogen, so dass die Kolbenöffnung 64 in
der in 1 dargestellten Weise mit einer Transportdichtung 67 zugestöpselt wird.
Die Reibung zwischen den Klappen 61 und dem Pumpenkörper 41 trägt dazu
bei, den Kolben beim Transport in der eingezogenen Position zu halten.
Die Überführungskappe
kann den Kolben 56 ebenfalls in der eingezogenen oder Transportposition
halten, da sie Merkmale wie eine Eindellung 68 umfasst,
die dabei helfen, den Kolben 56 in der eingezogenen Position
zu halten.
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Wie
oben erläutert,
kann es durch einen Druckanstieg in dem Behälter 37, der beispielsweise durch
erhöhte
Temperaturen und/oder Vibrationen bewirkt wird, beim Trans port oder
der Lagerung zum Auslaufen der Pumpe kommen. Diese Art der Leckage
von Fluid aus der Pumpe 33 wird durch die Transportdichtung 67 gemäß der vorliegenden
Erfindung minimiert. In 3 und 4 umfasst
die Transportdichtung 67 ein Dichtglied 70, das
sich schließt,
um die Kolbenöffnung 64 abzudichten.
Bei der dargestellten Ausführungsform
besitzt die Transportdichtung 67 zwei Dichtglieder 70,
die von einander gegenüberliegenden
Seiten ausgehen, so dass sich die Transportdichtung 67 unabhängig davon,
welche Seite der Transportdichtung 67 dem Kolben 56 gegenüberliegt,
leicht einbauen lässt.
Es sollte sich jedoch verstehen, dass die Transportdichtung 67 mehr oder
weniger Dichtglieder 70 umfassen kann, als dargestellt
sind. Wenn der Kolben 56 beispielsweise mehr als eine Kolbenöffnung 64 aufweist,
kann die Pumpe 33 mehr als ein Dichtglied 70 und/oder
mehr als eine Transportdichtung 67 aufweisen, um die entsprechenden
Kolbenöffnungen 64 abzudichten.
Wie in 4 dargestellt ist, besitzt der Kolben 56 eine
innere Dichtrippe 72, die in einer äußeren Rippe 73 positioniert
ist, und das Dichtglied 70 dichtet im Innern der inneren
Dichtrippe 72 ab. Das Dichtglied 70 weist einen
abgeschrägten
Dichtungsrand 74 auf, welcher das Dichtglied 70 in
der inneren Dichtrippe 72 zentriert. Wie zu erkennen sein
sollte, kann das Dichtglied 70 bei anderen Ausführungsformen
die Kolbenöffnung 64 in
anderer Weise abdichten. Das Dichtglied 70 umgebend weist
die Transportdichtung 67 einen Stützflansch 78 auf,
der in der in 3 und 4 dargestellten
Weise in den Pumpenkörper 41 eingreift.
Der Pumpenkörper 41 weist
ein oder mehrere Abstandsglieder 80 und ein oder mehrere,
in den Pumpenhohlraum 54 vorstehende Einrastränder 81 auf,
zwischen denen der Stützflansch 78 gesichert ist.
In 3 bildet der Stützflansch 78 der Transportdichtung 67 eine
oder mehrere Strömungsöffnungen 83,
durch die hindurch Fluid bei der Abgabe fließt.
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Indem
man die Transportdichtung 67 die Kolbenöffnung 64 bei der Überführung abdichten
lässt, minimiert
sich die Gefahr der Leckage von Fluid aus der Pumpe 33 selbst
dann, wenn Fluid an dem Einlassventil 51 vorbei ausläuft. Sobald
die Pumpe 33 zur Verwendung bereit ist, wird die Überführungskappe 34 abgenommen,
so dass der Kolben in der in 2 dargestellten
Weise ausgefahren werden kann, wodurch die Transportdichtung 67 außer Eingriff
mit der Kolbenöffnung 64 kommt.
Sobald die Transportdichtung 67 außer Eingriff mit dem Kolben 56 kommt,
kann das Fluid in den Fluidkanal 63 in dem Kolben 56 strömen. In 2 ist
der Gesamtströmungsweg
des Fluids bei Abgabe aus der Pumpe 33 nach dem Außereingriffkommen
der Transportdichtung 67 durch Fluidströmungspfeile dargestellt.
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Ferner
ist die Pumpe 33 derart gestaltet, dass das Auslaufen oder
Auströpfeln
von Fluid aus der Pumpe 33 zwischen den Abgaben minimiert
ist. In 2 ist an dem das Fluid abgebenden
Endabschnitt 40 der Pumpe 33 eine Abgabeöffnung 88 mit
dem Pum penkörper 41 verbunden.
Der Fluidkanal 63 in dem Kolben 56 erstreckt sich
weiter in die Abgabeöffnung 88.
Im Innern des Fluidkanals 63, an der Grenzfläche zwischen
dem Kolben 56 und der Abgabeöffnung 88, weist die
Pumpe 33 ein Auslassventil 90 auf, welches den
Strom des Fluids aus der Pumpe 33 heraus steuert. Das Auslassventil 90 bei der
dargestellten Ausführungsform
ist ein Absperrventil, welches das Fluid nur aus der Abgabeöffnung 88 heraus
fließen
lässt.
In 5 umfasst das dargestellte Auslassventil 90 ein
Ventilglied 92, das sphärisch
oder kugelförmig
ist, und eine Feder 93 zum Vorspannen des Ventilglieds 92 in
eine im Ruhezustand geschlossene Stellung. Wie gezeigt ist, bildet die
Abgabeöffnung 88 einen
Ventilhohlraum 95, in welchem das Auslassventil 90 aufgenommen
ist, und der Kolben 56 weist einen Ventilsitz 96 auf,
gegen welchen das Ventilglied 92 abdichtet. Stromab von dem
Auslassventil 90, entlang dem Fluidkanal 63, besitzt
die Abgabeöffnung 88 einen
Abgabekopf 97 mit einer Abgabeöffnung 99, durch welche
hindurch Fluid aus dem Fluidkanal 63 abgegeben wird. Wie
zu erkennen sein sollte, lässt
sich die Fluidhöhe
H zwischen der Abgabeöffnung 99 und
dem Ventilglied 90 durch Positionieren des Auslassventils 90 in
dem Fluidkanal 63 der Abgabeöffnung minimieren. Abhängig von
vielen Faktoren einschließlich
der Eigenschaften des abzugebenden Fluids, beispielsweise der Viskosität, kann
man die Fluidhöhe
H im Innern des Abgabekopfes 97 derart einstellen, dass
durch die Oberflächenspannung
an der Abgabeöffnung 99 das
Gewicht des Fluids in dem Abgabekopf 97 leicht getragen
werden kann, wodurch die Möglichkeit
abnimmt, dass Fluid aus der Abgabeöffnung 99 herauströpfelt.
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In
die Abgabeöffnung 88 ist
außerdem
ein Abgabeflansch 100 mit einer Gestaltung zum Eingreifen
in einen Betätigungsmechanismus
wie einen im Innern der Anschlussstation oder des Schranks befindlichen
Hebel eingebaut, an welchem das Abgabesystem 30 angebracht
ist. In 2 und 5 wird während der
Abgabe die Abgabeöffnung 88 zusammen
mit dem Kolben 56 in einer Einfahrrichtung R in den Pumpenhohlraum 54 geschoben.
Wenn sich der Kolben 56 in der Richtung R bewegt, schließt das Einlassventil 51 die
Einlassöffnungen 50,
und durch den Druck des Fluids in dem Fluidkanal 63 wird
bewirkt, dass sich das Auslassventil 90 öffnet. Sobald sich
das Auslassventil 90 öffnet,
wird Fluid aus der Abgabeöffnung 99 abgegeben.
Zum erneuten Füllen des
Pumpenhohlraums 54 mit Fluid für den nächsten Abgabetakt wird die
Abgabeöffnung 88 zusammen mit
dem Kolben 56 in einer Ausfahrrichtung E gezogen, um aus
der Pumpe 33 auszufahren. Bei einer Anlagenart weist der
Betätigungsmechanismus,
beispielsweise ein Hebel in der Anschlussstation oder dem Schrank,
eine Feder auf, welche die Abgabeöffnung 88 in der Ausfahrrichtung
E vorspannt. Es ist angedacht, dass die Abgabeöffnung 88 bei anderen Anlagenarten
manuell oder automatisch in der Ausfahrrichtung E bewegt werden
kann. Wenn der Kolben 56 in der Ausfahrrichtung E ausfährt, schließt sich
das Auslass ventil 90, und das Einlassventil 51 öffnet sich
und lässt
dadurch das Fluid in den Pumpenhohlraum 54 fließen und
diesen zur nachfolgenden Abgabe füllen.
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Wie
oben erwähnt,
verläuft
der das Fluid ansaugende Endabschnitt 39 der Pumpe 33,
um das Gesamtprofil des Abgabesystems 33 abzusenken, im
Innern des Behälters 37.
Jedoch werden durch Positionieren des das Fluid ansaugenden Endabschnitts 39 der
Pumpe 33 im Innern des Behälters auch andere Konstruktionssorgen
geschaffen. Beispielsweise werden die Einlassöffnungen 50 in der
in 1 und 2 dargestellten Weise derart tiefer
im Innern des Behälters 37 positioniert,
dass etwaiges unterhalb der Einlassöffnungen 50 befindliches
Fluid niemals abgegeben und mithin verschwendet wird. Nicht nur
die Kosten des verschwendeten Fluids sind ein Sorgenkind, sondern
auch die Arbeitskosten, die mit der größeren Häufigkeit des Auswechselns des
Abgabesystems 33 können
ein noch größerer Grund
zur Besorgnis sein. Zwar lassen sich die Einlassöffnungen 50 an einer
niedrigeren Lagestelle an dem Pumpenkörper 41 positionieren,
die endgültige
Lagestelle der Fluideinlassöffnungen 50 ist
dennoch durch die Stellung des Kolbens 56 beschränkt. Die
Einlassöffnungen 50 müssen derart
angeordnet sein, dass der Kolben 56 das Fluid ansaugen
kann. Wie oben kurz angemerkt, kann das Ansaugmantelblech 48 die
Entleerungswirkung der Pumpe 33 vergrößern. Analog dazu wirkt das
Ansaugmantelblech 48 wie ein Strohhalm, um Fluid in dem
Halsstück
des Behälters,
das sich unter den Einlassöffnungen 50 befindet,
durch die Einlassöffnungen 50 hindurch
und in den Pumpenhohlraum 54 zu saugen.
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In 6 und 7 weist
das Ansaugmantelblech 48 eine oder mehrere Strömungsglieder 103 auf,
die einen oder mehrere Strömungskanäle 104 mit
Kanalöffnungen
bilden, durch welche das Fluid aus dem Behälter 37 und in die
Pumpe 33 gesaugt wird. Im Innern des Ansaugmantelblechs 48 wird
das Ansaugmantelblech 48 durch eine oder mehrere Mantelblechabstandshalter 106 derart
von dem Pumpenkörper 41 beabstandet,
dass das Fluid zwischen dem Ansaugmantelblech 48 und dem
Pumpenkörper 41 fließen kann.
Ferner besitzt das Ansaugmantelblech 48 eine oder mehrere,
in den Körper
eingreifende Einrastränder 108,
die derart gestaltet sind, dass sie das Ansaugmantelblech 48 an
dem Pumpenkörper 41 sichern.
Wie in 4 dargestellt ist, greifen die in den Körper eingreifenden
Einrastränder 108 in ein
oder mehrere, in das Mantelblech eingreifende Einrastränder 109 an
dem Pumpenkörper 41 ein,
so dass das Ansaugmantelblech 48 an dem Rest der Pumpe 33 gesichert
wird. Sobald das Ansaugmantelblech 48 gesichert ist, verlaufen
in der in 8 und 9 gezeigten
Weise die Strömungskanäle 104 entlang
dem Pumpenkörper 41 in
Richtung zu dem das Fluid abgebenden Endabschnitt 40 der
Pumpe 33. Die Kanalöffnungen 105 der
Strömungskanäle 104 öffnen sich
unterhalb der Fluideinlassöffnungen 50,
so dass die Fluidmenge, die aus dem Behälter 37 abgesaugt werden
kann, größer wird.
Wenn das Ansaugmantelblech 48 auf diese Weise gesichert
ist, kann das unterhalb der Einlassöffnungen 50 befindliche
Fluid über
die Strömungskanäle 104 in
der mit Fluidpfeilen F dargestellten Weise in die Pumpe 33 fließen.
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Wie
weiter oben erläutert,
kann dann, wenn Fluid aus dem Behälter 37 gepumpt wird,
auf Grund dessen, dass Fluid aus dem Behälter 37 entfernt wird,
ein Vakuum (d. h. niedriger Druck) im Innern des Behälters 37 entstehen.
Wenn das Vakuum unkontrolliert belassen wird, kann es den Behälter 37 derart verziehen,
dass sich Risse in dem Behälter 37 bilden können und
diese Risse eine Leckagequelle schaffen können. In 9 weist
die Pumpe 33 eine Belüftungskonstruktion 111 auf,
die derart gestaltet ist, dass der Luftdruck im Innern des Behälters 37 mit den
Umgebungsbedingungen ausgeglichen wird und gleichzeitig ein Auslaufen
von Fluid aus dem Abgabesystem verhindert wird. Die Belüftungskonstruktion 111 umfasst
gemäß der dargestellten
Ausführungsform
eine oder mehrere Belüftungsöffnungen 113,
die in dem Pumpenkörper 41 gebildet
sind, und wenigstens eine Belüftungsdichtung 115,
die zum Abdichten der Belüftungsöffnungen 113 positioniert ist.
Wie in 10 gezeigt, ist die Belüftungsdichtung 115 zwischen
dem Ansaugmantelblech 48 und dem Belüftungskörper 41 eingefügt. Bei
einer Form ist die Belüftungsdichtung 115 ringförmig und
umfasst eine Belüftungsklappe 116,
die von einem Körperabschnitt 118 vorsteht.
Wenn im Innern des Behälters 37 ein
Vakuum entsteht, kann die Belüftungsklappe 116 abgelenkt
werden und Luft (oder ein anderes Gas) in den Behälter 37 strömen lassen,
um das Vakuum in der von dem Luftstrompfeil A gemäß 10 angegebenen
Weise abzuschwächen.
Sobald der Druck ausgeglichen ist, dichtet die Belüftungsklappe 116 die
Belüftungsöffnungen 113 wieder
ab, um eine Leckage des Fluids aus den Belüftungsöffnungen 113 zu verhindern.
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Aus
den Belüftungsöffnungen 113 steigen Luftblasen
durch das Fluid hindurch auf, wenn sich der Druck in dem Behälter 37 normalisiert,
und diese Blasen können
abhängig
von der Viskosität
des abzugebenden Fluids schnell oder langsam aufsteigen. Manchmal
werden diese Luftblasen in die Pumpkammer eingesaugt und führen dabei
zu einer kurzen oder unbeständigen
Dosiermenge des zu pumpenden Fluids. Beispielsweise hat die Luft
aus den Belüftungsöffnungen 113 bei
der Belüftungskonstruktion 111 gemäß 10 eine
sehr gute Gelegenheit, aufzusteigen und in die Kanalöffnungen 105 der
Strömungskanäle 104 einzutreten,
wenn Fluid in die Pumpe 33 eingesaugt wird. Die aufgenommenen Luftblasen
werden in den Pumpenhohlraum 54 eingesaugt und führen ihrerseits
zu einer kurzen oder unbeständigen
Dosiermenge. In 11 ist ein Fluidabgabesystem 130 gemäß einer
anderen Ausführungsform
dargestellt, das dieses Problem der Luftblasenaufnahme lindert.
Wie zu sehen ist, teilt sich das Fluidabgabesystem 130 gemäß 11 eine
Anzahl von Bestandteilen und Merkmalen gemeinsam mit der Fluidabgabepumpe 30 gemäß 1.
Der Kürze
sowie der Klarheit halber werden diese gemeinsamen Merkmale im Folgenden
nicht wieder ausführlich
erläutert,
statt dessen wird jedoch auf die vorhergehende Erläuterung
der Fluidabgabepumpe 30 gemäß 1 verwiesen.
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Im
Vergleich zu der Fluidabgabepumpe 30 gemäß 1 umfasst
die Fluidabgabepumpe 130 gemäß 11 außerdem ein
Luft-/Gas-Stauglied 133, das den Luftstrom A aus den Belüftungsöffnungen 113 von
den Kanalöffnungen 105 der
Strömungskanäle 104 weg
in das Ansaugmantelblech 48 lenkt. Wie gezeigt ist, weist
das Stauglied 133 im Wesentlichen eine trichterartige Form
mit einem Staugliedhohlraum 134 auf, der zu dem Mantelblech 48 weist.
Insbesondere besitzt das Stauglied 133 einen Mantelblecheingriffsabschnitt 135,
der ringförmig
ist, um somit um die Basis des Ansaugmantelblechs 48 herum
zu passen. Nach außen
steht eine konisch zulaufende Wand 136 vor, um den Mantelblecheingriffsabschnitt 135 mit
einem Kanaleingriffsabschnitt 137 zu verbinden. Wie dargestellt,
ist der Kanaleingriffsabschnitt 137 ringförmig und
verläuft
an den Kanalöffnungen 105 des
Ansaugmantelblechs 48 vorbei. Der Kanaleingriffsabschnitt 137 weist
eine Nut 139 auf, in welcher die Enden der Strömungsglieder 103 derart
aufgenommen sind, dass das Luftstauglied 133 Luft- oder
andere Gasblasen aus den Kanalöffnungen 105 ableiten
kann. Insbesondere leitet die konisch zulaufende Wand 136 des
Stauglieds 133 die Blasen aus den Kanalöffnungen 105 weg, wenn
die Blasen aufsteigen. Selbst wenn die Luftblasen weg geleitet werden,
kann das Fluid im Innern des Staugliedhohlraums 134 umher
und in die Kanalöffnungen 105 fließen, wie
das der Strömungspfeil
F anzeigt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Stauglied 133 wie
ein Trichter geformt, wobei jedoch angedacht ist, das das Stauglied 133 bei
anderen Ausführungsformen
anders geformt sein kann und trotzdem in der Lage ist, in dem Fluid
befindliche Luft- oder andere Gasblasen aus den Kanalöffnungen 105 des
Ansaugmantelblechs 48 weg abzuleiten.
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Bei
Fluids höherer
Viskosität
neigen die Luftblasen aus den Belüftungsöffnungen 113 dazu,
sehr langsam in dem Fluid aufzusteigen. Deshalb können die
Luftblasen gelegentlich derart nahe an dem Kanaleingriffsabschnitt 137 des
Stauglieds 133 verbleiben, dass die Luftblasen während des
Ansaugtakts der Pumpe 33 in die Kanalöffnungen 105 des Mantelblechs 48 eingesaugt
werden können.
Dadurch wiederum wird bewirkt, dass die Pumpe 33 Luft-
oder andere Gasblasen einsaugt, was damit zu kurzen oder unbeständigen Dosiermengen
des zu pumpenden Fluids führt.
In 12 ist eine Fluidabgabepumpe 140 gemäß einer
weiteren Ausführungsform
dargestellt, die ein Stauglied 143 mit einer Gestalt zur
Verminderung der Aufnahme von Blasen in Fluids höherer Viskosität aufweist.
Die meisten der Bestandteile in der Fluidabgabepumpe 140 gemäß 12 sind die
gleichen wie die bei der Fluidabgabepumpe 130 gemäß 11 dargestellten
mit der Ausnahme, dass das Luftstauglied 143 anders geformt
ist. Wie zuvor werden diese ge meinsamen Merkmale der Kürze wie auch
der Klarheit halber im Folgenden nicht wieder sehr ausführlich erläutert, sondern
es wird auf die vorhergehende Beschreibung dieser Merkmale verwiesen.
Schaut man 12 und 13 an,
weist das Luftstauglied 143 einen Sammelabschnitt 146 zum
Sammeln von Luftblasen oder anderen Gasen aus den Belüftungsöffnungen 113 zusammen
mit dem Abzugartigen Abschnitt 148 auf, welcher die gesammelte
Luft aus den Kanalöffnungen 105 in
dem Mantelblech 48 weg leitet.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
umfasst der Sammelabschnitt 146 eine radiale Innenwand 151,
die um den Pumpenkörper 41 herum
angeordnet ist. Eine radiale Außenwand 154 des
Sammelabschnitts 146 greift um ein Ventilsitzglied 155 des
Pumpenkörpers 41 herum
ein. Zwischen der radialen Innenwand 151 und der radialen
Außenwand 154 erstreckt
sich eine Verbindungswand 156 des Sammelabschnitts 146.
Wie dargestellt, weist der Sammelabschnitt 146 im Wesentlichen
eine kegelstumpfförmige
Gestalt auf, wobei die Verbindungswand 156 von den Kanalöffnungen 105 des
Ansaugmantelblechs 48 abgewinkelt ist, wobei jedoch erkannt
werden sollte, dass der Sammelabschnitt 146 anders geformt
sein kann. Zusammen bilden die Wände 151, 154, 156 des
Sammelabschnitts 146 einen Sammelhohlraum 158,
in dem Luft oder andere Gase gesammelt werden. Der Abzug 148 bildet
einen Belüftungskanal 161 mit
einer Belüftungsöffnung 162,
aus welcher die Luft in dem Sammelhohlraum 158 aus den
Kanalöffnungen 105 des
Mantelblechs abgeführt
wird.
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In 14 und 15 ist
der Abzug 148 in der dargestellten Ausführungsform zwischen benachbarten
Strömungsgliedern 103 des
Mantelblechs 48 positioniert, so dass sowohl Platz bewahrt als
auch die Belüftungsöffnung 162 weg
von den Kanalöffnungen 105 in
dem Mantelblech 48 weg positioniert wird. Jedoch kann der
Abzug 148 bei anderen Ausführungsformen anderswo positioniert
werden, und obwohl in den Zeichnungen nur ein Abzug 148 dargestellt
ist, ist angedacht, dass in anderen Ausführungsformen mehr als ein Abzug 148 enthalten sein
kann. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist die Belüftungsöffnung 162 des
Abzugs 148 länglich
geformt, jedoch kann die Belüftungsöffnung 162 zusammen
mit dem Rest des Abzugs 148 bei anderen Ausführungsformen
auch anders geformt sein. Die Länge
des Abzugs 148 kann auf Grund vieler Faktoren verschieden
sein, so dass der Abzug 148 länger oder kürzer als dargestellt sein kann.
Beispielsweise kann der Abzug 148 für Fluids mit höheren Viskositäten länger und
für Fluids
mit niedrigeren Viskositäten
kürzer
sein. Ebenso kann die Länge
des Abzugs 148 abhängig
von der Lage des Abzugs 148 relativ zu den Kanalöffnungen 105 sowie
auf Grund vieler anderer Faktoren verschieden sein. Mit dem Abzug 148 kann das
Luftstauglied 143 die eingeführte Luft aus den Kanalöffnungen 105 weg
leiten und dadurch die Gefahr vermin dern, dass Luftblasen in die
Fluidpumpe 33 eingesaugt werden und zu kurzen oder unbeständigen Fluiddosierungen
führen.
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Aus
der obigen Erläuterung
sollte zu erkennen sein, dass die Luftstauglieder in den dargestellten
Ausführungsformen
auch in Pumpen anderer Art eingebaut werden können. Als ein Beispiel können die
Luftstauglieder in Pumpensysteme eingebaut werden, die kein Ansaugmantelblech
umfassen oder deren Lufteinlassöffnungen
an anderen Stellen als den gezeigten angeordnet sind. Andere Bestandteile der
dargestellten Ausführungsform
können
ebenfalls in andere Arten von Pumpsystemen eingebaut werden.