DE69838243T2

DE69838243T2 - Verbindungsmittel und Behälter zur Verbindung damit; Verfahren zur Verbinden des Verbindungsmittels und des Behälters

Info

Publication number: DE69838243T2
Application number: DE1998638243
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Kawashima; Koji Ueda; Tsugio Saito; Kenji Kageyama
Original assignee: Kanto Chemical Co Inc; Nisso Engineering Co Ltd
Current assignee: Kanto Chemical Co Inc; Nisso Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2018-12-23
Also published as: US6098848A; EP0926094A1; EP0926094B1; DE69838243D1; TW377332B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung, die für das Verbinden bzw. Anschließen eines Reservoirs verwendet wird, um zwei oder mehr Fluide über Leitungen auszulassen bzw. einzulassen und für den Durchgang von jedem der jeweiligen Fluide, sowie ein Verfahren der Verwendung der Verbindungseinrichtung zum Verbinden bzw. Anschließen des Reservoirs mit den Leitungen und für den Durchgang bzw. das Durchleiten von jedem der jeweiligen Fluide sowie ein darin verwendetes Reservoir.
In der chemischen Industrie und in der Halbleiterindustrie werden unterschiedliche Fluide mittels Gasdruck oder Pumpendruck von Reservoiren, die diese Fluide beherbergen, über Leitungen zu Orten befördert, wo diese Fluide benötigt werden.
Da beispielsweise große Mengen von sehr reinen Chemikalien für ein Reinigen, die Fotolithographie, ein Ätzen und andere Prozesse bei der Herstellung von Halbleiterschaltkreisen oder Flüssigkristallanzeigenelementen verwendet werden, werden automatische Zuführvorrichtungen für Chemikalien eingesetzt, und die Hersteller von Chemikalien für derartige automatische Zuführvorrichtungen stellen normalerweise Chemikalien bereit, die in geschlossene Reservoire gefüllt sind.
Andere Verfahren, wie beispielsweise das Einbringen eines Rohrs für das Einziehen von Fluiden in das Reservoir, das Verbinden des Rohrs mittels Schrauben, das Verwenden einer Verbindungseinrichtung für eine einfache Verbindung und dergleichen, werden für das Verbinden der Vorrichtung mit dem Reservoir verwendet. Alle diese Verfahren erfordern jedoch ein direktes manuelles Eingreifen bzw. Handhaben des Reservoirdeckels, wenn das Reservoir und die Zuführvorrichtung miteinander verbunden werden.
Reservoire, die beispielsweise mit der vorstehend erwähnten Verbindungseinrichtung (Schnellverbindungseinrichtung; quick connector) ausgestattet sind, weisen normalerweise zwei derartige Schnellverbindungseinrichtungen auf, und zwar eine für den Durchgang einer Flüssigkeit und die andere für den Durchgang eines Gases. Diese zwei Komponenten sind üblicherweise an einer Position an der Oberseite des Reservoirs angeschlossen, die nicht mittig liegt. Wenn daher das Reservoir gefüllt wird und eine Chemikalie abgelassen wird, muss zunächst die Position und die Richtung des Reservoirs manuell angepasst bzw. verstellt und innerhalb einer Reinigungskammer fixiert werden. Ferner müssen für die Verbindung mit der Leitung zwei Schnellverbindungseinrichtungen fixiert werden.
Hinsichtlich der Betriebseffizienz gibt es ferner bedeutende Probleme, da eine Automatisierung schwierig ist und sogar ein manueller Betrieb einen Grad an Handfertigkeiten erfordert, da eine Feineinstellung für Reservoire notwendig ist, die aus Kunststoff hergestellt sind, was der Fall für die meisten Reservoire ist, da die Position der Verbindungseinrichtungskomponenten hinsichtlich der Form des Reservoirs sich bei unterschiedlichen Reservoiren ein wenig unterscheidet, und da lediglich nur extrem geringe Toleranzen für den Verbindungsabschnitt zugelassen werden können, da Schnellverbindungseinrichtungen aufgrund ihrer Betriebsweise ein senkrechtes Einbringen erfordern, usw.
Andererseits beschreibt JP A 7-33196 ein Verfahren zum Ausrichten einer Vielzahl der Fluidöffnungen des Reservoirs in Bezug auf die jeweiligen Leitungen mittels eines Sensors.
Dies ist jedoch nicht effizient, da die Öffnungen jeweils ausgerichtet werden müssen, und deren Position jeweils detektiert werden muss.
Folglich besteht das Ziel der erforderlichen Erfindung darin, die Betriebseffizienz drastisch zu verbessern, indem eine Verbindungseinrichtung zum Vereinfachen des Prozesses des Verbindens eines Reservoirs zum Einlassen und Ablassen eines Fluids mit Leitungen zum Befördern der Fluide bereitgestellt wird, ein Verfahren für den Durchgang von Fluiden unter Verwendung der Verbindungseinrichtung sowie ein darin verwendetes Reservoir.
Eine Verbindungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 wird in der EP A 0 548 570 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Lichte der vorstehend erwähnten Situation haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung als ein Ergebnis umfangreicher Untersuchungen eine Technologie entdeckt, die alle diese Probleme auf einen Schlag löst.
Das heißt, die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung gemäß Anspruch 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verbinden eines Reservoirs gemäß Anspruch 14.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung außerdem ein Reservoir gemäß Anspruch 16, das in dem vorstehend erwähnten Verfahren verwendet wird.
Wenn somit gemäß der vorliegenden Erfindung die Mitte bzw. das Zentrum von lediglich einer der Öffnungen für Fluide der Reservoirendseite mit der Mitte von einer der Öffnungen für Fluide der Verbindungseinrichtung ausgerichtet wird, dann werden die anderen Öffnungen automatisch verbunden. Im Ergebnis ist es möglich, den Vorgang des Verbindens bzw. Anschließens des Reservoirs mit bzw. an der Verbindungseinrichtung zu vereinfachen, ohne dass die mit Problemen beladene genaue Ausrichtung von Positionen durch ein manuelles Eingreifen erforderlich ist.
Indem gemäß der vorliegenden Erfindung die Mitte von lediglich einer der Öffnungen für Fluide der Reservoirendseite mit der Mitte von einer der Öffnungen für Fluide der Verbindungseinrichtung ausgerichtet wird, werden die anderen Öffnungen für Fluide automatisch verbunden. Im Ergebnis ist es möglich, den Vorgang des Verbindens des Reservoirs mit der Verbindungseinrichtung zu vereinfachen, ohne dass das mit Problemen beladene genaue Ausrichten von Positionen durch ein manuelles Eingreifen erforderlich ist. Das heißt, indem die Mitte von einer der Öffnungen für Fluide der Reservoirendseite mit der Mitte von einer der Öffnungen für Fluide der Verbindungseinrichtung ausgerichtet wird, werden die anderen Flusspfade für Fluide durch die geschlossenen Durchgangsräume verbunden, die den jeweiligen anderen Öffnungen für Fluide des Reservoirs und den entsprechenden jeweiligen anderen Öffnungen für Fluide der Verbindungseinrichtung gemein sind. Daher ist die bisher verwendete Feineinstellung der Öffnungen für Fluide absolut unnötig. Überdies wird die Betriebsfähigkeit verbessert, da aufgrund des vergrößerten Be reichs von zulässigen Abweichungen von der exakten Position eine Grobausrichtung ausreichend ist. In der vorliegenden Erfindung bezeichnet ferner der Begriff Fluid nicht nur Flüssigkeiten sondern Fluide, wie beispielsweise Substanzen in Gasform oder Pulverform, usw.
Die vorliegende Erfindung kann auf Reservoire angewendet werden, deren Endseite zwei Öffnungen für Fluide aufweist, genauso wie für Reservoire, deren Endseite drei oder mehr Öffnungen für Fluide aufweist. Ferner bezeichnet in der vorliegenden Erfindung der Begriff Reservoirendseite typischerweise die Oberseite eines Reservoirs. Wenn jedoch Öffnungen für Fluide zum Einlassen und Ablassen von Fluiden an einer Seite oder der Bodenseite eines Reservoirs bereitgestellt sind, dann sollen diese Seiten als die Endseiten des Reservoirs erachtet werden. Ferner ist die Endseite von Elementen, die mit dem Reservoir über Leitungen verbunden sind, die das Reservoir erweitern, ebenso in dem Begriff Reservoirendseite gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Verbindungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht der Abstand bzw. entsprechen die Abstände von der Mitte der Öffnung für Fluide für die Ausrichtung der Mitten zu einer, zwei oder mehr anderen Öffnungen für Fluide der Verbindungseinrichtungsendseite dem Abstand bzw. den Abständen von der Mitte der Öffnung für Fluide für die Ausrichtung der Mitten zu einer, zwei oder mehr anderen Öffnungen für Fluide der Reservoirendseite. Wenn diese Öffnungen für Fluide für die Ausrichtung der Mitten miteinander verbunden werden, wird bzw. werden ein geschlossener Durchgangsraum bzw. geschlossene Durchgangsräume ausgebildet, der bzw. die aus einem kreisförmigen Flusspfad bzw. kreisförmigen Flusspfaden besteht bzw. bestehen, der bzw. die die andere Öffnung bzw. die anderen Öffnungen für Fluide auf dem konzentrischen Kreis bzw. den konzentrischen Kreisen enthält bzw. enthalten, dessen bzw. deren Mitte sich in den Öffnungen für Fluiden befindet bzw. befinden. Das heißt z.B. in dem Fall einer Verbindungseinrichtung mit zwei Öffnungen für Fluide gibt es im Wesentlichen einen kreisförmigen Flusspfad. In dem Fall einer Verbindungseinrichtung mit drei Öffnungen für Fluide gibt es zwei kreisförmige Flusspfade. Dieser kreisförmige Flusspfad bzw. diese kreisförmigen Flusspfade wird bzw. werden durch eine Fuge bzw. Fugen (groove(s)) ausgebildet, die an der Verbindungseinrichtungsendseite bereitgestellt ist bzw. sind. Dieser bzw. diese kann bzw. können jedoch ebenso durch eine Fuge bzw. Fugen ausgebildet werden, die an der Reservoirend seite bereitgestellt ist bzw. sind, oder durch Fugen, die sowohl an der Reservoirendseite als auch an der Verbindungseinrichtungsendseite bereitgestellt sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mit zwei Öffnungen für Fluide weist eine Verbindungseinrichtung eine Öffnung für Fluide für eine Mittenausrichtung und eine andere Öffnung für Fluide und eine Form auf, die, wenn die Mitten ausgerichtet sind und die erste Öffnung für Fluide verbunden ist, wobei der Umfang der Verbindungseinrichtungsendseite abgedichtet ist, einen geschlossenen Durchgangsraum ausbildet, der der einen anderen Öffnung für Fluide des Reservoirs und der einen anderen Öffnung für Fluide der Verbindungseinrichtung gemein ist. In dieser Ausführungsform ist das Abdichtungselement, insbesondere ein O-Ring, vorzugsweise an dem Umfang der Verbindungseinrichtungsendseite bereitgestellt. Somit kann das gewünschte Ziel erreicht werden, indem lediglich ein O-Ring an dem Umfang der Verbindungseinrichtungsendseite bereitgestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Form, die Größe und die Anzahl der Öffnungen für Fluide usw. der Verbindungseinrichtungsendseite im Wesentlichen durch die Form, die Größe und die Anzahl der Öffnungen für Fluide der Endseite des Reservoirs bestimmt, mit dem diese verbunden werden soll. In der Regel ist es notwendig, dass die Verbindungseinrichtungsendseite eine Fläche aufweist, die alle Öffnungen für Fluide der Reservoirendseite abdecken kann. Es wird ferner bevorzugt, dass die Öffnungen für Fluide zum Zeitpunkt des Verbindens miteinander zusammenpassen, so dass das Fluid nicht leckt. Ferner wird an dem Umfang der Öffnung für Fluide für eine Ausrichtung der Mitten bzw. eine Mittenausrichtung der Verbindungseinrichtungsendseite oder der Öffnung für Fluide für Ausrichtung Mitten der Reservoirendseite die Verwendung eines O-Rings bevorzugt, um das Fluid daran zu hindern, zum Zeitpunkt des Verbindens zu lecken. Ferner entspricht typischerweise die Anzahl von Öffnungen für Fluide der Verbindungseinrichtungsendseite der Anzahl von Öffnungen für Fluide der Reservoirendseite. Es ist jedoch ebenso möglich, eine kleinere oder größere Anzahl von Öffnungen für Fluide an der Verbindungseinrichtungsendseite als an der Reservoirendseite zu verwenden.
Hinsichtlich des Verfahrens zum Durchleiten der unterschiedlichen Fluide unter Verwendung der Verbindungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner das Verbinden zwischen den Öffnungen für Fluide für eine Ausrichtung der Mitten manuell durchgeführt werden. Es wird jedoch bevorzugt, das Verbinden der Öffnungen für Fluide mittels einer CCD-Kamera und einer Bildbearbeitungsvorrichtung oder durch Sensoren zu automatisieren, die das Vorhandensein von Objekten detektieren, wie beispielsweise Begrenzungsschalter, Näherungsschalter, usw., während ein Zylindermotor und andere Antriebsvorrichtungen verwendet werden. Wenn ferner Sensoren verwendet werden, dann ist es bevorzugt, Luftsensoren zu verwenden, da die Mitten der Öffnungen für Fluide miteinander ausgerichtet werden können, ohne eine Verunreinigung zu erzeugen, während gleichzeitig eine Korrosion in der Umgebung vermieden wird, die Fluiden, wie beispielsweise Chemikalien, ausgesetzt ist, indem lediglich Luftstrahlen und Luftröhren in der Nähe des zu detektierenden Objekts verwendet werden.
Überdies kann das Reservoir gemäß der vorliegenden Erfindung, das an seiner Endseite zwei oder mehr Öffnungen für Fluide zum Einlassen und Ablassen von zwei oder mehr Fluiden aufweist, jedwede Form haben, sofern es dazu verwendet werden kann, das erfindungsgemäße Verfahren zu implementieren. Reservoirs mit Ventilen zum Aufrechterhalten von einer, zwei oder mehr Öffnungen für Fluide in einem blockierten Zustand sind jedoch bevorzugt, um die Verunreinigung des Inhalts des Reservoirs zu vermeiden. In dieser Ausführungsform wird das Ventil nach unten gedrückt, wenn die Verbindungseinrichtungsendseite in Berührung mit der Reservoirendseite gebracht wird, wonach das Fluid fließen kann.
Ferner sind Reservoire, da Reservoire zwei Öffnungen für Fluide an deren Endseite aufweisen, mit einem Abdichtungselement, insbesondere einem O-Ring, zum Umschließen der zwei Öffnungen für Fluide und eine Form bevorzugt, die einen geschlossenen Durchgangsraum mittels des O-Rings ausbilden kann, da hierdurch das Ziel der vorliegenden Erfindung ohne Weiteres erreicht werden kann. Ferner werden Reservoire, anders als Reservoire, bei denen die Öffnungen für Fluide direkt an der Reservoiroberseite angeordnet sind, beispielsweise Reservoire, deren Endseite die Endseite eines Elements ist, das mit dem Reservoir über Leitungen verbunden ist, durch die die Fluide durchgeleitet werden, bevorzugt, da diese ermöglichen, den Verbindungsvorgang mittels einer Fernsteuerung durchzuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Ausführungsform einer Verbindungseinrichtung und eines Reservoirs einer Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten mittels Gasdruck, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Verbindungseinrichtungs- und einer Reservoirendseite (Oberseitenabschnitt) gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
3 zeigt eine Verbindungseinrichtungsendseite einer Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt einen Reservoirendseitenabschnitt einer Ausführungsform der Erfindung.
5 zeigt den Zentrierungsmechanismus einer Verbindungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
6 zeigt den Zustand einer Verbindungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wenn es eine Abweichung von der Mitte während der Zentrierung gibt, die unter Verwendung von Luftsensoren ausgeführt wird.
7 zeigt den Zustand einer Verbindungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wenn die Mitten während der Zentrierung ausgerichtet werden, die unter Verwendung von Luftsensoren durchgeführt wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm einer Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten durch Pumpendruck gemäß einer Ausführungsform zum Implementieren eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
9 zeigt ein Reservoir einer Ausführungsform der Erfindung, das drei Öffnungen für Fluide an dessen Endseite aufweist.
10 zeigt eine Verbindungseinrichtungsendseite gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die drei Öffnungen für Fluide aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Während nachstehend Ausführungsformen der Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschrankt ist.
1 zeigt den Aufbau der Hauptkomponenten einer Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten mittels Gasdruck, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm einer Vorrichtung zum Befördern von Fluiden unter Verwendung einer Pumpe. Lediglich die Art und Weise des Einziehens der Flüssigkeit unterscheidet sich bei dem Verfahren zum Befördern von Flüssigkeiten durch Gasdruck und dem Verfahren zum Befördern von Flüssigkeiten mittels einer Pumpe. Das Verfahren zum Befördern der Flüssigkeiten und der grundlegende Aufbau sind identisch. Daher wird nachstehend das Verfahren zum Befördern von Flüssigkeiten mittels Gasdruck anhand von 1 beschrieben.
Ein Flüssigkeitsreservoir 9, wie beispielsweise eine Chemikalienflasche, wird mittels einer separaten Vorrichtung 10 zum Transportieren von Chemikalienflaschen zu einer Position transportiert, die sich direkt unterhalb einer Vorrichtung 11 zum Befördern von Flüssigkeiten befindet. Gas 17, wie beispielsweise N₂, wird einem Flüssigkeitsreservoir 9 zugeführt, das bereits mit einer Flüssigkeit, wie beispielsweise einer Chemikalie, gefüllt worden ist, nachdem ein Endseitenabschnitt 8 des Flüssigkeitsreservoirs und eine Verbindungseinrichtung 7 einer Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten miteinander verbunden worden sind, wonach die Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs heraus getrieben wird und über Leitungen zu dem Ort befördert wird, wo die Flüssigkeit verwendet wird.
Der Endseitenabschnitt 8 des Flüssigkeitsreservoirs, der sich an der Oberseite des Flüssigkeitsreservoirs befindet, ist mit einer Öffnung für Flüssigkeiten und einer Öffnung für Gas ausgestattet. Jede der Verbindungsöffnungen, d.h. die Öffnung für Flüssigkeiten und die Öffnung für Gas, ist mit einem Ventil ausgestattet. Wenn das Ventil der Öffnung für Flüssigkeiten geschlossen ist, dann ist die Öffnung für Flüssigkeiten dicht abgeschlossen.
Die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten hängt an einem Kolbenende eines Luftdruckzylinders 1 in Z-Richtung, der oberhalb einer Gleitplatte bzw. eines Gleitblechs 4 installiert ist. Ein Luftdruckzylinder 2 in X-Richtung und ein Luftdruckzylinder 3 in Y-Richtung zum Ausrichten der Mitte der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten mit der Mitte des Endseitenabschnitts 8 des Flüssigkeitsreservoirs sind an die Gleitplatte 4 angepasst bzw. angeschlossen. Lasten, die auf die Gleitplatte 4 aufge bracht werden, werden durch ein unteres Lager 6 aufgenommen, da die Gleitplatte 4 von dem unteren Lager 6 getragen wird.
Die Verbindungsteile werden miteinander verbunden, wenn der Kolben des Luftdruckzylinders 1 in Z-Richtung nach unten gedrückt wird, nachdem die Mitte der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten mit der Mitte des Endseitenabschnitts 8 des Flüssigkeitsreservoirs ausgerichtet worden ist. Wenn die Verbindung erfolgt ist, dann werden die Verbindungsteile durch die Antriebskraft des Luftdruckzylinders 1 in Z-Richtung gegeneinander gedrückt und die Reaktionskraft, die zu diesem Zeitpunkt auftritt, wird durch ein oberes Lager 5 aufgenommen, das sich oberhalb der Gleitplatte 4 befindet.
2 zeigt die Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsreservoir 9 und der Vorrichtung 11 zum Befördern von Flüssigkeiten in größerem Detail.
(1) Zentrieren
Die Ausrichtung der Mitte der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten mit der Mitte des Endseitenabschnitts 8 des Flüssigkeitsreservoirs erfolgt, nachdem das Flüssigkeitsreservoir 9 zu einer Position direkt unterhalb der Vorrichtung 11 zum Befördern von Flüssigkeiten transportiert worden ist. Die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten wird abgesenkt, wenn sich der Luftdruckzylinder 1 in Z-Richtung oberhalb der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten vorwärts bewegt. Ein Zentrierungsring 28 ist an die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten angepasst und eine Zentrierungsplatte 29 ist an den Endseitenabschnitt 8 des Flüssigkeitsreservoirs angepasst. Wenn die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten sich nach unten bewegt, dann endet die nach unten gerichtete Bewegung an einer Position, wo der Zentrierungsring 28 in Berührung mit der Zentrierungsplatte 29 kommt.
Der Zentrierungsring 28 weist vier Luftsensorlöcher 48, 49, 50, 51 auf. Der Außendurchmesser der Zentrierungsplatte 29 ist ein wenig größer als der Abstandsdurchmesser der Luftsensorlöcher 48, 49, 50, 51. Wie dies in 7 dargestellt ist, werden die Mitten ausgerichtet, wenn die vier Luftsensorlöcher 48, 49, 50, 51 vollständig durch die Zentrierungsplatte 29 blockiert werden, wobei der Zentrierungsring 28 sich in Berührung mit der Zentrierungsplatte 29 befindet.
Wie sich dies 5 entnehmen lässt, kann, indem die Gleitplatte 4 durch den Luftdruckzylinder 2 in X-Richtung und den Luftdruckzylinder 3 in Y-Richtung bewegt wird, der Zentrierungsring 28 zu jedweder Position in der X-Y-Richtung bewegt werden und dort angehalten werden.
Wenn, wie sich dies außerdem 6 entnehmen lässt, es eine Abweichung von der Mitte gibt, dann wird eines der Luftsensorlöcher X1 48, X2 49, Y1 50, Y2 51 offen sein.
Luft wird ununterbrochen aus den Luftsensorlöchern 48, 49, 50, 51 geblasen, und da es einen Unterschied hinsichtlich des Luftdruckes in dem Luftzufuhrpfad je nachdem gibt, ob die Luftsensorlöcher offen oder blockiert sind, wird die Druckdifferenz durch Druckschalter 30, 52, 53, 54 detektiert, die in dem Luftzufuhrpfad bereitgestellt sind, und der offene und der geschlossene Zustand der Luftsensorlöcher 48, 49, 50, 51 wird detektiert.
Hinsichtlich der X-Richtung bewegt sich der Kolben des Luftdruckzylinders 2 in X-Richtung vorwärts, wenn X1 48 offen ist, und wird zurückgezogen, wenn X2 49 offen ist.
Hinsichtlich der Y-Richtung bewegt sich der Kolben des Luftdruckzylinders 3 in Y-Richtung vorwärts, wenn Y1 50 offen ist, und wird zurückgezogen, wenn Y2 51 offen ist.
Somit wird die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten durch die Kolben des Luftdruckzylinders 2 in X-Richtung und des Luftdruckzylinders 3 in Y-Richtung bewegt und deren Mitte wird mit der Mitte des Endseitenabschnitts 8 des Flüssigkeitsreservoirs ausgerichtet.
(2) Druckbeaufschlagung durch Gas
Nachdem die Mitte der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten mit der Mitte des Endseitenabschnitts 8 des Flüssigkeitsreservoirs ausgerichtet worden ist, bewegt sich der Kolben des Luftdruckzylinders 1 in Z-Richtung vorwärts, wodurch die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten gegen den Endseitenabschnitt 8 des Flüssigkeitsreservoirs gedrückt wird, um in unmittelbarer Berührung miteinander zu stehen.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wie dies in den 3 und 4 dargestellt ist, eine Gaszufuhröffnung 42 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten mit einer Öffnung für Gas 46 des Flüssigkeitsreservoirs verbunden, und eine Öffnung für Flüssigkeiten 45 des Flüssigkeitsreservoirs wird mit einer Flüssigkeitseinzugöffnung 43 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten durch einen externen O-Ring 37 und einen internen O-Ring 36 verbunden, der an die Unterseite der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten angepasst ist, um die Außenluft auszuschließen und Lecke der unterschiedlichen Flusspfade zu vermeiden.
Ein Ventil 35 der Öffnung für Gas des Endseitenabschnitts des Flüssigkeitsreservoirs wird nach unten gedrückt und durch die konkave Seite einer Gaszufuhrfuge 44 der Unterseite der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten geöffnet, wenn die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten fest mit dem Endseitenabschnitt 8 des Flüssigkeitsreservoirs verbunden ist.
Wenn ein Gas 17 von einer Öffnung 25 für Gas der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten zugeführt wird, nachdem die Verbindungsteile fest miteinander verbunden worden sind, wird das Gas durch die Gaszufuhrfuge 44 der Unterseite der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten geleitet, wird von der Öffnung für Gas 46 des Endseitenabschnitts des Flüssigkeitsreservoirs in das Flüssigkeitsreservoir 9 zugeführt und beaufschlagt das Innere des Flüssigkeitsreservoirs mit Druck. Aufgrund dieses Gasdrucks wird eine Flüssigkeit 59 in dem Flüssigkeitsreservoir 9 extrahiert und mittels Kraft dem Ort zugeführt, wo diese verwendet wird.
Da die Gaszufuhrfuge 44 der Verbindungseinrichtung der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten konzentrische kreisförmige Flusspfade ausbildet, ist es möglich, das Gas zuzuführen, nachdem die Teile miteinander verbunden worden sind, und zwar unabhängig von der winkligen Ausrichtung, und zwar zwischen 0° und 360°, der Öffnung für Gas auf der Seite des Flüssigkeitsreservoirs zu dem Zeitpunkt, zu dem die Teile miteinander verbunden werden.
(3) Befördern von Flüssigkeiten
Das Innere des Flüssigkeitsreservoirs wird durch Gas mit Druck beaufschlagt, nachdem die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten fest mit dem Endseitenabschnitt 8 des Flüssigkeitsreservoirs verbunden worden ist. Die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten ist mit einem Ventildruckstab 24 ausgestattet und der obere Abschnitt des Ventildruckstabs 24 ist mit einem Kolben 21 verbunden, der innerhalb eines Zylinders 20 untergebracht ist. Der Kolben 21 ist normalerweise, wenn kein Luftdruck auf den oberen Abschnitt des Kolbens aufgebracht wird, durch eine Feder 22 nach oben gedrückt, die unterhalb des Kolbens angeordnet ist. Außerdem schließt ein Ventil zum Schließen einer Flüssigkeitseinzugsöffnung 43, die an den unteren Abschnitt des Ventildruckstabs angepasst ist, einen Flüssigkeitsflusspfad 27 der Flüssigkeitseinzugsöffnung.
Komprimierte Luft 40 wird dem oberen Abschnitt des Kolbens zugeführt, der Luftdruck wirkt auf den Kolben 21, und dann, wenn die Antriebskraft des Kolbens 21 den Widerstand der Feder 22 übersteigt, werden der Kolben 21 und der Ventildruckstab 24 nach unten gedrückt, und wenn die Spitze des Ventildruckstabs 24 ein Ventil 34 der Öffnung für Flüssigkeiten des Flüssigkeitsreservoirs 9 nach unten drückt, dann werden die Öffnung für Flüssigkeiten 45 des Flüssigkeitsreservoirs und der Flüssigkeitsflusspfad 27 der Flüssigkeitseinzugsöffnung 43 gleichzeitig geöffnet, und die Flüssigkeit 59 innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs, die ein Flüssigkeitseinzugsrohr 58 innerhalb des Reservoirs passiert, wird von der Öffnung für Flüssigkeiten 45 des Flüssigkeitsreservoirs über die Flüssigkeitseinzugsöffnung 43 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten in ein Flüssigkeitszufuhrrohr 12 durch den Gasdruck innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs getrieben.
Das Flüssigkeitszufuhrrohr 12 führt zu dem Ort, wo die Flüssigkeit 59 verwendet wird. Wenn der Einzug der Flüssigkeit unterbrochen wird, wird die komprimierte Luft oberhalb des Kolbens an dem oberen Abschnitt des Ventildruckstabs freigegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kolben 21 durch die Antriebskraft der Feder 22 nach oben gedrückt, der Flüssigkeitsflusspfad 27 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten und das Ventil 34 der Öffnung für Flüssigkeiten des Flüssigkeitsreservoirs werden gleichzeitig geschlossen und der Einzug der Flüssigkeit wird unterbrochen.
Somit kann die Flüssigkeit 59 innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs nach Belieben zu den Orten befördert werden, wo die Flüssigkeit verwendet wird, indem der Kolben 21 an dem oberen Abschnitt des Ventildruckstabs nach oben und nach unten bewegt wird.
(4) Austausch des Flüssigkeitsreservoirs
Wenn die Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs zuneige geht, dann fließt das Gas zum Druckbeaufschlagen des Flüssigkeitsreservoirs in das Flüssigkeitszufuhrrohr 12. Das Flüssigkeitszufuhrrohr 12 ist mit einem Sensor 13 zum Detektieren des Vorhandenseins einer Flüssigkeit von außerhalb des Rohrs ausgestattet, und dann, wenn die Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitszufuhrrohrs zuneige geht, wird bestimmt, dass es keine Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsreservoir gibt, und das Flüssigkeitsreservoir 9 wird ausgetauscht. Wenn die Flüssigkeit 59 innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs zuneige geht, dann wird zunächst die Zufuhr des Gas 17 unterbrochen. Der Luftdruck oberhalb des Kolbens an dem oberen Abschnitt des Ventildruckstabs der Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten wird freigegeben, woraufhin das Ventil 34 der Öffnung für Flüssigkeiten und der Flüssigkeitsflusspfad 27 der Flüssigkeitseinzugöffnung gleichzeitig geschlossen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Gasdruck innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs immer noch aufrechterhalten. Daher wird ein Gasauslassventil 16 geöffnet, woraufhin das Gas innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs entweicht und der Druck innerhalb des Flüssigkeitsreservoirs sich dem Atmosphärendruck angleicht.
Anschließend wird der Luftdruckzylinder 1 in Z-Richtung der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten angehoben und die Verbindungseinrichtung 7 der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten wird von dem Endseitenabschnitt 8 des Flüssigkeitsreservoirs getrennt. Das leere Reservoir wird durch die separate Vorrichtung 10 zum Transportieren von Flüssigkeitsreservoiren von einer Position direkt unterhalb der Vorrichtung 11 zum Befördern von Flüssigkeiten transportiert und ein neues Flüssigkeitsreservoir 9, das mit einer Flüssigkeit angefüllt ist, wird von der Vorrichtung 10 zum Transportieren von Flüssigkeitsreservoiren zu einer Position direkt unterhalb der Vorrichtung zum Befördern von Flüssigkeiten 11 transportiert. Anschließend werden die Zentrierung, die Druckbeaufschlagung durch Gas und die Beförderung von Flüssigkeiten in der vorstehend beschriebenen Reihenfolge durchgeführt.
Somit ist es möglich, die notwendige Flüssigkeitsmenge zu dem Ort zuzuführen, wo die Flüssigkeit verwendet wird, indem die notwendige Anzahl von Flüssigkeitsreservoiren 9 bereitgestellt wird, die mit der Flüssigkeit gefüllt sind.
Anschließend wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der die Reservoirendseite und die Verbindungseinrichtungsendseite jeweils drei Öffnungen für Fluide aufweisen, wobei Bezug auf die 9 und 10 genommen wird.
9 zeigt ein Reservoir 71, das mit einem Reservoirendseitenabschnitt 72 mit drei Öffnungen für Fluide 77, 78, 79 bereitgestellt ist, um jeweils drei Fluide einzulassen und abzulassen, d.h. ein Gas 76 und zwei Flüssigkeiten 74, 75. Im Vergleich hierzu zeigt 10 eine Verbindungseinrichtung 73, die mit einer Verbindungseinrichtungsendseite bereitgestellt ist, die Öffnungen jeweils für Fluide 91, 92, 93 aufweist, die den Öffnungen für Fluide 77, 78, 79 der vorstehend erwähnten Reservoirendseite 72 entsprechen. Wenn die Öffnung für Fluide 78 der Reservoirendseite mit der Öffnung für Fluide 92 der Verbindungseinrichtungsendseite zentriert worden ist und an diese angeschlossen worden ist, werden ein geschlossener Durchgangsraum, der von dem kreisförmigen Flusspfad 94 ausgebildet wird, der den Öffnungen für Fluide 77, 91 gemein ist, sowie ein geschlossener Durchgangsraum, der aus dem kreisförmigen Flusspfad 95 ausgebildet wird, der den Öffnungen für Fluide 79, 93 gemein ist, automatisch ausgebildet, woraufhin der Durchgang eines Gases 76 und von Flüssigkeiten 74, 75 unabhängig voneinander erfolgen kann. Der Gasdruck innerhalb des Reservoirs nimmt zu, indem mittels Kraft das Gas 76 von der Leitung 80 zugeführt wird, flexible Behälter, die jeweils die Flüssigkeiten 74, 75 enthalten, mit Druck beaufschlagt werden und die Flüssigkeiten 74, 75 über die Leitungen 81 bzw. 82 abgelassen werden.
Somit kann sogar bei dem Durchgang von drei Fluiden jedes der Fluide ohne Weiteres durchgeleitet werden, indem die Mitte von lediglich einer Öffnung für Fluide der Verbindungseinrichtung mit der Mitte lediglich einer Öffnung für Fluide des Reservoirs ausgerichtet wird.
Gleichermaßen ist es im Fall des Durchgangs von vier oder mehr Fluiden möglich, jedes Fluid durchzuleiten, indem eine vergleichbare Verbindungseinrichtung und ein vergleichbares Verfahren verwendet wird.
Wie sich dies aus den vorstehenden Beschreibungen ergibt, trägt die vorliegende Erfindung zusätzlich zu der Vereinfachung und Automatisierung der Verbindung zwischen einem Reservoir und einer Leitung zu der Fabrikautomatisierung und der Verminderung manueller Arbeit bei, während Personenschäden aufgrund von Chemikalien usw. vermieden werden.

Claims

Verbindungseinrichtung (7), die zum Anschließen eines Reservoirs (9) geeignet ist, wobei das Reservoir an seiner Endseite (8) eine zentrale Reservoirfluidöffnung (45) aufweist, die im Wesentlichen in der Mitte der Endseite (8) des Reservoirs (9) angeordnet ist, sowie wenigstens eine nicht zentrale Reservoirfluidöffnung (46), um jeweils wenigstens zwei Fluide durch Leitungen (12) einzulassen und abzulassen und die jeweiligen Fluide durchzulassen, wobei die Verbindungseinrichtung (7) umfasst: wenigstens zwei Flusspfade (25, 26) für die jeweiligen Fluide in seinem Inneren, und an seiner Endseite eine zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43), die im Wesentlichen in der Mitte der Endseite der Verbindungseinrichtung (7) angeordnet ist, sowie wenigstens eine nicht zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42), die jeweils den Flusspfaden (25, 26) entsprechen, wobei die Verbindungseinrichtung (7) derart geformt ist, dass dann, wenn die Mitte der zentralen Reservoirfluidöffnung (45) mit der Mitte der zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43) ausgerichtet und verbunden ist, geschlossene Durchgangsräume, die aus kreisförmigen Flusspfaden bestehen, gemeinsam zwischen jeder der wenigstens einen nicht zentralen Reservoirfluidöffnung (46) und jeder der jeweiligen entsprechenden wenigstens einen nicht zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42) ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (7) ferner Sensoren (48, 49, 50, 51) für eine Ausrichtung der Mitten der Reservoirendseite und der Verbindungseinrichtungsendseite umfasst.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abstand bzw. die Abstände von der Mitte der zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43) zu der wenigstens einen nicht zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42) dem Abstand bzw. den Abständen von der Mitte der zentralen Reservoirfluidöffnung (45) zu der wenigstens einen nicht zentralen Reser voirfluidöffnung (46) entspricht bzw. entsprechen, und wobei dann, wenn die zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung und die zentrale Reservoirfluidöffnung (43, 45) miteinander verbunden werden, ein geschlossener Durchgangsraum bzw. geschlossene Durchgangsräume ausgebildet wird bzw. werden, die aus dem kreisförmigen Flusspfad bzw. den kreisförmigen Flusspfaden bestehen, der bzw. die die wenigstens eine nicht zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung und die wenigstens eine nicht zentrale Reservoirfluidöffnung (42, 46) auf dem konzentrischen Kreis bzw. auf den konzentrischen Kreisen enthält bzw. enthalten, dessen Mitte bzw. deren Mitten sich in der zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung und der zentralen Reservoirfluidöffnung (43, 45) befinden.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 2, umfassend eine zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43) und eine nicht zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42).
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43) und eine nicht zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42), wobei die Verbindungseinrichtung (7) derart geformt ist, dass dann, wenn die Mitte ausgerichtet ist und die zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung verbunden ist, wobei der Umfang der Verbindungseinrichtungsendseite abgedichtet ist, ein geschlossener Durchgangsraum gemeinsam zwischen der nicht zentralen Reservoirfluidöffnung (46) und der nicht zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42) der Verbindungseinrichtung (7) ausgebildet wird.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 4, umfassend ein Abdichtungselement (37) am Umfang ihrer Endseite sowie eine Form, die einen geschlossenen Durchgangsraum mittels des Abdichtungselements (37) ausbildet.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei das Abdichtungselement (37) ein O-Ring ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine Form zum Anpassen dessen zentraler Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43) an die zentrale Reservoirfluidöffnung (45).
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, umfassend einen O-Ring (36) am Umfang der zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43).
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Ventil bzw. Ventile bereitgestellt ist bzw. sind, um wenigstens eine Fluidöffnung (42, 43, 45, 46) in einem blockierten Zustand beizubehalten.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die kreisförmigen Flusspfade durch Fugen (44) bereitgestellt sind, die an der Verbindungseinrichtungsendseite, an der Reservoirendseite (8) oder sowohl an der Reservoirendseite als auch an der Verbindungseinrichtungsendseite bereitgestellt sind, um Abweichungen von der exakten Position zu ermöglichen.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensoren (48, 49, 50, 51) Luftsensoren sind.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43) eine Öffnung für Flüssigkeiten ist und die nicht zentrale Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42) eine Öffnung für Gas ist.
Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reservoirendseite (8) die Endseite eines Elements ist, das über Leitungen (58) mit dem Reservoir verbunden ist, die von dem Reservoir ausgehen.
Verfahren zum Verbinden eines Reservoirs (9), wobei das Reservoir an seiner Endseite (8) eine zentrale Reservoirfluidöffnung (45) aufweist, die im Wesentlichen in der Mitte der Endseite (8) des Reservoirs (9) angeordnet ist, sowie wenigstens eine nicht zentrale Reservoirfluidöffnung (46), um jeweils wenigstens zwei Fluide durch Leitungen (12) einzulassen und abzulassen, indem eine Verbindungseinrichtung (7) gemäß Anspruch 1 verwendet wird, sowie um jedes der jeweiligen Fluide durchzulassen, wobei durch ein Ausrichten der Mitte der zentralen Reservoirfluidöffnung (45) mit der Mitte der zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (43) und durch ein Verbinden derselben, geschlossene Durchgangsräume, die aus kreisförmigen Flusspfaden bestehen, gemeinsam zwischen jeder der wenigstens einen nicht zentralen Reservoirfluidöffnung (46) und jeder der jeweils entsprechenden wenigstens einen nicht zentralen Verbindungseinrichtungsfluidöffnung (42) ausgebildet werden und jedes Fluid jeweils durch die Räume durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Mitten durch Sensoren (48, 49, 50, 51) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Sensoren (48, 49, 50, 51) Luftsensoren sind.
Reservoir, umfassend eine Verbindungseinrichtung (7) nach Anspruch 1, wobei das Reservoir (9) an der Reservoirendseite (8) eine zentrale Reservoirfluidöffnung (45) umfasst, die im Wesentlichen in der Mitte der Endseite (8) des Reservoirs (9) angeordnet ist, sowie wenigstens eine nicht zentrale Reservoirfluidöffnung (46), um jeweils wenigstens zwei Fluide einzulassen und abzulassen.
Reservoir nach Anspruch 16, wobei ein Ventil bzw. Ventile (34, 35) bereitgestellt ist bzw. sind, um die zentrale Reservoirfluidöffnung (45) und die wenigstens eine nicht zentrale Reservoirfluidöffnung (46) in dem blockierten Zustand beizubehalten.
Reservoir nach Anspruch 16, umfassend eine zentrale Reservoirfluidöffnung (45) und eine nicht zentrale Reservoirfluidöffnung (46), ein Abdichtungselement, das die eine zentrale Reservoirfluidöffnung (45) und die eine nicht zentrale Reservoirfluidöffnung (46) umgibt, sowie eine Form, die geschlossene Durchgangsräume mittels des Abdichtungselements ausbildet.
Reservoir nach Anspruch 18, wobei das Abdichtungselement ein O-Ring ist.
Reservoir nach Anspruch 16, wobei die Reservoirendseite (8) die Endseite eines Elements ist, das über Leitungen (58), die von dem Reservoir ausgehen, mit dem Reservoir verbunden ist.