EP1814671A2

EP1814671A2 - Koaxiales zuführsystem

Info

Publication number: EP1814671A2
Application number: EP05823659A
Authority: EP
Inventors: Eugen Malamutmann; Viktor Malamutmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2025-11-22
Also published as: CA2588462A1; ATE420731T1; RU2374005C2; DE102004056455B4; US20080191052A1; DE102004056455A1; EP1814671B1; WO2006056409A3; DE502005006497D1; US7699246B2; RU2007121791A; WO2006056409A2

Description

ZUFUHRSYSTEM

Die Erfindung betrifft ein Zufuhrsystem für Fluide, das insbesondere geeignet ist, ein Fluidgemisch zu einer Oberfläche abzugeben, gemäß dem Anspruch 1 und 8 und ein Verfahren zur Fluidabgabe gemäß dem Anspruch 26.

Es gibt eine Vielzahl von Fällen, bei denen eine Abgabe bzw. ein Sprühen eines Fluidgemisches auf einen Körper, eine Oberfläche in einen Raum usw. erforderlich ist, um einen gewünschten Effekt zu erzielen. Insbesondere sind hier der Bereich der Lackiertechnik, die medizinische Behandlung von Wunden mit diversen Behandlungsmedien, der Bereich der Klimatechnik, der Labortechnik für Chemie und/ oder Biologie, der Reinigungstechnik, in der

Brandbekämpfung oder in der Agrarwirtschaft eingesetzte Technik als Beispiele genannt.

Aus dem Stand der Technik sind hier Systeme mit einer Vielzahl von Schläuchen bekannt, durch die verschiedene Fluide zugeführt werden, um zuletzt in einer Mischvorrichtung vermischt und nach außen abgegeben zu werden.

Zum Beispiel ist in der EP 0 673 683 ein Luft- und

Flüssigkeitsschlauchsystem für eine Handspritzpistole offenbart. Bei diesem System sind ein Fluidschlauch und ein Luftschlauch mit dem Griff einer Farbsprühpistole verbunden.

Eine erfindungsgemäße Zufuhrvorrichtung für Fluide weist in einem Zufuhrstrang eine erste Kammer zum Zuführen eines ersten Fluids und eine zweite Kammer zum Zuführen eines zweiten Fluids auf. Die Kammern sind durch eine axiale Teilung des Zufuhrstrangs ausgebildet und liegen zueinander koaxial.

Insbesondere ist der Querschnitt der ersten Kammer in Form eines Kreises ausgebildet, während die zweite Kammer als Kreisringsegment ausgebildet sind. Bevorzugt ist der Mittelpunkt des Kreises mit dem Mittelpunkt des Kreissegments identisch.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung kann durch eine dritte Kammer oder weitere Kammern ein drittes bzw. weitere Fluide zugeführt werden. Insbesondere ist es auch möglich, eine der Kammern dazu vorzusehen, ein Fluid entgegen der allgemeinen Zufuhrrichtung abzuführen.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung kann ein Ende des Zufuhrstranges mit einem Anschlusselement versehen sein. Das Anschlusselement ist auf den Zufuhrstrang gepasst und dichtet dessen Inneres fluiddicht gegenüber der Umgebung ab. Außerdem weist das Anschlusselement äußere

Anschlussstutzen und innere Koppelelemente auf. Jeweils ein Anschlussstutzen ist einem Koppelelement zugeordnet und mit einer durch beide Bauteile gehenden Öffnung versehen. Die Koppelelemente sind entsprechend den Kammern ausgeführt und werden so in diese eingebracht, dass das Innere der Kammer fluiddicht gegenüber den anderen Kammern abgedichtet ist. Durch die Öffnungen werden die jeweiligen Fluide von außen in die Kammern des Zufuhrstrangs eingebracht bzw. ausgebracht.

Es ist ebenfalls möglich mindestens einen der Anschlussstutzen gekrümmt auszuführen, so dass die Mittelachse des Anschlussstutzens in einem beliebig wählbaren Winkel zu der Mittelachse des Anschlusselements liegt. Ein bevorzugter Winkel ist hier ein rechter Winkel. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann an dem anderen Ende des Zufuhrstrangs eine

Fluidabgabevorrichtung vorgesehen sein. Insbesondere kann diese Fluidabgabevorrichtung dadurch ausgebildet sein, dass in einem Endabschnitt des Zufuhrstrangs eine Vielzahl von Einspritzöffnungen in der die erste und die zweite Kammer trennenden Wand ausgebildet ist, um das in der ersten Kammer befindliche, mit Druck beaufschlagte Fluid in die zweite Kammer einzuspritzen. Eine Vielzahl von

Abgabeöffnungen ist in der die zweite Kammer von der Außenseite trennenden Wand ausgebildet, um das in der zweiten Kammer entstandene Fluidgemisch nach außen abzugeben.

Die Geometrie der jeweiligen Kammern kann dabei im Wesentlichen der Geometrie der Kammern in dem Zufuhrstrang entsprechen.

Insbesondere kann die Anzahl der Einspritzöffnungen der

Anzahl der Abgabeöffnungen entsprechen. Außerdem sind die Einspritzöffnungen mit den Abgabeöffnungen im Wesentlichen radial fluchtend ausgeführt.

Bevorzugt sind die Einspritzöffnungen kleiner ausgeführt als die Abgabeöffnungen. Es ist aber auch möglich, die Einspritzöffnungen mindestens gleich groß wie oder größer als die Abgabeöffnungen auszubilden.

Gemäß einem Gesichtspunkt liegt die Mittelachse der

Einspritz- und Abgabeöffnungen nicht rechtwinkelig zur Mittelachse der Zufuhr-/ Abgabevorrichtung sondern schräg dazu. Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung können die Einspritz- und Abgabeöffnungen mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, diese mit anderen Querschnittsformen oder mit einer Kombination aus verschiedenen Querschnittsformen auszubilden. Mögliche alternative Querschnittsformen sind z.B. als Kreis, elliptisch, oval, rechteckig, als Kreissegment, als Kreisringsegment oder als Stern ausgebildet.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann ein Verschlusselement vorgesehen sein, um das dem Zufuhrstrang abgewandte Ende der Fluidabgabevorrichtung fluiddicht zu schließen, so dass ein Fluid bzw. Fluidgemisch alleine durch die Abgabeöffnungen austreten kann. Insbesondere ist das Verschlusselement so beschaffen, dass ein Vorsprung die zweite Kammer fluiddicht gegenüber allen anderen Kammern abdichtet, während über einen Hohlraum in dem Verschlusselement eine Fluidverbindung der übrigen Kammern hergestellt ist. Es ist aber auch möglich, das

Verschlusselement mit mehreren Vorsprüngen derart auszubilden, dass alle Kammern gegeneinander fluiddicht abgeschlossen sind und eine Verbindung nur durch die Einspritzöffnungen zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer besteht.

Alternativ dazu ist es auch möglich sämtliche Kammern mittels dem Verschlusselement abzudichten und die Verbindung der einzelnen Kammern über mit Ventilen versehene Öffnungen herzustellen.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung sind die Kammern der Fluidabgabevorrichtung flächig ausgebildet, wobei die zweite Kammer schichtförmig an die erste Kammer angrenzt. In diesem Fall sind eigene Anschlüsse für jedes Fluid vorgesehen.

Zur Verbindung einzelner Zufuhrvorrichtungen oder von Zufuhrsträngen und Fluidabgabevorrichtungen können Verbindungsvorrichtungen vorgesehen sein. Die Verbindungsvorrichtung weist eine mit einem ersten und einem zweiten Rohrelement versehene Anschlusseinrichtung auf, und eine mit einem dritten Rohrelement und einem vierten Rohrelement versehene Stutzeneinrichtung. Dabei ist das erste Rohrelement mit dem dritten Rohrelement und das zweite Rohrelement mit dem vierten Rohrelement fluiddicht verbindbar.

Außerdem können ein innerer Randabschnitt bzw. ein äußerer Randabschnitt der fluiddicht verbindbaren Rohrelemente konisch ausgebildet sein, um durch das Zusammenstecken der jeweiligen Rohrelemente die fluiddichte Verbindung herzustellen.

Gemäß einem Gesichtspunkt ist das erste Rohrelement innerhalb des zweiten Rohrelements angeordnet, und das dritte Rohrelement ist innerhalb des vierten Rohrelements angeordnet.

Die Verbindungsvorrichtung kann an der Anschlusseinrichtung ein Hülsenelement aufweisen, auf dessen Innenfläche eine Vielzahl von Vorsprüngen ausgebildet sind, die bei hergestellter Verbindung mit auf einer Außenfläche der Stutzeneinrichtung ausgebildeten Aussparungen in Eingriff sind, um ein unbeabsichtigtes Trennen von Anschlusseinrichtung und Stutzeneinrichtung zu verhindern.

Außerdem können das erste und das zweite Rohrelement und/oder das dritte und vierte Rohrelement einstückig ausgebildet sein, wobei ein mit Öffnungen versehener Flanschabschnitt die beiden Rohrelemente verbindet. Zusätzlich können Verbindungswände zwischen Rohrelementen in der Anschlusseinrichtung und zwischen den Rohrelementen in der Stutzeneinrichtung vorgesehen sein, damit die Querschnittsgeometrie derjenigen von Zufuhrstrang bzw. Fluidabgabevorrichtung entspricht.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fluidabgabe zu einer Oberfläche wird ein erstes Fluid aus der ersten

Kammer durch die Einspritzöffnungen in ein zweites Fluid in der zweiten Kammer eingespritzt. Die vermischten Fluide werden dann durch die Abgabeöffnungen nach außen abgegeben.

Gemäß einem Gesichtspunkt kann ein drittes Fluid durch einen Hohlraum in dem Verschlusselement aus der dritten Kammer in die erste Kammer gelangen, um dann anstelle des ersten Fluids oder zusammen mit dem ersten Fluid in die zweite Kammer eingespritzt zu werden.

Insbesondere wird dies durch ein Steuergerät ermöglicht, das eine Pumpe steuert, welche die Fluide in den einzelnen Kammern einzeln über vorbestimmte Zeiträume mit Druck beaufschlagt, um in der Abgabevorrichtung das vorgesehene Fluidgemisch zu schaffen. Es ist möglich eine der Zahl der Kammern entsprechende Vielzahl von Fluiden mit Druck zu beaufschlagen, oder sogar einen Teil der Kammern mit Unterdruck zu beaufschlagen, um ein Fluidgemisch entgegen der allgemeinen Zufuhrrichtung zu der Pumpe anzusaugen.

Das Steuergerät kann bevorzugt als digitales Steuergerät ausgeführt sein. Dabei können verschiedene Arten von Vorrichtungen wie zum Beispiel eine Vakuumpumpe, eine Rollpumpe, eine Druckluftpumpe oder eine nach dem InkJet- Prinzip arbeitende Zufuhrvorrichtung mit dem Steuergerät kombiniert bzw. in dieses integriert sein.

Vorteilhaft können jeweils eine oder mehrere der oben genannten Vorrichtungen in Kombination miteinander, je nach Bedarf zusammengeschaltet oder alternativ verwendet werden.

Um zu Überprüfen, dass die einzelnen Drücke erreicht werden, wie vorgegeben ist, können für die einzelnen Kammern Sensoren vorgesehen sein. Durch die Sensoren erfasste Drücke können mittels einer elektronischen Regelung mit den entsprechenden Solldrücken verglichen werden und angepasst werden, falls sie abweichen.

Die aus der ersten Kammer in die zweiten Kammer eingespritzten Fluide sind insbesondere Flüssigkeiten, während das zweite Fluid in der zweiten Kammer ein Gas ist. Dadurch liegt das nach außen abgegebene Fluidgemisch als Nebel vor.

Das erfindungsgemäße Zufuhrsystem kann insbesondere in der Lackiertechnik, der medizinische Behandlung von Wunden mit diversen Behandlungsmedien, dem Bereich der Klimatechnik, der Labortechnik für Chemie und/ oder Biologie, der Reinigungstechnik, bei in der Brandbekämpfung oder in der Agrarwirtschaft eingesetzter Technik seine Anwendung finden.

Im Folgenden werden mit Bezug auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung genau beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 (a) bis l(i) Querschnittsansichten von verschiedenen Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Zufuhrvorrichtung in einem Bereich eines als Abgabevorrichtung ausgebildeten Endabschnitts;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Zufuhrvorrichtung in dem Bereich eines als

Abgabevorrichtung ausgebildeten Endabschnitts gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 eine längsgeschnittene Ansicht eines Abschnitts der Zufuhrvorrichtung aus Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht eines Abschnitts der Zufuhrvorrichtung aus Fig. 2;

Fig. 5 eine dreidimensionale Ansicht eines als Stöpsel ausgebildeten Verschlusselements gemäß der Erfindung von der einem Zufuhrstrang zugewandten Seite;

Fig. 6 eine Schnittansicht des Stöpsels aus Fig. 5;

Fig. 7 eine Draufsicht des Stöpsels aus Fig. 5 von der dem Zufuhrsträng zugewandten Seite;

Fig. 8 eine dreidimensionale Ansicht eines als Anschlussstöpsel ausgeführten Anschlusselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung von der dem Zufuhrstrang abgewandten Seite;

Fig. 9 eine dreidimensionale Ansicht des Anschlusselements der Fig. 8 von der dem Zufuhrstrang zugewandten Seite.

Fig: 10 eine entlang einer Symmetrieebene aufgeschnittene dreidimensionale Ansicht des Anschlusselements der Fig. 8 von der dem Zufuhrstrang zugewandten Seite. Fig. 11 eine Draufsicht des Anschlusselements der Fig. 8 von der dem Zufuhrstrang zugewandten Seite.

Fig. 12 eine Draufsicht eines als Anschlussstöpsel ausgeführten Anschlusselements gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 13 eine Schnittansicht des Anschlussstöpsels der Fig. 12;

Fig. 14 eine Draufsicht einer Abgabevorrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 15 (a) , 15 (b) und 15 (c) mögliche Querschnittsansichten der Abgabevorrichtung aus Fig. 14.

Fig. 16 eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Abgabevorrichtung, die der in Fig. 14 gezeigten Abgabevorrichtung mit Ausnahme der Form gleich ist.

Fig. 17 (a) , 17 (b) und 17 (c) mögliche Querschnittsansichten der Abgabevorrichtung aus Fig. 16.

Fig. 18 eine Längsschnittsansicht einer Vorrichtung zur Verbindung eines zweikanaligen Schlauchs.

Fig. 19 ein Diagramm zur Erläuterung einer Pumpensteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 20 eine Vergrößerung des mit "A" bezeichneten Ausschnitts aus Fig. 19.

Fig. 21 Diagramme zur Erläuterung verschiedener Arten der Pumpensteuerung. Fig. l(a) bis l(i) sind vergrößerte Querschnittsansichten eines als Zufuhrvorrichtung dienenden Schlauchs bzw. eines in einem Endabschnitt des Schlauches ausgebildeten und als Abgabevorrichtung dienenden Abgabekopfs, wobei im Folgenden der in Fig. 1 (a) und Fig. l(b) gezeigte Querschnitt als Beispiel beschrieben wird.

Innerhalb des Schlauchs sind drei sich koaxial ineinander erstreckende Kammern ausgebildet, wobei eine erste Kammer 1 von einer zweiten Kammer 3 und einer dritten Kammer 5 umgeben ist. In dem Abgabekopf wird eine Flüssigkeit durch in der Wand zwischen der ersten Kammer 1 und der zweiten Kammer 3 vorgesehene Einspritzöffnungen 11 aus der ersten Kammer 1 in ein in der zweiten Kammer 3 vorhandenes Gas eingespritzt. Das dabei entstehende Fluidgemisch wird danach durch in der Außenwand der Kammer 3 vorgesehene Abgabeöffnungen 13 aus der zweiten Kammer 3 nach außen abgegeben. Die Abgabeöffnungen 13 weisen einen größeren Durchmesser auf als die Einspritzöffnungen 11. Durch die sofortige Abgabe unter Druck nach außen entsteht aus dem Fluidgemisch ein Nebel.

Die Einspritzöffnungen 11 und Abgabeöffnungen 13 sind jeweils fluchtend ausgebildet und können in frei wählbaren Winkeln zueinander angeordnet sein, wie zB. aus Fig. 1 (b) ersichtlich ist. Dadurch kann der Nebel in einem dem durch die Einspritzöffnungen bzw. Abgabeöffnungen abgedeckten Winkel entsprechenden Winkelbereich abgegeben werden.

Fig. l(b) zeigt zusätzlich zu den drei Kammern 1, 3, 5 und den Einspritz- und Abgabeöffnungen 11, 13 eine Ansaugöffnung 15, durch die ein Fluidgemisch angesaugt und entgegen der allgemeinen Zufuhrrichtung durch die dritte Kammer 5 des Schlauchs vom Abgabekopf weg abgesaugt wird. Die Zufuhr der Fluide zu dem Abgabekopf bzw. das Ansaugen von dem Abgabekopf wird durch eine von einem digitalen Steuergerät gesteuerte Pumpe durchgeführt und später genauer erläutert.

Ein in der dritten Kammer 5 vorgesehener Stahldraht 7 dient als Verstärkung für den Schlauch bzw. den Äbgabekopf. Insbesondere ist es wegen des Stahldrahtes 7 auch möglich, dem Schlauch bzw. dem Abgabekopf eine vorbestimmte Form zu geben. Die gegebene Form wird dabei durch eine plastische Verformung des Stahldrahtes 7 beibehalten.

Verschiedene Beispiele für Anordnungen von Sprühwinkeln und Kammern sind außerdem aus den Fig. l(c) bis l(i) ■ ersichtlich, in denen gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, wie in Fig. 1 (a) und 1 (b) .

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Einspritz- und Abgabeöffnungen sind in den Fig. 1 (b) bis l(i) nicht durch Bezugszeichen kenntlich gemacht.

Fig. l(i) zeigt dabei ein Ausführungsbeispiel eines Abgabekopfs mit abwechselnd angeordneten Kammern 3 zur Fluidzufuhr und Kammern 5 zum Absaugen des Fluids bzw. Fluidgemisches. Die Durchmesser der Abgabeöffnungen, die in der Außenwand der Kammer 3 ausgebildet sind, sind dabei kleiner als die der Absaugöffnungen, die in der jeweiligen Außenwand der Kammern 5 ausgebildet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel aus Fig. l(i) findet eine Fluidzufuhr lediglich durch die äußeren Kammern 3 statt.

Bei allen in den Fig. l(a) bis l(i) gezeigten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, in den einzelnen Kammern 3 unterschiedliche Fluide zuzuführen. Fig. 2 bis 4 zeigen einen als Abgabekopf ausgeführten Teil einer Zufuhrvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der wesentliche Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Mittelachsen der Einspritzöffnungen 211 und der Abgabeöffnungen 213 nicht in einer Ebene rechtwinkelig zur Mittelachse des Abgabekopfes liegen, sondern schräg dazu angeordnet sind.

Aus Fig. 3 ist zu erkennen, dass die Mittelachsen der Einspritz- und Abgabeöffnungen 211, 213 jeweils fluchtend angeordnet sind.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Querschnitte der Öffnungen 211, 213 als Kreisringsegmente bzw. als rechteckige Schlitze ausgebildet.

Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Ansichten eines als Stöpsel 30 ausgeführten Verschlusselements. Der in der dreidimensionalen Ansicht der Fig. 5 gezeigte Stöpsel 30 ist für eine Abgabevorrichtung mit dem in Fig. l(f) oder

Fig. 1 (h) gezeigten Querschnitt vorgesehen. Der Stöpsel 30 besteht aus einem zylinderförmigen Mantel 33 mit einem konkav ausgebildeten Boden 35 und einem aus dem Boden ragenden Vorsprung 31. Der Innendurchmesser des Mantels 33 entspricht dabei dem Außendurchmesser des Schlauchs und schließt mit diesem fluiddicht ab.

Der Vorsprung 31 verjüngt sich ausgehend vom Boden. Durch das Aufbringen des Stöpsels 30 auf den Schlauch wird der Vorsprung 31 in die Kammer 3 eingebracht, um die Kammer 3 fluiddicht gegen die Kammern 1 und 5 derart abzudichten, dass eine Verbindung lediglich über die Einspritzöffnungen 11 besteht. Wie aus der Schnittansicht der Fig. 6 ersichtlich ist, verbleibt ein Raum zwischen dem Boden 35 und dem offenen Ende des Schlauchs, da der Boden 35 des Stöpsels 30 konkav ausgebildet ist. Aus diesem Grund besteht zwischen den Kammern 1 und 5 eine Fluidverbindung.

Fig. 7 ist eine Draufsicht des Stöpsels aus Fig. 6, der beispielsweise für einen Zufuhrstrang mit den in Fig. l(f) oder Fig. 1 (h) gezeigten Querschnitten vorgesehen ist.

Fig. 8 bis 11 zeigen einen als Anschlusselement ausgebildeten Anschlussstöpsel 20, der an dem der Abgabevorrichtung entgegengesetzten Ende des Zufuhrstrangs angebracht wird. Der in den Figuren 8 bis 11 gezeigte Anschlussstöpsel ist ebenfalls für einen Zufuhrstrang mit der in Fig. l(d) und l(e) gezeigten Querschnittsgeometrie vorgesehen.

Der Stöpsel 20 weist ebenfalls eine zylinderförmige Wand 22 und einen Boden 24 auf. Aus dem Boden ragen auf einer dem Zufuhrstrang abgewandten Seite (Außenseite) ein Anschlussstutzen 27 und eine Vielzahl von Anschlussstutzen 29. An die Anschlussstutzen 27, 29 werden nicht gezeigte Zuleitungen für Fluide angeschlossen.

Ein auf einer dem Zufuhrstrang zugewandten Seite (Innenseite) aus dem Boden ragender Vorsprung 21 ist dem einen Anschlussstutzen 27 zugeordnet und eine Vielzahl von auf der Innenseite aus dem Boden ragenden Vorsprüngen 25 sind jeweils einem Anschlussstutzen 29 zugeordnet. Durch jeden Anschlussstutzen 27, 29, den Boden und den jeweils zugeordneten Vorsprung 21, 25 sind als Durchtritte ausgeführte Kanäle 23, 24 ausgebildet. Die Vorsprünge 21, 25 verjüngen sich in Richtung der Innenseite und dienen als erfindungsgemäßes Koppelelement. Nachdem der Anschlussstöpsel 20 an dem einen Ende des Zufuhrstrangs angebracht wurde, wird der Vorsprung 21 in die Kammer 1 und die Vorsprünge 25 in die Kammer 3 bzw. die Kammern 5 eingeführt. Dadurch ist das Ende des

ZufuhrStrangs gegenüber der Umgebung derart abgedichtet, dass Fluide nur noch durch die Kanäle 23, 24 in die einzelnen Kammern 1, 3, 5 zu- oder abgeführt können, wie aus der aufgeschnittenen Ansicht der Fig. 10 und aus der Fig. 11 ersichtlich ist.

Fig. 12 und 13 zeigen eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für einen Anschlussstöpsel 20. Dieser Anschlussstöpsel 20 weist einen Anschlussstutzen 29 auf, der im Wesentlichen in einem rechten Winkel zur Mittelachse des Zufuhrsystems liegt. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Vorsprung 25 zum Einbringen in eine Kammer 3 einer erfindungsgemäßen Zufuhrvorrichtung vorgesehen, und durch den Kanal 24 wird ein Fluid in die Kammer 3 eingebracht.

Fig. 14, 15(a-c), 16 und 17 (a-c) zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel von Abgabeköpfen für unterschiedliche Medien, die mit Ausnahme der Form in der Draufsicht identisch ausgebildet sind. Der Abgabekopf weist zwei

Anschlüsse 105, 107, eine erste Kammer 101 und unter dieser eine zweite Kammer 103 auf. Über den ersten Anschluss 105 wird eine Flüssigkeit in die erste Kammer 101 zugeführt, während über den zweiten Anschluss 107 ein Gas direkt in die zweite Kammer 103 zugeführt wird.

In dem gesamten Bereich einer Innenwand zwischen der ersten Kammer 101 und der zweiten Kammer 103 ist ebenfalls eine Vielzahl von Einspritzöffnungen 111 ausgebildet, während in einer Außenwand der zweiten Kammer den Einspritzöffnungen 103 entsprechende Abgabeöffnungen 113 vorgesehen sind. Diese Abgabeöffnungen 113 weisen ebenfalls einen größeren Durchmesser auf als die Einspritzöffnungen 101. Durch eine bestimmte Wölbung der Außenwand und parallel dazu der Innenwand ist es möglich, gezielt einen Winkelbereich festzulegen, der einem durch den Abgabekopf gebildeten und abgegebenen Nebel ausgesetzt ist. Fig. 15(a-c) und 17 (a-c) zeigen beispielhafte Ausbildungen für konkave und konvex gewölbte, sowie für eben ausgebildete Wände.

Fig. 18 zeigt eine Verbindungsvorrichtung zur fluiddichten Verbindung von einem Schlauch mit zwei Kammern.

In einem Anschlussteil 40 sind ein inneres 41 und äußeres Rohrelement 43 durch einen mit Löchern 44 versehenen Flanschabschnitt 42 verbunden. Außerhalb des äußeren Rohrelements 43 ist ein Hülsenteil 45 als Sicherungselement vorgesehen. Auf der Innenfläche des Hülsenelements 45 sind Vorsprünge 47 ausgeführt.

Ein Stutzenteil 50 der Verbindungsvorrichtung weist ebenfalls ein inneres Rohrelement 51 und äußeres Rohrelement 53 auf, die mittels Positionierungsteilen 57 miteinander verbunden sind. Ein Abschnitt auf der Außenseite des Stutzenteils 50 ist mit Aussparungen 55 versehen, wobei die Vorsprünge 47 des Hülsenteils 45 bei einer hergestellten fluiddichten Verbindung mit diesen in Eingriff sind.

Die inneren Endflächen der Rohrelemente 41, 53, und die äußeren Endflächen der Rohrelemente 43, 51 sind konisch ausgebildet. Dadurch ist es durch einfaches ineinander Stecken der jeweiligen Rohrelemente möglich, eine fluiddichte Verbindung herzustellen, die durch das Hülsenteil vor einem unbeabsichtigten Lösen gesichert ist. Fig. 19 und 20 sind ein Diagramm bzw. ein Ausschnitt aus dem Diagramm zur Erläuterung der Funktion eines digitalen Steuergerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel, das mit einem erfindungsgemäßen Zufuhrsystem kombinierbar ist. In Fig. 19 bezeichnen Ml und M2 zwei verschiedene beispielhafte Möglichkeiten (Module) zum Steuern der Fluidzufuhr eines ZufuhrSystems mit drei Kammern 1, 3, 5, wie es zB. in Fig. 1 (b) gezeigt ist. "A" bezeichnet einen durch einen Kreis A gekennzeichneten detaillierten Ausschnitt des Diagramms, der in Fig. 20 vergrößert dargestellt ist.

Die mit Kl bezeichnete Kurve stellt den durch das Steuergerät geregelten Druckverlauf in der ersten Kammer 1 dar, durch die eine Flüssigkeit zugeführt wird. Gemäß dem Diagramm wird der Druck P in der ersten Kammer 1 zu einer Zeit ti auf einen Wert P_x erhöht und bis zu einer Zeit t₂ auf diesem Wert gehalten. Zur selben Zeit t₂ wird der Druck P in der zweiten Kammer auf einen Wert P₂ erhöht, um bei Erreichen einer Zeit t₃ wieder abgesenkt zu werden. Zu einer Zeit t_xo wird der Druck in der dritten Kammer verringert, sodass ein Unterdrück S entsteht. Dieser wird bis zu einem Zeitpunkt t_xi gehalten, um dann wieder auf P erhöht zu werden.

Durch diese Steuerung wird es möglich, die jeweiligen Fluide zu bestimmten Zeiten aus den einzelnen Kammern abzugeben, bzw. anzusaugen. Sowohl die Zeiten als auch die Drücke sind entsprechend den jeweiligen Anforderungen frei einstellbar. Z.B. können die Zeiten der zweiten Kammer und der dritten Kammer für die zweite Pumpe auf die mit t_x bzw. für die Ansaugpumpe auf die mit t_x+ oder t_x_ bezeichnete Zeit geändert werden. Eine vollständige Auflistung der in Fig. 19 und 20 verwendeten Symbole ist wie folgt:

Mi Modul 1 M₂ Modul 2

tWi Arbeitszeit Pumpe 1 tw₂ Arbeitszeit Pumpe 2

ti Startzeit Pumpe 1 t₂ Endzeit Pumpe 1 t₂ Startzeit Pumpe 2 t₃ Endzeit Pumpe 2

t_x Mögliche Verschiebung der Startzeit der Pumpe 2

Arbeitszeit Ansaugpumpe

tχθ Startzeit Ansaugpumpe tκl Endzeit Ansaugpumpe

St_x.

Mögliche Verschiebung der Start-/Endzeit der

St_xU

St_xl-

Ansaugpumpe

D₁ Verzögerung D₂ Verzögerung zwischen Zyklen

P Ausgangsdruck Pi Druckerhöhung Pumpe 1 P₂ Druckerhöhung Pumpe 2 S Druckverringerung Saugpumpe Ki Kammer 1

K₂ Kammer 2

K₃ Kammer 3

Aus dem Diagramm ist außerdem zu entnehmen, dass es auch möglich ist, einzelne Abgabezyklen vorzusehen, die durch einen Zeitraum D2 getrennt sind, in denen keine Pumpentätigkeit erfolgt. Innerhalb der einzelnen Abgabezyklen ist es ebenfalls möglich, einen VerzögerungsZeitraum Dl zwischen den einzelnen

Druckänderungen vorzusehen. Die Zeiträume Dl und D2 sind für jeden Zyklus frei einstellbar, bzw. kann Dl auch innerhalb eines Zyklus geändert werden.

Das digitale Steuergerät ermöglicht außerdem die Benutzung von mehreren unabhängigen Steuerkanälen. Mit jedem Kanal können verschiedene Vorrichtungen wie z.B. Rollenpumpen, Vakuumpumpen, Druckluftpumpen, nach dem Inkjet-Prinzip arbeitende Zufuhrvorrichtungen, elektromechanische Luftventile (Druckluft, Vakuum) , elektrische Relais oder elektrische Geräte (Sauger, Pumpen usw.) gesteuert werden. Dabei können die verschiedenen Vorrichtungen entsprechend dem Bedarf miteinander kombiniert werden, zusätzlich dazugeschaltet oder alternativ eingesetzt werden.

Für die einzelnen Kammern sind entsprechende Sensoren vorgesehen, die die in den Kammern vorliegenden Drücke erfassen. Eine Regelungsvorrichtung ist in der Lage, die erfassten Drücke mit den vorgegebenen Solldrücken zu vergleichen und im Falle einer Abweichung anzupassen.

Fig. 21 zeigt schematisch Diagramme zur Erläuterung verschiedener Beispiele von Steuermöglichkeiten, die mittels dem Steuergerät ausgeführt werden können. In Fig. 21 ist die Zeitachse weggelassen. In den jeweiligen Diagrammen A bis H entspricht die oberste Achse dem durch eine erste Druckpumpe für ein Fluid wie zB. eine Flüssigkeit erzeugten Drucks, der größer ist als der Ausgangsdruck P, und der zu den aus dem jeweiligen Diagramm ersichtlichen Zeiträumen in einer ersten Kammer eines erfindungsgemäßen Zufuhrsystems erzeugt wird. Die mittlere Achse in den Diagrammen A bis H entspricht dem durch eine zweite Druckpumpe für ein Fluid wie zB. ein Gas erzeugten Drucks, der ebenfalls größer ist als der Ausgangsdruck P, und der zu den aus dem jeweiligen Diagramm ersichtlichen

Zeiträumen in einer zweiten Kammer eines erfindungsgemäßen Zufuhrsystems erzeugt wird. Die jeweils unterste Achse der Diagramme A bis H entspricht dabei einem in einer dritten Kammer durch eine Vakuumpumpe zu den vorgegeben Zeiträumen erzeugten Unterdruck.

Das mit A bezeichnete Diagramm der Fig. 21 entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 20 vergrößert gezeigten Ausschnitt A aus Fig. 19. Gemäß dem Diagramm A werden beide Druckpumpen betrieben um in den jeweiligen Kammern zu den vorgegebenen Zeiträumen Druck zu erzeugen. Außerdem ist eine Vakuumpumpe zum Herstellen eines Unterdrucks in der dritten Kammer in den vorgegebenen Zeiträumen dazugeschaltet.

Das mit B bezeichnete Diagramm der Fig. 21 zeigt den Betrieb von zwei miteinander und mit einer Vakuumpumpe zusammengeschalteten Druckpumpen, die jeweils im selben Zeitraum betrieben werden.

Wie aus den mit C bis H bezeichneten Diagrammen aus Fig. 21 zu erkennen ist, ist es mittels dem Steuergerät vorteilhaft auch möglich, einzelne Pumpen wegzuschalten. Bei dem Diagrammen C wird lediglich der Betrieb der ersten Druckpumpe für eine Flüssigkeit zusammen mit einer Vakuumpumpe zum Herstellen eines Unterdrucks gezeigt. Gemäß dem Diagramm D werden lediglich die beiden Druckpumpen für Flüssigkeit und Gas betrieben, während die Vakuumpumpe nicht dazugeschaltet wird. Das Diagramm E zeigt den Betrieb der zweiten Druckpumpe für Gas, die mit der Vakuumpumpe zusammengeschaltet ist. Die Diagramme F bis H zeigen den Betrieb von lediglich einer Pumpe. Diese sind im Diagramm F die erste Druckpumpe, im Diagramm G die zweite Druckpumpe und im Diagramm H die Vakuumpumpe.

Das Steuergerät ermöglicht es, die jeweiligen Geräte in einem Zeitintervall von 1 s bis 24 h ein- bzw. auszuschalten, wobei zwischen den einzelnen Zyklen Pausen von 1 s bis 23 h 59 min 59 s möglich sind.

Das Steuergerät kann direkt oder flexibel über einen PC programmiert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Zufuhrvorrichtung für Fluide, mit einem aus einer ersten Kammer (1) zum Zuführen eines ersten Fluids und einer zweiten Kammer (3) zum Zuführen eines zweiten Fluids bestehenden Fluidzufuhrstrang.

2. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (1) und die zweite Kammer (3) durch die axiale Teilung des Fluidzufuhrstrangs ausgebildet sind.

3. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (1, 3) koaxial ausgebildet sind.

4. Zufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der ersten Kammer (1) die Form eines Kreises aufweist, und der Querschnitt der zweiten Kammer (3) die Form eines Kreisringsegments aufweist.

5. Zufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine dritte Kammer (5) ein Fluidgemisch entgegen der Zufuhrrichtung abgeführt wird.

6. Zufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Zufuhrstrangs mit einem Anschlusselement (20) versehen ist, um durch dieses die jeweiligen Fluide in die entsprechenden Kammern zuzuführen.

7. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement äußere Anschlussstutzen (27, 29) zum Anschließen von äußeren Zuleitungen aufweist, und innere Koppelelemente (21, 25) aufweist, die dichtend in die jeweiligen Kammern (1, 3, 5) einführbar sind, wobei das jeweilige Fluid durch einen durch den jeweilige Anschlussstutzen (27, 29) , einen Boden (26) und das entsprechende Koppelelement (21, 25) geführten Durchtritt (23, 24) in die entsprechende Kammer (1, 3, 5) zugeführt wird.

8. Fluidabgabevorrichtung, insbesondere als Endelement einer Zufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zum Zuführen eines Fluidgemisches zu einer dem Fluid auszusetzenden Fläche, mit einer ersten Kammer (1; 101) zum Abgeben eines ersten Fluids in eine zweite Kammer (3; 103) mit einem zweiten Fluid, die mindestens eine Öffnung (13; 113; 213) zur Abgabe des in der zweiten Kammer (3; 103) entstehenden Fluidgemisches zu der Fläche aufweist.

9. Fluidabgabevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kammern (1, 3; 101, 103) eine Vielzahl von Einspritzöffnungen (11; 111; 211) sowie zwischen der zweiten Kammer (3; 103) und der Außenseite eine Vielzahl von Abgabeöffnungen (13; 113; 213) ausgebildet sind.

10. Fluidabgabevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzöffnungen (11; 111; 211) kleiner sind als die Abgabeöffnungen (13; 113; 213) .

11. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzöffnungen (11; 111; 211) und die Abgabeöffnungen (13; 113; 213) im Wesentlichen radial fluchtend ausgebildet sind.

12. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der Einspritzöffnungen (11, 211) und Abgabeöffnungen (13, 213) in einem Winkel von 0° bis 90°, bevorzugt im Wesentlichen 90° oder 60° oder 45° oder 30° zu der Mittelachse der Abgabevorrichtung liegen, wobei jeweils eine Einspritzöffnung (11, 211) mit einer Abgabeöffnung (13, 213) fluchtend ausgebildet ist.

13. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Einspritz- (11; 111; 211) und Abgabeöffnungen (13; 113; 213) kreisförmig oder rechteckig oder oval oder elliptisch oder als Kreissegment oder als Kreisringsegment oder sternförmig ausgebildet ist.

14. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (1; 101) und die zweite Kammer (3; 103) durch die axiale Teilung eines Fluidzufuhrstrangs ausgebildet sind.

15. Fluidabgabevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (1, 3; 101, 103) koaxial ausgebildet sind.

16. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder

15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der ersten Kammer (1) die Form eines Kreises aufweist, und der Querschnitt der zweiten Kammer (3) die Form eines Kreisringsegments aufweist.

17. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer dritten Kammer (5) und der Außenseite eine Vielzahl von Ansaugöffnungen (15) vorgesehen ist, um durch diese dritte Kammer (5) ein Fluidgemisch anzusaugen und entgegen der Zufuhrrichtung abzuführen.

18. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende mittels einem

Verschlusselement (30) verschließbar ist.

19. Fluidabgabevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerer Vorsprung (31) des Verschlusselements (30) eine Kammer (3) gegenüber der ersten und dritten Kammern (1, 5) abdichtet, während die ersten und dritten Kammern (1, 5) über einen Hohlraum des Verschlusselements (30) derart in Verbindung sind, dass ein Fluid aus einer Kammer (5) in die erste Kammer (1) treten kann.

20. Fluidabgabevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (1, 3, 5) durch das Verschlusselement gegeneinander abgedichtet sind wobei zwischen einer dritten Kammer (5) und der ersten Kammer (1) eine- durch ein Ventil schließbare Verbindung hergestellt ist, damit das Fluid aus der dritten Kammer (5) in die erste Kammer (1) treten kann.

21. Fluidabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kammern (101, 103; 201, 203) flächig ausgebildet sind, und die zweite Kammer (103; 203) schichtförmig an die erste Kammer (101; 201) angrenzt.

22. Verbindungsvorrichtung, insbesondere zum Verbinden einer Zufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer ein erstes Rohrelement (41) und ein zweites Rohrelement (43) aufweisenden Anschlusseinrichtung (40) und einer ein drittes Rohrelement (51) und ein viertes Rohrelement (53) aufweisenden Stutzeneinrichtung (50), wobei das erste Rohrelement (41) mit dem dritten Rohrelement (51) und das zweite Rohrelement (43) mit dem vierten Rohrelement (53) fluiddicht verbindbar sind.

23. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerer Randabschnitt bzw. ein äußerer Randabschnitt der jeweils fluiddicht verbindbaren Rohrelemente (41, 51, 43, 53) konisch ausgebildet sind, wobei eine fluiddichte Verbindung durch das Zusammenstecken der jeweiligen Rohrelemente (41, 51, 43, 53) hergestellt ist.

24. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rohrelement (41) innerhalb des zweiten Rohrelements (43) angeordnet ist und das dritte Rohrelement (51) innerhalb des vierten Rohrelements (53) angeordnet ist.

25. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusseinrichtung ein Hülsenelement (45) aufweist, wobei auf einer Innenfläche des Hülsenelements (45) eine Vielzahl Vorsprünge (47) ausgebildet sind, die bei hergestellter Verbindung mit auf einer Außenfläche der Stutzeneinrichtung (50) ausgebildeten Aussparungen (55) in Eingriff sind, um ein Lösen der Verbindung zu verhindern.

26. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten beiden

Rohrelemente (41, 43) einstückig ausgebildet sind, wobei das erste Rohrelement (41) mittels einem Öffnungen (44) aufweisendem Flanschabschnitt (42) mit dem zweiten Rohrelement (43) verbunden und zentriert positioniert ist.

27. Verbindungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Rohrelement (53) mittels mit dem vierten Rohrelement (53) verbundenen Positionierungselementen (57) zentriert positioniert ist.

28. Verfahren zum Zuführen eines Fluidgemisches zu einer Oberfläche, wobei ein erstes Fluid aus einer ersten Kammer (1; 101; 201) in ein zweites Fluid in einer zweiten Kammer (3; 103; 203) eingespritzt wird, und das dabei entstehende Fluidgemisch anschließend aus der zweiten Kammer (3; 103; 203) nach außen abgegeben wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Fluid aus einer dritten Kammer (5) in die erste Kammer (1) tritt, um anstelle des ersten Fluids in die zweite Kammer (3) eingespritzt zu werden.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide in den Kammern (1, 3, 5) einzeln über vorbestimmte Zeiträume mit Druck beaufschlagt werden, um ein vorbestimmtes Fluidgemisch auszubilden.

31. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Kammer (5) ein Unterdruck erzeugt wird, um über diese ein Fluidgemisch abzusaugen.

32. Verfahren nach Anspruch 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid eine Flüssigkeit ist, und das zweite Fluid ein Gas ist.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit derart in das Gas eingespritzt wird, dass dabei ein Nebel entsteht.