DE29613191U1 - Selbsttätig umschaltende Kolben-/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische Dosiervorrichtungen - Google Patents
Selbsttätig umschaltende Kolben-/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische DosiervorrichtungenInfo
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Description
&iacgr;.
Selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung,
insbesondere für volumetrische Dosiervorrichtungen
insbesondere für volumetrische Dosiervorrichtungen
Die Erfindung betrifft eine selbsttätig umschaltende
Kolben/Zylinderantriebsanordnung. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Linearantriebsanordnung für volumetrische Dosiervorrichtungen.
Volumetrische Dosiervorrichtungen dienen dazu, ein Additiv oder dgl. mit einer bestimmten dosierten Menge in ein
Hauptfluid einzugegen, um ein Gemisch mit bestimmten vorteilhaften Eigenschaften zu erhalten. Obschon die
Erfindung hierauf nicht beschränkt ist, handelt es sich bei Haupt- und Additivfluiden zumeist um Flüssigkeiten, jedoch
können auch gasförmige Medium in Frage kommen. Die Erfindung ermöglicht es, das Hauptfluid zugleich als Druckfluid zur
Beaufschlagung der Kolben/Zylinderantriebsanordnung zu
verwenden.
Zum Stand der Technik kann insbesondere auf die EP-B-161 614
verwiesen werden. Die darin beschriebene Kolben/Zylinderantriebsanordnung
zum Antrieb einer volumetrischen Dosiervorrichtung zeichnet sich durch eine Vielzahl von
Aufbauteilen mit komplexer Konfiguration und komplexer gegenseitiger Zuordnung aus, wodurch nicht nur die
Lebensdauer, sondern auch die Funktionalität der bekannten Anordnung in Frage gestellt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in der Betriebszuverlässigkeit verbesserte Kolben/Zylinderantriebsanordnung
für Dosiervorrichtungen oder dgl. mit einer verringerten Anzahl an Aufbauteilen zu schaffen, die sich mit
vergleichsweise geringem Aufwand bei der Fertigung und Montage bereitstellen und einfach warten lässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf den Anspruch 1 verwiesen. Ein besonderes Konstruktionsmerkmal der erfindungsgemässen
Kolben/Zylinderantriebsanordnung ist der hydromechanische
Umschaltmechanismus in Gestalt eines in einem Hauptkolben integrierten Steuerkolbens. Beide Kolbenelemente haben einen
vergleichsweise einfachen Aufbau und können ohne grössere Ansprüche an die einzuhaltenden Toleranzen gefertigt,
montiert und gewartet werden. Wegen des grundsätzlich robusten Aufbaues der Kolben/Zylinderantriebsanordnung ist
eine lange Lebensdauer gesichert. Obschon die Aufbauteile der Kolben/Zylinderantriebsanordnung aus einer Vielzahl von
geeigneten Materialien einschliesslich metallischen Materialien gebildet sein können, werden bevorzugt
Kunststoffmaterialien eingesetzt, die sich in preisgünstiger
Weise durch Spritzgiessen verarbeiten lassen. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform
und der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in längsgeschnittener Ansicht eine erfindungsgemäss aufgebaute
selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung und eine davon angetriebene volumetrische Dosiervorrichtung.
Obschon die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit dem Antrieb einer volumetrischen Dosiervorrichtung beschrieben
wird, ist sie auf dieses Anwendungsgebiet nicht beschränkt.
• · ■
j · jj;
Vielmehr kann die Erfindung vorteilhaft ebenfalls bei anderen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, bei denen als
Energiequelle ein Druckfluid für die Schaffung einer hin- und hergehenden linearen Antriebskraft mit selbsttätiger
Umschaltfunktion zum Einsatz kommen soll.
Die selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach der Erfindung trägt in der Zeichnung das allgemeine
Bezugszeichen 10 und umfasst ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1, in dem ein Hauptkolben 2 axial hin-
und herbeweglich aufgenommen ist. Der Hauptkolben 2 unterteilt das Innere des Zylindergehäuses 1 in einen ersten
oder oberen und zweiten oder unteren Kammerbereich 3 bzw. 4. Eine Einlassöffnung 5, die über eine im Gehäuse 1 vorgesehene
Verbindungspassage 6 mit einem Fluideinlasstutzen 7 in Verbindung steht, durchsetzt die Wand des Gehäuses 1 und
ermöglicht es, ein Druckfluid, z.B. Wasser, in den zweiten Kammerbereich 4 einzuführen, um den Hauptkolben 2 mit dem
Druck des Druckfluides zu beaufschlagen.
An einer zentralen Stelle einer domartigen Abschlusswand 11 des Zylindergehäuses 1 ist eine Auslassöffnung 8 vorgesehen,
die den ersten Kammerbereich 3 über gehäuseseitige Verbindungspassagen 9, 9' mit einem Fluidauslasstutzen 15
verbindet. Ein Abschnitt der Verbindungspassagen 9, 9' ist
zwischen der Abschlusswand 11 und einer davon in Abstand gehaltenen weiteren domartigen Deckelwand 12 gebildet, die,
wie bei 12' angedeutet ist, am Zylindergehäuse 1 entfernbar befestigt sein kann.
Wie aus der Zeichnung erkennbar ist, sind der Hauptkolben 2 und die radiale Abmessung der damit zusammenwirkenden
Innenwand des Zylindergehäuses 1 so ausgebildet, dass die Druckwirkfläche des Hauptkolbens 2, die dem ersten
• *
Kammerbereich 3 ausgesetzt ist, um ein geeignetes Mass
grosser als die Druckwirkfläche ist, die dem zweiten
Kammerbereich 4 ausgesetzt ist. Z.B. kann das Verhältnis der dem ersten Kammerbereich 3 ausgesetzten Druckwirkfläche des
Hauptkolbens 2 zu der dem zweiten Kammerbereich 4 ausgesetzten Druckwirkfläche 1: etwa 1,5 betragen, ohne dass
die Erfindung auf ein derartiges spezielles Flächenverhältnxs des Hauptkolbens 2 beschränkt ist.
An der dem ersten Kammerbereich 3 zugewandten Seite des Hauptkolbens 2 ist ein rohrförmiges Führungselement 13 in
geeigneter Weise, z.B. durch Schrauben, befestigt, welches ein offenes und ein im wesentlichen geschlossenes Ende hat
und sich in Bewegungsrichtung des Hauptkolbens 2 erstreckt. Seitens seines offenen Endes ist in dem rohrförmigen
Führungselement 13 ein rohrförmiges Stempelelement 14 teleskopartig beweglich eingesetzt. Das Stempelelement 14
trägt an seinem aus dem Führungselement 13 axial herausragenden Endbereich eine Dichtplatte 17 mit Mitteln zum
Verschliessen der Auslassöffnung 8 in der domförmigen
Abschlusswand 11 des Zylindergehäuses 1 und weist am anderen im Führungselement 13 aufgenommenen Endbereich eine Schulter
auf, auf der sich eine im Stempelelement 14 aufgenommene Vorspannfeder 21 einerends abstützt. Das andere Ende der
Vorspannfeder 21 steht mit einem Anschlag oder Stift 26 in Eingriff, der am Führungselement 13 befestigt ist und durch
ein axial sich erstreckendes Langloch 15 im Stempelelement 14 in dessen Inneres ragt, so dass die Vorspannfeder 21 damit in
Eingriff kommen kann. Die Vorspannfeder 21 dient dazu, das Stempelelement 14 mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen,
die dieses relativ zum rohrförmigen Führungselement 13 in eine Richtung weg von der Auslassöffnung 8 bewegen will.
Die Dichtplatte 17 umfasst einen Dichtzapfen 19, der in die Auslassöffnung 8 dichtend eingreifen kann, sowie einen dazu
konzentrisch angeordneten Dichtring 18 in Gestalt z.B. eines O-Ringes mit grösseren umfänglichen Abmessungen als die des
Dichtzapfens 19 bzw. der Auslassöffnung 8. Der Dichtring 18 kann daher mit einer um der Auslassöffnung 8 vorgesehenen
Dichtfläche der Abschlusswand 11 in dichtendem Eingriff treten, wenn sich das Stempelelement 14 in der in der
Zeichnung gezeigten Schliessposition befindet. In der Schliessposition des Stempelelementes 14 ist zwischen der
Dichtplatte 17 und der Dichtfläche der Abschlusswand 11 ein Spalt 20 vorgesehen, der durch die Dichtungsmittel 18 und 19
gegenüber dem ersten Kammerbereich 3 abgedichtet ist, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird.
In einer unteren Bodenwand 22 des rohrförmigen Führungselementes 13 können ein oder mehrere axiale
Durchgangsbohrungen 23 vorgesehen sein, die zu einer entsprechenden Anzahl an vom unteren Ende des
Stempelelementes 14 abstehenden Vorsprüngen 25 ausgerichtet sind, so dass die Vorsprünge 25 bei einer Bewegung des
Stempelelementes 14 in Richtung auf den Hauptkolben 2 durch die Durchgangsbohrungen 23 hindurchgeführt werden können,
worauf nachfolgend ebenfalls noch näher eingegangen wird.
Wie dargestellt, ist im Hauptkolben 2 ein Steuerkolben 3 0 axial hin- und herbeweglich aufgenommen. Der Steuerkolben 3 0
und die ihn aufnehmende Zylinderfläche im Hauptkolben 2 sind so ausgebildet, dass der Steuerkolben 3 0 eine dem ersten
Kammerbereich 3 zugewandte Druckwirkfläche hat, die grosser
als die dem zweiten Kammerbereich 4 zugewandte Druckwirkfläche ist. Insbesondere ist ferner das Verhältnis
der dem ersten Kammerbereich 3 zugewandten Druckwirkfläche des Steuerkolbens 3 0 zu der dem zweiten Kammerbereich 4
zugewandten Druckwirkfläche grosser als das betreffende
Verhältnis der Druckwirkflächen des Hauptkolbens 2. Z.B. kann das Flächenverhältnis des Steuerkolbens 3 0 1: etwa 1,7 bei
einem Flächenverhältnis des Hauptkolbens 2 von 1: etwa 1,5 betragen. Die Erfindung ist auf derartige Zahlenwerte jedoch
nicht beschränkt. Andererseits ist der Durchmesser des Steuerkolbens 3 0 um ein geeignetes Mass kleiner als der des
Hauptkolbens 2, so dass die unter den Fluiddrücken in den Kammerbereichen 3 und 4 auf den Hauptkolben 2 einwirkenden
Kräfte grosser als die auf den Steuerkolben 30 einwirkenden Kräfte sind.
Der Steuerkolben 3 0 enthält eine zentrale axiale Durchlassöffnung 32, die die dem ersten Kammerbereich 3
zugewandte Seite des Steuerkolbens 3 0 mit der dem zweiten Kammerbereich 4 zugewandten Seite verbindet. An der Bodenwand
22 des rohrförmigen Führungselementes 13 ist ein Dichtring 24, z.B. in Gestalt eines O-Ringes vorgesehen, der bei einer
entsprechenden axialen Stellung des Steuerkolbens 3 0 relativ zum Hauptkolben 2 mit einer Dichtfläche 31 längs des Umfanges
der Durchlassöffnung 32 am Steuerkolben 30 in Eingriff treten kann, um ein Verbindung der Durchlassöffnung 32 mit dem
ersten Kammerbereich 3 zu verschliessen.
Eine Vorspannfeder 33 ist vorgesehen, die sich einerends an
einer Schulter des Hauptkolbens 2 und anderenends an einer Schulter des Steuerkolbens 3 0 abstützt, um den Steuerkolben
30 in eine Richtung vorzuspannen, bei der eine dichtende Eingriffnahme zwischen dem Dichtring 24 des rohrförmigen
Führungselementes 13 und der Dichtfläche 31 des Steuerkolbens 3 0 zustande kommt.
Die Durchlassweite der Öffnung 3 2 des Steuerkolbens 3 0 kann durch ein im Hauptkolben 2 axial beweglich aufgenommenes
kolbenförmiges Dämpfungsglied 34 um ein geeignetes Mass verringert werden. Das Dämpfungsglied 34 enthält eine axiale
Durchgangspassage mit verengtem Querschnitt und weist einen zapfenförmigen Ansatz 35 auf, der in die Öffnung 32 des
Steuerkolbens 30 eingreifen kann. Das Dämpfungsglied 34 trägt ferner ein stiftförmiges Anschlagelement 36. Eine
Vorspannfeder 37 stützt sich einerends an einem Bund des Anschlagelementes 36 und anderenends an einer Schulterfläche
des Hauptkolbens 2 ab, um das Dämpfungsglied 34 mit einer Vorspannkraft zu beaufschlagen, die den zapfenförmigen Ansatz
35 des Dämpfungsgliedes 34 ausser Eingriff mit der Öffnung 32 im Steuerkolben 3 0 bewegen will. Dagegen kann das
Anschlagelement 36 mit seinem freien Ende in Anlage mit einer Schulterfläche 3 8 an einer unteren Endwand 39 des
Zylindergehäuses 1 treten, um die axiale Bewegung des Dämpfungsgliedes 34 relativ zum Hauptkolben 2 zu begrenzen.
Am Hauptkolben 2 ist in geeigneter Weise eine Kolbenstange 40 befestigt, die die untere Endwand 3 9 des Zylindergehäuses 1
axial durchsetzt und dagegen in geeigneter Weise abgedichtet ist.
Die volumetrische Dosiervorrichtung, die das allgemeine Bezugszeichen 50 trägt, umfasst ein zylindrisches Gehäuse 51,
das mit der selbstumschaltenden
Kolben/Zylinderantriebsanordnung 10, z.B. durch eine Schraubverbindung, lösbar verbunden werden kann. In axialem
Abstand zu der Endwand 3 9 des Zylindergehäuses 1 kann im zylindrischen Gehäuse 51 eine Trennwand 41 dichtend
angeordnet sein, durch die sich die Kolbenstange 40 hindurch erstreckt und die die volumetrische Dosiervorrichtung 50
gegenüber der Kolben/Zylinderantriebsanordnung 10 hermetisch
abdichtet bzw. räumlich abtrennt.
Im zylindrischen Gehäuse 51 ist ein napfförmiges
Dosiergehäuse 52 dichtend angeordnet, in dem ein Dosierkolben 56 hin- und herbeweglich aufgenommen ist. Der Dosierkolben 56
unterteilt das Innere des Dosiergehäuses 52 in eine Saugkammer 55 und eine Ausstosskammer 61. Die Saugkammer 55
ist über ein Absperrventil 54 mit einer Einlassöffnung 53 für ein zu dosierendes Fluid verbunden. Das Absperrventil 54
verhindert eine Strömung des Fluids aus der Saugkammer 55 in die Einlassöffnung 53, während es eine Strömung in
umgekehrter Richtung ermöglicht.
Ein Basisteil 57 des Dosierkolbens 56 ist mit der Kolbenstange 40 der Kolben/Zylinderantriebsanordnung fest
verbunden, so dass er die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 40 mitmacht. Der Basisteil 57 umfasst eine
ringförmige Dichtfläche, die mit einer ebensolchen Dichtfläche an einem begrenzt axial beweglich auf dem
Basisteil 57 angeordneten Kolbenteil 58 während eines Hubbewegungsabschnittes des Dosierkolben 56 in Eingriff
treten kann. Der Kolbenteil 58 umfasst eine Umfangsdichtung
59, z.B. Lippendichtung, die den Kolbenteil 58 gegenüber der Wand des Dosiergehäuses 52 abdichtet. Im Kolbenteil 58 sind
ein oder mehrere Duchgangsöffnungen 60 vorgesehen, welche eine Verbindung zwischen der Saugkammer 55 und der
Ausstosskammer 61 schaffen, wenn die zusammenwirkenden Dichtflächen des Kolbenteiles 58 und des Basisteiles 57
während eines anderen Abschnittes der Hubbewegung ausser dichtendem Eingriff miteinander stehen. Mit der
Ausstosskammer 61 ist ein Dosierfluidauslass 62 verbunden.
Auf dem Gehäuse 51 kann eine Einstellhülse 63 axial beweglich angeordnet z.B. aufgeschraubt sein. Die Einstellhülse 63
steht in Verbindung mit dem Dosierzylinder 52, um dessen
axiale Lage in Bezug auf das Gehäuse 51 verändern und damit die Position einstellen zu können, bis zu der sich der
Dosierkolben 56 in den Dosierzylinder 52 maximal hineinerstrecken kann. Auf diese Weise wird das Volumen der
Saugkammer 55 und damit die Menge an bei jedem Hub der Kolben/Zylinderantriebsanordnung 10 dosierter Fluidmenge
bestimmt.
Die, wie vorbeschrieben, aufgebaute Kolben/Zylinderantriebsanordnung
mit Dosiervorrichtung arbeitet wie folgt.
Ausgehend von einer in der Zeichnung nicht gezeigten Ausgangsposition des Hauptkolbens 2, bei der die
Auslassöffnung 8 des ersten Kammerbereiches 3 geöffnet ist, so dass der erste Kammerbereich 3 mit dem Fluidauslasstutzen
15 in Verbindung steht, wird über den Fluideinlass 5 ein Druckfluid in den zweiten Kammerbereich 4 eingeführt und
dadurch der Hauptkolben 2 mit einer Kraft beaufschlagt, die
ihn nach oben in Richtung auf die Auslassöffnung 8 bewegt. Durch die Kraft der Vorspannfeder 3 3 wird der Steuerkolben 3 0
während dieser anfänglichen Hubbewegung des Hauptkolbens 2 in dichtendem Eingriff mit dem Dichtring 24 des rohrförmigen
Führungselementes 13 gehalten, so dass die Durchlassöffnung 32 des Steuerkolbens 30 verschlossen ist.
Sobald die Auslassöffnung 8 im Zuge der weiteren
Aufwärtsbewegung des Hauptkolbens 2 zunächst durch den Dichtzapfen 19 und dann durch den Dichtring 18 an der
Dichtplatte 17 des Stempelelementes 14 verschlossen wird, wird mit der Aufwärtsbewegung des Hauptkolbens 2 unter seiner
fortgesetzten Beaufschlagung mit dem im zweiten Kammerbereich
4 herrschenden Fluiddruck im ersten Kammerbereich 3 ebenfalls ein Fluiddruck aufgebaut.
Sobald der Fluiddruck im ersten Kammerbereich 3 einen Wert erreicht hat, bei dem infolge des vorerwähnten
Flächenverhältnisses die auf den Steuerkolben 30 seitens des ersten Kammerbereiches 3 ausgeübten Kräfte grosser als
diejenigen werden, die seitens des zweiten Kammerbereiches 4 auf den Steuerkolben 3 0 ausgeübt werden, wird der
Steuerkolben 3 0 gegen die Kraft der Vorspannfeder 33 aus dem Eingriff mit dem Dichtring 24 des Stempelelementes 14 bewegt
und dadurch die Durchlassöffnung 32 freigegeben, so dass zwischen dem ersten und zweiten Kammerbereich 3, 4 ein
Druckausgleich stattfinden kann.
Der Spalt 2 0 zwischen der Dichtplatte 17 und der benachbarten Dichtfläche der Abschlusswand 11 stellt eine ungehinderte
Bewegung der Dichtplatte 17 unter dem Einfluss darauf wirkender Kräfte, wie der Vorspannkraft der Vorspannfeder 21,
sicher.
Die Vorsprünge 25 am Stempelelement 14 unterstützen die Öffnungsbewegung des Steuerkolbens 30, indem sie eine
Zwangsverschiebung des Steuerkolbens 3 0 bewirken, wenn der Druck im ersten Kammerbeeich 3 alleine nicht ausreichen
sollte, um den Steuerkolben 3 0 in die Öffnungsrichtung zu
verschieben, wie dies insbesondere bei anfänglicher Inbetriebnahme der Kolben/Zylinderantriebsanordnung aufgrund
von Lufteinschlüssen und dgl. der Fall sein kann.
Da die Druckwirkfläche des Hauptkolbens 2, die dem ersten
Kammerbereich 3 ausgesetzt ist, grosser als diejenige ist, die dem zweiten Kammerbereich 4 ausgesetzt ist, bewegt sich
der Hauptkolben 2 bei ausgeglichenen Drücken in den Kammerbereichen 3 und 4 nach unten, d.h. in eine Richtung weg
von der Auslassöffnung 8. Wegen des auf die Dichtplatte 17
wirkenden Druckes im ersten Kammerbereich 2 verbleiben der
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Dichtzapfen 19 und der Dichtring 18 zunächst jedoch weiterhin in der dichtenden Position, d.h. das Stempelelement 14 wird
bei der Abwärtsbwegung des Hauptkolbens 2 zunächst nur aus
dem Führungselement 13 herausgezogen. Dabei wird die Vorspannfeder 21 zunehmend entsprechend der Abmessung des
Langloches 15 gespannt. Mit der Eingriffnähme des Stiftes 16 mit dem unteren axialen Ende des Langloches 15 wird die
Bewegung des Hauptkolbens 2 mit der des Stempelelementes 14 verknüpft, so dass der Dichtzapfen 19 zusammen mit der
Dichtplatte 17 und dem Dichtring 18 nach unten weg aus ihrer dichtenden Beziehung zur Auslassöffnung 8 bewegt werden.
Dabei kommt in zeitlicher Folge zunächst die Dichtplatte 17 mit dem Dichtring 18 in einen annähernd kräfteausgeglichenen
Zustand, während der Dichtzapfen 19 aufgrund seiner grösseren axialen Abmessung weiterhin im Bereich der Auslassöffnung 8
verbleibt und diese verschliesst. Die Vorspannkraft der Vorspannfeder 21 wirkt andererseits dann nurmehr auf den
Dichtzapfen 19, da die druckbedingte Zuhaltekraft auf die Dichtplatte 17 im wesentlichen weggefallen ist. Die
Vorspannkraft der Feder 21 ist so bemessen, dass sie unter den genannten Umständen das Stempelelement 13 rasch weg von
der Auslassöffnung 8 nach unten bewegen und damit den Dichtzapfen 19 ausser dichtendem Eingriff mit der
Auslassöffnung 8 bringen kann. Infolge des- dadurch bedingten Druckverlustes im ersten Kammerbereich 3 wird die
Durchlassöffnung 32 im Steuerkolben 3 0 wieder geschlossen und beginnt ein erneuter Hubzyklus des Steuerkolbens 2 nach oben
in Richtung auf die Auslassöffnung 8. Dabei wird ein Teil des
im ersten Kammerbereich 3 aus dem vorhergehenden Hubzyklus angesammelten Druckfluides über die Auslassöffnung 8 an den
Fluidauslasstutzen 15 ausgestossen.
Zum Ende der nach unten gerichteten Hubbewegung des Hauptkolbens 2 kommt das Anschlagelement 3 6 des
Dämpfungsgliedes 34 in Eingriff mit der Schulterfläche 3 8 der
Gehäuseendwand 39 und wird dadurch der zapfenförmige Ansatz
35 entgegen der Kraft der Vorspannfeder 3 7 in die Auslassöffnung 32 des Steuerkolbens 3 0 eingeführt, um die
Durchlassweite der Auslassöffnung 32 vorübergehend um ein geeignetes Mass auf die Durchlassweite der Durchgangspassage
im Dämpfungsglied 34 zu verringern. Dadurch wird erreicht, dass der Hauptkolben 2 stetig seine untere Endlage durchläuft
und eine harmonische Hubbewegung des Hauptkolbens 2 sichergestellt ist. Bei der aufwärtsgerichteten Bewegung des
Hauptkolbens 2 kommt das Anschlagelement 3 6 des Dämpfungsgliedes 34 wieder ausser Eingriff mit der
Anschlagfläche 38, so dass das Dämpfungsglied 34 unter der
Kraft der Vorspannfeder 3 7 ausser Eingriff mit der Durchlassöffnung 32 des Steuerkolbens 3 0 gebracht wird.
Die durch den vorbeschriebenen Arbeitsablauf erzeugte hin- und hergehenden Bewegung der mit dem Hauptkolben 2
verbundenen Kolbenstange 40 überträgt sich auf den Dorsierkolben 55 der Dosiereinrichtung. Der Dosierkolben 55
erfährt daher eine ebensolche Hin- und Herbewegung im Dosiergehäuse 52, wodurch das an der Einlassöffnung 53
anstehende Fluid über das Absperrventil 54 in die Saugkammer 55 gezogen und während des nachfolgenden Umkehrhubes des
Dosierkolbens 57 aus der Saugkammer 55 in die Ausstosskammer 61 überführt wird. Im übrigen ist die Wirkungsweise der
Dosiervorrichtung dem Fachmann bekannt, so dass hierauf nicht näher eingegangen werden braucht.
Obschon bei der vorausgehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Öffnungsbewegung des
Stempelelementes 14 durch die Vorspannfeder 21 unterstützt wird, könnte anstelle davon auch eine reine Zwangsmitnahme
des Stempelelementes durch das Führungslement 13 bzw. den
Hauptkolben 2 vorgesehen sein. Ferner ist die Anordnung des Dämpfungsgliedes 34 nicht obligatorisch. Als bevorzugte
Materialien für die Mehrzahl der Aufbauteile der Kolben/Zylinderantriebsanordnung sowie der Dosiervorrichtung
kommen insbesondere geeignete Kunststoffmaterialien in Betracht, die sich im Spritzgiessverfahren verarbeiten
lassen. Andere sich dem Fachmann anhand der gegebenen Lehre anbietende Modifikationen an den Aufbauteilen der
Kolben/Zylinderantriebsanordnung sowie der Dosiervorrichtung sind durch die Erfindung umfasst. Gegenstand der Erfindung
ist ferner, obschon in den Ansprüchen nicht ausdrücklich erwähnt, die Kombination einer Kolben/Zylinderantriebsanordnung
der vorgenannten Art mit einer Dosiervorrichtung mit dem vorgenannten Aufbau.
Claims (6)
1. Selbsttätig umschaltende Kolben/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische
Dosiervorrichtungen, bestehend aus
1.1 einer in einer Zylindereinrichtung (1) hin- und herbeweglich angeordneten Hauptkolbeneinrichtung (2) ,
die das Innere der Zylindereinrichtung in einen ersten und zweiten Kammerbereich (3,4) unterteilt, wobei
1.2 die dem ersten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche
der Hauptkolbeneinrichtung grosser als die dem zweiten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche ist,
1.3 einem Einlass (5) zum Einführen eines Druckfluides in den zweiten Kammerbereich,
1.4 einer mit dem ersten Kammerbereich in Verbindung stehenden Auslassöffnung (8) der Zylindereinrichtung,
1.5 einer von der Hauptkolbeneinrichtung relativbeweglich gehaltenen Schliess/Freigabeeinrichtung (14-19) zum
Schliessen und Freigeben der Auslassöffnung, die während eines Teiles der Hubbewegung der
Hauptkolbeneinrichtung in der Schliesstellung und während eines restlichen Teiles der Hubbewegung, bei
der die Bewegung der Schliess/Freigabeeinrichtung mit der der Hauptkolbeneinrichtung gekoppelt ist, in der
Freigabestellung gehalten ist,
1.6 einer in der Hauptkolbeneinrichtung hin- und herbeweglich aufgenommenen Steuerkolbeneinrichtung
(30) , deren dem ersten Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche grosser als die dem zweiten
Kammerbereich zugewandte Druckwirkfläche ist, wobei
1.7 das Verhältnis der dem ersten Kammerbereich zugewandten Druckwirkfläche zu der dem zweiten Kammerbereich
zugewandten Druckwirkfläche der Steuerkolbeneinrichtung grosser als das betreffende Verhältnis der
Druckwirkflächen der Hauptkolbeneinrichtung ist,
die Steuerkolbeneinrichtung eine den ersten Kammerbereich mit dem zweiten Kammerbereich verbindende
Durchlasspassage (32) aufweist, und
zwischen der Haupt- und Steuerkolbeneinrichtung zusammenwirkende Dichtungsmittel (24,31) zur Abdichtung
der Durchlasspassage vorgesehen sind, welche ausser dichtendem Eingriff miteinander bringbar sind, wenn
P1Zp2 a A2/A1 ist, mit P1 = Druck in der ersten Kammer,
P2 = Druck in der zweiten Kammer, A2 = der zweiten
Kammer ausgesetzte Druckwirkfläche der Steuerkolbeneinrichtung, A1 = der ersten Kammer ausgesetzte
Druckwirkfläche der Steuerkolbeneinrichtung, und
1.8 einem mit der Hauptkolbeneinrichtung verbundenen Kraftübertragungselement (40) zur Übertragung der
Bewegung der Hauptkolbeneinrichtung auf die anzutreibende Vorrichtung.
2. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (34) zur Verengung des
Strömungsquerschnittes der Durchlasspassage (32) der
Steuerkolbeneinrichtung (3 0) wenigstens während des restlichen Teiles der Hubbewegung der Hauptkolbeneinrichtung
(2) .
3. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der
Hauptkolbeneinrichtung (2) und der Schliess/Freigabeeinrichtung (14-19) eine Vorspannfeder (21)
angeordnet ist, um die Schliess/Freigabeeinrichtung in Richtung auf die Hauptkolbeneinrichtung zu beaufschlagen.
4. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 1, 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliess/Freigabeeinrichtung (14-19) ein in einem
rohrförmigen Führungselement (13) der Hauptkolbeneinrichtung
(2) längsverschieblich aufgenommenes Stempelelement (14) mit
einem an einem seiner axialen Enden vorgesehenen Dichtzapfen
(19) zur dichtenden Eingriffnähme mit der Auslassöffnung (8)
der Zylindereinrichtung (1) umfasst.
5. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass in Abstand umfänglich des Dichtzapfens (19) eine weitere Dichtungseinrichtung (18) zur
Eingriffnähme mit einem umfänglich der Auslassöffnung (8)
vorgesehenen Wandbereich der Zylindereinrichtung (1) vorgesehen ist.
6. Kolben/Zylinderantriebsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Distanzelemente (25) am Stempelelement
(14) zur Eingriffnahme mit der Steuerkolbeneinrichtung (30),
um zwischen dem Stempelelement und der Steuerkolbeneinrichtung einen bestimmten Mindestabstand
einzuhalten.
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DE29613191U DE29613191U1 (de) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | Selbsttätig umschaltende Kolben-/Zylinderantriebsanordnung, insbesondere für volumetrische Dosiervorrichtungen |
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