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Abfüllvorrichtung für Flüssigkeiten
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Die Erfindung betrifft eine Abfüllvorrichtung für Flüssigkeiten, die
bei einer manuellen Handhabung für ein wiederholtes Abfüllen bestimmter Teilmengen
der Flüssigkeit eingerichtet ist.
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Abfüllvorrichtungen der vorgenannten Art sind in einer Vielzahl unterschiedlicher
Ausführungsfoimen bekannt, unter welchen nur beispielsweise die von Ärzten benutzten
Spritzen genannt sein sollen. Die Handhabung solcher vergleichbar einfach ausgeführter
Spritzen ist indessen darin nachteilig, daß ihr maßgeblicher Füllraum nach jedem
Gebrauch neu nachgefüllt werden muß und es vergleichsweise schwierig ist, die mittels
eines Kolbens bewirkte Flüssigkeitsverdrängung aus diesem Füllraum in präzise dosierten
Teilmengen vorzunehmen, weil dafür allenfalls Meßmarken an der Zylinderwandung abgelesen
werden müssen und für den Kolben keine Begrenzungsanschläge für die Hubverstellung
zur Verfügung stehen. Auch ist der Füllraum solcher Spritzen nicht übermäßig groß
dimensioniert, so daß bei einem häufigen Gebrauch der Nachfüllvorgang entsprechend
häufig wiederholt werden muß.
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Es sind daneben komplizierter ausgeführte Abfüllvorrichtungen bekannt,
die es aufgrund eines vergleichbar größer dimensionierten Füllraumes erlauben, vorbestimmte
Teilmengen einer Flüssigkeit mit entsprechend vermehrten Wiederholungsraten abzufüllen.
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Beispiele solcher Abfüllvorrichtungen sind in den US-PS'en 3 191 807,
3 430 813, 3 730 398 und 3 741 444 beschrieben. Diese Abfüllvorrichtungen unfassen
in der Regel einen Kolben und ein erstes Einweg- bzw. Fückschlagventil, das für
eine dann stattfindende Flüssigkeitsströmung in eine Kammer eingerichtet ist, wenn
der Kolben unter der Wirkung einer Rückstellfeder in eine rückwärtige Ausgangslage
zurückgedrückt wird. Weiterhin ist bei diesen Abfüllvorrichtungen ein zweites Einweg-
bzw. Rückschlagventil vorgesehen, das bei der Betätigung des Kolbens entgegen der
Kraft seiner Rückstellfeder das Abfüllen einer Teilmenge der Flüssigkeit erlaubt,
die dabei über das eine Einweg- bzw. Rückschlagventil aus einer vergleichsweise
groß dimensionierten Vorratskammer abgezogen wird, die beispielsweise durch einen
flaschenförmigen Behälter bereitgestellt ist. Ein Nachteil dieser bekannten Abfüllvorrichtungen
ist hauptsächlich in einer größeren Unhandlichkeit derselben gegeben, wobei es insbesondere
Schwierigkeiten bereitet, kleiner dimensionierte Abfüllbehälter, wie Reangenzgläser,
an der maßgeblichen Abfüllöffnung der Abfüllvorrichtung anzuordnen, da sich diese
Abfüllöffnung an einer Stelle in der unmittelbaren Nähe des Vorratsbehälters befindet.
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Bei einer aus der US-PS 4 046 291 bekannten Abfüllvorrichtung, die
eine Ausbildung als Pipette aufweist, ist die in Teilmengen abzufüllende Flüssigkeit
resp. ein Reagenzmittel in einem eine rückwärtige Kammer bildenden Behältnis bevorratet,
das ein Bauteil der Vorrichtung bildet und einen gegen eine Rückstellfeder verschieblichen
Kolben umgibt. Der Kolben weist einen Verbindungskanal zwischen dieser rückwärtigen
Kammer und einer an seiner Stirnfläche vorgesehenen vorderen Kammer auf, die beide
über ein Einwegventil voneinander getrennt sind, das eine Flüssigkeitsströmung nur
aus der rückwärtigen Kammer in die vordere Kammer ermöglicht. Diese Abfüllvorrichtung
ist dabei so konstruiert, daß beim Loslassen des Betätigungsdruckes auf den Kolben
die Flüssigkeit aus der rückwärtigen Kammer in die vordere Kammer angezogen und
aus dieser herausgedrückt wird, sobald der Kolben wieder betätigt wird. Die vordere
Kammer wird folglich dann sofort wieder mit einer Teilmenge der Flüssigkeit nachgefüllt,
wenn die vorhergehend nachgefüllte Teilmenge bei der Betätigung des Kolbens über
eine Spitze eines rohrförmigen Körpers herausgedrückt worden ist, mit der ein weiteres
Einwegventil zusammenwirkt, das eine Flüssigkeitsströmung nur aus der vorderen Kammer
in Richtung der Spitze ermöglicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abfüllvorrichtung der
gemäß dieser US-PS 4 046 291 vorgezeichneten Gattung so weiterzubilden, daß sie
bei einer einfacheren Konstruktion leichter zu handhaben ist und eine vermehrte
Wiederholungsmöglichkeit zur Abgabe vorbestimmter Teilmengen der Flüssigkeit ergibt
bei gleichzeitiger Ermöglichung einer einfachen Nachfüllung, sobald die bevorratete
Menge der Flüssigkeit aufgebraucht ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß eine entsprechende
Abfüllvorrichtung mit einem rohrförmigen Körper versehen ist, dessen Hohlraum sich
zur Ausbildung einer Spitze an einem vorderen Ende verengt und in welchem ein Kolben
verschieblich ist, vor dessen Stirnfläche durch den Hohlraum des rohrförmigen Körpers
eine vordere Kammer gebildet ist, die über eine Axialbohrung des Kolbens mit einer
rückwärtigen, durch ein an dem Kolben befestigtes und gemeinsam mit diesem verschiebliches
Behältnis für eine Flüssigkeit gebildeten Kammer in Verbindung steht, wobei mit
der Axialbohrung des Kolbens ein erstes Einwegventil und mit der Spitze ein zweites
Einwegventil so zusammenwirken, daß über das eine Einwegventil eine Flüssigkeitsströmung
nur aus der hinteren in die vordere Kammer und über das weitere Einwegventil eine
Flüssigkeitsströmung nur aus der vorderen Kammer in Richtung der Spitze ermöglicht
wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist mit dem Kolben
eine liings der Außenfläche des rohrförmigen Körpers verschiebliche Hülse verbunden,
so daß bei einer ebenfalls bevorzugten Ausbildung der Spitze des rohrförmigen Körpers
für eine Abstützmöglichkeit durch die Füllöffnung eines Abfüllbehälters nur diese
Hülse mit der Hand zu erfassen und längs des rohrförmigen Körpers zu verschieben
ist, wenn dieser mit seiner Spitze auf den Abfüllbehälter aufgesetzt ist, womit
dann automatisch erreicht wird, daß durch den Kolben die in der vorderen Kammer
befindliche Teilmenge der Flüssigkeit über die Spitze zur Abfüllung in den Abfüllbehälter
kommen kann. Für die Betätigung des Kolbens ist damit kein Fingerdruck auszuübenund
gleichzeitig
kann die Abfüllvorrichtung mit nur einer Hand betätigt
werden, was ihre Handhabung wesentlich vereinfacht und auch eine sicherere Zentrierungsmöglichkeit
bezüglich des Abfüllbehälters ergibt, besonders wenn dieser kleiner dimensioniert
ist, wie es beispielsweise bei Reagenzgläsern der Fall ist. Die lösbare Befestigung
des beispielsweise aus einem flaschenförmigen Körper bestehenden Behältnisses an
dem Kolben ergibt außerdem eine entsprechend einfache Möglichkeit zur Nachfüllung,
indem es dazu nur erforderlich ist, ein leeres Behältnis gegen ein volles Behältnis
auszutauschen, wobei dieser Austausch dann leicht zu bewerkstelligen ist, wenn die
Hülse über ein Befestigungsstück an dem Kolben befestigt ist, das einen Schraub-
oder Schnappanschluß für das Behältnis aufweist.
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Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind
in den weiteren Ansprüchen erfaßt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt
durch eine erfindungsgemäße Abfüllvorrichtung für Flüssigkeiten gemäß einer ersten
Ausführungsform, wobei der Kolben in seiner rückwärtigen Relativlage gezeigt ist,
Fig.
2 die Abfüllvorrichtung gemäß Fig.1 mit einer Darstellung des Kolbens in seiner
vorgeschobenen Relativlage, Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Spitze der Abfüllvorrichtung
gemäß Fig.1 gemäß einer alternativen Ausführungsform und Fig. 4 einen Vertikalschnitt
durch eine Abfüllvorrichtung für Flüssigkeiten gemäß einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung.
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Die Abfüllvorrichtung für Flüssigkeiten gemäß den Fig.1 und 2 weist
einen rohrförmigen Körper 20 auf, dessen eine vordere Kammer 11 bildender Hohlraum
sich an einem vorderen Ende zu einer Spitze 21 verengt. In dem Hohlraum dieses rohrförmigen
Körpers ist ein Kolben 30 verschieblich, der in Fig.1 in seiner bezüglich des rohrförmigen
Körpers 20 rückwärtigen und in Fig.2 in seiner vorderen Relativlage gezeigt ist.
An dem rückwärtigen Ende des Kolbens 30 ist ein ringförmiges Befestigungsstück 40
befestigt, das alternativ auch mit dem Kolben 30 einstückig ausgebildet sein kann.
Das Befestigungsstück 40 weist an seinem einen Ende ein Innengewinde 41 und an seinem
anderen Ende ein AuBengewinde 42 auf. Das Innengewinde 41 erlaubt einen Schraubanschluß
eines eine hintere Kammer bildenden flaschenförmigen Körpers 110, an dessen Flaschenhals
112 ein komplementäres Außengewinde 111 ausgebildet ist. Der Schraubanschluß
ist
durch einen Dichtungsring 43 abgedichtet, der zwischen dem Flaschenhals 112 und
dem Befestigungsstück 40 verklemmt ist.
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Im Boden des flaschenförmigen Körpers 110 ist ein Belüftungsventil
115 angeordnet, das als ein elastisches Klappen- bzw.
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Lippenventil ausgebildet ist. Mit dem Außengewinde 42 des Befestigungsstückes
40 ist andererseits das eine Ende einer zu dem Kolben 30 und zu dem rohrförmigen
Körper 20 konzentrisch angeordneten Hülse 50 über ein komplementär ausgebildetes
Innengewinde 51 verschraubt, womit diese Hülse 50 gemeinsam mit dem Kolben 30 axial
verschieblich ist. Mit einem Innengewinde 52 am anderen Ende der Hülse 50 ist andererseits
ein Anschlagring 60 über ein komplementär ausgebildetes Außengewinde 61 verschraubt,
über den die Hülse 50 an der Außenfläche des rohrförmigen Körpers 20 geführt wird.
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In dem Kolben 30 ist eine Axialbohrung 31 ausgebildet, über welchen
die durch den flaschenförmigen Körper 110 geschaffene hintere Kammer mit der durch
den Hohlraum des rohrförmigen Körpers 20 geschaffenen vorderen Kammer 11 in Verbindung
steht.
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In die Axialbohrung 31 des Kolbens 30 ist ein Einwegventil 35 in der
Ausbildung eines elastischen Klappen- bzw. Lippenventils eingesetzt, das eine Flüssigkeitsströmung
nur aus der hinteren Kammer in die vordere Kammer zuläßt. Das Einwegventil 35 ist
in eine am vorderen Ende der Axialbohrung 31 ausgebildete Aussparung eingesetzt
und durch einen in diese Aussparung mit einem Preßsitz eingefügten Ring 36 gehalten.
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Ein weiteres Einwegventil 25 ist am vorderen Ende der vorderen Kammer
11 angeordnet und so ausgebildet, daß es eine Flüssigkeitsströmung nur aus der vorderen
Kammer 11 in Richtung der Spitze 21 erlaubt. Das Einwegventil 25 umfaßt einen Ventilkörper
26, der eine Axialbohrung 27 und eine Querbohrung 28 besitzt und von einer elastischen
Manschette 29 umgeben ist, durch welche die Querbohrung 28 normal verschlossen wird.
Durch die Manschette 29 wird die vordere Kammer 11 normal gegen die Spitze 21 abgedichtet,
jedoch wird ihr die Querbohrung 28 abdeckender Bereich dann von dem Ventilkörper
26 abgehoben, wenn die vordere Kammer 11 bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 30
unter Druck gesetzt und dabei dann die in dieser vorderen Kammer 11 bevorratete
Teilmenge der Flüssigkeit über die Axialbohrung 27 und die Querbohrung 28 verdrängt
wird. Die aus der Vorratskammer 11 verdrängte Flüssigkeit gelangt folglich zu der
Spitze 21, so daß sie in einen Abfüllbehälter 300 abgefüllt werden kann, an dem
die Spitze 21 des rohrförmigen Körpers 20 mittels eines Flansches 200 abstützbar
ist.
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Der Kolben 30 ist durch eine Feder 70 in seine rückwärtige Relativlage
vorgespannt, die zwischen dem Befestigungsstück 40 und einem eine Anschlagschulter
81 für den Anschlagring 60 bildenden Ringkörper 80 angeordnet ist, der an dem rohrförmigen
Körper 20 befestigt ist. Der Ringkörper 80 weist einen Innenflansch 82 auf, der
zur Halterung eines Dichtungsringes 83 ausgebildet ist, durch welchen der Kolben
30 gegen den rohrförmigen Körper 20 abgedichtet wird.
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Wenn sich der Kolben 30 in seiner bezüglich des rohrförmigen Körpers
20 rückwärtigen Relativlage gemäß Fig.1 befindet, so kann die über die Spitze 21
abzufüllende Teilmenge der Flüssigkeit aus dem flaschenförmigen Körper 110 über
die Axialbohrung 31 und das Einwegventil 35 in die vordere Kammer 11 einströmen.
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Die Einströmung wird dabei unterstützt durch das Belüftungsventil
115, über das der Atmosphärendruck auf die Flüssigkeit einwirkt. Ist die Abfüllvorrichtung
in der in Fig.1 gezeigten Weise über ihre Spitze 21 resp. den an dieser Spitze ausgebildeten
Flansch 200 auf den Rand des Abfüllbehälters 300 aufgesetzt und durch diesen abgestützt,
dann kann der Kolben 30 durch Erfassen der Hülse 50 und deren Verschiebung nach
unten entgegen der Kraft der Rückstellfeder 70 nach unten bewegt werden, wobei durch
seine Stirnfläche die in der vorderen Kammer 11 bevorratete Teilmenge der Flüssigkeit
über das Einwegventil 25 in den Abfüllbehälter 300 gedrückt wird. Ein Zurückströmen
der Flüssigkeit in die Axialbohrung 31 des Kolbens 30 wird dabei durch das Einwegventil
35 verhindert. In Fig.2 ist die niedergedrückte Relativlage des Kolbens 30 gezeigt,
in welcher dessen Stirnfläche an dem Ventilkörper 26 angeschlagen und die Rückstellfeder
70 am stärksten verkürzt ist. Wird die auf die Hülse 50 ausgeübte Betätigungskraft
aufgehoben, nachdem die gesamte, in der vorderen Kammer 11 bevorratete Teilmenge
der Flüssigkeit aus dieser in den Abfüllbehälter 300 verdrängt worden ist, dann
kann die Rückstellfeder 70 den Kolben 30 wieder in seine rückwärtige Relativlage
zurückdrücken, wobei es dann während dieses Rückwärtshubes zu einem Nachströmen
von Flüssigkeit aus dem flaschenförmigen Körper 110 über die Axialbohrung 31 des
Kolbens
30 und das Einwegventil 35 in die vordere Kammer 11 kommt.
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Während dieses Nachströmens bzw. Wiederauffüllens der vorderen Kammer
11 wird durch das andere Einwegventil 25 ein Eindringen von Luft in die vordere
Kammer 11 von der Spitze 21 her verhindert, die im übrigen auch die in Fig.3 gezeigte
alternative Ausführungsform haben kann, gemäß der ein der Abstützung an dem Abfüllbehälter
300 dienender Flansch 210 im wesentlichen axial ausgerichtet ist, während der Flansch
200 der Spitze 21 in der Ausführungsform gemäß den Fig.1 und 2 im wesentlichen radial
ausgerichtet ist. In beiden Fällen dient der an der Spitze 21 vorgesehene Flansch
200 bzw. 210 auch einer Zentrierung der Abfüllvorrichtung in bezug auf den Abfüllbehälter
300, um auf diese Weise eine entsprechend sichere Axialführung für den Kolben 30
zu ergeben. Gemäß einer weiteren Alternative kann noch vorgesehen sein, daß die
Spitze und/oder ein solcher Zentrierungsflansch als separate Bauteile des rohrförmigen
Körpers 20 ausgeführt sind, jedoch ist in der Regel die einstückige Ausbildung aus
Kostengründen und auch aus Gründen einer vereinfachten Zusammenbaumöglichkeit bevorzugt.
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Die Abfüllvorrichtung in der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig.4
weist eine gleiche Arbeitsweise auf wie die vorbeschriebene Abfüllvorrichtung. Unterschiedlich
ist die Ausbildung des Kolbens 30, der bei dieser Abfüllvorrichtung als ein im Durchmesser
klein dimensioniertes Rohr 430A ausgeführt ist, das an seinem vorderen Ende ein
im Durchmesser größer dimensioniertes Kopfteil 430B aufweist, über welches der Kolben
eine axiale Führung in dem rohrförmigen Körper 20 erfährt. Die der Hülse 50 entsprechende
Hülse 450 ist an ihrem einen Ende mit einem Befestigungsstück
407
verschraubt, an welchem das Rohr 430A unter Zwischenfügung eines Dichtungsringes
409 mittels eines Schraubteils 408 befestigt ist. An dem Schraubteil 408 ist das
eine Ende der Rückstellfeder 470 abgestützt, deren anderes Ende an einer ebenfalls
zur Führung des Kolbens 30 resp. des Rohres 430A ausgebildeten Abdeckscheibe 492
anliegt, die an einem oberen Ringflansch des rohrförmigen Körpers 20 befestigt ist.
Eine Distanzhülse 405 ist zwischen diesen oberen Ringflansch des rohrförmigen Körpers
20 und einen endseitigen Flansch der Hülse 450 eingefügt, um somit eine Hubbegrenzung
für den Kolben 30 zu erhalten. Im übrigen ist in dem Befestigungsstück 407 eine
Belüftungsbohrung 495 ausgebildet, die mit einem Belüftungsventil 496 zusammenwirkt,
so daß bei dieser Abfüllvorrichtung auf das Vorsehen eines besonderen Belüftungsventils
an dem flaschenförmigen Körper 410 verzichtet werden kann, der hierbei an einem
von dem Befestigungsstück 407 separat ausgeführten Kappenteil 406 gehalten wird.
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Die sichere Befestigung dieses Kappenteils 406 ist durch die Verschraubung
des Befestigungsstückes 407 mit der Hülse 450 gewährleistet.
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Die einzelnen Teile der Abfüllvorrichtung können mit wenigen Ausnahmen,
so beispielsweise mit Ausnahme der Rückstellfeder, der verschiedenen Dichtungsringe
und auch der Ventile, aus Kunststoff bestehen und in einem Gießverfahren hergestellt
sein, wobei es nicht zwingend ist, die Teile auch spanabhebend zu bearbeiten. Auch
andere Materialien, wie insbesondere rostfreier Stahl, können für diese Bauteile
in Frage kommen, wobei sich die Materialwahl hauptsächlich nach dem Verwendungszweck
einer derartigen Abfüllvorrichtung richtet.
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