DE69724616T2

DE69724616T2 - Flüssigkeitsspender und sein herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69724616T2
Application number: DE69724616T
Authority: DE
Inventors: Theodor Fessel; Siegfried Graf; Hans Graf
Original assignee: Poulten and Graf GmbH
Current assignee: Poulten and Graf GmbH
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2017-06-25
Also published as: DE29710012U1; EP1318387A3; AU3436497A; DE69724616D1; DE69733289T2; EP0907879B1; ES2206728T3; ATE249028T1; EP1560002A3; EP1318387A2; TW400253B; ATE295529T1; EP0907879A1; DE69733289D1; EP1560002A2; ES2243818T3; WO1997049974A1; EP1318387B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsdispenser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsdispensers.
Ein Flüssigkeitsdispenser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der EP-A-0 542 241 bekannt.
Aus der DE 43 34 750 ist auch ein Flüssigkeitsdispenser zum Dosieren von Flüssigkeiten aus einem Vorratsbehälter bekannt, welcher mit einer Einstellvorrichtung versehen ist, durch welche die jeweils abzugebende Fördermenge fortschreitend präzise einstellbar ist. Über diese Einstelleinrichtung wird die Hublänge eines in einem Förder- oder Dosierzylinder gleitbar aufgenommenen Förderkolbens eingestellt. Der Förder- oder Dosierzylinder ist aus einem gegen das zu fördernde Medium resistenten Glaswerkstoff gefertigt. Der Förder- oder Dosierzylinder ist im Bereich seiner Außenfläche mit einer Meßskala versehen.
Der Förderzylinder ist in einen Ventilblock eingesetzt, der ein Einlass- und ein Auslassventil aufweist, in den ein Auslass- oder Abgaberohr eingeschraubt ist.
Aus der US-A-4 225 063 ist es bekannt, eine Spritzgießtechnologie zu verwenden, um Teile einer Sprühpumpenanordnung zu bilden.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Flüssigkeitsdispenser der eingangs genannten Art in einer Weise zu verbessern, dass dieser Dispenser eine präzise Förderung und Dosierung der Flüssigkeit, die ausgespendet werden soll, gestattet, und eine unkomplizierte und kostengünstige Gestaltung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Flüssigkeitsdispenser mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Durch einen solchen Dispenser wird es auf vorteilhafte Weise möglich, den Herstellungs- und Montageaufwand eines derartigen Flüssigkeitsdispensers erheblich zu verringern und auf zuverlässige Weise sicherzustellen, dass der Förder- oder Dosierzylinder in abdichtender und mechanisch einwandfreier Weise unverlierbar mit dem Ventilblock verbunden ist.
Vorzugsweise wird die hohe Förder- und Dosierpräzision des Flüssigkeitsdispensers dadurch gewährleistet, dass der Förder- oder Dosierzylinder ein Glaszylinder, vorzugsweise Präzisions-Quarzglaszylinder, ist. Die ist eine vorteilhafte Möglichkeit, empfindliche bzw. aggressive Medien auf zuverlässige Weise zu fördern. Aufgrund der besonders hohen Oberflächenqualität der Innenwandung des Glaszylinders wird ferner eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Förderkolben und dem Glaszylinder gewährleistet. Zudem ermöglicht ein derartiger Glaszylinder eine besonders leichtgängige Bewegung des Förderkolbens. Dieser Kolben ist vorzugsweise ein Glaskolben oder ein zumindest partiell und gegebenenfalls unter Ausbildung einer oder mehrere Dichtlippen mit einer PTFE-Ummantelung versehener Glaskoben. Gegebenenfalls ist es auch möglich, den Förder- oder Dosierzylinder aus einem Keramikmaterial, insbesondere aus einem duroplastischen Kunststoffmaterial, oder auch aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial mit hohem Schmelzpunkt zu fertigen.
Vorzugsweise besteht der Ventilblock aus chemikalienbeständigem Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen. Ein aus einem derartigen Werkstoff gebildeter Ventilblock zeichnet sich durch eine besonders hohe chemische Beständigkeit aus. Er wird vorzugsweise über einem drehbar an dem Ventilblock gelagerten Adapter (vorzugsweise ebenfalls aus Polypropylen) auf das Gefäß aufgesetzt. Die einstückige Gestaltung von Ventilblock und Förderzylinder wird vorzugsweise dadurch realisiert, dass der Glaszylinder von einem mit dem Ventilblock integral einstückigen Schutzrohr aus Kunststoff, vorzugsweise chemikalienbeständigem Kunststoff, insbesondere Polypropylen, umgeben ist. Dadurch wird auf besonders günstige Weise zum einen der Förder- oder Dosierzylinder vor mechanischer Beschädigung geschützt und im Falle von Glasbruch Absplitterungen verhindert. In vorteilhafter Weise ist das Schutzrohr derart ausgebildet, dass dieses mit der Außenwandung des Förderzylinders in fest anhaftender Weise verbunden ist, d. h. zu einem untrennbaren Verbundkörper gestaltet ist. Dadurch wird im Falle einer Beschädigung des Glaszylinders eine Ablösung etwaiger Splitter von dem Schutzrohr ausgeschlossen und bei Wahrung aller Präzisions- und Medienbeständigkeitskriterien eine überraschend kostengünstige Fabrikation ermöglicht.
Alternativ kann anstelle des Glaszylinders auch ein Keramikzylinder oder ein hochchemikalienbeständiger Kunststoffzylinder verwendet werden.
Vorzugsweise ist der Glaszylinder in das Schutzrohr durch eine Spritzgießtechnik eingebettet. D. h., der innige Materialverbund zwischen Glaszylinder und umgehenden Schutzrohr (das einstückig mit dem Ventilblock ist) wird durch Umspritzen des Glaszylinders in einer Form erreicht.
Dadurch ergibt sich eine besonders zuverlässige Befestigung des Zylinders in dem Schutzrohr und an dem Ventilblock. Zudem ergibt sich auf fertigungstechnisch besonders günstige Weise eine ideale Abdichtung zwischen Glaszylinder und Ventilblock.
Eine bei der integralen Ausbildung von Schutzrohr und Ventilblock vorteilhafte Ausführungsform des Flüssigkeitsdispensers ist dadurch gegeben, dass der Ventilblock in Skelettkonstruktion mit beabstandeten Stegen, die durch Ausnehmungen getrennt sind, ausgeführt ist. Durch eine derartige Ausführungsform des Ventilblocks lässt sich der erfindungsgemäße Flüssigkeitsdispenser besonders materialsparend und mit hoher Steifigkeit herstellen. Insbesondere bei einer Fertigung des Ventilblocks im Rahmen eines Kunststoffspritzvorganges ergeben sich erhebliche Vorteile durch weitgehende einheitliche Wandstärken im Ventilblock. Überdies lassen sich bei einer derartigen Skelettkonstruktion die einzelnen Funktionsabschnitte des Ventilblockes günstig ausbilden.
Durch ein Umspritzen des Förder- oder Dosierzylinders mit einem das Schutzrohr bildenden Kunststoffmaterial ergibt sich eine besonders stabile Ausführungsform des Förder- oder Dosierzylinders. Zur Verbesserung der (Schmelz-) Verbindung zwischen dem Rohr und dem Förder- bzw. Dosierzylinder ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Außenfläche des Förder- oder Dosierzylinders chemisch zu behandeln. Es ist auch möglich, die Außenfläche des Förder- oder Dosierzylinders beispielsweise durch Sandstrahlen geringfügig aufzurauhen. Anstelle eines aus einem Glaswerkstoff oder aus einem keramischen Werkstoff gebildeten Förder- bzw. Dosierzylinder ist es auch möglich, den Förder- bzw. Dosierzylinder aus einem anderen, beispielsweise duroplastischen Kunststoffmaterial zu bilden. Auch bei der Verwendung eines derartigen Förder- oder Dosierzylinders erweist es sich als vorteilhaft, durch entsprechende Behandlung der Außenfläche des Förder- oder Dosierzylinders eine Haftbrücke zu schaffen, durch welche eine besonders feste Haftung des Förder- oder Dosierzylinders an dem Schutzrohr möglich wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kunststoffmaterial transparent. Dadurch kann auf einfache Weise der Füllungsgrad des Förder- oder Dosierzylinders erfasst werden. Das Kunststoffmaterial kann Polypropylen sein. Das Kunststoffmaterial kann auch transluzent sein.
Für den Fall, dass das Kunststoffmaterial nicht transparent ist, ist es in vorteilhafter Weise möglich, wenigstens abschnittsweise Sichtfensterbereiche aus einem transparenten Kunststoff vorzusehen.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den begleitenden Unteransprüchen dargelegt.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsdispensers, insbesondere eines Flüssigkeitsdispensers nach Anspruch 1, anzugeben, der leicht mit einem konstant hohen Gebrauchswert hergestellt werden kann, insbesondere im Hinblick auf eine hohe Dosierpräzision über lange Zeiträume.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 12 gelöst.
Es wird daher ein Verfahren geschaffen zur Herstellung eines, den Förder- bzw. Dosierzylinder und den Ventilblock umfassenden Flüssigkeitsdispensers, bei welchem im Rahmen eines Kunststoffspritzvorganges der Ventilblock aus einem Kunststoffmaterial im Inneren einer Form gebildet wird und nach Erhärten des Kunststoffmateriales aus dem Formraum entnommen wird. Im Rahmen des den Ventilblock bildenden Kunststoffspritzvorganges wird das zur Aufnahme eines Förderzylinders vorgesehene Schutzrohr einstückig mit dem Ventilblock gebildet.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Zylinder/Ventilblockeinheit zu schaffen, durch welche der Gesamtmontageaufwand bei der Herstellung eines Flüssigkeitsdispensers erheblich reduziert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Zylinder, eingesetzt in ein Formwerkzeug zur Bildung des Förder- und Dosierzylinders, mit dem Schutzrohr versehen. In vorteilhafter Weise wird dabei der beispielsweise aus einem Glaswerkstoff gefertigte Zylinder durch einen Formkern zentriert. Zur Vermeidung übermäßiger thermischer Belastungen des Zylinders beim Inkontakttreten mit dem in den Formraum eingespritzten heißen Kunststoff wird der Zylinder in vorteilhafter Weise vor Inkontakttreten mit dem Kunststoffmaterial vorgewärmt.
Der Zylinder wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens in enger Passung auf den Formkern aufgesetzt. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise vermieden, dass das zur Bildung des Schutzrohres vorgesehene Kunststoffmaterial in einen zwischen dem Glaszylinder und dem Formkern gebildeten Spaltbereich eindringt.
In vorteilhafter Weise wird das Vorderende des Zylinders mit Kunststoffmaterial beschichtet. Dadurch werden auf kostengünstige Weise die im Endbereich des Zylinders gebildeten Kanten überdeckt, so dass von diesen keine Verletzungsgefahr ausgehen kann. Zudem wird es möglich, in diesem Endbereich eine geringfü gig konische Verlängerung zu bilden, welche das Einsetzen eines Förder- bzw. Dosierkolbens in den Zylinder erleichtert.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gegeben, dass das Kunststoffmaterial an unterschiedlichen Stellen in den Formraum eingespritzt wird. Dadurch kann auf günstige Weise zum einen eine besonders günstige Fließrichtung des Kunststoffmaterials im Bereich des Förder- oder Dosierzylinders erreicht werden. Andererseits wird es möglich, den überwiegenden Teil des Kunststoffmateriales derart in den Formraum einzubringen, dass dieses nicht mit dem Förder- bzw. Dosierzylinder in Kontakt tritt.
In vorteilhafter Weise können auch unterschiedliche Kunststoffmaterialien an unterschiedlichen Stellen in den Formraum eingespritzt werden. So wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens in den zur Aufnahme des Förder- bzw. Dosierzylinders vorgesehenen Bereich des Formraumes ein transparentes bzw. transluzentes Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polypropylen, eingespritzt und in den zur Bildung des Ventilblocks vorgesehen Formraum ein eingefärbtes Kunststoffmaterial eingespritzt. Es ist auch möglich, sowohl in den Förder- bzw. Dosierzylinder als auch in den zur Bildung des Ventilblocks vorgesehenen Formraum ein undurchsichtiges Kunststoffmaterial einzuspritzen, das jeweils gewünschte mechanische Eigenschaften hat. Der jeweilige zeitliche Verlauf des Einspritzvorganges des jeweiligen Kunststoffmateriales ist in vorteilhafter Weise durch einen Zeitplan festgelegt, so dass beispielsweise sichergestellt wird, dass der Förder- bzw. Dosierzylinder ausschließlich von transparentem Kunststoffmaterialummantelt ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den zugehörigen Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert, in denen
1a ein Längsschnitt eines Flüssigkeitsdispensers nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist,
1b ein Längsschnitt eines Flüssigkeitsdispensers nach einem zweiten Ausführungsbeispiel ist,
2 eine vereinfachte Schnittansicht durch ein Formwerkzeug zur Bildung der aus Ventilblock und Förder- bzw. Dosierzylinder bestehenden integralen Baueinheit ist,
3 eine Längsschnittansicht durch eine aus Ventilblock und Förder- bzw. Dosierzylinder bestehende integrale Baueinheit ist,
4 eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Flüssigkeitsdispenser-Grundeinheit im Längsschnitt ist,
5 eine Einzelteildarstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer bei der Flüssigkeitsdispenser-Grundeinheit gemäß 4 vorgesehene Ausgabeeinrichtung ist,
6 eine Funktionsskizze zur Beschreibung der Schaltfunktionen der Ausgabeeinrichtung gemäß 5 ist,
7 eine weitere Ausführungsform eines Förder- bzw. Dosierzylinders mit einstückig mit diesem ausgebildeten Ventilblock ist,
8 einen in Skelettbauweise gefertigten Ventilblock mit einstückig (integral) angeformtem Förder- oder Dosierzylinder sowie Ausstoßkanüle ist, kein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildend,
9 eine weitere Ausführungsform einer Förder- bzw. Dosiervorrichtung (Flüssigkeitsdispenser) mit einem in Skelettbauweise gebildeten Ventilblock und einer bevorzugten Ausgestaltung der Ausstoßkanüle ist,
10 eine Auslaufkanüle in Seitenansicht ist,
11 eine Auslaufkanüle in Seitenansicht (von rechts nach 1) ist, wobei das abgekrümmte Ende abgeschnitten ist,
12 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung gemäß Schnitt A-B in 2 einschließlich des dort nicht gezeigten, abgekrümmten Endabschnittes ist,
13 eine vergrößerte Axialansicht des Endabschnittes der Auslaufkanüle nach 3 (Ansicht gemäß 1 von links) ist,
14 ein Ventilblock mit Aufnahmekanüle, Adapterhülse und einstückigem Schutzrohr der Fördereinheit eines Flüssigkeitsdispensers ist, wobei mit dem Schutzrohr vorzugsweise ein Glas- oder Keramikzylinder als Förder- oder Dosierzylinder der Fördereinheit des Flüssigkeitsdispensers ummantelt ist,
15 einen Flüssigkeitsdispenser mit der Auslaufkanüle nach 10 in Seitenansicht (schematisch) ist, wobei diese Ausführungsform derjenigen nach 9 entspricht (hier ohne Verschlußkappe), und
16 eine Teilschnittdarstellung im Bereich der Aufnahmeöffnung des Ventilblockes ist.
Der in 1a dargestellte Flüssigkeitsdispenser 100 weist einen auf ein Gefäß aufsetzbaren oder in eine Laborpumpeneinrichtung einbaubaren Ventilblock 1 auf mit einer im Inneren des Ventilblockes ausgebildeten Ventileinrichtung 2. Über diese Ventileinrichtung 2 steht ein in einem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 gebildeter Innenraum mit dem hier nicht dargestellten Gefäß oder Behälter (beispielswei se Kanister) in Verbindung. In dem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 ist ein Förder- bzw. Dosierkolben 4 aufgenommen, welcher über einen Handgriff 5 in gleitender Weise hin und hergehend bewegbar ist. Ein aus dem Gefäß oder Behälter angesaugte und durch den Förder- bzw. Dosierzylinder 3 und den Förderkolben 4 geförderte Flüssigkeit, z. B. eine wässrige Lösung, wird über eine Ausgabeeinrichtung zu einer Ausgabekanüle 7 gefördert. Der Ventilblock 1 und der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 bilden eine einstückige Baueinheit.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist der Ventilblock 1 aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus Polypropylen, gebildet. Der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 ist von einem mit dem Ventilblock 1 integral, einstückig gebildeten Schutzrohr 8 umgeben. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 als Glaszylinder ausgebildet und ist im Rahmen eines Kunststoffspritzvorganges in das Schutzrohr 8 eingebettet. Der Glaszylinder 3 hat z. B. eine Dicke (Wandstärke) von 1 mm, während das umgebende Schutzrohr 8 eine Wanddicke von z. B. 2,5 mm aufweist. Vorzugsweise beträgt die Wanddicke des Glaszylinders 4 zumindest 10% der Wanddicke des Schutzrohrs 8 aus Kunststoff. Das Schutzrohr 8 ist aus einem transparenten oder transluzenten Kunststoffmaterial gefertigt, so dass der Füllungsgrad des in dem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 gebildeten Förder- bzw. Dosierraumes visuell kontrolliert werden kann.
Der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 ist in dem Schutzrohr 8 und dem Ventilblock 1 fest aufgenommen. Der Förder- und Dosierzylinder 3 ist mit dem Schutzrohr anhaftend verbunden.
Der Förderkolben 4 ist vorzugsweise ein Glaskolben oder ein mit PTFE zumindest teilweise ummantelter Glaskolben, wobei dieser PTFE-Mantel wenigstens eine Dichtlippe aufweist.
Der Ventilblock 1 ist in Skelettkonstruktion gebildet und weist eine Anzahl Stege 9 auf, welche zur Außenseite des Ventilblockes 1 freiliegende Ausnehmungen begrenzen.
Die hier dargestellten Stege 9 sind jeweils so angeordnet, dass der Außenbereich des Ventilblockes in einem zweiteiligen Formwerkzeug keine hinterschnittenen Abschnitte bildet.
Die in dem Ventilblock 1 aufgenommene Ventileinrichtung umfasst ein Ansaugschließventil, welches eine Ansaugventilkugel 10, welche mit einer Feder (nicht dargestellt) belastet sein kann und eine die Hubbewegung dieser Ventilkugel 10 bestimmende Distanzhülse 11 aufweist. Ein Ventilsitz 12 der Ventileinrichtung 2 wird durch eine an dem Ventilblock 1 gebildete Umfangskante erzeugt. Diese Umfangskante ist im Mündungsbereich eines Ansaugkanales 13 gebildet, welcher in vorteilhafter Weise koaxial zur Längsachse des Förderzylinders 3 verläuft. Der Ansaugkanal 13 verläuft im Inneren eines Schlauchzapfens 14, welcher in vorteilhafter Weise ebenfalls einstückig mit dem Ventilblock 1 ausgebildet ist.
Die Ausgabekanüle 7 ist in ihrem Fußbereich mit einem Gewindesockel 15 oder mit einem koaxialen Dichtlamellensockel (vgl. 10) versehen und über diesen radial von außen in den Ventilblock 1 eingeschraubt (1) oder in diesen unverlierbar (vgl. 10 bis 16) eingepresst. Die Ausgabeeinrichtung 6 umfasst vorzugsweise ein Kugelventil mit einer durch eine Feder 17 belasteten Ausgabeventilkugel 16. Die Ausgabeventilkugel 16 sitzt in Schließposition auf einer hier aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Buchse 18 auf, die in den Ventilblock 1 eingesetzt ist.
Alternativ kann der Ventilsitz ohne Buchse direkt am Ventilblock 1 mit angeformt bzw. durch diesen ausgebildet sein (vgl. 1b, 10 bis 16). Die Buchse 18, die Ausgabeventilkugel 16 und die Feder 17 sind bei der Gewindeausführung oder der Einpreßausführung koaxial zur Längsachse der Ausgabekanüle 7 im Innenbereich des Gewinde- bzw. Preßsockels 15 aufgenommen. Ein im Inneren der Buchse 18 ausgebildeter Durchgangskanal steht mit dem in dem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 gebildeten Förderraum in Fluidverbindung. Die Buchse 18 kann auch entfallen. Eine solche Ausführungsform ist in 1b, 10 bis 16 dargestellt. Hierbei bildet ein Endabschnitt 102 der Ausgabekanüle 107 einen Aufnahmeraum 113 für die Ventilkugel 114, die durch eine Vorspannfeder 115 gegen eine Umgangskante im Ventilblock 103 als Ventilsitz 123 oder einen separat eingepreßten Ventilsitz im Ventilblock vorgespannt ist (s. auch 1b und 16).
Auf den Schlauchzapfen 14 wird vor Montage des Flüssigkeitsdispensers an einem Gefäß ein Schlauch aufgesteckt, welcher bis zum Boden des Gefäßes hinabreicht. Über diesen Schlauch wird bei Aufwärtsbewegung des Förder- bzw. Dosierkolbens 4 über die Ventileinrichtung 2 ein in dem Gefäß bevorratetes Fluid angesaugt. Bei Abwärtsbewegung des Förderkolbens 4 schließt die Ventileinrichtung 2. Infolge eines Druckaufbaus im Inneren des Förder- bzw. Dosierzylinders 3 wird die Ausgabeventilkugel 16 aus ihrer Schließposition entgegen der Federkraft der Feder 17 in eine Offenstellung gedrängt und ermöglicht ein Abströmen des Fluids aus dem in dem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 gebildeten Förder- bzw. Dosierraum über die Ausgabekanüle 7.
Zur Ermöglichung eines Druckausgleiches zwischen dem Inneren des Gefäßes und der Umgebung beim Ansaugen eines Fluids durch den Förderkolben 4 ist der Ventilblock 1 mit einer Belüftungsbohrung 20 versehen, welche in vorteilhafter Weise durch einen beispielsweise aus einem Sinter-Granulat gebildeten Filter-Pfropfen abgedeckt ist. Dieser Filter-Pfropfen kann in eine ebenfalls an dem Ventilblock 1 ausgebildete und vorteilhafter Weise konisch verjüngte Einsteckbohrung eingesteckt werden. Der Ventilblock 1 ist an dem Gefäß vermittels eines Adapters (Überwurfmutter) in abdichtender Weise befestigt. Anstelle einer separat von dem Ventilblock ausgebildeten Überwurfmutter 21 ist es auch möglich, einen entsprechenden Gewindeabschnitt einstückig mit dem Ventilblock 1 auszubilden.
Im oberen Bereich des Schutzrohres 8 ist einstückig mit diesem ein Kopfabschnitt 22 gebildet, welcher eine Anschlagfläche für eine Förderhubeinstelleinrichtung 23 bildet. Der Kopfabschnitt 22 ragt bis an das oberste axiale Ende des Förder- bzw. Dosierzylinders 3 und überkragt ggf. auch noch dessen stirnseitigen Endbereich derart, dass die Umfangskanten dieses Endbereiches noch von dem Kunststoffmaterial des Schutzrohres 8 überdeckt sind.
Der bei dem hier dargestellten Flüssigkeitsdispenser vorgesehene Handgriff 5 ist als Hohlkörper ausgebildet und überdeckt in abgesenkter Position des Förderkolbens 4 den Förder- bzw. Dosierzylinder 3 bzw. das diesen umgebende Schutzrohr 8 im wesentlichen vollständig. In vorteilhafter Weise ist eine Skalenstange 24 der Förderhubeinstelleinrichtung 23 einstückig mit dem Handgriff 5 ausgebildet.
Die vorangehend in Verbindung mit 1 beschriebene, durch den Ventilblock 1 und den Förder- bzw. Dosierzylinder 3 gebildete Vorrichtung wird gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Formwerkzeug gebildet, dessen zur Bildung des Außenbereiches des Ventilblocks 1 vorgesehene Formteile in eine im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Förder- oder Dosierzylinders 3 verlaufende Richtung eine Offen- bzw. Schließstellung bewegt werden. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formwerkzeuges umfasst dieses ein erstes Formteil 25 und ein zweites Formteil 26. Beide Formteile 25 und 26 sind in eine Richtung quer zur Längsrichtung der durch diese Formteile gebildeten Baueinheit bewegbar. In einen zwischen den beiden Formteilen 25, 26 begrenzten Formraum sind ein erstes Kernelement 28 und ein zweites Kernelement 29 angeordnet. Das erste Kernelement 28 begrenzt gemeinsam mit dem ersten Formteil 25 und dem zweiten Formteil 26 einen Formraumabschnitt, in welchem der zur Aufnahme des Förderzylinders vorgesehene Kunststoffkörper gebildet wird. Auf dieses erste Kernelement 28 kann vor Schließen der ersten und zweiten Formteile 25, 26 der in 1 dargestellte Einsatzzylinder aufgesteckt werden. Nach Einlegen des zweiten Kernelementes 29 werden das erste und das zweite Formteil 25, 26 zusammengefahren und in den nunmehr gebildeten Formraum 27 ein Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polypropylen, eingespritzt. Dieses Kunststoffmaterial erfüllt den gesamten Formraum 27 und bildet damit ein Integralteil des Flüssigkeitsdispensers, welches sowohl den Ventilblock 1 (1) als auch den zur Aufnahme des Förderzylinders 3 vorgesehenen Kunststoffkörper und vorzugsweise auch die Austosskanüle 7 umfasst. Durch Austauschen der Ersten und zweiten Kernelemente 28 und 29, insbesondere des ersten Kernelementes 28, können auf einfache Weise insbesondere hinsichtlich des Hubvolumens unterschiedliche Baueinheiten hergestellt werden. Insbesondere kann durch ein ent sprechendes erstes Kernelement 28 unterschiedlichen Innendurchmessern der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 Rechnung getragen werden.
Die beiden ersten und zweiten Kernelemente 28 und 29 werden durch die ersten und zweiten Formteile 25,26 zentriert. In vorteilhafter Weise sind die beiden Kernelemente zusätzlich insbesondere in einem zur Bildung des in 1 dargestellten Ansaugkanales 13 vorgesehenen Bereich ineinander gesteckt. Alternativ zu der hier in 2 dargestellten Ausführungsform des Formwerkzeuges ist es auch möglich, zumindest das zweite Kernelement 29 mit einer Antriebseinrichtung zu koppeln, um ein automatisches Entformen des in dem Formraum 27 gebildeten Formteils zu ermöglichen. Auch die Entformungsbewegung des ersten Kernelementes 28 kann auf vorteilhafte Weise automatisiert werden. Eine besonders zuverlässige Bestückung des ersten Kernelementes 28 mit dem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 wird dadurch erreicht, dass das Formwerkzeug in der Spritzform derart angeordnet wird, dass der Ventilblock oberhalb des Kopfabschnittes angeordnet ist. In vorteilhafter Weise verläuft dabei die Längsachse des ersten Kernelementes 28 im wesentlichen vertikal, wobei ein zur Bildung des der Ventileinrichtung 2 (1) vorgesehener Abschnitt des ersten Kernelementes 28 nach oben weist. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise sichergestellt, dass der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 nicht infolge seines Eigengewichtes von dem erstem Kernelement 28 abgleiten kann. Das Einspritzen des Kunststoffmateriales in den Formraum 27 erfolgt in vorteilhafter Weise ebenfalls derart, dass der ggf. eingelegte Förder- bzw. Dosierzylinder 3 nicht auf dem ersten Kernelement 28 verschoben wird. Zur Reduzierung der thermischen Belastung des Förder- oder Dosierzylinders 3 beim Einspritzen des Kunststoffmateriales wird das erste Kernelement 28 in vorteilhafter Weise vorgewärmt. Die Vorwärmung des ersten Kernelementes 28 kann in vorteilhafter Weise durch eine im Inneren dieses Kernelementes 28 angeordnete, insbesondere elektrische Heizeinrichtung erfolgen.
In 3 ist ein beispielsweise durch ein Formwerkzeug gemäß 2 hergestelltes Integralbauteil für einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsdispenser dargestellt. Dieses Integralbauteil umfasst den zur Aufnahme der Ventileinrichtung 2 vorgesehenen Ventilblock 1 sowie einen einstückig damit ausgebildeten, das Schutzrohr 8 bildenden Kunststoffkörper. In diesem Kunststoffkörper ist der zur Aufnahme des in 1 dargestellten Förderkolbens 4 vorgesehene Förder- bzw. Dosierzylinder 3 eingebettet. Das Einbetten des Förder- bzw. Dosierzylinders 3 in den Kunststoffkörper erfolgt im Rahmen eines Kunststoffspritzvorganges, bei welchem der Ventilkörper 1 gemeinsam mit dem Kunststoffkörper in einem entsprechenden Formraum gebildet wird. An einem dem Ventilkörper 1 abgewandten Ende des das Schutzrohr bildenden Kunststoffkörpers ist der Kopfabschnitt 22 ausgebildet, welcher eine Anschlagfläche bildet, welche in Verbindung mit einer Hubbegrenzungseinrichtung den Hub des Förderkolbens 4 begrenzt. Der einstückig mit dem zur Aufnahme des Förderzylinders 3 vorgesehenen Kunststoffkörper gebildete Ventilblock 1 ist als Skelettkonstruktion mit nach außen ragenden Stegen 9 ausgebildet. Diese Stege 9 ermöglichen auf materialsparende Weise eine ausreichende Verstärkung des Ventilkörpers 1.
An dem in 3 dargestellten Integralteil ist auch der bereits in Verbindung mit 1 beschriebene Schlauchzapfen 14 einstückig mit dem Ventilblock 1 ausgebildet. Der Umgebungsbereich des Schlauchzapfens 14 kann in vorteilhafter Weise durch das in 2 dargestellte zweite Kernelement 29 gebildet werden. Das in 3 dargestellte Integralteil wird vorzugsweise mittels einer Überwurfmutter (1) an einem Gefäß, einem Behälter oder einer Antriebseinrichtung befestigt. Diese Überwurfmutter oder eine andere geeignete Befestigungseinrichtung greift in vorteilhafter Weise in eine im unteren Bereich des Ventilblocks 1 vorgesehene Umfangsnut 30 ein. Diese Umfangsnut wird durch einen Ringflansch 31 begrenzt, welcher aufgrund einer ebenfalls in dem Ventilblock 1 ausgebildeten Ringnut 32 radial elastisch nachgiebig ist.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform des Integralteiles schließt der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 bündig mit dem Kopfabschnitt 22 ab. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, den Förder- bzw. Dosierzylinder 3 kürzer bzw. den Kopf- abschnitt 22 verlängert auszubilden. Ferner ist es auch möglich, sämtliche für die Ventileinrichtung des Flüssigkeitdispensers vorgesehenen Funktionsabschnitte an einem Einsteck- bzw. Einsatzelement auszubilden, welches in eine insbesondere radial zur Längsachse des Förderzylinders 3 verlaufende Ausnehmung in den Ventilblock eingesteckt bzw. eingeschraubt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Ausgabekanüle 7 nicht über einen Gewindesockel in den Ventilblock 1 eingeschraubt, sondern über einen vorzugsweise zylindrischen Preß-Sitz in den Ventilblock 1 eingepreßt (vgl. 10 bis 16). Eine derartige Befestigung der Ausgabekanüle 7 an dem Ventilblock 1 erweist sich insbesondere im Hinblick auf die Sterilisierbarkeit des Flüssigkeitsdispensers als besonders vorteilhaft, da im Vergleich zu einer Gewindeverbindung ein erheblich kleinerer Spaltraum zwischen den beiden Bauteilen entsteht. Alternativ zu einem derartigen Einpressen des Fußbereiches der Ausgabekanüle 7 in den Ventilblock 1 ist es auch möglich, an dem Ventilblock 1 einen dem Schlauchzapfen 14 ähnlichen Ansatz zu bilden, auf welchen die Ausgabekanüle 7 aufgesteckt werden kann. Um eine besonders zuverlässige Sterilisation des Flüssigkeitsdispensers zu ermöglichen, kann die Ausgabekanüle von dem Flüssigkeitsdispenser abgezogen werden.
Die in 4 dargestellte Ausführungsform eines Flüssigkeitsdispensers unterscheidet sich von der vorangehend in Verbindung mit 1 beschriebenen Ausführungsform durch einen in dem Ventilblock 1 aufgenommenen Umschaltmechanismus. Dieser Umschaltmechanismus umfasst eine zur Aufnahme eines Ventilschieberelementes 35 (5) vorgesehene Ausnehmung 36. Die Ausnehmung 36 ist hier als zylindrische Durchgangsbohrung ausgebildet und erstreckt sich durchgängig von einer Vorderseite des Ventilblocks 1 zu einer Rückseite desselben. In die Umfangswandung der Durchgangsbohrung münden eine Anzahl Durchgangskanäle.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform sind dies ein Zylinderansaugkanal 37, ein Zylinderabgabekanal 38, der bereits in Verbindung mit 1 beschriebene Ansaugkanal 13, ein Spülkanal 39 und ein Belüftungskanal 40. Der Zylinderansaugkanal 37 und der Zylinderabgabekanal 38 sind bei der hier dargestellten Ausführungsform als separate Kanäle ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, bei entsprechender Gestaltung des Ventilschieberelementes 35 (5) diese beiden Kanäle, wie bei der Ausführungsform gemäß 1 zu vereinigen.
Die Kanäle 37, 38, 39, 40 und 13 sind, wie nachfolgend in Verbindung mit 6 beschrieben wird, durch Betätigung des Ventilschieberelementes 35 jeweils in eine Offenstellung oder in eine Schließstellung bringbar. Der Spülkanal 39 ist dazu vorgesehen, insbesondere bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Flüssigkeitsdispensers bzw., im Falle längeren Nicht-Gebrauchs des Dispensers, das über den Förder- bzw. Dosierzylindergeförderte Fluid wieder in das Gefäß zurückzuführen, bis keine Luftblasen in dem Ansaugschlauch bzw. in dem Förder- bzw. Dosierzylinder auftreten.
Vorzugsweise mündet der Spülkanal 39 in einen den Schlauchzapfen 14 umgebenden Ringraum. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, dass die über den Spülkanal zurückgeführte Flüssigkeit an der Aussenwandung des auf den Schlauchzapfen 14 aufgesteckten Schlauches in das Gefäß zurückläuft, ohne dabei die Gefäßwand zu bespritzen. Zur Bildung dieses Ringraumes ist bei der Ausführungsform gemäß 4 in vorteilhafter Weise ein koaxial zu dem Schlauchzapfen 14 angeordneter Zylinderzapfen 41 vorgesehen. Dieser Zylinderzapfen 41 ermöglicht zum einen ein besonders gleichmäßiges Umströmen des Ansaugschlauches (nicht dargestellt) und verhindert zum anderen ein Inkontakttreten des Belüftungskanales 40 mit dem zurückgeförderten Fluid. Die Innenwandung der Ausnehmung 36 bildet eine besonders glatte Oberfläche. Die Ausnehmung 36 kann auch in vorteilhafter Weise schwach konisch ausgebildet sein, wodurch sich eine extrem zuverlässige Abdichtung zwischen dem Ventilschieberelement 35 und der Innenwandung der Ausnehmung 36 ergibt.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist das Ventilschieberelement 35 über eine Bajonettverschlusseinrichtung in dem Ventilkörper 1 gesichert. Diese Bajonettverschlusseinrichtung umfasst einen an dem Ventilkörper 1 gebildeten Rastvorsprung. Um eine besonders effektive Reinigung des Dispensers zu ermöglichen, und insbesondere um eine besonders effektive Sterilisation des Flüssigkeitsdispensers zu ermöglichen, ist gemäß einem besonderen Aspekt der Erfin dung vorgesehen, dass vorzugsweise der gesamte Ventil- und Umschaltmechanismus auf einfache Weise, vorzugsweise ohne Gebrauch von Werkzeug, aus dem Ventilblock 1 entnommen werden kann. Dadurch ist die zur Aufnahme des Ventilschieberelementes 35 vorgesehene Ausnehmung 36 von außen zugänglich. Die relativ großvolumige Ausnehmung 36 ermöglicht zudem einen besonders effektiven Zugang eines Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittels zu dem in dem Förder- bzw. Dosierzylinder gebildeten Innenraum.
Gegebenenfalls ist der Ventilkörper 1 mit einer Steckvorrichtung versehen, über welche das aus der Ausnehmung 36 entnommene Ventilschieberelement 35 in vorzugsweise aufrechter Position an dem Ventilkörper 1 bzw. an dem Flüssigkeitsdispenser ansteckbar ist. Als Ansteckabschnitt dient hierzu vorzugsweise ein Umschalt-Fähnchen 43 (5), das einstückig mit dem Ventilschieberelement 35 ausgebildet ist. Dieses Umschaltfähnchen 43 kann in eine entsprechende, an dem Ventilblock 1 gebildete Nut eingesteckt werden, so dass es möglich wird, auch den zerlegten Flüssigkeitsdispenser weiterhin als zusammenhängende Baugruppe in eine Sterilisiervorrichtung hineinzustellen, ohne dass Einzelteile des Flüssigkeitsdispensers lose in dem Sterilisator liegen und ggf. vertauscht werden.
Der in Verbindung mit 4 beschriebene, in dem Ventilblock 1 vorgesehene Ventilmechanismus kann auch bei einem Flüssigkeitsdispenser verwendet werden, bei welchem Ventilblock 1 und Förder- bzw. Dosierzylinder 3 keine integrale Baueinheit bilden. Es ist auch möglich, in die in dem Ventilblock 1 gebildete Ausnehmung 36 anstelle des Ventilschieberelementes 35 ein Einsteckelement einzustecken, welches beispielsweise lediglich zwei Rückschlagventile enthält und ansonsten keine Umschaltfunktion zwischen einem Spülmodus, einem Fördermodus und einer Sperrstellung erlaubt. Ein derartiges Einsteckelement ist beispielsweise bei einer Basisversion des Dispensers vorgesehen und kann optional mit einem entsprechend ausgestalteten Ventilschieberelement 35 vertauscht werden. Der Ventilblock 1 und der Förder- bzw. Dosierzylinder 3 bilden dann ein Fördermodul, dessen besondere Funktionseigenschaften erst durch Verwendung eines entsprechenden Ventilschieberelementes 35 oder einem entsprechenden Einsteckele ment endgültig festgelegt werden. Die beschriebene Ausführungsform des Ventilblockes kann auch ohne Einsatzzylinder in vorteilhafter Weise Anwendung finden.
Das in 5 dargestellte Ventilschieberelement 35 ist schwenkbewegbar in die Ausnehmung 36 des Ventilblocks 1 eingesteckt. Der maximale Schwenkbereich des Ventilschieberelementes 35 wird durch eine Anschlageinrichtung begrenzt. Diese Anschlageinrichtung ist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine Bajonettverschlusseinrichtung gebildet, welche zugleich das Ventilschieberelement 35 in Axialrichtung sichert. Das Ventilschieberelement 35 umfasst einen Zapfenabschnitt 44, dessen Umfangsfläche gemeinsam mit der Innenumfangswandung der Ausnehmung 36 ein Schiebersystem bildet. Durch Schwenken des Zapfenabschnitts 44 in bestimmte Drehpositionen werden dabei bestimmte in dem Ventilblock 1 ausgebildete Kanäle wirksam, d. h. durchgängig bzw. unwirksam, d. h. geschlossen.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird es durch den Ventilmechanismus möglich, auch die Gefäßentlüftung zu sperren. Dadurch wird insbesondere bei leicht flüchtigen Fördermedien vermieden, dass entsprechende, im Inneren des Gefäßes gebildete Dämpfe aus dem Gefäß entweichen können. Die Gefäßbelüftung ist dann lediglich aktiv, wenn die Vorrichtung in einen Abgabezustand bzw. ggf. in einen Spülzustand geschaltet ist.
Um zu verhindern, dass sich im Inneren des Gefäßes ein unerwünscht hoher Druck aufbauen kann, kann die Belüftungseinrichtung zusätzlich mit einer Überdruckventileinrichtung oder einer vergleichsweise kleinen Druckausgleichsbohrung versehen sein. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung umfaßt die Gefäßbelüftungseinrichtung einen Sintergranulatzapfen 45, welcher in das Ventilschieberelement 35 eingesetzt ist.
In dem Zapfenabschnitt 44 des Ventilschieberelementes 35 sind eine Anzahl Verbindungswege ausgebildet, welche in einer entsprechenden Schaltstellung des Ventilschieberelementes 35 durchgängig sind.
Eine nicht nur unter montagetechnischen Gesichtspunkten sondern ebenfalls im Hinblick auf die Sterilisierbarkeit des Flüssigkeitsdispensers vorteilhafte Ausführungsform desselben ist dadurch gegeben, dass vorzugsweise sämtliche Ventile (Rückschlagventile) in dem Ventilschieberelement 35 angeordnet sind. Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform sind drei, insbesondere durch federbelastete Kugeln gebildete Rückschlagventile im Inneren des Zapfenabschnittes 44 angeordnet. Die jeweiligen Ventilsitze dieser Rückschlagventile sind gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung einstückig mit dem Ventilschieberelement 35 gebildet. Auch die Ausgabekanüle 7 ist in vorteilhafter Weise einstückig mit dem Ventilschieberelement 35 ausgebildet. Das an dem Ventilschieberelement 35 vorgesehene Umschaltfähnchen ermöglicht zum einen ein besonders ergonomisches Umschalten des Ventilschieberelementes 35 und stellt zum anderen eine Anzeigeeinrichtung dar, durch welche der jeweilige Betriebszustand des Fluiddispensers einfach erkannt werden kann.
Die Funktionsweise einer bevorzugten Ausführungsform des Ventilschieberelementes 35 soll nachfolgend in Verbindung mit 6 beschrieben werden. Der in 6 durch das Bezugszeichen 44 gekennzeichnete Zapfenabschnitt ist sowohl im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn jeweils um 30° schwenkbar. In der dargestellten Position befindet sich der Zapfenabschnitt 44 in einer "Ausgabeposition" und ermöglicht ein Ansaugen des Fluids über den hier vereinfacht als Pfeil dargestellten Ansaugkanal 13 sowie den Zylinderansaugkanal 37. Während des Ansaugvorganges nimmt hierbei die Ansaugventilkugel 10 eine Offenstellung ein und ermöglicht einen Fluiddurchgang durch das hier vereinfacht dargestellte Rückschlagventil. Beim Absenken des Förderkolbens wird das Fluid in den mit dem Bezugszeichen 38 gekennzeichneten Zylinderausgabekanal abgegeben, wobei die Ausgabeventilkugel 16 in eine Offenstellung tritt und einen Fluiddurchgang zur Ausgabekanüle 7 ermöglicht. Während des Ansaugens des Fluids aus dem Gefäß über den Ansaugkanal 1–3 kann Umgebungsluft über den in 5 dargestellten Sintergranulatzapfen 45 sowie über den Belüftungskanal 40 in das Gefäß einströmen. Falls im Inneren des Gefäßes ein Überdruck herrscht, kann ggf. eine entsprechende Gasmenge auch über die Durchgänge 40, 45 aus dem Gefäß entweichen. Wird der Zapfenabschnitt 44 bei der hier dargestellten Prinzipskizze um 30° gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt, so wird die Verbindung zwischen der Ausgabekanüle 7 und dem Zylinderabgabekanal 38 unterbrochen und der Spülkanal 39 tritt über ein zusätzlich vorgesehenes Spülrückschlagventil 46 mit dem Innenraum des Förderzylinders in Verbindung. In dieser Schaltstellung wird es möglich, durch entsprechende Pumphübe des Förderkolbens ein über den Ansaugkanal 13 angesaugtes Fluid durch den Förder- bzw. Dosierzylinder hindurch wieder in das Gefäß über den Spülkanal 39 hinweg zurückzufördern.
Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform der Ventileinrichtung besteht auch beim Spülen eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Gefäßes und der Umgebung über den Sintergranulatzapfen 45.
Wird der Zapfenabschnitt 44 aus der in 6 dargestellten Position um einen Winkel von 30° im Uhrzeigersinn geschwenkt, so sperrt der Zapfenabschnitt sowohl den Ansaugkanal 37, den Abgabekanal 38, die Ausgabekanüle 7, vorzugsweise auch den Belüftungskanal 40, den Ansaugkanal 13 und ggf. auch den Spülkanal 39. Dadurch wird auf besonders zuverlässige Weise ein unerwünschter Austritt des Fluids bzw. durch dieses gebildeter Dämpfe verhindert. Zudem wird auf vorteilhafte Weise sichergestellt, dass im Falle, dass der Förder- bzw. Dosierzylinder zu Bruch geht oder von dem Ventilblock 1 abgetrennt wird, weiterhin das Gefäß sicher verschlossen werden kann. Bezüglich 6 soll klarstellend festgehalten werden, dass die hier dargestellten Fluidwege nur schematisch dargestellt sind und vorteilhafter Weise nicht in einer Ebene verlaufen. Die hier dargestellten Rückschlagventile sind im Inneren des Zapfenabschnittes derart angeordnet, dass die einzelnen Schließkugeln radial zur Längsachse des Zapfenabschnittes 44 bewegbar sind. Gemäß einer alternativen, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind jedoch in dem Zapfenabschnitt 44 drei zueinander parallele, und parallel zur Längsachse des Zapfenabschnittes angeordnete Längsbohrungen ausgebildet, in welchen die Ventilkugeln derart aufgenommen sind, dass diese in Längsrichtung des Zapfenabschnittes 44 bewegbar sind. In diese Längsbohrungen sind auch entsprechende Ventilfedern eingesetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Ausnehmung 36 durch eine in den Ventilkörper 1 eingespritzte oder beispielsweise eingeformte Glas- bzw. Keramikbuchse gebildet. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise eine besonders leichtgängige Bewegung des Ventilschieberelementes 35 möglich. Anstelle der vorangehend beschriebenen Ausgestaltung des Ventilschieberelementes 35 als Drehschieber ist es gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung auch möglich, dieses Ventilschieberelement durch Bewegung entlang seiner Längsachse in unterschiedliche Schaltstellungen zu bringen. In vorteilhafter Weise ist an dem Ventilschieberelement 35 eine Durchgangsbohrung vorgesehen, mit welcher ein Schloss, insbesondere der Bügel eines Vorhängeschlosses in Eingriff bringbar ist, wodurch eine unbefugte Entnahme einer Flüssigkeit aus dem Gefäß unterbunden werden kann. Da das Ventilschieberelement 35 auch die Fluidverbindung zwischen der Ausgabekanüle 7 und dem Gefäß blockiert, kann in einer Spenstellung des Ventilschieberelementes 35 kein Fluid aus dem Gefäß abgesaugt werden.
Da ferner in Schließstellung des Ventilschieberelementes 35 auch die Gefäßentlüftung blockiert ist, können weder Gase bzw. Dämpfe aus dem Gefäß entweichen und es kann ferner auch kein Teilchenaustausch mit der Umgebung stattfinden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Ventilschieberelement 35 derart ausgebildet, dass dieses in eine Schaltstellung bringbar ist, in welcher die aus dem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 und dem Förderkolben 4 gebildete Pumpeneinheit auch zum Ansaugen des Fluids aus einem externen Gefäß verwendet werden kann. Hierzu ist in vorteilhafter Weise einstückig mit dem Ventilkörper 1 ein Schlauchzapfen ausgebildet, auf welchen ein zu dem externen Gefäß führender Schlauch aufgesteckt werden kann.
Die Darstellung gem. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Ventilblockesmit integral ausgeformten Förder- bzw. Dosierzylinder 3. Der Ventilblock 1 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform in der Gestalt eines zylindrischen Zapfens ausgebildet, der in einen entsprechend komplementär ausgebildeten Gegenabschnitt derart eingesetzt ist, dass dieser Zapfen um seine Längsachse schwenk bewegbar ist. Der zylindrische Zapfen weist einen Fluidansaugkanal 51 und einen Fluidausstoßkanal 50 auf. Diese beiden Kanäle können in Abhängigkeit von der Schwenkposition des Förder- bzw. Dosierzylinders mit entsprechenden Fluidkanälen in dem Gegenstück in Fluidverbindung gebracht werden. Das Schwenken des len in dem Gegenstück in Fluidverbindung gebracht werden. Das Schwenken des Förder- oder Dosierzylinders 3 wird durch einen Betätigungsabschnitt 52 erleichtert. Die momentane Schaltstellung des Förder- oder Dosierzylinders 3 kann in vorteilhafter Weise über eine Anzeigenase 53 angezeigt werden.
Bei der hier dargestellten Ausführungsform des Ventilblockes mit integral ausgebildetem Förder- oder Dosierzylinder 3 ist kein Einsatzzylinder vorgesehen, sondern sowohl der Ventilblock als auch der Förder- oder Dosierzylinder 3 aus einem hochwertigen, chemikalienbeständigen Kunststoffmaterial gebildet.
In 8, das kein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, ist der Ventilblock 1 einstückig mit dem Förder- oder Dosierzylinder 3 ausgebildet. Die Ausstoßkanüle 7, die in diesem Zusammenhang gezeigt ist, ist auch einstückig mit dem Ventilkörper 1 ausgebildet. Eine Mittelachse der Ausstoßkanüle 7 verläuft bei der hier dargestellten Ausführungsform zunächst geradlinig. Die Ausstoßkanüle wird im Rahmen eines nachfolgenden Umformschrittes abgebogen. Die Ausstoßkanüle 7 wird durch Umspritzen eines vorzugsweise zylindrischen, geradlinigen Formkernes im Inneren eines vorzugsweise ebenfalls zylindrischen Formraumes gebildet. Alternativ dazu ist es auch möglich, die Ausstoßkanüle 7 durch Umspritzen eines Kernes mit vorzugsweise zylindrischem Querschnitt zu bilden, dessen Längsachse jedoch insbesondere kreisbogenartig gekrümmt verläuft. An einem der Längsachse des Förder- oder Dosierzylinders zugewandten Ende eines die Innenwandung der Ausstoßkanüle 7 definierenden Kernstiftes ist ein Ventilsitz-Formabschnitt ausgebildet zur Bildung eines Ventilsitzes (59) im Inneren des Ventilblockes 1. In 8 ist der Ventilblock 1 ebenfalls wie bei der Ausführungsform gem. 1 als Skelettkonstruktion ausgeführt. Der Ventilblock 1 weist hierbei eine Anzahl Stege 9 auf, die den Ventilblock 1 insgesamt versteifen. Der Ventilblock 1 umfasst eine im wesentlichen koaxial zu dem Schlauchzapfen 14 ausgebildete Bodenausnehmung 54, die sich zumindest abschnittsweise nahezu vollständig bis zu dem in dem Förder- bzw. Dosierzylinder 3 definierten Innenraum hin erstreckt. Auf einer der Ausstoßkanüle 7 abgewandten Seite ist der Ventilblock 1 ebenfalls mit einer Ausnehmung 55 versehen, die von der Bodenausnehmung 54 durch einen vergleichsweise dünnen Wandungsabschnitt getrennt ist.
In 8 ist der Ventilblock 1 mittels einer hier nur schematisch dargestellten Überwurfmutter 56 auf einen Versorgungsblock 57 aufgeschraubt, der beispielsweise an einer motorisch betätigten Labor-Dosiervorrichtung befestigt ist. Der Versorgungsblock ist mit einem Ansaugleitungsabschnitt 58 versehen, über welchen ein zu dosierendes Medium aus einer Behältereinrichtung angesaugt werden kann. Der Versorgungsblock 57 ist mit einer zusätzlichen Leitungseinrichtung versehen, über welche ein zunächst über die Förder- oder Dosierzylindereinrichtung angesaugtes Fluid bedarfsweise in den Behälter, insbesondere zur Entlüftung der Fördereinrichtung, zurückgeführt werden kann.
Der hier nicht dargestellte, zur Aufnahme in dem Förder- bzw. Dosierzylinder vorgesehen Förderkolben ist in vorteilhafter Weise mit einer Antriebseinrichtung gekoppelt und beispielsweise unter Zuhilfenahme einer elektronischen Steuereinrichtung alternierend angetrieben. Zur Schaffung einer sicheren Abdichtung zwischen dem Versorgungsblock 57 und dem ursprünglich als Schlauchzapfen vorgesehenen Zapfen 14 ist in dem Versorgungsblock 57 eine Dichtungseinrichtung vorgesehen. Die Umfangsfläche des Zapfens 14 ist schwach konisch ausgebildet und mit einer komplementär in dem Versorgungsblock 57 ausgebildeten konischen Bohrung abdichtend in Eingriff bringbar.
Bei der gem. 9 dargestellten Ausführungsform einer Präzisions-Dosiervorrichtung ist eine besondere Ausführungsform der Ausstoßkanüle 7 vorgesehen, die einen Einpressabschnitt 63 aufweist, der in den Ventilkörper 1 eingepresst ist. Der Einpressabschnitt 63 ist mit einer Anzahl Drehtlamellen versehen, die eine sichere Abdichtung zwischen dem Einpressabschnitt 63 und dem Ventilkörper 1 sowie einen besonders festen Sitz der Ausstoßkanüle 7 in dem Ventilkörper 1 ermöglichen. Die Befestigung der Ausstoßkanüle 7 an dem Ventilkörper 1 mittels des Einpressabschnittes 63 ermöglicht eine besonders positionsgenaue Befestigung der Ausstoßkanüle 7 an dem Ventilblock 1.
Die Ausstoßkanüle 7 weist eine Anzahl Stege 60 auf, wodurch die Ausstoßkanüle 7 insbesondere in ihrem dem Einpressabschnitt 63 zugewandten Bereich effektiv verstärkt ist. Die Stege 60 sind einstückig mit der Ausstoßkanüle 7 ausgebildet. Die Ausstoßkanüle 7 ist durch Kunststoff-Spritzen hergestellt.
Eine Austrittsöffnung der Ausstoßkanüle 7 ist mittels einer Verschlusskappe 62 verschließbar. Die Verschlusskappe 62 ist über ein Band 61 mit der Ausstoßkanüle 7 verbunden. Die Verschlusskappe 62 und das Band 61 sind in vorteilhafter Weise einstückig mit der Ausstoßkanüle 7 ausgebildet.
Sowohl die Stege 60 der Ausstoßkanüle 7 als auch die an dem Ventilblock 1 ausgebildeten Stege 9 sind bei der hier dargestellten Ausführungsform kreuzartig angeordnet. Dadurch wird eine besonders effektive Verstärkung dieser Teile und ein günstiges Entformen der Ausstoßkanüle 7 oder auch des Ventilblocks 1 aus dem jeweiligen Formwerkzeug möglich.
Die hier dargestellte Ausführungsform der Ausstoßkanüle 7 kann auch beispielsweise über eine Bajonettverschlusseinrichtung an dem Ventilblock 1 befestigt werden oder wie bei der in 7 dargestellten Ausführungsform einstückig mit dem Ventilblock 1 ausgebildet sein.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise ist es auch möglich, eine zur Befestigung des Ventilblocks 1 an einem Gefäß vorgesehene Befestigungseinrichtung einstückig mit dem Ventilblock 1 auszubilden. Ferner ist es auch möglich, anstelle eines im Rahmen eines Heißkanal Spritzvorganges eingespritzten Kunststoffmateriales eine insbesondere duroplastische Gießmasse zur Bildung der integralen Baueinheit zu verwenden.
Obwohl es bevorzugt wird, als Förder- oder Dosierzylinder 3 einen Glaszylinder zu verwenden, der von einem Propylen-Schutzrohr 8 (einstückig mit dem Ventilblock 1) umspritzt ist, wobei in diesem Glaszylinder ein Glaskolben als Dosier- oder Förderkolben (ggf. mit PTFE-Beschichtung, die vorzugsweise die Bildung zumindest einer Dichtlippe gestattet) gleitet, kann die integrale Dosiereinheit auch ein Keramikzylinder oder als integrales Kunststoffteil im Bereich der Zylinderwandung (entlang derer der Förderkolben 4 gleitet) ausgebildet sein. In einem solchen Fall ist eine Stabilisierung des Kunststoffs für eine präzise Dosierung vorzugsweise durch dotieren (dispensieren) mit einem den Kunststoff stabilisierenden Partikelmaterial in der Kunststoffschmelze (oder auch als anschließenden oder vergütende, filmbildende Laminierung) mit einem mineralischen, keramischen Metall- oder Metalloxidpulvermaterial, wie Glasstaub (oder -partikel), Keramikstaub (oder -partikel), Al₂O₃ oder TiO₂. vorteilhaft.
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Auslaufkanüle 101, die einen Endabschnitt 102 zum Befestigen derselben in einem Press-Fit an einem Ventilblock 103 des Flüssigkeitsspenders aufweist. An ihrem auslaufseitigen Ende weist die Auslaufkanüle 101 in üblicher Weise einen vertikal nach unten abgekrümmten Auslaufabschnitt auf, der auch mit einer Verschlusskappe, die auf der Auslaufkanüle 101 verschließbar ist (s. 9.), verschließbar sein kann.
Der Endabschnitt 10 wird durch einen Radialflansch 10 begrenzt, der zugleich die Einsatzlänge der Ansaugkanüle 101 in den in 4 dargestellten Ventilblock 103 zeigt.
Entlang der Auslaufkanüle 101 sind verstärkende und in ihrer Höhe abnehmende Rippen 107, beginnend bei dem Radialflansch 106, integral einstückig vorgesehen. Diese versteifen die Auslaufkanüle 101.
Der Endabschnitt 102 weist eine Mehrzahl von axial beabstandeten Radialrippen 104 sowie einen Einsatz-Endabschnitt 109 auf, deren Radialabmessung auf einen Innendurchmesser einer Aufnahmeöffnung 110 in einem Ventilblock (s. 16) abgestimmt ist derart, dass sich ein Press-Sitz zwischen dem Endabschnitt und der Auf nahmeöffnung des Ventilblockes 103 ergibt und die Auslaufkanüle 1 unverlierbar in den Ventilblock 103 eingepresst und gehalten werden kann.
Die Radialvorsprünge 104 am Endabschnitt 102 der Auslaufkanüle 101 können daher in Eingriff treten mit entsprechenden radial einwärts vorspringenden Gegen-Vorsprüngen der Aufnahmeöffnung 110 des Ventilblockes 103 oder mit anderen Rastmitteln, wie Rastausnehmungen oder Bajonettverschluss-Rastelementen.
Die Aufnahmeöffnung 110 des Ventilblockes 103 (s. 16) weist einen keilförmig (Dreiecksquerschnitt) einwärts vorspringenden Lagepositioniervorsprung 111 auf, der in eine entsprechende Gegenausnehmung (die sich in Axialrichtung erstreckt) im Bereich des Endabschnittes 102 der Auslaufkanüle 101 eingreift, um eine Umfangsposition der Auslaufkanüle 1 an dem Ventilblock 3 sicherzustellen und die Einsatzlage der Auslaufkanüle 1 beim Einpressen in die Aufnahmeöffnung 10 des Ventilblockes 103 zu bestimmen.
In dem Endabschnitt 102 der Auslaufkanüle 101 ist ein Aufnahmeraum 113 gebildet zur Aufnahme eines Ventilkörpers 114 eines in dem Ventilblock 103 vorgesehenen Druckventiles. Der Ventilkörper ist eine Glas- oder Keramikkugel 114, die in dem Aufnahmeraum durch drei um jeweils 120° versetzt angeordnete Führungsvorsprünge 108 gehalten und mit axialer Bewegungsmöglichkeit lagepositioniert ist. In 12 ist die Ventilkugel 114 links außerhalb des Aufnahmeraumes 113 gezeigt. Der Pfeil verdeutlicht ihre Einsetzrichtung.
Ein durchmesserreduzierter Abschnitt 113c des Aufnahmeraumes 113 ist zur Aufnahme einer Vorspannfeder 115 (insbesondere einer Metallfeder) vorgesehen, die die Ventilkugel 114 gegen den im Ventilblock 103 vorgesehenen Ventilsitz 123 (der entweder einstückig oder separat eingepresst ist) vorspannt.
In 13 ist der Ventilblock 103 mit in dieser eingesetzten Auslaufkanüle 101 gezeigt. Am unteren Ende trägt der Ventilblock 103 (frei drehbar) in einer Ringnut eine Adapterhülse 116, die, mit Innengewinde versehen, zum Aufschrauben des Ventil blockes 103 auf ein Gefäß, dessen Flüssigkeit ausgespendet werden soll, vorgesehen ist.
Der Ventilblock 103 ist integral einstückig mit einem Schutzrohr 117 gespritzt, wie sich dies aus 1b, 16 ergibt, unter gleichzeitiger Ummantelung eines Glaszylinders 122, der einen Förder- oder Dosierzylinder eines Flüssigkeitsdispensers bildet. In dem Förder- oder Dosierzylinder ist gleitbar ein Glaskolben oder ein mit PTFE zumindest teilweise ummantelter und gegebenenfalls mit einer Dichtlippe versehener Förderkolben gleitbar aufgenommen, verbunden mit einer Hand-Betätigungseinrichtung 118 (Griffhülse) zum Aufwärtsbewegen bzw. Niederdrücken des Förderkolbens. Der komplette Flüssigkeitsdispenser 100 (mit Förderhub-Einstellvorrichtung 119) ist in 6 dargestellt. Dieser Flüssigkeitsdispenser 100 kann somit aus einer minimalen Anzahl von Einzelteilen zusammengesetzt werden, wobei die Auslaufkanüle 101 einfach unter Presssitz in den Ventilblock 103 eingepresst ist und aufwendige Verschraubungen vermieden sind. Ein solcher Fluiddispender 100 ist nicht für den permanenten Einsatz zur Ausspendung von Lösungsmitteln gedacht.
Der Ventilblock 103 besteht ebenso wie das einstückig den Glaszylinder 122 umgebende Schutzrohr vorzugsweise aus Polypropylen oder einem anderen chemikalienbeständigen Kunststoff. Gleiches gilt für die Auslaufkanüle 101 und den Adapter 118.
Der Ventilblock 103 weist eine Skelett-Struktur mit Verstärkungsrippen 120 und zwischenliegenden 121 Hohlräumen auf. Ein Ansaugventilkörper (Kugel) ist mit 140 in 1b bezeichnet, gehalten in dem Ventilblock 103 durch eine Beschränkungshülse 141.
Anstelle einer manuellen Betätigung durch die Griffhülse 118 kann auch eine motorische Betätigung des Förder- oder Dosierkolbens vorgesehen sein. Insbesondere in Verbindung hiermit (aber auch bei manueller Betätigung) kann insbesondere- eine berührungslose Wegmesseinrichtung, insbesondere eine elektrische oder elektronische, elektro-optische, optische, magnetische oder infrarote Messeinrichtung, verbunden mit einer elektronischen Anzeigeeinrichtung.

Claims

Flüssigkeitsdispenser, der zum Fördern und Dosieren einer einstellbaren Menge einer Flüssigkeit vorgesehen ist, mit – einem Ventilblock (1), der mit einem Vorratsbehälter verbindbar oder auf ein Gefäß aufsetzbar ist und der ein Ansaugventil (2) und ein Ausgabemittel (6) aufnimmt, – einen mit dem Ansaugventil (2) verbundenen Förder- und Dosierzylinder (3), der von einem Schutzrohr (8) aus Kunststoffmaterial umgeben ist, – einem Förder- und Dosierkolben (4), der gleitbeweglich in dem Förder- und Dosierzylinder (3) aufgenommen und der mittels eines Betätigungsmittels (5) gleitbewegbar ist, und – einem mit dem Ventilblock (1) verbundenen Austrittsmittel (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (8) an dem Förder- und Dosierzylinder (3) eng anhaftet und mit diesem einen untrennbaren Verbundkörper bildet und das Schutzrohr (8) einstückig mit dem Ventilblock (1) ausgebildet ist.
Flüssigkeitsdispenser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Förder- und Dosierzylinder (3) ein Glaszylinder oder ein Keramikzylinder oder ein Zylinder aus einem besonders hochwertigen chemikalienbeständigen Kunststoffmaterial ist.
Flüssigkeitsdispenser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Förder- oder Dosierzylinder (3) aus einem Kunststoffmaterial besteht, in dem ein stabilisierendes Partikelmaterial, insbesondere ein mineralisches, keramisches Metall- oder Metalloxidpulvermaterial, wie Glaspartikel, insbesondere Glasstaub, Keramikpartikel, Al₂O₃ oder TiO₂ dispergiert sind.
Flüssigkeitsdispenser nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (1) und das Schutzrohr (8) einstückig durch einen Spritzgießvorgang ausgebildet sind.
Flüssigkeitsdispenser nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Förder- und Dosierzylinder (3) in das Schutzrohr (8) durch eine Spritzgießtechnik eingebettet ist.
Flüssigkeitsdispenser nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (1) in Skelettkonstruktion mit beabstandeten Stegen (9), die durch Ausnehmungen gebildet sind, ausgebildet ist.
Flüssigkeitsdispenser nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wanddicke des Schutzrohrs (8) zumindest 10% der Wanddicke des Glaszylinders (3) beträgt.
Flüssigkeitsdispenser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke des Schutzrohrs (8) etwa 1 mm und die Wanddicke des Glaszylinders (3) etwa 2,5 mm beträgt.
Flüssigkeitsdispenser nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (8) und/oder der Ventilblock (1) aus einem transparenten oder transluzenten Kunststoffmaterial gefertigt sind.
Flüssigkeitsdispenser nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (8) einstückig einen oberen Endanschlag und/oder einen ventilblockseitigen Fußsockel aufweist.
Flüssigkeitsdispenser nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr (8) einen sich über den Förder- und Dosierzylinder (3) in Axialrichtung hinaus erstreckenden Verlängerungsabschnitt aufweist, der einen Führungsabschnitt zur Führung des Förder- und Dosierkolbens (4) bildet.
Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsdispensers, insbesondere eines Flüssigkeitsdispensers nach Anspruch 1, mit – einem aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Ventilblock und – einem aus Glas, Keramik oder einem weiteren Kunststoffmaterial bestehenden Förder- und Dosierzylinder, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: einstückiges Ausbilden des Ventilblocks (1) und des Schutzrohrs (8) durch Spritzgießen, wobei das Schutzrohr (8) angepasst ist, den Förder- und Dosierzylinder (3) eng anhaftend zu umfassen und das Schutzrohr (8) und der Förder- und Dosierzylinder (3) einen untrennbaren Verbundkörper bilden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzrohr während des Spritzgußschrittes um den Förder- und Dosierzylinder herum ausgebildet wird, wobei der Förder- und Dosierzylinder durch einen Formkern (28) zentriert wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Formraum (27) durch Öffnen in eine Richtung quer zur Längsrichtung des Förder- und Dosierzylinders in eine Offenstellung gebracht wird.