Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Anordnung zum Dosieren eines viskosen Mediums sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung.
Das technische Gebiet der Erfindung betrifft die Dosierung von viskosen Medien, wie Fluiden oder Flüssigkeiten, wie beispielsweise Kleb- oder Dichtstoffen, Farben, Lacken, Lösemitteln, Suspensionen, viskosen Rohstoffen, Emulsionen, Pasten, Lebensmittel-Pasten, Ölen oder Fetten.
Den vielen Industrieprozessen, aber auch im Handel und im Gewerbe, werden solche viskose Medien über Ein- oder Mehrwegbehälter dem Verarbeiter durch den Hersteller oder Händler bereitgestellt.
Vom Verarbeiter werden zur Entnahme oder zur Weiterverarbeitung des viskosen Mediums Dosiervorrichtungen eingesetzt.
Dosiervorrichtungen, welche für eine solche Dosierung geeignet sind, können auf einer Zahnradpumpe oder einer Exzenterschneckenpumpe basieren oder beispielsweise als eine Spindelfördereinrichtung ausgebildet sein. Eine solche Dosiervorrichtung kann auch als Ventil, beispielsweise als Spindelventil, als Druck-Zeit-Ventil oder als Volumenventil ausgebildet sein.
Vor der Verwendung oder Entnahme ist der Behälter mit einer solchen herkömmlichen Dosiervorrichtung zu koppeln. Hierzu wird herkömmlicherweise eine Dichtung oder dergleichen verwendet, um eine möglichst dichte Kopplung zwischen dem Behälter und der Dosiervorrichtung sicherzustellen. Allerdings ist eine solche Dichtung, insbesondere nach einer bestimmten Verwendungszeit oder Einsatzzeit, in der Regel nicht vollständig dicht, so dass es regelmäßig zu Leckagen kommt.
Weiter entsteht durch die physikalische Trennung des Behälters und der Dosiervorrichtung, zudem ein erhöhter Aufwand an Rüstzeiten und Reinigungszeiten, was einen entsprechenden Anstieg der Kosten auf Seiten des Verarbeiters des viskosen Mediums verursacht.
Des Weiteren ergibt sich durch die physikalische Trennung des Behälters und der Dosiervorrichtung, insbesondere bei solchen viskosen Medien, die für Mensch und Umwelt gefährlich sind, ein zusätzliches Gefahrenpotenzial für den jeweiligen Techniker beim Koppeln und Entkoppeln der Dosiervorrichtung von dem Behälter.
Herkömmliche Vorrichtungen zum Dosieren eines Mediums sind in den Druckschriften
Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Dosieren eines viskosen Mediums vorzuschlagen, welche obige Nachteile überwindet.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Dosieren eines viskosen Mediums mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Anordnung zum Dosieren eines viskosen Mediums mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.
Demgemäß wird eine Vorrichtung zum Dosieren eines viskosen Mediums vorgeschlagen, welche einen Behälter zur Aufnahme des viskosen Mediums aufweist, wobei die Vorrichtung ein einstückiges Teil oder einstückiges Bauteil hat, welches zumindest einen Teil des Behälters und ein als Außenteil oder Innenteil einer Exzenterschneckenpumpe ausgebildetes Förderelement zum dosierten Fördern des viskosen Mediums aus dem Behälter integriert.
Weiter wird eine Anordnung vorgeschlagen, welche aufweist: eine wie oben erläuterte Vorrichtung zum Dosieren eines viskosen Mediums, wobei die Vorrichtung das einstückige Teil aufweist, welches zumindest einen Teil des Behälters und ein als Außenteil oder Innenteil einer Exzenterschneckenpumpe ausgebildetes, erstes Förderelement zum dosierten Fördern des viskosen Mediums aus dem Behälter integriert, und die Exzenterschneckenpumpe mit einem als Innenteil oder Außenteil ausgebildeten, zweiten Förderelement, wobei das erste Förderelement und das zweite Förderelement in eine Wirkverbindung zum Fördern des viskosen Mediums aus dem Behälter bringbar sind.
Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Dosieren eines viskosen Mediums vorgeschlagen,
wobei zumindest ein Teil eines Behälters zur Aufnahme des viskosen Mediums und ein als Außenteil oder Innenteil einer Exzenterschneckenpumpe ausgebildetes Förderelement zum dosierten Fördern des viskosen Mediums aus dem Behälter als ein einstückiges Teil ausgebildet werden.
Das einstückige Teil ist insbesondere ein einstückiges Bauteil, ein werkstoffeinstückiges Teil oder ein werkstoffeinstückiges Bauteil.
Vorteilhafterweise erfüllt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dosieren eines viskosen Mediums eine Doppelfunktion, nämlich eine Behälterfunktion zur Aufnahme des viskosen Mediums und zumindest einen Teil einer Pump- oder Dosierfunktion zum dosierten Fördern des viskosen Mediums aus dem Behälter.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass auf eine Dichtung zwischen dem Behälter mit dem viskosen Medium und dem Förderelement der Exzenterschneckenpumpe verzichtet werden kann. Somit wird an dieser Stelle die Wahrscheinlichkeit für eine Leckage minimiert.
Weiter ergibt sich durch die einstückige Ausbildung des zumindest einen Teils des Behälters und des Förderelementes der Exzenterschneckenpumpe eine Reduzierung der Rüstzeiten und der Reinigungszeiten. Damit werden die Kosten für den Verarbeiter des viskosen Mediums minimiert.
Ein weiterer Vorteil der einstückigen Ausbildung des zumindest einen Teils des Behälters und des Förderelementes der Exzenterschneckenpumpe liegt in der Reduzierung der Möglichkeiten und damit der Wahrscheinlichkeit, dass ein Techniker bei einer routinemäßigen Kontrolle oder beim Tausch der Vorrichtung in einem Industrieprozess in Kontakt mit dem viskosen Medium kommt. Dieser Vorteil kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn das viskose Medium als ein für den Menschen gesundheitsgefährdendes Medium, wie zum Beispiel als Säure, ausgebildet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist das einstückige Teil als ein einstückiges Spritzguss-Teil oder als ein einstückiges Thermoplast-Teil oder als ein einstückiges Gummi-Teil oder als ein einstückiges Metall-Teil ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Außenteil als Stator der Exzenterschneckenpumpe ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Stator mit einer durchgehenden Bohrung ausgebildet. Die durchgehende Bohrung ist vorzugsweise mit einem mehrgängigen Innenschraubengewinde, insbesondere mit einem zweigängigen Innenschraubengewinde, ausgestattet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Innenteil als Stator der Exzenterschneckenpumpe ausgebildet.
Vorzugsweise ist das Innenteil als ein Hohlkörper ausgebildet.
Das als Hohlkörper ausgebildete Innenteil der Exzenterschneckenpumpe ist vorzugsweise in einem vorbestimmten Abstand von dem Boden des Behälters angeordnet. Der vorbestimmte Abstand zwischen dem Innenteil der Exzenterschneckenpumpe und dem Boden des Behälters, welche einstückig ausgebildet sind, ist derart ausgelegt, dass eine gewisse, vorbestimmte Beweglichkeit des Innenteils gegenüber dem Behälter bereitgestellt ist. Dies setzt voraus, dass das einstückige Teil oder Bauteil aus einem zumindest teilweise flexiblen Stoff oder Material gebildet ist. Durch die bereitgestellte Beweglichkeit des als Stator ausgebildeten Innenteils der Exzenterschneckenpumpe kann der Rotor der Exzenterschneckenpumpe zentrisch gelagert und angetrieben werden. Dies bedingt vorteilhafterweise eine einfache Bauweise der Exzenterschneckenpumpe und reduziert somit die Herstellungskosten sowie die Wartungskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung integriert oder umfasst das einstückige Teil den Behälter und das als Außenteil oder Innenteil der Exzenterschneckenpumpe ausgebildete Förderelement.
Beispielsweise hat das viskose Medium eine Viskosität von 0,1 bis 107 mPas, bevorzugt von 101 bis 105 mPas, besonders bevorzugt von 103 bis 104 mPas. Insbesondere ist das viskose Medium ein flüssiges Medium.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Anordnung hat das Innenteil eine Anzahl N von Gewindegängen und das Außenteil hat eine Anzahl N+1 von Gewindegängen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Anordnung ist das erste Förderelement als Stator der Exzenterschneckenpumpe und das zweite Förderelement als Rotor der Exzenterschneckenpumpe ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Anordnung ist der Stator mit einer durchgehenden Bohrung ausgebildet, welche mit einem mehrgängigen Innenschraubengewinde, insbesondere mit einem zweigängigen Innenschraubengewinde, ausgestattet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Anordnung ist der Rotor mit einem eingängigen oder mehrgängigen Außenschraubengewinde, insbesondere mit einem eingängigen Außenschraubengewinde, ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist die Anordnung als ein Mehrwegsystem ausgebildet, bei welcher eine einzige Exzenterschneckenpumpe vorgesehen ist, mit der eine Mehrzahl von baugleichen oder bauähnlichen, wie oben erläuterten Vorrichtungen koppelbar ist, die auch unterschiedliche viskose Medien beinhalten können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Mittel und Einrichtungen - sofern nichts anderes angegeben - mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die
Dabei haben die Ausführungsbeispiele der
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 nach
Das Außenteil 4 ist dabei vorzugsweise als Stator 6 der Exzenterschneckenpumpe 9 ausgebildet. Der Stator 6 hat vorzugsweise eine durchgehende Bohrung 7. Die durchgehende Bohrung 7 ist insbesondere mit einem mehrgängigen Innenschraubengewinde, insbesondere mit einem zweigängigen Innenschraubengewinde, ausgestattet.
Das Bezugszeichen 12 zeigt dabei einen Durchlassbereich zwischen dem Behälter 2 und dem Förderelement 6. Weiter zeigt das Bezugszeichen 13 einen Auslassbereich für das dosiert geförderte viskose Medium M aus der Vorrichtung 1.
Die Pfeile in den
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Anordnung 10 nach
Das erste Förderelement 6 und das zweite Förderelement 11 sind in eine Wirkverbindung zum Fördern des viskosen Mediums M aus dem Behälter 2 bringbar.
Dabei ist das erste Förderelement 6 vorzugsweise als Stator der Exzenterschneckenpumpe 9 und das zweite Förderelement 11 vorzugsweise als Rotor der Exzenterschneckenpumpe 9 ausgebildet.
Weiter ist der Stator 6 vorzugsweise mit einer durchgehenden Bohrung 7 ausgebildet - wie zu
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 nach
Dabei ist das Innenteil 5 und damit das integrierte Förderelement der Exzenterschneckenpumpe 9 vorzugsweise als Stator 6 der Exzenterschneckenpumpe 9 ausgebildet.
Dazu zeigt
Die Anordnung 10 nach
Weiter zeigt
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 nach
Das als Hohlkörper 8 ausgebildete Innenteil 5 der Exzenterschneckenpumpe 9 ist vorzugsweise in einem vorbestimmten Abstand D von dem Boden 14 des Behälters 2 angeordnet. Der vorbestimmte Abstand D zwischen dem Innenteil 5 der Exzenterschneckenpumpe 9 und dem Boden 14 des Behälters 2 ist derart ausgelegt, dass ein gewisse, vorbestimmte Beweglichkeit des Innenteils 5 gegenüber dem Behälter 2 trotz ihrer einstückigen Ausbildung als einstückiges Teil 3 bereitgestellt ist. Dies setzt voraus, dass das einstücke Teil 3 oder Bauteil aus einem flexiblen Material gebildet ist. Durch die ermöglichte Beweglichkeit des als Stator 6 der Exzenterschneckenpumpe 9 ausgebildeten Innenteils 5 kann der Rotor 11 der Exzenterschneckenpumpe 9 zentrisch gelagert und angetrieben werden. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Bauweise der Exzenterschneckenpumpe 9.
Dazu zeigt
Dabei weist die Anordnung 10 nach
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Blockschaltbildes in
Ein Behälter 2 zur Aufnahme des viskosen Mediums M wird bereitgestellt.
Zumindest ein Teil des Behälters 2 zur Aufnahme des viskosen Mediums M und ein als Außenteil 4 oder Innenteil 5 einer Exzenterschneckenpumpe 9 ausgebildetes Förderelement 6 zum dosierten Fördern des viskosen Mediums M aus dem Behälter 2 werden als einstückiges Teil 3 ausgebildet.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.