(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-14
(54)【発明の名称】バルブタペットロッド
(51)【国際特許分類】
B05C 5/00 20060101AFI20230907BHJP
B05C 11/00 20060101ALI20230907BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20230907BHJP
【FI】
B05C5/00 101
B05C11/00
B05C11/10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023508608
(86)(22)【出願日】2021-08-10
(85)【翻訳文提出日】2023-04-06
(86)【国際出願番号】 EP2021072314
(87)【国際公開番号】W WO2022038001
(87)【国際公開日】2022-02-24
(31)【優先権主張番号】102020121777.3
(32)【優先日】2020-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】514024918
【氏名又は名称】フェルメス マイクロディスペンシング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】フリース、マリオ
(72)【発明者】
【氏名】グルムバイン、シュテファン
【テーマコード(参考)】
4F041
4F042
【Fターム(参考)】
4F041AA05
4F041AB01
4F041BA01
4F041BA10
4F041BA12
4F041BA17
4F041BA36
4F041BA48
4F042AA06
4F042AB00
4F042BA03
4F042BA06
4F042BA08
4F042BA12
4F042BA19
4F042CB08
4F042CB26
(57)【要約】
本発明は、計量材料用の計量システム(200)のバルブ(100、100”)用のバルブタペットロッド(1、1”)に関する。バルブタペットロッド(1、1”)は、細長い略円柱状の本体を有する。上記本体は、前側端(B)にタペット先端(60)を、反対側のヘッド領域(A)内にタペットヘッド(10)を、および、それらの間に、タペットヘッド(10)からタペット先端(60)にかけて、少なくとも第1のガイドスリーブ部(20)、幅狭部(30)、第2のガイドスリーブ部(40)、および流体部(50)を有する。幅狭部(30)の外径(30d、30d”)は、ガイドスリーブ部(20、40)の外径(20d、20d”、40d、40d”)と比較して低減させられる。本発明はさらに、このタイプのバルブタペットロッド(1、1”)を有するバルブ(100、100”)に、および、このタイプのバルブ(100、100”)、または、このタイプのバルブタペットロッド(1、1”)を有する計量システム(200)に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
計量材料用の計量システム(200)のバルブ(100、100”)用のバルブタペットロッド(1、1”)であって、
前記バルブタペットロッド(1、1”)は、
タペット先端(60)が前側端(B)に、
タペットヘッド(10)が反対側のヘッド領域(A)に、ならびに、
それらの間に、前記タペットヘッド(10)から前記タペット先端(60)にかけて、少なくとも第1のガイドスリーブ部(20)、幅狭部(30)、第2のガイドスリーブ部(40)、および流体部(50)が形成された、細長い略円柱状の本体を有しており、
前記幅狭部(30)の外径(30d、30d”)が、ガイドスリーブ部(20、40)の外径(20d、20d”、40d、40d”)と比較して低減させられた、バルブタペットロッド(1、1”)。
【請求項2】
前記ガイドスリーブ部(20、40)の前記外径(20d、20d”、40d、40d”)はそれぞれ大きさが等しく、および/または、前記幅狭部(30)の前記外径(30d、30d”)は前記流体部(50)の外径(50d、50d”)と大きさが同程度である、請求項1に記載のバルブタペットロッド。
【請求項3】
前記タペットヘッド(10)は、前記計量システム(200)のアクチュエータユニット(220)用の作動フランジ(11)、および、任意的には、復元要素(120)の中央揃えされた案内のためのガイドレッジ(13)を有しており、
好ましくは、前記ガイドレッジ(13)の外径(13d、13d”)は前記第1のガイドスリーブ部(20)の前記外径(20d、20d”)よりも大きく、および、前記作動フランジ(11)の外径(11d、11d”)は前記ガイドレッジ(13)の前記外径(13d、13d”)よりも大きい、請求項1または2に記載のバルブタペットロッド(。
【請求項4】
前記第1のガイドスリーブ部(20)と前記幅狭部(30)との間のレッジ(25)は、前記幅狭部(30)と前記第2のガイドスリーブ部(40)との間の遷移(35)よりも急勾配であるように形成された、請求項1~3のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド。
【請求項5】
前記流体部(50)は、前記第2のガイドスリーブ部(40)の前記外径(40d、40d”)よりも小さい外径(50d、50d”)を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド。
【請求項6】
レッジ(45)が、前記第2のガイドスリーブ部(40)と前記流体部(50)との間に好ましくはフィレット(45)として、シーリング要素(150f、150m)特にメンブレンシール(150f、150m)を所定の位置に保持するために、肩状に形成され、好ましくは、前記フィレット(45)は、少なくとも0.01mm、特に好ましくは、少なくとも0.1mm、最も特に好ましくは、少なくとも0.25mmのフィレット半径(45r)、ならびに/または、好ましくは最大2mm、特に好ましくは最大1mm、および最も特に好ましくは最大0.5mmのフィレット半径(45r)を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド。
【請求項7】
前記タペット先端(60)に隣接するタペット先端部(55)が、好ましくは少なくとも0.25mm、特に好ましくは少なくとも1mm、最も特に好ましくは少なくとも2mmの長さ(55l、55l”)、および/もしくは、好ましくは最大10mm、特に好ましくは最大5mm、最も特に好ましくは最大3mmの長さ(55l、55l”)を有しており、ならびに/または、
前記タペットヘッド(10)が、好ましくは少なくとも0.25mm、特に好ましくは少なくとも1mm、最も特に好ましくは少なくとも1.5mmの長さ(10l、10l”)、および/もしくは、好ましくは最大10mm、特に好ましくは最大5mm、最も特に好ましくは最大2mmの長さ(10l、10l”)を有しており、
ならびに/または、
前記第1のガイドスリーブ部(20)が、好ましくは少なくとも1mm、特に好ましくは少なくとも2mm、最も特に好ましくは少なくとも5mmの長さ(20l、20l”)、および/もしくは、好ましくは最大20mm、特に好ましくは最大15mm、最も特に好ましくは最大10mmの長さ(20l、20l”)を有しており、
ならびに/または、
前記第2のガイドスリーブ部(40)が、好ましくは少なくとも1mm、特に好ましくは少なくとも2mm、最も特に好ましくは少なくとも5mmの長さ(40l、40l”)、および/もしくは、好ましくは最大20mm、特に好ましくは最大15mm、最も特に好ましくは最大10mmの長さ(40l、40l”)を有しており、
ならびに/または、
前記幅狭部(30)が、好ましくは少なくとも1mm、特に好ましくは少なくとも5mm、最も特に好ましくは少なくとも10mmの長さ(30l、30l”)、および/もしくは、好ましくは最大25mm、特に好ましくは最大20mm、最も特に好ましくは最大15mmの長さ(30l、30l”)を有しており、
ならびに/または、
前記流体部(50)が、好ましくは少なくとも1mm、特に好ましくは少なくとも2mm、最も特に好ましくは少なくとも5mmの長さ(50l、50l”)、および/もしくは、好ましくは最大50mm、特に好ましくは最大20mm、最も特に好ましくは最大10mmの長さ(50l、50l”)を有している、請求項1~6のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド。
【請求項8】
前記タペット先端(60)が、好ましくは少なくとも0.1mm、特に好ましくは少なくとも0.15mm、最も特に好ましくは少なくとも0.19mmの半径(60r、60r”)、および/もしくは、好ましくは最大0.8mm、特に好ましくは最大0.5mm、最も特に好ましくは最大0.35mmの半径(60r、60r”)を有しており、
ならびに/または、
前記タペットヘッド(10)の作動フランジ(11)が、好ましくは少なくとも3.2mm、特に好ましくは少なくとも3.5mm、最も特に好ましくは少なくとも4mmの外径(11d、11d”)、および/もしくは、好ましくは最大10mm、特に好ましくは最大7.5mm、最も特に好ましくは最大5mmの外径(11d、11d”)を有しており、
および、任意的には、前記タペットヘッド(10)のガイドレッジ(13)が、好ましくは少なくとも1.75mm、特に好ましくは少なくとも2.5mm、最も特に好ましくは少なくとも3mmの外径(13d、13d”)、および/もしくは、好ましくは最大9mm、特に好ましくは最大6.5mm、最も特に好ましくは最大4mmの外径(13d、13d”)を有しており、
ならびに/または、
前記第1のガイドスリーブ部(20)が、好ましくは少なくとも1.55mm、特に好ましくは少なくとも1.6mm、最も特に好ましくは少なくとも1.65mmの前記外径(20d、20d”)、および/もしくは、好ましくは最大2.9mm、特に好ましくは最大2mm、最も特に好ましくは最大1.75mmの前記外径(20d、20d”)を有しており、
ならびに/または、
前記第2のガイドスリーブ部(40)が、好ましくは少なくとも1.55mm、特に好ましくは少なくとも1.6mm、最も特に好ましくは少なくとも1.65mmの前記外径(40d、40d”)、および/もしくは、好ましくは最大2.9mm、特に好ましくは最大2mm、最も特に好ましくは最大1.75mmの前記外径(40d、40d”)を有しており、
ならびに/または、
前記幅狭部(30)が、好ましくは少なくとも1mm、特に好ましくは少なくとも1.25mm、最も特に好ましくは少なくとも1.45mmの前記外径(30d、30d”)、および/もしくは、好ましくは最大3mm、特に好ましくは最大2mm、最も特に好ましくは最大1.8mmの前記外径(30d、30d”)を有しており、
ならびに/または、
前記流体部(50)が、好ましくは少なくとも0.5mm、特に好ましくは少なくとも1mm、最も特に好ましくは少なくとも1.45mmの外径(50d、50d”)、および/もしくは、好ましくは最大3mm、特に好ましくは最大2mm、最も特に好ましくは最大1.8mmの外径(50d、50d”)を有している、請求項1~7のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド。
【請求項9】
請求項1~8のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド(1、1”)を有する、計量材料用の計量システム(200)用のバルブ(100、100”)であって、
前記バルブ(100、100”)が好ましくは、少なくとも、
ガイドスリーブ(105、105”)を取り囲む略中空円筒状バルブ本体(101、101”)であって、意図された通りの動作中、少なくとも前記ガイドスリーブ部(20、40)が部分的に、および前記バルブタペットロッド(1、1”)の前記幅狭部(30)が全体的に、前記ガイドスリーブ(105、105”)内に留まる、略中空円筒状バルブ本体(101、101”)、
任意的には、前記バルブタペットロッド(1、1”)の前記タペットヘッド(10)と、前記バルブタペットロッド(1、1”)用の前記ガイドスリーブ(105、105”)との間に取り付けられた復元要素(120)、特に、巻かれたねじりばね(120)、
前記バルブ本体(101、101”)の、前記復元要素(120)から離れる方向に面する側の下方領域内で前記計量材料を受容するためのバルブチャンバ(104、104”)、
前記ガイドスリーブ(105、105”)および前記バルブ本体(101、101”)の前記バルブチャンバ(104、104”)間を封止するためのシーリング要素(150f、150m)であって、前記シーリング要素(150f、150m)が好ましくは、蛇行状メンブレンシール(150m)または平坦なメンブレンシール(150f)として形成された、シーリング要素(150f、150m)、
を備えるバルブ(100、100”)。
【請求項10】
前記タペット先端(60)および前記流体部(50)間の、前記タペット先端(60)に隣接する、前記バルブタペットロッド(1)の円錐状に先細りしているタペット先端部(55)を有する、請求項9に記載のバルブであって、前記バルブ(100)の関連付けられたノズル(111)用の前記タペット先端部(55)の長さ(55l、55l”)が前記タペット先端(60)の半径(60r、60r”)に応じて変動し、および/または、前記関連付けられたノズル(111)用の前記タペット先端部(55)の前記長さ(55l、55l”)が好ましくは最大3mm、特に好ましくは最大5mm、最も特に好ましくは最大10mmになる、バルブ。
【請求項11】
前記ガイドスリーブ(105、105”)が、少なくとも部分的には、好ましくは硬質材料粒子を有する金属マトリックス複合材料の、硬質材料、好ましくは硬質金属で、および/または、少なくとも2つの部分で形成された、請求項9または10に記載のバルブ。
【請求項12】
請求項9~11のいずれか1項に記載のバルブ(100、100”)を有する、または、少なくとも請求項1~8のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド(1、1”)を有する、計量システム(200)であって、
計量材料用の供給チャネル(180)、
任意的には、計量材料容器を保持するための計量材料収納ホルダ(270)、および
前記タペットヘッド(10)に直接または間接的に、好ましくは1mmの最大ストローク長を有するストロークを作用させる前記バルブタペットロッド(1、1”)の作動のためのアクチュエータユニット(220)、
を備える、計量システム(200)。
【請求項13】
前記バルブタペットロッド(1、1”)のそれぞれの前記ガイドスリーブ部(20、40)の長さ(20l、20l”、40l、40l”)が少なくとも、前記バルブタペットロッド(1、1”)のストローク長に対応する、請求項12に記載の計量システム(。
【請求項14】
前記バルブタペットロッド(1、1”)の前記幅狭部(30)が、前記バルブ(100、100”)の関連付けられた前記ガイドスリーブ(105)よりも、少なくとも2つの最大ストローク長だけ短い、請求項12または13に記載の計量システム。
【請求項15】
請求項1~8のいずれか1項に記載のバルブタペットロッド(1、1”)であって、意図された通りの吐出および後退移動の際の前記バルブタペットロッド(1、1”)の動作中の、前記バルブタペットロッド(1、1”)の自動潤滑のための潤滑剤リザーバとして、2つの前記ガイドスリーブ部(20、40)により取り囲まれた少なくとも1つの前記幅狭部(30)を有するバルブタペットロッド(1、1”)、の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、計量システムのバルブ用のバルブタペットロッド、そうしたバルブタペットロッドを有するバルブ、および、そうしたバルブまたはそうしたバルブタペットロッドを有する計量システムに関する。
【背景技術】
【0002】
冒頭で述べられたタイプのバルブのバルブタペットロッドを駆動するアクチュエータユニットを有する、液体、または粘性計量材料の正確に計量された供給のための(マイクロ)計量システムは、たとえば独国特許出願公開第102017122034号明細書により、知られている。それにより、さらに、非常に少量の計量材料は、ワークピースの目標表面に、計量システム自体が上記目標表面に接触することなく正確に運ばれ得る。バルブタペットロッドはここでは、バルブの好適なカウンターピース(ここではたとえばスリーブまたはガイドスリーブ)内で長手方向に移動可能に案内される、長さに対して極めて薄い、細長い本体である。バルブタペットロッドにより、所望の、正確に計量された量の計量媒体または計量材料が、ノズルチャンバの開口を通って、ノズルチャンバまたはバルブチャンバ、すなわちリザーバから、制御されたやり方で押し出され、または吐出され得る。
【0003】
バルブタペットロッドはここでは、バルブのスリーブ内で非常に大きい距離にわたり、案内され、それにより、摩擦および摩耗が生じる。部品の、できるだけ長い耐久性を実現するために、それは、そうしたベアリングまたはガイドに一般的であるように、特定のオイルまたはグリースにより、潤滑される。これは実際に、バルブタペットロッドおよびガイドスリーブの摩耗に対して良い影響を与える。しかし、特定の潤滑剤の使用はさらに、システムの減衰を増加させ、および、したがって、バルブタペットロッドがガイドスリーブ内で移動させられ得る力および速度に影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
したがって、本発明の目的は、耐摩耗性がより大きく、および移動中に、より少ない減衰を示す、改良されたバルブタペットロッド、および対応するバルブまたは計量システムを示すことである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この課題は、請求項1に記載のバルブタペットロッド、請求項9に記載のバルブ、および請求項12に記載の計量システムにより、解決される。
【0006】
計量材料用の計量システムのバルブ用の、本発明によるバルブタペットロッドは、従来のように、細長い略円柱状の本体を備える。そうした本体は、好ましくは長手方向に回転対称な、ロッドと同様の物体であって、それが一方で、幅(厚さ)よりも長さが大きく、および他方で、好ましくは、中実材料からなる(すなわち、内部が中空でない)物体として理解されるものとする。
【0007】
あるいは、しかし、バルブタペットロッドの本体を、重量を節約するために、たとえば、溶接された、摩耗しているタペット先端を有する細長いスリーブから、または、好適な方法により接合された少なくとも2つの材料から、2つの部分においてそれを製造するために、内部が中空であるように構成することも考えられる。
【0008】
以下では、バルブタペットロッドは、簡略化のために、「タペット」によっても同義で略記される。
【0009】
この本体の長手方向における前側端では、タペットには、タペット先端が構成されている。選択された用語により、場合によっては示唆される意味と対照的に、しかし、この用語は、そうしたタペット先端のとがった特徴を必ずしも表すものでなく、むしろ、単に、タペットの本体の最前の(すなわち、排出側または吐出側の)部分のみを定義する。タペット先端は、したがって、たとえば、さらに、わずかに丸みを帯びており、球が設けられており、扁平形であり、または、球状もしくは放物線状のくぼみが設けられている場合がある、本体の前面または形状を表す。それは、一般に(従来のスパイスグラインダの場合とも同様に)、以下にさらになお、より明確になるように、たとえば計量材料などの材料を変位させる、すなわち、たとえば、それを押しのける役目を務める。これは、タペット先端が、計量材料と接触し、および、その実際の供給または吐出の役目を務めることを意味する。
【0010】
上記本体の反対側のヘッド領域では、そこから長手方向に間隔が空けられて、タペットには、タペットヘッドが形成されている。ヘッド領域は、必然的に本体の実際の端として理解されるべきである訳でない。それは、端領域が端を直接画定しない場合、本体の端領域内の一種の「フランジ」にも関し得る。タペットヘッドは、追加で、以下でさらに説明されるように、たとえばアクチュエータユニットなどの作動要素の有効領域としての役目を務める。
【0011】
タペットのタペット先端の、ならびに、タペットヘッドの機能および役割は、本発明によるバルブ、および、バルブタペットロッドが構成要素または交換部品として形成される計量システムに関して以下でさらに、より明確に、明らかになるであろう。
【0012】
述べられたばかりのように、タペットヘッドは、タペットのタペット先端と間隔が空けられている。このために、本発明によれば、以下の部分は、本体に沿って(タペットヘッドからタペット先端にかけて)互いに隣接する:
【0013】
まず、第1のガイドスリーブ部は好ましくは、隣り合うようにタペットヘッドに隣接する。このガイドスリーブ部には、外径であって、バルブの組み立て中に、関連付けられたタペットセントリングスクリューまたはガイドスリーブ内にそれが正確に導入されることを可能にする外径が形成される。バルブタペットロッドの真直ぐな、および中央揃えされた案内のためにバルブ内で使用されるそうしたガイドスリーブは、このために、たとえば、タペットの好ましくは均一な内径を有する少なくとも1つの連続的なボアを備える。タペットが、完全にガイドスリーブを通って摺動し得る訳でないように、少なくともタペットヘッドの外径はガイドスリーブの内径よりも大きく、よって、タペットは、ガイドスリーブ内に導入する際に、遅くとも、ガイドスリーブ上でタペットヘッドに、しかし、特に、既に間接的に、タペットヘッドとガイドスリーブとの間に取り付けられた復元要素に当接する。
【0014】
第1のガイドスリーブ部に隣接するのは幅狭部である。後者に隣接するのは、今度はまた、第2のガイドスリーブ部であり、よって、幅狭部は2つのガイドスリーブ部により取り囲まれる。
【0015】
名前が既に示唆しているように、幅狭部の断面は、それに隣接する部分に対して低減させられ(または狭くされ)る。幅狭部はここでは、第1および第2のガイドスリーブ部の外径と比較してより小さい、または低減させられた外径を有する。すなわち、タペットの本体を通る断面または断面積は、ガイドスリーブ部の隣接領域内よりも、幅狭部の領域内で、より小さい。
【0016】
さらにタペット先端に向かって、流体部は(幅狭部の反対側の端において)第2のガイドスリーブ部に隣接する。流体部自体は、今度はまた、タペット先端に隣接する。タペットの好ましい変形例では、タペット先端部は、ここでは追加で以下でさらに説明されるように、それらの間で(すなわち、タペット先端および流体部間で)一体化される場合がある。流体部は、計量システムのバルブ内のタペットの動作中、計量または吐出されるべき計量材料と接触している、タペットの本体に沿った一部分を意味する。バルブの、および計量システムの構造は同様に、以下にさらにより詳細に説明される。
【0017】
計量システム用の、本発明によるバルブは、本発明によるバルブタペットロッドを備える。
【0018】
バルブに一般的であるように、それはここでは好ましくは、好ましくは全体として円錐状に前側に先細りになっている、少なくとも1つの略スリーブ状の、または中空円筒状のバルブ本体であって、そのバルブ本体がガイドスリーブを、好ましくはその外面に沿って全周にわたり取り囲み、または縁取るバルブ本体も備える。
【0019】
バルブタペットロッドは、バルブ本体内のこのガイドスリーブ内で移動可能に案内され、すなわち、ガイドスリーブは、バルブ本体内のバルブタペットロッド用のベアリングを形成する。意図された通りの動作中、本発明によれば、このガイドスリーブ内に、バルブタペットロッドの少なくともガイドスリーブ部は部分的に、および幅狭部は全体的に留まる。
【0020】
設置中にバルブ本体内にガイドスリーブを導入することができるために、好ましくは、バルブ本体の少なくとも1つのカバー表面は対応する開口を有し得る。導入後、(導入されたバルブタペットロッド、押された復元要素、および押されたシーリング要素を有する)ガイドスリーブは、バルブ本体が上方に閉鎖されるように、バルブ本体内に上方からねじ込まれ、クランプで固定され、クリックされ、および/または係合させられ得る。カバー表面の反対側に位置しているベース表面上には、バルブ本体内のさらなる開口であって、述べられたように、それに対してバルブ本体が全体としてわずかに円錐状に先細りになっている、さらなる開口が存在している。この開口は、バルブの計量開口もしくはノズル開口であり、またはここでは、この開口には、意図された通りの動作中、計量材料がそれを通って吐出されるノズル開口を有するノズルが取り付けられている。簡単に言えば、ノズル開口は、ここでは、タペットにより開放または閉鎖され得る。これは、タペットがここでは、バルブの(またはバルブのノズルの)閉鎖要素としての役目を務めることを意味する。より正確には、ノズル開口はタペットにより(とりわけ、タペット先端、またはそれに隣接するタペット先端部により)開放または閉鎖される場合があり、それは、バルブの(またはノズルの)バルブシートもしくはシーリングシート内に押し込まれ、および、このノズル開口に対して移動可能に取り付けられる。バルブ本体はしたがって、ガイドスリーブ用の一種の「フィッティング」、および、さらに、計量材料が計量のためにその中に導かれ得る閉鎖可能な内部空間をいずれも形成する。
【0021】
タペットが、開始状態に(または吐出移動後に再び開始位置に)戻るように、バルブは任意的にはさらに、たとえばばね要素または同様のものなどの復元要素であって、バルブの組み立てられた状態では、バルブタペットの上記タペットヘッドとガイドスリーブの止め具との間に取り付けられる復元要素を備え得る。
【0022】
バルブは、既に上述された内部に対応するノズルチャンバ(またはバルブチャンバ)をさらに備える。バルブチャンバは、バルブ本体の任意の復元要素から離れる方向に面する側の下部領域を画定する。好ましくは、供給チャネル(または供給開口)は、バルブチャンバの壁内に形成される場合があり、よって、計量材料はバルブチャンバ内に導かれ得る。バルブチャンバは次いで、動作中に計量システム用の計量材料を含み、それは、バルブチャンバ内にバルブの供給チャネルを介して計量システムの供給ラインを介して供給され、計量材料は、正確に計量されたやり方でバルブチャンバまたはノズルチャンバからタペットにより吐出され得る。
【0023】
本発明によれば、バルブは、ガイドスリーブ(特にガイドスリーブの中空円筒状領域)と、バルブ本体のバルブチャンバ内に計量材料が少なくとも動作のために配置されている、バルブチャンバとの間の封止のためのシーリング要素をさらに備える。これは、それが意図された通りに、計量材料と接触する(流体)領域を、バルブの残りの領域に対して密閉することを意味する。
【0024】
そうした略環状シーリング要素は好ましくは、タペットに対する密な封止を提供する内径を有する、タペット用の開口を中央に備える。意図された通りのバルブの組み立てられた状態では、計量システムにおいて、シーリング要素は好ましくはそれがガイドスリーブに対してバルブ本体内のガイドスリーブの前側に位置するように配置され、ここではバルブ本体の中空円筒状バルブチャンバのエッジと、ガイドスリーブのエッジとの間で封止のやり方において押し込まれる。よって、それは、半径方向外側も封止する。それにより、シーリング要素が損なわれていない限り、計量材料がバルブチャンバから、ガイドスリーブの中空円筒状領域(以下にさらに説明)内に、および、場合によっては、タペットとガイドスリーブとの間に到達することが防止される。この問題点に対する防止のためのさらなる好ましい解決策は、以下にさらに説明される。
【0025】
本発明による計量システムは、本発明によるバルブタペットロッドを有する、本発明によるバルブを備える。さらに、計量システムは、バルブチャンバまたはノズルチャンバ内に計量材料を供給するための、バルブの供給チャネルへの供給ライン、および、任意的には、(たとえば、カートリッジ、ボトル等などの計量材料容器用の)計量材料収納ホルダを備え得る。供給ラインは、ここでは、(好ましくは、計量材料収納ホルダ内に挿入される)計量材料容器を、バルブチャンバ内のバルブの壁を通って開放している供給チャネルと接続する。
【0026】
計量材料収納ホルダの代わりに、計量システムは、タンクまたは容器であって、それから計量材料が、バルブチャンバ内に連続して供給チャネルを介して送り込まれ、または導かれるタンクまたは容器にも接続され得る。このために、容器は、バルブの供給チャネルまたは流体チャネルに供給ラインを介して接続され得る。好ましくは計量材料収納ホルダにより、保持される計量材料容器内の計量材料は、計量材料が、とりわけ、バルブチャンバ内に供給チャネルを介して到達するように圧力により、作用させられ得る。好ましくは、計量材料容器は、たとえば計量材料収納ホルダのポンプ(または同様のもの)により、動作のための圧力により作用させられる場合もある。同様に、計量材料が、特にそれが非常に液状である場合に、それ自体(または、重力)により、バルブチャンバ内に流れることが考えられる。
【0027】
通常のように、計量システムは、バルブタペットロッドを作動させ、または加速するためのアクチュエータユニットであって、そのアクチュエータユニットがタペットヘッドに直接または間接的にストロークを加えもしくは発生させるアクチュエータユニットをさらに備える。アクチュエータユニットは、たとえば、レバー、アクチュエータ等により、タペットのタペットヘッドに、所望の時系列的に制限された衝撃を伝達し、または加え得る。同様に、しかし、対応する構成または実施形態を有するアクチュエータユニットは、タペットに衝撃または牽引力を加え、それが、今度はまたタペットを戻す場合もある。
【0028】
2つのガイドスリーブ部間の幅狭部における本発明による縮径により、バルブタペットロッドと、関連付けられた取り囲むガイドスリーブとの間の減衰が、ガイドスリーブに対するバルブタペットロッドの相対移動の際に、低減(または減少)させられることが実現され得る。
【0029】
さらに、バルブタペットロッドの幅狭部は有利には、材料の摩擦および摩耗ができるだけ低く保たれるように、意図された通りの吐出および後退移動を伴う動作において十分にバルブタペットロッドまたはタペットを恒久的に潤滑する潤滑剤リザーバを形成するために使用され得る。このために、設置前に潤滑剤の薄膜が幅狭部に塗布され得る。
【0030】
さらに、またはあるいは、幅狭部は、タペットもしくはバルブ、または計量システムが、機能している状態により長い間、留まるように、タペットの移動からの摩耗または材料摩耗を受けるために使用される場合がある。
【0031】
幅狭部がタペット上に形成されていることにより、ガイドスリーブ自体は、有利には、概ね、平滑(または単純)であり、すなわち、ボアやくぼみ等の内に導入される溝がない場合がある。これにより、ガイドスリーブが好ましくは、たとえば、好ましくは硬質材料粒子を有する金属マトリックス複合材料(たとえば硬質金属)などの硬質材料で少なくとも部分的に形成され得ることがかなり容易になる。さらなる硬質材料は、後に追加で挙げられる。実際には、硬質材料ガイドスリーブ(特に硬質金属ガイドスリーブ)を有する内側ボアを、内側ボアの始点および終点領域内よりも中間において途中で、より大きく構成することは極めて労力を要し費用がかかることが明らかになっている。
【0032】
さらに、本発明の特に有利な構成、およびさらなる展開形態は、従属請求項から、および以下の説明から明らかとなり、一請求項カテゴリの独立請求項は、別の請求項カテゴリの従属請求項と同様に、さらに展開される場合もあり、および、特に、さらに、異なる実施形態例の個々の特徴は新たな実施形態例に組み合わせられる場合がある。
【0033】
意図された通りの動作のためのバルブの設置の際に、バルブタペットロッドは、たとえば2つの開口を有するバルブチャンバを有するバルブ本体を有するバルブ内に、設置される。ここでは、それは、バルブチャンバ内にタペットヘッド側の開口を通って延在しており、および、バルブチャンバの反対側のノズル開口まで(定められたストローク長の距離で)突出し、よって、それは、タペットの非係合閉鎖位置において、タペットの完全な偏位(すなわち、最大ストローク長)で閉鎖される。タペットヘッド側のバルブチャンバの開口内では、タペットの流体部は、ここでは、環状シーリング要素が押された(または重ねられた)状態で配置され、よって、この要素は恒久的に密に閉鎖されている。同時に、タペット、または少なくともタペット先端は、そこでノズル開口を、タペットの非係合閉鎖位置において閉鎖し、および、よって、計量量を制限するために、ノズルのバルブシートもしくはシーリングシート(または、ノズル用のノズルインサートの出口開口)内に、最大ストローク長の距離で、反対側のこの開始位置に位置している。
【0034】
用途に応じて、バルブチャンバには、計量システムのバルブチャンバ内に計量材料容器からこのために導かれ、および圧力により、作用させられる場合があり、または、圧力により、作用させられる状態において計量材料容器内に既に存在している場合がある、対応する(好適な)計量材料が(バルブチャンバ内の供給チャネルを介して)充填される。使用されるべき考えられる計量材料は、たとえば、接着剤、ソルダペーストまたはソルダリングペースト、水、油、塗料、ラッカー等である。
【0035】
計量材料は次いで、適切なノズルとの組み合わせにおけるタペットにより、(または、ノズル用ノズルインサートにより)バルブチャンバからワークピース上に所望の、正確に計量可能な量で押し出され、または吐出され得る。計量材料の計量された供給のために、たとえば、計量システムの上記アクチュエータユニットは、タペットのタペット先端内に直接、剛性的にタペットヘッドにより吐出移動として伝達される所望のストロークまたは衝撃を、(流体部、タペット先端部、およびタペット先端を取り囲む動作中)計量材料をそこでもたらし、または吐出するために、発生させる。計量材料の所望の供給に応じて、バルブタペットロッドは次いで、上記開始位置から各ストロークの際に、所望の頻度で、所望の期間中、往復運動させられ、すなわち、少なくとも部分的にノズルまたはシーリングシートの中もしくは外に移動させられる。たとえば、タペットは、2つのストローク間の計量量を低減させるだけで、それを完全に停止させるものでないようにするために、最大ストローク長の半分だけ、吐出される場合もある。
【0036】
ここでは、計量材料の粘性に応じて、バルブは、タペット先端が2つのストローク間のバルブシート内に移動させられない(したがってバルブが閉鎖されていない)、いわゆる開放動作において移動させられ得る。これは、粘性材料の場合に考えられる。計量材料の吐出はその場合、バルブタペットロッドの、それがバルブシートの方向に移動させられる場合(いわゆる「ジェッティング」)の前方移動によってのみ、および、バルブチャンバ内の計量材料の圧力によってでなく、行われる。より流れやすい媒体の場合、バルブが、たとえば、上述された復元要素により、2つの計量プロセス間で常に閉鎖される動作も当然、考えられる。さらに、開放動作であって、さもなければ、ここでは好まれる開放動作の場合、しかし、バルブは、たとえば、より長い期間中、計量が行われるものでない場合、閉鎖され得る。
【0037】
バルブタペットロッドの個々の部分の構成について、種々の可能性が存在している:
【0038】
タペットのそれぞれのガイドスリーブ部の外径は最大で、余分な遊びなしでちょうど、正確なフィットで、それらがガイドスリーブの、それらに関連付けられた内径を閉塞し得るよりも大きくなるように選択され得る。ガイドスリーブはしたがって、ガイドスリーブ部内のタペットの外径よりも最小限に大きいボアホール内径を有し得る。そうしたフィットの例は、たとえば、(DIN7157に応じて、)約H7/f7またはH7/g6であり得る。タペットはよって、ガイドスリーブの開口内で、正確に中央揃えされたやり方で案内され得る。
【0039】
好ましくは、タペットに沿った幅狭部の長さおよび位置は、アクチュエータユニットの偏位または動作に依存し得る、意図された通りの定義されたストロークを有する吐出および後退移動の際の幅狭部がタペットの動作において、関連付けられたガイドスリーブ内のみを移動するように選択され得る。すなわち、タペットは、動作中のガイドスリーブに対する、意図された通りのタペットの吐出および後退移動の際のガイドスリーブ部が常に、少なくとも部分的にガイドスリーブ内に留まるように形成され得る。
【0040】
それにより、ガイドスリーブの前側開口が常に塞がれており、および、その範囲で(たとえば、シーリング要素に欠陥があるはずであった場合)その中に入り込み得る計量材料がないことが実現される。すなわち、タペットの幅狭部へのアクセスはしたがって、その中に配置された第2のガイドスリーブ部により、その長手方向範囲に対して少なくとも部分的に、恒久的に遮断される。
【0041】
基本的には、バルブタペットのガイドスリーブ部は、異なる外径で構成され得る。好ましくは、バルブタペットロッドのガイドスリーブ部の外径は特にガイドスリーブのボアホール内径が連続して等しい大きさのものである場合に、等しい大きさのものであり得る。
【0042】
幅狭部の外径は、好ましくは、流体部の外径と同じ大きさのものである場合もある。
【0043】
好ましくは、タペットのそれぞれのガイドスリーブ部の長さは、少なくとも、タペットの最大振動振幅(または最大ストローク)、すなわち、最大吐出または最大リバウンドの与えられたストローク長(すなわち、意図された通りの動作中の意図された最大目標ストローク長)になり得る。すなわち、それぞれのガイドスリーブ部は、長さに関して、少なくともストローク長に対応する場合、それぞれのガイドスリーブ部の一部は常に、そうした移動の際に、関連付けられたガイドスリーブ内に留まり、よって、ガイドスリーブ内に達し得る計量材料は存在するものでない。
【0044】
あるいは、またはさらに、タペットの幅狭部は、関連付けられたガイドスリーブの全長よりも、少なくとも2つのそうした最大ストローク長だけ、短い場合がある。それにより、同様の目的が、幅狭部がガイドスリーブ部の中間に配置されている場合に達成され得る。
【0045】
好ましくは、アクチュエータユニットのストロークの最大目標ストローク長は、少なくとも0.25mm、特に好ましくは0.5mm、および最も特に好ましくは1mmになり得る。
【0046】
アクチュエータユニットが一方向にのみ作用し、したがって、たとえば、タペットヘッドに衝突する場合、任意的には、既に述べられたように、復元要素が、アクチュエータユニットのストロークによる吐出移動後に、バルブタペットロッドを再び開始状態にするために、タペットヘッドとガイドスリーブとの間に挿入され得る。特にこの目的で推奨される復元要素は、たとえばらせん状コイルばねなどのねじりコイルばねである。これは、たとえば、らせん状に巻かれたワイヤからなり、および、それが、任意の所望の変形例において利用可能であり、ならびに、通常、特に経済的であることにより、特徴付けられる。そのらせん状、または略中空円筒状の形状により、それは、内径の対応する選択により、バルブタペットロッドに少なくとも部分的に押し付けられ得る。
【0047】
コイルばねが、(タペット先端から開始して)タペットヘッドまで、バルブタペットロッドにのみ、押し付けられることができることを実現するために、タペットヘッドは好ましくは、以下のように構成され得る。たとえば、それは、作動フランジを、たとえば、関連付けられたガイドスリーブに対するバルブタペットロッドの弾性(好ましくは、ばね式のベアリング)のための、コイルばね用の止め具および/またはガイドとしての、計量システムのアクチュエータユニット用に備え得る。そうした作動フランジは、アクチュエータユニットが、これに好適なレバーまたはアクチュエータにより、適宜、それに作用し得るように形成された、フランジもしくは突出部、または、さもなければ、エンドピース、もしくは終端タペット板であると理解されるものとし、および、よって、意図された通りにバルブタペットロッドを移動させることができるために、既に上述されたストロークを発生させる。好ましくは、アクチュエータユニットが、独国特許出願公開第2017122034号明細書に開示されているように、このために使用され得る。
【0048】
コイルばねの中央揃えされた案内のために、タペットヘッドは好ましくは、作動フランジに加えて、ガイドレッジであって、そのガイドレッジがたとえば作動フランジと第1のガイドスリーブ部との間に配置され得るガイドレッジも有する場合もある。ガイドレッジはここでは、フランジ状に構成される場合もある。しかし、それは単に、一種の「段差」またはレッジとして実現される場合もある。
【0049】
この「段差」(またはレッジ)は、作動フランジに、または第1のガイドスリーブ部に対して急峻であり、または直角をなし得る。
【0050】
好ましくは、ガイドレッジから、隣接する部分への遷移は、フィレット状に構成され得、すなわちそれぞれの外径が、短いフィレットを介して続き、より大きいまたはより小さい外径に「円弧」状に半径を拡大し、または低減させる。このようにして、遷移は、旋盤またはフライス盤が2つの異なる半径間で中断することなく、さらに迅速に連続して動作し得るので、切削加工法において生成され、したがって、たとえば、フライス削り、旋削、または、研削が行われ得る。
【0051】
特に好ましくは、ここでは、ガイドレッジの外径は、第1のガイドスリーブ部の外径よりも大きい場合がある。これは、たとえば、ガイドスリーブ部の外径よりも明らかに大きい内径を有するコイルばねが選択され、よって、コイルばねが次いで、ガイドスリーブ部に対する比較的大きい遊びを伴って(すなわち、緩く、できる限り摩擦がないように)取り付けられる場合に特に有利である。
【0052】
最も特に好ましくは、作動フランジの外径は、隣接するガイドレッジの外径よりも大きい場合がある。
【0053】
よって、既に上述されたように、したがって、(ガイドレッジにタペット先端の方向から押し付けられることができ、および、作動フランジに当接する)相応に選択されたコイルばねが使用されるという条件下で、コイルばねがガイドレッジ上を中央揃えされたやり方で案内されるということが実現される。さらに、コイルばねは、アクチュエータユニット用の作動フランジにより、タペット上のヘッド領域に向かって端側で保持され、よって、コイルばねのばね力に対する、バルブタペットロッドの所望の回復、または、後退移動を実現する。
【0054】
さらなる部分間のその他の遷移についての異なる可能性も存在している。
【0055】
好ましくは、レッジは、幅狭部と第2のガイドスリーブ部との間の遷移よりも、第1のガイドスリーブ部と幅狭部との間で、より急勾配に構成され得る。これは一方で、(たとえば、タペット先端からタペットヘッドへの方向における)製造中のバルブタペットロッドに対して、連続的な製造工程においてフライス削り、旋削、および/または研削が、他方で、対応する方法について逆向きで解放され、およびクランプで固定され、または再び、しっかりとクランプで固定されることを要することなく行われ得るので、製造手法に関する利点をもたらす。一方、動作中、タペットの、および、関連付けられたガイドスリーブの材料摩耗がこの部分内に、計量システムの計量結果の品質がより長い期間にわたり減少することなく集まり得ることが、これにより実現される。さらに、幅狭部は、潤滑剤リザーバであって、第2のガイドスリーブ部の方向において潤滑剤がそれから、第1のガイドスリーブ部の方向におけるよりも、より急勾配なレッジがそこに存在しているので、より流出しやすい潤滑剤リザーバとして使用され得る。
【0056】
よって、計量システムの構成要素が、隣接する部分へのそうした遷移を好ましくは有する、上述された幅狭部がない場合よりも、洗浄目的で取り外されることを要するのがよりまれであり、それが今度はまた、技術的な生産上および経済上の利点をもたらすことをテストは示している。
【0057】
特に好ましい変形例と同様に、2つのガイドスリーブ部が同じ外径を有する場合、したがって、第1のガイドスリーブ部と幅狭部との間のより急勾配なレッジは、同時に、幅狭部と第2のガイドスリーブ部との間の遷移よりも短い場合もある。
【0058】
特に好ましくは、流体部は、第2のガイドスリーブ部の外径よりも小さい外径を有する。たとえば、これらの2つの部分間の通路は、連続して、段階的に、または急に減少し得る。
【0059】
好ましくは、レッジは、第2のガイドスリーブ部と流体部との間に「肩状」に形成され得る。この肩は、次いで、タペット上の肩に、既に上述されたシーリング要素を配置する役目を務め、さらに、動作中、意図された通りタペットの吐出または回復移動中、タペットに沿ったこの位置に保持され得る。タペット上のシーリング要素の組み立ての際に、この肩はしたがって、シーリング要素がタペット先端からタペットに配置された場合に、一種の「止め具」または「位置決め補助具」としての役目を務める。
【0060】
特に好ましくは、レッジは、少なくとも0.01mm、特に好ましくは、少なくとも0.1mm、最も特に好ましくは、少なくとも0.25mmのフィレット半径、ならびに/または、好ましくは最大2mm、特に好ましくは最大1mm、および最も特に好ましくは最大0.5mmのフィレット半径を有するフィレットで構成され得る。
【0061】
シーリング要素を、それがタペットに沿ってずれないようにさらに固定するために、固定された環状内側スリーブはシーリング要素内にさらに一体化される場合があり、その内側スリーブは環状溝または、あるいは、環状舌であって、それにより、それが、内側スリーブがシーリング要素内にしっかりと固定されるように、シーリング要素の対応する舌、または、あるいは、溝内に係合させる場合がある、環状溝または環状舌を有する。ここでは、完成された取り付け状態では、内側スリーブは、タペット上のシーリング要素のシーリング箇所の上の、シーリング要素内の内側に、たとえば、以下にさらに説明される蛇行状メンブレンシールにより、配置される場合があり、よって、述べられたばかりの肩状レッジがそこに衝突する場合がある。それにより、メンブレンシールは全体として補強される場合があり、それにより、今度はまた、メンブレンシールは、タペット上の所望の位置に、より安定的に、およびより確実に保持される場合がある。
【0062】
好ましくは、シーリング要素の開口またはボア(であって、設置された状態においてタペットがそれを通る、シーリング要素の開口またはボア)は、タペットの関連付けられた外径に対して、より小さい大きさで製造され得る、すなわち、それは、よって、タペット上の半径方向内側の環状の第1のシーリング箇所に対して特に密に置かれる場合があり、および、よって、さらに、タペットの移動中に所望の位置に留まる場合もある。全体として、よって、タペットおよびメンブレンシールが、意図された通りの置かれた、または押された状態で滑りに対して互いに固定されるのみならず、さらに、強制嵌合方式で、すなわち、よって、特に密に互いに接続されることが実現され得る。
【0063】
最も単純な場合には、シーリング要素は、従来のOシール状のリングシールであり得る。
【0064】
既に述べられたように、シーリング要素は好ましくは、メンブレンシールであり得る。そうしたメンブレンシールは、異なるタイプのリングシールとして、タペットが、その場合、動作中、それを通って延在する開口を中央に備える。この開口はその場合、それがタペットに対して特に密にされタペットの移動中に、所望の位置に留まるように関連付けられた外径に対してより小さい大きさで製造され得る。
【0065】
メンブレンシールはここでは、タペット周りの第1のシーリング箇所と、ガイドスリーブおよびバルブチャンバ間の半径方向外側の環状の第2のシーリング箇所との間に弾性遷移領域(または弾性の可撓性メンブレン)を有し得る。第1のシーリング箇所はここでは、動作中、バルブタペットロッドに対して直接、または上記フィレット内の対応する内側スリーブを介して間接的に配置されたメンブレンシールの中央における開口の円形内側エッジを画定する。第2のシーリング箇所はここでは、半径方向外側の環状シーリング箇所、したがって、ガイドスリーブおよびバルブのバルブチャンバ間の環状接触面であって、そこで、メンブレンシールがバルブチャンバ内への、バルブタペットロッドの入口開口周りを封止している環状接触面を意味する。
【0066】
特に好ましい変形例では、メンブレンシールは蛇行状に、すなわち、起伏のある、または蛇行状の態様で外側エッジに向かって中央開口から断面が延在している蛇行状メンブレンにより、構成され得る。意図された通りのタペットの吐出または後退移動であって、その場合、半径方向内側の第1のシーリング箇所が、ガイドスリーブとバルブチャンバとの間の、半径方向外側の第2の(位置的に固定された)シーリング箇所に対して、タペットと共に固定的に移動する、意図された通りのタペットの吐出または後退移動の際に、蛇行状メンブレンは、材料自体が伸ばされ、または応力がかけられることなく、容易に展開させられ得る。このメンブレンシールは、よって、とりわけ、さらに、シーリング箇所に対して密な状態に留まる。というのは、第1の、および、第2のシーリング箇所がいずれも、移動させられず、または移動中に応力がかけられないからである。メンブレンシールの蛇行状の構成は、より大きいストローク長がよって、さらに実現されることができるという利点を有する。
【0067】
代替的な好ましい変形例では、メンブレンシールはむしろ、平坦に、すなわち、半径方向内側の開口から半径方向外側のエッジまでの断面において略直線上に、延在するように構成され得る。この実施形態の利点は、製造が明らかに、より単純であり、材料に関して、より多くを節約し、および、よって、より経済的でもあることにある。
【0068】
特に好ましくは、シーリング要素はしかし、摺動シールとしても実施され得る。ここでは、初期状態では、シールはたとえば、略平坦でもあり得る。さらに、それには同様に、バルブタペットロッドに対して小さいサイズで実施された中央開口またはボアであって、それを通ってバルブタペットロッドを案内するための、中央開口またはボアが形成され得る。摺動シールの半径方向外側のシーリング箇所は、ここでは、位置的に固定された状態に留まり得る。対照的に、摺動シールの、より小さいサイズで製造された中央ボア上の半径方向内側のシーリング箇所は、バルブタペットロッドの移動の際に、それに沿って摺動する場合があり、および、より小さいサイズを有する密な嵌合によりそこに封止する場合がある。
【0069】
よって、任意的には、摺動シールは、封止能力がさらに向上されるように、なお、さらに、プレストレス力であって、それにより、シーリング要素がバルブタペットロッドに圧着されるプレストレス力を増加させるばね要素をさらに有する場合がある。摺動シールはここでは、バルブタペットロッド上に配置される場合があり、および、対応するフィレットは、バルブタペットロッドの移動の際に、フィレットと、シールであってそれが剛性であるので摺動するシールとの間で接触がされないようにタペットヘッドに向かう方向に構成され得る。
【0070】
ガイドスリーブは好ましくは、ガイドスリーブのねじ領域を越えてタペット先端側のガイドスリーブの前側に延在しており、および、よって、タペット先端側のガイドスリーブのボアの開口周りの一種の「プレチャンバ」を形成する、既に上述された中空円筒状領域を取り囲み得る。この中空円筒状領域内の中心で、動作中、タペットはここでは、シーリング要素の半径方向内側の第1のシーリング箇所で前後に移動する。ここでは、意図された通りのタペットの吐出移動または後退移動中にも、(少なくとも部分的にバルブタペットロッドの非係合状態における)第2のガイドスリーブ部の一部、および/またはタペットの流体部の一部は常に、ガイドスリーブのねじ領域内に留まる。
【0071】
シーリング要素が不良または漏れを起こした場合、ガイドスリーブの中空円筒状領域またはプレチャンバには好ましくは、その外面内に少なくとも1つのドレネージボアが形成される場合があり、よって、場合によってはプレチャンバ内にシールを通ってバルブチャンバから流出する計量材料は、それが、(完全に充填されたプレチャンバの場合に)垂下する計量材料による圧力のせいでタペットとガイドスリーブとの間の中間空間内に押され、または押し込まれ得る前に、ドレネージボアを介して、離れる方向に導かれる場合がある。したがって、プレチャンバは、シール漏れの場合に充填され得るものでない。むしろ、計量材料は、好ましくは、このために特別に設計された収集領域、たとえば、バルブ本体の収集区域等内に、ドレネージボアから流れ、または漏れ出し得る。これは、(たとえば、ドレネージボアの領域内のガイドスリーブの中空円筒状領域の高さにおける、バルブ本体の壁内の収集区域への遮られない視界を有する、開放された視界窓の形成により、該当する場合に、)計量システムのユーザへ、シーリング要素が損傷しており、および、交換されるべきであることを知らせ得る。必要な場合、たとえば、カメラまたは光学センサ等も、ユーザを支持するやり方でこのために使用され得る。ドレネージボアはしたがって、ワークピースに対する損傷なしで(できるだけすばやく)迅速に、シーリング不良を明らかにし、および、材料およびコストを節約するやり方でそれを直すことができるための、ユーザに対する表示としての役目を務め得る。
【0072】
従来の計量システムでは、一般に、このことの可能性は存在するものでない。この点において設置されたセンサまたは測定機器は、高価であり、および、誤差が生じやすい。したがって、該当する場合に、いつ、シーリング要素が破損しており、および交換しなければならないかを明らかにするために、任意のやり方でシール漏れを測定することが可能であるはずである場合にも、このようにして、それはより複雑であり、さらにコストがかかる。
【0073】
ドレネージボアは好ましくは、シーリング漏れが存在している(たとえば、それが、外部から直接観察され得る、またはみることができる)ことを技術的にユーザに知らせるように配置される。
【0074】
既に知られている計量システムでは、概ね、シーリング漏れは一般に、計量材料が計量システムから既に流出しており、および、ワークピース上に滴りまたは流れた場合にのみ、明らかにされる。そもそもこの問題点が生じることを可能にしないのみならず、それを未然に防ぐために、シールはしたがって特定された使用サイクル後に予防的にそこで交換され、または新しいものと取り替えられる。しかし、シールはよって、実際の不良まで使い果たされるものでなく、この方法は経済的、持続可能なものでもない。
【0075】
タペットの長手方向、および、さらに、その横方向における、個々の部分の寸法については、以下にさらに述べられる異なる可能性も存在している。
【0076】
好ましい変形例では、タペットは、既に上述されているように、タペット先端と流体部との間にタペット先端部を有し得る。そうしたタペット先端部は、その始点からその終点まで、増加する、または減少する外径を(視点に応じて)有する、タペットに沿った部分を意味すると理解されるものとする。すなわち、タペット先端部はしたがって、一方端でタペット先端に、他方端で流体部に隣接し得る。ここで、タペット先端部の外径は円錐状に流体部の外径から、タペット先端の外径(または半径の2倍)に先細りし得る。すなわち、タペット先端部の外径は、タペット先端に向けて円錐状に減少し得る。
【0077】
バルブの組み立てられた状態における動作中、タペットは、タペットの流体部の全体がバルブチャンバ内に位置しているようにバルブ内に配置される。流体部の上端では、メンブレンシールは、バルブチャンバが上方に封止されるように第2のガイドスリーブ部に対する肩上に位置している。流体部の下端において流体部に隣接するのは、タペット先端部およびタペット先端であり、それらは、非係合の、または、偏位された閉鎖位置(復元要素はその場合、最大限に圧縮され、または、あるいは、引き離される)では、ノズルの、または、ノズルとして使用されることができるノズルインサートのシーリングシートもしくはバルブシート内に位置する。開始位置では、タペット先端は、バルブシートに対して、ストローク長だけ、間隔が空けられて、次いで、ストロークの際に適宜、閉鎖位置に吐出されることができ得る。好ましくは、タペット先端および円錐状タペット先端部は、閉鎖位置においてしっかりと封止するために、関連付けられたノズルの、または、ノズル用の挿入されることができるノズルインサートの円錐状に先細りしている内部形状に、正確に嵌合するように形状または外部形状、および大きさにおいて併せて適合させられ得る。
【0078】
好ましくは、関連付けられたノズル用の、またはバルブのノズルとしてのノズルインサート用のタペット先端部の長さは、タペット先端の半径に応じて変わり得る。ここでは、半径は、今度はまた、所望の用途および計量材料に依存し得る。
【0079】
あるいは、またはさらに、関連付けられたノズル用のタペット先端部の長さは好ましくは少なくとも0.5mm、特に好ましくは少なくとも2.5mm、および最も特に好ましくは、少なくとも5mmになり得る。
【0080】
あるいは、またはさらに、関連付けられたノズル用のタペット先端部の長さは好ましくは、しかし、最大5mm、特に好ましくは最大7.5mm、最も特に好ましくは10mmになり得る。
【0081】
本発明は、例示的な実施形態を用いて、添付された図を参照しながら、以下で、より詳細にもう一度、説明される。ここでは、種々の図において、同じ構成要素には、同じ参照番号が与えられる。図は一般に、縮尺通りに描かれているものでない。
【図面の簡単な説明】
【0082】
【
図1】蛇行状メンブレンシールを有する、部分的に示された計量システムの、本発明によるバルブの第1の例示的な実施形態における、本発明によるバルブタペットロッドの第1の例示的な実施形態の第1の変形例の四分の三断面透視図である。
【
図2】平坦なメンブレンシールを有する、
図1による本発明によるバルブの例示的な実施形態における、本発明によるバルブタペットロッドの第1の例示的な実施形態の第2の変形例の四分の三断面透視図である。
【
図3】
図1中のような蛇行状メンブレンシールを有する、部分的に示された計量システムの、本発明によるバルブの第2の例示的な実施形態における、本発明によるバルブタペットロッドの第2の例示的な実施形態の四分の三断面透視図である。
【
図4】
図1の本発明によるバルブタペットロッドの第1の例示的な実施形態の分離図である。
【
図5】
図3の本発明によるバルブタペットロッドの第3の例示的な実施形態の分離図である。
【
図6】摺動シールを有する、
図1の計量システムの構造の大まかな模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0083】
図1~3を用いて、まず、本発明によるバルブ100、100”を有する、本発明による計量システム200の一部のみが示される複数の例示的な実施形態の同様の部分について説明され、ここでは、計量システム200の残りの構成要素については、バルブ100、100”の拡大された図示を犠牲にして削除されている。
【0084】
図6は、独国特許出願公開第102017122034号明細書により、知られているような計量システムの全体構造が、部分的な断面におけるわずかに修正された形態において例として大まかに模式的に示されている全体図をこれについて示す。そうすることにおいて、特にここでは、シーリング要素150は、タペット1、1”周りに配置され、および、タペット1、1”の移動の際に、半径方向内側シーリング箇所上をそれとともに摺動する摺動シールである。本発明に必須の構成要素の相互作用をここで明確にするために、作動に必要な、計量システム200のバルブ100、100”、および、アクチュエータユニット220の一部のみが断面図で模式的に示されている。アクチュエータユニット220はしたがって、大まかに模式的にみられるに過ぎず、および、バルブ200、100”の詳細は、概要においては、最小にされた表現が理由で示されていない。これは、特に、バルブタペットロッド1、1”の詳細であって、たとえば、その異なる部分20、30、40、50、55等(詳細は後述する)などの、バルブタペットロッド1、1”の詳細についてもあてはまる。さらにここでは、
図6に示されるバルブ100、100”は、より詳細に、たとえば、
図1~3の1つにおいて示されるように、本発明によるすべてのバルブ100、100”を代表するものに過ぎないものでもある。
【0085】
対照的に、
図1は、バルブ100内のシーリング要素150としての蛇行状メンブレンシール150mを有する、計量システム200の例示的な実施形態の特に好ましい変形例を示す。
図2では、バルブ100内の平坦なメンブレンシール150fを有する計量システム200の例示的な実施形態のさらに好ましい変形例が示される。メンブレンシール150f、150mと、バルブタペットロッド1の幅狭部30および第2のガイドスリーブ部40の、対応して適合させられた寸法30l、40l以外は、構成要素はすべてここでは同一である。
図3は、本発明によるバルブ100”の第2の例示的な実施形態の本発明による計量システム200の例示的な実施形態を示す。
【0086】
図1に示されるバルブ100では、本発明によるバルブタペットロッド1の第1の例示的な実施形態の第1の変形例は、
図4に示されるように配置される。
図2は、かかるバルブ100における、本発明によるバルブタペットロッド1の第1の例示的な実施形態の第2の変形例を示す。この変形例は、短縮された幅狭部30、およびこのために長くされた第2のガイドスリーブ部40を有しており、それにより、タペット1は、第1の変形例と比較して、ブレーキ摩擦が幾分大きい(しかし、幅狭部30なしの場合と比較して、全体としてなお明らかに小さい)。
図3では、本発明によるバルブタペットロッド1”の第3の例示的な実施形態はバルブ100”内に配置されており、それは、
図5に分離された状態でみられ得る。
【0087】
図1~3、および6にみられ得るように、バルブ100、100”に加えて、(ここでは一般性を失うことなしで
図6中に、基本原理により、および、独国特許出願公開第102017122034号明細書によるアクチュエータユニットへのバヨネット式結合により、既に知られているようなバヨネット式流体部211と同時に形成されている)流体ユニット211(部分的に示されている)と、(バルブ100、100”のバルブ本体101、101”のバルブチャンバ104、104”の領域内で)バルブ100、100”を取り囲み、計量材料容器(図示せず)からの計量材料用の供給ラインとバルブ100、100”を結合する役目を務めるバルブ支持体212とが、これらの計量システム200の主な構成要素に属する。接続された状態における供給ラインはここでは、バルブ100、100”内の供給チャネル180(より正確には、バルブ100、100”のバルブチャンバ104、104”の壁104w、104w”を通る、バルブチャンバ104、104内への供給チャネル180)に隣接する。
【0088】
既に上述しているような、および
図6にみられるべき計量システム200は、実質的に、バルブ100、100”の上に、または計量システム200のハウジング240のアクチュエータチャンバ221内のバルブタペットロッド1のタペットヘッド10の上に、バルブタペットロッド1、1”の作動のためのアクチュエータユニット220(アクチュエータユニット220に関するさらなる詳細は以下に追加で説明される)をさらに備える。
図6に示される計量システム200はさらに、交換可能な計量材料容器を保持するための計量材料収納ホルダ270と、ここに示されるように、たとえば、流体ユニット211のバルブホルダ212上に取り付けられた加熱装置250、または少なくとも1つの加熱接続ケーブル251を有する加熱モジュール250とを備える。計量材料はよって、必要に応じて、動作中、所望の計量温度まで加熱され得る。「上方」、「下方」、「内側の」、「外側の」、「前側の」、「後側の」、「長手方向側の」等などの相対的な方向表示はここでは、図中の図示を任意に表す。
【0089】
計量システム200のバルブ100、100”は、基本的には、追加で以下にさらに説明されるように、アクチュエータユニット220により移動させられるバルブタペットロッド1、1”により、計量されたやり方で計量材料を供給または吐出することができる役目を務める。
【0090】
バルブ100、100”の全体構造は、以下のようにバルブ100により、代表的に説明され得る:バルブ100は、細長い中空円筒状バルブ本体101(長手方向はここでは、図中、垂直方向に対応する)、または(ドットで表された)フィッティング101を有しており、このバルブ本体101はここでは、
図1中、上部で、(チェックで表された)ガイドスリーブ105を取り囲み、下部で計量材料用の漏斗状のバルブチャンバ104として形成される。
【0091】
このために、バルブ本体101は、流体ユニット211の既に前述されたバルブ支持体212の円形開口内に、ほぼ、バルブチャンバ104の高さまで挿入され、よって、(ここでは、図中)同時に直立位置に保持される。
図6にみられ得るように、バルブ本体101は、ガイドシリンダ226内の2つのシリンダピン225間で横方向に計量システム200内に取り付けられ、または埋め込まれる。ここでは、アクチュエータユニット220のアクチュエータばね222fは、レバー223がタペット1に接触する端において上方にアクチュエータユニット220のレバー223をアクチュエータばね222fが押すようにガイド付シリンダ226内のバルブ本体101周りに配置される。アクチュエータユニット220の動作の態様は追加で、幾分より詳細に後述される。全体として、このアクチュエータユニット220は、独国特許出願公開第102017122034号明細書においてもさらに詳細に説明されている。
【0092】
この時点で、完全性のために、本発明による計量システム200が計量材料の計量においてこの向きに制限されるものでないことが指摘される。したがって、たとえば、水平、または他の向き(たとえば、頭上)において計量することも考えられる。
【0093】
既に上述されたように、以下で単にタペット1とも呼ばれるバルブタペットロッド1はガイドスリーブ105内に位置し、そのタペットロッドについては詳細に後述される。タペット1のタペットヘッド10(説明はさらに、以下にある)と、ガイドスリーブ105との間には、同様にさらに後述される復元要素120が配置される。おおよそ、バルブ支持体212の高さにおいて、タペット1に沿ってさらに下方で(タペット先端60の方向で)、シーリング要素150として、既に述べられたように、蛇行状メンブレンシール150m(
図1を参照されたい)が、タペット1周りに、ならびに、ガイドスリーブ105とバルブ本体101のバルブチャンバ104との間に配置され、それはさらにより詳細に後述される。
【0094】
図1に詳細に示されているように、中空円筒状、またはスリーブ状のバルブ本体101は、上方開口101aをタペットヘッド側に(ここでは、バルブ支持体212の明らかに上方に)、下方開口101bをタペット先端側に(バルブ支持体212の下に)、および、中間領域内に、それらの間に、いくつかの開放された視界窓103をバルブ本体101の外壁のかかる部分内に含む(視界窓103の下方エッジはここでは、バルブ支持体212の上方エッジの高さに位置する)。
【0095】
上方および下方開口101a、101b間では、バルブ本体101の内径が複数回、変化する。全体として、内径は、上方開口101aであって、とりわけガイドスリーブ105がそれを通って導入される上方開口101aから視界窓103の上方エッジまで、および、再び視界窓103の下方エッジ(または、バルブチャンバ104の上方エッジ)から下方開口101bまで、それぞれ、実質的にいくつかの段階で減少する。視界窓103の領域内のそれらの間では、バルブ本体101の内径(または、外壁内の視界窓103間の内側のキャビティ)は連続して同じ大きさのものとする。
【0096】
ここでは、バルブ本体101内の内側の視界窓103の上の領域は、ガイドスリーブ105がそこに(追加で、以下にさらに詳細に説明されるように)バルブ100の完成された組み立てのために与えられた位置に上方からねじ込まれた後、ねじ込まれた状態で位置するように形成される。このために、バルブ本体101の壁の内側は、この領域内では、少なくとも1つの(内)ねじ部(または内ねじ)であって、それにより(追加で、以下にさらに説明されるように)ガイドスリーブ105の外ねじ(または(外)ねじセグメント)102がねじ込まれる、少なくとも1つの(内)ねじ部(または内ねじ)を有しており、よって、動作中の長手方向における相対移動が防止される。
【0097】
あるいは、バルブ本体101の壁の内側は、この領域内で、少なくとも1つの段差であって、ガイドスリーブ105の突出部またはビードが、回転移動なしで2つの構成要素を互いに接続するためにその中で係合させられまたはクリックされ得る、少なくとも1つの段差を有し得る。
【0098】
これとは別に、外側で、おおよそ内側のこのねじ部の高さで、バルブ本体環状溝101nがバルブ本体101の壁の外側に加工されており、その中において、バルブ100の一般的なOリング101o(またはリングシール101o)(
図6)が、計量システム200内で、バルブ100の完成された結合状態において位置する。このリングシール101oは、独国特許出願公開第102017122034号明細書に開示されているように、組み立てられた状態における、流体ユニット211のプラグ結合部が、互いに環状にアクチュエータユニット200の相手プラグ結合部に対して封止されることを提供する。
【0099】
視界窓103の下では、バルブ本体101の内部は、既に述べられたように、ノズルチャンバ(またはバルブチャンバ)104を形成する。バルブチャンバ104は、上方閉鎖部として(または平坦な上方エッジとして)シーリングエッジ104tであって、その上にシーリング要素150が膜側部150f、150mとして静置されているシーリングエッジ104tを備える。さらに下方では、タペット先端側のバルブ本体101の開口101bの方向において、まず、実際のバルブチャンバ104が延在している。内径を低減させる、このバルブチャンバ104の壁104w内の段差の上では、既に上述された供給チャネル180が、バルブチャンバ104内に開口し、それを通って計量材料が、動作中、バルブチャンバ104内に導かれる。
【0100】
この段差の下、バルブチャンバ104の最後の3分の1では、内径を同様に低減させるクランピングエッジ104kが、バルブチャンバ104内にフランジ状に突出している。ここでは、バルブチャンバ104の内径の狭窄が、このクランピングエッジ104kに向けて上方から円錐状に、または漏斗状に延在する(したがって、連続して、より狭くなる)。これとは対照的に、下方から来るクランピングエッジ104kは、バルブチャンバ104の内壁または壁104wの途中で、急激に、より幅広になるレッジ(または直角の段差)を構成する。この段差またはクランピングエッジ104kは、以下に説明されるように、ノズル111(または挿入されたノズルインサート111)用の止め具としての役目を務める。
【0101】
段差の下の領域内の外側では、バルブチャンバ104またはバルブ本体101には、外ねじ104gであって、ノズル調整ナット110をそれにしっかりとねじ込むための外ねじ104gが設けられている。ノズル調整ナット110はここでは、タペット先端側のバルブ本体101の開口101bよりも小さい、中央の円形ノズル調整ナット開口110aを備えるねじ込み可能な中空円筒状スリーブである。ここでは、ノズル調整ナット110の上部内よりも小さいホール内径を有するノズル調整ナット開口110aが、ノズル調整ナット110の下部内に形成される。ノズル調整ナット110の上部にはさらに、バルブ本体101またはバルブチャンバ104の外ねじ104gにねじ込まれる内ねじ110gが設けられている。ねじ込まれたノズル調整ナット110と、バルブチャンバ104の下端、より正確には、バルブチャンバ104の直角のクランピングエッジ104kとの間には、ノズルインサート111(実際のノズル111)が配置され、それは、ノズル調整ナット110のねじ込みの際には、バルブチャンバ104に対してクランプで固定される。ノズルインサート111には、開口(またはノズル開口)111aも形成されている。ノズルインサート111は内側では、計量材料を流し、吐出速度を加速し、および、(挿入されたノズルインサート111に応じて)吐出量を調節するために、その上側に、(タペット1用のバルブシート111dまたはシーリングシート111dとしての)円錐状の、下方に先細りの(または漏斗状の)内部形状を有する。よって、計量材料の、より微細な構造または形態がよって、ワークピース上で計量システム200により、計量される場合もある。
【0102】
図1にみられ得るように、既に以上で数回述べられた、(チェックで示された)ガイドスリーブ105は、タペット1用の4つの領域であって、それらの機能に応じて区別されるべき4つの領域を、その長手方向において備える。動作中に、タペット1のタペットヘッド10により近くに、配置された端領域では、ガイドスリーブ105は復元要素(またはばね)受け105aとして形成されており、すなわち、ばね受け105aの外径は最小限に、このために使用される巻かれた復元要素120(ここでは実際には、関連付けられたコイルばね120)の内径よりも小さい。
【0103】
ガイドスリーブ105の、復元またはばね止め105bは、ばね受け105aに隣接し、上記止めの外径は、その上のばね受け105aのものよりも幅が広い。この外径はたとえば、正確には、それがコイルばね120の外径と面一に終端するように幅が広い。
【0104】
コイルばね120は、そうしたねじりまたはコイルばね120の場合に一般的であるように、らせん状または「中空円筒状」であり、および、計量システム200のアクチュエータユニット220の力と釣り合った、少なくとも必要な(復元力としての)ばね力を有する。
【0105】
完成された組み立て状態におけるコイルばね120はよって、ばね止め105bと、タペット1のタペットヘッド10との間で面一に案内され、すなわち、それは少なくとも部分的にコイルばね120用のボルト状止め具10、105bに両側で押し付けられ、それに関連してコイルばね120は、半径方向でみられた場合、最後に組立ての文脈でさらに説明されるように、突出部なしで面一に終端する。コイルばね120のこの配置では、コイルばね120が、アクチュエータユニット220のアクチュエータ222またはレバー223による圧縮後、意図された通りにタペット1に所望の直線上の対向する復元力をかけ、それにより、タペット1がアクチュエータユニット220の衝撃後に時間的にずれて、初期状態に再び、自動的に到達または戻されることが提供される。
【0106】
ここでは、アクチュエータユニット220のアクチュエータ222の移動機構は以下のようにふるまう;アクチュエータ222は、アクチュエータユニット220のレバー223の領域に作用し、傾斜軸Kを中心に回転可能に、レバーベアリング224内に端において取り付けられている。レバーベアリング224と、レバー223の、タペットヘッド10との接触面223kとの間のアクチュータ222がレバー223に作用することによるアクチュエータ222の衝撃がレバー223を介して偏位させられる場合があり、および、空間がタペットヘッド10の上に作り出される場合がある。
【0107】
この時点で、完全性のために、本発明による計量システム200が、好ましくは、圧電アクチュエータ(たとえば圧電スタック)を有するアクチュエータユニット220を有することが指摘される。しかし、これは、たとえば空気圧駆動のアクチュエータ等などの、異なるアクチュエータ機構も使用され得ることを排除するものでない。
【0108】
ガイドスリーブ105のばね止め105bに隣接するのは、ねじ領域105cであって、ガイドスリーブ105がバルブ本体101への設置の際にそれにより接続され、またはバルブ本体101にねじ込まれ、あるいは、上述されたように係合させられ、またはクリックされることにより特徴付けられるねじ領域105cである。このために、ガイドスリーブ105は、少なくとも1つの接続要素、ここでは実際にはバルブ本体101の対応する内ねじに係合するねじセグメント102、すなわち、突起しているねじセグメント102を備える。
【0109】
再び、さらに下方では(ノズル111の方向では)、ばね止め105bの反対側で、中空円筒状領域105dがガイドスリーブ105のねじ領域105cに隣接する。この中空円筒状領域105dは、ガイドスリーブ105の下端において配置されており、および、ガイドスリーブ105の(断面でみられる)径の主要な部分がここでは前側でくぼんでおり、よって、ガイドスリーブ105がそこでは外側の環状中空円筒状壁部からなるに過ぎず、および、キャビティ(またはプレチャンバ)がこの場合もまたガイドスリーブ105内にノズル側に配置されていることにより、特徴付けられる。すなわち中空円筒状領域105d内では、ガイドスリーブ105のうち、有利には半径方向に延在しているドレネージボア107がさらに備えられている、複数の環状壁部が残されているに過ぎない。これらは基本的には、それらの形状、たとえば、円形の、楕円形の、半円形の、たとえば菱形、台形、星形、三角形等の角度が付けられた、または少なくとも部分的に円周に沿って回り込んでいるスリット等のように細長いものに関して所望の通りに選択されることができる。いわゆる複数のドレネージボア107は単に、ガイドスリーブ105の中空円筒状領域105d内の複数の貫通開口または外側に連続する複数の開口を示しており、それらを通って、上記名前が既に示すように、材料(この場合、場合によっては計量材料)が、離れる方向に導かれ得る。それらは、中空円筒状領域105d内に意図せずに到達した計量材料が、中空円筒状領域105dから再び、外側に達する場合もあることを提供する。どのようにして計量材料が一般に、ガイドスリーブ105の中空円筒状領域105d内に入り込み得るかは追加で、以下にさらに説明される。
【0110】
残りの前述の領域105a、105b、105cについては、他方で、タペットヘッド側の(ここでは、ばね受け105aの上端における)開口106aからタペット先端側の(中空円筒状領域105dの上端における)開口106bまでの、これらの領域を長手方向に通過する前側のボア106は、中空円筒状領域105dの前述のボアに対してかなり小さい、連続して一定のボアホール内径106dを有しているといえる。
【0111】
ガイドスリーブ105内の連続して一定のボア106の利点は、ガイドスリーブ105が、それにより生産がより容易であり、さらに、
図3に示されるように、硬質金属または別の硬質材料から製造され得ることにある。これは、タペット1と接触している少なくとも内側ガイドスリーブ部105a”、105b”が、以下にさらに説明されるように、明らかに耐摩耗性がより高く、および、よりロバストな材料から、形成され得ることを提供する。
【0112】
ガイドスリーブ105の中空円筒状領域105dの下には、ここでは、実際には、
図1中、蛇行状メンブレンシール150mとして形成された、既に述べられたシーリング要素150が配置される。この「リングシール」は、タペット1の一部分周りを、および、ガイドスリーブ105の中空円筒状領域105dの環状下方エッジと、バルブチャンバ104の環状上方エッジ(またはシーリングエッジ)104tとの間を封止する。
【0113】
メンブレンシール150f、150mの半径方向内側の環状の第1のシーリング箇所151はここでは、それが、流体部50の外径50dに対して小さいサイズでタペット1に対して密着することで封止する。ここでは、(ここでは、
図1および2に示されるような、メンブレンシール150mの一部としての)この第1のシーリング箇所151の上に、固定内側スリーブ150iが配置される場合があり、それは、さね継ぎにより、メンブレンシール150m内に位置的に固定されて取り付けられる。内側スリーブ150iは、追加で、以下にさらに説明されるように、バルブタペットロッド1上のレッジ45に当接する内径を有する。
【0114】
半径方向外側の環状の第2のシーリング箇所152は、中空円筒状領域105dの下方エッジと、バルブチャンバ104の上方エッジとの間に配置されている。この第2のシーリング箇所152は、バルブチャンバ104内のガイドスリーブ105の組み立ての際に、上および下から圧縮され、よって上述された(接触)圧により連続して封止する。
【0115】
これらの2つのシーリング箇所151、152間で、可撓性のおよび/または弾性の遷移領域153またはメンブレン153は、メンブレンシール150f、150mがバルブチャンバを意図された通りにガイドスリーブ105に対して上方に封止し、よって、場合によっては、ガイドスリーブ105の中空円筒状領域150d内に到達する計量材料がないことを提供する。
【0116】
それにもかかわらず、計量材料が、たとえばシール不良の場合に、メンブレンシール150f、150mを通って上方に達するはずであった場合、中空円筒状領域105d内の既に述べられたドレネージボア107は、計量材料がユーザにみえる領域内に達し、そこで視界窓103により(たとえば、直接ユーザにより、または、ユーザ用カメラを介して)、視覚的に気付かれることを提供する。この不具合を迅速に明らかにすることができるためにユーザがさらなる時間を得るように、さらに、中空円筒状領域150d内には、考えられるシール不良の場合にできるだけ長くの間バルブチャンバ104から流出する計量材料を受容することができるために、特に大きい量の空間が存在している。
【0117】
さらに、メンブレンシール150f、150mの半径方向外側のシーリング箇所152の外側と、バルブチャンバ104の外側に隣接する壁との間に、これらが互いに対して幾分、間隔が空けられているので、さらなる計量材料が、集まる。この間隔はしたがって、ガイドスリーブ105またはドレネージボア107の下のおよび外側の一種のキャビティまたは収集区域104sを構成する。この収集区域104sがさらに、あふれ出る場合にのみ、計量材料は視界窓103から流出する。ユーザはしたがって、あふれ出ることが実際に発生する前に視界窓103の中をみることにより、視覚的に、シール不良を明らかにするために、より長い時間を有する。それは次いで、あふれ出る計量材料が、きれいな状態に保たれるべきワークピースの領域に到達し得る前に、バルブ100、100”の交換に備え得る。
【0118】
図2に示される、幾分平坦なメンブレンシール150fはさらに、計量材料がドレネージボア107を通って流出する前に、まず、メンブレンシール150f上に収集されるように形成されている。
【0119】
通常の動作中、視界窓103およびドレネージボア107を通るこの間隔または材料空亡はしかし、追加でさらなる主要機能を有する。それは、たとえば加熱された、もしくは冷却された計量材料の場合に、または逆に、たとえば下方の特に加熱されたアクチュエータの場合に、その上に配置された領域105a、105b、105c、105d内への熱伝導または熱交換が低減させられるように断熱に提供される。
【0120】
図4を用いて、次に、本発明によるバルブタペットロッド1またはタペット1の、それが
図1による例示的な実施形態において使用され得る通りの、第1の好ましい例示的な実施形態について説明される。
【0121】
図4中のタペット1の分離図からみられ得るように、タペット1は、本体の長手方向に長手方向軸LAを有する細長い、(円柱状)本体に関する。長手方向軸LAに沿って、タペット1は、異なる長さの複数の部分10、20、30、40、50、55、60であって、それらが、とりわけ、長手方向軸LAに垂直の方向における、それらの幅において、または、それらの外径11d、13d、20d、30d、40d、50dにおいて、もしくは、それらの半径60rにおいて互いに異なる、複数の部分10、20、30、40、50、55、60を備える。
【0122】
タペット1には、タペットヘッド10が上方ヘッド領域A内に、および、タペット先端60が反対側の下端Bにおいて、長手方向軸LAに沿って長手方向にそこから間隔が空けられて形成されている。タペット1のタペットヘッド10およびタペット先端60間には、それぞれ、好ましい長さ20l、30l、40l、50l、55lで形成された部分20、30、40、50、55が配置されている。全体として、タペット1はしたがって、ここでは、長さ10l、20l、30l、40l、50l、55lの和に対応する全長1lを有する。タペット先端60の長さはここでは無視されるものとする。
【0123】
第1のガイドスリーブ部20は、タペットヘッド10に隣接する。これに隣接するのは、今度はまた、幅狭部30であり、その後に第2のガイドスリーブ部40が続く。それに隣接するのは、流体部50、および、次いで、タペット先端部55であり、それは端側において直接、タペット先端60に続く。
【0124】
タペットヘッド10はここでは、2つの部分11、13、すなわち、(ヘッド領域Aの終端としての、表面側の)作動フランジ11、および、第1のガイドスリーブ部20に向け、短く、薄くなっている遷移14(または遷移部)にわたり続くガイドレッジ13を介して長手方向LAに沿って延在している。2つの部分11、13は実質的に、それらの外径11d、13dにおいて互いに異なる。作動フランジ11の外径11dはここでは、ガイドレッジ13の外径13dよりも大きい。タペット1の作動フランジ11は、動作中、アクチュエータユニット220(
図6を参照)の作動部材またはレバー223に対して、アタックポイントとしての役目を務める。ここでは、作動フランジ11は、レバー223の接触面223kと少なくとも一時的に接触する。同時に、作動フランジ11の、より大きい外径11dは、コイルばね120が、それがタペットヘッド10におけるその動作位置にもたらされた際に、タペット1に上向きに当たることを提供する。ガイドレッジ13の外径13dはここでは、らせん状コイルばね120が、ガイドレッジ13を通って内側に案内されるように、すなわち、コイルばね120の内径は、それがガイドレッジ13にちょうど収まる程度に大きいように選択される。
【0125】
ガイドレッジ13から第1のガイドスリーブ部20への上述された遷移14は、フィレット状に形成される。第1のガイドスリーブ部20の外径20dはすなわち、ガイドレッジ13の外径13dよりも小さい。第1のガイドスリーブ部20の下端には、尖鋭な、比較的急峻なレッジ25が幅狭部30まで形成されており、その外径30dは、この場合もまた、第1のガイドスリーブ部20の外径よりも小さい。このレッジ25は、幅狭部30の下端における、第2のガイドスリーブ部40への遷移35に対して短く、および「急勾配」である。この遷移35はしたがって、むしろ、比較的長く、および、ほとんど目立たない勾配を有する「平坦な傾斜路」または斜面として表され得る。
【0126】
第2のガイドスリーブ部40の下端には、今度はまた、尖鋭なレッジ45、またはフィレット45が形成される。このフィレット45は好ましくは、少なくとも0.01mm、特に好ましくは、少なくとも1つの0.1mm、最も特に好ましくは、少なくとも0.25mmのフィレット半径45rを備える。ここでは、メンブレンシール150f、150mの既に上述された内側スリーブ150iが、計量システム200のバルブ100内のタペット1の動作における吐出移動(下向き)の際に、タペット1に沿って特に良好に所定の位置に保持されることが、それにより、実現される。これは、内側スリーブ150iが、流体部50の上端領域において、内側エッジをタペット1に直接当ててあるからであり、よって、内側スリーブ150iおよびメンブレンシール150mは、タペット1の吐出移動の際に、レッジ45を通って吐出方向に、意図された通りに移動させられる。
【0127】
上記流体部50はその下端において、タペット先端60近くのタペット先端部55に、ほぼなだらかに延びている。タペット1のタペット先端部55は、タペット先端60へ、円錐状に先細りしている。既に述べられたように、タペット10の端Aは、丸みを帯びたタペット先端60を形成しており、それはここでは、
図4中、R0.20mmの半径60rを(欠陥のある部品の交換の際に、新しい部品により、同等の結果を後に実現することができるために、±0.01mmの許容範囲で)有する。この半径60rはここでは、例として、バルブ100のノズル111に適合させられる。一般に、しかし、バルブ100のノズル111に半径60rを正確に適合させることは必要でない。たとえば、より大きいノズル断面との、タペット先端60の、より小さい半径などの、異なるサイズの組み合わせもここでは、考えられる。
【0128】
この点で、本発明の範囲内の半径60rが、特に小さい半径、したがってほとんど「点状」から、幾分大きい半径60rまで変化する場合があり、すなわち、たとえば、バルブタペットロッド1の径30d、50dよりも大きい場合もあることが指摘される。
【0129】
タペット1の個々の複数の部分10、20、30、40、50、55、60は、一方で、長手方向軸LAに沿ったそれらの長さで、および、他方で、長手方向軸LAに垂直な方向におけるそれらの幅、またはそれらの外径で、異なる。さもなければ、しかし、それらは、実質的に特徴付ける特徴を有するものでない。
【0130】
図4に示されるように、タペット1の好ましい第1の例示的な実施形態の第1の変形例では、タペット1の複数の部分10、20、30、40、50、55は、以下の長さ10l、20l、30l、40l、50l、55lで形成され得る。
【0131】
タペットヘッド10は好ましくは、約2mmの長さ10lを、第1のガイドスリーブ部20は約3.5mmの長さ20lを、幅狭部30は約16mmの長さ30lを、第2のガイドスリーブ部40は約5mmの長さ40lを、流体部50は約13.7mmの長さ50lを、および、タペット先端部55は(タペット先端60とともに)約3mmの長さ55lを有する。このタペット1はしたがって、約43.2mmの好ましい全長1lを有する。
【0132】
しかし、タペット1の好ましい第1の例示的な実施形態の第2の変形例では、タペット1の複数の部分10、20、30、40、50、55は、以下の長さ、すなわち、10l、20l、30l、40l、50l、55lで形成される場合もある:
【0133】
好ましくは、タペットヘッド10は約2mmの長さ10lを、第1のガイドスリーブ部20は約3.5mmの長さ20lを、幅狭部30は約10mmの長さ30lを、第2のガイドスリーブ部40は約5mmの長さ40lを、流体部50は約19.7mmの長さ50lを、および、タペット先端部55は(タペット先端60とともに、)約3mmの長さ55lを有する。このタペット1はよって、同様に、約43.2mmの好ましい全長1lを有する。この変形例では、しかし、第2のガイドスリーブ部40はタペットヘッド10の方向に約6mmだけずらされ、または変位させられて配置され、よって、幅狭部30は約6mmだけより短く、よって流体部50は約6mmだけより長い。
【0134】
図5による、タペット1”の特に好ましい第2の例示的な実施形態では、複数の部分30、50、55の長さ30l”、50l”、55l”は、より短く、および、部分40の長さ40l”のみが、幾分、より長い。タペット1”は、よって、しかしながら、全体としてより短い。
【0135】
特に好ましくは、タペットヘッド10は約2mmの長さ10l”を、第1のガイドスリーブ部20は約3.5mmの長さ20l”を、幅狭部30は約10mmの長さ30l”を、第2のガイドスリーブ部40は約5.95mmの長さ40l”を、流体部50、タペット先端部55、およびタペット先端60は、約11.7mmの長さ50l”、55l”、60rを有する。このタペットl”はしたがって、約33.2mmの特に好ましい全長1l”を有する。
【0136】
この、全体としての、より短いタペット1”は、たとえば、
図3に示されるような計量システム200のバルブ100”内での使用のために、完全に好適である。
【0137】
本発明によるバルブタペットロッド1”の第2の例示的な実施形態を有する、本発明による計量システム200の、同様に部分的にのみ示されている、特に好ましい例示的な実施形態は、今度はまた、例として、蛇行状メンブレンシール150mがシーリング要素150として設置されるバルブ100”を示す。しかし、
図2に示されるように、平坦なメンブレンシール150fも使用され得る。
【0138】
図3のもののような、そうした計量システム200は、計量前に、加熱され、または、温められなければならない任意の計量材料を排出することを望まない場合に推奨される。タペット1”またはバルブ100”はそして、より短く形成される場合もある。というのは、タペット先端60に対して特定の距離をおいて配置されなければならない、計量システム200内に存在しなければならない加熱ユニットがないからである。
【0139】
上記例示的な実施形態とは対照的に、計量システム200用のバルブ100”の本体はしたがって、ここでは、より短い。
【0140】
さらに具体的な特徴として、既に上述されたガイドスリーブ105”はここでは、内側ガイドスリーブ部105a”、105b”、および、外側ガイドスリーブ部105c”、105d”からなる。生産するのが非常に簡単な形状を有する内側ガイドスリーブ部105a”、105b”は(ボア103に沿った)連続応力の場合の摩耗がより急速でない、よりロバストな物質(または材料)から比較的有利に生産され得る。たとえば、内側ガイドスリーブ部105a”、105b”は、たとえば硬質金属、セラミック、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、または炭化ケイ素などの特に硬質の材料から、および、外側ガイドスリーブ部105c”、105d”は、それらがいかなる異常応力にもさらされないので、たとえばステンレス鋼等などの、より柔らかくより経済的な材料から、製造され得る。(ばね受け105a”と、ばね止め105b”と、ねじ領域105c”と、中空円筒状領域105d”とからなる)2つのガイドスリーブ部105a”、105b”、105c”、105d”は好ましくは、プレス、接着において、またはさらなる接合プロセスにおいて互いに接続され得る。
【0141】
ガイドスリーブ105”の中空円筒状領域105d”は、ガイドスリーブ105の中空円筒状領域105dとはわずかに異なる。中空円筒状領域105d”は、むしろ、一種の「中空球状領域」として表され、そのドレネージボア107”は、より短いバルブ本体101”のおかげで、明らかにより小さくなり得る。その代わりに全体的には、しかし、より小さいドレネージボア107”が、できるだけ大きい量の計量材料を離れた方向に導くことができるために存在している。
【0142】
タペット1、1”の長手方向軸LAに垂直の方向について、すなわち、横方向または径方向において、タペット1、1”の2つの例示的な実施形態の個々の複数の部分10、20、30、40、50、60に対して、以下の好ましい複数の外径11d、11d”、13d、13d”、20d、20d”、30d、30d”、40d、40d”、50d、50d”、または半径60r、60r”が存在している。
【0143】
タペットヘッド10の作動フランジ11は好ましくは、約4.6mmの外径11d、11d”を、タペットヘッド10のガイド部13は約3.15mmの外径13d、13d”を、第1のガイドスリーブ部20は約1.7mmの外径20d、20d”を、幅狭部30は約1.5mmの外径30d、30d”を、第2のガイドスリーブ部40は約1.7mmの外径40d、40d”を、流体部50は約1.5mmの外径50d、50d”を、タペット先端60は約0.2mmの半径60rを、および、タペット1”の第2の例示的な実施形態のタペット先端60は約0.35mmの半径60r”を有する。
【0144】
本発明による計量システム200の、または、本発明によるバルブ100、100”の例示的な実施形態の構成要素はすべて、現場でユーザにより別個に交換され、すなわち、モジュラーシステムのやり方で分解され再び組み立てられ得る。
【0145】
計量システム200内のバルブ100、100”内にタペット1、1”をそれぞれ取り付ける際に、まず、コイルばね120が、タペット先端60からタペットヘッド10にタペット1、1”に押し付けられる。その後、(同様にタペット先端60から始めて)ガイドスリーブ105、105”はタペット1、1”に押し付けられ、よって、コイルばね120は、ばね受け105a、105a”の上を摺動し、タペットヘッド10とばね止め105b、105b”との間に案内される。それにより、内側スリーブ150iが既に挿入された、平坦なメンブレンシール150f(または蛇行状メンブレンシール150m)が、(この場合もまた、タペット先端60から始めて)ガイドスリーブ105の中空円筒状領域105d、105d”に当接するまで、タペット1、1”に押し付けられる。その後、組み立てられたばかりの構成要素は、バルブ100、100”のバルブ本体101、101”の開口101a内に上方から挿入されねじ込まれる。それにより、完成された組み立てバルブ100、100”は、
図6にみられ得るように、計量システム200における、対応する位置に設置される。このために、バルブ100、100”が2つのシリンダピン225間の、計量システム200における保持位置に、または、アクチュエータばね222fが、アクチュエータユニット220のガイドシリンダ226内に挿入される。
【0146】
最後に、詳細に前述された装置が、本発明の範囲から逸脱することなく、種々のやり方において当業者により、修正され得る例示的な実施形態に関するに過ぎないことがもう一度、指摘される。よって、たとえば、リングシール等などの他の復元要素またはシーリング要素も、本発明の範囲に含まれる。さらに、不定冠詞「a」または「an」の使用は、それぞれの特徴が数回、存在している場合もあることを排除するものでない。同様に、「配置」、「要素」、「モジュール」、および「システム」との語は、それぞれの構成要素が、場合によっては空間的に分散させられる場合もある、相互作用するいくつかのサブ構成要素からなることを排除するものでない。
【符号の説明】
【0147】
1、1” バルブタペットロッド
1l、1l” バルブタペットロッドの全長
10 タペットヘッド
10l、10l” タペットヘッドの長さ
1l 作動フランジ
1ld、11d” 作動フランジの外径
12 遷移/フィレット
13 ガイドレッジ
13d、13d” ガイドレッジの外径
14 遷移/フィレット
20 第1のガイドスリーブ部
20d、20d” 第1のガイドスリーブ部の外径
20l、20l” 第1のガイドスリーブ部の長さ
25 レッジ
30 幅狭部
30d、30d” 幅狭部の外径
30l、30l” 幅狭部の長さ
35 遷移
40 第2のガイドスリーブ部
40d、40d” 第2のガイドスリーブ部の外径
40l、40l” 第2のガイドスリーブ部の長さ
45 レッジ/フィレット
45r フィレット半径
50 流体部
50d、50d” 流体部の外径
50l、50l” 流体部の長さ
55 タペット先端部
55l、55l” タペット先端部の長さ
60 タペット先端
60r、60r” タペット先端の半径
100、100” バルブ
101、101” バルブ本体/フィッティング
101a バルブ本体の開口、タペットヘッド側
101b バルブ本体の開口、タペット先端側
101n バルブ本体環状溝
101o シール/Oリング
102 ねじセグメント
103、103” バルブ本体の視界窓
104、104” バルブ本体のバルブチャンバ
104g 外ねじ
104k クランピングエッジ
104s 収集区域
104t シールエッジ
104w、104w” バルブチャンバの壁
105、105” ガイドスリーブ
105a、105a” ガイドスリーブのばね受け
105b、105b” ガイドスリーブのばね止め
105c、105c” ガイドスリーブのねじ領域
105d、105d” ガイドスリーブの中空円筒状領域
106 ガイドスリーブのボア
106a 開口、タペットヘッド側
106b 開口、タペット先端側
106d ボアホール内径/ボアの内径
107、107” ドレネージボア
110 ノズル調整ナット
110a ノズル調整ナット開口
110g 内ねじ
111 ノズル/ノズルインサート
111a ノズル開口
111d バルブシート/シーリングシート
120 復元要素/コイルばね
150 シーリング要素/メンブレンシール
150m メンブレンシール、蛇行状
150f メンブレンシール、平坦
150i 蛇行状メンブレンシールの内側スリーブ
151 第1のシーリング箇所
152 第2のシーリング箇所
153 遷移領域/メンブレン
180 供給チャネル
200 計量システム
211 流体ユニット/バヨネット式流体部
212 バルブ支持体
220 アクチュエータユニット
221 アクチュエータチャンバ
222 アクチュエータ
222f アクチュエータばね
223 レバー
223k 接触面
224 レバーベアリング
225 シリンダピン
226 ガイド付シリンダ
240 ハウジング
250 加熱装置/加熱モジュール
251 加熱接続
270 計量材料収納ホルダ
A バルブタペットロッドのヘッド領域
B バルブタペットロッドの端、前側
LA バルブタペットロッドの長手方向軸
【国際調査報告】