特表 2023-550140 ホースポンプ

(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】2023-11-30

(54)【発明の名称】ホースポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/12 20060101AFI20231122BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20231122BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20231122BHJP

   F04C 5/00 20060101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

F04B43/12 A

B05C11/10

B05C11/00

F04B43/12 K

F04B43/12 T

F04C5/00 341E

F04C5/00 341N

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023530739

(86)(22)【出願日】2021-11-22

(85)【翻訳文提出日】2023-07-10

(86)【国際出願番号】 EP2021082526

(87)【国際公開番号】W WO2022112183

(87)【国際公開日】2022-06-02

(31)【優先権主張番号】102020131083.8

(32)【優先日】2020-11-24

(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】523185361

【氏名又は名称】ドスマティックス ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】ｄｏｓｍａｔｉｘ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】110001911

【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シュオイゲンプフルーク，エーリヒ

【テーマコード（参考）】

3H077

4F042

【Ｆターム（参考）】

3H077AA01

3H077CC04

3H077CC10

3H077DD01

3H077EE23

3H077FF02

3H077FF06

3H077FF57

4F042BA06

4F042BA08

4F042BA12

4F042BA19

4F042CA01

4F042CB02

4F042CB08

4F042CB19

4F042CB26

4F042DH09

(57)【要約】

リザーバ内の空隙が負圧接続を介して真空ポンプ（１０２）に接続されている出力装置（１００）において、コンシューマへの供給ポンプとして低コストのホースポンプ（１）を利用できるようにするために、ホースポンプ（１）の内部空間（６）において、ホース（２）の圧縮後の再変形のために、負圧又は略真空を使用するか、機械的変形工程が設けられている。ホース（２）の変形は、剛性を有する押圧体（８）又は膨張性の押圧パッド（２３）又は押圧スリーブ（２４）によって行うことができ、好ましくは、個々のチャンバ（１８ａ～１８ｄ）が順次的に設けられている。
【選択図】図１ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

両側が開口しており、フロー方向（１０）において材料が通過できる、ホース（２）とも称される少なくとも部分的に弾性体（２）である周壁と、
前記ホース（２）に接触し、前記ホース（２）を横断方向に圧縮し、前記ホース（２）の内側自由断面積（２"）を減少させることができる断面バリエータ（３）と、
前記断面バリエータ（３）を制御された手法で作動及び停止させるためのバリエータ駆動ユニット（４）と、
前記ホースポンプを制御するための、特に前記バリエータ駆動ユニットを制御するための制御ユニット（１＊）とを有するホースポンプ（１）において、
前記ホースポンプ（１）の領域内で前記ホース（２）の周囲に、特に前記ホースポンプ（１）全体の周囲に設けられ、前記ホース（２）のための気密入口開口（５ａ）と気密出口開口（５ｂ）とを含む気密ハウジング（５）と、

前記ハウジング（５）の内部空間（６）と連通する圧力接続部（７）、特に負圧接続部（７）とを備えるホースポンプ。

【請求項2】

請求項１に記載のホースポンプにおいて、
前記制御ユニット（１＊）は、前記圧力接続部（７）を介して、
前記ホース（２）内に印加される圧力、特に前記ホースに印加される平均圧力に適合するように、又は
前記押圧動作間に、特に前記ホース（２）の内部の圧力よりも低い、前記ハウジング（５）内の負圧を引き起こすことによって、
前記ハウジング（５）内の圧力を制御できるホースポンプ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のホースポンプにおいて、
前記材料が通過できる少なくとも部分的に弾性体（２）である周壁（２）、特にホース（２）は、圧縮を終了した後に初期状態に戻り、特に
第１の横断方向（１１）において横断面積を減少させるための力を受けることができ、第２の横断方向（１２）において初期状態に戻るための力を受けることができるホースポンプ。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記材料が通過できる少なくとも部分的に弾性体（２）である周壁（２）、特にホース（２）は、外部、特に機械的影響による圧縮を終了した後に初期状態を回復するように形成されており、特に
記憶材料で構成されているホースポンプ。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記断面バリエータ（３）は、前記ホース（２）の内側断面積（２"）をゼロにできることによって、ピンチバルブ（１３）として形成されているホースポンプ。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記断面バリエータ（３）は、前記断面積（２"）が減少した、特に前記断面積（２"）がゼロに減少したピンチポイント（Ｓ、Ｓ１）を前記ホース（２）のフロー方向（１０）に、特に自らがこの方向に移動することなく、移動させることが可能であるホースポンプ。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記フロー方向（１０）において、前記ホース（２）に接して、複数の断面バリエータ（３）が縦並びに順次的に配置されており、
前記複数の断面バリエータ（３）は、位相シフト方式で操作でき、特に互いに独立して操作できるホースポンプ。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記断面バリエータ（３）は、剛性を有し、非変形性の少なくとも１つの押圧体（８）を備え、
前記押圧体（８）は、前記ホース（２）に沿って、特にフロー方向（１０）に移動させることができ、特に制御された方式で移動させることができるホースポンプ。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記ホース（２）の壁（９）に対する前記断面バリエータ（３）は、少なくとも部分的に弾性を有する押圧体（８）を備え、前記押圧体（８）は、前記ホース（２）の外側に、前記フロー方向（１０）において、好ましくは、固定位置で接し、又は前記ホース（２）自体が前記弾性押圧体（８）の一部であり、前記弾性押圧体は、押圧接続部（１４）を備え、
前記押圧体（８）は、押圧パッド（２３）として前記ホース（２）の円周の一部のみに又は押圧スリーブ（２４）として前記ホース（２）の全円周に接し、
特に印加圧力を発生させ、特に空気圧ポンプを駆動する押圧モータが、前記ホースポンプ（１）のポンプ領域の下流で前記ホース（２）内で測定される圧力に基づいて制御されるホースポンプ。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記押圧パッド（２３）又は前記押圧スリーブ（２４）の内部空間（１８）は、特にフロー方向（１０）において縦並びに順次的に配置された複数のチャンバ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）を含み、
前記複数のチャンバは、スロットルポイント（２９ａ～２９ｃ）を介して互いに連通し、特に長手方向の両端に１つの共通の押圧接続部（１４）又は２つの押圧接続部（１４ａ、１４ｂ）を有し、
又は前記複数のチャンバは、互いに連通せず、すなわち互いに分離され、それぞれが別々の押圧接続部（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）を有するホースポンプ。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記互いに分離されたチャンバ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）のうち、少なくともフロー方向（１０）における第１のチャンバ（１８ａ）は、前記ホース（２）の断面積（２"）をゼロにすることが可能であるホースポンプ。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のホースポンプにおいて、
前記ハウジング（５）内の負圧を測定するために、真空センサ（１５）が設けられており、
及び／又は
前記ホースポンプ、特に前記ハウジング（６）の内部及び／又は前記ホースポンプ（１）の領域内の前記ホース（２）を加熱するために、特に温度コントローラ（１７）を備えたヒータ（１６）が設けられており、
及び／又は
前記材料（Ｍ）内の圧力を測定するために、圧力センサ（１９）が設けられており、
特に前記ホース（２）のポンプ長さ方向の領域の上流及び／又は下流に圧力センサ（１９）を設け、前記ホース（２）の断面積を変化させることができるホースポンプ。

【請求項13】

粘性材料又は流体材料（Ｍ）を出力するための出力装置（１００）であって、
前記材料（Ｍ）のためのリザーバ（１０１）であって、真空ポンプ（１０２）により前記材料上の空隙に負圧が印加され、下部領域に前記材料（Ｍ）のための出口開口（１０１ａ）が設けられたリザーバと、

前記出口開口（１０１ａ）に流体的に接続された少なくとも１つのホースポンプ（１）と、
前記出力装置（１００）を制御し、好ましくは、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のホースポンプの制御（１＊）を行う制御ユニット（１００＊）とを備え、

前記ホースポンプ（１）の前記ハウジング（５）の内部空間（６）は、前記リザーバ（１０１）内の空隙と同等の負圧に晒される出力装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の出力装置において、
前記ホース（２）の断面を閉じるための遮断弁、特にピンチバルブ（１３）が、前記リザーバ（１０１）と前記断面バリエータ（３）の間に配置されている出力装置。

【請求項15】

請求項１３又は請求項１４に記載の出力装置において、
並列に接続された複数のホースポンプ（１）が設けられ、前記制御ユニット（１００＊）は、前記ホースポンプ（１）を位相シフトして、２つのホースポンプ（１）の場合、非同期で、駆動することが可能である出力装置。

【請求項16】

特に出力装置（１００）の範囲内で請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のホースポンプ（１）を動作させる方法において、
前記ハウジング（５）の内部空間（６）において、前記リザーバ（１０１）の空隙と同じ又はより低い負圧が保持される方法。

【請求項17】

請求項１６に記載の方法において、
前記フロー方向（１０）において、位相シフト方式で作動する複数の断面バリエータ（３）が設けられており、
特にフロー方向（１０）の断面バリエータ（３）は、順次的に作動される方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、輸送ラインにおける流体又は粘性材料の輸送に関する。

【背景技術】

【0002】

パイプラインにおける特に粘性のあるペースト状材料の輸送は、これらの材料が高い流動抵抗を発揮するために困難であることが多い。

【0003】

また、これらの材料は、特に電子工学、化粧品産業、又は接着技術において必要とされるものであるが、非常に敏感であり、及び／又は研磨性及び／又は粘着性を有するため取り扱いが更に困難である場合がある。

【0004】

これらの材料が原理的に弁体と弁座の間のような隙間に入り込んだりすることなく、あるいは、これらの材料が他の空洞に入り込んで堆積したり、硬化性材料の場合は、硬化したりすることがないようにこれらの材料を取り扱うことが試みられている。

【0005】

典型的な課題は、バレル、カートリッジ等の貯蔵容器又はミキサ等の前処理ユニットから、コンシューマ、例えば、材料を正確に指定された量、すなわちドーズ量で分配するためのドージングユニットに、このような材料を輸送することである。この目的のために、多くの場合、コンシューマに向けて、一定の最小限の圧力を印加する必要があり、この圧力は、配送中に恒久的に維持されなければならない。

【0006】

堆積を避けるために、従来、ホースラインでの輸送のためにダイヤフラムポンプが使用されており、この場合、振動するように駆動されるダイヤフラムによって、材料を部分的にコンシューマに搬送できるが、このようなダイヤフラムポンプの変位は十分に正確でないことが多い。

【0007】

また、材料が搬送されるラインの構成要素である弾性ホースの規則的な変形によって搬送が行われる既知のホースポンプでは、常圧ではなく、ゼロに近い数ミリバールという極めて低い残留圧力の下で材料を輸送する際に問題が生じ、これは、エアポケットを避けるために真空状態に保たれている処理装置や容器から材料を搬送しなければならない場合に常に生じる課題である。

【0008】

ホースポンプでは、断面バリエータ（cross-sectional variator）が弾性ホースに接触しており、ホースの断面を縮小し、必要に応じてホースをゼロまで圧縮する、すなわち密閉方式で圧縮することが可能であり、押圧点は、通常、ホースに沿って移動し、その結果、ホース内の材料は、断面バリエータによって、押圧点の前に押し出される。

【0009】

典型的な断面バリエータは、非変形性の剛性を有するスライディングシュー又はローラの形式の押圧体から構成されており、この押圧体がホースを横断方向に圧縮しながら、ホースの長手方向に移動する。

【0010】

更に、例えば、ホースの全周に配置された押圧スリーブ（pressure sleeve）又はホースの一部の周縁にのみ配置された押圧パッド（pressure pad）の形式の弾性押圧体も知られている。これらの弾性押圧体は、通常中空であり、油圧又は空気圧で膨張し、これによってホースを圧縮できる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

したがって、本発明の目的は、上述の問題を回避し、更に、製造が簡単で安価であり、長い耐用年数を有する、ホースポンプ及びこれを備えた出力装置、並びにこのような出力装置を操作するための方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この課題は、請求項１、請求項１３及び請求項１６の特徴によって解決される。従属請求項は、有利な実施形態を示している。

【0013】

ホースポンプに関しては、ホースポンプが、ポンピング部、すなわち押圧点が位置する又は移動できる領域、好ましくは、ホースポンプ全体の周囲に、気密ハウジングを設けることによって、この目的が解決される。

【0014】

ホースは、気密入口開口及び気密出口開口を介してハウジングに入ることができ、ハウジングは、ハウジング内、したがって、ホースの周りを、所望の圧力、特に負圧に調整できる圧力接続部を有する。

【0015】

ホースポンプのこのような設計により、ホース内部の圧力に関連して、ホースポンプの領域でホース周囲の周囲圧力を目標通りに調整できる。

【0016】

ホースポンプ全体及びハウジング内の圧力を制御する制御システムは、圧力接続を介して、例えば、ハウジング内の圧力をホースポンプ内の圧力に応じて制御でき、及び／又は周囲圧力又はホース内の圧力に対し、ホースポンプの押圧動作間にハウジング内に負圧を発生させることができるように設計されている必要がある。

【0017】

ホースポンプには、一般に、両側が開放され、材料が通過できる部分的に弾性のある本体が必要であり、ここではこれをホースと呼ぶが、この本体は、典型的なホースの外観、すなわち、丸い断面や横断方向よりもフロー方向に長い延長部を有する必要はない。ホースという用語は、２つの開口を有する全ての弾性中空体を意味するものとする。

【0018】

これに代えて又は支持体として、材料が通過できる弾性体は、その周壁の構造又は材料特性により、圧縮の終了後、外部の影響なしに非圧縮の初期状態に復帰するように設計できる。

【0019】

このため、周壁は、例えば、常に又は特定の物理的条件下で初期形状に復帰する、いわゆる記憶材料によって構成してもよい。

【0020】

また、外部からの影響によって、初期状態に戻る変形を実現してもよい。すなわち、例えば、ホースの断面積を小さくするためにホースの長手方向に対して第１の横断方向に力を加え、ホースの初期状態への再変形のために第１の横断方向に対して特に垂直な第２の横断方向に力をホースに加えることにより再変形を補助し又は再変形を完全に実現してもよい。

【0021】

第２の再変形横断方向への力の印加は、単に周期的にホースに係合する押圧体によって、又は例えばホースに隣接する、すなわちホースの外側又は内側に恒久的に隣接するバネ要素によっても効果的に行うことができる。

【0022】

例えば、渦巻きバネのようなホース内部に配置された圧縮バネによってホースの半径方向外側に力を加えてもよく、また、ホースの外側に作用する他のバネも同様である。

【0023】

また、このようなバネ要素は、ホースの長手方向の部分のみに設けることも可能である。

【0024】

これにより、ホースの外部圧力と内部圧力との比が再変形に不利であっても、再変形を確実に行うことができる。

【0025】

ホースポンプの殆どの構造形態では、断面バリエータは、剛性を有する押圧体を備え、この押圧体がホースを機械的に押圧する。

【0026】

しかしながら、特に本例では、剛性を有さず形状を変えることができる、特に弾性押圧体、例えばそれ自体が中空体であり、対応する接続部、少なくとも１つの対応する接続部を介して内部圧力を変えることができる、断面バリエータの設計も適している。

【0027】

このような非剛性、特に弾性押圧体は、周壁の一部をホースに密着させることができ、このような断面バリエータの内部に圧力を印加することで、断面バリエータの周壁をホースの周壁に押し付けてホースを圧縮させることができる。

【0028】

断面バリエータの最大の延長点がホースの長手方向、すなわちフロー方向においてホースに対して横断方向に蛇行できるという事実のみによって、断面バリエータがこの方向に移動することなく、断面積が減少したピンチポイントを特にホースのフロー方向に移動させることもできる。

【0029】

断面バリエータがホースの内側断面をゼロまで圧縮でき、内側断面が閉じ、したがって遮断弁として機能する場合、これは、ピンチバルブと呼ばれる。

【0030】

また、本発明に基づくホースポンプは、フロー方向に連続する複数の断面バリエータを備えていてもよく、この場合、複数の断面バリエータは、好ましくは、互いに位相シフトして又は一定の時間的相関関係をもって駆動可能である必要がある。

【0031】

したがって、押圧体の内部は、特にフロー方向に縦並びに順次的に配置された複数のチャンバを備えていてもよく、これらのチャンバは、ホースの長手方向軸に対して横断方向に次々と延びてホースを圧縮し、この動作をフロー方向に順次行って、これによってホース内の材料をフロー方向に押し進める。

【0032】

個々のチャンバは、チャンバ間に絞り点を設けて互いに連絡でき、特に、押圧体全体に対して１つの共通の圧力接続部しか存在しないようにすることができる。

【0033】

あるいは、個々のチャンバは、互いに連通せず、すなわち、それぞれが別々の圧力接続部を有する別々のチャンバとしてもよく、これらのチャンバには、この順序に従って圧力が印加される。

【0034】

好ましくは、フロー方向における少なくとも第１のチャンバは、ホースへの材料の逆流を防止するために、ホースの断面積をゼロにすることが可能である。

【0035】

一方、他のチャンバでは、僅かな断面積が残存するようにホースを圧縮し、非常に高い圧力に晒される第１のチャンバの閉じた断面と第２のチャンバの更に閉じた断面との間に、材料が封入されないようにすることが望ましい。残留断面が存在すれば、材料は、常に、閉じられた押圧点からフロー方向に逃げることができる。

【0036】

押圧部が開いた後、材料が上流からホース内に流入し、特に、完全に閉じていない押圧部の端に、この目的のために更なる押圧部が配置され、この目的のためにホースの断面を完全に閉じる、すなわち更なるピンチバルブを有する場合、材料が上流からホース内に流入する。

【0037】

また、連続するピンチバルブは、これらの間のホースの断片が、２つの隣接するピンチポイントを次々に閉じるときに発生する圧力に耐えることができる場合、この手法で制御できる。

【0038】

好ましくは、ホースポンプは、ホース周りのハウジング内の負圧を測定するための真空センサを含み、これによって、負圧を発生させるためのバリエータ駆動ユニット又は真空ポンプを所望の方式で制御できるようにする。

【0039】

多くの粘性材料は、温度の上昇に伴ってより流動的になるため、特に温度制御を行うヒータを設けることもでき、これによってホースポンプ、すなわちハウジングの内部及び／又はホース自体を加熱し、ホース内部の材料が加熱されてより流れやすくなり、ホースポンプの操作に必要な力を低減できる。

【0040】

更に、材料内の圧力を圧力センサによって監視してもよく、この圧力センサは、例えば、ホースの断面積が変化するポンプ長手方向の領域の上流及び／又は下流に配置できる。

【0041】

このような圧力センサは、必ずしもホース内の材料と連通している必要はない。

【0042】

圧力センサは、例えば、ホースの外周又は外径を測定してもよく、この点でのホースの弾性が既知であれば、この測定値から内部の圧力を導き出すこともできる。

【0043】

同様に、内部に圧力を印加できる弾性押圧体の場合、弾性押圧体内の圧力を圧力センサによって測定でき、制御ユニットは、弾性押圧体内の圧力又はこれに相当する情報に基づいて、ホース内の材料内の圧力に関する結論を導き出すことができる。

【0044】

このようなホースポンプは、製造が簡単で安価であり、ホースの材質によっては、長寿命であるため、搬送する材料によっては、ダイヤフラムポンプと比較してより優れたソリューションとなる可能性がある。

【0045】

下部領域に出口開口を有する材料用リザーバと、この出口開口に流体的に接続されるホースポンプとを備える出力装置に関して、ホースポンプを上述のように構成することで本課題が解決される。

【0046】

ここで主に検討されている、リザーバ内の材料が負圧に晒される場合、すなわち、粘性又は流体材料の非圧縮性のために、リザーバ内の材料の上方の空隙が負圧に晒される場合、ホースポンプのハウジングは、その内部に、リザーバの空隙と同じ量の負圧を印加できるように設計する必要がある。

【0047】

これにより、圧縮されたホースが、その内部の負圧により、押圧力を取り除いた後に元の状態に膨張できなくなるリスクを排除できる。

【0048】

好ましくは、ホースの自由断面を完全に塞ぐことができる遮断弁、特にピンチバルブが、リザーバと断面バリエータとの間に配置され、これによって、遮断弁をホースポンプの一部とすることもできる。

【0049】

コンシューマ側のホースポンプの出口でホースポンプによって周期的に発生する圧力の上昇及び下降を抑えるために、２個以上のホースポンプを位相シフトして運転できる制御システムが設けられている場合、２個以上の複数のホースポンプを並列に接続してもよく、又は２つのホースポンプの場合、これらを交互に駆動してもよく、及び／又は複数のホースポンプを単に共通のポンプ駆動部のみによって駆動し、共通のポンプ駆動部の対応する機械構成によって位相シフトを行ってもよい。

【0050】

これにより、一方のホースポンプの出口における高圧力フェーズが、他方のホースポンプの出口における高圧力フェーズにほぼシームレスに続き、ホースポンプの出口ラインを結合して、コンシューマへの単一の配送ラインを形成できる。

【0051】

ホースポンプを作動させる方法に関して、特に上述のような出力装置の文脈内では、ホースのポンピング領域の周りの気密ハウジングの内部空間が、材料の上のリザーバ内の空隙と同等又は更に高い負圧下に保たれることによって、課題が解決される。

【0052】

同じホースに接するフロー方向に複数の断面バリエータが縦並びに順次的に配置されている場合、これらのバリエータは、位相シフト方式で操作され、特に、個々の断面バリエータは、フロー方向で順次的に作動する。

【0053】

並列に接続され、異なるホースに接する複数のホースポンプがある場合、ホースポンプが位相シフト方式で、特に２本のホースの場合は、交互に駆動されるため、コンシューマへの配送ラインにおける周期的な圧力変動が低減又は排除される。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1a】機械式ホースポンプを示す図である。

【図1b】図１ａに示すホースポンプ内のホースの断面図である。

【図1c】図１ａに示すホースポンプ内のホースの断面図である。

【図2a】第１の構造形態の空気圧又は油圧ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面図である。

【図2b】第１の構造形態の空気圧又は油圧ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面図である。

【図2c】第１の構造形態の空気圧又は油圧ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面図である。

【図2d】第１の構造形態の空気圧又は油圧ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面図である。

【図2e】第１の構造形態の空気圧又は油圧ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面図である。

【図2f】第１の構造形態の空気圧又は油圧ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面図である。

【図3a】第２の構造形態の空気圧式又は油圧式ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面である。

【図3b】第２の構造形態の空気圧式又は油圧式ホースポンプのある動作状態におけるホースの縦断面である。

【図4】図１ａと同様のホースポンプのための追加的な機械設備を示す図である。

【図5a】図４に示すホースポンプを通るある動作位置での断面図である。

【図5b】図４に示すホースポンプを通るある動作位置での断面図である。

【図5c】図４に示すホースポンプを通るある動作位置での断面図である。

【図6】第３の構造形態の空気圧又は油圧ホースポンプのホースの縦断面である。

【図7】粘性材料又は流体材料のためのリザーバと本発明に基づくホースポンプとを備える出力装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0055】

図５は、本発明が取り組む課題を示唆している。

【0056】

出力装置１００では、制御ユニット１００＊が装置の可動部を制御し、出力装置１００は、まず、リザーバ１０１を備え、リザーバ１０１は、例えば、配送容器又は他のリザーバ（図示せず）から補充されるとともに、そこに貯蔵された材料Ｍを前処理する役割も果たす。この目的のために、リザーバ１０１内でミキサを回転させ及び／又はポンピングオーバーを行い及び／又は薄膜脱ガスが行われ又は他の処理工程を実行してもよい。

【0057】

プロセスにおいて新たなエアポケットが形成されることを防ぐために、材料の上のリザーバ１０１の空隙は、絶対圧が約１ｍｂａｒ～５０ｍｂａｒの真空に近い負圧状態にあり、この負圧状態は、リザーバ１０１の空隙から空気を吸引する真空ポンプ１０２によって生成される。

【0058】

材料Ｍは、このリザーバ、好ましくは、リザーバの最下点において、出口開口１０１ａから取り出され、接続ライン１０３を介して、コンシューマ１０４、この場合、例えば、吐出ノズル１０５から材料Ｍのドーズ量を正確に出力するドーザ１０４に供給される。

【0059】

吐出ノズル１０５からの吐出を（通常は、断続的に）いつでも行うことができるように、コンシューマ１０４に向けて、材料Ｍに常に一定の最低圧力を印加する必要があり、最低圧力を超える圧力変動は許容される。

【0060】

ホースポンプは、構造が簡単で、低コストで別途購入可能な単純な標準部品として入手できるため、本発明では、ダイヤフラムポンプ又はピストンポンプを設けることに代えて、接続ライン１０３内、この例ではリザーバ１の出口開口１０１ａに直接接続されたホースポンプ１によって圧力を維持する。

【0061】

ここで問題となるのは、従来のホースポンプでは、ホースがその断面に関して１つ以上の押圧点で圧縮され、押圧力が除去された後、ホースは、一方では、ホース壁の弾性材料の復元力により、またそれ以上に、ホース内で配送される材料によるホース内の過圧により、元の、通常は丸い断面に変形して戻るという点である。

【0062】

しかしながら、本実施例では、リザーバ１０１内の空隙が準真空（以下、単に真空と呼ぶ）に晒され、空隙の下にある材料Ｍ、したがって、接続ライン１０３内の材料Ｍも真空に晒されるため、ホースポンプ１は、ホースポンプの機能にとって不可欠である、圧縮状態から非圧縮状態のホース断面に戻るための必須パラメータが欠けている。

【0063】

図１ａ～図１ｃは、単に本発明に基づく付加物を備えているだけのそれ自体は既知のホースポンプ１を示している。

【0064】

弾性材料から形成されているホース２は、一平面においてＵ字形にハウジング５内を案内され、このＵ字形は、反転した領域において半円の形状を有している。（ホース２が横たわるＵ字形平面Ｕ"に対して垂直に見て、すなわち、図１ａに示すように）この半円形のＵ端の中心では、２アームの回転レバー２８が回転し、その対向する同長のレバーアームは、それぞれその端に押圧体８、この場合は、加圧ローラ８を備え、加圧ローラ８は、Ｕ字形平面Ｕ"に対して垂直である加圧ローラ軸８’を中心として回転可能に回転レバー２８上に保持されている。また、この部品の回転レバー２８は、ホース平面２"に垂直な回転レバー軸２８’を中心に同様にバリエータ駆動ユニット４によって駆動され、ホースポンプ１の制御ユニット１＊（出力装置の制御ユニット１００＊と一体であってもよい）によって制御され、特定の回転方向Ｒ、この場合は、反時計回りに回転される。

【0065】

図１ｂ及び図１ｃに示すように、ホース２のＵ字形に撓んだ領域の半径方向の外側では、ホース２は、ホース２が少なくとも半円形に撓んだ領域に亘って延びる略板状のカウンターホールド２１によって押圧されるので、回転レバー２８のレバーアームの長さと２つの加圧ローラ８の直径は、周知のように、加圧ローラ８のそれぞれがホース２に対して半径方向内側から外側へ、その回転の半分よりわずかに多く押圧し、その断面２"を半径方向に圧縮するように設定される。

【0066】

加圧ローラ８が現在ホース２に作用している回転方向の押圧点Ｓにおいて、ホース壁９は、好ましくは、図１ｃに示すように、内側の自由断面２"がゼロとなるかゼロに近づく傾向を有するように、平らに絞られる。

【0067】

この結果、ホース２に沿って移動する加圧ローラ８は、材料Ｍをホース２内の前方に押し出し、ホース２に沿ってフロー方向１０に輸送する。

【0068】

ハウジング５内のホース２の両端は、通常、一方では、フランジ状の入口開口５ａ、他方では、出口開口５ｂで密に接続されており、これにより、材料は、出口開口５ｂから押し出される。これらの開口５ａ、５ｂは、更に、ハウジング５に密に接続されている。

【0069】

既知のホースポンプ１では、ホース２は、ピンチポイントＳの直後において、図１ｂに示すような応力を受けない元の断面、通常、円形の断面を回復する。

【0070】

ホース２の内部には内圧がないため、これは、ホース２の壁９の復元力のみによって行われなければならず、この結果、弾性の小さいホースである必要があり、したがって、断面バリエータ３、ここでは、加圧ローラ８を有する回転レバー２８によって大きな力を加える必要がある。

【0071】

これを回避するために、密閉されたハウジング５の内部空間６には、負圧接続部７が設けられており、これを介して、真空ポンプ２０によりハウジング内部に負圧を発生させることができ、ホース２の内部に印加される圧力よりも低い圧力にすることもできるため、ホース２の再変形を妨げる要因、すなわち、ホース２に関して内部圧力よりも高い外圧を取り除くことができる。

【0072】

図７に示すような出力装置１００内でホースポンプ１が使用される場合、真空ポンプ１の負圧接続部７は、好ましくは、真空ライン１０６を介して、リザーバ１０１の空隙にも負圧を供給する同じ真空ポンプ１０２に接続される。

【0073】

真空センサ１５を内部６に設けることもでき、このセンサは、制御のためにその内部の圧力、すなわち負圧を測定し、これを制御ユニット１＊に報告し、これにより、制御ユニットは、負圧接続部７を介した負圧の印加を変更できる。

【0074】

更に、ホース２内の圧力、特にホース２に沿った圧力を測定するために、内部６に１つ又は複数の圧力センサ１９ａ、１９ｂ、１９ｃを設けてもよい。

【0075】

すなわち、ホース２用のハウジング５の入口開口５ａ及び出口開口５ｂの近くに、圧力センサ１９ｂ、１９ｃを、それぞれ、ホース２の外側に、特にホース２に密着させて配置でき、ホース２の断面の形状によって、直接的又は間接的に、その部分に印加されている圧力を測定できる。

【0076】

更に、ホース２のＵ字型湾曲部のほぼ中央に圧力センサ１９ａを設けることができ、これは、ホース２の周方向輪郭の半径方向内側領域に向けられ、特に加圧ローラ８の通過中に半径方向外側のカウンターホールド２１に対するその位置を測定し、そこからホース２内の圧力を判定する。

【0077】

カウンターホールド２１が特に金属で作られている場合には、内部６にヒータ１６を設け、例えば、カウンターホールド２１を電気的に加熱することによってホース２内を搬送される材料Ｍを加熱して、より流動的にすることができる。

【0078】

好ましくは、ヒータ１６は、温度制御ユニット１７を備え、これは、好ましくは、ホースポンプ１の制御ユニット１＊の一部である。

【0079】

図４は、負圧接続部７に代えて及び／又はこれに加えて、そのピンチポイントＳの下流でホース２を変形させるための代替例を示しているが、この代替例は、主にホース２がホースポンプ１の領域内で直線的に配置されている場合に使用され、すなわち、図１ａに示すようにホースがＵ字形に配置されている場合には、あまり使われることはない。

【0080】

図５ａ～図５ｃのホース２の断面図に最もよく示されているように、ホース２の平坦な絞られた断面２"は、少なくとも１つの更なる加圧ローラ２６を通過することによって元の丸い断面形状に戻るように変形される。

【0081】

図５ａは、ピンチポイントＳから十分に離れた位置で切り取ったホース２の圧縮されていない円形断面を示している。

【0082】

図５ｂは、点Ｓにおけるその断面２"の準密着圧縮状態のホース２を示すが、ホース２は、図１ａに示すホースポンプの場合のように、加圧ローラ８とカウンターホールド２１との間で絞られるのではなく、ホース２の断面に関して相対する２つの側から同じピンチポイントＳでホース２を挟み込む（好ましくは、同じ形の）２つの加圧ローラ８間で絞られている。加圧ローラ８は、好ましくは、１つのアームのみを有する回転レバー２８の自由端に固定され、これは、その自由端のそれぞれに加圧ローラ８を有する２アームの駆動レバー２８ではない。

【0083】

この理由は、ホース２を圧縮する２つの加圧ローラ８が押圧点Ｓを通過した後、回転レバー２７に取り付けられた更に一対の加圧ローラ２６が、回転レバー２８が再び押圧点Ｓに達する前にホース２を元の断面形状に再び押し広げるために、ホース２と係合できなければならないためである。

【0084】

２つの圧縮回転レバー２８が、第１の横断方向１１を含む回転平面２８"で加圧ローラ８と共に回転する一方で、別方向回転レバー２７（diverging rotary lever）は、回転平面２８"に対して横断的、好ましくは、垂直な第２の横断方向１２を含む回転平面２７"でこれらの加圧ローラ２６と共に回転し、両方の回転平面は、フロー方向１０、すなわち、ホースの方向を含む。

【0085】

この目的のために、これらの加圧ローラ２６の周方向溝２６ａは、図５ａに示すような変形していないホース２の外周の半径よりもわずかに大きいか等しい半径を有するほぼ半円形の形状の断面を有する。図５ｃに示すように、２つの加圧ローラ２６を、これらの回転レバー２７が互いに向かい合う最大接近位置となるように半径方向に最大限接近させ、これらの間に、ホース２の変形されていない断面の形状と同等又はこれより僅かに大きいだけの自由空間を残すことによって、ホース２は、再びその元の円形断面に押し広げられる。

【0086】

このようにして、再変形は、機械的に行われ、図１ａのソリューションに従ってホースの外側に印加される負圧は、追加的なものであり、必須ではない。

【0087】

図２及び図３は、ホース２の断面が、剛性を有する押圧体８又は２６によって圧縮されるのではなく、ホース２の断面方向でその中心長手軸２’の方向に拡張可能な弾性中空押圧体によって圧縮されるソリューションを示している。

【0088】

これらの押圧体は、ホース２の長手方向軸の周りに環状に形成された押圧スリーブ２４又はホース２の断面に単に１つ又は２つの反対側に配置された押圧パッド２３であり、これらは、互いに反対側に、特に同じ長手方向位置に設けられ、この場合、２つの反対側の押圧パッド２３は、常に同期的に操作される。好ましくは、フロー方向１０に複数の押圧パッド２３又は押圧スリーブ２４を縦並びに順次的に設けることが好ましい。

【0089】

押圧パッド２３又は押圧スリーブ２４は、固定されたカウンターホールド２１、押圧スリーブ２４の場合には、ホースの長手方向２’の周りに形成されたカウンターホールド管２１にその半径方向外側を支持され、少なくとも拡張状態では、ホース２の外周に接するだけでなく、その断面が、必要であればゼロとなるまでホース２を圧縮している。

【0090】

図示のように、カウンターホールド２１が押圧パッド２３又は押圧スリーブ２４の構成要素である場合、両者は、互いに強固に連結されている必要がある。

【0091】

図２ａ～図２ｆに示す第１の構造形態では、これらの押圧パッド２３又は押圧スリーブ２４のうち、４つの、この場合、環状の押圧パッドが、圧力チャンバ１８ａ～１８ｄと共に描かれており、その数は、実際には、変更できる。圧力チャンバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの間では、それぞれ、押圧パッド２３又は押圧スリーブ２４のダイヤフラムとカウンターホールド２１との間に強固な固定が必要である。

【0092】

互いに気密に分離されているこれらの圧力チャンバ１８ａ～１８ｄのそれぞれは、独自の押圧接続部１４ａ～１４ｄを備え、（主に図示しないバルブの開閉による）その加圧は、同様に図示しないホースポンプ１の制御ユニット１＊によって、互いに正確な時間関係で制御され、以下に述べる機能が達成される。

【0093】

材料Ｍを搬送方向１０に押し進めるために、まず、所望の搬送方向１０における最後尾の第１のピンチポイントＳ１が作動し、すなわち、最後尾の押圧スリーブ２４の圧力チャンバ１８ａが加圧され、ホース２の壁９に当たるその弾性壁が半径方向内側に膨張し、ホース２を半径方向に、好ましくはその内部通路が閉じられるまで圧迫する。

【0094】

この結果、このピンチポイントＳ１においてホース内に存在していた材料Ｍは、搬送方向１０及びこれと反対方向の両方に変位する。

【0095】

図２ａに示すように、このピンチポイントＳ１を閉じたまま、図２ｂに示すように、次に隣接するピンチポイントＳ２が順次的に作動し、ここでも、ホース２の断面が縮小されるが、完全に閉じないので、この領域で変位した材料は、ピンチポイントＳ２を通って搬送方向１０のみに進むことができる。その後、図２ｃ及び図２ｄに示すように搬送方向１０の次のピンチポイントＳ３、更にその次のＳ４が作動し、先に作動したピンチポイントＳ１、Ｓ２はその絞り位置に留まり、その上流に存在する既に作動済のチャンバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、この状態を維持する。

【0096】

このようにして、相当量の材料が、作動可能な最後のチャンバ、ここでは、チャンバ１８ｄの下流で、ホース２を通って搬送方向１０に押し出される。

【0097】

次の搬送工程のために、全ての既存のチャンバ１８ａ～１８ｄの作動の後、搬送方向１０の最後のチャンバ１８ｄが更に加圧され、これによってホース２はこの最後のピンチポイントＳ４でゼロ断面にまで圧縮され、すなわち閉鎖されて保持される。

【0098】

この最後のピンチポイントＳ４の閉鎖の後、上流のピンチポイントＳ１，Ｓ２，Ｓ３が順次的に作動解除され、すなわち、搬送方向１０の最も上流のピンチポイントＳ１から始まって、次のピンチポイントＳ２、Ｓ３の順に、ホースの断面が再び開かれる。この結果、完全に閉じたピンチポイントＳ４に向かってホースの内部が大きくなることにより、上流にある材料がホース内に吸引される。

【0099】

ホースの再変形は、この場合、負圧接続部７によっても促すことができ、この負圧接続部７は、ピンチポイントＳ１～Ｓ４の間の各領域において、例えば、カウンターホールド管２１上に支持された押圧スリーブ２４のダイヤフラムとホース２の間の径方向領域において負圧を発生する。

【0100】

図２ｅは、閉じられているピンチポイントＳ４より前の搬送方向１０における最後のピンチポイントＳ３の作動解除の直前の状態を示し、図２ｆでは、閉じられている最後のピンチポイントＳ４の上流の他の全てのピンチポイントＳ１～Ｓ３が既に開いており、ホースは、これらのピンチポイントＳ１～Ｓ３において、圧力から解放され、再び略円形の断面を呈する。

【0101】

その後、図２ａに示すように、最も上流のピンチポイントＳ１の作動及び閉鎖から開始して、次の搬送サイクルを再び開始できる。

【0102】

最初と最後の押圧点をピンチバルブとして、すなわち、ホースの断面を完全に閉じることができるように構成する代わりに、ホースポンプの下流と上流のホースに従来の遮断弁を設けることもでき、すなわち、例えば弁座と弁体とを設けることもできるが、この場合、一般的に弁座と弁体の接合部に材料が接触してしまい、これは、材料Ｍが多くの場合、接着作用を有するために望ましくない。

【0103】

図２ａ～図２ｆでは、圧力チャンバ１８ａ～１８ｄは、圧力の観点で互いに接続されていないが、図３ａ及び図３ｂは（同じくホース２に沿った縦断面で）第２の構造形態を示しており、ここでは、これらのチャンバ１８ａ～１８ｄが圧力の観点で互いに接続されているが、チャンバ１８ａ～１８ｄは、スロットルとして働く比較的小さな接続開口２９ａ～２９ｃによって設けられ、接続開口２９ａ～２９ｃは、好ましくは、スルーリング（through-ring）としてではなく、円周上の個々のスルーオープニング（through-opening）として又は単一のスルーオープニングとして、ホース２の周囲に分散配置される。

【0104】

ここでも、第１のチャンバ１８ａは、押圧接続部１４Ａと連通しているが、その下流において、少なくとも最後の押圧チャンバ１８ｄが更なる押圧接続部１４Ｂと連通している。

【0105】

（押圧接続部１４Ｂが設けられている場合は、これを閉じた状態で）材料Ｍをホースポンプの長さ範囲でホース２内を前進させるためには、押圧接続部１４Ａのみに、通常は、圧縮空気による押圧力を印加する必要があり、これによりチャンバ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、（スロットルポイント２９ａ～２９ｃにより順次的に次々と）ホース２に対して膨張し、図２ａ～図２ｄの場合と同様の効果が生じる。

【0106】

図３ｂは、チャンバ１８ａ及びチャンバ１８ｂが既に完全に膨張し、次のチャンバ１８ｃが半径方向内側に膨張しつつある状態を示し、ここで、完全に膨張するとは、チャンバが完全に膨張した領域においてホース２の断面がゼロになり、すなわち閉じられ、閉じられたホース部分の下流の始点が搬送方向１０に移動することを意味する。

【0107】

ホースポンプ１の長手方向領域においてホース２内に新しい材料Ｍを引き込むために、押圧接続部１４Ａに印加される圧力は、必要に応じて、周囲圧力まで、あるいは、真空領域まで下げられ、その結果、まずチャンバ１８ａが収縮し、続いて下流のチャンバ１８ｂ、１８ｃ、１８ｄも収縮する。これにより、ホース２は、上流のピンチポイントＳ３、Ｓ２、Ｓ１で元の開いた断面に変形して戻り、材料は、最も下流のピンチポイントＳ４の方向に補充される。

【0108】

押圧接続部１４Ｂが設けられている場合、印加された圧力で短時間加圧でき、そのチャンバ１８ｄは、好ましくは、ホース２の断面２"を完全に閉じることができ、これは、ホースポンプ１の上流の領域からの材料の引き込みに有利である。過圧による圧力ポート１４Ｂの加圧は、上流のチャンバ１８ａ～１８ｃが既に全て完全に収縮した状態に達したときにのみ行われることが好ましい。

【0109】

図６は、図２ａ～図２ｆに示す第１の構造形態と同様のホースポンプ１の第３の構造形態を示している。

【0110】

但し、この場合、ホース２自体が既に環状周方向押圧スリーブ（annular circumferential press sleeve）２４の一部であり、（したがって、ホース２に加えて設けられた独自の弾性ダイヤフラムを有さず）図示のケースでは４つが再びフロー方向１０に連続して設けられて環状周方向チャンバ１８ａ～１８ｄを形成し、その径方向外側が再び管状カウンターホールド２１によって形成されて、ホース２がこれに沿って配置されている。

【0111】

ここで、各チャンバ１８ａ～１８ｄは、それぞれの個別の圧力ポート１４ａ～１４ｄを介して加圧できる。

【0112】

材料を搬送するために、チャンバ１８ａ～１８ｄは、図２に示す構造形態の場合と同様にフロー方向１０に連続して加圧でき、これによって個々の押圧点Ｓ１～Ｓ４においてホース２の自由断面を縮小し、好ましくは、最も上流の押圧点Ｓ１においてゼロにしながら、搬送のために、後続する押圧点を完全に閉鎖しない。

【0113】

図６は、ホース２が最初の押圧点Ｓ１で既に密に圧縮され、ホースが押圧点Ｓ２で妥当な残留断面まで圧縮された状況を示しており、その後、後続の押圧点Ｓ３及びＳ４において、好ましくは、再び妥当な残留断面まで圧縮が行われる。

【0114】

ホース２を損傷しないことが好ましいため、ホース２の内部断面は、個々の押圧点Ｓ１～Ｓ４の間及びホースポンプ１の始端と終端において、支持リング２２によって開放状態に維持され、支持リング２２は、ホース２の内周に嵌合し、そこでホース内に挿入され、ホース２の外周を管状カウンターホールド２１の内周に接触させて保持する。したがって、カウンターホールド２１に対するホース２の接着等の固定は不要であり、これにより、ホース２のフロー方向１０に対する軽微な補正移動も可能となる。

【0115】

搬送ストロークの後、最下流のチャンバ１８ｄは、まず、図２に示すように、材料を引き込むために作動したままであってもよく、その上流の押圧点Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、好ましくはこの順序で、圧力接続部を介して負圧で通気又は加圧され、これにより、ホース断面はこれらの点で開き、材料は、閉じられた押圧点Ｓ４まで引き込まれる。

【0116】

この押圧点は、好ましくは、第１のチャンバ１８ａが次の搬送ストロークのために既に加圧されているとき又はその直前にのみ、通気され又は負圧によって加圧される。

【符号の説明】

【0117】

１ ホースポンプ
１＊ 制御ユニット
２ 弾性体、ホース
２’ 中心長手軸
２’ 断面領域
２" 断面バリエータ
４ バリエータ駆動部
５ ハウジング
５ａ 入口開口
５ｂ 出口開口
６ ５の内部空間
７ 圧力接続部、負圧接続部
８ 押圧体、加圧ローラ
８ａ 周方向溝
８’ 回転軸
９ 壁
１０ フロー方向、フローの方向
１１ 第１の横断方向
１２ 第２の横断方向
１３ ピンチバルブ
１４ａ～１４ｄ 押圧接続部
１４ａ、１４ｂ 押圧接続部
１５ 真空センサ
１６ ヒータ
１７ 温度制御ユニット
１８ 内部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ チャンバ
１９ 圧力センサ
２０ 真空ポンプ
２１ カウンターホールド、カウンターホールドプレート、カウンターホールドチューブ
２２ ヒータ
２３ 押圧パッド
２４ 押圧スリーブ
２５ 固定点、固定円周
２６ 押圧ローラ
２７ 回転レバー
２８ 回転レバー
２９ａ～２９ｃ 接続開口、スロットルポイント
１００ 出力装置
１００＊ 制御ユニット
１０１ リザーバ
１０１ａ 出口開口
１０２ 真空ポンプ
１０３ 接続ライン
１０４ コンシューマ、ドーザ
１０５ 吐出ノズル
１０６ 負圧ライン
Ｍ 材料
Ｒ 回転方向
Ｓ ピンチポイント
Ｕ" Ｕ字のレベル、ホースレベル

【図1a】

【図1b-1c】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図2e】

【図2f】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図5a-5c】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】