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Patent Searching and Data


Title:
LIQUID-METERING DEVICE WITH GEAR CHANGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/096270
Kind Code:
A1
Abstract:
Liquid-metering device (10), in particular a pipetting device, with a housing (12) which accommodates a liquid line, for the passage of a liquid to be metered, and a pressure-modifying device (34) arranged in the liquid line, wherein the pressure-modifying device (34) has at least two component arrangements (36, 38) which are movable relative to each other in order to produce a pressure drop in the liquid line, wherein the housing (12) further accommodates a metering drive which, by means of a gear (20), is coupled to the pressure-modifying device (34) in a manner transmitting movement and force, in order to drive the at least two component assemblies (36, 38) for the relative movement and therefore for the production of a pressure drop in the liquid line, which is characterized in that the gear (20) can be mounted on the housing (12) in two different orientations, each producing a movement-transmitting and force-transmitting connection between metering drive and pressure-modifying device (34), and in that, with each orientation, another transmission ratio exists for the transmission of movement and force from the metering drive to the pressure-modifying device (34).

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Inventors:
LECKEBUSCH KLAUS (CH)
LANGE MARTIN (CH)
Application Number:
PCT/EP2015/076570
Publication Date:
June 23, 2016
Filing Date:
November 13, 2015
Export Citation:
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Assignee:
HAMILTON BONADUZ AG (CH)
International Classes:
B01L3/02; A61M5/145; G01N35/10
Foreign References:
EP2165722A12010-03-24
US20130317436A12013-11-28
Attorney, Agent or Firm:
RUTTENSPERGER LACHNIT TROSSIN GOMOLL PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10), insbesondere Pipettiervorrichtung, mit einem Gehäuse (12), in welchem eine Flüssigkeitsleitung zur Durchleitung einer zu dosierenden Flüssigkeit und eine in der Flüssigkeitsleitung angeordnete Druckveränderungsvorrichtung (34) aufgenommen sind, wobei die Druckveränderungsvorrichtung (34) wenigstens zwei Bauteilanordnungen (36, 38) aufweist, die zur Herstellung eines Druckgefälles in der Flüssigkeitsleitung relativ zueinander beweglich sind, wobei in dem Gehäuse (12) weiter ein Dosierantrieb aufgenommen ist, welcher mittels eines Getriebes (20) Bewegung und Kraft übertragend mit der Druckveränderungsvorrichtung (34) gekoppelt ist, um die wenigstens zwei Bauteilanordnungen (36, 38) zur Relativbewegung und damit zur Herstellung eines Druckgefälles in der Flüssigkeitsleitung anzutreiben,

dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20) derart in zwei unterschiedlichen Orientierungen unter jeweiliger Herstellung einer Bewegung und Kraft übertragenden Verbindung zwischen Dosierantrieb und Druckveränderungsvorrichtung (34) am Gehäuse (12) anbringbar ist, dass mit jeder Orientierung ein anderes Übertragungsverhältnis für die Bewegungs- und Kraftübertragung vom Dosierantrieb zur Druckveränderungsvorrichtung (34) besteht.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20) in einem vom Gehäuse (12) gesondert ausgebildeten und lösbar an diesem festlegbaren Getrieberahmen (18) angeordnet und aufgenommen ist, welcher in zwei unterschiedlichen Orientierungen unter jeweiliger Herstellung einer Bewegung und Kraft übertragenden Verbindung zwischen Dosierantrieb und Druckveränderungsvorrichtung (34) am Gehäuse (12) anbringbar ist.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierantrieb eine Antriebswelle (32) aufweist und dass die Druckveränderungsvorrichtung (34) eine Eingangswelle (30) aufweist, wobei die Antriebswelle (32) und die Eingangswelle (30) durch das Getriebe (20) miteinander zur Übertragung von Bewegung und Kraft gekoppelt sind, wobei bevorzugt eine Drehachse (A32) der Antriebswelle (32) und eine Rotationsachse (A30) der Eingangswelle (30) parallel zueinander angeordnet sind.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20) ein erstes mit einem drehenden Bauteil (30, 32) zur gemeinsamen Drehung verbindbares Rad (22) und ein zweites mit einem rotierenden Bauteil (30, 32) verbindbares Rad (24) aufweist, welche Räder (22, 24) Bewegung und Kraft übertragend miteinander verbunden sind, wobei das erste Rad (22) und das zweite Rad (24) vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rad (22) und das zweite Rad (24) mittels eines Riemens, vorzugsweise Zahnriemens, miteinander verbunden sind.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 5, unter Einbeziehung des Anspruchs 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rad (22) oder/und das zweite Rad (24) in einem vom Gehäuse (12) abgenommenen Zustand mit Spiel orthogonal zu seiner jeweiligen Raddrehachse am Getrieberahmen (18) gelagert ist.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass das mit Spiel gelagerte erste (22) oder/und zweite Rad (24) mit einer sich verjüngenden Kopplungsformation (26, 28), vorzugsweise Konusformation, zur Bewegung und Kraft übertragenden Kopplung mit der Antriebswelle (32) oder/und Eingangswelle (30) versehen ist. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen durch Verlagerung des ersten (22) und des zweiten Rads (24) in Abstandsrichtung ihrer Raddrehachsen relativ zueinander gegen eine elastische Vorspannkraft des Riemens spannbar ist.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) wenigstens zweiteilig, vorzugsweise genau zweiteilig, ausgebildet ist, wobei in einem Gehäuseteil (14) der Dosierantrieb und im jeweils anderen Gehäuseteil (16) wenigstens eine Bauteilanordnung (36) der Druckveränderungsvorrichtung (34) aufgenommen ist.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass in der Flüssigkeitsleitung ein Ventil (62) zur Veränderung wenigstens einer Leitungseigenschaft der Flüssigkeitsleitung, wie etwa durchströmbarer Leitungsquerschnitt, Strömungswiderstand oder/- und Strömungsverlauf, angeordnet ist.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (12) ein Ventilantrieb (64) zur Betätigung des Ventils (62) vorgesehen ist.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 1 1 , unter Einbeziehung des Anspruchs 9,

dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilantrieb (64) und der Dosierantrieb in demselben Gehäuseteil (14) aufgenommen sind. Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Datenspeicher (60) aufweist, welcher zur Datenübertragung mit einer Steuereinrichtung ausgebildet ist und welcher zur Speicherung wenigstens von Information über die Druckveränderungsvorrichtung (34), vorzugsweise über eine ihrer Bauteilanordnungen (36), ausgebildet ist oder derartige Information gespeichert aufweist.

Flüssigkeitsdosiervorrichtung (10) nach Anspruch 13, unter Einbeziehung des Anspruchs 9,

dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (60) zusammen mit einer Bauteilanordnung (36) in einem Gehäuseteil (14) vorgesehen ist und zur Speicherung wenigstens von Information über diese Bauteilanordnung (36) ausgebildet ist oder derartige Information gespeichert aufweist, und dass die Steuereinrichtung wenigstens eine Funktion einer Dosierantriebssteuerung, vorzugsweise auch einer Ventilantriebssteuerung, aufweist und zusammen mit dem Dosierantrieb, vorzugsweise auch zusammen mit dem Ventilantrieb (64), im jeweils anderen Gehäuseteil (14, 16) vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, Steuerparameter der Dosierantriebssteuerung, vorzugsweise auch der Ventilantriebssteuerung, in Abhängigkeit von der vom Datenspeicher (60) übertragenen Information zu initialisieren oder/und zu ändern.

Description:
FLÜSSIGKEITSDOSIERVORRICHTUNG MIT WECHSELGETRIEBE

Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsdosiervorrichtung, insbesondere Pipettiervorrichtung, mit einem Gehäuse, in welchem eine Flüssigkeitsleitung zur Durchleitung einer zu dosierenden Flüssigkeit und eine in der Flüssigkeitsleitung angeordnete Druckveränderungsvorrichtung aufgenommen sind, wobei die Druckveränderungsvorrichtung wenigstens zwei Bauteilanordnungen aufweist, die zur Her- Stellung eines Druckgefälles in der Flüssigkeitsleitung relativ zueinander beweglich sind, wobei in dem Gehäuse weiter ein Dosierantrieb aufgenommen ist, welcher mittels eines Getriebes Bewegung und Kraft übertragend mit der Druckveränderungsvorrichtung gekoppelt ist, um die wenigstens zwei Bauteilanordnungen zur Relativbewegung und damit zur Herstellung eines Druckgefälles in der Flüssigkeitsleitung anzutreiben.

Eine solche Flüssigkeitsdosiervorrichtung ist insbesondere als Pumpen- Spritzensystem bekannt, bei welchem in einem Gehäuse eine Spritzenpumpe bereitgestellt ist, an die über einen Schlauch eine Pipettierspitze angekoppelt ist oder ankoppelbar ist. Die Pumpe wird als "Spritzenpumpe" bezeichnet, da sie üblicherweise eine Kolben-Zylinder-Anordnung umfasst, mit relativ zum Zylinder längs der Zylinderachse verschieblichem Kolben, wobei durch die Relativbewegung des Kolbens relativ zum Zylinder ein von den Zylinderinnenwänden und dem Kolben begrenztes Aufnahmevolumen veränderlich ist.

Derartige Spritzenpumpen arbeiten im Gegensatz zu anderen Pipettiersystemen ohne Kraft bzw. Druck vermittelndes Arbeitsmedium, d.h. das durch die Druckveränderungsvorrichtung veränderliche Flüssigkeitsaufnahmevolumen ist ausschließlich mit zu dosierender Flüssigkeit gefüllt. Eine im Stand der Technik bekannte gattungsgemäße Flüssigkeitsdosiervorrichtung ist beispielsweise eine im Markt von der Anmelderin unter dem Produktnamen "Microlab 600" angebotene und vertriebene Vorrichtung. An der bekannten Flüssigkeitsdosiervorrichtung besteht Verbesserungspotenzial hinsichtlich der folgenden Umstände:

Zum einen ist bei vorgegebenem Dosierantrieb und vorgegebenem Getriebe eine Übertragung, insbesondere ein Übertragungsverhältnis, einer Bewegung des Aus- gangsglieds des Dosierantriebs zu einer antreibbaren Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung vorgegeben. Dabei wird entweder die vom Dosierantrieb vorgegebene Bewegung ins Schnelle übersetzt, was zwar kürzere Zykluszeiten ermöglicht, jedoch um den Preis geringerer Dosiergenauigkeit. Alternativ kann die Antriebsbewegung ins Langsame untersetzt sein, was eine höhere Dosiergenauigkeit ermöglicht, wobei jedoch die Zykluszeiten der einzelnen Dosiervorgänge länger werden.

Zum anderen wird üblicherweise eine Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung aufwändig kalibriert. Das ist im Falle der oben genannten Kolben- Zylinder-Anordnung in der Regel der Zylinder. Diesem wird im Kalibrierverfahren ein definierter Innendurchmesser mechanisch aufgezwungen, um einer vorgegebenen Veränderung der Kolbenposition innerhalb des Zylinders ein definiertes Verdrängungsvolumen bzw. Ansaugvolumen zuordnen zu können. Das Kalibrierverfahren erzeugt zwar die gewünschte definierte Innenabmessung des Zylinders mit großer Genauigkeit, hinterlässt jedoch an der Innenoberfläche des Zylinders Spuren, die sich beim Überfahren durch den Kolben nachteilig auf die Kolbenlebensdauer auswirken.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannte gattungsgemäße Flüssigkeitsdosiervorrichtung in Bezug auf die oben genannten Nachteile zu verbessern. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Flüssigkeitsvorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher das Getriebe derart in zwei unterschiedlichen Orientierungen unter jeweiliger Herstellung einer Bewegung und Kraft übertragenden Verbindung zwischen Dosierantrieb und Druckveränderungsvorrichtung am Gehäuse anbringbar ist, dass mit jeder Orientierung ein anderes Übertragungsverhältnis für die Bewegungs- und Kraftübertragung vom Dosierantrieb zur Druckveränderungsvorrichtung besteht.

Im Gegensatz zur Flüssigkeitsvorrichtung des Standes der Technik ist das Getriebe in unterschiedlichen Orientierungen am Gehäuse anbringbar, sodass - je nach Orientierung - eine Übersetzung und eine Untersetzung der Bewegung des Dosierantriebs zu einer antreibbaren Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung erfolgen kann. Damit kann mit ein und derselben Flüssigkeitsdosiervorrichtung je nach Anwendungsfall einmal schnell mit verringerter Genauigkeit dosiert werden und kann ein andermal mit hoher Genauigkeit, jedoch mit längeren Zykluszeiten dosiert werden.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass bei der Druckveränderungsvorrichtung zwar bevorzugt an eine Kolben-Zylinder-Anordnung gedacht ist, jedoch eine davon abweichende Druckveränderungsvorrichtung, also im Grunde Pumpe, nicht ausgeschlossen sein soll. Beispielsweise ist auch denkbar, eine Druckveränderungsvorrichtung mit rotierendem Pumpenbauteil zu verwenden. Dann könnte eine erste Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung das rotierbare Pumpenrad und eine zweite Bauteilanordnung das relativ zum Pumpenrad feststehende Pumpengehäuse sein.

Mit der vorgesehenen wechselbaren Orientierung des Getriebes kann bei ansonsten unveränderter Konstruktion des Getriebes in der einen Orientierung ein vorgegebenes Übertragungsverhältnis und in der anderen Orientierung der Kehrwert des ursprünglichen Übertragungsverhältnisses genutzt werden.

Um das Getriebe betriebs- und bestimmungsgemäß leicht zwischen seinen Orientierungen wechselbar in der Flüssigkeitsdosiervorrichtung vorzusehen, kann das Getriebe gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung in einem vom Gehäuse gesondert ausgebildeten und lösbar an diesem festlegbaren Getrieberahmen angeordnet und aufgenommen sein, welcher in zwei unterschiedlichen Orientierungen unter jeweiliger Herstellung einer Bewegung und Kraft über- tragenden Verbindung zwischen Dosierantrieb und Druckveränderungsvorrichtung am Gehäuse anbringbar ist. Mit lösbaren Befestigungsmitteln kann der Getrieberahmen bestimmungsgemäß einfach, schnell und sicher am Getriebegehäuse in einer gewünschten Getriebeorientierung festgelegt und gegebenenfalls wieder vom Gehäuse gelöst werden.

Grundsätzlich kann daran gedacht sein, einen Dosierantrieb mit translatorisch verlagerbarem Stellglied vorzustehen, etwa einen längs einer Achse ausschiebbaren und einziehbaren Stößel. Dies erfordert jedoch vergleichsweise viel Bauraum für den Einbau eines solchen Antriebs. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass der Dosier- antrieb eine rotierbare Antriebswelle aufweist. Ein derartiger Antrieb ist mit kleinerem Bauraumbedarf in dem Gehäuse anordenbar.

Um eine Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle zur Druckveränderungsvorrichtung durch das Getriebe zu erleichtern, ist es bevorzugt, wenn auch ein Ein- gangsteil der Druckveränderungsvorrichtung eine Eingangswelle ist. In diesem Falle kann das Getriebe in einfacher und an sich bekannter Weise eine Drehbewegung von der Antriebsseite zur Abtriebsseite des Getriebes, an welcher die Druckveränderungsvorrichtung angeschlossen ist, übertragen. Im Falle einer Druckveränderungsvorrichtung mit rotierender Bauteilanordnung, wie etwa das oben erwähnte Pumpenrad, kann die Eingangswelle der Druckveränderungsvorrichtung unmittelbar mit der rotierbaren Bauteilanordnung gekoppelt sein. Im Falle einer Kolben-Zylinder-Anordnung als der Druckveränderungsvorrichtung kann zwischen der Eingangswelle der Druckveränderungsvorrichtung und einer translato- risch zur Bewegung antreibbaren Bauteilanordnung eine weitere Ü bertrag ungsvor- richtung vorgesehen sein, welche die rotierende Bewegung der Eingangswelle in eine translatorische Bewegung des Kolbens oder/und des Zylinders umsetzt. Dies kann beispielsweise ein Schneckengetriebe oder ein Spindeltrieb oder dgl. sein. Aus Gründen der Einfachheit von Fertigung und Montage, insbesondere der Montage des Getriebes an das Gehäuse, ist bevorzugt vorgesehen, dass die oben genannte Antriebswelle des Dosierantriebs und die Eingangswelle der Druckveränderungs- Vorrichtung durch das Getriebe miteinander zur Übertragung von Bewegung und Kraft gekoppelt oder koppelbar sind, wobei die Anordnung des Getriebes in unterschiedlichen Orientierungen dadurch weiter erleichtert werden kann, dass eine Drehachse der Antriebswelle und eine Rotationsachse der Eingangswelle parallel zueinander angeordnet sind.

Das Getriebe kann zur Erzielung eines vorbestimmten Übertragungsverhältnisses zwischen einem Getriebeglied und einem weiteren Getriebeglied ein erstes mit einem drehenden Bauteil zur gemeinsamen Drehung verbindbares Rad und ein zweites mit einem rotierenden Bauteil zur gemeinsamen Drehung verbindbares Rad aufweisen, wobei die Räder Bewegung und Kraft übertragend miteinander verbunden sind. Das erste Rad und das zweite Rad weisen zur Bereitstellung eines von 1 verschiedenen Übertragungsverhältnisses vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser auf. Das erste Rad kann beispielsweise mit der Antriebswelle oder der Eingangswelle als dem drehenden Bauteil zur gemeinsamen Drehung verbindbar oder verbunden sein. Das zweite Getrieberad kann mit der jeweils anderen Welle aus Antriebswelle und Eingangswelle zur gemeinsamen Drehung verbunden sein. Grundsätzlich können das erste und das zweite Rad unmittelbar in bewegungsüber- tragendem Eingriff miteinander sein.

Alternativ können auch Bewegungsübertragungsmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Rad vorgesehen sein, welche eine Bewegung und ein Drehmoment vom ersten Rad zum zweiten Rad übertragen. Dies können beispielsweise weitere Räder sein, die miteinander kämmend das erste und das zweite Rad verbinden. Aus Gründen einfacher Herstellung und Montage ist es jedoch bevorzugt, wenn das erste und das zweite Rad mittels eines Riemens miteinander verbunden sind. Ein Riemen gestattet dabei auch die Überwindung großer Achsabstände zwischen Antriebswelle und Eingangswelle, wobei bevorzugt ein Zahnriemen zum Einsatz kommt, um eine möglichst schlupffreie Übertragung von Bewegung und Drehmoment zwischen dem ersten und dem zweiten Rad zu gestatten.

Ein gewisser Ausgleich von fertigungs- oder/und montagebedingten Fehlstellungen der Achslagen von Antriebswelle und Eingangswelle kann dadurch realisiert werden, dass das erste Rad oder/und das zweite Rad in einem vom Gehäuse abgenommenen Zustand mit Spiel orthogonal zu seiner jeweiligen Raddrehachse am Getriebe- rahmen gelagert ist.

Dabei kann die Montage des Getriebes, insbesondere des mit dem oben genannten Getrieberahmen vormontierten Getriebes, an das Gehäuse der Flüssigkeitsdosiervorrichtung dadurch erleichtert werden, dass das mit Spiel gelagerte erste oder/und zweite Rad mit einer sich verjüngenden Kopplungsformation zur Bewegung und Kraft übertragenden Kopplung mit der Antriebswelle oder/und Eingangswelle versehen ist. Die sich verjüngende Kopplungsformation, welche vorzugsweise eine Konusformation ist, kann dann bei der Anbringung des Getriebes am Gehäuse als Einführschräge verwendet werden. Bevorzugt verjüngen sich auch die axialen Endbereiche der Antriebswelle oder/und der Eingangswelle, was die Drehmoment übertragende Verbindung der Getrieberäder mit den jeweiligen Wellenenden weiter erleichtert. Da die zu übertragende Kraft bzw. das zu übertragende Drehmoment zwischen Dosierantrieb und Druckveränderungsvorrichtung in der Regel nur für die dispensierende Verdrängung oder die Aspiration von Dosierflüssigkeit benötigt wird, reicht üblicherweise zur Drehmomentübertragung ein Reibschluss zwischen der Kopplungsformation des wenigstens einen Getrieberads und dem jeweiligen Wellenende von Antriebswelle oder/und Eingangswelle aus. Zur Unterstützung einer möglichst schlupffreien Übertragung kann an der Kopplungsformation des wenigstens einen Getrieberades und dem wenigstens einen Wellenende eine Formschlussausbildung vorgesehen sein, etwa in Form eines Keilwellenprofils. Die Kopplungsformation des wenigstens einen Getrieberades, vorzugsweise des ersten und des zweiten Getrieberades, bildet somit im technischen Sinn eine Nabe, welche mit den Wellenenden von Eingangswelle und Antnebswelle zur Drehmomentübertragung verbindbar ist.

Bei dem bevorzugten Riemenantrieb kann ein Riemenspanner vorgesehen sein. Dieser kann einstückig mit dem Getrieberahmen ausgebildet sein, etwa als einstückig von der übrigen Rahmenstruktur auskragender Balken, welcher gegen die Elastizität seines Materials durch Biegung verlagerbar ist und somit an dem Riemen anliegend diesen zu spannen vermag. Zur Verminderung der auftretenden Reibung kann der Riemenspanner an seinem Anlageeingriffsort mit dem Riemen eine dreh- bare Rolle aufweisen.

Der gesonderte Riemenspanner ist jedoch entbehrlich, wenn der Riemen durch Verlagerung des ersten und des zweiten Rads in Abstandsrichtung ihrer Raddrehachsen relativ zueinander gegen eine elastische Vorspannkraft des Riemens spannbar ist. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die beiden Getrieberäder: erstes und zweites Rad, dann, wenn sie vom Gehäuse losgelöst sind, einen geringeren Achsabstand aufweisen als dann, wenn sie mit der Antriebswelle und der Eingangswelle zur Drehmomentübertragung gekoppelt sind. Zwar wird dann bei der Anbringung des Getriebes am Gehäuse eine höhere Kraft benötigt, da mit der Anbringung des Getriebes auch eine Spannung des Riemens erfolgt. Diese Spannung kann aber durch die oben genannten konischen Kopplungsformationen und durch konisch ausgebildete Wellenenden erleichtert werden.

Der oben beschriebene Kalibrationsaufwand zur Kalibration einer Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung kann dadurch reduziert werden, dass das Gehäuse wenigstens zweiteilig, vorzugsweise genau zweiteilig, ausgebildet ist, wobei in einem Gehäuseteil der Dosierantrieb und im jeweils anderen Gehäuseteil wenigstens eine Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung aufgenommen ist.

Da die genannte Lösung die von der obigen Problematik des Übertragungsverhältnisses unabhängige Problematik einer Verringerung des Kalibrationsaufwands löst, behält sich die Anmelderin vor, für einen Gegenstand gesonderten Patentschutz zu beanspruchen, welcher die Merkmale der eingangs genannten gattungsgemäßen Flüssigkeitsdosiervorrichtung und die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 9 umfasst. Bevorzugt ist die in dem jeweils anderen Gehäuseteil aufgenommene Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung jene Anordnung, für üblicherweise die Kali- brationsbedarf besteht. Dies ist im Falle einer Kolben-Zylinder-Anordnung üblicherweise der Zylinder, da der im Zylinder gleitend verschieblich aufgenommene Kolben in der Regel eine radial außen um den Kolben umlaufende Dichtung aufweist, welche im Betrieb unter Verformung an der Zylinderinnenwand dichtend anliegt und somit eine von der Zylinderinnenwand vorgegebene, zu dieser komplementäre Gestalt annimmt.

Zur weiteren Erhöhung der Dosiergenauigkeit oder/und zur Dosierung unterschiedli- eher Flüssigkeiten kann die Flüssigkeitsdosiervorrichtung vorteilhaft dadurch weitergebildet sein, dass in der Flüssigkeitsleitung ein Ventil zur Veränderung wenigstens einer Leitungseigenschaft der Flüssigkeitsleitung, wie etwa durchströmbarer Leitungsquerschnitt, Strömungswiderstand oder/und Strömungsverlauf, angeordnet ist. Zur Betätigung des Ventils kann in dem Gehäuse ein Ventilantrieb vorgesehen sein, wobei der Ventilantrieb und der Dosierantrieb vorzugsweise in demselben Gehäuseteil aufgenommen sind. Dieses Gehäuseteil bildet dann ein Antriebs-Gehäuseteil der Flüssigkeitsdosiervorrichtung.

Zur Verringerung des Kalibrationsaufwandes kann die Flüssigkeitsvorrichtung einen Datenspeicher aufweisen, welcher zur Datenübertragung mit einer Steuereinrichtung ausgebildet ist und welcher zur Speicherung wenigstens von Information über die Druckveränderungsvorrichtung, vorzugsweise über eine ihrer Bauteilanordnungen, ausgebildet ist oder derartige Information gespeichert aufweist. Bevorzugt weist der Datenspeicher Information über jene Bauteilanordnung auf, die in dem jeweils ande- ren, von dem den Dosierantrieb aufnehmenden Gehäuseteil verschiedenen Gehäuseteil aufgenommen ist. Die Information über diese Bauteilanordnung kann eine Information sein, welche einen Zusammenhang zwischen einem Betrieb des Dosierantriebs und einer hierdurch durch die Druckveränderungsvorrichtung bewirk- ten Fördermenge angibt, wobei bevorzugt die Orientierung des Getriebes am Gehäuse berücksichtigt wird. Bevorzugt weist die Flüssigkeitsdosiervorrichtung, insbesondere ihr Gehäuse, eine Orientierungserkennungsvorrichtung auf, welche die Orientierung des Getriebes am Gehäuse erkennt und bei der Verarbeitung der vom Datenspeicher bereitgestellten Information berücksichtigt.

Die Erkennung kann z.B. in einfacher Weise dadurch erfolgen, dass das Getriebe in einer Orientierung einen ersten Schalter betätigt oder ersten Sensor auslöst und einen zweiten Schalter nicht betätigt bzw. einen zweiten Sensor nicht auslöst und in einer zweiten Orientierung den ersten Schalter nicht betätigt oder den ersten Sensor nicht auslöst und den zweiten Schalter betätigt bzw. den zweiten Sensor auslöst. Noch einfacher kann die Erkennung dadurch realisiert sein, dass das Getriebe nur in einer Orientierung einen Schalter betätigt oder Sensor auslöst und abhängig von der Schalterbetätigung bzw. Sensorauslösung die Getriebeorientierung bei der Auswer- tung der vom Datenspeicher gelieferten Information berücksichtigt wird. Dies ist insbesondere dann ausreichend, wenn ohne Getriebe keine Bewegungsübertragung vom Dosierantrieb zur Druckveränderungsvorrichtung erfolgt, da dann für den Betrieb der Flüssigkeitsdosiervorrichtung immer das Getriebe am Gehäuse angeordnet sein muss und somit die Betätigung des einzigen Orientierungserkennungsschal- ters Aufschluss über die Orientierung des Getriebes zulässt.

Die Berücksichtigung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Datenspeicher zwei Informationspakete bereitstellt, jeweils eines für jede Getriebeorientierung, wobei abhängig von der Orientierungserkennung eines der beiden bereitgestellten Informationspakete ausgewertet und das jeweils andere unberücksichtigt gelassen wird.

Eine andere Möglichkeit der Berücksichtigung besteht in einer Hinterlegung oder einer Eingabe der möglichen Übertragungsverhältnisse und Zuordnung derselben zu den Getriebeorientierungen, wobei dann abhängig vom Ergebnis der Orientierungserkennung eine vom Datenspeicher bereitgestellte Information mit dem jeweiligen für die erkannte Orientierung hinterlegten Übertragungsverhältnis manipuliert, beispielsweise multipliziert, wird. Der wie oben ausgebildete Datenspeicher tritt somit an die Stelle einer Kalibration. Anstatt also wie bisher die kalibrationsbedurftige Bauteilanordnung zu kalibrieren und damit zwar die Genauigkeit der Druckveränderungsvorrichtung zu erhöhen, aber ihre Lebensdauer gegebenenfalls zu verringern, wird mit der hier angebotenen Lösung die Kalibration der Druckveränderungsvorrichtung unterlassen und durch Bereitstellung einer Information über die Druckveränderungsvorrichtung, etwa ihrer Fördercharakteristik oder durch einen Zusammenhang zwischen Relativbewegung der Bauteilanordnungen und dadurch verändertem Fördervolumen ersetzt. "Kalibriert" wird dabei nicht mehr die kalibrationsbedurftige Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung, sondern der Betrieb der Flüssigkeitsdosiervorrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausgestaltung der Druckveränderungsvorrichtung.

Zu diesem Zweck kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung daran gedacht sein, dass der Datenspeicher zusammen mit einer Bauteilanordnung in einem Gehäuseteil vorgesehen ist und zur Speicherung wenigstens von Information über diese Bauteilanordnung ausgebildet ist oder derartige Information gespeichert aufweist, und dass die Steuereinrichtung wenigstens eine Funktion einer Dosierantriebssteuerung, vorzugsweise auch einer Ventilantriebssteuerung, aufweist und zusammen mit dem Dosierantrieb, vorzugsweise auch zusammen mit dem Ventilantrieb, im jeweils anderen Gehäuseteil vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, Steuerparameter der Dosierantriebssteuerung, vorzugsweise auch der Ventilantriebssteuerung, in Abhängigkeit von der vom Datenspeicher übertragenen Information zu initialisieren oder/und zu ändern.

Hierdurch ist es möglich, denselben Dosierantrieb mit unterschiedlichen weiteren Gehäuseteilen und den darin aufgenommenen Bauteilanordnungen der Druckveränderungsvorrichtung zu koppeln, ohne hierdurch an Dosiergenauigkeit einzubüßen, obwohl sich die mit dem jeweils anderen Gehäuseteil wechselnden Bauteilanordnungen der Druckveränderungsvorrichtung hinsichtlich ihrer Gestalt unterscheiden können und in der Regel unterscheiden werden. Durch den Wegfall der Kalibration kann die Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung mit einer glatteren Innenoberfläche bereitgestellt werden als bisher, sodass im Falle der Kolben-Zylinder-Anordnung als der Druckveränderungsvorrichtung der längs der nicht mehr kalibrierten Zylinderinnenwand gleitende Kolben mechanisch weniger stark beansprucht wird und somit eine höhere Lebensdauer hat.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Flüssigkeitsdosiervorrichtung der vorliegenden Anmeldung mit teilweise geschnittenem Getrieberahmen, die Ansicht von Figur 1 , jedoch mit vom Gehäuse der Flüssigkeitsdosiervorrichtung abgenommenem Getrieberahmen in Teilschnitt, die Flüssigkeitsdosiervorrichtung der Figuren 1 und 2 in perspektivischer Ansicht aus anderer Perspektive mit voneinander teilweise getrennten Gehäuseteilen, die Flüssigkeitsdosiervorrichtung der Figuren 1 bis 3 aus wieder anderer Perspektive in einer Explosionsansicht bezüglich zweier Gehäuseteile und des Getrieberahmens. Nachfolgend wird zur Erläuterung Bezug genommen auf die Figuren 1 bis 4. Dort ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Flüssigkeitsdosiervorrichtung der vorliegenden Anmeldung allgemein mit 10 bezeichnet.

Die Flüssigkeitsdosiervorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 12, welches ein erstes Gehäuseteil 14 und ein zweites Gehäuseteil 16 umfasst. Weiter umfasst die Flüssigkeitsdosiervorrichtung 10 einen lösbar in unterschiedlicher Orientierung am Gehäuse 12 anbringbaren bzw. angebrachten Getrieberahmen 18, in welchem ein Getriebe 20 aufgenommen ist. Das Getriebe 20 weist im vorliegenden Fall bevorzugt ein erstes Getrieberad 22 und ein zweites Getrieberad 24 auf, welche mit im Wesentlichen parallelen Radachsen im Getrieberahmen 18 aufgenommen sein können und welche durch einen in den Figuren nicht dargestellten Riemen bewegungs- und kraftübertragend miteinander gekoppelt sein können. Der nicht dargestellte Riemen läuft um radial außen liegende Mantelflächenabschnitte der beiden Getrieberäder 22 und 24 um.

Jedes der Getrieberäder 22 und 24 weist bevorzugt eine sich von einer Radstirnseite ins Radinnere hinein verjüngende Kopplungsformation 26 bzw. 28 auf, welche zur Kopplung mit Wellen 30 und 32 ausgebildet sind.

Dabei ist bevorzugt die Welle 30 eine Eingangswelle einer Druckveränderungsvorrichtung 34 (siehe Figuren 3 und 4), welche als Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Zylinder 36 und einem darin längs der Zylinderachse Z verschieblich aufgenommenen Kolben 38 ausgebildet ist.

Die Druckveränderungsvorrichtung 34, insbesondere ihr Zylinder 36, wirkt mit einem Anschlussstutzen 40 zusammen, an welchen ein Schlauch oder ein vergleichbares Flüssigkeitsleitungsmittel anbringbar ist. Durch die Öffnung 42 des Anschlussstutzens 40 hindurch ist Flüssigkeit in den Zylinder 36 hinein und aus diesem hinaus durch Relativbewegung des Kolbens 38 relativ zum Zylinder 36 aspirierbar bzw. dispensierbar.

Die Wellen 30 und 32 sind in dem Gehäuseteil 14 aufgenommen, welcher auch den in den Figuren 1 bis 4 nicht dargestellten Dosierantrieb zeigt. Dieser verbirgt sich bevorzugt als rotatorischer Elektromotor unter der Wartungsklappe 14a.

Die Welle 32 ist somit eine Antriebswelle, welche um die Antriebswellenachse A32 drehbar ist. Die Welle 30 ist dagegen eine Eingangswelle der Druckveränderungsvor- richtung 34, mittels welcher der Kolben 38 relativ zum Zylinder 36 längs der Zylinderachse Z in translatorische Bewegung versetzt werden kann.

Beispielsweise kann an der Eingangswelle 30 ein Spindelabschnitt ausgebildet sein, welcher radial außen von einer Spindelmutter 44 umgeben sein kann (siehe Figur 3). Der Kolben 38 kann mit einem zylinderfernen Kopplungslängsende 38a mit einem Gegenkopplungsabschnitt 44a der Spindelmutter 44a zur gemeinsamen translatorischen Bewegung gekoppelt sein. Zur Erleichterung der Montage sind die Wellenenden 30a und 32a der Eingangswelle 30 und der Antriebswelle 32 bevorzugt sich zum Wellenende hin verjüngend ausgebildet, insbesondere konisch ausgebildet (siehe Figur 4).

Die Gewindemutter 44 kann zusätzlich an einer Führungsstange 31 geführt sein, welche sich parallel zur Eingangswelle 30 (Eingangsspindel) erstreckt.

Wie man insbesondere in Figur 1 gut erkennt, sind die sich verjüngenden Wellenenden 30a bzw. 32a in die sich ebenfalls verjüngenden Kopplungsformationen 26 bzw. 28 der Getrieberäder 22 und 24 eingeführt und dort durch Verbindungsmittel gesichert.

Ein bevorzugtes Verbindungsmittel ist in Form der Schrauben 46 und 48 vorgesehen, welche beispielsweise längs der jeweiligen Wellenachsen A30 und A32 in die ihnen zugeordneten Wellen 30 bzw. 32 eingedreht werden können, um dadurch die Getrieberäder 22 und 24 fest mit den Wellen 30 bzw. 32 zu verbinden.

Der Getrieberahmen 18 kann selbst wiederum durch Schrauben 50 mit dem Gehäuse 12 gekoppelt sein. Dadurch ist der Getrieberahmen 18 schnell und einfach vom Gehäuse 12 der Flüssigkeitsdosiervorrichtung 10 lösbar und wieder an diesem anbringbar.

Die beiden Getrieberäder 22 und 24 sind bezüglich des sie tragenden Rahmens derart angeordnet, dass der Rahmen um 180° bezüglich einer mittelsenkrechten MS (siehe Figur 4) gedreht werden kann und dadurch lediglich die Getrieberadachsen vertauscht, jedoch in ihrer Relativlage relativ zum Gehäuse 12 nicht verändert werden. Somit kann das Getriebe 20 einmal mit einem Übertragungsverhältnis i zur Übertragung von Drehmoment von der Antriebswelle 32 auf die Eingangswelle 30 und einmal mit einem Übertragungsverhältnis 1/i am Gehäuse 12 angeordnet sein. Somit kann einmal die Bewegung des Dosierantriebs ins Schnelle übersetzt werden, bei geringerer Dosiergenauigkeit, und kann ein andermal ins Langsame übersetzt werden, mit erhöhter Dosiergenauigkeit. Beide Anwendungsfälle haben Relevanz in der Praxis. So erlaubt die erfindungsgemäße Flüssigkeitsdosiervorrichtung 10 sowohl ein schnelles Dosieren als auch ein genaues Dosieren. Die Flüssigkeits- dosiervorrichtung 10 kann dabei mit wenigen Handgriffen umgerüstet werden. Hierzu sind lediglich die Schrauben 46 und 48 zu lösen, mit welchen die Getrieberäder 22 und 24 mit den jeweiligen Wellen 30 bzw. 32 verbunden sind und sind die Schrauben 50 zu lösen, mit welchen der Rahmen 18 am Gehäuse 12, genauer an dem Gehäuseteil 14, festlegbar ist. Mit Verweis auf Figur 4 kann in vorbestimmten Bereichen, etwa in Eckbereichen, der Ausnehmung 52 zur Aufnahme des Getrieberahmens 18 je eine Sensoröffnung 54 und 56 vorgesehen sein.

Weiterhin kann im Zusammenspiel damit eine Ecke des Getrieberahmens 18, beispielsweise die Ecke 58 (siehe Figuren 1 , 2 und 4), ausgespart sein, sodass die Sensoröffnungen 54 und 56 mit dahinterliegenden geeigneten Sensoren erfassen können, welche der Sensoröffnungen 54 und 56 nicht durch den Getrieberahmen 18 abgedeckt ist. Hieraus kann eine in der Flüssigkeitsdosiervorrichtung 10 vorgesehene, in den Figuren 1 bis 4 jedoch nicht dargestellte Steuervorrichtung die Orientierung des Getrieberahmens 18 am Gehäuse 12 und damit das zwischen den Wellen 30 und 32 herrschende Übertragungsverhältnis ermitteln.

Wie den Figuren 3 und 4 zu entnehmen ist, ist wenigstens der Zylinder 36 als Bauteilanordnung der Druckveränderungsvorrichtung 34 an dem vom Gehäuseteil 14 lösbaren weiteren Gehäuseteil 16 angeordnet. Gegebenenfalls kann auch der Kolben 38 mittels des Zylinders 36 an diesem Gehäuseteil 16 angeordnet sein.

Das Gehäuseteil 16 weist dabei einen lediglich strichliniert angedeuteten Datenspeicher 60 auf, in dem Informationen über die konstruktive Ausgestaltung und Gestalt des Zylinders 36, insbesondere über dessen vom Kolben 38 überstreichbaren Innenwandabschnitt festgehalten ist.

Dann, wenn das Gehäuseteil 16 mit dem Gehäuseteil 14 zu einer Flüssigkeitsdosier- Vorrichtung 10 vereinigt wird, kann der Datenspeicher 60 diese Information über eine Kontaktdatenleitung oder über eine Funkdatenleitung oder über eine optische Datenleitung einer im Gehäuseteil 14 bereitgestellten Antriebssteuerung zur Steuerung des Dosierantriebs zur Abfrage bereitstellen. Die Antriebssteuerung kann weiter über die Informationen der den Sensoröffnungen 54 und 56 zugeordneten Sensoren das aktuell an der Flüssigkeitsdosiervorrichtung 10 baulich eingestellte Übertragungsverhältnis ermitteln und so eine Eigenkalibrierung bezüglich des mit dem Dosierantrieb gekoppelten Zylinders 36 vornehmen. Die Motorsteuerung kann mithilfe der aus dem Datenspeicher 60 bezogenen Informa- tionen sehr genau einen Zusammenhang zwischen einem Betrieb des Dosierantriebs und dadurch aspirierter bzw. dispensierter Flüssigkeitsmenge herstellen, ohne dass der Zylinder 36 hierfür mechanisch kalibriert werden müsste, wie dies bisher im Stand der Technik zum Nachteil der Lebensdauer der Druckveränderungsvorrichtung 34 der Fall ist.

Die Flüssigkeitsdosiervorrichtung 10 kann weiter ein Ventil 62 aufweisen, welches bevorzugt ebenfalls im Gehäuseteil 16 aufgenommen ist und damit bevorzugt in demselben Gehäuseteil, welches auch die Bauteilanordnung in Form des Zylinders 36 der Druckveränderungsvorrichtung 34 aufweist. Ein lediglich in Figur 3 erkennba- rer Ventilantrieb 64 ist dagegen bevorzugt in dem Gehäuseteil 14 aufgenommen, welches auch den Dosierantrieb und die entsprechende Antriebssteuerung aufweist. Das Gehäuseteil 14 ist daher im vorliegenden Anwendungsbeispiel ein Antriebsgehäuseteil.