Eine dem Oberbegriff des Anspruches 1, im praktischen Betrieb eingesetzte Dosiervorrichtung weist zumindestens einen Entnahmebehälter und eine Dosiereinrichtung auf, die mit dem Entnahmebehälter in Leitungsverbindung steht und das zu dosierende Medium an Aufnahmebehältnisse abgibt. Bei einer derartigen Dosieranlage kann es sich beispielsweise um eine Mehrkanalausführung mit Hubkolbensystem handeln, deren technischer Aufbau aufwendig ist, die aus hochwertigen Materialien bestehen und die damit insgesamt eine teure Konstruktion darstellt. Weitere Probleme stellt ein übli- cherweise hoher Verschleiß dar. Ferner muß bei einem Me- dienwechsel eine aufwendige Säuberung vorgenommen werden, wobei im Rahmen der Erfindung durchgeführte Untersuchungen ergeben haben, daß es vor allem bei kritischen Medien schwer ist, aufgrund der Hubkolbensysteme, die häufig kompliziert geformte Hinterschneidungen aufweisen, diese ausreichend zu säubern und, falls nötig, zu sterilisieren.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Do- sieranlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art zu schaffen, deren Aufbau wesentlich einfacher ist als derjenige bekannter Dosieranlagen und die dementsprechend technisch weniger kompliziert aufgebaut und einfacher zu betreiben ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung weist die Do- siereinrichtung zumindest eine Dosiereinheit auf, die als eine als Wegwerfteil ausgebildete einheitliche Kolben-Zylinder- Einheit aufgebaut ist. Dadurch wird erreicht, daß im Gegensatz zu bekannten Dosiervorrichtungen die Kolben-Zylinder-Einheit im Bedarfsfall auf einfache Art und Weise ausgewechselt und entsorgt werden kann, so daß der gesamte Aufwand für eine Säuberung der Dosiereinrichtung eingespart werden kann. Dies ist vor allem bei Dosiervorrichtungen vorteilhaft, bei denen häufig ein Medienwechsel durchgeführt werden muß oder die mit Medien betrieben werden, die zu einer starken Verschmutzung der Dosiereinrichtung führen, was deren Funktionsfähigkeit beeinträchtigt, so daß bei bekannten Anlagen ein hoher Aufwand für eine häufige Reinigung erfolgt, während bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung lediglich ein Austausch des Wegwerfteiles erforderlich ist.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Vorzugsweise ist die Kolben-Zylinder-Einheit als Kunststoffteil aufgebaut, dessen Materialwert niedrig ist und das auf umweltfreundliche Art und Weise recyclebar ist.

Zum Betrieb der Dosiereinrichtung ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine Motor-Antriebseinrichtung vorgesehen, die über einen geeigneten Bewegungsumformer bzw. ein Getriebe eine Koppeleinrichtung längs-verfahrbar antreibt. Die Koppeleinrichtung wiederum ist. an dem Kolben der Kolben- Zylinder-Einheit befestigbar, so daß zum Einbau des Wegwerfteiles dieses lediglich in die Dosiereinrichtung eingesetzt und mit ihrem Kolben an der Antriebseinrichtung über die Koppeleinrichtung angeschlossen werden muß.

Die Dosiereinheit wiederum ist mit einer Ventileinrichtung verbunden, die im Strömungsweg zwischen dem Entnahmebehälter und den Aufnahmebehältnissen angeordnet ist. Die Ventileinrichtung weist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Ansaugventil und ein Ausströmventil auf, welche jeweils vorzugsweise als Rückschlagventile ausgebildet sind, die in einem Ventilgehäuse bzw. Ventilkopf zur Bildung eines separat handelbaren und kompakten einheitlichen Bauteils angeordnet sind. Wird der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit beim Betrieb der Dosiervorrichtung hochgezogen, entsteht ein Unterdruck im Ventilkopf, bei dem sich das Ansaugventil öffnet und zu dosierendes Medium dementsprechend angesaugt werden kann. Bei Überdruck, also beim Herabdrücken des Kolbens der Kolben- Zylinder-Einheit, öffnet das Ausstoßventil und der Dosiervorgang kann durchgeführt werden.

Neben den Zylinder-Kolben-Einheiten kann auch die Ventil- einrichtung, insbesondere der Ventilkopf und die sonstigen Teile der Ventileinrichtung als Wegwerfteil, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet sein. Dies ergibt insgesamt eine weitere Verbesserung der einfachen Bedienbarkeit, da die Kolben- Zylinder-Einheiten und die Ventileinrichtungen mit einfachen Handgriffen schnell, sicher, dicht und lösbar und ohne das Erfordernis von Werkzeugen montiert und demontiert werden können.

Um diese einfache Handhabbarkeit noch zu verbessert, ist der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit einer Gewindeverbindung (insbesondere einer Luer-Lock-Verbindung) und einem Dichtkonus versehen, der mit einem Gegenkonus im Ventilkopf zusammenwirkt.

Hierdurch kann bei entsprechender Ausbildung der Gewindeverbindung der Zylinder mit einer halben Umdrehung sowohl am Ventilkopf fixiert als auch über die beiden zusammen wirkenden Dichtkonen dicht mit dem Ventilkopf verbunden werden.

Der Ventilkopf selber kann ebenfalls dicht auf einem einfachen Anschlußzapfen durch einfaches Aufstecken angebracht werden. Es ergibt sich somit insbesondere dann ein besonderer Vorteil bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung, wenn die Kolben- Zylinder-Einheiten und die Ventileinrichtungen als sterilisierte Teile verwendet werden müssen. Diese können gemäß den Prinzipien in der Erfindung bei der Herstellung sterilisiert werden und somit als vorsterilisierte Teile angeliefert, eingebaut und nach Gebrauch ausgebaut und entsorgt werden, um sie durch neue vorsterilisierte Teile zu ersetzen. Dies ergibt insofern besondere Vorteile, als eine aufwendige Reinigung, die einen vorherigen Ausbau dieser Teile erforderlich machen würde, und eine darauffolgende Sterilisierung und ein Wiedereinbau dieser alten Teile, entfallen kann.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ventileinrichtung auf einer Verteilerschiene angeordnet, die über eine Verbindungsleitung mit dem Entnahmebehälter in Strömungsverbindung steht. Die Verbindungsleitung ist vorzugsweise als ein in der Verteilerschiene integrierter Kanal ausgebildet, der bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform mit einem Unterteil eines Ausgleichsbehälters über eine Verbindungsbohrung in Strömungsverbindung steht. Die Ventileinrichtung ist über geeignete Anschlußteile, wie beispielsweise Anschlußnoppen, mit der Verteilerschiene in Strömungsverbindung geschaltet.

Der Ausgleichsbehälter, der zwischen dem Entnahmebehälter und der Dosiereinheit angeordnet ist, dient zur Aufrechterhaltung eines weitgehend konstanten Ansaugdruckes, wozu bei einer weiteren besonders bevorzugten Einrichtung Sensoren am Ausgleichsbehälter zur Bestimmung des Füllvolumens vorgesehen sind. Diese Sensoren können eine im Förderweg befindliche Pumpe zur Grundförderung des Mediums in den Ausgleichsbehälter steuern, so daß dieser ein weitgehend konstantes Füllvolumen hat, was wiederum einen weitgehend konstanten Eingangsdruck in der Ventileinrichtung sicherstellt.

Das Vorsehen des Ausgleichsbehälters ist vor allem beim Vorsehen von aus Kunststoff bestehenden Dosiereinheiten besonders vorteilhaft, da dadurch deren Elastizität und inhärente Förderungenauigkeit ausgeglichen werden kann. Denn bei derartigen Dosiereinheiten darf nur ein relativ geringer Ansaugdruck herrschen, da. die Kolben-Zylinder-Einheiten ansonsten undicht und damit in ihrer Förderrate ungenau werden würde.

Als ein weiteres besonders bevorzugtes Merkmal kann der Ausgleichsbehälter ferner mit einem Sterilfilter versehen werden, wenn ein Arbeiten unter sterilen Bedingungen erfor- derlich sein sollte.

Schließlich ist es möglich, die Dosiereinrichtung verfahrbar in der Dosiervorrichtung zu lagern, wozu beispielsweise die gesamte Dosiereinrichtung entlang einer Schiene verfahrbar gelagert werden kann.

In Anspruch 12 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Dosier- vorrichtung angegeben. Bei der vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 12 wird ein definierter Tropfenrückzug in die Ausstoßkanüle der Dosiereinrichtung bzw. Dosiereinheit erreicht.

Hierzu wird nach der Dosierung der Kolben der Kolben-Zylinder- Einheit ein kleines definiertes Stück zurückgezogen, was die in der Dosiereinheit befindliche Flüssigkeitssäule entlastet und somit den Tropfen zurückzieht. Dies wird durch den aufgrund seines Materials elastischen Ventilkörper erreicht, der sich beim Zurückziehen des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit verformt und somit einen Rückzug der Flüssigkeitssäule ermöglicht. Der besondere Vorteil hierbei ist vor allem darin zu sehen, daß bei einer verfahrbaren Dosiereinheit keine Tropfenspritzer entstehen, die die gesamte Vorrichtung bzw.

Anlage verschmutzen würden.

Es ist selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Dosier- vorrichtung auf vielerlei Art und Weise an unterschiedliche Anwendungsfälle angepaßt werden kann. Insbesondere ist es möglich, daß mehrere Entnahmebehälter und vor allem mehrere Dosiereinheiten vorgesehen sind, die alle in der Dosier- einrichtung angeordnet und mit als Wegwerfteilen ausgebildeten Kolben-Zylinder-Einheiten versehen sind. Derartige Anpassungen liegen alle im Rahmen der Prinzipien vorliegender Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausfüh- rungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt : Fig. 1 eine schematisch leicht vereinfachte teilweise Dar- stellung einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung in per- spektivischer Ansicht, und Fig. 2 eine der Fig. entsprechende vergrößerte Darstellung eines Teils der Dosiervorrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine schematisch leicht vereinfachte perspektivische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung 1, die einen schematisch dargestellten Entnahmebehälter 3 und eine in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 2 gekennzeichnete Dosiereinrichtung aufweist. Die Dosiereinrichtung 2 ist über eine Leitungsverbindung ständig mit dem Entnahmebehälter 3 verbunden.

Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung 1 weist ferner einen in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 14 gekennzeichneten Anlagenteil auf, der sämtliche für den Betrieb der Vorrichtung erforderlichen elektrischen Einrichtungen, elektrischen Leitungen, Maschinenrahmen und ähnliches symbolisiert. Die Dosiereinrichtung 2 weist im Beispielsfalle der Fig. 1 und 2 fünf Dosiereinheiten auf, von denen eine repräsentativ mit der Bezugsziffer 4 gekennzeichnet ist. Jede Dosiereinheit 4 weist wiederum eine als Wegwerfteil und vorzugsweise aus Kunststoffmaterial bestehende Kolben-Zylinder-Einheit 5 auf, die einen längs verfahrbaren Kolben 8 umfaßt, der in einem Zylinder 15 angeordnet ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit 5 ist auf einer Ventileinrichtung 9 angeordnet, die ein Ventilgehäuse 10 aufweist, in dem ein Ansaugventil und ein Ausstoßventil angeordnet sind, die jedoch in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind. Das Ausstoßventil und das Ansaugventil können jedoch in an sich bekannter Art und Weise ausgebildet sein und einen zwischen einer Offen-und einer Schließstellung bewegbaren Ventilkörper, einen entsprechend ausgebildeten Ventilsitz und eine Dichtung aufweisen.

Die Zeichnung verdeutlicht, daß die Kolben-Zylinder-Einheit 5 mit ihrem Zylinder 15 auf das Ventilgehäuse 10 aufgesetzt ist.

Am Ventilgehäuse 10 ist ferner eine Ausstoßkanüle 16 angeordnet, aus der das zu dosierende Medium in Aufnahmebehältnisse abgegeben wird, die in der Zeichnung ebenfalls nicht näher dargestellt sind.

Das Ventilgehäuse 10 ist bei der dargestellten Ausführungsform auf eine Verteilerschiene 17 aufgesetzt. In der Verteilerschiene 17 ist eine Leitung integriert, die über eine entsprechende Verbindungsvorrichtung, wie beispielsweise Anschlußnoppen, mit dem Ventilgehäuse 10 in Strömungsverbindung steht. Natürlich sind auch alle anderen Ventileinrichtungen auf diese Art und Weise mit der Verbindungsleitung der Verteilerschiene 17 verbunden.

Die in der Verteilerschiene 17 verlaufende Verbindungsleitung ist wiederum mit einem Unterteil 18 eines Ausgleichsbehälters 11 strömungsverbunden. Das Unterteil 18 weist einen Anschluß 19 auf, der mit einem Leitungsabschnitt 29 verbunden werden kann, der mit der Verbindungsleitung 13 in Strömungsverbindung steht, so daß eine durchgehende Strömungsverbindung zwischen dem Entnahmebehälter 3 und den Ventileinrichtungen 9 bzw. Dosiereinheiten 4 geschaffen wird. Der Ausgleichsbehälter 11 ist bei der dargestellten Ausführungsform mit einem Sterilfilter 12 und einer Sensoranordnung 30 versehen, die das Füllvolumen des Ausgleichsbehälters 11 auf einen annähernd konstanten Wert steuert.

Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung 1 weist ferner eine Antriebseinrichtung 6 auf, die im Beispielsfalle als Motor- Antriebseinrichtung ausgebildet ist und einen Motor 20 und einen mit dem Motor 20 verbundenen Bewegungsumformer 21 aufweist. Der Bewegungsumformer 21 wandelt die Drehbewegung der Motorwelle in eine Längsbewegung um, die auf eine Koppeleinrichtung 7 übertragen wird, die in Antriebsverbindung mit der Antriebseinrichtung 6 steht. Die Koppeleinrichtung 7 wiederum weist pro Kolben-Zylinder-Einheit 5 eine vorzugsweise als Schnellspanner ausgebildete Anschlußeinrichtung 22 auf, die mit dem Bund am freien Ende des Kolbens 8 der Kolben-Zylinder- Einheit 5 lösbar verbunden werden kann.

Die Kolben-Zylinder-Einheiten 5 und die Ventileinrichtungen 9 wiederum sind in einer Haltevorrichtung 23 eingesetzt, die eine Halteplatte 25 umfaßt, die über den Ventilgehäusen 10 angeordnet ist. Somit sind die Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheiten 5 und die Ventilgehäuse 10 fixiert, so daß bei einem Verfahren der Koppeleinrichtung 7 nur die Kolben 8 in den Zylindern 15 auf und ab bewegt werden, um den Ansaughub und den Ausstoßhub zu bewerkstelligen.

Ferner zeigt Fig. 2 einen Haltebügel 24 für Füllstandssensoren pro Kolben-Zylinder-Einheit 5, von denen in Fig. 2 zur Vereinfachung der Darstellung nur ein Sensor 31 am Haltebügel 24 eingezeichnet ist. Die Sensoren 31 überprüfen für jede Kolben- Zylinder-Einheit den Füllstand. Falls eine Fehlbefüllung, beispielsweise durch Luftblasenbildung, erfaßt wird, wird über die Sensoren 31 ein Störsignal erzeugt, so daß die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung entweder über eine Steuerung gestoppt werden kann, oder eine automatische Entlüftung der Kolben-Zylinder-Einheiten 5 erfolgt. Es kann hierbei zur Entlüftung ein schnelles Auf-und Abbewegen zur Erzeugung schneller Hubbewegungen der Kolben 8 initiiert werden, was die Luft aus den Zylindern 15 austreibt.

Um es zu ermöglichen, daß in einem derartigen Falle die Luft aus allen Zylindern 15 entfernt werden kann, muß sichergestellt werden, daß die jeweiligen Kolben 8"auf Block gefahren werden". Dies bedeutet, daß die Kolben 8 bis zum Boden des jeweiligen Zylinders 15 heruntergefahren werden müssen. Bei der in Fig. 2 dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Schnellspanner 22 ein Ausgleichselement, beispielsweise eine Feder in ihrem Gehäuse auf, die in der Figur jedoch nicht sichtbar ist. Dieses Ausgleichselement stellt sicher, daß alle Kolben nötigenfalls auf Block gefahren werden können, ohne daß eine Beschädigung am Zylinder, am Kolben oder der gesamten Anlage auftritt, da aufgrund von Toleranzen in den einzelnen Bauteilen und Montagetoleranzen nicht von vornherein als ga- rantiert angesehen werden kann, daß beim Herunterfahren alle Kolben in jedem Zylinder eine mit den andere Kolben ausgerichtete Endstellung haben. Das Ausgleichselement schafft somit die Möglichkeit, daß alle Kolben in ihre unterste Endstellung zum Entlüften heruntergefahren werden können, ohne daß hierdurch Beschädigungen auftreten.

Die gesamte Anordnung, die die Dosiereinrichtung 2 und die Motor-Antriebseinrichtung 6 mit den zuvor erläuterten Kom- ponenten aufweist, ist entlang einer Achse 27 verfahrbar am Rahmen der Dosiereinrichtung 1 gelagert. Auf dieser insgesamt verfahrbar gelagerten Anordnung ist ferner eine Schlauchklemme 28 vorgesehen, in die die. Verbindungsleitung 13, die üblicherweise als flexibles Schlauchelement ausgebildet ist, eingelegt ist. Von der Schlauchklemme 28 führt das Schlauchverbindungsstück 29 zum Anschlußstutzen 19.

Beim Betrieb der Dosiervorrichtung 1 wird zunächst je nach Anwendungsfall eine entsprechende Anzahl von Dosiereinheiten 4, die alle als Wegwerfteile ausgebildet sind, in die Vorrichtung in der zuvor beschriebenen Art und Weise eingesetzt, so daß die Kolben-Zylinder-Einheit 5 auf den Ventilgehäusen 10 angeordnet sind und die Kolben 8 mit der Koppeleinrichtung 7 verbunden sind. Während des Betriebes wird die Koppeleinrichtung 7 mit Hilfe der Antriebseinrichtung 6 auf und ab bewegt, was die Kolben 8 in den Zylindern 15 hin und her bewegt, so daß der Ansaughub und der Ausstoßhub durchgeführt werden können. Die Entnahme von Medium aus dem Entnahmebehälter 8 erfolgt hierbei über die sich öffnenden und schließenden Ansaugventile und Ausstoßventile der Ventileinrichtung 9. Die Sensoranordnung 30 am Ausgleichsbehälter 11 stellt hierbei sicher, daß ein weitgehend konstantes Füllvolumen im Ausgleichsbehälter 11 vorliegt, was zu einem konstanten Ansaugdruck in der Verbindungsleitung und damit zu einem konstanten Ansaugdruck für die Kolben-Zylinder-Einheiten 5 führt, der vorzugsweise auf einen geringen Wert eingestellt wird, damit die üblicherweise aus Kunststoff bestehenden Kolben-Zylinder-Einheiten 5 dicht sind und somit eine hohe Fördergenauigkeit haben.