DD221089A1

DD221089A1 - MIXING AND DOSING DEVICE FOR TWO-COMPONENT ADHESIVES

Info

Publication number: DD221089A1
Application number: DD25434283A
Authority: DD
Inventors: Joerg-Peter Schmidt; Volker Guyenot; Dieter Sonnekalb; Volker Eberhardt; Wolfgang Ehmer
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-08-30
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1985-04-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Misch- und Dosiervorrichtung fuer hochviskose, mit abrasiven Bestandteilen versehene Kleber, die kurze Aushaertezeiten aufweisen. Sie besteht aus einem in einem hohlzylindrischen Gehaeuse axial beweglich und um 60 drehbar angeordneten Druckkolben, in dem sich ein mit einem Motor versehener Ruehrstab befindet. Die Kleberkomponenten gelangen ueber im Gehaeuse angeordnete Eintrittsoeffnungen und ueber im Druckkolben eingebrachte Kanaele, bei entsprechender Stellung des Druckkolbens in eine Mischkammer. Nach dem Vermischen der Komponenten mittels des Ruehrstabes erfolgt das Ausdruecken der genau dosierten Mischsubstanz durch eine Duese. Der Ausdrueckvorgang erfolgt durch axiale Bewegung von Druckkolben und Ruehrstab. Die genaue Dosierung ist von den Volumina der im Druckkolben eingebrachten Kanaele sowie der Volumina der Zuleitungen abhaengig. Ein Reinigungsvorgang der Vorrichtung entfaellt weitestgehend. Die Erfindung kann insbesondere bei der Fertigung von Hochleistungsobjektiven eingesetzt werden. Fig. 1The invention relates to a combined mixing and metering device for highly viscous, provided with abrasive components adhesive having short Aushaertezeiten. It consists of a in a hollow cylindrical housing axially movable and 60 rotatably mounted pressure piston, in which there is a provided with a motor stirrer bar. The adhesive components pass through inlet openings arranged in the housing and via channels introduced into the pressure piston, in a corresponding position of the pressure piston into a mixing chamber. After mixing the components by means of Ruehrstabes expressing the precisely metered mixed substance is carried out by a Duese. The expressing process is carried out by axial movement of the pressure piston and stirrer rod. The exact dosage depends on the volumes of the channels introduced in the pressure piston and the volumes of the supply lines. A cleaning process of the device largely omitted. The invention can be used in particular in the manufacture of high-performance lenses. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung _; Misch- und Dosiervorrichtung für Zweikomponentenkleber Title of the invention _; Mixing and dosing device for two-component adhesives

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Misch- und Dosiervorrichtung für Zweikomponentenkleber, vorzugweise für hochviskose mit abrasiven Bestandteilen versehene Kleber, die kurze Aushärtzeiten aufweisen· Sie kann vorwiegend bei der Fertigung von Hochleistungsobjektiven eingesetzt werden·The invention relates to a mixing and metering device for two-component adhesives, preferably for highly viscous adhesives having abrasive constituents, which have short curing times. They can be used predominantly in the production of high-performance objectives.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt sind hintereinandergeschaltete Misch- und Dosierein- Characteristic of the Known Technical Solutions It is known to use mixing and dosing units connected in series

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richtungen, bei denen das Medium ständig gefordert wird und zeitabhängig Ventile zur Mischkammer hin geöffnet werden· Zur Konstanthaltung der Viskosität des Mediums sind Temperatur- oder D^ckreglungs einrichtungen erforderlich (Jahrbuchdirections in which the medium is constantly required and time-dependent valves are opened to the mixing chamber · To keep the viscosity of the medium constant temperature or Dreference institutions are required (Yearbook

Tp der Feinmechanik und Optik 1981)· Tp of Precision Mechanics and Optics 1981) ·

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher mittels einer steuerbaren Förderschnecke sowohl große als auch sehr kleine Mengen von Kleber gefördert werden können· Derartige Vorrichtungen sind für mit abrasiven Füllstoffen angereicherte Kleber weniger geeignet, da ein damit verbundener hoher Verschleiß der Förderanlage erheblichen Einfluß auf die Dosierung der Klebermengen hat·Furthermore, a device is known in which both large and very small amounts of adhesive can be conveyed by means of a controllable screw conveyor. Such devices are less suitable for adhesives enriched with abrasive fillers, since a high wear associated with the conveyor system has a considerable influence on the metering the amount of glue has ·

Zur genauen Dosierung sehr kleiner Mengen werden vorwiegend Kolbenförderer eingesetzte Dazu müssen die Kleberkomponenten vor dem Mischvorgang sehr genau abgewogen werden· Bei hochviskosen Stoffen ist der Abwägevorgang sehr zeitaufwendig,For accurate metering of very small quantities mainly piston conveyors are used For this, the adhesive components must be weighed very carefully before the mixing process · For highly viscous substances, the weighing process is very time consuming

43064306

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d· h· die Vorrichtung ist für serienmäßige Verklebevorgänge sehr unproduktiv·The device is very unproductive for standard gluing operations.

. Zum Vermischen mehrerer Kleberkomponenten sind Vorrichtungen bekannt, bei denen entweder Schneckenmischer ( ζ· Β· ^ DE-PS 2 902 70) oder Mischer mit Planetengetriebe (z· B., Devices for mixing several adhesive components are known in which either screw mixers (DE-PS 2 902 70) or planetary gear mixers (eg.

; DB-AS 2 559 175) verwendet werden₀ Zur Reinigung der Wände , " '·: ..:./ der Mischkammer sind diese zusätzlich mit Schabern ausgestattet·; DB-AS 2 559 175) ₀ For cleaning the walls, they are additionally equipped with scrapers.

Im DE-AS 2 302 001 ist ein selbstreinigendes Rührwerk mit dicht an der Mischkammerwand vorbeistreichenden Rührern, beschrieben·DE-AS 2 302 001 describes a self-cleaning agitator with stirrers passing close to the mixing chamber wall.

Den meisten bekannten Mischvorrichtungen haftet der Nachteil an, daß sie ohne aufwendige Reinigung mit Lösungsmitteln zum Vermischen von Kleberkomponenten mit extrem kurzen Aushärtezeiten nicht geeignet sind· Lediglich eine in DE-AS 2 1.58 beschriebene Vorrichtung zum Vermischen von Flüssigkeiten, bei der unter sehr hohem Druck das Gemisch in einer Verwirblungskammer versprüht und anschließend mittels eines Kolbens ausgedrückt wird, würde den Anforderungen zum Vermischen von hochviskosen, sehr kurze Aushärtezeiten aufweisenden Kleberkomponenten gerecht werden, wobei aber bezüglich des hohen Aufwandes und der Einhaltung bestimmter Sicherheitsbestimmungen dem Einsatz einer derartigen Vorrichtung Grenzen gesetzt sind·Most known mixing devices have the disadvantage that they are not suitable for mixing of adhesive components with extremely short curing times without extensive purification with solvents. Only a device for mixing liquids described in DE-AS 2,158, in which the under very high pressure Spent mixture in a Verwirblungskammer and then expressed by a piston would meet the requirements for mixing of high viscosity, very short curing times having adhesive components, but with respect to the high cost and compliance with certain safety regulations the use of such a device limits are ·

gq Ziel der Erfindung gq aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, mittels einer bezüglich. ihres Aufbaues einfachen Misch- und Dosiervorrichtung ;für Zweikomponentenkleber den Misch- und Dosiervorgang gegenüber konventionellen Vorrichtungen produktiver und genauer durohzuführen sowie den Reinigungsaufwand der Vorrichtung zu ;. ;,:<"-. senken· ' .'. \ ^: ' . ' ' ' ' · ..The aim of the invention is, by means of a respect. their construction simple mixing and dosing device; for two-component adhesive the mixing and dosing compared to conventional devices more productive and accurate durohführen and the cleaning of the device to; ;,: <- - lower · '.'. \ ^: '.''''· ..

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des Wesens der Erfindungthe essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierteThe invention is based on the object, a combined

Misch- und Dosiervorrichtung für vorzugsweise hochviskose, mit abrasiven Füllstoffen angereicherte und sehr kurze Aushärtezeiten aufweisende Zweikomponentenkleber zu entwickeln, wobei der Reinigungsaufwand gering gehalten werden soll· Diese Aufgabe wird durch eine Misch- und Dosiervorrichtung für Zweikomponentenkleber, vorzugsweise für hochviskose mit abrasiven Bestandteilen versehene Kleber, die kurze Aushärtezeiten aufweisen, bestehend aus einem in einem hohlzylindrischen Gehäuse axial beweglich angeordneten Druckkolben, einem mit einem Motor versehen-. en Rührstab, einer Misch- und zwei Vorratskammern, erfindungsgemäß daurch gelöst, daß sich der Rührstab zentrisch und axial beweglich im Druckkolben befindet, der Druckkolben um 60° drehbar angeordnet ist sowie zwei gegenüberliegende radial eingebrachte Kanäle aufweist, deren Eintritts- bzw. Austrittsöffnungen so angeordnet sind, daß sie sich entsprechend der Druckkolbenstellung entweder mit jeweils einer im Gehäuse eingebrachten Klebereintrittssowie einer Kleberrücklauföffnung oder einer Kleberrück-This object is achieved by a mixing and metering device for two-component adhesives, preferably for highly viscous adhesives provided with abrasive constituents, this process is to be developed by a mixing and metering device for preferably highly viscous, enriched with abrasive fillers and very short curing times having two-component adhesive, having the short curing times, consisting of a in a hollow cylindrical housing axially movable pressure piston, one provided with a motor. stirring rod, a mixing and two pantries, inventively solved daurch that the stirring rod is centrally and axially movable in the pressure piston, the pressure piston is rotatably arranged at 60 ° and has two opposite radially introduced channels whose inlet and outlet openings arranged so are that, depending on the pressure piston position, they either have a respective adhesive entry in the housing and an adhesive return opening or adhesive backing.

20lauföffnung und jeweils einer Verbindungsleitung zur im Gehäuse befindlichen Mischkammer decken, die Volumina der Kanäle vom Mischverhältnis abhängig sind, vor jeder Kleiber eintrittsöffnung ein mit einer pneumatischen Einrichtung versehener Dreiwegebahn angeordnet ist und die Misch- kammer eine mit einem Ventil versehene Düse enthält· Dabei ist es von Vorteil, daß der den Rührstab in Drehbewegung versetzende Motor axial beweglich angeordnet ist· Über die Kanäle des Druckkolbens wird die Dosierung in bestimmten Verhältnissen vorgenommen· Dazu werden zunächst die durch die Klebereintrittsöffnungen des Gehäuses geförderten Komponenten bei entsprechender Druckkolbenstellung über die im Druckkolben eingebrachten Kanäle in die Vorratsbehälter zurückgefördert, d· h· der Druckkolben befindet sich in Ruhestellung (oberer Anschlag)ο Durch anschließende Drehung des Druckkolbens um 60° (Arbeitsstel-Cover 20lauföffnung and in each case a connecting line to the mixing chamber located in the housing, the volumes of the channels are dependent on the mixing ratio, before each nip inlet opening provided with a pneumatic device three-way and the mixing chamber contains a valve provided with a valve · It is It is advantageous that the motor displacing the stirring rod is arranged so as to be axially movable. The metering of the pressure piston is effected in certain proportions. For this purpose, the components conveyed through the adhesive inlet openings of the housing are first introduced via the channels introduced into the pressure piston into the pressure piston the pressure vessels are at rest (upper stop) ο By subsequent rotation of the pressure piston by 60 ° (working position)

I¹UiIg) und entsprechender Stellung von vor den Klebereintritts öffnungen angeordneten Dreiwegehähnen, werden die Verbindungen von den Vorratsbehältern zu den Klebereintrittsöffnungen unterbrochen. Dadurch wirkt auf die KIe- f) bereintrittsöffnungen ein von der pneumatischen Einrichtung ausgehender Druck· Dieser bewirkt,, daß die Kleberkomponenten durch die Verbindungsleitungen in die Mischkammer gedrückt werden· Nach Drehung des Druckkolbens um 60 (Ruhestellung) wird er so mit in Richtung der Mischkammer verschoben bis die KleberaustrittsÖffnungen verschlossen sind· Anschließend erfolgt das Mischen der Komponenten durch den sich mit höher Drehzahl bewegenden Rührstab· Nach Verwirbelung der Komponenten wird der Rührstab in den Kolben so zurückgezogen, daß er gerade im Druckkolben verschwindet· Druckkolben und Rührstab werden gemeinsam nach .unten gedrückt, so daß nach dem Öffnen des Ventils die entsprechend der Volumina der Kanäle im Druck- ; kolben und der Leitungen vom Druckkolben zu.den Dreiwegehähnen die gesamte Menge durch die in der Maschkammer angeordnete und mit dem elektromechanisch zu betätigenden Ventil versehene Düse kontinuierlich ausgedrückt wird· Zwischen den Bewegungs- und Kupplungselementen sind an sich bekannte Dichtungselemente angeordnet· Eine Reinigung ist lediglich für die Düse erforderlich, da die gemischte Zwei-/komponentenklebesubstanz rückstandsfrei aus der Mischkammer austritt· Es kann daher durch entsprechende vorherige Berechnung und Gestaltung der Kanäle im Druckkolben, sowie der vom Druckkorben zu den Dreiwegehähnen führende Leitungen bzw· Kanäle eine sehr genaue Dosierung der gemischten KIebermenge erreicht werden_e I ¹ UiIg) and corresponding position of the adhesive inlet openings arranged three-way valves, the compounds are interrupted by the reservoirs to the adhesive inlet openings. Thereby acting on the silicic f) prepared openings an outgoing from the pneumatic means pressure · This causes ,, that the adhesive components are pressed through the connection lines into the mixing chamber · After rotation of the plunger 60 (rest position) it is so, with the direction of the mixing chamber After mixing the components, the stirring rod is pulled back into the piston so that it just disappears in the pressure piston. · The pressure piston and the stirring rod are moved down together pressed so that after opening the valve corresponding to the volumes of the channels in the pressure; the entire amount is continuously expressed through the arranged in the mash chamber and provided with the electromechanically actuated valve nozzle · Between the movement and coupling elements known sealing elements are arranged · A cleaning is only for The nozzle may be required since the mixed two- / component-adhesive substance leaves the mixing chamber without residues. Therefore, by correspondingly prior calculation and design of the channels in the pressure piston and of the lines leading from the pressure cage to the three-way valves, a very precise metering of the mixed amount of ice can be achieved be reached _e

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embodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden· Dazu zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment.

Figur 1: Vorrichtungsaufbau 5^ : Figur 2: Schnittdarstellung der VorrichtungFigure 1: device structure 5 ^: Figure 2: sectional view of the device

Figur 1 zeigt ein hohlzylindrisches Gehäuse 1, einen darin axial beweglich und drehbar angeordneten Druckkolben 2 und einen, im Druckkolben 2 dreh- und axial verschiebbar eingebrachten sowie mit einem die axiale Bewegung mit ausführbaren Motor 3» versehenen Rührstab 4· Dazu befindet sich der Motor 3 in einer mit dem hohlzylindrischen Gehäuse 1 verbundenen Führung 5· -Das hohlzylindrische Gehäuse 1 beinhaltet eine Mischkammer 6, die mit einer Düse 7 versehenFigure 1 shows a hollow cylindrical housing 1, a therein axially movable and rotatably mounted pressure piston 2 and a rotatably and axially displaceably introduced in the plunger 2 and with an axial movement with executable engine 3 "provided stirring rod 4 · For this purpose, there is the engine. 3 in a guide 5 connected to the hollow cylindrical housing 1. The hollow cylindrical housing 1 contains a mixing chamber 6 provided with a nozzle 7

• ist· An der Düse 7 befindet sich ein durch eine elektromechanische Einheit 8 betätigendes Ventil 9· Der Druckkolben 2 kann mittels Führungselementen 10 axialIs located on the nozzle 7 is actuated by an electromechanical unit 8 valve 9 · The pressure piston 2 can by means of guide elements 10 axially

C verschoben bzw. um 60° gedreht werden· Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Vorrichtung, wodurch zwei im Druckkolben radial eingebrachte gegenüberliegende Kanäle 11 sichtbar werden, deren Eintrittsbzw· Austrittsöffnungen so angeordnet sind, daß sie sich entsprechend der Stellung des Druckkolbens 2 entweder mit jeweils einer im Gehäuse 1 eingebrachten Klebereintritts-12 sowie einer Kleberrücklauföffnung 13 oder der Kleberrücklauföffnung 13 und jeweils einer Verbindungsleitung zur im' Gehäuse 1 befindlichen Mischkammer 6 decken· Die2 shows a sectional view through the device, whereby two opposite channels 11 introduced radially in the pressure piston become visible, the inlet or outlet openings of which are arranged so that they either coincide with the position of the pressure piston 2 in each case an adhesive entry 12 introduced in the housing 1 and an adhesive return opening 13 or the adhesive return opening 13 and in each case a connecting line to the mixing chamber 6 located in the housing 1

Volumina der Kanäle 11 sind vom Mischverhältnis der Kleber-. komponenten abhängig« Vor jeder Klebereintrittsöffnung Volumes of the channels 11 are of the mixing ratio of the adhesive. components dependent «in front of each adhesive entry opening

befindet sich ein in den Figuren nicht dargestellter Drei- 30 wegehahn· Diese Dreiwegehähne sind mit einer pneumatischen Einrichtung, die durch die vereinfachte Darstellung der Vorrichtung ebenfalls in den Figuren nicht ersichtlich ist, verbundenThere is a three-way cock not shown in the figures · These three-way valves are connected to a pneumatic device, which is also not apparent in the figures by the simplified representation of the device

Über die Volumina der im Druckkolben 2 eingebrachten Ka-' näle 11 sowie die Volumina der Leitungen zu den Dreiwege- About the volumes of introduced in the pressure piston 2 Ka- 'channels 11 and the volumes of the lines to the three-way

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hähnen wird die Dosierung der Kleberkomponenten vorgenommen· Dazu werden zunächst die durch die Klebereintrittsöffnungen 12 des Gehäuses 1 geförderten Komponenten bei entsprechender Druckkolbenstellung,d· h· der Druckkol- ' .<? ' ben 2 befindet sich im oberen Anschlag und ist dabei so gedreht, daß die mittels einer nicht dargestellten KoI-. benpumpe geförderten Kleberkomponenten über die Kanälen sowie die Kleberrücklauföffnungen 13 in .die Vorratsbehäl- ;-':·. . ·. ν ter zurückgefördert werden. Durch anschließende Drehung des Druckkolbens 2 um 60°, d· h· die öffnungen der Kanäle 11 fallen einmal mit den Klebereintrittsöffnungen 12 und zum anderen mit den öffnungen, entsprechender Verbindungsleitun,gen 14 zur Mischkammer 6 zusammen sowie durch Betätigung der Dreiwegehähne werden die Kleberkomponenten mittels eines über die Dreiwegehähne von einer pneumatischen Einrichtung ausgehenden Druckes in die Mischkammer 6 gefördert· Nach anschließender Zurückdrehung des Druckkolbens 2 in die Ausgängsstellung wird er solange in Richtung der Mischkammer 6 verschoben, bis die Klebereintrittsöffnungen 12 verschlossen sind· Anschließend erfolgt das Mischen der Komponenten durch den sich mit hoher Drehzahl drehenden Rührstab 4. Nach Verwirbelung der Komponenten wird der Rührstab 4 in den Druckkolben 2 so weit zurückgezogen, daß er gerade im Druckkolben 2 verschwindet· Druckkolben 2und Rührstab 4 werden daraufhin gemeinsam ; , ' nach unten gedrückt, so daß nach dem öffnen des Ventiles die gesamte Menge kontinuierlich aus der Düse 7 ausgedrückt wird· Zwischen den Bewegungs- und Kupplungselementen sind an sich bekannte Dichtungselemente angebracht· Ein Reinigungsvorgang der Vorrichtung entfällt weitestgehend, da die Klebersubstanz rückstandsfrei aus der Mischkammer.6 austritt. Es empfiehlt sich jedoch, die Düse 7 mit einem Lösungsmittel in bestimmten Abständen zu säubern·' Durch Berechnung und Gestaltung der Kanäle 11 sowie der vom . / Druckkolben 2 zu den Dreiwegehähnen führenden Leitungen bzw_o Kanäle wird eine sehr genaue Dosierung der gemischten Klebermenge erreicht·For this purpose, first the components conveyed through the adhesive inlet openings 12 of the housing 1 are pressed at the corresponding pressure piston position, that is, the pressure column . ' Ben 2 is in the upper stop and is rotated so that the means of a KoI- not shown. the pumped adhesive components via the channels and the adhesive return openings 13 in .the storage container; , ·. ν ter be promoted back. By subsequent rotation of the pressure piston 2 by 60 °, ie the openings of the channels 11 coincide once with the adhesive inlet openings 12 and on the other with the openings, corresponding Verbindungsleitun, conditions 14 to the mixing chamber 6 and by actuation of the three-way valves, the adhesive components by means After subsequent rotation of the plunger 2 into the discharge position, it is displaced in the direction of the mixing chamber 6 until the adhesive entry openings 12 are closed. The components are subsequently mixed by means of the stirring rod rotating at high speed 4. After turbulence of the components of the stirring rod 4 is pulled back into the pressure piston 2 so far that it just disappears in the pressure piston 2 · pressure piston 2 and stirring rod 4 are then together; pressed down so that after opening the valve, the total amount is continuously expressed from the nozzle 7 · Between the movement and coupling elements known sealing elements are attached · A cleaning process of the device is largely eliminated because the adhesive substance without residue from the Mixing chamber 6 emerges. However, it is advisable to clean the nozzle 7 with a solvent at certain intervals · 'By calculation and design of the channels 11 and the of. / Pressure piston 2 to the three-way cocks leading lines or _o channels is achieved a very accurate metering of the mixed amount of adhesive ·

Claims

Claim to claim

1. Mixing and dosing device for two-component adhesives, preferably for high-viscosity with abrasive component

"Len provided adhesive having short curing times, consisting of a in a hollow cylindrical housing axially movable pressure piston, a motorized with a stirring rod, a mixing and two storage chambers, characterized in that the stirring rod is centrally and axially movable in the pressure piston , The pressure piston is arranged rotatably by 60.sowie and two opposing radially introduced channels whose inlet and outlet openings are arranged so that they are in accordance with the Druokkolbenstellung either with one introduced in the housing adhesive entry and an adhesive return or adhesive return port and each cover a connecting line to the mixing chamber located in the housing, the volumes of the channels are dependent on the mixing ratio, before each adhesive inlet opening provided with a pneumatic device three-way valve is arranged and the mixing chamber ei contains a nozzle provided with a valve.

2. Mixing and metering device according to item 1, characterized GE , ^c : indicates that the stirrer in the rotary motion staggering motor is arranged axially movable.

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