DE102011009034A1 - Vorrichtung zum Aufschäumen eines Stoffes, insbesondere eines Klebers - Google Patents

Vorrichtung zum Aufschäumen eines Stoffes, insbesondere eines Klebers Download PDF

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Aufschäumen eines Stoffes, insbesondere eines Klebers, mit wenigstens einer Aufschäumeinheit und mit wenigstens einer in die Aufschäumeinheit mündenden Zuführungsleitung für den Stoff, wobei im Verlauf der Zuführungsleitung eine druckluftgetriebene Membranpumpe angeordnet ist und wobei weiterhin ein Speicherbehälter für den aufgeschäumten Stoff vorgesehen ist, ist vorgesehen, dass der Membranpumpe zumindest ein Mehrwegeventil zugeordnet ist, wobei ausgehend von diesem Mehrwegeventil voneinander getrennte Druckluftleitungen zu ihren Arbeitsluftkammern der Membranpumpe verlaufen und wobei das Mehrwegeventil mit wenigstens einem dem Speicherbehälter zugeordneten Zustandssensor verschaltet ist. Diese Vorrichtung kann betriebssicher eingesetzt werden

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschäumen eines Stoffes, insbesondere eines Klebers, mit wenigstens einer Aufschäumeinheit und mit wenigstens einer in die Aufschäumeinheit mündenden Zuführungsleitung für den Stoff, wobei im Verlauf der Zuführungsleitung eine druckluftgetriebene Membranpumpe angeordnet ist und ein Speicherbehälter für den aufgeschäumten Stoff vorgesehen ist.
  • Flüssige Kleber werden beispielsweise zum Laminieren und Kaschieren verschiedener Materialen, wie Pappe, Karton oder anderen Materialien mit laminierfähigen Oberflächen verwendet. Vor dem Laminieren bzw. Kaschieren wird der flüssige Kleber mit einem Gas aufgeschäumt, wobei bei Klebern vorzugsweise als Gas Luft eingesetzt wird. Die Verwendung von aufgeschäumten Klebern bietet dabei Vorteile gegenüber nicht aufgeschäumten Klebern. So lässt sich bei aufgeschäumten Klebern durch die Volumenvergrößerung die einzusetzende Klebermenge erheblich reduzieren und die Reaktion der Materialien mit dem Kleber wird verbessert.
  • Eine Vorrichtung der eingangsgenannten Gattung ist aus der DE 199 05 229 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wurde bereits in der Zuführungsleitung für den Stoff ein Speicherbehälter angeordnet, in dem ein Vorrat an Kleber angelegt wurde. Um diesen Vorrat aufrechtzuerhalten, wurde eine Pumpe mit nicht linearer Kennlinie verwendet, welche gegen den Innendruck im Behälter arbeitete, bis der Innendruck größer als der Förderungsdruck war.
  • Die bekannte Vorrichtung hat für viele Zwecke Einsatz gefunden. Problematisch ist jedoch, wenn nicht genügend Material nachgeführt wird. Dann kann die Pumpe trocken laufen und die Membranwände der Kammern flattern. Anschließend ist kein Material mehr nachführbar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, die betriebssicher eingesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Membranpumpe zumindest ein Mehrwegeventil zugeordnet ist, wobei ausgehend von diesem Mehrwegeventil voneinander getrennte Druckluftleitungen zu den Arbeitsluftkammern der Membranpumpe verlaufen und wobei das Mehrwegeventil mit wenigstens einem dem Speicherbehälter zugeordneten Zustandssensor verschaltet ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nicht nur eine druckluftbetriebene Membranpumpe und ein Speicherbehälter verwendet, es treten Bauteile hinzu. Diese Bauteile umfassen auf der einen Seite in der Nähe der Membranpumpe ein Mehrwegeventil, mit dem gezielt Druckluft in die eine oder andere Kammer der Membranpumpe eingeführt werden kann, und zum anderen einen Zustandssensor im Bereich des Speicherbehälters, Dieser Zustandssensor kann physikalische Eigenschaften im Speicherbehälter für den aufgeschäumten Stoff aufnehmen und die dabei gewonnen Daten an das Mehrwegeventil geben, das die Membranpumpe beeinflusst. Wird beispielsweise angezeigt, dass im Speicherbehälter genügend aufgeschäumter Stoff vorhanden ist, kann die Membranpumpe gestoppt werden. Ist der Behälter entleert, wird mit dem Mehrwegeventil die Pumpe wieder in Betrieb genommen, dabei kann die Membranpumpe vorteilhaft nahezu stets mit einer linearen Kennlinie arbeiten. Vorteilhaft ist ein lineares Förderverhalten über den gesamten Arbeitsbereich erzielbar.
  • Sollte einmal kein Stoff zum Fördern zur Verfügung stehen, wird beim laufenden Betrieb keine Änderung im Zustand im Speicherbehälter festgestellt und die Membranpumpe wird abgestellt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der erforderliche Luftdruck der Druckluft auf die Pumpenmembranen optimal auf die Erfordernisse angepasst werden. Sobald der Druck im Speicherbehälter ansteigt, wird ein optimaler Arbeitsdruck für die Druckluft bestimmt und gegebenenfalls in Abhängigkeit zum gemessenen Druck im Speicherbehälter angepasst. Durch die Verknüpfung einer Druckluft-Membranpumpe mit einem externen Mehrwegeventil ist es möglich, die Vorteile dieser Pumpenbauart, wie Einfachheit und gute Wartungsfähigkeit, zu nutzen und gleichwohl ein lineares Förderverhalten über den gesamten Arbeitsbereich zu erhalten.
  • Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zustandssensor ein Drucksensor ist. Mit diesem wird der Druck im Inneren des Speicherbehälters festgestellt und an das Ventil übermittelt. Dieses Ventil ist vorzugsweise als 5/3-Wegeventil ausgebildet.
  • Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zuführungsleistung ein Durchflussmesser zugeordnet ist. Mit dem Durchflussmesser kann der tatsächliche Volumenstrom gemessen werden. Mit Kenntnis dieses Volumenstroms ist die Druckluft für die Membranpumpe anzupassen. Hochviskose Medien erfordern einen stärkeren Luftdruck als niedrigviskose.
  • Zur weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Membranpumpe, Mehrwegeventil, Zustandssensor und Durchflussmesser mit einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung verknüpft sind. Das System wird durch die Steuerungseinrichtung überwacht, alle Daten laufen hier zusammen. Durch intelligente Regelungskreise wird ein selbständiger Betrieb unter Überwachung durch die Steuerungseinrichtung ermöglicht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein schematisches Fließbild für eine Vorrichtung zum Aufschäumen eines Stoffes.
  • Die Vorrichtung zum Aufschäumen eines Stoffes, insbesondere eines Klebers, weist eine Aufschäumeinheit 1 auf. Der Aufschäumeinheit 1 wird über eine Zuführleitung 2 ein aufzuschäumender Stoff, beispielsweise ein Kleber, zugeführt. Im Verlauf der Zuführleitung 2 ist eine druckluftbetriebene Membranpumpe 3 angeordnet, welche den Stoff in der Zuführleitung 2 fördert. Die Förderung erfolgt durch einen Durchflussmesser 4 hindurch in die Aufschäumeinheit 1, über eine Luftdosierung 5 wird Luft hinzugefügt, um den Stoff aufzuschäumen.
  • Der aufgeschäumte Stoff wird über eine weitere Leitung 6 in einen Speicherbehälter 7 überführt, von dort kann er über eine weitere Leitung 8 zu einem Verbraucher geleitet werden. Dem Speicherbehälter 7 ist ein Drucksensor 9 zugeordnet. Der Drucksensor 9 übermittelt gemessene Drücke über eine Datenleitung 10 an eine Steuerungseinrichtung 11. Diese Steuerungseinrichtung 11 empfängt über eine Datenleitung 10' auch Daten vom Durchflussmesser 4, kalkuliert die erforderliche Luftmenge für ein korrektes Schaumgewicht und sendet über einen Datenleitung 10'' ein Signal analog zum Sollwert der erforderlichen Luftmenge an den Luftcontroller 12.
  • Schließlich beaufschlagt die Steuerungsleitung 11 über eine Datenleitung 10''' ein 5/3 Wege-Ventil 13 für die Druckluft zum Antrieb der Membranpumpe 3. Das 5/3 Wege-Ventil 13 ist über voneinander getrennte Druckluftleitungen 14, 14' mit den Arbeitsluftkammern der Membranpumpe 3 verbunden, so dass die Arbeitsluftkammern gezielt mit Druckluft beaufschlagt werden können. Dabei ist dem 5/3 Wege-Ventil 13 noch ein Proportional-Druckventil 15 vorgeschaltet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19905229 [0003]

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Aufschäumen eines Stoffes, insbesondere eines Klebers, mit wenigstens einer Aufschäumeinheit und mit wenigstens einer in die Aufschäumeinheit mündenden Zuführungsleitung für den Stoff, wobei im Verlauf der Zuführungsleitung eine druckluftgetriebene Membranpumpe angeordnet ist und wobei weiterhin ein Speicherbehälter für den aufgeschäumten Stoff vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranpumpe (3) zumindest ein Mehrwegeventil zugeordnet ist, wobei ausgehend von diesem Mehrwegeventil voneinander getrennte Druckluftleitungen (14, 14') zu den Arbeitsluftkammern der Membranpumpe (3) verlaufen und wobei das Mehrwegeventil mit wenigstens einem dem Speicherbehälter (7) zugeordneten Zustandssensor verschaltet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandssensor ein Drucksensor (9) ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil ein 5/3-Wegeventil (13) ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführungsleitung (2) ein Durchflussmesser (4) zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Membranpumpe (3), Mehrwegeventil, Zustandssensor und Durchflussmesser (4) mit einer gemeinsamen Steuerungseinrichtung (11) verknüpft sind.
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