DE102015006954A1

DE102015006954A1 - Vorrichtung zum Fördern von viskosem Material

Info

Publication number: DE102015006954A1
Application number: DE102015006954.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hausner; Siegmund Oberhofer
Original assignee: SCA Schucker GmbH
Current assignee: Atlas Copco IAS GmbH
Priority date: 2015-06-05
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2016-12-08
Also published as: WO2016192933A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Fördern von viskosem Material, insbesondere von viskosen Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Materialkammer (12), die einen Materialeinlass (14) und einen Materialauslass (16) aufweist, mit einem in der Materialkammer (12) hin und her beweglichen Förderkolben (18) zum Fördern des Materials aus der Materialkammer (12) durch den Materialauslass (16) bei einem Vorwärtshub, mit einem Antriebszylinder (20), in dem ein den Förderkolben (18) beim Vorwärtshub mit Kraft beaufschlagender Antriebskolben (22) hin und her beweglich ist, und mit einem Drucksystem (30) zum Einleiten eines Druckmediums in eine Druckkammer (26) des Antriebszylinders (20) zur Druckbeaufschlagung des Antriebskolbens (22) beim Vorwärtshub, welches eine Pumpe (34) und eine von der Pumpe (34) zur Druckkammer (26) führende Druckleitung (36, 38) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Druckleitung (36, 38) eine Länge von höchstens 2 Metern, vorzugsweise von höchstens einem Meter und weiter vorzugsweise von höchstens einem halben Meter aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von viskosem Material, insbesondere von viskosen Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Materialkammer, die einen Materialeinlass und einen Materialauslass aufweist, mit einem in der Materialkammer hin und her beweglichen Förderkolben zum Fördern des Materials aus der Materialkammer durch den Materialauslass bei einem Vorwärtshub, mit einem Antriebszylinder, in dem ein den Förderkolben beim Vorwärtshub mit Kraft beaufschlagender Antriebskolben hin und her beweglich ist, und mit einem Drucksystem zum Einleiten eines Druckmediums in eine Druckkammer des Antriebszylinders zur Druckbeaufschlagung des Antriebskolbens beim Vorwärtshub, welches eine Pumpe und eine von der Pumpe zur Druckkammer führende Druckleitung aufweist.
Bei den meisten Fördervorrichtungen, beispielsweise bei Dosiervorrichtungen, die dem Auftrag von viskosem Material auf ein Werkstück dienen, kommen spindelgetriebene Förderkolben zum Einsatz, die das viskose Material bei einem Vorwärtshub durch den Materialauslass aus der Materialkammer verdrängen. Die Spindeltriebe sind jedoch relativ teuer in der Herstellung und verschleißen schnell. Zudem ist ihre Energieeffizienz verbesserungswürdig und sie bauen relativ groß. Vorrichtungen der eingangs genannten Art wurden insbesondere als Dosiervorrichtungen eingesetzt. Als nachteilig bei diesen Vorrichtungen wurde aber angesehen, dass das Druckmedium, beispielsweise Hydrauliköl, dem Antriebszylinder über lange Druckleitungen zugeführt werden musste, da die Hydraulikpumpe meist mehr als 10 Meter vom Antriebskolben entfernt angeordnet war. Dies führte zu Leckage der Leitungen, sodass diese Vorrichtungen unter Inkaufnahme der oben beschriebenen Nachteile durch Vorrichtungen mit Spindeltrieb ersetzt wurden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ihr Betrieb weniger und im Idealfall gar nicht durch Leckage beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, alternativ durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Drucksystem mit seiner Pumpe möglichst nahe am Antriebszylinder anzuordnen, sodass die Druckleitung kurz gehalten werden kann, was die Gefahr der Leckage verringert. Dabei wird insbesondere bevorzugt, dass das Drucksystem ein Gehäuse aufweist und dass die Druckleitung durch eine Öffnung im Gehäuse und eine mit dieser kommunizierende Öffnung im Antriebszylinder gebildet wird. Das Gehäuse kann dabei fest und vorzugsweise lösbar mit dem Antriebszylinder verbunden sein. Durch diese Maßnahmen werden externe Leitungen, die leckageanfällig sind, vermieden. Wenn die Druckleitung ausschließlich durch das Gehäuse und den Antriebszylinder verläuft, und dabei insbesondere ausschließlich durch Gehäusebohrungen gebildet wird, ist die Gefahr einer Leckage sehr gering.
Ergänzend oder alternativ hierzu kann das Drucksystem ein geschlossenes System sein, in dem das Druckmedium beim Vorwärtshub in einer ersten Richtung und bei einem dem Vorwärtshub entgegen gerichteten Rückwärtshub in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung strömt. Dadurch wird das Druckmedium beim Rückwärtshub stets aus der Druckkammer verdrängt und beim nächsten Vorwärtshub wieder in diese eingeleitet. Diese Ausführungsform kann dadurch verwirklicht werden, dass der Antriebszylinder doppeltwirkend ausgebildet ist und auf der der Druckkammer abgewandten Seite des Antriebskolbens eine weitere Druckkammer aufweist, in die über eine weitere Druckleitung das Druckmedium beim Rückwärtshub einleitbar ist. Das Druckmedium wird dann stets abwechselnd in die Druckkammer bzw. in die weitere Druckkammer eingeleitet. Es ist jedoch auch möglich, dass das Drucksystem einen an die Pumpe angeschlossenen Vorratsbehälter für das Druckmedium aufweist, aus dem die Pumpe das Druckmedium beim Vorwärtshub in die Druckkammer fördert und in den das Druckmedium beim Rückwärtshub wieder aus der Druckkammer zurück gefördert wird. Dabei wird bevorzugt, dass das Volumen des Vorratsbehälters variabel ist, indem beispielsweise eine Behälterwand durch eine Rückstellfeder beaufschlagt wird, sodass eine Volumenvergrößerung gegen die Rückstellkraft der Feder erfolgt.
Als Pumpe wird vorteilhaft eine Innenzahnradpumpe verwendet. Diese zeichnet sich durch eine geringe Volumenstrom- und Druckpulsation aus und weist einen geräuscharmen Lauf auf. Des weiteren wird bevorzugt, dass die beim Vorwärtshub wirksame Fläche des Antriebskolbens größer ist als die wirksame Fläche des Förderkolbens und vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist. Durch diese Maßnahme wird in der Materialkammer ein höherer Druck erzielt als in der Druckkammer.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, wie bereits erwähnt, als Dosiervorrichtung für den Auftrag des viskosen Materials auf ein Werkstück verwendet werden. Dabei ist es möglich, dass die Vorrichtung an einem Roboter montiert ist. Die Kürze der Druckleitung ermöglicht es, dass der Antriebszylinder und die Materialkammer einerseits und das Drucksystem andererseits am gleichen Roboterarm oder an einander benachbarten Roboterarmen montiert sind. Schließlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung als Förderervorrichtung zum Fördern von viskosem Material von einem Vorratsbehälter zu einer Dosiervorrichtung zu verwenden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1a eine Dosiervorrichtung in Seitenansicht;
1b die Dosiervorrichtung gemäß 1a im Schnitt entlang der Linie B-B;
2a ein Detail aus 1a;
2b einen Schnitt entlang der Linie D-D gemäß 2a und
2c einen Schnitt entlang der Linie F-F gemäß 2a.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 10 dient dem Dosieren eines viskosen Materials wie Kleb- oder Dichtstoff. Sie weist eine Materialkammer 12 auf, in die über einen Materialeinlass 14 das Material von einem Vorratsbehälter kommend eingeleitet und aus der das Material über einen Materialauslass 16 zu einem Auftragssystem ausgeleitet wird. In der Materialkammer 12 ist ein Förderkolben 18 hin und her beweglich, der das Material in einem Vorwärtshub, welcher in der Zeichnung nach unten gerichtet ist, bei geschlossenem Materialeinlass 14 aus dem Materialauslass 16 herauspresst. Der in entgegengesetzter Richtung erfolgende Rückwärtshub des Förderkolbens 18 erfolgt bei geschlossenem Materialauslass 16, indem Material unter Druck über den Materialeinlass 14 in die Materialkammer 12 eingeleitet wird.
Die Dosiervorrichtung 10 weist zudem einen Antriebszylinder 20 zum Antrieb des Förderkolbens 18 auf, in dem ein Antriebskolben 22 hin und her beweglich ist, der über eine Kolbenstange 24 den Förderkolben 18 beim Vorwärtshub mit Kraft beaufschlagt und antreibt. In der Zeichnung ist der Antriebskolben 22 stets in der obersten Position dargestellt. Der Antriebszylinder 20 weist eine Druckkammer 26 auf, in die ein Druckmedium, im vorliegenden Ausführungsbeispiel Hydrauliköl, zur Druckbeaufschlagung einer wirksamen Fläche 28 des Antriebskolbens einleitbar ist. Das Hydrauliköl wird mittels eines Drucksystems 30 unter Druck in die Druckkammer 26 eingeleitet, das ein am Antriebszylinder 20 angeschraubtes Gehäuse 32 aufweist. Im Gehäuse 32 ist eine Innenzahnradpumpe 34 angeordnet, die das Hydrauliköl beim Vorwärtshub über eine durch Öffnungen bzw. Bohrungen 36, 38 im Gehäuse 32 und im Antriebszylinder 20 gebildete Druckleitung in die Druckkammer 26 pumpt. Auf der der Druckkammer 26 abgewandten Seite des Antriebskolbens 22 ist eine weitere mit dem Hydrauliköl gefüllte Druckkammer 40 angeordnet, aus der das Hydrauliköl beim Vorwärtshub über eine durch weitere Öffnungen bzw. Bohrungen 42, 44 im Gehäuse 32 und im Antriebszylinder 20 gebildete Druckleitung zur Innenzahnradpumpe 34 hin verdrängt wird. Der Antriebskolben 22 ist somit doppelt wirkend ausgebildet und das Hydrauliköl strömt stets in einem geschlossenen Kreislauf. Im Gehäuse kann zudem ein Vorratsbehälter für das Hydrauliköl angeordnet sein, aus dem die Innenzahnradpumpe 34 das Hydrauliköl schöpft und in den das Hydrauliköl wieder zurück strömt. In diesem Fall kann auf die doppelt wirkende Ausbildung des Antriebskolbens 22 verzichtet werden. Der Verlauf der Bohrungen 36, 38 und der weiteren Bohrungen 42, 44 ist aufgrund der Schnittdarstellung in 2b, 2c nicht vollständig zu sehen.
Die beim Vorwärtshub wirksame Fläche 28 des Antriebskolbens 22 ist etwa doppelt so groß wie die wirksame Fläche 46 des Förderkolbens 18, die in Kontakt mit dem viskosen Material ist. Zudem ist aus dem Antriebszylinder 20 nach oben, also zu der dem Förderkolben 18 abgewandten Seite, eine weitere Kolbenstange 48 abgedichtet herausgeführt, die mit einem Wegmesssystem 50 verbunden ist, mit dem die Stellung des Förderkolbens 18 bzw. des im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit dem Förderkolben 18 starr verbundenen Antriebskolbens 22 bestimmt werden kann.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zum Fördern von viskosem Material, insbesondere von viskosen Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Materialkammer 12, die einen Materialeinlass 14 und einen Materialauslass 16 aufweist, mit einem in der Materialkammer 12 hin und her beweglichen Förderkolben 18 zum Fördern des Materials aus der Materialkammer 12 durch den Materialauslass 16 bei einem Vorwärtshub, mit einem Antriebszylinder 20, in dem ein den Förderkolben 18 beim Vorwärtshub mit Kraft beaufschlagender Antriebskolben 22 hin und her beweglich ist, und mit einem Drucksystem 30 zum Einleiten eines Druckmediums in eine Druckkammer 26 des Antriebszylinders 20 zur Druckbeaufschlagung des Antriebskolbens 22 beim Vorwärtshub, welches eine Pumpe 34 und eine von der Pumpe 34 zur Druckkammer 26 führende Druckleitung 36, 38 aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Druckleitung 36, 38 eine Länge von höchstens 2 Metern, vorzugsweise von höchstens einem Meter und weiter vorzugsweise von höchstens einem halben Meter aufweist.

Claims

Vorrichtung zum Fördern von viskosem Material, insbesondere von viskosen Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Materialkammer (12), die einen Materialeinlass (14) und einen Materialauslass (16) aufweist, mit einem in der Materialkammer (12) hin und her beweglichen Förderkolben (18) zum Fördern des Materials aus der Materialkammer (12) durch den Materialauslass (16) bei einem Vorwärtshub, mit einem Antriebszylinder (20), in dem ein den Förderkolben (18) beim Vorwärtshub mit Kraft beaufschlagender Antriebskolben (22) hin und her beweglich ist, und mit einem Drucksystem (30) zum Einleiten eines Druckmediums in eine Druckkammer (26) des Antriebszylinders (20) zur Druckbeaufschlagung des Antriebskolbens (22) beim Vorwärtshub, welches eine Pumpe (34) und eine von der Pumpe (34) zur Druckkammer (26) führende Druckleitung (36, 38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (36, 38) eine Länge von höchstens 2 Metern, vorzugsweise von höchstens einem Meter und weiter vorzugsweise von höchstens einem halben Meter aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (30) ein Gehäuse (32) aufweist und dass die Druckleitung (36, 38) durch eine Öffnung (36) im Gehäuse (32) und eine mit dieser kommunizierende Öffnung (38) im Antriebszylinder (20) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (32) fest und vorzugsweise lösbar mit dem Antriebszylinder (20) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (30) ein geschlossenes System ist, in dem das Druckmedium beim Vorwärtshub in einer ersten Richtung und bei einem dem Vorwärtshub entgegen gerichteten Rückwärtshub in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung strömt.
Vorrichtung zum Fördern von viskosem Material, insbesondere von viskosen Kleb- oder Dichtstoffen, mit einer Materialkammer (12), die einen Materialeinlass (14) und einen Materialauslass (16) aufweist, mit einem in der Materialkammer (12) hin und her beweglichen Förderkolben (18) zum Fördern des Materials aus der Materialkammer (12) durch den Materialauslass (16) bei einem Vorwärtshub, mit einem Antriebszylinder (20), in dem ein den Förderkolben (18) beim Vorwärtshub mit Kraft beaufschlagender Antriebskolben (22) hin und her beweglich ist, und mit einem Drucksystem (30) zum Einleiten eines Druckmediums in eine Druckkammer (26) des Antriebszylinders (20) zur Druckbeaufschlagung des Antriebskolbens (22) beim Vorwärtshub, welches eine Pumpe (34) und eine von der Pumpe (34) zur Druckkammer (26) führende Druckleitung (36, 38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (30) ein geschlossenes System ist, in dem das Druckmedium beim Vorwärtshub in einer ersten Richtung und bei einem dem Vorwärtshub entgegen gerichteten Rückwärtshub in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung strömt.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drucksystem (30) einen an die Pumpe (34) angeschlossenen Vorratsbehälter für das Druckmedium aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Vorratsbehälters variabel ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszylinder (20) auf der der Druckkammer (26) abgewandten Seite des Antriebskolbens (22) eine weitere Druckkammer (40) aufweist, in die über eine weitere Druckleitung (42, 44) das Druckmedium beim Rückwärtshub einleitbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (34) eine Innenzahnradpumpe ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Vorwärtshub wirksame Fläche (28) des Antriebskolbens (22) größer ist als die wirksame Fläche (46) des Förderkolbens (18) und vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche als Dosiervorrichtung (10) für den Auftrag des viskosen Materials auf ein Werkstück.
Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) an einem Roboter montiert ist.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszylinder (20) und die Materialkammer (12) einerseits und das Drucksystem (30) andererseits am gleichen Roboterarm oder an einander benachbarten Roboterarmen montiert sind.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Fördervorrichtung zum Fördern von viskosem Material von einem Vorratsbehälter zu einer Dosiervorrichtung.