DE1966541B2 - Anlage zur verarbeitung von giessharz - Google Patents

Anlage zur verarbeitung von giessharz

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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Verarbeitung von Gießharz aus mindestens zwei Komponenten, mit einer Dosierpumpe für jede Komponente sowie einem mit Zuführungen für die Komponenten und einem Auslaß für das Komponentengemisch versehenen Fertigmischer, dessen Mischkammer ein Mischorgan enthält, wobei mindestens eine Wand der Mischkammer beweglich ausgebildet und mit einer Kraft beaufschlagbar ist.
Gießharze werden für viele Zwecke verwendet. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Elektrotechnik, in der Gießharze vor allem für die Imprägnierung von Spulen und anderen elektrischen Bauelementen verwendet werden, bei denen es auf eine gute elektrische Isolierung und auf einen guten Schutz gegen äußere Einflüsse, wie z. B. Feuchtigkeit, ankommt.
Bei der Verarbeitung von Gießharzen werden zunächst mindestens zwei Komponenten aufbereitei die je für sich keine schnellen chemischen odei physikalischen Veränderungen erfahren. Diese Kompo nenten werden kurz vor dem Vergießen miteinandei gemischt Das Gemisch reagiert innerhalb verhältnismä 3ig kurzer Zeit so. daß die Gießmasse erstarrt Die Zeit die ein zu vergießendes Gemisch unter Beibehaltung seiner Vergießfähigkeit in einem Behälter verbleiber kann, wird mit »Topfzeit« bezeichnet
Die Gießharzkomponenten müssen in genau dosier ter Zusammensetzung schnell und gründlich vermischi werden, wobei auch zähe und mit viel Füllstofl versehene Gießmassen zur Verwendung kommen. Füi viele Anwendungszwecke ist es zur Vermeidung vor Gaseinschlüssen am fertigen Produkt unerläßlich, daC die Komponenten unter Vakuum entgast werden. Eine Gasaufnahme nach dem Entgasungsvorgang mufl danach tunlichst vermieden werden.
Bei einer bekannten Anlage der eingangs genannten Art (US-PS 34 09 174) sind die Mittel zum Zuführen der Komponenten zum Fertigmischer Druckbehälter und diesen nachgeschaltete Ventile. In den Behältern beendet sich über dem Flüssigkeitsspiegel der Kompo nenten ein Druckgas, wodurch die Komponenten über Leitungen zu der Mischkammer vorgeschalteten Ventilen gedrückt werden. Das richtige Mischungsverhältnis der Komponenten wird dadurch bestimmt, daß zunächst eine erste Komponente in die Mischkammer eingeleitet wird. Wenn diese einen in die Mischkammer hineinragenden Kolben bis zu einer gewissen Höhe angehoben hat, wird durch die Kolbenstange ein Schalter betätigt. wodurch die Schließung des Ventils bewirkt wird, durch das die erste Komponente geströmt war. Gleichzeitig wird ein zweites Ventil geöffnet, das den Zutritt einer zweiten Komponente gestattet. Hat diese den Mischkammerkolben bis zu einer bestimmten Höhe angehoben, so wird ein weiterer Schalter betätigt und auch das zweite Ventil geschlossen. Mittels eines in der Mischkammer angeordneten rotierenden Mischorganes werden die Komponenten miteinander vermischt. Mit der bekannten Anlage werden Chargen in der Größe einer Mischkammerfüllung hergestellt. Zunächst muß die gesamte Charge verarbeitet werden, bevor die Mischkammer wieder nachgefüllt werden kann, so daß also eine Entnahme aktivierter Gießmasse während des Herstellens einer Charge nicht möglich ist. Durch die Verwendung von Druckbehälter ist es nicht möglich, dem Fertigmischer völlig gasfreie Komponenten zuzuführen.
Bei einer anderen bekannten Anlage (DT-PS
11 33 116) werden die Gießharzkomponenten dadurch miteinander vermischt, daß Dosierpumpen die Komponenten durch enge Bohrungen pressen und die aus den Bohrungen austretenden feinen Strahlen zusammengeführt werden. Wenn sich eine gewünschte Menge von miteinander vermischten Komponenten angesammelt hat, wird die Mischung mittels eines Kolbens in die Gießform ausgestoßen. In dem Sammelraum für die aktivierte Masse befindet sich kein Miscnorgan. Auch mit dieser Anlage kann nur diskontinuierlich gearbeitet werden, da nach Verlassen einer Endstellung des Ausstoßkolbens eine weitere Zuführung von Komponenten nicht mehr möglich ist.
Bei einer weiteren bekannten Anlage (DT-AS
12 06 395) sind synchron betätigbare Dosierpumpen vorhanden, die Komponenten in eine Mischkammer fördern. Die Mischkammer enthält ein Mischorgan in Form eines Quirls. Die Komponenten werden mittels
Druckluft in die Dosierpumpen gefördert, wodurch eine Wfaphtliche Menge an Gasen in den Komponenten ^5st wird. Die Entnahme aktivierter Gießmasse ist «m der Zuführung durch die Dosierpumpen abhängig, YJl die Zuführung der Komponenten zum Fertigmijeher erfolgt gleichzeitig mit der Entnahme.
Bei einer bekannten Anlage der eingangs genannten Art(DT-AS 1141777) ist die bewegliche Wand die Stirnseite eines Ausstoßkolbens. Der Ausstoßkolben kann zugleich als Mischorgan wirken und ist dann drehbar und <Lst am Kolben geeignete Vorsprünge, z. B. versenkbare Stifte. Ein separates Mischorgan ist nicht vorgesehen. Die Hauptkomponente wird über einen ringförmigen Kana! zugeführt, der als Kolbenringnut ausgebildet ist, die durch die Zylinderwand abgeschlossen wird und aus der einzelne Kanäle austreten, die zur Stirnseite des Kolbens führen und aus denen die KoMponente in Form einzelner Strahlen austritt. Eine Kraft wirkt auf den Xolben nur dann e;n, wenn im Fertigmischer befindliche aktivierte Gießmasse ausge-Itoßen werden soll. Hierbei wird jeweils der gesamte inhalt des Fertigmischers ausgestoßen. Die Dosierung der auszustoßenden Menge erfolgt dadurch, daß die Zufuhr von Komponenten nach einer gewissen Zeit eestoppt wird. Da die Zuführung der Komponenten $tets in der oberen Totlage des Kolbens stattfindet, ist der Fertigmischer in der Regel nur teilweise mit aktiv ierter Gießmasse gefüllt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Entnahme aktivierter Gießmasse aus der Mischkammer des Fertigmischers im Rahmen der Topfzeit von der Zuführung der Komponenten unabhängig ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die bewegliche Wand der Mischkammer ständig mit der Kraft beaufschlagbar ist und daß Mittel zur Betätigung der Dosierpumpen in Abhängigkeit vom Füllungszustand der Mischkammer vorgesehen sind.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird das Mischungsverhältnis der Komponenten durch die Dosierpumpen bestimmt. Das in der Mischkammer vorhandene Mischorgan sorgt dafür, daß die Komponenten gut vermischt werden. Es ist deshalb unabhängig vom Füllungszustand der Mischkammer immer das richtige Mischungsverhältnis gegeben, so daß jeder7eit aktivier- 45 te Gießmasse aus der Mischkammer entnommen werden kann. Die Entnahme ist vom Füllungsvorgang unabhängig, so daß bei Bedarf auch eine kontinuierliche Entnahme oder eine portionenweise Entnahme ohne einen bestimmten Entnahmerhythmus möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die bewegliche 'iVand einen Druck erzeugt, der bei jedem Füllungszustand des Fertigmischers ein Ausfließen der Gießmasse gewährleistet.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Dosierpumpen m Abhängigkeit vom Füllungszustand der Mischkammer ein von der beweglichen Wand betätigtes Tastorgan vorgesehen ist. Auf diese Weise erhält man - eine selbsttätige Nachfüllung der Mischkammer, wenn " deren Inhalt ein bestimmtes Minimum erreicht hat. Mit der Anlage kann jedoch auch ohne ein solches * Tastorgan gearbeitet werden. So kann man es der Bedienungsperson überlassen, durch Betätigung eines Schalters das Wiederauffüllen des Fertigmischers zu bewirken oder die automatische Nachfüllung anderweitig in Gang bringen, z.B. durch Überwachung des nipßctrahles mit einer Lichtschranke.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Wand der Mischkammer in an sich bekannter Weise durch den Boden eines Kolbens gebildet. Eine solche Ausführung ist konstruktiv besonders einfach und läßt sich mit relativ geringem Herstellungsaufwand aus starren Bauteilen zusammensetzen.
Weitere Ausbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert Die Zeichnung zeigt eine Anlage, bei der den Dosierpumpen Vormischer vorgeschaltet sind, in denen die Komponenten entgast werden. In der Zeichnung zeigen
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Gesamtanlage und
F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen Fertigmischer. Die Hauptelemente der Anlage sind zwei Vormischer 50, 51, eine Vakuumpumpe 52, zwei Dosierpumpen 53 und 54, ein Fertigmischer 55, ein Feindosierkopf 56, ein Vakuumgießkessel 57, ein Lösungsmittelbehälter 58, Umsteuerventile 59,60, ein weiteres Steuerventil 61 und vier Ventile 62,63,64 und 65.
Die Ablußseiten der Vormischer 50, 51 sind durch Rohrleitungen 66 und 67 mit den Dosierpumpen 53 und 54 verbunden. An die Druckseiten der Dosierpumpen 53, 54 sind Leitungen 68, 69 angeschlossen, die sich verzweigen, wobei der eine Zweig 70 bzw. 71 über die Ventile 62 bzw. 65 in den Behälter der Vormischer 50,51 zurückführt, während die anderen Zweige 72 bzw. 73 über die Ventile 63 bzw. 64 in den Fertigmischer 55 einmünden. Von der Abgabeseite des Fertigmischers 55 führt ?ine Leitung 74 zum Feindosierkopf 56.
Der in F i g. 2 dargestellte Fertigmischer hat einen Grundkörper 75, auf dem ein im wesentlichen zylindrischer Teil 76 befestigt ist. Im Grundkörper 75 ist eine Stange 77 gelagert. Die Stange ist fest mit einem Kolben 78 verbunden, der einen Kolbenring 79 trägt, der in eine Ringnut 80 des Kolbens 78 eingelegt ist. Der Kolben ist in einem Zylinder 81 verschiebbar. An einem Ende des Zylinders mündet in diesen eine Leitung 82 und am anderen Ende, das durch einen Deckel 83 abgeschlossen ist, eine Leitung 84.
Die Stange ist von einer im Grundkörper angeordneten Kammer 85 umgeben, die über Leitungen 86 und 87 mit einem Spülmittelkreislauf verbunden ist. Zum Zylinder 81 hin ist die Stange durch eine Dichtung und zu der innerhalb des Zylinders 76 befindlichen Mischkammer 89 hin durch eine Dichtung 90 abgedichtet.
An dem aus dem Grundkörper 75 herausragenden Ende der Stange 77 ist das insgesamt mit 91 bezeichnete Mischorgan befestigt. Dieses Mischorgan besteht aus vier Scheiben 92 bis 95. Die Scheiben 92 und 95 haben annähernd den gleichen Durchmesser wie die Mischkammer 89, so daß zwischen diesen Scheiben und der Mischkammer nur schmale Spalte 96, 97 vorhanden sind. In den Scheiben 92,95 befinden sich Löcher 98. Die 2 .vischen den Scheiben 92,95 befindlichen Scheiben 93, 94 sind nicht über ihren gesamten Umfang an die Wand der Mischkammer 89 angepaßt, sondern haben bei und 100 einen größeren Abstand von der Mischkammerwand.
Von der Mischkammer zweigt eine Leitung 101 ab. Der Zufluß zur Mischkammer erfolgt über die beiden Leitungen 102 und 103. Die Leitung 102 mündet in einen Ringkanal 104, der nach außen hin durch den Zylinder
76 und nach innen hin durch ein im Querschnitt U-förmiges Teil 105 abgeschlossen ist. in diesem Teil sind Bohrungen 106 vorgesehen, die den Ringkanal 104 mit der Mischkammer 89 verbinden. Die Leitung 103 mündet in einen Ringkanal 107, der nach außen hin durch den zylinderförmigen Teil 76 und nach innen hin durch einen Speichcrkolben 108 begrenzt ist.
Der Speicherkolben 108 ist von drei Dichtungen 109, UO und 111 umgeben. Zwischen den Dichtungen 109 und 110 befindet sich im zylinderförmigen Körper 76 ein Ringkanal 112, der über Leitungen 113, 114 mit dem Spülmittelkreislauf verbunden ist Zwischen den Dichtungen UO und Ul befindet sich ein weiterer Ringkanal 115, in den ein Taststift 116 eingreift.
Der Taststift 116 berührt den Speicherkolben 108 von außen. Befindet sich der Speicherkolben 108 in einer solchen Stellung, daß die Ringnut 117 auf gleicher Höhe liegt wie der Taststift 116, so wird dieser durch eine von außen auf ihm aufliegende Kontaktfeder 118 nach innen gedrückt, wodurch das Kontaktstück 119 mit dem Gegenkontaktstück 120 in Berührung kommt.
Das obere Ende des Speicherkolbens 108 ragt in einen Raum 121, der nach oben hin durch einen Deckel 122 abgeschlossen ist. In den Raum 121 mündet eine Leitung 123. Am oberen Ende des Speicherkolbens 108 befindet sich ein schmaler Flansch 124, der als Anschlag zur Begrenzung der Abwärtsbewegung des Speicherkolbens 108 dient.
Die erfindungsgemäße Anlage arbeitet wie folgt.
In den Vormischern 50 und 51 werden die Komponenten aufbereitet, d. h. mit Hilfe von Vakuum, das mittels der Vakuumpumpe 52 erzeugt wird, entgast und mit Füllstoff, Farbstoff oder sonstigen Modifizierungsmitteln vermischt. Die Vormischer 50,51 arbeiten während dieser Phase in Verbindung mit der Vakuumpumpe 52 allein. Sie werden über elektrische Zeitschalter gesteuert, die das Umsteuerventil 59 im Arbeitsrhythmus betätigen. Die Dosierpumpen 53 und 54 werden während der Aufbereitung durch die Fördereinrichtung der Mischer bei geöffneten Ventilen 62 und 65 gespült, um Feststoffablagerungen zu verhindern.
Durch die pneumatisch bzw. hydraulisch betätigten Ventile 62,63,64,65 ist während der Aufbereitungsphase für die Komponenten nur der Weg über die Rücklaufleitung 70 bzw. 71 offen, dagegen nach dem Fertigmischer 55 gesperrt
Nach beendeter Aufbereitung wird der Gießvorgang elektrisch eingeleitet. Der Arbeitstakt der Vormischer verläuft nun in Abhängigkeit von den Dosierpumpen 53, 54 und dem Fertigmischer 55. d. h. die Steuerventile 59, 60 werden synchron betätigt Während sich die Kolben der Dosierpumpen 53, 54 in die Aufnahmestellung bewegen, drücken die Vormischer 50,51 mit Hilfe ihrer Förderkolben den Dosierpumpen die Komponenten zu. wodurch eine schnelle und vollständige Füllung der Dosierpumpen erzielt wird. Die Ventile 63,64 sind dabei geschlossen und die Ventile 62,65 sind geöffnet um das von den Förc"erkolben der Vormischer 50,51 überschüssig zu den Dosierpumpen 53, 54 geförderte Material zurück in die Vormischer 50,51 fließen zu lassen.
Entsprechend der Bewegung der Dosierpumpen 53, 54 führt auch der Fertigmischer 55 eine Mischbewegung durch. Es ist jedoch auch möglich, einem Dosierpumpenhub mehrere Mischbewegungen zuzuordnen, was jedoch in den meisten Fällen nicht notwendig ist.
Ist das Speichervolumen im Fertigmischer leer, wie dici bei Arbeitsbeginn der Fail ist oder während des Gießbetriebes bis zum Mimmalstand verbraucht so veranlaßt der Steuerkontakt 119, 120 (Fig.2) am Fertigmischer 55 die Dosierpumpen 53, 54 zur Ausführung eines Förderhubes. Gleichzeitig begeben sich die Kolbenstangen der Vormischer in die obere Endlage und das Mischorgan 91 im Fertigmischer geht in die Ausgangslage.
Damit die Komponenten in den Fertigmischer 55 gelangen können, werden zunächst die pneumalisch bzw. hydraulisch betätigten Ventile umgesteuert, d. h.
ίο die Ventile 62,65 werden geschlossen und die Ven ;ile 63 und 64 geöffnet. Die im Fertgmischer 55 unter Druck stehende Masse wird dann vom Feindosierkopf 56 im Vakuumbehälter 57 oder unter Atmosphäre schußweise vergossen. Da zur Füllung des Feindosierkopfes IJ6 ein regelbarer Druck von mehreren Atü zur Verfugung steht, kann in schneller Folge abdosiert werden.
Nachdem die Dosierpumpen 53, 54 ihren Förderhub ausgeführt haben, laufen die Kolben dieser Pumpen in Aufnahmestellung und die Vormischer 50, 51 füllen Komponenten nach. Diese Komponenten fließer dem Fertigmischer über die Leitungen 102 und 103 zu. Beim Eintreten in den Fertigmischer (F i g. 2) strömt die· über die Leitung 103 eintretende Komponente durch den schmalen Spall zwischen der Außenfläche des Spe eherkolbens 108 und der Innenfläche des Teiles 105 und wird so gleichmäßig verteilt. Die über die Leitung 102 zugeführte Komponente wird durch die Bohrungen 106 hindurchgedrückt und dadurch in Strahlen aufgelöst, die sich mit der zu einem Film verteilten Komponente vermischen. Durch diese Art der Zuführung wird bereits eine gute Durchmischung der Komponenten erzielt. Durch das Mischorgan 91, das sich in der Mischkammer 89 auf- und abbewegt, wird die bei der Zuführung der Komponenten bereits entstandene Mischung bei der Aufwärtsbewegung des Mischorganes durch die Bohrungen 98 der oberen Scheibe hindurchjedrückt. durch die Scheiben 93 und 94 auf einen gewundenen Weg gezwungen und schließlich durch die Bohrungen 98 in der unteren Scheibe 95 herausgedrückt. Hierdurch wird eine intensive Durchmischung erzielt.
Der einmal eingeleitete Vorgang setzt sich auioma tisch in Abhängigkeit vom Masseverbrauch am Feindosierkopf fort.
Die Anlage kann auch so benutzt werden, daß da?
Verfahren ganz oder teilweise unter Atmosphärendruck abläuft. Wenn also eine Vakuumentgasung nichi erforderlich ist kann auf den Einsatz der Vakuumpumpe 52 verzichtet werden. Andererseits können die Kompo nenten in den Vormischern unter Vakuum aufbereite!
werden, anschließend unter Luftabschluß fertiggemisch! und unter Atmosphärendruck vergossen werden.
Durch ein nicht dargestelltes Topfzeitrelais wird dei Massedurchsatz durch den Fertigmischer 55 kontrollier und von der Dosierpumpen-Hubzahl pro Zeiteinhei abhängig gemacht Die Gefahr des Festfahrens voi Fertigmischer 55 und Feindosierkopf 56 wird s< rechtzeitig optisch oder akustisch angezeigt und kam durch erhöhte Gießgeschwindigkeit (Spülen mit Frisch masse) oder durch Spülen des Fertigmischers 55 und de
sonstigen mit gemischter Masse in Berührung kommen den Teile mit Lösungsmittel aus dem Behälter 5 beseitigt werden.
Soll ein kontinuierlicher Gießstrahl erzeugt werder so wird der Feindosierkopf 56 durch ein einfache
«5 Gießventil mit Reduzierdüse ersetzt Der maximal Durchsatz durch die Gießdüse ist so groß, daß b< Kontsktgabe des Fertigmischcrs 55 die Dosierpumpe 53, 54 jeweils förderbereit sind. Das Speichervolume
des Fertigmischers 55 wird also nie ganz verbraucht.
Die Anlage verfügt auch über eine nicht dargestellte Heizeinrichtung, mit der sich alle mit der Masse in Berührung kommenden Teile beheizen lassen.
Um Verschleiß durch Abrieb zu vermeiden, sind bei allen gefährdeten Bauteilen Vorkehrungen durch eine intensive Spülung der Abdichtungen getroffen. Die Spülung wird von den Dosierpumpen übernommen speziell für diesen Zweck einen abgestuften Fördei ben haben, d. h. der Dosierkolben fördert parallel der Komponente auch das zur Spülung geeig Spülmittel. Dem Fertigmischer wird das Spülmittel die Leitungen 86, 87 bzw. die Leitungen 113, zugeführt bzw. abgeführt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
£09:

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Anlage zur Verarbeitung von Gießharz aus mindestens zwei Komponenten, mit einer Dosierpumpe für jede Komponente sowie einem mit Zuführungen für die Komponenten und einem Auslaß für das Komponentengemisch versehenen Fertigmischer, dessen Mischkammer ein Mischorgan enthält, wobei mindestens eine Wand der »o Mischkammer beweglich ausgebildet und mit einer Kraft beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand der Mischkammer (89) ständig mit der Kraft beaufschlagbar ist und daß Mittel zur Betätigung der Dosierpumpen '5 (53, 54) in Abhängigkeit vom Füllungszustand der Mischkammer(89) vorgesehen sind.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Dosierpumpen (53,54) in Abhängigkeit vom Füllungszustand der Mischkammer (89) ein von der beweglichen Wand betätigtes Tastorgan (116) vorgesehen ist.
3. Anlage nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand der Mischkammer (89) in an sich bekannter Weise durch den Boden eines Kolbens (108) gebildet ist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (108) von einer Ringnut (112) im Mischkammergehäuse (76) umgeben ist, an die eine Spülmittelleitung (113,114) anschließbar ist.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß ein in Abhängigkeit von einem Ansprechen des Tastorgans (116) oder von einer bestimmten Hubzahl der Dosierpumpen innerhalb einer vorgegebenen Zeit ein optisches oder akustisches Signal auslösendes Topfzeitrelais vorgesehen ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung einer Gießharz-Komponente zwischen Mischkammergehäuse (76) und Kolben (108) ein ringförmiger Kana' (107) mit schmalem Austrittsspalt vorgesehen ist, dessen eine Wand durch den Kolben (108) gebildet ist, und daß für die Zuführung einer weiteren Komponente stromabwärts des schmalen Austrittsspaltes ein Kranz von Bohrungen (106) vorgesehen ist.
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