DE2114557B2 - Vorrichtung zum zuteilen einer erhaertbaren fluessigkeit - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuteilen einer erhärtbaren Flüssigkeit, die in einem fluiddichten Gefäß dem Druck eines in dem Gefäß befindlichen Gases ausgesetzt ist, das aus einer Gasdruckquelle durch eine Gaszuführleitung mit einer Ventileinrichtung in das Gefäß unter einem Druck einführbar ist, der ausreicht, um die Flüssigkeit aus dem Gefäß durch mindestens eine in die Flüssigkeit tauchende Ausgabeleitung auszutreiben.

Es ist bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher nach dem Absperren der Abgabedüse der Vorrichtung durch die Gasdruckquelle ein Zuleitungskanal sowie ein Düsenkanal gespült werden können (US- PS 19 35 977).

In der bekannten Anordnung werden durch die Vorrichtung eine Flüssigkeit, wie Leim, und ein fester Stoff, wie Pulver oder Fasern, ausgegeben, wobei jedoch keine Spülung des gesamten, in die Flüssigkeit eintauchenden Ausgabekanals erfolgt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf baulich einfache Weise eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie zur Zuteilung anaerober Flüssigkeiten geeignet ist, was voraussetzt, daß eine Spülung der gesamten, in die Flüssigkeit eintauchenden Ausgabeleitung erfolgt, um einen Sauerstoffabschluß der Flüssigkeit im Ausgabekanal und als Folge desselben den Eintritt der Polymerisation (Härtung) zu verhindern.

Zahlreiche Industriezweige verwenden heute Zweikomponenten-Epoxidharzkleber, »RTVw-Dichtungsmittel oder die technisch überlegenen, aus nur einer Komponente bestehenden »anaeroben« Klebe- und Dichtungsmittel, wie sie beispielsweise in den USA-Palentschriften 28 95 950. 30 43 820, 30 46 262 und 32 18 305 (Krieble) sowie der USA-Patentschrift 34 35 012 (Nordlander) beschrieben sind. »Anaerobe« Klebe- und Dichtungsmittel sind vorkatalytisierte Acrylat-Monomere, die bei Zimmertemperatur unpolymerisiert bleiben, solange ein ausreichender Kontakt mit Sauerstoff besteht. Werden sie jedoch gegen Sauerstoff abgeschlossen, wie es der Fall ist, wenn sie sich zwischen eng aufeinanderliegender! Metallteilen befinden (z. B. in den Gewindegängen einer auf einen Schraubenbolzen geschraubten Mutter), beginnt der Polymerisationsvorgang (Härtung), der das Dichtungsoder Klebemittel schnell in ein hartes, beständiges Polymerisationsprodukt umwandelt

Anaeroben Verbindungen wird ein Vorteil gegenüber den Epoxidharzklebemitteln zugesprochen, weil die für den Erhärtungsvorgang der Verbindung erforderlichen Komponenten gemischt und die Mischung aufbewahrt werden kann, ohne daß eine Viskositätsänderung oder das Einsetzen des Erhärtens befürchtet zu werden braucht Sie werden auch als vorteilhaft gegenüber den »RTVtt-DichtungsmiUeln angesehen, weil sie in Berührung mit atmosphärischer Luft aufbewahrt werden können, ohne daß eine allmähliche Erhärtung eintritt Darüber hinaus erhärten anaerobe Klebe- und Dichtungsmittel wirklich zuverlässig und schnell bei Zimmertemperatur, eingeleitet lediglich durch den Abschluß gegenüber der Luft.

Da befriedigend arbeitende Zuteilvorrichtungen nicht bekannt sind, wurden anaerobe Flüssigkeiten im allgemeinen in kleinen Mengen von Hand in die Fertigungsstraße eingeführt, wodurch die Verwendung dieser Mittel erheblich schwieriger und kostspieliger wird, als wenn eine geeignete Zuteilvorrichtung zur Verfügung stünde. Eine wesentliche Schwierigkeit bei der Zuteilung von erhärtenden fließfähigen Substanzen mittels automatisch arbeitender Zuteilvorrichtungen beruht darauf, daß die Substanzen im allgemeinen bestimmten, begrenzten Stellen zugeführt werden müssen; daher werden die erhärtenden Flüssigkeiten gesteuert von Dosierventilen durch relativ enge Düsen oder ähnliche Öffnungen ausgebracht. Um die geforderte Stelle zu erreichen, werden die Flüssigkeiten durch Rohre, Schläuche usw. an die Zuteilöffnung gepumpt oder auf andere Weise gefördert. Nachdem die Flüssigkeiten ihrer Natur entsprechend unter bestimmten Bedingungen erhärten, setzen sich die engen Zuteilöffnungen und die Leitungen und zugehörigen Ventile, durch die sich die erhärtende Verbindung bewegt, häufig zu, wodurch die Zuteilvorrichtung unbenutzbar wird; das bedeutet erhebliche Schwierigkeiten und Zeitverlust wegen des Stillstandes des gesamten Fertigungsprozesses.

Dieses Problem erhält eine noch größere Bedeutung dadurch, daß die Fertigungsstraßen im allgemeinen nicht den ganzen Tag hindurch ununterbrochen in Betrieb sind. Ruhezeiten, Essenszeiten u. dgl. sind zu berücksichtigen, und die Fertigungsstraße wird auch zwischendurch angehalten, um kleinere Reparaturen und Einstellungen vorzunehmen, während des Schichtwechsels u. dgl. Es wäre störend, wenn man die Zuteildüsen dieser Vorrichtung vor jeder dieser vorübergehenden Stillstandsperioden reinigen wollte. Werden sie jedoch nicht gereinigt, so ist der Erhärtungsprozeß in den Leitungen und den Austrittsöffnungen bis zur Wiederinbetriebnahme der Zuteilvorrichtung häufig so weit fortgeschritten, daß die Zuteileinrichtung nicht mehr zu funktionieren vermag.

Wegen der geschilderten Schwierigkeiten wurden bei der Anwendung von automatisch erhärtenden Flüssigkeiten in zuteilenden Vorrichtungen sehr langsam erhärtende Verbindungen benutzt, um das Zusetzen der Zuteilvorrichtung zu verhindern. Das hatte die unerwünschte Folge, daß die nach dem Zuführen des Materials auf die zu dichtenden, zu verklebenden oder zu beschichtenden usw. Teile notwendige Erhärtungszeit erheblich zunahm, wodurch wiederum die Zeitspan-

nc während welcher die Teile bis zum Erreichen der erforderlichen Erhärtung gelagert werden müssen, anwuchs.

Die vorausgehend aufgeführten Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß ein Aspirator mittels einer Leitung stromoberhalb der Ventileinrichtung an die Gaszurührleitung angeschlossen ist, wobei die Saugleitung des Aspirators mit dem Gasraum des Gefäßes verbunden ist

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in der den ilspirator mit der Gaszuführleitung verbindenden Leitung und in der Saugleitung Ventile angeordnet

Als Folge der erfindungsgemäßen Ausbildung ermöglicht die Zuteilvorrichtung eine völlige Absaugung der Flüssigkeitshusgabeleitung, ohne daß eigene Saugan-Ordnungen oder eine Bewegung der eingetauchten Leitung aus der Flüssigkeit zwecks Absaugung erforderlich sind Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Zuteilvorrichtung überall dort mit Vorteil verwendet werden, wo eine vollständige Spülung der Ausgabeleitung erwünscht ist.

Anschließend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 der Zeichnungen eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Zuteilvorrichtung und

F i g. 2 eine weitere schematische Darstellung einer etwas abgeänderten Ausführungsform.

Die Zuteilvorrichtung nach F i g. 1 weist ein fluiddichtes Gefäß 10 mit einem abnehmbaren Deckel '2 auf, das einen Vorrat der zuzuteilenden erhärtbaren Flüssigkeit 14 aufnimmt. Die Flüssigkeit befindet sich vorzugsweise in einem Behälter 16, der nach der Zeichnung am Boden des Gefäßes 10 aufliegt.

Eine Ausgabeleitung 18 für die Flüssigkeit ist dichtend durch den Deckel 12 geführt; ihr Einlaßende 20 steht unter dem Flüssigkeitsspiegel nahe dem Boden des Behälters 16 und bildet eine Abflußöffnung. Die Ausgabeleitung 18 endet an ihrem äußeren Ende zweckmäßig in einer Düse 22, die vorzugsweise von einem von Hand oder automatisch betätigbaren Ventil

23 gesteuert wird, damit einem Werkstück eine festgesetzte Menge der erhärtbaren Flüssigkeit zugeführt werden kann.

Mit dem Inneren des Gefäße:» 10 steht eine Gasdruckluftquelle 26 über eine Zuleitung 24 in Verbindung Die Zuleitung 24 ist dichtend durch eine Seitenwand des Gefäßes 10 geführt, und zwar im vorliegenden Fall an einer Stelle, die dem Behälter 16 gegenüberliegt. Der Behälter 16 hat Abstand zur Seitenwand des Gefäßes 10, so daß ein Spalt 28 gebildet wird, durch den das einströmende Gas, :m üblichen Fall Luft, aufwärts in den oberen Behaltenen gelangen und einen abwärts gerichteten Druck auf die Oberfläche der in dem Behälter 16 befindlichen Flüssigkeit 14 ausüben kann.

Der Druck des einströmenden Güses wird bei der bevorzugten Ausführungsform von einem üblichen Reduzierventil 30 reguliert, das in die Gaszuführleitung

24 eingeschaltet ist Zum Regulieren des Zustroms von Druckluft in das Gefäß 10 ist ferner eine Ventileinrichtung 32 in der Gaszuführleitung 24 zwischen dem Reduzierventil 30 und dem Gefäß 10 vorgesehen.

Die Druckluftquelle 26 mit der Zuleitung 24 hält einen Zustrom von unter höherem als Atmosphärendruck stehender Luft in dem Gefäß 10 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels aufrecht, wodurch die Flüssigkeit 14, gesteuert durch das Dosierventil 23, durch die Ausgabeleitung 18 und die Austrittsdüse 22 in die Umgebungsluft gefördert wird

Das Dosierventil 23 wird unter normalen Arbeitsbedingungen, wenn das Gefäß 10 zum Abgeben von Flüssigkeit druckbeaufschlagt ist, intermittierend geöffnet, um eine bestimmte Flüssigkeitsmenge auf einzelne Werkstücke abzugeben, die fortlaufend in regelmäßigen zeitlichen Zwischenräumen ar. der Austrittsdüse 22 vorbeigeführt werden können; dabei kann das Dosierventil 23 synchron zur Bewegung der Werkstücke betätigt werden.

Wenn die Flüssigkeitsabgabe während eines nennenswerten Zeitraums unterbrochen wird, neigt die in der Ausgabeleitung 18, der Austrittsdüse 22 und dem Ventil

23 befindliche Flüssigkeit zum Erhärten. Um derartige Härtungsvorgänge während der Stillstandszeiten zu vermeiden, ist an dem Gefäß 10 ein Aspirator angeordnet durch den im Gefäß 10 ein Unterdruck erzeugt und aufrechterhalten wird. Während der Aufrechterhaltung dieses Unterdrucks wird, solange das Dosierventil 23 geöffnet bleibt in der Ausgabeleitung 18 eine Saugwirkung erzeugt die zunächst die erhärtbare Flüssigkeit rückwärts durch die Düse 22, das V entil 23 und die Ausgabeleitung 18 in den Behälter 16 fördert, worauf bei weiterem Betrieb des Aspirators ein rückwärts gerichteter Luftstrom aus der Umgebungsluft durch diese Teile und in den unteren Teil des Behälters 16 durch das unter dem Flüssigkeitsspiegel befindliche Ende 20 der Ausgabeleitung 18 aufrechterhalten wird. Die auf diese Weise unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in die Flüssigkeit 14 eintretende Luft fließt in Blasen aufwärts durch die Flüssigkeit und steht durch praktisch die gesamte Höhe der Flüssigkeit mit dieser in Berührung. Wenn die Flüssigkeit 14 ein anaerobes Dichtungsmittel oder eine andere, durch Luftberührung stabilisierte Flüssigkeit ist, verzögert oder verhindert dieser Luftstrom das Aushärten der Flüssigkeit in dem Behälter 16.

Eine Ausführungsform eines Aspirators 35 ist in F i g. 1 gezeichnet, bei welcher ein durch eine Drosselstelle 34 in einer Bypaß-Leitung 36 für Luft fließender Druckluftstrom benutzt wird, um ein Absaugen von Luft durch die Leitung 24 und die Saugleitung 38 aus dem Inneren des Gefäßes 10 herbeizuführen.

Bei der Benutzung der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung sind die Ventile 42 und 44 geschlossen, wenn die erhärtbare Flüssigkeit durch die Austrittsdüse 22 hindurch abgegeben werden soll, damit kein Gas aus der Gaszuführleitung 24 durch die Leitungen 36 und 38 austreten kann. Gleichzeitig ist das Ventil 32 geöffnet, so daß Gas aus der Gasdruckquelle 26 durch die Zuleitung

24 in das Innere des Gefäßes 10 gelangen kann, wo der Gasdruck auf die Oberfläche der Flüssigkeit 14 wirkt. Da das Gas sich auf über den Atmosphärendruck erhöhtem Druck befindet, wird die Flüssigkeit in die Eintrittsöffnung 20 am unteren Ende der Ausgabeleitung 18 gedrückt. Beim öffnen des Dosierventils 23 kann die Flüssigkeit durch die Leitung fließen und wird durch die Düse 22 hindurch einem Werkstück zugeführt Beim Schließen des Ventils 23 wird der Zustrom von Flüssigkeit zur Düse 22 unterbrochen. Normalerweise wird das Ventil intermittierend geöffnet, so daß eine bestimmte Menge Flüssigkeit an jedes der nacheinander an der Düse 22 vorbeigeführten Werkstücke abgegeben wird.

Wenn die Abgabe der erhärtbaren Flüssigkeit während einer nennenswerten Zeit unterbrochen werden muß. wird das Ventil .12 ixf>srhlo«i»n cr> Haft Her

Zustrom von Druckluft in das Gefäß 10 unterbunden wird. Nun werden die Ventile 42 und 44 geöffnet, so daß ein Druckluftstrom aus der Zuleitung 24 durch die Leitung 36 und den Aspirator 35 fließen kann, wodurch Luft aus dem Gefäß 10 durch die Leitungen 24 und 38 und den Aspirator 35 abgesaugt werden kann. Nach dem Absaugen wird das Dosierventil 23 geöffnet. Der dadurch hervorgerufene und aufrechterhaltene Unterdruck in dem Gefäß 10 führt zunächst den Rückfluß der erhärtbaren Flüssigkeit durch die Düse 22, das Dosierventil 23 und die Ausgabeleitung 18 in den Behälter 16 herbei, worauf ein ständiger Rückstrom von Umgebungsluft durch die genannten Vorrichtungsteile und in die Flüssigkeit 14 durch das unter dem Flüssigkeitsspiegel liegende Ende 20 der Ausgabeleitung 18 hindurch aufrechterhalten wird. Diese Luft fließt in Form von Blasen durch die Flüssigkeit hindurch weiter in die Leitung 24, die Saugleitung 38 und den Aspirator 35.

Bei der in F i g. 2 schematisch dargestellten abgeänderten Ausführungsform sind Aufbau und Arbeitsweise praktisch die gleichen wie im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben, abgesehen davon, daß die in das Gefäß 100 zum Austreiben der Flüssigkeit 14 eingeleitete Luft an einer unter dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Stelle eingeführt wird, so daß die Luft in Blasen aufwärts durch die Flüssigkeit in derselben Weise fließt, wie es für den Luftrückstrom durch die Ausgabeleitung vorgesehen ist, wenn der Behälter und die Ausgabeleitung bei der vorher beschriebenen Ausführungsform entleert werden sollen.

Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform kann die erhärtende Flüssigkeit 14 am besten in einem auswechselbaren Behälter 16 untergebracht werden, der seinerseits in einem fluiddichten Gefäß 100 aufgestellt wird, das einen abnehmbaren fluiddichten Deckel 120 besitzt.

Bei dieser Ausführungsform wird ein Luftstrom aus einer geeigneten Druckquelle, etwa einer Pumpe 260, durch eine Zuleitung 240 gefördert, die fluiddicht durch den Deckel 120 geführt ist und deren Austrittsende 242 erheblich unter die Oberfläche der zuzuteilenden Flüssigkeit reicht so daß die eintretende Druckluft an einer erheblich unter dem Flüssigkeitsspiegel gelegenen Stelle und in der Nähe des Bodens des Behälters 16 austritt. Damit ein fortlaufender Druckluftstrom b!asenförmig durch die Flüssigkeit nach oben steigen und dadurch die Flüssigkeit in Berührung mit dem Luftsauerstoff halten kann, kann der Behälter mit einem Überdruckventil 244 versehen werden, das so eingestellt ist, daß die Luft unter einem Druck austreten kann, der etwas niedriger ist als der Druck der Luft, die durch einen in der Zuleitung 240 liegenden Druckregler 300 tritt

Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsforni ist ein Ventil 320 in die Zuleitung 240 zwischen dem Druckregler 300 und dem Gelaß 100 eingeschaltet, das dazu dient, den Zustrom von Luft in das Gefäß zu unterbrechen, wenn der Zuteilvorgang unterbrochen werden solL

Die Leitung 360 steht bei dieser Ausführungsforni in Verbindung not der Zuleitung 240 für das druckausübende Medium zwischen dem Druckregler 300 und dem Ventil 320 und wird ihrerseits durch ein Absperrventil #20 gesteuert. Wenn das die Luftzuführung steuernde Ventil 320 geschlossen und das Ventfl 420 geöffnet ist, muß die unter Druck stehende Luft durch die Leitung 360 zu der Drossel 340 des Aspirators 350 und durc diesen hindurchfließen. Auf diese Weise wird eil negativer Druck durch die Saugleitung 380 hervorgeru fen, die die Verbindung zwischen der Drossel 340 in de Leitung 360 und dem Inneren des Gefäßes 100 an eine Stelle über der Oberfläche der in dem Gefäß KX befindlichen Flüssigkeit 14 herstellt. Ein Ventil 440 ii der Saugleitung 380 ist normalerweise geschlosser wenn das Gefäß 100 druckbeaufschlagt ist, un

ίο Druckverlust aus dem Gefäß zu vermeiden, es win jedoch während des Absaugens von Luft aus dem Gefäl geöffnet, damit die Luft nach oben gesaugt und durcl den Aspirator ausgestoßen werden kann.

Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsforn

■5 wird die druckbeaufschlagte Flüssigkeit durch eine Ausgabeleitung 180 ausgestoßen, deren Eintrittsende ir die Flüssigkeit eingetaucht nahe dem Boden de! Behälters 16 mündet. Die Ausgabeleitung 180 is dichtend durch den Behälterdeckel 120 geführt und lauf

jo in eine Zuteildüse 220 aus, durch die die erhärtbarc Flüssigkeit, gesteuert von einem Ventil 230, ausgegeber wird. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform dei Vorrichtung entspricht derjenigen der oben beschriebe nen Vorrichtung, abgesehen davon, daß während de; Zuteilvorgangs die durch die Zuleitung 240 einfließende Druckluft unter der Oberfläche der Flüssigkeit 14 eingeleitet wird und dann in ziemlich gleichmäßigem Strom blasenartig aufsteigt worauf sie durch das Überdruckventil 244 in die Umgebungsluft austritt Eine derartige Luftführung durch die Flüssigkeit hindurch verhindert die Erhärtung während des Betriebs der Vorrichtung. Wie zuvor wird die druckbeaufschlagte Flüssigkeit durch die Ausgabeleitung 180 und die Düse 220, gesteuert von dem Ventil 230, ausgegeben.

Wenn ein Ausgabevorgang für eine wesentliche Zeit unterbrochen wird, unterbricht man den Zustrom von Luft in die Flüssigkeit durch Schließen des Ventils 320. Dann wird der wahlweise einschaltbare Aspirator in Betrieb genommen, indem das Ventil 420 geöffnet wird, das die Ablenkung der Druckluft von der Leitung 240 durch die Leitung 360 erlaubt Gleichzeitig wird das normalerweise geschlossene Ventil 440 geöffnet, so daß die Luft aus dem Gefäß 100 durch die Saugleitung 380 und die Drossel 340 des Aspirators in die Umgebungsluft abgesaugt werden kann.

Solange der Aspirator in dieser Weise benutzt wird, läßt man das Dosierventil 230 in der Ausgabeleitung 180 offen. Auf diese Weise wird ein Flüssigkeitsrückfluß aus der Düse 220, dem Ventil 230 und der Leitung 180 in den Behälter hervorgerufen, dem ein fortlaufender Rückstrom von Umgebungsluft durch dieselben Kanäle und in den Behälter folgt um wiederum einen aufwärts durch die erhärtende Flüssigkeit 14 gerichteten Luftstrom hervorzubringen. Wenn die Flüssigkeit durch die Anwesenheit von Luft stabilisiert wird, so vermeidet dieser Luftstrom das Erhärten der Flüssigkeit vor der Wiederaufnahme des Zuteilvorgangs.

Wie eingangs erwähnt sind die hier beschriebenen Vorrichtungen besonders für die Verarbeitung von anaeroben Verbindungen geeignet, und es lassen sich damit außerordentlich bedeutsame Vorteile erzielen. Da keine irgendwie ins Gewicht fallende Polymerisation stattfindet bleibt die Viskosität der anaeroben Verismdung praktisch unverändert, wodurch die Zuteilung 6s gleichbleibender Mengen der anaeroben Verbindung verhältnismäßig einfach wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuteilen einer erhärtbaren Flüssigkeit, die in einem fluiddichten Gefäß dem Druck eines in dem Gefäß befindlichen Gasts ausgesetzt ist, das aus einer Gasdruckquelle durch «ine Gaszuführleitung mit einer Ventileinrichtung in das Gefäß unter einem Druck einführbar ist, der ausreicht, um die Flüssigkeit aus dem Gefäß durch mindestens eine in die Flüssigkeit tauchende Ausgabeleitung auszutreiben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aspirator (35, 350) mittels einer Leitung (36, 360) stromoberhalb der Ventileinrichtung (32, 320) an die Gaszuführleitung (24, 240) angeschlossen ist, wobei die Saugleitung (38) des Aspirators mit dem Gasraum des Gefäßes verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in der den Aspirator (35, 350) mit der Gaszuföhrleitung verbindenden Leitung (36, 360) zo und in der Saugleitung (38,380) angeordnete Ventile (42,420,44,440).