DE2114557C3 - Vorrichtung zum Zuteilen einer erhärtbaren Flüssigkeit - Google Patents

Description

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 Ventüeinrichtung 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, »RTV«- Dichtungsmittel oder die technisch überlegenen, aus nur einer Komponente bestehenden »anaeroben« Klebe- und Dichtungsmittel, wie sie beispielsweise in den USA-Patentschriften 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 aufeinanderliegenden Metallteilen befinden (z B. in den Gewindegängen einer auf einen Schraubenbolzen geschraubten Mutter), beginnt der Polymerisationsvorgang (Härtung), der das Dicht.ings- oder Klebemittel schnell in ein hartes, bestandiges 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 »RTV«-Dichtungsmitteln 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 Zuteilvornchtungen mcht 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 Verfugung 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 Zuieiiöffnung 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-

während welcher die Teile bis zum Erreichen der ^ne' Verliehen Erhärtung gelagert werden müssen.

_anwuc _vorausgcnend aufgeführlen Schwierigkeiten

pie vorausgehend aufge egkeiten

, rden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß ein 5 ^VVe irator mittels einer Leitung stromoberhalb der Vpntileinrichtung an die Gaszuführleitung angesihlosist wobei die Saugleitung des Aspirators mit dem rasraum des Gefäßes verbunden ist. 1 weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in der io

Aspirator mit der Gaszuführ'eitung verbindenden I eitung und in der Saugleitung Ventile angeordnet.

Als Folge der erfindungsgemäßen Ausbildung ermögihl die Zuteilvorrichtung eine völlige Absaugung der Flüssigkeitsausgabeleitung, ohne daß eigene Saugano-dnun^en oder eine Bewegung der eingetauchten Leitung^us der Flüssigkeit zwecks Absaugung erforderr h sind. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Zuteilvorrichtung überall dort mit Vorteil verwendet werden, wo eine vollständige Spülung der Ausgabelei- zo tung erwünscht ist.

Anschließend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fiel der Zeichnungen eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Zuteilvor- 2<s richtung und

Fig 2 eine weitere schematiche Darstellung einer etwas abgeänderten Ausführungsform.

Die Zuteilvorrichtung nach F i g. 1 weist ein fluiddichtes Gefäß 10 mit einem abnehmbaren Deckel 12 auf, das einen Voirat der zuzuteilenden crhärtbaien Flüssigkeit 14 aufnimmt. Die Flüssigkeit befindet sich vorzugsweise in einem Behälter 16, der nach der Zeichnung am Boden des Gefäßes 10 aufliegt.

Eine Ausgaboleitung 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 Aiisgabeleitung 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 Gefäßes 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, im üblichen Fall Luft, aufwärts in den oberen Behälterteil gelangen und einen abwärts gerichteten Druck auf die Oberfläche der in dem Behälter 16 befindlichen Flüssigkeit 14 ausüben

kann. . .

Der Druck des einströmenden Gases 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 Druckluf'.quellc 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 Austrittsdüsc 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 an 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 Unteidruck 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 Ventil 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 Behälter16.

Eine Ausführungsform eines Aspirators 35 ist in Fig. 1 gezeichnet, bei welcher ein durch eine Drosselsteile 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 Fig. 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 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 gedruckt. Beim öffnen des Dosierventils 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 32 geschlossen, so daß der

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 Ausgabcleitung 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 Fig. 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 Flüssigkeil 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 Druckquclle, etwa einer Pumpe 260. durch eine Zuleitung 240 gefördert, die fluiddicht durch den Deckel 120 geführt ist und deren Austrittsendc 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 blnsenförmig durch die Flüssigkeit nach oben steigen und dadurch die Flüssigkeil in Berührung mit dem l.uftsauerstoff halten kann, kann der Behälter mit einem Oberdruckventil 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 Ausführungsform ist ein Ventil 320 in die Zuleitung 240 /wischen dem Druckregler 300 und dem Gefäß 100 eingeschaltet, das da/u dient, den Zustrom von Luft in das Gefäß /ti unterbrechen, wenn der Zuteilvorgang unterbrochen werden soll.

Die Leitung 360 steht bei dieser Ausführungsform in Verbindung mit der Zuleitung 240 für das druckausübende Medium zwischen dem Druckregler 300 und dem Ventil 320 und wird ihrerseits durch ein Absperrventil 420 gesteuert. Wenn das die Luftzuführung steuernde Ventil 320 geschlossen und das Ventil 420 geöffnet ist. muß die unter Druck stehende Luft durch die Leitung 360 zu der Drossel 340 des Aspirators 350 und durch diesen hindurchfließen. Auf diese Weise wird ein negativer Druck durch die Saugleitung 380 hervorgerufen, die die Verbindung zwischen der Drossel 340 in der Leitung 360 und dem Inneren des Gefäßes 100 an einer Stelle über der Oberfläche der in dem Gefäß IOC befindlichen Flüssigkeit 14 herstellt. Ein Ventil 440 in der Saugleitung 380 ist normalerweise geschlossen wenn das Gefäß 100 druckbeaufschlagt ist, um ίο Druckverlust aus dem Gefäß zu vermeiden, es wird jedoch während des Absaugens von Luft aus dem Gcfäü geöffnet, damit die Luft nach oben gesaugt und durcl den Aspirator ausgestoßen werden kann.

Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsfortr

ij wird die druckbeaufschlagte Flüssigkeit durch eine Ausgabeleitung 180 ausgestoßen, deren Eintriitsendc ir die Flüssigkeit eingetaucht nahe dem Boden des Behälters 16 mündet. Die Ausgabclcitung 180 isi dichtend durch den Behälterdeckel 120 geführt und läuft

»o 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;

2j Zuteilvorgangs die durch die Zuleitung 240 einfließende Druckluft unter der Oberfläche der Flüssigkeit I^ eingeleitet wird und dann in ziemlich gleichmäßigen Strom blasenartig aufsteigt, worauf sie durch da!

Überdruckventil 244 in die Umgebungsluft austritt. F.iiu derartige Luftführung durch die Flüssigkeil hindurcl verhindert die Erhärtung während des Betriebs dei Vorrichtung. Wie zuvor wird die druckbeaufschlagu Flüssigkeit durch die Ausgabeleilung 180 und die Düse 220, gesteuert von dem Ventil 230. ausgegeben.

Wenn ein Ausgabevorgang für eine wesentliche Zei unterbrochen wird, unterbricht man den Zustrom vor Luft in die Flüssigkeit durch Schließen des Ventils 320 Dann wird der wahlweise cinschaltbare Aspirator ii tlctrieb genommen, indem das Ventil 420 geöffnet wird das die Ablenkung der Druckluft von der Leitung 24( durch die Leitung 360 erlaubt. Gleichzeitig wird da normalerweise geschlossene Ventil 440 geöffnet, so dal die Luft aus dem Gefäß 100 durch die Sauglcitung 38( und die Drossel 340 des Aspirators in die Umgebungs luft abgesaugt werden kann.

Solange der Aspirator in dieser Weise benutzt wir: läßt m;in das Dosierventil 230 in der Ausgabeleitimg 18( offen. Auf diese Weise wird ein Flüssigkeitsrückfliiß au der Düse 220, dem Ventil 230 und der Leitung 180 in dei Behälter hervorgerufen, dem ein fortlaufende Rückstrom von Umgebungsluft durch dieselben Kanal· und in den Behälter folgt, um wiederum einen aufwärl durch die erhärtende Flüssigkeit 14 geriehleiei Luftstrom hervorzubringen. Wenn die Flüssigkeil durcl die Anwesenheit von Luft stabilisier! wird, so vermeide dieser Luftstrom da« Erhärten der Flüssigkeil vor de Wiederaufnahme des Zuteilvorgangs.

Wie eingangs erwähnt, sind die hier beschriebene!

Vorrichtungen besonders für die Verarbeitung voi anacrobcn Verbindungen geeignet, und es lassen sie!

damit außerordentlich bedeutsame Vorteile cr/iclcn. D keine irgendwie ins Gewicht fallende Polymerisatio stattfindet, bleibt die Viskosität der anaeroben Verbin dung praktisch unverändert, wodurch die Zutcilim gleichbleibender Mengen der anacrobcn Verbindun verhältnismäßig einfach wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuteilen einer er¹ Hären Flüssigkeit, die in einem fluiddichten d dem Druck eines in dem Gefäß befindlichen Gases ausgesetzt ist, das aus einer Gasdruckquelle durch eine Gaszuführleitung mit einer Ventüeinrichtung 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 Gaszul'ührleitung (24, 240) angeschlossen ist, wobei die Saugleitung (38) des Aspirators mit dem Gasraum des Gefäßes verbunden ist.

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