DE2548876C3 - Dosiereinrichtung zur Abgabe eines vorbestimmten Volumens eines zähflüssigen Stoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zur Abgabe eines vorbestimmten Volumens eines zähflüssigen Stoffs, mit drei in einen Durchflußkanal mündenden Bohrungen und darin als Förder- bzw. Absperrorgane geführten Kolben, die unabhängig durch je eine Betätigungseinrichtung hin- und herbewegbar sind.

Eine solche Dosiereinrichtung ist aus der DE-OS 16 23 956 bekannt. Sie arbeitet nach dem Prinzip der Stufenpumpe, bei der das Fördergut nacheinander durch drei identische Kolben geführt wird. Der erste Kolben saugt bei der Rückwärtsbewegung das Fördergut an und gibt es bei der Vorwärtsbewegung an den nächsten Kolben weiter, der dabei gleichzeitig eine Rückwärtsbewegung ausführt. In gleicher Weise übernimmt der letzte Kolben das Fördergut und preßt es dann endgültig aus. Die Kolben wirken dabei teilweise als Sperrorgane und teilweise als Förderorgane. Eine solche Dosiereinrichtung arbeitet also genau nach dem Prinzip einer Kolbenpumpe. Derartige Fördereinrichtungen werden durch Verunreinigungen im Fördergut leicht beschädigt. Sie unterliegen darüber hinaus einer zunehmenden Ungenauigkcit im Fördervolumen durch allmähliche Abnützung. Schließlich ist die Abdichtung des Förderkolbens gegenüber der Zylinderwandung «> stets problematisch, insbesondere nach einer längeren Benutzung und der dadurch hervorgerufenen Abnutzung der aufeinandergleitenden Oberflächen. Ein wesentlicher Nachteil der aus der DE-OS 16 23 956 bekannten Fördereinrichtung besteht darin, daß es nicht μ möglich ist, nach beendeter Abgabe von Fördergut das noch in der Leitung befindliche Fördergut etwas zurückzusaugen, um ein Nachtropfen zu verhindern.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß sie die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drei Bohrungen den Durchflußkanal kieuzen und daß der erste und der letzte Kolben jeweils als Sperrschieber mit einer Durchflußausnehmung und der mittlere Kolben als Verdrängerkolben ausgebildet ist.

Bei dieser Einrichtung arbeiten der erste und der dritte Kolben als Sperrschieber, während der mittlere Kolben als Verdrängerkolben arbeitet Es findet also bei der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung anders als bei den bekannten Dosiereinrichtungen ein Materialfluß stets nur in der Richtung zur Bewegungsrichtung der Kolben statt Der mittlere Kolben, also der Verdrängerkolben, wird von der Seite her in das Fördergut hineingedrückt, wodurch es zu einem Ausstoß des Förderguts kommt. Die Bewegung der drei Kolben läßt sich so aufeinander abstimmen, daß der austrittsseitige als Sperrschieber wirkende Kolben erst schließt und der eintrittsseitige als Sperrschieber dienende Kolben sich erst öffnet, nachdem der Verdrängerkolben sich etwas zurückgezogen hat. Hierdurch wird das bereits in der Auslaufleitung befindliche Fördergut etwas zurückgezogen, wodurch ein Nachlaufen mit Sicherheit verhindert wird.

Die neue Dosiereinrichtung eignet sich insbesondere zum Zumessen genau festgelegter Mengen zähflüssiger Stoffe, wie z. B. Öle, Fette, Epoxyharze, Klebstoffe oder Gießharze.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fördereinrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Dosiereinrichtung;

F i g. 2 einen Teilschnitt, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 in F i g. 1 in größerem Maßstab;

Fig.3 einen Teilschnitt, gesehen in Richtung der Pfeile 3-3 in F i g. 1 in größerem Maßstab;

F i g. 4 die Seitenansicht eines Sperrschiebers;

F i g. 5 die Seitenansicht des Verdrängerkolbens; und

F i g. 6 bis 8 schematische Darstellungen der Arbeitsweise der Dosiereinrichtung.

Die dargestellte Dosiereinrichtung 10 besitzt ein etwa prismatisches Gehäuse 12 mit einer Oberseite 14, einer Unterseite 16, einer Vorderseite 18, einer Rückseite 20 und Schmalseiten 22 und 24. In dem Gehäuse 12 sind horizontale Bohrungen 26, 28 und 30 vorgesehen, die vertikal übereinander zwischen den Schmalseiten 22 und 24 verlaufen. Die Bohrungen 26 und 30 sind an ihrem einen Ende mit Ringschultern 22 und 36 versehen.

In den Bohrungen 26 und 30 befinden sich Buchsen 38 und 42, deren Ringflansche 44 und 48 an den Schultern 32 bzw. 36 anliegen. Die Bohrung 28 ist an ihrem einen Ende mit einer Aussenkung versehen, die in einer Ringschulter 34 endet. In die Aussenkung ist eine Buchse 45 eingesetzt, die eine Mittelöffnung 47 aufweist. Ferner befindet sich im schmalen Teil der Bohrung 28 eine Buchse 46. Vorzugsweise sind die Buchsen 38 und 42 mit Reibungssitz in die Bohrungen 26 und 30 eingesetzt; es können jedoch auch O-Ringe zur Abdichtung verwendet werden.

In den Buchsen 38 und 42 befinden sich längs verlaufende Bohrungen 52 bzw. 56. Zwei seitliche Löcher 58 und 60 der Buchse 38 stehen mit der Bohrung 52 in Verbindung; ebenso stehen zwei seitliche Löcher

66 und 68 mit der Bohrung 56 der Buchse 42 in Verbindung.

Ein vertikal verlaufender Durchflußkanul 70 geht von der Oberseite 14 des Ventilgehäuses 12 bis zur Unterseite 16 durch. Die Löcher 58,60_; 56 und 68 sind so angeordnet, daß sie mit dem Durchflußkanal 70 fluchten; dasselbe gilt für die Bohrung 28.

Am oberen Ende des Durchflußkanals 70 ist ein Einlaufstutzen 72 angebracht, der in Verbindung mit einem Vorratsbehälter 74 steht Die zu dosierende Flüssigkeit kann dem Stutzen 72 entweder mit Überdruck oder unter der Wirkung der Schwerkraft zugeführt werden. Bei einer hohen Viskosität der zu fördernden Flüssigkeit wird man im allgemeinen Überdruck anwenden. Am unteren Ende des Gehäuses 12 befindet sich eine Austrittsdüse 76, die in Verbindung mit dem Durchflußkanal 70 steht Die ganze Anordnung ist an einem Halter 75 befestigt

In der Bohrung 52 ist ein zylindrischer Sperrschieber 78 längsverschiebbar angeordnet. Der Sperrschieber 78 ist zwischen seinen Enden 82 und 84 mit einer Ringnut 80 versehen. Bei Bedarf kann der Sperrschieber 78 mit O-Ringen gegen die Innenwand der Buchse 38 abgedichtet werden. Der Sperrschieber 78 hat an seinem einen Ende 84 einen Haken 88 zur Verbindung mit einer Kolbenstange 90 eines pneumatischen Zylinders 92.

Ein dünner Verdrängerkolben 94 ist in der öffnung 47 der Buchse 45 und der Bohrung der Buchse 46 verschiebbar angeordnet. An seinem einen Ende verbreitert er sich; das verbreiterte Ende wird von der Aussenkung der Bohrung 28 aufgenommen.

An diesem Ende ist der Verdrängerkolben 94 mit einem Haken 96 zur Verbindung mit einer Kolbenstange 100 eines pneumatischen Zylinders 102 versehen. Das J5 stirnseitige Ende des Verdrängerkolbens 94 ist mit 106 bezeichnet.

In der Bohrung 56 ist ein zylindrischer Sperrschieber 108 verschiebbar angeordnet, der ebenso wie der Sperrschieber 78 mit einer Ringnut 110 zwischen seinen Enden 112 und 114 versehen ist. Gegebenenfalls sind auch hier O-Ringe zur Abdichtung vorgesehen. Am rückwärtigen Ende 114 des Schiebers 108 befindet sich ein Haken 118 zur Verbindung mit einer Kolbenstange 120 eines pneumatischen Zylinders 122.

Die Schmalseite 24 des Gehäuses 12 ist mit einem Deckel 124 versehen, der z. B. mit Schrauben 126 befestigt ist. In dem Deckel 124 befinden sich Löcher 128 und 130, die mit den Bohrungen 52 bzw. 56 in Verbindung stehen. Diese Löcher dienen zur Entlüftung und lassen auch das Auftreten von Leckstellen in den Bohrungen 52 und 54 erkennen. In den Deckel 124 ist eine Schraube 132 derart mit Gewinde eingesetzt, daß ihr inneres Ende in die Bohrung 54 ragt. In der Bohrung 54 befindet sich ein Führungsstopfen 134. Zur Festlegung der Lage des inneren Endes der Schraube 132 bezüglich der Bohrung 54 und des Verdrängerkolbens 94 ist eine Gegenmutter 136 auf die Schraube 132 aufgeschraubt.

An der Schmalseite 22 des Gehäuses 12 ist ein Deckel bo 138 mit Schrauben 140 od. dgl. befestigt. Der Deckel 138 ist mit in Vertikalrichtung fluchtenden Aussparungen 142, 144 und 146 versehen, die zur Aufnahme der Kolbenstange 90, 100 und 120 der pneumatischen Zylinder 92,102 und 122 dienen. Diese Zylinder sind an b5 dem Deckel 138 z. B. mit Schrauben 139 befestigt (F ig. 3).

Es genügt, den Zylinder 92 im einzelnen zu beschreiben. Er weist eine Kammer 148 auf, deren beide Enden mit Lufteinlaßstutzen 150 und 152 in Verbindung stehen. Auf der Kolbenstange 90 sitzt ein Kolben 154, der pich dichtend gegen die innere Wandfläche der Kammer 148 legt Die Kolbenstange 9ΰ trägt Stoßdämpferkissen 156 und 160 zur Dämpfung des Aufschlags auf die Stirnwände 158, 16.3 der Zylinderkammer und zur Hubbegrenzung. Die Betätigung der Zylinder 92,102 und 122 wird beispielsweise von einem Zeitgeber in Halbleiterbauweise mit einstellbaren Verzögerungen gesteuert

Die Steuerung der Sperrschieber und des Verdrängerkolbens ergibt sich aus F i g. 6 bis 8. Wenn die zu dosierende Flüssigkeit im Vorratsbehälter 74 unter Überdruck steht gelangt sie bis zum oberen Ende des Durchflußkanals 70. Fig.6 zeigt die Füllstellung. Die Ringnut 80 des Sperrschiebers 78 stimmt in diesem Falle mit dem Durchflußkanal 70 überein, so daß die Flüssigkeit vorbeiströmen kann. Der Verdrängerkolben 94 ist ganz zurückgezogen und behindert den Fluß nicht, während der Sperrschieber 108 sich in der Sperrstellung befindet; d.h. die Ringnut 110 stimmt nicht mit dem Durchflußkanal 70 überein. Die zu dosierende Flüssigkeit kann also den Durchflußkanal 70 und die Bohrung 54 zwischen der Buchse 46 und dem Stopfen 134 auffüllen und bis zum Sperrschieber 108 gelangen, aber nicht weiter.

Nachdem das Gehäuse 12 gefüllt ist werden die Sperrschieber und der Verdrängerkolben in die Stellung der Fig. 7 gebracht. Der Sperrschieber 78 gelangt hierbei in die Sperrstellung, während derSperrschieber 108 in die Öffnungsstellung gelangt. Damn wird der Verdrängerkolben 94 aus der Stellung der Fi g. 6 nach rechts verschoben und drückt dadurch die Flüssigkeit aus dem unteren Ende des Durchflußkanals 70 heraus. Durch das Ausfahren des Verdrängerkolbens 94 aus der Buchse 46 in die Bohrung 94 wird also ein Volumen der Flüssigkeit ausgegeben, das gleich dem Volumen des in die Bohrung 54 eingeführten Verdrängerkolbens 94 ist. Diese Ausfahrbewegung des Verdrängerkolbens 94 wird durch die Stellschraube 132 begrenzt, wodurch die zu dosierende Flüssigkeit präzise eingestellt werden kann.

Nachdem durch einmalige oder wiederholte Betätigung des Sperrschiebers und des Verdrängerkolbens die gewünschte Materialmenge aus dem Durchflußkanal 70 ausgegeben wurde, muß dafür gesorgt werden, daß die Materialausgabe gesperrt wird, ohne daß etwas von der zähen Flüssigkeit nachläuft. Zu diesem Zweck bleibt gemäß F i g. 8 der Sperrschieber 78 geschlossen und der Sperrschieber 108 zunächst offen. Nun wird der Verdrängerkolben 94 nach links zurückgezogen und erzeugt dadurch einen leichten Unterdruck, durch den das Material im unteren Bereich des Durchflußkanals 70 zurückgezogen wird. Nachdem der Verdrängerkolben 94 in seiner linken Endstellung angekommen ist wird schließlich der Sperrschieber 108 geschlossen, damit kein weiteres Material aus dem unteren Ende des Durchflußkanals 70 abtropfen kann. Anschließend kann ein neuer Arbeitszyklus beginnen.

Dadurch, daß der Sperrschieber und der Verdrängerkolben sich quer zu dem Durchflußkanal 70 bewegen, suchen sie etwa mitgeführtes fremdes Material abzuscheren und gewährleisten dadurch, daß. eine präzise Dosierung stattfindet. Die Anordnung ist billig herzustellen, zuverlässig im Betrieb und erfordert weit geringere Wartung als bekannte Dosiereinrichtungen dieser Art.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dosiereinrichtung zur Abgabe eines vorbestimmten Volumens eines zähflüssigen Stoffs, mit drei in einen Durchflußkanal mündenden Bohrungen und darin als Förder- bzw. Absperrorgane geführten Kolben, die unabhängig durch je eine Betätigungseinrichtung hin- und herbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Bohrungen (26, 28,30) den Durchflußkanal (70) kreuzen und daß der erste und der letzte Kolben jeweils als Sperrschieber (78, 108) mit einer Durchflußausnehmung (80, 110) und der mittlere Kolben als Verdrängerkolben (94) ausgebildet ist.

2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mittleren Bohrung (28) ein einstelibarer Anschlag (132) zur Begrenzung des Hubs des Verdrängerkolbens (94) angeordnet ist.

3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (94) nadelartig ausgebildet ist.

4. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschieber (78, 108) und der Verdrängerkolben (94) über je eine Kolbenstange (90, 100, 120) mit je einer doppelt wirkenden pneumatischen Kolben/Zylinder-Einheit (92, 102, 122) verbunden sind und beiderseits des Kolbens Stoßdämpferkissen (156, 160) vorhanden sind.

5. Dosiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Stoßdämpferkissen (156) an der Stirnwand der Zylinderkammer und das andere Stoßdämpferkissen (160) auf der Kolbenstange (90) angeordnet ist.

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