DE2806050A1

DE2806050A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen mischen und dosieren reaktiver viskoser medien

Info

Publication number: DE2806050A1
Application number: DE19782806050
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl Ing Kistner; Dieter Mueller
Original assignee: Durol & Co KG Chem Fab Er GmbH
Current assignee: Durol & Co KG Chem Fab Er GmbH
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1979-08-16

Description

Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und
Dosieren reaktiver viskoser Medien Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Dosieren reaktiver viskoser Medien in einem bestimmten Mengenverhältnis mittels die einzelnen Medien aufnehmender Arbeitszylinder, in denen über eine Traverse fest miteinander verbundene Kolben verschiebbar eingesetzt und die mit einer Schäumpistole oder dgl. verbunden sind und ist besonders vorteilhaft anwendbar zum Mischen eines Zweikomponentenschaumes.
Bei einem Misch- und Dosiergerät dieser Art nach dem DE-GM 7 147 714 sind die Kolben über einen Querträger mit einer Stange verbunden, an der ein Kraftantrieb angreift. Durch die starr miteinander gekopelten Kolben ist somit zwar eine exakte Dosierung der Komponenten im Verhältnis der Kolbenflächen möglich, bei dieser Vorrichtung ist jedoch der Bauaufwand, bedingt durch den Kraftantrieb, erheblich und die Handhabung ist sehr umständlich. Sind nämlich die Arbeitszylinder entleert, so müssen diese ausgewechselt oder aus Vorratsbehältern gefüllt werden. Dabei ist zwangsläufig das Gerät sillzusetzen, so daß oftmals Unterbrechungen, da das Fassungsvermögen der Arbeitszylinder begrenzt ist, unumgänglich sind. Eine kontinierliche Betriebsweise ist demnach nicht möglich. Auch das Auswechseln und Befüllen der Zylinder ist mit Schwierigkeiten verbunden, da die Kolben in eine Endstellung zurückzubringen oder aus diesen auszufahren sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Dosieren reaktiver viskoser Medien in einem bestimmten Mengenverhältnis zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist. Dabei soll erreicnt werden, daß nicht nur eine exakte Dosierung, ohne daß die Viskositäten der zu vermischenden Medien von Einfluß sind, vorgenommen werden kann, sondern daß die Vorrichtung vor allem einfach zu bedienen ist und daß eine kontinierliche Betriebsweise über einen längeren Zeitraum ohne eine Unterbrechung möglich ist. Auch der Bauaufwnad soll, um eine wirtschaftliche Herstellung zu ermöglichen, gering gehalten werden.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß jedem Arbeitszylinder ein gesonderter Vorratsbehälter zugeordnet ist, aus dem das Medium unter Druck wechselweise in zwei durch einen beidseitig von diesem beaufschlagbaren Kolben voneinander getrennte Druckräume des Zylinders einbringbar ist, und daß zur Umsteuerung der Medienzuführung und -ausbringung jeweils ein durch die Verstellbewegung der Kolben umschaltbares Wegeventil vorgesehen ist, mittels dem ein Druckraum der Zylinder mit dem Vorratsbehälter und der andere Druckraum mit der Schäumpistole verbindbar ist.
Zweckmäßig ist es hierbei, die Vorratsbehälter als an einen Drucklufterzeugen anschließbare Druckbehälter auszubilden und das in diesen lagernde Medium unmittelbar oder über ein Zwischenglied, z. B. in Form eines Kolbens oder dgl., von Druckluft zu beaufschlagen.
Zur Umschaltung der Wegeventile ist es angebracht, einen mit einem vorzugsweise von Druckluft als Druckmittel beidseitig beaufschlagten Kolben oder einen Doppelkolben versehenen Steuerzylinder vorzusehen, wobei der Kolben des Steuerzylinders unmittelbar oder über Zwischenglieder, beispielsweise über einen Kipphebel, eine Zahnstange oder dgl. mit dem Verstellglied des Wegeventils verbunden sein kann. Zur Umsteuerung der Druckmittelzuführung zu dem Steuerzylinder können hierbei durch die Traverse oder die Kolbenstange eines in den Arbeitszylindern eingesetzten Kolbens betätigbare Endschalter vorgesehen werden.
Des weiteren können, um eine Veränderung des Mischungsverhältnisses der einzelnen Medien auf einfache Weise vorzunehmen, die beiden Arbeitszylinder mit Kolben austauschbar angeordnet werden. Und um eine kompakte Bauweise zu erreichen, sind die Arbeitszylinder sowie die Wegeventile und der Steuerzylinder zu einer Baueinheit zusammenzufassen.
Vorteilhaft ist es ferner, die Kolbenstangen der Kolben jeweils durch eine vorzugsweise an den Stirnseiten der Zylinder angeordnete mit öl gefüllte Kammer hindurchzuführen, wobei das in der Kammer befindliche öl von einem Druckmittel, vorzugsweise von Druckluft, die einen gleichen oder einen höheren Druck als die den Vorratsbehältern zugeleitete Druckluft aufweist, beaufschlagbar sein sollte. Dadurch wird zuverlässig verhindert, daß die Medien auf den Kolbenstangen verkrusten und die Dichtungen beschädigt werden.
Ferner ist es anyebracht, den Arbeitszylinder, den Steuerzylinder mit den Wegeventilen und den Vorratsbehälter sowie gqf. einen Drucklufterzeuger auf einem fahrbaren Gestell oder Rahmen anzuordnen. Auf diese Weise ist die Vorrichtung nahezu überall als Arbeitsgerät einsetzbar.
Die gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum kontinierlichen Mischen und Dosieren reaktiver viskoser Medien in einem bestimmten Mengenverhältnis ist nicht nur sehr einfach in ihrer konstruktiven Ausgestaltung und damit wirtschaftlich zu fertigen, sondern auch leicht zu bedienen und ermöglicht vor allem über einen längeren Zeitraum eine kontinierliche Betriebsweise. Wird nämlich jedem der Arbeitszylinder ein gesonderter Vorratsbehälter, die entsprechend groß bemessen sein können, zugeordnet, aus deIIiõie zu mischenden Meaien wechselweise in die beiden Druckräume der Zylinder gelangen, wobei zur Umsteuerung der Medienzuführung und Medienausbringung jeweils ein in Abhängigkeit von der Kolbenverstellbewegung betätigbareGumschaltventil dient, ist ständig einer der Druckräume der Zylinder mit dem Vorratsbehälter und der andere mit der Schäumpistole verbunden. Ein besonderer Kraftantrieb zur Ausbringung der Medien aus den Arbeitszylindern ist somit nicht erforderlich, vielmehr wird durch die unter Druck in einen der Zylinderräume einströmenden Medien gleichzeitig der andere Zylinderraum entleert. Und da die Umsteuerung auf sehr einfache Weise mittels Endschaltern vorzunehmen ist, ist ein kontinuierlicher Betrieb über einen längeren Zeitraum gewährleistet.
Die vorschlagsgemäße Vorrichtung baut auch sehr kompakt, sie ist aber dennoch sehr leistungsstark, da das Fassungsvermögen der Vorratsbehälter sowie der Arbeitszylinder und auch der Arbeitsdruck des Druckmittels ohne weiteres den jeweiligen Gegebenheiten anpassbar sind. Ferner kann das Mischungsverhältnis durch Austauschen z. B. eines Zylinders nehezu problemlos geändert werden. Und da die Kolben starr miteinander verbunden sind, wird die Ausbringung durch unterschiedliche Viskositäten der einzelnen Medien nicht beeinflußt. Ein äußerst vielseitiger Einsatz ist demnach gewährleistet.
Weitere Einzelheiten der gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Dosieren reaktiver viskoser Medien in einem bestimmten Mengenverhältnis sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist, zu entnehmen. Hierbei zeigt: Fig. 1 : die Vorrichtung in schematischer Darstellung in Vorderansicht, Fig. 2 : die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht ohne das fahrbare Gestell, Fig. 3 : den bei der Vorrichtung nach Fig. 1 vorgesehenen Steuerzylinder mit Druckmittelzuführung und Fig. 4 : die Durchführung einer Kolbenstange aus dem Arbeitszylinder im Schnitt.
Die in den Fiy. 1 und 2 dargestellte und mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Dosieren reaktiver viskoser Medien in einem bestimmten Mengenverhältnis besteht im wesentlichen aus zwei, auf einem fahrbaren Gestell 3 angeordneten Arbeitszylindern 11 und 12 mit verschiebbar in diese eingesetzten Kolben 13 und 14, den Arbeitszylindern 11 und 12 zugeordneten Vorratsbehältern 18 und 19 sowie einer Schäumpistole 2, die über Wegeventile 30 und 31 mit den Druckräumen 27 und 29 bzw. 26 und 28 wechselweise in Verbindung steht. Um eine exakte Dosierung der in den Behältern 18 und 19 gelagerten Medien A und B, z. B. Polyol und Isocyanat, in der Schäumpistole 2 sicherzustellen, sind die Kolbenstangen 15 und 16 der Kolben 13 und 14 mittels einer Traverse 17 fest miteinander verbunden. Unterschiedliche Viskositäten der Medien A und B bleiben somit ohne Einfluß. Die Kolben 13 und 14 werden vielmehr stets gleichmäßig bewegt, so daß die Ausbringung im Verhältnis der Kolbenflächen erfolgt.
Die Vorratsbehälter 18 und 19 sind als Druckbehälter ausgebildet und über Leitungen 37 und 38 an einen Druckerzeuger 36, z. B.
einen Kompressor, angeschlossen. Die eingelagerten Medien A und B können somit unmittelbar oder mit Hilfe eines Kolbens als Zwischenglied von Druckmittel, vorzugsweise von Druckluft, beaufschlagt werden und durch diesen Druck werden sie den Arbeitszylindern 11 und 12 zugeführt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung sind die Vorratsbehälter 18 und 19 über Leitungen 20 bzw. 21, die beiden Wegeventile 30 bzw. 31 sowie Leitungen 22 bzw. 24 mit den Druckräumen 26 und 28 der Arbeitszylinder 11 bzw. 12 verbunden, die Druckräume 27 und 29 dagegen stehen über Leitungen 23 bzw. 25, die Wegeventile 30 bzw. 31 sowie Leitungen 34 und 35 mit der Schäumpistole 2 in Verbinduny. Durch die auf die Medien A und B ausgeübte Kraft strömen diese somit unter Druck in die Arbeitszylinder 11 und 12, so daß dadurch die Kolben 13 und 14 verschoben werden. Beim Befüllen der Druckräume 26 und 28 werden aber gleichzeitig die Druckräume 27 und 28 entleert, da die in diesen enthaltenen Medien durch die Verstellbewegung der fest miteinander gekoppelten Kolben 13 und 14 ausgestoßen und der Schäumpistole 2 zugeführt werden.
In jeder Endstellung der Kolben 13 und 14 werden die Wegeventile 30 und 31 selbsttätig umgeschaltet. Auf diese Weise ist ein kontinuierlicher Betrieb bis zur Entleerung der Vorratsbehälter 18 und 19 ohne weiteres möglich. Die Druckräume 26 und 28 und auch die Druckräume 27 und 29 werden somit wechselweise gefüllt und entleert bzw. entleert und gefüllt.
Zur selbsttätigen Umschaltung der Wegeventile 30, 31 dient, wie dies der Fig. 3 im einzelnen entnommen werden kann, ein Steuerzylinder 41, in den ein Doppelkolben 42 verschiebbar eingesetzt ist. An der Kolbenstange 43 des Kolbens 42 ist hierbei ein Kipphebel 46 angelenkt, der eine Aussparung 47 des ortsfesten Zylinders 41 durchgreift und mit seinem freien Ende mit den Verstellgliedern 30' und 31' der Wegeventile 30 bzw.
31 zusammenwirkt. Durch Axialbewegungen des Kolbens 42 werden 0 somit die Verstellglieder 30' und 31' jeweils um 90 geschwenkt, so daß die in diese eingearbeiteten Kanäle 32 und 33 nicht mehr, wie in Fig. 1 dargestellt, mit den Leitungen 20, 21 und 22, 24 bzw. 23, 25 und 34, 35 sondern mit den Leitungen 20, 21 und 23, 25 bzw. 22, 24 und 34, 35 verbunden sind. Die Druckmittelzuführung zu dem Steuerzylinder 41 wird mittels Endschaltern 48 und 49 gesteuert, die jeweils durch die Traverse 17 betätigbar sind.
Die Betätigung der Verstellglieder 30' und 31' kann aber auch mittels einer an der Kolbenstange 43 anzubringenden Zahnstange vorgenommen werden, des weiteren kann auch eine elektromagnetische Betätigung der Ventile 30 und 31 vorgesehen sein.
Werden beispielsweise die Kolben 13 und 14 durch die in die Druckräume 26 und 28 einströmenden Medien nach links in eine Endlage verschoben, so wird durch die Traverse 17 der Endschalter 48 und ein mit diesem verbundenes in eine Druckleitung 54 eingebautes Ventil 56 betätigt. Von dem Druckerzeuger 36 strömt somit über die Leitungen 39 und 54 Druckmittel zu einem Schaltventil 51, das in die ebenfalls an die Leitung 39 angeschlossene Zuführungsleitung 50 eingesetzt ist und mittels dem diese wechselweise mit den Leitungen 52 und 53, die zu den Druckräumen 44 und 45 des Steuerzylinders 41 führen, verbindbar sind. Die Druckmittelzuführung aus der Leitung 50 in die Leitung 52 und den Druckraum 44 wird in diesem Fall unterbrochen und über die Leitung 53 in den Druckraum 45 umgeleitet, so daß die Verstellbewegung des Kolbens 42 umgekehrt und über den an dessen Kolbenstange 43 angelenkten Hebel 46 die Verstellglieder 30' und 31' der Wegeventile 30 und 31 verdreht werden. In gleicher Weise wird bei Betätigung des Endschalters 49 über das mit diesen verbundene Ventil 57 die Umschaltung des Ventils 51 mittels des über die Leitung 55 zugeführten Druckmittels bewerkstelligt. Den Arbeitszylindern 11 und 12 werden somit bis zur Entleerung der Vorratsbehälter 18 und 19 ohne Unterbrechung die Medien A und B zugeleitet werden und diese stehen auch ständig an der Schäumpistole 2 zur Bildung eines Zweikomponentenschaumes zur Verfügung.
Um auszuschließen, daß sich die Medien A und B an den Kolbenstangen 15 und 16 festsetzen und verkrusten, sind an den Zylindern 11 und 12 Kammern 61 und 62 angeflanscht, durch die die Kolbenstangen 15 und 16 hindurchgeführt sind. Mittels Dichtungen 63 und 64 ist der mit öl 66 gefüllte Innenraum, der an einen blvorratsbehälter 65 angeschlossen ist, abgedichtet. Außerdem ist der Innenraum über eine Druckleitung 40 mit dem Druckerzeuger 36 verbunden, so daß in den Kammern 61 und 62 z.B. der yleiche Druck herrscht wie in den Vorratsbehältern 18 und 19 und demnach die Medien im Bereich der Kolbenstangendurchführungen nicht aus den Druckräumen 26 und 28 gedrückt werden. Und durch den sich auf den Kolbenstangen 15 und 16 bildenden ölfilm wird ausgeschlossen, daß die Medien an diesen haften und verkrusten.
Die Arbeitszylinder 11 und 12 sind hierbei mit dem Steuerzylinder 41 sowie den Wegeventilen 30 und 31 zu einer Baueinheit zusammengefaßt, so daß sich eine kompakte Bauweise ergibt. Und da diese Teile zusammen mit den Vorratsbehältern 18 und 19 auf dem mit Rädern 4 und Stützen 5 versehenen Gestell 3 angeordnet sind, ist die Vorrichtung 1 leicht zu transportieren und nahezu überall, insbesondere von Handwerkern, einsetzbar. Selbstverständlich kann auf dem Gestell 3 auch der Druckerzeuger 36 in Form eines Kompressors mit angebracht werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen und Dosieren reaktiver viskoser Medien in einem bestimmten Mengenverhältnis, beispielsweise zum Mischen eines Zweikomponentenschaumes, mittels die einzelnen Medien aufnehmender Arbeitszylinder, in denen über eine Traverse fest miteinander verbundene Kolben verschiebbar eingesetzt und die mit einer Schäumpistole od.dgl. verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Arbeitszylinder (11,12) ein gesonderter Vorratsbehälter (18,19) zugeordnet ist, aus dem das Medium (A, B) unter Druck wechselweise in zwei durch einen beidseitig von diesem beaufschlagbaren Kolben (13,14) voneinander getrennte Druckräume (26,27 bzw. 28,29) des Zylinders (11 bzw. 12) einbringbar ist,und daß zur Umsteuerung der Medienzuführung und -ausbringung jeweils ein durch die Verstellbewegung der Kolben (13,14) umschaltbares Wegeventil (30, 31) vorgesehen ist, mittels dem ein Druckraum (26,28) der Zylinder (11,12) mit dem Vorratsbehälter (18 bzw. 19) und der andere Druckraum (27, 29) mit der Schaumpistole (2) verbindbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Vorratsbehälter (18,19) als an einen Drucklufterzeuger anschließbare Druckbehälter ausgebildet sind und iß das in diesen lagernde Medium (A,B) unmittelbar oder über ein Zwischenglied, z.B. in Form eines Kolbens od.dgl. von Druckluft beaufschlagbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zur Umschaltung der Wegeventile (30,31) ein mit einem vorzugsweise von Druckluft als Druckmittel beidseitig beaufschlagter Kolben oder einem Doppelkolben (42) versehener Steuerzylinder (41) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Kolben (42) des Steuerzylinders (41) unmittelbar oder über Zwischenglieder, beispielsweise über einen Kipphebel (46), eine Zahnstange od.dgl. mit dem Verstellglied (30', 31') des Wegeventils (3c,31) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zur Umsteuerung der Druckmittelzuführung zu dem Steuerzylinder (41) durch die Traverse (17) oder die Kolbenstange (15,16) eines in den Arbeitszylinder (11,12) eingesetzten Kolbens(13,14) betätigbare; Endschalter (48,49) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Mischungsverhältnisses der Medien (A,B) die Arbeitszylinder (11,12) mit Kolben (13,14) austauschbar angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Arbeitszylinder (11,12) sowie die Wegeventile (30,31) und der Steuerzylinder (41) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (15,16) der Kolben (13,14) jeweils durch eine vorzugsweise an den Stirnseiten der Zylinder (11,12) angeordnete mit öl gefüllte Kammer (61,62) hindurchgeführt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das in der Kammer (61,62) befindliche öl (66) von einem Druckmittel, vorzugsweise von Druckluft, die einen gleichen oder einen höheren Druck als die den Vorratsbehältern (18,19) zugeleitete Druckluft aufweist, beaufschlagbar ist.

lo. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Anordnung der Arbeitszylinder (11,12) des Steuerzylinders (41) mit den Wegeventilen (30,31) und der Vorratsbehälter (1/8,19) sowie ggf. einem Drucklufterzeuger (35 auf einem fahrbaren Gestell (3) oder Rahmen.