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Vorrichtung für die Fein-
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dosierung von Plüssigkeiten
Beschreibung Die Erfindung
betrifft ein Dosiergerät für Flüssigkeiten mit einem verschließbaren Druckbehälter
zur Aufnahme des Flüssigkeitsbehälters, einer aus dem Druckbehälter geführten Kunststoffschlauchleitung,
die durch ein Dosierventil geführt ist und deren Ende an eine Abgabeeinrichtung
angeschlossen ist, sowie einer dem Druckbehälter über eine Druckleitung und ein
Druckminderungsventil beaufschlagenden Druckluftquelle, wobei der Druckbehälter
aus einer Bodenplatte, einer mit dem Rand ihrer Öffnung auf die Bodenplatte dichtend
aufgesetzten Glocke und einer Einrichtung zum Festklemmen der Glocke gegen die Bodenplatte
besteht, und das Dosierventil unterhalb der Bodenplatte angeordnet ist nach Patent
...............
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(Patentanmeldung P 27 41 749.8).
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Dosiergeräte für flüssige Kunststoffe sind bekannt. Dabei erfolgt
die Dosierung der flüssigen Kunststoffe durch schubweises Fördern mittels einer
den Förderschlauch walkenden Schlauchpumpe. Diese Art eignet sich nicht für die
Dosierung von leicht flüchtigen und empfindlichen Industrie-Klebstoffen, z.B. von
anaeroben Kunststoffklebern, Cyanacrylaten usw., da diese den walkbaren Kunststoffschlauch
angreifen. Die Abgabe der flüssigen Kunststoffe erfolgt im allgemeinen über eine
am Ende des Schlauches angeordnete Auslaßdüse. Eine Abgabe von sehr kleinen Klebstoffproben
bzw. feinen Klebstofftropfen ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich. Darüber hinaus
ist die Genauigkeit der abgegebenen Klebstoffmenge unbefriedigend.
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Weiterhin sind Dosiergeräte bekannt, die mit einer pneumatischen Dosierung
der zu fordernden Flüssigkeiten arbeiten, wobei der Schlauch, in dem der flüssige
Kleber gefördert wird, aus einem Kunststoff besteht, der von dem flüssigen Kleber
nicht
angegriffen wird. Die pneumatischen Dosierventile dieser bekannten Geräte sind jedoch
kompliziert aufgebaut. In ihnen setzt sich der leicht flüchtige Kunststoffkleber
ab, so daß Betriebsstörungen eintreten. Die Herstellungskosten wie auch die Wartungskosten
sind unangemessen hoch Eine zufriedenstellende Genauigkeit und Geschwindigkeit der
Dosierung wird, insbesondere bei kleinen und sehr kleinen Abgabemengen auch mit
dieser Vorrichtung nicht erreicht.
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Außerdem haben die bekannten Vorrichtungen den Nachteil, daß die Feindosierung,
das heißt, die Abgabe von kleinen Flüssigkeitstropfen nur über eine Berührungsabgabe
möglich ist, da sich kleine Tropfen nicht von allein von der Düsenspitze ablösen
bzw. nicht rechtzeitig ablösen. Darüber hinaus ist das jeweilige Hinführen der Düsenspitze
zu der zu behandelnden Fläche nur unter Verwendung aufwendiger Steuervorrichtungen
möglich. Das Hin- und Wegführen der Düsenspitze zur Arbeitsfläche ist auch sehr
zeitaufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosiergerät der eingangs
genannten Art zu schaffen; das einfach aufgebaut ist, betriebssicher und ohne Störung
arbeitet, einfach zu warten ist, mit geringen Kosten herstellbar ist und das eine
schnelle und sehr genaue Dosierung von kleinen und extrem kleinen Flüssigkeitswengen
ermöglicht Die Feindosierung soll zeitlich genau abstimmbar sein, damit die Dosiervorrichtung,
z.B. auch bei Fließbandarbeiten, einsetzbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Dosiergerät für Flüssigkeiten, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Abgabeeinrichtung hinter dem Dosierventil aus
mindestens einer Abgabedüse für die zu dosierende Flüssigkeit und mindestens einer
die die Abgabedüse umgebende Druckgasleitung besteht.
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Das erfindungsgemäße Dosiergerät kann besonders einfach gereinigt
werden, da alle Teile des Gerätes, insbesondere auch die in den Behälter geführte
Mündung der Druckluftleitung und der die Flüssigkeit führende Kunststoffschlauch
und die Verteiler für die zu fördernde Flüssigkeit, leicht zugänglich sind. Das
Gerät arbeitet durch die Anordnung des Dosierventils unterhalb der Bodenplatte des
Druckbehälters nach dem Prinzip eines Saughebers auch ohne Druckluft bei dünnflüssigen
Medien und kleinen Dosiermengen, wobei besonders genaue Dosierungen erreicht werden.
In diesem Fall ist lediglich erforderlich, daß die Düse bzw. Düsen der Abgabeeinrichtung
tiefer angeordnet sind als der Flüssigkeitsspiegel in der Klebstoff-Vorratsflasche.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die Original-Vorratsflaschen unmittelbar in dem erfindungsgemäßen
Dosiergerät verwendet werden können. Die mehrteilige Druckgaszuführung in der Abgabevorrichtung
ermöglicht die genaue vorbestimmte Abgabe von sehr kleinen Flüssigkeitstropfen.
Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung gestattet auch zwei oder mehrere Klebepunkte
gleichzeitig nebeneinander auf der zu verklebenden und/oder abzudichtenden Fläche
aufzubringen. Die erfindungsgemäße Abgabevorrichtung wird besonders vorteilhaft
für Klebearbeiten an Elektrobauteilen verwendet.
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Die Abgabevorrichtung des erfindungsgemäßen Dosiergeräts besteht aus
einem Verteilerblock , der mindestens eine Zuführöffnung für den Anschluß an das
Ende des Kunststoffschlauches, eine Zuführung für die Druckgasleitung und mindestens
eine Auslauföffnung für die Abgabedüse und das Druckgas aufweist. Die äußere Gestalt
des Verteilerblocks kann beliebig gestaltet sein. Der Verteilerblock hat vorzugsweise
eine zylindrische Gestalt. In den Verteilerblock wird die Flüssigkeitszuleitung
vorzugsweise von oben eingeführt, wobei die Zuführöffnung mit einer vorzugsweise
auswechselbaren Abgabedüse ausgekleidet
ist. Die Dosierspitze befindet
sich in der gegenüberliegenden Auslaßöffnung Die zu dosierende Flüssigkeit fließt
aus dem Schlauchende in die Abgabedüse. An der Düsenspitze sammelt sich der Flüssigkeitstropfen
bzw. Klebstofftropfen. Die vorzugsweise auswechselbare Abgabedüse besteht aus einem
Material, das von der geförderten Flüssigkeit nicht angegriffen wird, z.B. aus Kunststoff
oder Edelmetall. Die obere öffnung der Abgabedüse weist einen Innendurchmesser von
etwa 2 bis 8, insbesondere 3 bis 4 mm auf. Der Innendurchmesser der Düse entspricht
dem Außendurchmesser des in die Düse eingesetzten Kunststoffschlauches. Gewünschtenfalls
kann das Ende des Kunststoffschlauches auch als Abgabedüse ausgebildet sein.
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Die Abstreifung des Flüssigkeitstropfens an der Düsenspitze erfolgt
durch einen Gas stoß aus der die Düsenspitze umgebenden Druckgasleitung. Die Druckgasleitung
wird an einer beliebigen Stelle in den Verteilerblock eingeführt. Die die Düsenspitze
umgebende Druckgasleitung ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Die Druckgasleitung
ist mit der Dosierpumpe für die Flüssigkeit gekoppelt. Immer dann wenn die Pumpe
einen Flüssigkeitstropfen zur Düsenspitze gefördert hat, wird ein Gasstoß durch
die Druckgasleitung abgegeben, der den Tropfen von der Düsenspitze ablöst und ihn
auf die zu verklebende Fläche transportiert. Der Druckstoß erfolgt in Abhängigkeit
von der Förderungsgeschwindigkeit gleichzeitig bzw. leicht verzögert zur Öffnung
des Dosierventils an der Zuleitung. Die Steuerung des Druckventils an der Druckgasleitung
erfolgt elektromagnetischpneumatisch. Als Gas kann Luft oder ein Inertgas verwendet
werden. Das Gas strömt vorzugsweise kontinuierlich mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit
an der Düsenspitze vorbei, um zu verhindern, daß die Düsenspitze durch Klebstoffreste,
die unter Einfluß der Luftfeuchtigkeit polymerisieren könnten, verstopft wird. Die
Zuleitung des Druckgases kann mit einem Sieb zur Filterung des geförderten Gases
und/oder einem Trocknungseinsatz zur Entfernung von Feuchtigkeit ausgerüstet sein.
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Der Druck des Gasstoßes hängt z.B vom Durchmesser der Druckgasleitung
um die Düsenspitze ab, von der Entfernung der Auffangfläche und davon cb der Flüssigkeitstropfen
als Einzeltropfen oder als zerstäubter Flüssigkeitsfilm aufgebracht werden soll.
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Gewünschtenfalls kann der Verteilerblock oder -kopf auch mehrere Auslauföffnungen
mit den entsprechenden Abgabedüsen und Druckgasleitungen aufweisen; falls die gleichzeitige
Feindosierung von mehreren Klebstofftropfen gewünscht ist. Die Zuführung der zu
dosierenden Klebeflüssigkeit zu den Düsen erfolgt hierbei über einen mehrarmigen
Verteiler, der zwischen das Kunststoffschlauchende und die Abgabedüsen geschaltet
ist.
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Die Zuführung des Druckgases für die Druckgasleitungen um die Düsenspitzen
herum kann durch eine gemeinsame Druckgasleitung mit mehrarmigem Verteiler oder
über getrennte Druckgasleitungen vorgenommen werden Die Erfindung wird im folgenden
annand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Fig i zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Dosiergerätes,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Dosiergerät in der Ebene II-II, Fig. 3 zeigt
die Abgabeeinrichtung nach Figur 1 in der Draufsicht, Fig 4 zeigt die Abgabeeinrichtung
nach Figur 3 in der Ebene A-A
Wie aus den Figuren hervorgeht, besteht
der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Druckbehälter aus einer Bodenplatte
2, einer auf diese aufgesetzten Glocke 3 und einer Einrichtung 4 zum Festklemmen
der Glocke 3 gegen die Bodenplatte 2. Mit dem Rand ihrer einzigen, unteren Öffnung
sitzt die Glocke 3 in einer in die Bodenplatte 2 eingearbeiteten Nut 6 und drückt
gegen eine dort vorgesehene Dichtung 7.
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Bevorzugt ist der horizontale Querschnitt der Glocke kreisförmig.
Die Glocke 3 wird in die Nut 6 der Bodenplatte 2 durch einen Haltebügel 4 gedrückt,
der aus zwei Schenkeln 4a und einem diese Schenkel an einem Ende verbindenden Joch
4b besteht. Mit den dem Joch 4b entgegengesetzten Enden der Schenkel 4a ist der
Haltebügel 4 gelenkig an gegenüberliegenden Seitenkanten der Bodenplatte 2 befestigt.
Durch das Joch 4b ist eine Andruckschraube 4c geschraubt, deren Ende gegen die Kuppel
der Glocke 3 derart geschraubt werden kann, daß die Glocke 3 in die Nut 6 und gegen
die Dichtung 7 gedrückt wird. Die Glocke 3 selbst enthält keinerlei Durchbrechungen
oder Zuführungen für eine Druckluftleitung. Die Druckluft wird vielmehr über einen
etwa horizontalen, in der Bodenplatte 2 vorgesehenen Kanal 12, der im Inneren des
Aufsetzbereiches der Glocke 3 auf der Bodenplatte 2 mündet, und der unter der Sohle
der Nut 6 hindurchgeht, zugeführt. An der Außenseite der Seitenkante der Bodenplatte
2 hat der Kanal 12 einen Anschluß 11, welcher das Gegenstück zu einer handelsüblichen
Ventilschnellkupplung 13 aufweist An die Ventilschnellkupplung 13 ist die Druckluftleitung
10 angeschlossen, welche zu einem Druckminderungsventil mit Manometer und von dort
zu einer Druckquelle führt (diese Teile sind zur Vereinfachung nicht dargestellt)
Die Ventil-Schnellkupplung 13 ist so ausgebildet, daß bei Trennung der Kupplung
ein Ventil das Ausströmen von Druckluft aus der Leitung 10 verhindert, während die
Druckluft aus dem Inneren des Druckbehälters 1 über den Anschluß 11 entlüftet wird.
Innernalb des Aufsetzbereiches der Glocke 3
neben der Mündung des
Kanals 12 ist ein Originalbehälter des Dosiermediums aufgestellt Aus diesem Behälter
führt ein Rohr mit einer daran angeschlossenen Kunststoffschlauchleitung 9 zunächst
nach oben und dann durch eine Durchführung in der Bodenplatte 2 neben dem Behälter
nach unten durch das unter der Bodenplatte 2 unmittelbar an deren Unterseite angebrachte
Dosierventil, das insgesamt das Bezugszeichen 5 trägt. Das Dosierventil 5 weist
einen gegen die Kunststoffschlauchleitung 9 gegen eine Gegenplatte 14 schiebbaren
und diese hierdurch abklemmenden Stempel 8 auf. Der Stempel 8 sitzt an einem Eisenkern
8a eines Elektromagneten 8b, derart, daß der Eisenkern 8a und mit ihm der Stempel
8 bei entsprechender Erregung des Elektromagneten 8b in diesen hineingezogen wird,
wodurch der Stempel 8 zurückgezogen und das Dosierventil 5 geöffnet wird.
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Die elektrische und pneumatische Betätigungseinrichtung 16 ist weiter
so ausgebildet, daß der Eisenkern 8a sich in eine Stoßstange 12 verlängert1 die
rückwärts aus dem Elektromagneten 8b herausgeführt ist und mit ihrem Ende in einer
Anschlaghülse 18 sitzt, gegen deren Boden sie durch eine Schraubenfeder 15 abgestützt
ist. Die Schraubenfeder 15 erzeugt die Andruckkraft des Stempels 8 gegen die Kunststoffschlauchleitung
9 bzw. die Gegenplatte 14. Die Anschlaghülse 18 ihrerseits weist ein Außengewinde
auf, mit welchem sie durch eine ebenfalls an der Unterseite der Bodenplatte 2 befestigte
Anschlagplatte 18 geschraubt ist. Durch Vor- oder Zurückschrauben der Anschlaghülse
18 kann somit die durch die Feder 15 erzeugte Andruckkraft des Stempels 8 gegen
die Schlauchleitung 9 bzw. Gegenplatte 14 eingestellt werden. Damit ist eine außerordentlich
einfach zu bewerkstelligende, individuelle Einstellmöglichkeit auf den Betriebsdruck,
die Viskosität des Dosiermediums und andere hier eingehende Einflußgrößen geschaffen
Zu
erwähnen ist weiter, daß die Gegenplatte 14 durch (in Figur 1 nur schematisch angedeutet)
Schrauben oder sonstige Befestigungselemente lösbar befestigt ist so daß die Kunststoffschlauchleitung
9 im Bereich des Stempels 8 durch Abnehmen der Gegenplatte 14 ohne weiteres freigelegt
und von vorne zugänglich gemacht werden kann. Da die druckdicht ausgeführte Durchführung
der Kunststoffschlauchleitung 9 durch die Bodenplatte 2 ebenfalls durch eine Schraubverbindung
schnell lösbar ausgebildet ist, kann die Kunststoffschlauchleitung 9 außerordentlich
schnell durch wenige Handgriffe ausgewechselt werden.
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Der Kunststoffschlauch 9, der mit einem Ende mit dem Vorratsbehälter
verbunden ist, ist mit dem anderen Ende mit dem Verteilerblock bzw. -kopf 20 verbunden.
Der Verteilerkopf weist wenigstens eine Eingangsöffnung für das Ende des Kunststoffschlauches
auf; wobei die Eingangsöffnung vorzugsweise mit der Abgabedüse 21 ausgekleidet ist,
die zu der Düsenspitze 22 ausläuft. Um die Düsenspitze herum ist die Auslaßöffnung
23 der Druckgasleitung 24 angeordnet. Die Druckgasleitung im Verteilerkopf kann
senkrecht und auch quer zur Auslaßöffnung 23 angeordnet sein. Der Druckgasschlauch
26 ist über eine Mutter 25 mit der Druckgasleitung 24 verbunden. Die Ausfaßöffnung
der Druckgasleitung stellt eine rohrförmige Öffnung dar, die sich vorzugsweise nach
unten verengt.
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