DE2823761A1 - Dosier- und foerdereinrichtung - Google Patents

Dosier- und foerdereinrichtung

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Description

Dr. -Ing. Holzhäuser
Dip I. -Met. Gold B ach
Dip!.-Ing. Schieferdecker
P a t e η t a η vv äJt ·
HerrnstraCa 37 · 6030 OfT
4. Juli 1977 RS/kh
Spühl AG, 9009 St. Gallen
Dosier- und Fördereinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Dosier- und Fördereinrichtung für miteinander zu mischende Flüssigkeiten, wobei mehrere parallel zueinander angeordnete Förderpumpen durch ein Antriebsaggregat betätigbar sind.
Solche Dosier- und Fördereinrichtungen werden beispielsweise in Maschinen zur Herstellung von Reaktionsschaumkunststoffen verwendet. Um eine einwandfreie chemische Reaktion der flüssigen
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Komponenten zu gewährleisten, müssen die Mengen und das Mischungsverhältnis vor dem Zusammenbringen im Mischaggregat sehr genau dosiert werden. Dazu sind Niederdruckförderanlagen bekannt, bei denen Verdrängerkolbenpumpen an gelenkigen, trapezförmigen Halterungen mit regulierbarem Hub befestigt sind. Das Schussvolumen wird über den Hub eingestellt. Das gewünschte Mischungsverhältnis wird durch Verschiebung der Pumpenzylinder parallel zueinander erhalten, derart, dass sich der Gründhub des Antriebsaggregates auf die einzelnen Kolben verschieden auswirkt.
Die Produktivität dieser Anlage ist relativ gering, da nach jedem Schuss die Kolben wieder zurückgefahren werden müssen, um neues Material anzusaugen. Auch ist die Einstellung des Mischungsverhältnisses ungenau und arbeitsintensiv und ohne spezielle Werkzeuge nicht möglich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Dosier- und Fördereinrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, welche sich insbesondere für kleine Schussmengen eignet, und welche sich rasch und präsize ohne Werkzeuge einstellen lässt.
Erfindungsgemäss wird dies so erreicht, dass jeder Flüssigkeit ein Förderpumpenpaar zugeordnet ist, bestehend aus je zwei ab-
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wechslungsweise einen Ansaug- und einen Ausstosstakt ausführenden Kolbenpumpen, welche zwecks Hubveränderung gegenläufig zueinander und senkrecht zu den Kolbenstangen verschiebbar sind, und dass ein durch das Antriebsaggregat auslenkbares Schwenkelement mit beidseitig angeordneten Schwenkarmen vorgesehen ist, welch'!g^z^eire :y " ■ je mit einer der Kolbenpumpen eines Paares verbunden sind, wobei die Enden der Kolbenstangen in Nuten der Schwenkarme gelenkig gelagert und geführt sind.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Dosier- und Fördereinrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Dosier und Fördereinrichtung und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Fördereinrichtung gemäss Fig. 2.
Die in der Fig. 1 dargestellte Dosier- und Fördereinrichtung ist bestimmt für die Dosierung von zwei flüssigen Komponenten, z. B. Polyol und Isocyanat, für die Herstellung von Reaktions-
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schaumkunststoff oder Vergussmassen auf Polyurethanbasis. Die Einrichtung weist zwei Kolbenpumpenpaare 1,1'; 2, 2' auf, die parallel zueinander angeordnet sind und von einem gemeinsamen Schwenkelement 3 betätigt werden. Das bei 51 im Gestell gelagerte T-förmige Schwenkelement 3 weist einen Schwenkhebel 4 auf, in dessen Schlitz 5 ein Zapfen 6 eines hin und her beweglichen Schlittens 7 gelenkig eingreift.
Der Schlitten 7 wird mittels einer Arbeitsspindel 8 zwischen zwei Endstellungen 9, 10 verschoben, wobei dazu die Arbeitsspindel 8 durch einen umschaltbaren Elektromotor 11 abwechslungs weise in der einen oder der anderen Drehrichtung angetrieben wird. Eine am Motor angebrachte Federdruckbremse 48 mit Strombeaufschlagung sorgt für das rasche Abbremsen des Motors beim Ab- bzw. beim Umschalten. Beim Elektromotor handelt es sich zweckmässigerweise um einen Gleichstrommotor mit stufenlos regulierbarer Drehzahl.
Die Endstellungen des Schlittens 7 sind durch berührungslose, elektromagnetische Schalter 9, 10 gebildet, die ansprechen und den Motor abschalten, sobald der Schlitten einer der Kontaktstellen 15 der Schalter 9, 10 gegenüberliegt.
Mindestens einer der Schalter 9, 10 lässt sich durch eine Verstellspindel 13 mit Rändelrad 12 in Richtung der Arbeitsspindelachse verschieben. Dadurch kann der Schlittenweg bzw.
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die Schwenkbewegung des Schwenkelementes 3 verändert werden. Auf diese Weise wird der Grundhub der Kolbenpumpen für die Mengenregulierung eingestellt. Zweckmässigerweise kann neben dem verschiebbaren Schalter 10 eine Messskala 14 vorgesehen sein, damit die Mengeneinstellung direkt ablesbar ist.
Die Enden der Kolbenstangen 16 der einander zugeordneten Kolbenpumpen 1, 1' bzw. 2, 21 jedes Kolbenpumpenpaares sind je mit einem Schenkel 17, 18 des Schwenkelementes 3 verbunden. Dazu sind die Enden der Kolbenstangen 16 gelenkig an Führungsschuhen 19 befestigt, die ihrerseits in Führungsnuten 20 der als Schwenkarme 17, 18 wirkenden Schenkel geführt sind.
Das Kolbenpumpenpaar 1, I1 für die flüssige Kompenente A ist auf einer Einstellspindel 21 mit Handrad 22 beweglich gelagert. Durch Drehen am Handrad 22 wird erreicht, dass beide Kolbenpumpen 1, I1 synchron, parallel zueinander und senkrecht zu den Kolbenachsen verschoben werden, wobei sich die Kolbenpumpen 1, 1' aufeinander zu oder voneinander weg bewegen· Dabei machen die Führungsschuhe 19 in den Führungsnuten 20 der Schwenkarme eine entsprechende Bewegung mit. So wird erreicht, dass die Kolbenhübe beider Kolbenpumpen 1, 1' gleichzeitig vergrössert oder verkleinert werden können. Die Einstellspindel 21 ist zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Spindelteile unterschiedliche Steigungsrichtungen aufweisen und mittels einer feststellbaren Kupplung 49 miteinander verbunden sind.
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Bei jeder Schwenkbewegung des Schwenkelementes 3 führt der Kolben 25 bzw. 25' der einen Kolbenpumpe 1 bzw. 1' seinen Ausstoss-
takt durch, währenddem der andere Kolben 25' bzw. 25 gleichzeitig seinen Ansaugtakt durchführt und umgekehrt. Die im Behälter mittels Druckluft 27 von 0,5 - 1,5 bar unter Druck gelagerte, flüssige Komponente A gelangt über die Leitung 28 zu den Ansaugstutzen 29, 29" der beiden Kolbenpumpen 1, 1'.
'Jede Kolbenpumpe 1, 1' weist ein im Arbeitstakt zwangsweise gesteuertes Wälzventil 30, 30' auf, die beide mittels Hebel 31 und einer Steuerstange 32 gleichzeitig umgeschaltet werden können. Die Wälzventile 30, 30' sind direkt an den Pumpen 1, I1 angebaut. Der Antrieb der Steuerstange 32, beispielsweise mechanisch vom Elektromotor her oder elektropneumatisch, ist nicht näher dargestellt.
In den Stellungen der Kolben 25, 25' gemäss Fig. 1 ist bei der einen Pumpe 1 der Ansaugstutzen 29 offen und der Auslassstutzen 33 geschlossen, bei der anderen Pumpe 1' ist der Ansaugstutzen 29' geschlossen und der Auslassstutzen 33' offen. Der Kolben 25 saugt an und die Flüssigkeit A gelangt in den Zylinderraum 34. Der andere Kolben 25" befindet sich in der Ausstossphase. Die Flüssigkeit A im Zylinderraum 34' wird durch den Auslassstutzen 33' ausgestossen, gelangt in die Druckleitung 35 und von da in das Mischaggregat 36.
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Das zweite Kolbenpumpenpaar 2, 2' ist auf entsprechende Weise auf einer zweiten Einstellspindel 23 mit Handrad 24 befestigt, so dass deren Kolbenhübe unabhängig von der Einstellung des ersten Kolbenpumpenpaares 1, 1' ebenfalls variiert werden können. Beim zweiten Kolbenpumpenpaar 2, 2' sind die Kolben mit 37 bzw. 37', die Zylinderräume mit 38 bzw. 38' die Wälzventile mit 39 bzw. 39', die Einlassstutzen mit 40 bzw. 40' und die Auslassstutzen mit 41, 41r bezeichnet.
Die flüssige Komponente B gelangt vom Behälter 42 über die Leitung 43 in die Kolbenpumpen 2, 2' und von da über die Druckleitung 50 ebenfalls in das Mischaggregat 36.
Im Mischaggregat 36 treffen die genau im richtigen Mischverhältnis vordosierten chemischen Reaktionskomponenten A, B erstmals aufeinander. Die Komponenten werden intensiv miteinander vermischt und dann über die Düse 44 der Giessform zugeführt.
Die beschriebene Dosier- und Fördereinrichtung ist speziell ausgelegt zur Dosierung von Klein- und Kleinstschussmengen von 0,5 bis 100 g im Niederdruckverfahren. Durch gleichzeitiges paralleles Verschieben beider Kolbenpumpenpaare für die eine bzw. die andere flüssige Komponente lässt sich das Mischungsverhältnis präzise und rasch auf jedes gewünschte Mass einstellen.
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Die Einstellung erfolgt durch Verdrehung der Handräder, ohne Werkzeuge. Das Mischungsverhältnis ist bei jedem Schuss gut reproduzierbar, so dass eine einwandfreie Reaktion erreicht wird.
Die Umschaltventile sind direkt an den Pumpen angebaut, und die Umschaltung erfolgt gleichzeitig und zwangsgesteuert. Infolge der Tandem-anordnung der Pumpen wird eine schnelle Schussfolge ohne Leerhübe gewährleistet.
Die Gesamtschussmenge lässt sich ebenfalls manuell genau einstellen durch Aenderung des Grundhubes mittels des berührungsfreien Schalters 10. So ist eine kontinuierliche Mengeneinstellung erzielbar.
Selbstverständlich wäre es möglich, mehr als zwei Komponenten zu dosieren, indem weitere Pumpenpaare vorgesehen wären. Dazu ist aber die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Einrichtung besser geeignet. Bei dieser Einrichtung ist das zweite Kolbenpumpenpaar 2, 2' oberhalb des. ersten Kolbenpumpenpaares 1, 1' angeordnet. Dementsprechend weist das Schwenkelement 3 untere Schwenkarme 17, 18 und obere Schwenkarme 45, 46 auf. Durch entsprechende Höhenstaffelung könnten auf einfache Weise weitere Kolbenpumpenpaare angebracht werden. Im übrigen weist die Ein-
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richtung gemäss den Fig. 2 und 3 die gleichen Bauteile auf wie die erstbeschriebene Einrichtung, und diese Bauteile sind auch mit den gleichen Ueberweisungsziffern versehen und werden deshalb nicht nochmals beschrieben. Die Bauteile sind auf einer Gehäuseplatte 47 gut zugänglich und gut bedienbar aufgebaut. Die nicht näher dargestellte Steuerung der Einrichtung erfolgt elektropneumatisch.
Die Einrichtung ist einfach, wartungsarm und unempfindlich gegenüber den zu mischenden Komponenten. Die Fördermenge ist unabhängig vom Gegendruck und von der Viskosität des Dosiergutes, und sie kann auf sehr einfache Weise kontinuierlich eingestellt werden.
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Claims (9)

Patentansprüche :
1. Dosier- -und Fördereinrichtung für miteinander zu mischende Flüssigkeiten, wobei mehrere parallel zueinander angeordnete Förderpumpen durch ein Antriebsaggregat betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Flüssigkeit (A, B) ein Förderpumpenpaar zugeordnet ist, bestehend aus je zwei abwechslungsweise einen Ansaug- und einen Ausstosstakt ausführenden Kolbenpumpen (1, 11; 2, 2')i welche zwecks Hubveränderung gegenläufig zueinander und senkrecht zu den Kolbenstangen (16) verschiebbar sind, und dass ein durch das Antriebsaggregat (11) auslenkbares Schwenkelement (3) mit beidseitig angeordneten Schwenkarmen (17, 18; 45, 46), vorgesehen ist, welch letztere je mit einer der Kolbenpumpen (1, 1'; 2, 21) eines Paares verbunden sind, wobei die Enden der Kolbenstangen (16) in Nuten (20) der Schwenkarme (17, 18; 45, 46) gelenkig gelagert und geführt sind.
2. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je die beiden Kolbenpumpen (1, 11; 2, 21) eines Kolbenpumpenpaares mittels je einer gemeinsamen Einäbellspindel (21, 23) regulierbar sind.
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ob
3. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einstellspindel (21, 23) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden Spindelteile unterschiedliche Steigungsrichtungen aufweisen und mittels einer feststellbaren Kupplung (49) miteinander verbunden sind, und dass jeder Kolbenpumpe (1, I1; 2, 2') eines Paares je ein Spindelteil zugeordnet ist.
4. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende eines vom Schwenkelement (3) abstehenden Schwenkhebels (4) gelenkig mit einem Schlitten (7) verbunden ist, der durch das Antriebsaggregat (11) zwischen zwei Endstellungen (9, 10) hin und her bewegbar ist.
5. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (7) mittels eine durch einen umschaltbaren Elektromotor (11) angetriebene Arbeitsspindel (8) verschiebbar ist.
6. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstellungen durch zwei berührungslose Schalter (9, 10) gebildet sind , und dass mindestens einer dieser Schalter (10) zwecks Veränderung des Schlittenhubes verstellbar ist.
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7. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem verstellbaren Schalter (10) eine Messskala zugeordnet ist.
8. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Förderpumpenpaare (1, I1; 2, 2') übereinander angeordnet sind, und dass am Schwenkelement (3) pro Pumpenpaar ein entsprechendes Schwenkarmpaar (17, 18; 45, 46) angebracht ist, wobei diese Schwenkarmpaare ebenfalls übereinander angeordnet sind.
9. Dosier- und Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kolbenpumpe (1, 1; 2, 2') ein Ventil (30, 30'; 39, 39') aufweist, dass diese Ventile mittels Hebeln (31) und einer Steuerstange (32) gemeinsam im Arbeitstakt schaltbar sind, wobei sie abwechslungsweise die Ansaugöffnungen bzw. die Auslassöffnungen der Kolbenpumpen freigeben, derart, dass bei jedem Kolbenpumpenpaar immer eine Auslassöffnung und eine Ansaugöffnung offen ist,
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