DE2854687A1 - Antriebsvorrichtung fuer hubweise arbeitende dosierpumpen und/oder dosiereinrichtungen mit unterschiedlichen oeffnungs- schliesshub-verhaeltnissen, zur synchronen abgabe ungleicher mengen - Google Patents

Antriebsvorrichtung fuer hubweise arbeitende dosierpumpen und/oder dosiereinrichtungen mit unterschiedlichen oeffnungs- schliesshub-verhaeltnissen, zur synchronen abgabe ungleicher mengen

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DE2854687A1 DE19782854687 DE2854687A DE2854687A1 DE 2854687 A1 DE2854687 A1 DE 2854687A1 DE 19782854687 DE19782854687 DE 19782854687 DE 2854687 A DE2854687 A DE 2854687A DE 2854687 A1 DE2854687 A1 DE 2854687A1
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Description

Wilhelm H e d r i c h
Vakuumanlageη GmbH.+Co.KG
6331 Katzenfurt«,
Antriebsvorrichtung für hubweise arbeitende Dosierpumpen und/oder Dosiereinrichtungen mit unterschiedlichen Öffnungs- Schließfaub- Verhältnissen, zur synchronen Abgabe ungleicher Mengen.
Die Erfindung befaßt sich mit der Antriebsvorrichtung für hubweise arbeitende Dosierpumpen und/oder Dosiereinrichtungen mit unterschiedlichen Öffnungs- Schließhub- Verhältnissen, zur synchronen Abgabe ungleicher Mengen verschiedenartiger Substanzen, bestehend aus mehreren proportional gesteuerten ungleicher Druckmedien.
Zur Herstellung von Kunststoffteilen, vorwiegend aus Kunstharzen, die aus mehreren Komponenten unterschiedlicher Viskositäten und Zusatzstoffen bestehen und deren Topfzeiten sehr kurz sind, müssen zur Erreichung einer gleichmäßigen Qualität der Endprodukte die einzelnen Komponenten nach einem Sntgasungsprozeß einem Mischer in genau dosierten aber meist ungleichen Mengen zugeführt werden, wobei es erforderlich ist, diese ungleichen Mengen gleichzeitig in den Mischer einzubringen. Um ein solch gleichmäßiges Produkt zu erhalten hat man schon versucht, die dem Mischer zugeordneten Einlaßventile über Kontaktgeber zu betätigen, die von Zeitgeräten über weitere Impulsgeber die Dosier-Einlaßventile entsprechend lange oder kurze Zeit zur Eingabe der gewünschten ungleichen Mengen geöffnet wurden. Nach diesen Vorrichtungen wurden die einzelnen Öffnungszeiten der Ventile dadurch festgelegt, daß die jeweils ersten fertigen Produkte auf ihre Qualität geprüft wurden und bei Abweichungen nach neuer Einstellung dieser Prozeß so lange fortgesetzt wurde bis das Endprodukt den vorgegebenen Werten entsprach. Es sind auch Geräte zum Austragen dosierter Mengen mehrerer Komponenten in eine Mischvorrichtung
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bekannt geworden, bei denen Dosierkolbenpumperi~zwischen einer festen und einer beweglichen Wand angeordnet wurden, damit der Hubinhalt für die einzelnen Komponenten bestimmbar wurde. Mit dieser Anordnung ist es jedoch unmöglich, unterschiedliche Viskositäten und ungleich große und kleine Mengen verschiedenartiger Komponenten synchron in einen, erst über lange bewegliche Leitungen erreichbaren Mischer zu bringen. Als weiterer Nachteil hat sich herausgestellt, daß ganz allgemein durch Hebelsysteme direkt mechanisch angetriebene Dosierpumpen in ganz bestimmter baulicher Zuordnung zueinander und zu dem jeweiligen Mischer aufgebaut werden mußten, was vor allem dann sehr störnd wurde, wenn beispielsweise die Mengenverhältnisse der Einzelkomponenten zueinander geändert werden müssen, weil dadurch notwendigerweise sehr lange flexible Verbindungsleitungen unvermeidlich werden, die außerdem nicht oder nur mit sehr großem Aufwand beheizbar sind, wodurch aber die einzelnen Komponenten viel zu große und unterschiedliche Temperaturgefälle erhalten. Dies wiederum ergibt zuletzt eine schlechte Qualität des Endproduktes.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile durch die Konstruktion einer Antriebsvorrichtung so zu verbessern, daß damit sowohl einfach hubweise arbeitende Dosierpumpen mit einem einzigen Förderhub, als auch. Dosiereinrichtungen mit mehreren Dosierpumpen, die je einen Öffnungs,—einen Schließhub und einen Leerhub ohne Unterbrechung, außer ihren Umkehrpunkten durchlaufen und einzeln - oder gruppenweise synchron antreibbar sind, wobei die Hubmenge und die Dosierverhältnisse auf einfachste Weise stufenlos einstellbar ist.
Gelöst wurde diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß sowohl ein Kraftzylinder und ein- oder mehrere hydraulische Arbeitszylinder zwischen dem einseitig gelagerten Hebel und dem Eahmen im weiten Bereich verschiebbar und die Druckmedien der hydraulischen Zylinder über Leitungen den direkt mit den Antriebszylindern der Dosierpumpen verbunden sind.Sin großer Vorteil ist es, daß zur Erzeugung eines festen, vom Förderdruck unabhängigen Öffnungs- bezW. Schließhubes für das Volumen der einzelnen Hydrauliksysteme pro Hub beeinflußende Mittel vorgesehen sind. Dies erfolgt dadurch vorteilhaft,daß
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der 1 η, "-- *
einseitig gelagerte Hebel mit Verstelltarem^^SGhlageri "be'-;? grenzbar und an den Endlagen seines Schwenkweges sind signalisierende Kontrollschalter verstellbar zugeordnet. -Zur weiteren Erweiterung möglicher Einstellungen ist der Drehpunkt des einseitig gelagerten Hebels in dem Rahmen vertikal verstellbar und mit besonderem Antrieb rhythmisch bewegbar. Mit großer Überlegenheit sind die Öffnungs- bezw. Schließhübe der Dosierpumpen durch die in den Verbindungsleitungen zu- und abschaltbaren hydraulischen Speicher, die über die Steuerongsstelle mit den zugehörigen Organen beeinflußt werden sehr genau einstellbar. Zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit der Dosierpumpenarbeit ist als Gegenkraft gegen die Hydraulik zum Saug, bezw. Öffnungshub der Dosierpumpen eine pneumatische od.dgl.Beaufschlagung auf den Gegenkraftkolben vorgesehen, die auch während des Schließ- und/oder Förderhubes angewendet wird. Zur sohneilen Änderung der für andere Materialmischungen notwendigen Einstellungen ist zur reproduzierbaren -Ansaugen,Schließen,Fördern- Steuerung der Arbeitsabläufe der Dosier- od.dgl. Pumpen eine Steuerstelle mit variabel einstellbaren Zeitgliedern vorgesehen.
Fig.1 zeigt schematisiert die Antriebsvorrichtung zur synchronen Abgabe ungleicher Mengen unterschiedlicher Medien in einen Mischer.
An den Vorratsbehältern l,.l" die in der Zeichnung mit Biihrwerken 2,2" ausgerüstet und mit unterschiedlichen Komponenten einer Gießharzmasse gefüllt sind, ist je eine posierpumpe 3,3" direkt angeflanscht,.die über die Förderleitungen 4,4* und Rückschlagventile 5,5N mit dem Durchlaufmischer 6 verbunden, dessen Auslaufventil 7 über die Steuerstelle 17 schaltbar ist.Den Dosierpumpen 3,3' sind für den Förderhub die Hydraulikzylinder 8,8V; und für den Saughub die Pneumatikzylinder 9,ίΓ zugeordnet, die jeweils mit ihren zugehörigen Arbeitszylindern ll,llv über die Verbindungsleitungen lo,loN;und die Leitung 24 mit dem pneumatisch angetriebenen Kraftzylinder verbunden sind. Die als Beispiel gezeigten
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drei Zylinder 11,11' und 14 sind an dem Rahmen 12 und deren Kolbenstangen 25,26 und 27 an dem einseitig beweglichen Hebel 13 verschieblich angeordnet. Ebenso ist der Drehpunkt 28 des einseitig beweglichen Hebels 13 vertikal an dem Ranmen 12 verschiebbar, wobei dieser Drehpunkt 28 ,bezw. dessen Lager motorisch oszillierend und im Gleichtakt mit den Punktionen der von dem Hebel 13 betätigten Kolben 11,11"und 14 antreibbar ist. der Scnwenkbereich des Hebels 13 ist durch die verstellbaren Anschläge 15,15*begrenzt und gibt durch die einstellbaren Endschalter 16,16"Signale in die Steuerstelle 17. Die Druckluftbeaufschlagung des Kraftzylinders 14 wird mit dem Ventil 18 vorgenommen und über die zeitung 24,24s; die Pneumatikzylinder 9,9"» die von den Ventilen 19,19" in entsprechend eingestellter Oszillation den Kolbenrückzug bezw. Öffnungshub der Dosierventile 3, 3" vornehmen. Im hydraulischen Kreislauf werden von den Arbeitszylindern 11,IIs über die Verbindungsleitungen Ιο,ΐο", denen die Ventile 2o,2o" und hydraulischen Speicher 21,21" zugeordnet sind, die Hydraulikzylinder für den Schließhub der Dosierpumpen 3» 3" beaufschlagt, wooei die Verbindungsleitungen 11,1ο* über die Ventile 22,22" mit dem Hydraulikmedium aus dessen Vorratsbehälter 23 verbindbar ist.
Die Antriebsvorrichtung arbeitet bei mit zu verarbeitenden Komponenten, beispielsweise Harz und Härter gefüllten Behältern I1I"1" und den mit Hydraulikmedium gefülltem Vorratsbehälter 23, den Verbindungsleitungen Ιο,ΐο" und hydraulischen Speichern 21,21" bei einer Ausgangsstellung in der beispielsweise die Dosierpumpenkolben 3»3"in Saugstellung stehen, wie folgt:
In dieser Saugstellung sind die Pneumatikventile 19,19" geöffnet und damit die Zylinder 9,9" unter dem Druck der Preßluft stehen. Damit sind die Dosierkolben 3,3"und die Hydraulikzylinder 8,8" in der saugseitigen Endlage gehalten. Der einseitg beweglich Hebel 13 befindet sich zu diesem Zeitpunkt am Anschlag 15" und dem Endschalter 16", dessen Steuersignal die Ventile 2o,2o* geöffnet hält,wobei sich die hydr.Speicher 21.21"im maximalen Füllstand befinden.
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Im dargestellten Beispiel sind Druckspeicher vorgesehen, deren Druck mit zunehmender Füllung zunimmt. Selbstverständlich können auch andere Druckspeicher ohne Druckerhöhung verwendet werden.
In dieser Ausgangsstellung sollen bei gefüllten Dosierpumpen 3» 3" j& eine dosierte Portion über die leitungen 4 und die Rückschlagventile 5,5" dem Mischer 6 zugeführt und den Mischer über das Auslaßventil 7 verlassen. I1Sr diesen Moment werden die Ventile 19,19" umgesteuert und damit die Zylinder 9,9" entlüftet. Gleichzeitig läuft in der Steuerstelle 17 ein Zeitwerk an und bestimmt die Schließzeit der Kolben der Dosierpumpen 3,3". Durch die entlasteten Zylinder 9 »9" überwiegt die Kraft der Speicher 21,21", die nun die Kolben 8,8" in Bewegung setzt und damit die Dosierpumpen 3»3" in Ausstoßrichtung bringen, wobei die Kolben 3,3" durch die in der Steuerstelle 17 vorgegebene Schließzeit die Wege xl bezw. x2 bis zur Schließstellung durchlaufen, in der die Fördermedien unter solchen Druck gesetzt werden müssen, mit dem die Rückschlagventile 5,5" überwunden werden können. Hierzu reicht aber die Kraft der hydraulischen Druckspeicher 21,21V nicht aus, sodaß die Kolben der Dosierpumpen 3,3" in der Schließstellung stehen bleiben. Erst nach Ablauf der von der Steuerstelle 17 vorgegebenen SehlieSzeit wird der eigentliche Förderhub dadurch eingeleitet, daß zuerst die Ventile 2o,2o"geschlossen, anschließend das Ventil 18 geöffnet wird wodurch der Kraftzylinder 14 beaufschlagt,den Hebel 13 vom Anschlag 15" verläßt und während dessen Bewegung bis zum Anschlag 15 die Arbeitszylinder 11,11s im Verhältnis ihrer Hebelarmlängen rl und r2 und damit ihrer Mengeninhalte entsprechende Hydraulikmedienmenge über die Leitungen lo,loN in die Zylinder 8,8X pressen, wodurch die Dosierpumpenkolben 3,3" die eingestellten Nutzhubwege hl und h2 zurücklegen können. Auf diese Weise herrschen während der gesamten Bewegungszeit des Hebels 13 synchrone Förderstromverhältnisse in den Leitungen 4,4* .
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nun der Hebel 13 den Anschlag 15 erreicht, was von dem Endschlater 16 kontrolliert wird, ist der synchrone Dosierhub ausgeführt und die Füllung des Mischers 6 vollzogen. Die Steuerstelle 17 leitet sofort den nächsten Saughub durch Umschalten des Ventils 18 ein, wobei zuerst der Preßluftzylinder 14 entlüftet wird. Gleichzeitig werden die Pneumatikventile 19,19" und die hydraulischen Ventile 2o,2o" umgesteuert, womit die Zylinder 9»9" beaufschlagt und auch die Dosierpumpenkolben 3» 3* zurückgeschoben werden. Auch die Hydraulikflüssigkeit wird dabei über die Verbindungsleitungen lo,lov in die Arbeitszylinder 11,11" und die Druckspeicher 21,21" Eurückgedrängt. Der Hebel 13 erreicht wieder die Ausgangsposition am Anschlag 15" mit dem Endschalter 16", der die Steuerstelle 17 erreicht und die Dosierpumpenkolben 3»3V in die saugseitige Endlage gebracht werden.
Jetzt sind die vollen Öffnungsquerschnitte der Dosierpumpen freigegeben für den nächsten Arbeitsablauf.
Durch die Steuerstelle 17 vorgegeben ist eine Verweilzeit in der Anschlaglage Vorbedingung für die Einleitung des nächsten Hubes, damit bei größeren oder anderen Viskositäten der Fördermedien und der Zufluß aus den Vakuumbehältern 1,1" die Füllung der Bosierpumpenzylinder 3j3% gewährleitet ist. Der an einem Hub beschriebene Ablauf wiederholt sich sinngemäß laufend.
Der besondere Vorteil der beschriebenen Antriebsvorrichtung besteht in der Möglichkeit, den Moment des Dosierpumpenhubes zu ertasten, in dem der Hubraum der Dosierpumpe vom Vakuumbehälter getrennt ist. Die bis zu diesem Punkt erfolgte Kolbenbewegung wird als Schließhub bezeichnet. Erst nach diesem Schließhub beginnt der eigentliche Dosierhub, dessen Beginn erst dann anfängt, wenn die Kolben einen Gegendruck aufgebaut haben.
Der technische Vorsprung gegenüber bekannten Vorrichtungen ist damit begründet, daß beispielsweise in dem Fall, wenn der Vorrat in einem der Behälter 1 oder 1" erschöpft ist, auch dann, wenn der Pumpenkolben in den Zylinder der Pumpe
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γ
einfährt, kein Gegendruck erreicht wird. Der zusätzliche Verdrängungsweg bringt den Kolben ausstoßseitig in Anschlaglage und blockiert die Schwenkbewegung des Hebels 13, so, daß dieser den Kontrollschalter I6^nicht erreicht. Diese Störung wird folglich die ganze Anlage abschalten, wodurch falsche Produktionsteile und weitere Schäden ausgeschaltet sind.
Außerdem bewirkt die Abtastung des Schlie3aubes sehr genaue Dosierergebnisse und außerdem eine exakte Abstimmung der Dosierpumpen untereinander.
Der weitere Vorteil bezieht sich auf die völlig freie Wahl der Anordnung der Dosierpumpen auch in größeren Anlagen, wobei die Einstellung der flexiblen Antriebskraft , des Dosierverhältnisses mehrerer Pumpen zueinander und der Schußgröße an gut zugänglicher zentraler Stelle für alle Antriebspumpen ausgeführt wird und sich die gesamte Antriebsvorrichtung mit einem Minimum an Hydraulikleitungen ausführen läßt.
Insgesamt ermöglicht diese Antriebsvorrichtung in Verbindung mit Dosierpumpen nach der Anmeldung P 27 41 8o3. 7 höchste Dosiergenauigkeit und exakte Synchronisation wobei auch für unterschiedliche Pumpendruckförderungen keine baulichen Veränderungen an den Pumpen erforderlich sind.
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Claims (4)

  1. — ι __
    Vakuumanlage!! GmbH.+Co.KG
    Katzenfurt
    „„Patentansprüche^
    Antriebsvorrichtung für hubweise arbeitende Dosierpumpen und/oder Dosiereinrichtungen mit unterschiedlichen Öffnungs-Schließhub-Verhältnissen, zur synchronen Abgabe ungleicher Mengen verschiedenartiger Substanzen, bestehend aus mehreren proportional gesteuerten ungleicher Druckmedien, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl ein Kraftzylinder (14) und ein- oder mehrere hydraulische Arbeitszylinder (11,11N) zwischen dem einseitig gelagerten Hebel (13) "und dem Rahmen (12) im weiten Bereich verschiebbar und die Druckmedien der hydraulischen Zylinder (ll,llv ) über Leitungen (lo,lov ) den direkt mit den Antriebszylindern (8,8^) der Dosierpumpen (3»y ) verbunden sind,
  2. 2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines festen, vom Förderdruck unabhängigen Öffnungs be zw. Schließhubes, das Volumen der einzelnen Hydrauliksysteme pro Hub beeinflussende Mittel vorgesehen sind.
  3. . Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der einseitig gelagerte Hebel (13) mit verstellbaren Anschlägen (15,15" ) begrenzbar und an den Endlagen seines Schwenkweges signalisierende Kontrollschalter verstellbar angeordnet sind.
  4. 4. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (28) des einseitig gelagerten Hebels (13) vertikal verstellbar und mit besonderem Antrieb rhythmisch bewegbar ist.
    2 -
    030026/03 IS ORiOIMALINSPECTEO
    L — 2 —
    2354687 -
    Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1. 2.und 3. dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungs- bezw. Schließhübe der Dosierpumpen (3,5' ) durch die in den Leitungen (lo,lo")zu- und abschaltbaren hydraulischen Speicher (21,21") über die Steuerungsstelle (17) mit den zugehörigen Organen (2o,2oN ) beeinflußt werden.
    Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen l.,2.,3· und 4· dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenkraft gegen die Hydraulik (8,8" )zum Saug, bezw. Öffnungshub der Dosierpumpen (3»3 ) eine pneumatische od.dgl. Beaufschlagung auf den Gegenkraftkolben des Zylinders (9>9%) vorgesehen ist, die auch während des Schließ- und/oder Förderhubes als Gegenkraft gegen die Hydraulik (8,8* ) anwendbar ist.
    Antriebsvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur reproduzierbaren -Ansaugen, Schließen- Fördern- Steuerung der Arbeitsabläufe der Dosierod.dgl. Pumpen (3,3") die Steuerstelle (17) mit variabel einstellbaren Zeitgliedern vorgesehen ist.
    Π 30028/031 5
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