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Vorrichtung zur Dosierung von Materialien unterschiedlicher
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Aggregatzustände in einem vorwählbaren Verhältnis Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Dosierung
von verschiedenen flüssigen, festen, ggf. gasförmigen Materialien, insbesondere
von Kunstharzen, Katalysatoren, geschnittenen Faserstoffen, pulverförmigen und/oder
granulatartigen festen Hilfs- und Füllmaterialien, von Fall zu Fall von Gasen, z.B.
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schaumbildenden Gasen in einem in Bezug von mindestens zwei Stoffarten
bestimmten vorwählbaren Verhältnis. Die Vorrichtung weist eine die Flüssigkeitskomponenten
und ggf. die gasförmige Substanz verhältnisgleich zueinander fördernde Flüssigkeitsdosiereinheit
auf und ist desweiteren mit mindestens einer zur Förderung von pulverförmigen oder
granulatartigen festen Stoffen geeigneten, vorzugsweise volumetrischen Hilfsmaterialdosiereinheit
versehen. Es sind auch ein mit einem Einschaltventil versehenes Materialaustragsorgan
und eine mit diesem zweckmäßig zusammengebaute, auch mit einer Faserschneidmaschine
ausgestattete Zuführeinrichtung zur Dosierung des Faserstoffes vorgesehen. Die Vorrichtung
weist weiterhin eine Gasdosiereinheit, verschiedene pneumatische und/oder hydraulische
und/oder elektrische Antriebs- bzw. Steuerelemente, insbesondere Motore, Arbeitszylinder,
Ventile, den Hub ändernde Einheiten, Impulsteiler, sowie den Druck des Mediums und
die Menge des strömenden Mediums verändernde, von Fall zu Fall regelnde Automatikelemente
auf.
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Es sind zahlreiche Vorrichtungen zur gleichzeitigen verhältnisgleichen
Dosierung von flüssigen Kunstharzen und flüssigen Hilfsmaterialien, z.B. Katalysatoren,
Beschleunigern, Inhibitoren, bekannt. Die gemeinsame Charakteristik der erwähnten
Vorrichtungen besteht darin, daß die einzelnen Flüssigkeitskomponenten mit Hilfe
von auf irgendeiner Weise gekoppelten
Kolbenpumpen gefördert werden,
wobei die Pumpen von einem pneumatisch oder hydraulisch betätigten, eine lineare
Hin-und Herbewegung ausführenden Arbeitszylinder angetrieben werden.
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Bei dem einen Typ der bekannten Vorrichtungen werden das Kunstharz
und die erwähnten Hilfsmaterialien unter Zuhilfenahme einer gemeinsam betätigten,
mit einem Hebel-Ubersetzungsmechanismus gekoppelten Kolbenpumpe gefördert. Eine
derartige Lösung ist in der US-PS 3 790 030 beschrieben.
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Bei einem anderen Typ der bekannten Vorrichtungen werden alle Flüssigkeitskomponenten
von mit pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylindern angetriebenen Kolbenpumpen
gefördert. Die einzelnen Pumpen sind über ein pneumatisches oder hydraulisches Steuersystem
verhältnisgleich gekoppelt.
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Eine solche Lösung ist in der ungarischen Patentschrift Nr. 170 601
beschrieben.
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Beide bekannten Systeme können dadurch gekennzeichnet werden, daß
die dosierte Flüssigkeitsmenge (die Dosierungsfrequenz) durch Einstellung des in
der Druckleitung der einen Flüssigkeitspumpe (im allgemeinen der Kunstharzpumpe)
vorhandenen Drosselventils verändert werden kann. Dasselbe Ventil dient zum Einschalten
bzw. Abstellen der Vorrichtung. Desweiteren kann die Dosierungsfrequenz auch durch
die Änderung des Speisedrucks des Betätigungsmediums verändert werden.
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Theoretisch kann zur Förderung von für Kunstharz geeigneten festen
Füll- bzw. Hilfsmaterialien jede nach dem volumetrischen Prinzip arbeitende Dosiereinheit
verwendet werden. In der Praxis haben sich weitgehend die Tellerspeiser und Förderschnecken,
sowie die Luftstrahlzuführvorrichtungen
verbreitet. Die gemeinsame
verhältnisgleiche Dosierung von flüssigen Kunstharzen und Hilfsmaterialien, sowie
von festen Füllstoffen konnte bisher - infolge der Schwierigkeiten, die bei der
verhältnisgleichen Kopplung der eine lineare Hin-und Herbewegung ausführenden Kolbenpumpen
und der eine kontinuierliche Drehbewegung ausführenden Feststoffdosiereinheiten
entstehen - nur unter Zuhilfenahme eines recht komplizierten, schwierigen Regelsystems
gelöst werden.
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Gemäß der US-PS 3 096 225 wird die pulverartige Komponente mit Hilfe
einer Luftstrahlpumpe gefördert, während die Förderung der Flüssigkeit mit einer
pneumatisch angetriebenen Kolbenpumpe vorgenommen wird. Das Aufrechterhalten des
gewünschten Verhältnisses zwischen den einzelnen Komponenten konnte jedoch keineswegs
gelöst werden, da zwischen den beiden Förderorganen keine Zwangsverbindung bestand
und auch eine einmalige Verhältnisänderung nur durch einen recht komplizierten Einstellarbeitsgang
erreicht werden konnte.
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Bei einigen Füllstoffarten kann der Füllstoff dem Kunstharz vorab
zugemischt werden. Infolge der Verschleißwirkung des Gemisches bringt die gemeinsame
Zufuhr des Gemisches zahlreiche Probleme mit sich, die Betriebssicherheit der Anlage
ist kurzfristig, das Verhältnis der vorab zugemischten Komponenten kann überhaupt
nicht oder nur schwierig nachträglich verändert werden. Einige Füllstoffe sind dabei
noch druckempfindlich, so daß deren Förderung ebenfalls schwierig ist. Eine derartige
Mischanlage ist in der DE-PS 2 156 096 beschrieben.
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Es sind weiterhin Vorrichtungen bekannt, die dem Kunstharz zwecks
Verbesserung der mechanischen Eigenschaften unterschiedliche Faserstoffe (Glasfasern,
synthetische Fasern usw.) zumischen. Um eine optimale Festigkeit und leichte Verarbeitbarkeit
erreichen zu können, wird das Glasfaserband in Stücke von einstellbarer Länge mit
einem geeigneten
Schneidapparat zugeschnitten, wonach die zugeschnittenen
Fasern mit dem Harz zusammen verarbeitet werden. Eine solche Einrichtung zur Dosierung
der Faserstoffe ist in der US-PS 3 890 706 beschrieben.
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Bei der gleichzeitigen Dosierung von Flüssigkeiten und den zugeschnittenen
Fasern wird die Menge der zugeschnittenen Fasern entsprechend der durch den Flüssigkeitswiderstand
und den Druck des Betätigungsmediums definierten Flüssigkeitsmenge eingestellt,
wobei die Einstellung durch die Änderung der Umdrehungszahl des Motors des Faserschneideapparats
vorgenommen wird. Es ist jedoch kein das genaue Verhältnis zwischen den Komponenten
aufrechterhaltendes, auch bei schwankenden Mengen verhältnisgleich bleibendes, für
den gegebenen Zweck geeignetes System bekannt, da die verhältnisgleiche gleichzeitige
Dosierung des flüssigen Kunstharzes und dessen Komponenten und der zugeschnittenen
Fasern mit zahlreichen Schwierigkeiten verbunden ist. Die Belastung und die Umdrehungszahl
des den Schneidapparat antreibenden Motors hängt nämlich von der Zahl der gleichzeitig
zugeschnittenen Fasern, der Schärfe der Schneidklinge der Faserqualität usw. ab.
Zu der Umdrehungszahl proportional ändert sich die dosierte Fasermenge. Unter Berücksichtigung
der Brand- und Explosionsgefährlichkeit der Kunstharze und der Hilfsmaterialien
sowie im Interesse der Realisierung eines bei manuellen Auftragsgeräten, insbesondere
bei Spritzpistolen, möglichst geringen Eigengewichtes trat bei den Faserzuführgeräten
die Anwendung eines eine überwiegend kontinuierliche Drehbewegung durchführenden,
pneumatischen Antriebsmotor in den Vordergrund.
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So hängt bei den bekannten Vorrichtungen die verhältnisgleiche Dosierung,
genauer gesagt die Wahl und Auf recht erhaltung des quantitativen Verhältnisses
zwischen Kunstharz und zugeschnittenen Fasern - und damit die Festigkeit des Produktes
- im allgemeinen von der Aufmerksamkeit und
Geschicklichkeit der
Bedienungsperson ab, wodurch infolge der subjektiven Einstellung und Aufrechterhaltung
des Verhältnisses Harz/Faser das Anwendungsgebiet der Spritztechnologie stark beschränkt
ist.
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Die Abweichung von dem gewünschten richtigen Verhältnis verändert
nicht nur die Festigkeitscharakteristiken des Fertigprodukts, sondern es serden
dadurch auch technologische Schwierigkeiten hervrgerufen. Falls nämlich die absolute
Menge des Kunstharzen ungenügend ist, so ist die Veiarbeitung und Imprägnierung
des Verstärkungs-, bzw.
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Fasermaterials mit Schwieringkeiten verbunden. Wenn dagegen die Kunstharzmenge
zu hoch ist, fließt die Masse und die Qualität wird ungleich, wobei die Festigkeit
ebenfalls verringert wird.
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Durch die Erfindung wird eine in der eingangs erwähnten Art ausgebildete,
von den Nachteilen der Mehrkomponenten-Dosiereinheiten jedoch freie Zuführeinrichtung
geschaffen, mit welcher die kontinuierliche bzw. quasikontinuierliche Dosierung
von Faserkomponenten oder festen, insbesondere pulver-oder granulatartigen sonstigen
Hilfsmaterialien mit untereinander und zu den flüssigen oder gasförmigen Komponenten
gleichem Verhältnis ermöglicht ist.
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Durch die Erfindung wird speziell eine Vorrichtung geschaffen, die
zwischen mindestens einer Feststoff- oder Faserkomponente und mindestens einer weiteren
Komponente, oder zwischen den dosierten Mengen von mindestens zwei der erwähnten
Komponenten ein dauerhaftes, konstantes zweckmäßig digital vorwählbares Verhältnis
sowohl im Dauerbetrieb, als auch in einem quasikontinuierlichen Betrieb sicherstellt.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die bekannten, pneumatisch
und/oder hydraulisch betätigten Flüssigkeitsdosiersysteme mit äußeren Impulsen gesteuert
werden können,
deren Frequenzen zu der Menge der Hilfsmaterialien
oder sonstigen Feststoffe proportional ist. Wird nämlich das Flüssigkeitsdosiersystem
(in Abhängigkeit von der Viskosität und Dichte der Flüssigkeit) derart gestaltet,
daß es ebenfalls zur Ausführung einer Dosierbewegung in der vorkommenden höchsten
Frequenz geeignet ist, kann eine Steuerverbindung zwischen der die Hilfsmaterialien
und/oder Faserstoff dosierenden Einheit - deren Umdrehungszahl oder Hubzahl von
der Belastung abhängt - und allen anderen Komponentendosiereinheiten, oder zwischen
allen, in das System einbezogenen Zuführeinrichtungen, einschließlich ggf. der eine
gasförmige Komponente dosierenden Einheiten oder von Feststoff-Komponenten dosierenden
Zuführeinrichtungen zustandegebracht werden. Wenn die Steuerung die Frequenz der
sonstigen Einheiten, z.B. diejenige der Flüssigkeitsdosiereinheit und damit die
Förderleistung, proportional zu der von der Belastung abhängigen (veränderlichen)
Umdrehungszah] verändert, so bleibt das quantitative Verhältnis zwischen Hilfsmaterial/Flüssigkeit
und/oder Faserstoff/Flüssigkeit und/oder Hilfsmaterial/Faserstoff auch bei veränderlich
dosierten absoluten Mengen konstant.
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Desgleichen wurde erkannt, daß bei einem äußeren Steuerimpuls, dessen
Impulsfolge veränderlich und von der Belastung abhängig ist, das von der Zeit abhängige,
jeweils genaue Verhältnis der geförderten Materialien innerhalb je eines Hubs der
Pumpen der Flüssigkeitsdosiereinheit keineswegs erreicht werden kann. Diese Tatsache
stellt jedoch keinen wesentlichen Faktor dar, weil in der Praxis die geförderten
absoluten Mengen die während eines Hubs geförderte Menge um mehrere Größenordnungen
überschreiten, so daß der Fehler vernachlässigt werden kann.
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Eine wesentliche Bedeutung der Erfindung liegt darin, daß die Gestaltung
eines Systems aus rein pneumatisch und/oder hydraulisch betriebenen, Materialien
mit unterschiedlichen
Aggregatzuständen dosierenden Einheiten ermöglicht
wird, wobei die einzelnen Einheiten voneinander mechanisch unabhängig sein können
und dennoch eine genaue permanent verhältnisgleiche Dosierung der Mengen sichergestellt
werden kann.
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Gemäß der Erfindung weist eine aus den eingangs erwähnten strukturellen
Elementen zusammengestellte bzw. zusammenstellbare Vorrrichtung eine insbesondere
als Faserzuführeinrichtung ausgebildete dominierende Hilfsmaterialzuführ-(tinrichtung
mit einem unabhängigen Antrieb auf, wobei zwi-:;chen dem Antriebsorgan der die festen
Komponenten dosierenden Einheit und mindestens einem der Getriebe der anderen Komponentendosiereinheiten
eine das vorzugsweise digital vorwählbar eingestellte konstante Verhältnis der geförderten
Materialien aufrechterhaltende Antriebsverbindung besteht.
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Bei den zweckmäßigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist ein die Umdrehungszahl oder Hubzahl des Antriebs der Faserzuführeinrichtung
oder einer der Hilfsmaterial- Zuführeinrichtungen in eine proportionale Impulsfolge
umwandelnder Impulsgeber vorgesehen, wobei außerdem zwischen dem Impulsgeber und
dem impulsgesteuerten Antrieb wenigstens einer der übrigen Komponentendosiereinheiten
eine das Dosierverhältnis aufrechterhaltende, einen Impulsteiler mit zweckmäßig
digital vorwählbarem einstellbaren Teilungsverhältnis enthaltende Einheit angeordnet
ist.
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Als Impulsteiler können ein mechanisches Getriebe mit einer von totem
Spiel freien und schlupffreien Transmission (Zahnrad, Zahnriemen usw.) oder ein
z.B. pneumatischer, mechanischer oder elektrischer Impulsteiler mit einstellbarem
Teilungsverhältnis, bzw. deren Kombinationen verwendet werden. Günstige Erfahrungen
wurden mit einem Impulsteiler gemacht, der nach erfolgtem Erreichen der gewünschten
eingestellten Impulszahl mit dem Ausgangssignal sich selbst nullierend das Zählen
wieder in Gang setzt.
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Die Antriebe der weiteren abhängigen Zuführeinheiten werden mit den,
mit Hilfe des Impulsteilers proportional verminderten, ggf. verstärkten Impulsen
gesteuert.
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Nach dem obigen Prinzip können auch programmgesteuerte ,ystem(! ausgestaltet
werden, wobei die einzelnen Einheiten mlt nacEl einem (;eeigneten Programm ausgestalteter
Impulsfolge gesteuert werden.
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Den diversen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend
wird entweder die Faserzuführeinrichtung oder eine andere eine Feststoff-Komponente
fördernde Hilfsmaterial-Zuführeinrichtung als Dosiereinheit mit urabhängigem Antrieb
gewählt. Als Impulsgeber und ImpulsteiSer können elektrische und/oder elektronische
Lösungen gewählt werden. Die erfindungsgemäße Antriebsverbindung kann auch zwischen
zwei Feststoff-fördernden Einheiten zustandegehracht werden.
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Eine einfache, bloß aus einigen Elementen bestehende Vorrichtung kann
derart ausgestaltet werden, daß die Impulse für den Antrieb der weiteren Dosiereinheiten
unmittelbar oder unter Zwischenschaltung irgendeines mechanischen Getriebes von
der Welle des Antriebsorgans der Faserstoffdosiereinheit abgenommen werden. In diesem
Fall wird ein mit bestimmten konstanten Verhältnissen arbeitendes System erhalten.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß diese zur Betätigung von Dosiereinheiten in beliebiger Zahl und Position in
einem in der Hubfrequenz synchronisierten bzw. zu dieser proportionalen Takt geeignet
ist und damit eine gleichzeitige, quantitativ verhältnisgleiche Dosierung von Stoffen
unterschiedlicher Aggregatzustände ermöglicht worden ist, so daß die Vorrichtung
an Dosierungs- und Verarbeitungsarbeitelu in verschiedenen Gebieten
und
bei unterschiedlichen Volumina angepaßt werden kann.
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Die Erfindung und weitere zweckmäßige Merkmale und Eigenschaften der
Vorrichtung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels mit Hilfe der
beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
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Die Figur stellt das Schaltbild des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
dar.
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Die Hauptelemente des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels
sind die Folgenden: die Flüssigkeitsdosiereinheit 1, die Hilfsmaterialdosiereinheit
2, die Faserstoffdosiereinheit 3, der Impulsgeber 4, die zur Aufrechterhaltung des
Verhätnisses dienden Einheit 5, und die mit dem Einschaltventil 7 versehene Spritzpistole
6. Erfindungsgemäß wird das konstante Verhältnis der dosierten Mengen der aneinandergereihten
Dosiereinheiten dadurch erreicht, daß bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
das Antriebsorgan 31 der Faserdosiereinheit 3 als unabhängiges dominierendes Antriebsorgan
gewählt worden ist, wobei dessen Umdrehungszahl zuerst mit dem Getriebe konstanter
Übersetzung in einem konstanten Verhältnis geteilt, und dann mit Hilfe des Impulsgebers
4 in eine in der Impulsleitung erscheinende pneumatische Impulsfolge umgewandelt
wird.
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Die Antriebsorgane 101 und 211 aller übrigen Komponentendosiereinheiten,
ggf. der Flüssigkeitsdosiereinheit 1 und der Hilfsmaterialdosiereinheit 2, werden
über die die Impulsteiler 51 und 52 mit einstellbarem Teilungsverhältnis enthaltende,
dieses Verhältnis aufrechterhaltende Einheit 5 betätigt, wobei die Betätigung im
wesentlichen mit der Frequenz der in der Impulsleitung 842 erscheinenden Impulsfolge
als solchen oder einer davon abgeleiteten Frequenz vorgenommen wird, wodurch die
dosierten, in die Spritzpistole 6 über die Harzleitung 100
und
die Katalysatorenleitung 110 während der Zeiteinheit eingespeisten Materialmengen
während des gesamten Betriebs der Vorrichtung untereinander und zu der Menge des
zugeführten Faserstoffs fortlaufend proportional sind.
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Die in der Figur als Beispiel veranschaulichte Flüssigkeitsdosiereinheit
1 kann ggf. nach dem in der HU-PS 170 601 ausführlich beschriebenen Aufbau augestaltet
werden, wodurch die Dosierung der vorbestimmten und eingestellten Menge der in das
System einbezogenen Flüssigkeitskomponenten (in dem vorgegebenen Fall zwei) erreicht
werden kann. Die alternierende Hubfrequenz 101 der Harzpumpe 10 wird durch die Frequenz
der über den Steuerzweig 510 zu dem Eingang des Umschalters 102 eintreffenden Impulse
bestimmt. Infolge der nach Aufbau und Wirkungsweise an sich bekannten Flüssigkeitsdosiereinheit
1 arbeitet auch das Antriebsorgan 11 der Katalysatorpumpe 10 mit der Frequenz des
Antriebsorgans 101 der Harzpumpe 10, so daß eine zu der dosierten Harzmenge jeweils
proportionale, durch den Hubumschalter 112 einstellbare Katalysatormenge der Spritzpistole
6 zugeführt wird.
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Die aus der Figur ersichtliche Hilfsmaterialdosiereinheit 2 fördert
aus dem Pulverbehälter P pulver- oder granulatförmiges Hilfsmaterial über die Hilfsmaterialleitung
200 in die Spritzpistole 6. Die Dosierung wird von der mit einem impulsgesteuerten
Antriebsorgan 211 betätigten, mit Injektor und Förderschnecke versehenen Pulverzuführeinrichtung
20 vorgenommen, deren Förderleistung durch die Frequenz der über den Steuerzweig
520 dem Umschalter 21 der Antriebseinheit 211 abgegebenen Impulsfolge bestimmt wird.
Die zur Injektorzerstäubung des Pulvermaterials erforderliche Druckluft wird über
den Dekompressor 82 aus dem Druckrohr 821 in einer mit dem Drosselventil 820 veränderlichen
Menge über die Druckleitung 822 der Pulverzuführeinrichtung 20 zugeführt.
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Die an sich bekannte Faserstoffdosiereinheit ist zur Stückelung und
Dosierung des von der Glasfaserspule abgewickelten Glasfaserbandes geeignet und
ist mit einem als Antriebsorgan 31 dienenden pneumatischen Motor versehen, der mit
der über den Dekompressor 83 und das Druckrohr 830 zugeführten Druckluft betrieben
wird, wobei die während der Zeiteinheit dosierte zugeschnittene Glasfasermenge im
wesentlichen durch die (von der Belastung und dem Druck abhängige) Umdrehungszahl
bestimmt wird. Die Umdrehungszahl und damit die Förderleistung des gesamten Systems
kann unter Zuhilfenahme des in dem Druckrohr 831 eingebauten Drosselventils 832
eingestellt bzw. verändert werden.
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Die Umdrehungszahl des Antriebsorgans 31 der Faserstoffdosiereinheit
3 wird erfindungsgemäß unmittelbar oder durch Zwischenschaltung eines, die Umdrehungszahl
mit einem konstanten Verhältnis (Ubersetzung) teilenden Getriebes 41 mit Hilfe des
Impulsgebers 4 in eine Impulsfolge umgewandelt, deren Frequenz zu der Umdrehungszahl
proportional ist. Die Niederdruck-Speiseluft des Impulsgebers 4 wird über den Dekompressor
84 und durch die Speiseleitung 841 dem Impulsgeber 4 zugeführt. Die pneumatische
Impulsfolge des Impulsgebers 4 - deren Frequenz jeweils zu der von der Faserstoffdosiereinheit
geförderten Menge proportional ist - erscheint in der Impulsleitung 842.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das jeweilige, vorgewählte
bzw. digital einstellbare Verhältnis zwischen der von der Faserdosiereinheit - die
mit einem unabhängigen Hauptantrieb versehen ist - gelieferten Menge und den von
sonstigen, zu dem System gehörenden Dosiereinheiten geförderten Mengen durch die
Einheit 5 sichergestelllt. Die Einheit 5 enthält mindestens einen (ggf. mit einem
Verstärker kombinierten) Impulsteiler 51, 52, welcher nach erfolgtem Eintreffen
der an seinem Eingang über die Eingangsleitung 50 ankommenden Impulse - deren Zahl
digital eingestellt werden kann -ein
(zweckmäßig verstärktes)
Ausgangssignal zu bilden imstande ist. Solche pneumatischen bzw. elektrischen Impulsteiler
sind an sich bekannt und stehen im Handel zur Verfügung.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Impulsteiler 51 und
52 in einer neuartigen Schaltungsanordnung angewendet, indem der Zähler gleichzeitig
mit der Bildung des Ausgangssignals nulliert wird, wodurch der Impulsteiler praktisch
als kontinuierlicher Signalfrequenzumwandler verwendet wird.
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Der als Beispiel gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine
an sich bekannte Spritzpistole 6 zugeordnet, in welcher ein handbetätigtes, federbelastetes
Einschaltventil 7 eingebaut ist. Die Spritzpistole ist mit einem geeigneten Düsensystem
zur gleichzeitigen Zerstäubung des pulverförmigen Hilfsmaterials, des Harzes und
des Katalysators versehen, wobei dem zerstäubten Gemisch auch die zugeschnittene,
mit der an der Spritzpistole 6 befestigten Faserdosiereinheit geförderte Glasfasermenge
zugemischt wird. Aus der obigen ausführlichen Beschreibung gehen die folgenden Wirkungen
eindeutig hervor: - die alternierende Hubfrequenz des Antriebsorgans 101 der Harzpumpe
10 und damit die während einer Zeiteinheit gelieferte Harzmenge wird durch die Frequenz
der von dem Impulsteiler 51 der das Verhältnis aufrechterhaltenden Einheit 5 auf
den Steuerzweig 510 abgegebenen Impulsfolge bestimmt; - die dosierten Mengen der
sonstigen Flüssigkeitskomponenten, so z.B. die während der Zeiteinheit von der Katalysatorpumpe
11 geförderte Katalysatormenge, werden durch die Hubfrequenz des Antriebsorgans
101 der Harzpumpe 10, bzw. durch die während der Zeiteinheit verdrängten proportionalen
Volumina bestimmt;
- die Menge des mit der Pulverzuführeinrichtung
20 geförderten Hilfsmaterials wird durch die Frequenz der von dem Impulsteiler 52
der das Verhältnis aufrechterhaltenden Einheit 5 auf den Steuerzweig 520 abgegebenen
Impulsfolge bestimmt, und schließlich werden - die Frequenzen der in den Steuerzweigen
510 und 520 erscheinenden Impulsfolgen von der Umdrehungszahl, die jeweils zu der
von der Faserdosiereinheit 3 dosierten Faserstoffmenge proportional ist, und durch
die an den Impulsteilern der Einheit 5 eingestellten Teilungsverhältnisse bestimmt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet, die Einstellbarkeit
des gegenseitigen quantitativen Verhältnisses aller dosierten Komponenten und einen
dauerhaften bzw.
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quasikontinuierlichen Betrieb vorausgesetzt, unter vollständiger Lösung
der gestellten Aufgabe die Aufrechterhaltung der eingestellten Mengenverhältnisse.
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Die in der Figur als Beispiel dargestellte, oben ausführlich beschriebene
Vorrichtung wird von dem Druckluftnetz 8 her über die Filtereinheit 80 mit Druckluft
mit einem entsprechenden Druck betätigt. Das Einschalten wird unter Zuhilfenahme
des in der Spritzpistole 6 eingebauten Einschaltventils 7 vorgenommen, welches durch
das gleichzeitige Offnen der federbelasteten, pneumatisch servogesteuerten Synchronventile
711, 712, 721, 731 und 751 alle Einheiten der Vorrichtung in Betrieb setzt. Die
Vorwahl der Betriebsweise bzw. das dauerhafte oder periodische Ausschalten der zugeordneten
einzelnen Dosiereinheiten, werden dem Einschalten vorangehend bzw. sogar während
des Betriebs, mit Hilfe der handbetätigten Absperrventile 511, 521 und 831 ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße, zwischen den einzelnen Einheiten bestehende
impulsgesteuerte Antriebsverbindung sichert bloß die permanente Aufrechterhaltung
des Verhältnisses der auf die Zeiteinheit entfallenden geförderten Materialmengen.
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In dem hier geschilderten Fall wird der Absolutwert der dosierten
Mengen in der bereits erwähnten Weise durch die Änderung der Umdrehungszahl des
mit einem pneumatischen Motor versehenen Antriebsorgans 31 der Faserdosiereinheit
3 mit Hilfe des Drosselventils 832 eingestellt.
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Die dosierte Fasermenge kann in Abhängigkeit von den Belastungen schwanken.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung behält dauerhaft und elastisch die Verhältnisse
auch bei schwankenden Belastungen.
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Als Beispiel soll erwähnt werden, daß zum gleichzeitigen Versprühen
von Polyester-Kunstharz, Kalziumkarbonat-Füllstoff und geschnittenen Glasfasern
die Harzpumpe 10 max.
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fünfzig Doppelhübe pro Minute ausführt. Zur Dosierung des Füllstoffes
wird eine Kolbenhilfsmaterialpumpe eingesetzt, die höchstens 50 Gew.-%, auf die
Kunstharzmenge bezogen, liefert, während für die Zufuhr der Glasfasern eine Faserdosiereinheit
verwendet wird, die ebenfalls höchstens 50 Gew.-% geschnittene Glasfasern dosiert.
Die Umdrehungszahl des Antriebsorgans der Faserdosiereinheit kann sich unter Belastung
im Bereich zwischen 1500 und 3000 U/min ändern. Die Umdrehungszahl wird mit Hilfe
eines mechanischen Getriebes mit einer Übersetzung 1:10 transformiert und danach
mit einem pneumatischen Impulsgeber in eine Impulsfolge umgewandelt. So beträgt
die durchschnittliche Impulszahl pro Minute etwa 200, wobei die erwähnte Impulsfolge
dem Eingang eines pneumatischen Impulsteilers mit digital einstellbarem Teilungsverhältnis
zugeführt wird. Das Teilungsverhältnis des Impulsteilers kann zwischen 2:1 und 10:1
verändert werden. Bei einem Teilungsverhältniß von 2:1 führt die Harzpumpe.hundert
Doppelhübe je Minute aus, bei
einem Teilungsverhältnis von 10:1
beträgt die Hubzahl 20 pro Minute.
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Unter Belastung und bei einer Umdrehungszahl von 2000 Upm des Antriebsorgans
dosiert und schneidet die Faserdosiereinheit 2 kg Glasfaser pro Minute. Die 20 Doppelhübe/min
der Harzpumpe entsprechen einer Harzfördermenge von 4 kg/ Minute, so daß das Lieferverhältnis
Glasfaser : Harz 50% beträgt. Bei einem Teilungsverhältnis von 2:1 führt die Harzpumpe
hundert Doppelhübe pro Minute aus, wodurch 20 kg Harz/Minute geliefert werden. Die
je Minute dosierte Glasfasermenge beträgt 2 kg/Minute, so daß das Verhältnis Glasfaser
: Harz 10% beträgt. Innerhalb des Bereiches zwischen den erwähnten Extremwerten
kann das Verhältnis der Fördermenge digital in 5 %-Stufungen mit Hilfe des Impulsteilers
eingestellt werden. Die dosierten Absolutmengen werden durch die Änderung der Umdrehungszahl
des Antriebsorgans der Faserdosiereinheit eingestellt, wobei die Einstellung durch
die Änderung (Drosselung) der Menge und/oder des Drucks der Förderluft vorgenommen
werden kann.
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Die das Hilfsmaterial fördernde Kolbendosiereinheit wird in der gleichen
Weise, dem Verhältnis der Umdrehungszahl der Faserdosiereinheit entsprechend gesteuert,
so daß die Aufrechterhaltung des Verhältnisses der Füllmaterialmenge, sowie die
Veränderbarkeit im Verhältnisbereich zwischen 10% und 50% in neun gleichen Stufungen
je 5% sichergestellt sind. Der zugeschnittenen Glasfaser, das Kunstharz und der
Füllstoff werden der Spreitzpistole zugeführt und in einer an sich bekannten Weise
verarbeitet.
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Es können zahlreiche Ausführungsvarianten durchgeführt werden. Die
Förderleistung der Dosiereinheit mit einem dominierenden, unabhängigen Antrieb,
z.B. diejenige der Hilfsmaterialdosiereinheit oder wenigstens einer der sonstigen
Komponentendosiereinheiten, kann erfindungemäß proportional
zu
der Förderleistung der Hilfsmiterialdosiereinheit derart gesteuert werden, daß der
Impulsgeber dem Antrieb der Hilfsmaterialdosiereinheit - in einer, die Umdrehungszahl
bzw.
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Hubfrequenz derselben wahrnehmenden Weise - zugeordnet wird.
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In der Praxis kann die Vorrichtung mit Komponentendosiereinheiten
in erforderlicher oder beliebiger Anzahl ergänzt werden, so z.B. mit einer Dosiereinheit,
die die gasförmige Komponente (z.B. ein schaumbildendes Gas) in einem vorgewählten
Verhältnis mit Hilfe einer Dosiereinheit mit impulsgesteuertem Antrieb fördert.
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Für die Erfindung ist es insbesondere entscheidend, daß einer bestimmten,
die Feststoffkomponenten liefernden Dosiereinheit das Antriebsorgan einer weiteren
Komponentendosiereinheit zugeordnet ist, zwischen denen erfindungsgemäß eine das
einstellbare Förderleistungsverhältnis permanent sicherstellende Antriebsverbindung
besteht.
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