DE2936933A1 - Vorrichtung zur dosierung von materialien unterschiedlicher aggregatzustaende in einem vorwaehlbaren verhaeltnis - Google Patents

Vorrichtung zur dosierung von materialien unterschiedlicher aggregatzustaende in einem vorwaehlbaren verhaeltnis

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DE2936933A1
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Description

  • Vorrichtung zur Dosierung von Materialien unterschiedlicher
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Eine solche Lösung ist in der ungarischen Patentschrift Nr. 170 601 beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Antriebe der weiteren abhängigen Zuführeinheiten werden mit den, mit Hilfe des Impulsteilers proportional verminderten, ggf. verstärkten Impulsen gesteuert.
  • Nach dem obigen Prinzip können auch programmgesteuerte ,ystem(! ausgestaltet werden, wobei die einzelnen Einheiten mlt nacEl einem (;eeigneten Programm ausgestalteter Impulsfolge gesteuert werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung und weitere zweckmäßige Merkmale und Eigenschaften der Vorrichtung werden anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
  • Die Figur stellt das Schaltbild des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dar.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet, die Einstellbarkeit des gegenseitigen quantitativen Verhältnisses aller dosierten Komponenten und einen dauerhaften bzw.
  • quasikontinuierlichen Betrieb vorausgesetzt, unter vollständiger Lösung der gestellten Aufgabe die Aufrechterhaltung der eingestellten Mengenverhältnisse.
  • 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.
  • Die erfindungsgemäße, zwischen den einzelnen Einheiten bestehende impulsgesteuerte Antriebsverbindung sichert bloß die permanente Aufrechterhaltung des Verhältnisses der auf die Zeiteinheit entfallenden geförderten Materialmengen.
  • 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.
  • Die dosierte Fasermenge kann in Abhängigkeit von den Belastungen schwanken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung behält dauerhaft und elastisch die Verhältnisse auch bei schwankenden Belastungen.
  • Als Beispiel soll erwähnt werden, daß zum gleichzeitigen Versprühen von Polyester-Kunstharz, Kalziumkarbonat-Füllstoff und geschnittenen Glasfasern die Harzpumpe 10 max.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Hubfrequenz derselben wahrnehmenden Weise - zugeordnet wird.
  • 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.
  • 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.
  • Leerseite

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Dosierung von Materialien unterschiedlicher Aggregatzustände in einem vorwählbaren Verhältnis PATENTANSPRUCHE 0 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.
    schaumbildenden Gasen, in einem für mindestens zwei Stoffarten bestimmten vorwählbaren Verhältnis, mit einer die Flüssigkeitskomponenten und ggf. die gasförmigen Substanzen verhältnisgleich zueinander fördernden Flüssigkeitsdosiereinheit, mindestens einer zur Förderung von pulverförmigen oder granulatartigen festen Stoffen geeigneten, vorzugsweise volumetrischen Hilfsmaterial-Dosiereinheit, einem mit einem Einschaltventil versehenen Austragsorgan, einer mit diesem vorzugsweise zusammengebauten, insbesondere auch mit einer Faserschneidmaschine ausgestatteten Zuführeinrichtung zur Dosierung des Faserstoffes oder eines sonstigen Materials, ggf. einer Gasdosiereinheit sowie verschiedenen pneumatischen und/oder hydraulischen und/oder elektrischen Antriebs-, bzw. Steuerelementen, insbesondere Motoren, Arbeitszylindern, Ventilen, Hubverstelleinheiten, Impulsteilern und sonstigen, den Druck des Arbeitsmediums und die Menge des strömenden Mediums verändernden, von Fall zu Fall regelnden Automatik-Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte dominierende Faserdosiereinheit (3) oder eine sonstige Hilfsmaterialdosiereinheit (2) mit unabhängigem Antrieb vorgesehen ist und zwischen dem Antrieb (211, 31) dieser Dosiereinheit (2, 3) und dem Antrieb (101) mindestens einer der übrigen Komponentendosiereinheiten eine ein konstantes, zweckmäßig digital vorwählbares, ctingestelltes Verhältnis der gelieferten Mengen aufrechterhaltende Antriebsverbindung vorhanden ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahl oder Hubzahl des Antriebsorgans (31, 211) der Faserdosiereinheit (3) oder einer der Hilfsmaterialdosiereinheiten (2) in eine proportionale Impulsfolge umwandelnder Impulsgeber (4) vorgesehen ist, und daß zwischen dem Impulsgeber (4) und dem impulsgesteuerten Antriebsorgan (101) wenigstens einer der übrigen Komponentendosiereinheiten eine das Dosierverhältnis aufrechterhaltenle Einheit (5) angeordnet ist, welche wenigstens einen Impulsteiler (51, 52) mit digital vorwählbarem, einstellbaren Teilungsverhältnis enthält.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Drehzahl des Antriebsorgans (31) der Faserstoffdosiereinheit (3) in eine proportionale Impulsfolge umwandelnder Impulsgeber (4) vorhanden ist, und daß zwischen diesem und dem mit einem impulsgesteuerten Umschalter (102) versehenen Antriebsorgan (101) der Flüssigkeitsdosiereinheit (1) und dem mit einem impulsgestuerten Umschalter (21) versehenen Antriebsorgan (211) der Hilfsmaterialdosiereinheit (2) eine das Dosierverhältnis aufrechterhaltende Einheit (5) eingesetzt ist, die Impulsteiler (51, 52) mit einzeln digital einstellbarem Teilungsverhältnis enthält.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Drehzahl oder Hubzahl des Anstriebsorgans (31 oder 211) der Faserstoffdosiereinheit (3) oder einer der Hilfsmaterialdosiereinheiten (2) mit einer bestimmten Verhältniszahl verteilender, mit mindestens einem Getriebe (41) versehener Impulsgeber (4) vorgesehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Verhältnis aufrechterhaltende Einheit (5) mit mindestens einem pneumatischen oder elektrischen Impulsteiler (51, 52) versehen ist, der nach erfolgtem Erreichen der voraus eingestellten Eingangsimpulszahl einen Ausgangsimpuls erzeugt und gleichzeitig mit dem erzeugten Impuls sich selbst auf Null stellt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß eine weitere Komponentendosiereinheit, vorteilhaft eine Flüssigkeitsdosiereinheit (1) vorhanden ist, deren Antriebsorgan mechanisch mit dem Antriebsorgan (31 oder 211) der Faserdosiereinheit (3) oder einer Hilfsmaterialdosiereinheit unmittelbar oder über ein Getriebe mit zweckmäßig konstanter Übersetzung verbunden ist.
DE19792936933 1978-10-11 1979-09-12 Mehrkomponenten-Dosiervorrichtung, insbesondere für eine Mehrkomponenten-Spritzvorrichtung Expired DE2936933C2 (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2100096A1 (en) * 1971-01-02 1972-08-03 Ticona Polymerwerke Gmbh Plastic/glass fibre granulate - composition control system

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2100096A1 (en) * 1971-01-02 1972-08-03 Ticona Polymerwerke Gmbh Plastic/glass fibre granulate - composition control system

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