DE3031067C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine veränderliche Dosierpumpe vom Membrantyp und insbesondere eine einstellbare Pumpe, die zum genauen und einstellbaren Fördern von abgemessenen Mengen eines zweikomponentigen Produkts geeignet ist.

Eine übliche Verwendung von Dospierpumpen besteht im Bemessen von Komponenten eines Mehrkomponentenprodukts, etwa Farben, Harze oder Bodenbedeckungsmaterialien, und ferner im Zusetzen von kleinen Mengen eines Konzentrates zu Wasser, etwa zum Düngen oder zum Sprühen von Herbiziden auf Getreidefeldern. Bei derart unterschiedlichen Verwendungsarten sind zahlreiche Erfordernisse in Betracht zu ziehen, um einen sehr großen Teil der Anforderungen an die Fähigkeit einer derartigen Pumpe zu erfüllen.

Aus der US-PS 39 10 727 ist eine Dosierpumpe mit einem Pumpenkopf, bestehend aus einer Membranpumpe, deren Membran durch eine Kolbenpumpe unter Vermittlung einer Flüssigkeit antreibbar ist, bekannt. Die Kolbenpumpe weist eine Zylinderlaufbuchse auf, die zur Verbindung eines Fluidreservoirs mit dem Pumpenraum eine umlaufende Nut mit Öffnungen besitzt. Nut und Öffnungen sind an dem der Druckseite abgewandten Ende der Laufbuchse angeordnet. Die Verbindung zwischen dem Fluidreservoir und dem Pumpenraum wird dabei nicht allein durch die Nut und die Öffnungen ermöglicht, sondern erfolgt über gefräste Unterschneidungen im druckseitigen Endbereich des Kolbens. Die Pumprate ist durch eine Verschiebung der Zylinderlaufbuchse einstellbar. Zur Betätigung der Kolbenpumpe ist ein Antrieb vorgesehen, der auch dazu geeignet ist, zwei getrennte Pumpenköpfe zu betätigen. Eine derartige Pumpenanordnung mit zwei Pumpköpfen erlaubt zwar das Fördern von zwei Komponenten mittels eines gemeinsamen Antriebs, ohne jedoch im Hinblick auf das gemeinsame Fördern von zwei Komponenten ein exaktes Proportionieren mindestens einer Komponente gegenüber den anderen Komponenten zu erlauben. Die langen Verbindungswege zwischen Zylinderraum und Reservoir wirken negativ auf das Abgabeverhalten der Pumpe, insbesondere bei Belastungsbeginn, wodurch es zu fehlerhaften Proportionierungen beim gemeinsamen Fördern mehrerer Komponenten kommen kann.

Aus der US-PS 36 12 727 ist eine Dosierpumpe für zwei Komponenten bekannt, bei der das Proportionieren durch mechanisches Begrenzen des Rückhubs des Pumpenkolbens erfolgt. Abgesehen von einer konstruktiv aufwendigen Gestaltung ruft das wiederholte Aufschlagen des Pumpenkolbens gegen den Anschlag eine beträchtliche Vibration der Pumpe hervor.

Andere Pumpanordnungen mit Dosierpumpen vom Membrantyp verwenden andere mechanische Eigenschaften zum Variieren der Pumpleistung. Aus der US-PS 22 85 182 ist eine Pumpe bekannt, die eine Öffnung im Kolben besitzt zum plötzlichen Abfallenlassen des Drucks im Zylinder am Ende des Druckhubs, wenn die Kolbenöffnung am Ende eines stationären und einstellbaren Stabes vorbeiläuft. Aus der US-PS 33 74 750 ist eine Pumpe bekannt, bei der die Länge des Kolbenhubes durch variierende Exzentrizität des Antriebs für den Kolben verändert wird. Ein derartiges Variieren der Exzentrizität impliziert eine komplizierte Mechanik, wobei das Ausnützen des Abfalls des entwickelten Drucks am Ende des Druckhubes zu einem recht komplizierten Aufbau und zum Entstehen von Unterdrücken beim Rückhub führt, was mit entsprechenden Nachteilen verbunden ist.

Aus der CH-PS 4 43 921 ist schließlich eine Membranpumpe bekannt, deren Membran durch eine Kolbenpumpe unter Vermittlung einer Flüssigkeit antreibbar ist, wobei der Kolben der Kolbenpumpe in einer Zylinderlaufbuchse mittels eines Antriebs hin- und herbeweglich ist. Über Öffnungen in der Zylinderlaufbuchse ist die Pumpenkammer mit einem Fluidreservoir verbindbar. Ein einfaches Ändern des Pumphubs durch Verschieben der Zylinderlaufbuchse ist hier nicht möglich, da die Zylinderlaufbuchse ortsfest angeordnet ist. Die Anbringung der genannten Öffnungen kann folglich unabhängig von Führungseinrichtungen für die Zylinderlaufbuchse erfolgen. Mangels mindestens einer zweiten Membranpumpe ist aber auch kein gemeinsames Fördern mehrerer Komponenten möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pumpenanordnung zur Abgabe eines Mehrkomponentenfluids zu schaffen, bei der die Quantitäten der zu pumpenden Fluide in bezug zueinander variiert werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird eine Pumpenanordnung geschaffen, die in einfacher Weise erlaubt, die Quantitäten mehrerer zu pumpender Fluidkomponenten und ferner den Anteil der Fluidkomponenten in bezug zueinander zu variieren. Insbesondere eine Tandem-Membranpumpe kann folglich langlebige und wirksam abdichtende Pumpmembranen aufweisen, die einer zerstörenden Wirkung der zu pumpenden Flüssigkeiten widerstehen.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Dosierpumpen für zwei Komponenten Tandem-Membranpumpen aufweisen, die jeweils durch eine separate Kolbenpumpe über einen gemeinsamen Antrieb betätigt werden, während eine einstellbare Hülse, die die Zylinderwand einer der Kolbenpumpen bildet, vorgesehen ist, um das gewünschte anteilige Dosieren für die Membranpumpen einzustellen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei einer Dosierpumpe für zwei Komponenten, die Tandem-Membranpumpen und Kolbenpumpen zur Betätigung der Membranpumpen verwendet, einer der Kolben in einer einstellbaren Hülse mit einer Wiedereinfüllöffnung arbeitet, die direkt mit dem gemeinsamen Reservoir für das zu pumpende Öl in Verbindung steht, wobei sich die Hülse genügend weit in das Reservoir erstreckt, und ihre Außenseite sich in dem Reservoir befindet, während sich der Kolben im Inneren hiervon erstreckt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine Membrandosierpumpe für zwei Komponenten geschaffen werden kann, die einen Druckabbau der pumpenden Hydraulikflüssigkeit erlaubt, wenn der Strom des zu pumpenden Materials plötzlich gestoppt wird, während ein Druckabbau der Hydraulikflüssigkeit während des Normalbetriebs und während des Flusses der zu pumpenden Flüssigkeit zu einem Abgabeorgan vermieden wird.

Zur Änderung der Proportionen der Komponenten und zur Einstellkontrolle kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die ein extrem genaues Einstellen der zu pumpenden Mengen erleichtert und bei der die Einstellungen ohne weiteres wiederholbar sind. Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann dann bestehen in einer variablen Geschwindigkeitscharakteristik der Dosierpumpe für zwei Komponenten zum Steuern der Quantität der von beiden Membranpumpen zu pumpenden Flüssigkeiten und in einer Kontrolle der Änderung der relativen Pumpleitstungen der beiden Membranpumpen zum Erhalten einer korrekten anteiligen Bemessung der zu pumpenden Flüssigkeiten. Erfindungsgemäß kann eine Einstellvorrichtung mit einem Doppelgewinde auf einer verstellbaren Hülse vorgesehen sein, die den Zylinder einer Kolbenpumpe bildet, die die Membranpumpe gemäß der Erfindung betätigt.

Des weiteren kann eine Dosierpumpe für zwei Komponenten unter Verwendung von Tandem-Membranpumpen vorgesehen sein, die eine Membran einer Sandwich-Konstruktion aus Buna-N-Gummi auf der Ölseite der Membran auf Teflon auf der Pumpseite der Membran aufweisen, um der zerstörerischen Wirkung von zu pumpenden Flüssigkeiten zu widerstehen, wobei die schichtweise aufgebaute Membran ringförmige innere und äußere Dichtungswülste aufweist, die in Nuten in dem Gehäuse und in der Befestigung für den Membrankolben, der kolbenbetätigt ist, aufgenommen werden.

Weiterhin kann die Dosierpumpe, bei der Membranpumpen verwendet werden, derart angepaßt werden, daß sie entweder durch einen rotierenden Exzenter oder durch einen anderen schnellwirkenden hin- und hergehenden Antrieb, etwa einen Kolben des pneumatischen Motors, angetrieben wird.

Der Hauptvorteil, der erfindungsgemäß erreicht wird, besteht in dem genauen Ändern der Anteile der Mengen von Flüssigkeit, die gepumpt wird, um einen weiten Bereich, und darin, daß es ermöglicht wird, die Quantitäten beider Flüssigkeiten beträchtlich zu variieren, ohne daß unerwünschte Vibrationen in der Pumpeneinrichtung hervorgerufen werden, und zwar unabhängig von den verwendeten Drücken und Geschwindigkeiten bzw. Pumpleistungen. Erfindungsgemäß können die zu pumpenden Quantitäten ohne weiteres eingestellt und wiederholt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Dosierpumpeneinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt, etwa längs der Linie 2-2 von Fig. 3,

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt, etwa längs der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 3,

Fig. 5 zeigt schematisch eine modifizierte Ausführungsform,

Fig. 6 zeigt, teilweise im Schnitt, eine weitere modifizierte Ausführungsform einer Dosierpumpe.

Die in Fig. 1 dargestellte Dosierpumpe 10 für zwei Komponenten wird typischerweise dazu verwendet, das zu pumpende Material einem Mischer 11 zuzuführen, von dem aus die gemischten Komponenten über einen langen Schlauch 12 einer ohne Luft arbeitenden Sprüheinrichtung 13 zugeführt werden. Zusätzliche Einrichtungen können zwischen der Pumpe 10 und dem Mischer 11, z. B. zum Erhitzen und Filtern des zu pumpenden Materials verwendet werden. In einem typischen Anwen­ dungsfall wird Harz von einer Quelle 14 und ein Katalysator von einem anderen Vorratstank 15 aufgegeben.

Ein Motor 16 dient als Drehantrieb für die Pumpe 10 und ist über eine Riemenscheibe 17 mit veränderlicher Drehzahl, einen Riemen 18 und eine Riemenscheibe 19 mit der Eingangswelle 20 der Pumpe 10 verbunden.

Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Pumpe 10 besitzt diese ein Gehäuse 21, das eine zentrale Kammer 22 definiert, die ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit bildet. Die Welle 20 ist in Lagern 23 und 24 montiert und definiert einen Exzenter 25, der einen exzentrischen Abschnitt 26 der Welle 20 umfaßt, der von einem Kugellager umgeben ist, dessen äußere ringförmige Um­ fangsfläche 27a als ein Exzenter um die Rotationsachse der Welle 20 umläuft.

Die Pumpe 10 umfaßt ein Paar von Membranpumpen 28 und 29 und ein Paar von Kolbenpumpen 40 und 41.

Die beiden Membranpumpen 28 und 29 sind im wesentlichen identisch, wobei identische Bezugszeichen für beide verwendet werden. Das Gehäuse 21 besitzt Ausnehmungen 21.1 und 21.2, die Einsatzkörper 30 der Membranpumpen aufnehmen. Endverschlüsse 31 sind an dem Gehäuse 21 etwa durch Kopfschrauben zum Halten und Festklemmen der Einsatzkörper 30 in stationärer Position befestigt.

Die Membranpumpen 28 und 29 besitzen Pumpenkammern 32 für das zu pumpende Material und Pumpenkammern 33 für Hydraulikflüssigkeit an gegenüberliegenden Seiten der Membranen 34.

Ein Membrankolben 35 ist durch Festspannen an der Mitte der ringförmigen Membran 34 befestigt und erstreckt sich in einen Zuführ­ kanal 36 in dem Einsatzkörper 30, der mit der Kammer 33 für Hydrau­ likflüssigkeit in Verbindung steht. Eine Druckfeder 37 legt sich mit einem Ende gegen eine Schulter in dem Einsatzkörper 30 und mit dem anderen Ende gegen eine Abdeckscheibe 38, die andem freien Ende des Membrankolbens 35, etwa mittels einer Schraube, verankert ist. Der Membrankolben 35 wird durch eine stationäre Lagerhülse 35.1 in dem Zuführkanal 36 geführt und bezüglich des Einsatzkörpers 33 durch eine kreuzstückartige Befestigung in Abstand gehalten.

Die Membranen 34 sind ringförmig und von schichtförmigem Aufbau, wobei eine Schicht 34.1 aus Neopren-Gummi zur Kammer 33 für Hydraulikflüssigkeit und eine Schicht 34.2 aus einem im wesentlichen inerten Plastikmaterial, etwa Mylar oder einem anderen Plastikmaterial, wie Teflon, einem Polyfluortetraäthylen, zur Kammer 32 gerichtet sind.

Die Membranen 34 besitzen ringförmige Wülste 34.3 an ihren Innenrändern und ringförmige Wülste 34.4 an ihren Außenrändern.

Die äußeren Wülste 34.4 der Membranen passen in ringförmige Nuten 30.1 in den Einsatzkörpern 30, während die inneren Wülste 34.3 in ringförmige Nuten 35.2 in dem Klemmkopf 35.3 an einem Ende des Membrankolbens 35 passen. Der Innenrand der Membran 34 ist gegen den Kopf 35.3 mittels einer KLemmscheibe 39 eingeklemmt, die auf dem Ende des Membrankolbens 35 mittels einer Schraube 39.1 gehalten wird.

Die Kammern 32 für das zu pumpende Material der Membranpumpen 28 und 29 sind über Anschlußstücke 42 und 43 angeschlossen, die entsprechend mit Einström- bzw. Ausströmsperrventilen 44 und 45 versehen sind, durch die das zu pumpende Material in bzw. aus den Kammern 32 hinein- bzw. herausgeführt wird. Die Anschlußstücke 42 sind an Zuführleitungen 46 und 47 von den beiden Vorratsbehältern 14, 15 für die zu mischenden Materialien angeschlossen, während die Auslaßanschlußstücke 43 an Auslaßleitungen 48 und 49 angeschlossen sind, die die Komponenten dem Mischer 11 zuführen.

Die Membranpumpen 28 und 29 werden entsprechend durch Hydrau­ likflüssigkeit betätigt, die von den Kolbenpumpen 40 und 41 gepumpt wird. Die Kolbenpumpen 40 und 41 besitzen hin- und hergehende Kolben 50 und 51, die Gleitköpfe 50.1 und 51.1 aufweisen, die an der Außen­ umfangsfläche 27a des Exzenters 27 anliegen. Schraubenfedern 52 und 53 stützen sich an einem Ende gegen eine Schulter des Gehäuses 21′ und ferner gegen die Köpfe 50.1 bzw. 51.1 der Kolben 50 und 51 ab, um die Kolben 50, 51 ständig gegen die Außenumfangsfläche 27a des Exzenters zu drücken.

Die Zylinder 54 und 55, in denen die Kolben 50 und 51 hin- und herbeweglich angeordnet sind, werden durch Zylinderwandhülsen 56 bzw. 57 gebildet. Die Zylinderwand 57 ist stationär in dem Gehäuse 21′ und wird von dem benachbarten Einsatzkörper 30 eingeklemmt, so daß eine Schulter 57.1 sich gegen eine benachbarte Schulter in dem Gehäuse 21′ abstützt. Eine beträchtliche Länge des inneren Endes der Zylinderwandhülse 57 erstreckt sich in das Reservoir 22 für Hydraulikflüssigkeit, das den Außenumfang 57.2 des Innenabschnitts der Zylinderwandhülse 57 umgibt. Ein Paar von Öffnungen 27.3 erstreckt sich durch die Zylinderwandhülsen 57 und steht mit ihren inneren Enden mit der Pumpenkammer oder dem Zylinder 55 und mit den äußeren Enden mit dem Reservoir 22 in Verbindung.

Die Feder 53 umfaßt den Außenumfang der Zylinderwandhülse 57 eng.

Das innere Ende 56.1 der Zylinderwandhülse 56 erstreckt sich ebenfalls über einen wesentlichen Abstand in das Reservoir 22, wobei Öffnungen 56.2 in der Zylinderwandhülse 56 die Verbindung zwischen der Pumpenkammer oder dem Zylinder 54 und dem Reservoir 22 an der Außenseite der Hülse 56 liefern. Die Hülse 56 ist bündig in einer Bohrung 21.1 des Gehäuses 21′ montiert und darin in Längsrichtung verschiebbar. Die Hülse 56 besitzt einen geschlossenen Kopfteil 56.3, der eine Keilnut oder Ausnehmung 56.4 in Längsrichtung aufweist. Ein Verriegelungsstift 58 ist in das Gehäuse 21 eingeschraubt und er­ streckt sich in die Keilnut 56.4 zum Führen der Zylinderwand 56 bei ihrer Bewegung in Längsrichtung unter Vermeidung einer Rotation der Hülse.

Die Zylinderwandhülse 56 ist mit Ansatz 56,5 versehen, der an seinem Außenumfang mit einem Gewinde 56.6 versehen ist. Der Ansatz 56.5 ist in eine Drehsteuereinrichtung in Form einer Hülse 59 und einem darauf befestigten Rändelknopf geschraubt. Die Hülse 59 besitzt eine mit Gewinde versehene Außenfläche 59.1, die in ein Auge 61 geschraubt ist, das einstückig mit dem Gehäuse 21 ausgebildet ist.

Die Gewinde, sowohl an der Innen- als auch an der Außenseite der Hülse 59, sind beide Rechtsgewinde, jedoch mit unterschiedlichem Gang. Die Gewinde an der Außenseite der Hülse 59 und an deren Innenseite stehen in einem Verhältnis von 18 : 24 im dargestellten Ausführungs­ beispiel. Dementsprechend ergibt ein Drehen der Teile 59 und 60 um einen bestimmten Drehwinkel nur eine sehr begrenzte Be­ wegung des Ansatzes 56.5 und damit der Zylinderwandhülse 56.

Die Zylinderwandhülse 56 besitzt eine Vielzahl von großen Durchflußöffnungen 62 zur Verbindung mit dem Zuführkanal 36, der mit der Hydraulikflüssigkeitskammer 33 der benachbarten Membranpumpe 28 in Verbindung steht.

Druckentlastung- oder Bypassleitungen 63 und 64 sind in dem Gehäuse 21 vorgesehen, um es der Hydraulikflüssigkeit zu er­ möglichen, aus den Pumpenkammern 54 und 55 in das Reservoir 21 unter bestimmten Bedingungen zurückzukehren, etwa wenn die Sprühdüse 13 plötzlich verschlossen wird, um zu vermeiden, daß zu pumpendes Material aus den Kammern 32 der Membranpumpen heraustritt. Druck­ minderventile 65 sind in den Bypassleitungen 63 und 64 vorgesehen und im wesentlichen identisch ausgebildet. Jedes der Druckminderventile besitzt ein Ventilelement 66, das durch eine Feder 67 gegen einen Ventilsitz 68 gedrückt ist, um das Druckminderventil 65 in geschlossenem Zustand zu halten, bis der Druck in der benachbarten Pumpenkammer einen vorbestimmten Minimalwert überschreitet. Die Spannung der Feder 67 wird durch einen Anker 68 aufrechterhalten und eingestellt, der in eine Abschlußschraube 69 eingeschraubt ist, die mit einem Ansatz 70 des Gehäuses 21 verschraubt ist.

Eine Verbindung zwischen der Pumpenkammer 54 zu dem Druck­ minderventil 65 in dem Bypass 63 ist durch eine ringförmige Ver­ teilernut 71 in dem Gehäuse 21 vorgesehen, die sich über den ge­ samten Außenumfang der Zylinderwandhülse 56 benachbart der Öffnungen 62 erstreckt. Die Verteilernut 71 steht ferner mit dem Zuführkanal 36 in Verbindung, durch den Hydraulikflüssigkeit zu der Hydraulik­ flüssigkeitskammer 33 der Membranpumpe 28 geliefert wird.

Die Zylinderwandhülse 57 besitzt ähnliche Öffnungen 62.1, die mit einer ringförmigen Verteilernut 71.1 in Verbindung stehen, um zu ermöglichen, daß Hydraulikflüssigkeit in die Bypassleitung 64 über das Druckminderventil 65 im Falle eines übermäßigen Druckes gelangt.

Während des Betriebs läuft der Motor 16, und die Riemenscheibe 17 wird derart eingestellt, daß eine Umdrehung der Welle 20 im Bereich von etwa 200 bis 1200 Upm erzielt wird. Die Menge des von den beiden Membranpumpen 28 und 29 zu pumpenden Materials kann in einem weiten Bereich durch Änderung der Geschwindigkeit der An­ triebswelle 20 geändert werden. Das Ändern der Drehgeschwindigkeit ändert die Pumprate der beiden Membranpumpen in im wesentlichen direkter Beziehung zur Geschwindigkeit der Antriebswelle. Zusätzlich kann die Pumprate der Membranpumpe 28 durch Einstellen der Handsteuerung 60 geändert werden, um eine Längsverschiebung der Zylinderwandhülse 56 und der Öffnung 56.2 zu erzielen.

Wenn sich die Welle 20 dreht, erzeugt der Exzenter eine Hin- und Herbewegung der Kolben 50 und 51. Die Kolben 50 und 51 sind fast vollständig in den vorkragenden Endabschnitten der Zylinder­ wandhülsen 56 und 57 eingeschlossen, die sich in das Reservoir 22 erstrecken.

Wenn der Kolben 50 sich aus der in den Fig. 2 und 3 dar­ gestellten Position in Auswärtsrichtung längs der Zylinderwandhülse 56 bewegt, bewegt sich das vordere Ende des Kolbens 50 anfänglich über die Öffnung 56.2 in der Hülse 56 und verschließt diese dann. Bis die Öffnung 56.2 ganz verschlossen ist, beginnt der Pumpenhub der Kolbenpumpe 40 nicht. In dem Moment, in dem der Kolben 50 die Öffnungen 56.2 schließt, beginnt die Pumpwirkung, und die Hydraulik­ flüssigkeit beginnt, durch die Öffnungen 62 und den Kanal 36 in die Hydraulikflüssigkeitskammer 33 der Membranpumpe 28 zu fließen. Wenn die Hydraulikflüssigkeit in der Kammer 33 die Membran 34 bewegt, beginnt das Pumpen von Flüssigkeit in die Kammer 32 und wird fortgeführt, bis der Exzenter die Auswärtsbewegung des Kolbens 50 vervollständigt hat. Wenn der Kolben 50 seinen Umkehrpunkt erreicht und dann beginnt, nach Einsatz unter dem Einfluß der Feder 52 zurückzukehren, zieht die Feder 37 der Membranpumpe 28 die Membran in ihre Ruhe­ position, während gleichzeitig die Kammer 32 erneut mit Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 15 gefüllt wird.

Gleichzeitig mit dem Bewegen des Kolbens 50 in Auswärtsrichtung durch den Exzenter und nachfolgend, wenn die Feder 52 den Kolben 50 in die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Position zurückkehren läßt, wird auch der andere Kolben 51 bewegt. Anfänglich wird der Kolben 51 aus der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Position unter dem Einfluß der Feder 53 in Einwärtsrichtung bewegt, wenn sich der Exzenter dreht, um eine derartige Einwärtsbewegung zu ermöglichen. Die Bewegung des Kolbens 51 ermöglicht es der Feder 37, die Membran 34 in Richtung auf die Hydraulikflüssigkeitskammer 33 zu ziehen, wobei gleichzeitig die Kammer 32 vergrößert wird, um Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 14 für den nächsten Pumpenhub abzuziehen. Während der normalen Betätigung der Pumpe, wobei die Düse 13 geöffnet ist, so daß beide Membranpumpen 28 und 29 voll arbeiten können, bleiben die Ventile 65 gänzlich geschlossen, so daß keinerlei Flüssigkeit durch die Bypassleitungen 63 und 64 strömt. Unter diesen Umständen ergibt sich im wesentlichen kein Durchfluß durch die Öffnungen 57.3 der Zylinder­ wandhülse 57 und durch die Öffnungen 56.2 der Zylinderwandhülse 56, daß sich kein Verlust an Hydraulikflüssigkeit aus den Pumpenkammern 54, 55 während des normalen Betriebs der Kolbenpumpen ergibt. Wenn sich ein geringer Leckverlust von Hydraulikflüssigkeit längs des Kolbens oder anderweitig ergibt, wird sich die Hydraulikflüssigkeit in den Pumpenkammern 54, 55 während jedes Kolbenhubs durch die Öffnungen 56.3 und 57.3 ergänzen.

Die Vorteile, die damit verbunden sind, daß sich die Zylinderwandhülsen 56 und 57 weit in das Reservoir 22 erstrecken, sind zahlreich. Die Wiederauffülldurchgänge oder Öffnungen 56.2 und 57.3 sind extrem kurz, nämlich gleich der Stärke der Zylinderwandhülsen 56 und 57. Es besteht keine Notwendigkeit, für die Zwecke des Wieder­ auffüllens lange und komplizierte Durchgänge in dem Gehäuse 21 vor­ zusehen. Die Konstruktion der Kolbenpumpen 40 und 41 ist einfach aufgrund der entfernbaren Zylinderwandhülsen, so daß für irgendeine Instandhaltungsmaßnahme oder Einstellung bezüglich der Zylinder und Kolben die Zylinderwandhülse ohne weiteres ersetzt werden kann. Die Verhältnisse der zu pumpenden Materialien kann man sehr genau durch Einstellen der Drehsteuerung 59, 60 einstellen. Die geringfügig verschiedene Ganghöhe der Gewinde 56.6 und 59.1 ermöglicht es, daß der Drehknopf 60 über einen beträchtlichen Winkel gedreht werden kann, um eine geringfügige Längsbewegung der Hülse zu bewirken. Wegen der sorgfältigen Kontrolle der Längsbewegung der Hülse 56 kann die Drehsteuerung 59, 60 es ermöglichen, daß das Einstellen der Hülse während aufeinanderfolgender Pumptätigkeiten wiederholt wird. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann eine Skala am Umfang des Handrades 16 und auf dem Ansatz 61 angebracht werden, um eine Fein­ einstellskala zu bilden.

Einige Materialien, die gepumpt werden, können von Charge zu Charge oder mit den Temperaturbedingungen variieren, und durch die Einstellung der Zylinderwandhülse 56 kann die Menge an Material, das von der Membranpumpe 28 gepumpt wird, sorgfältig beeinflußt werden.

Durch einfaches Ändern der Longitudinalposition der Zylinderwandhülse 56 wird bewirkt, daß die Öffnungen 56.2 eine neue Position annehmen, so daß die Kolben 50 die Öffnungen 56.2 zu einem anderen Zeitpunkt schließen, wobei die Menge an Hydraulikflüssigkeit, die in und aus der Hydraulikflüssigkeitskammer 33 der Membranpumpe ge­ fördert wird, geändert wird.

In dem Fall, in dem die Sprühdüse 13 plötzlich geschlossen wird, um den Durchfluß von gepumptem Material von den beiden Membranpumpen 28 und 29 zu unterbrechen, kann die Hydraulikflüssigkeit aus den Pumpenkammern 54 und 55 nicht mehr länger die Membranen 34 bewegen, so daß entsprechend übermäßige Drücke plötzlich in den Pumpenkammern 54 und 55 erzeugt werden. Die übermäßigen Drücke be­ wirken ein plötzliches Öffnen der Druckausgleichsventile 65, so daß Hydraulikflüssigkeit durch die Bypassleitungen 63 und 64 strömen und in das Reservoir 22 zurückkehren kann. Der Exzenter fährt fort, die Kolben 50 und 51 hin- und herzubewegen, wobei ein großer Anteil der Hydraulikflüssigkeit in den Pumpenkammern 54 und 55 durch die Bypassleitungen 63 und 64 wieder abfließt.

Sobald die Abgabedüse 13 wieder geöffnet wird, wird ein Abfließen aus den Kammern 32 der Membranpumpen ermöglicht, so daß Hydraulik­ flüssigkeit in die Pumpenkammern 54 und 55 durch die Wieder­ auffüllöffnungen 56.2 und 57.3 hineingesaugt wird, um die Kolben­ pumpen 40 und 41 mit wenigen Hüben wieder in den vollständig arbeitenden Zustand zu bringen. Ähnlich werden dann die Membranpumpen 28 und 29 wieder nach wenigen Hüben nach dem erneuten Öffnen der mit einem Ventil versehenen Abgabedüse 13 mit voller Leistung arbeiten.

Um einen großen Änderungsbereich bezüglich der Quantität des zu pumpenden Materials und eine genaue Proportionierung der Komponenten zu erhalten, kann die Riemenscheibe 17 mit variabler Drehzahl auf der Motorwelle eingestellt werden, um die Drehzahl der Welle 20 und damit des Exzenters und damit die Hubzahl der Kolbenpumpe zu ändern.

Während des Betriebs der Membranpumpen sind die inneren und äußeren Ränder der Membranen 34 eingeklemmt und gegen uner­ wünschte Bewegung an den Wülsten 34.3 und 34.4 festgehalten. Die Wülste sind ferner für eine extrem effektive Abdichtung vorgesehen, um irgendeine Migration des zu pumpenden Materials oder der Hydraulikflüssigkeit entlang der Membran zu verhindern.

Die chemisch resistente Schicht 34.2 jeder Membran ermöglicht das Pumpen von Materialien aus einem extrem großen Bereich mit dieser Dosierpumpe. Die Schicht 34.2 ist relativ dünn, verglichen mit der Schicht 43.1 aus Neopren-Gummi, ist jedoch ausreichend, um der Einwirkung der zu pumpenden Flüssigkeiten zu widerstehen.

Obwohl in der dargestellten Ausführungsform der Exzenter eine Steuerkurvenumfangsfläche 27a liefert, um die hin- und hergehende Bewegung auf die Kolben 50 und 51 zu übertragen, die miteinander in den Zylinderwandhülsen 56 und 57 ausgerichtet sind, die ihrerseits ebenfalls zueinander ausgerichtet sind, ist es ohne weiteres verständlich, daß jeder der Kolben bei einer altenativen Ausführungsform über eine Kolbenstange direkt mit dem Exzenter der Antriebswelle verbunden sein kann.

Obwohl die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform nur eine einzige einstellbare Kolbenpumpe 40 hat, in der die Zylinder­ wandhülse 56 in Längsrichtung einstellbar ist, ist es entsprechend Fig. 5 möglich, daß die Pumpe 10.1 zwei separate veränderliche Kolbenpumpen 40.1 und 40.2 beinhaltet, die beide identisch zur Kolbenpumpe 40 entsprechend den Fig. 1 bis 3 sind. Jede der veränderlichen Kolbenpumpen 40.1 und 40.2 betätigt eine entsprechende Membranpumpe 28.1 und 28.2, von denen jede identisch zu der Membranpumpe 28 der Fig. 1 bis 4 ist. In Fig. 5 besitzt der Motor 16.1 ebenfalls eine Riemenscheibe 17.1 mit veränderlicher Geschwindigkeit zum Verändern der Betätigungsgeschwindigkeit für die Pumpen. Dementsprechend kann ein weiter Variationsbereich für die Bemessung der zu pumpenden Materialien durch Ändern der Betätigung der Kolbenpumpen durch ihre Steuerungen 60.1 und 60.2 in der vorstehend in bezug auf die Kolbenpumpe 40 der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Weise erzielt werden.

In Fig. 6 umfaßt die Dosierpumpe 10.2 zwei Kolbenpumpen 40.1 und 40.2 von Fig. 5 und die Membranpumpen 28.1 und 28.2 hiervon. In dieser Ausführungsform wird die Quelle für die hin- und hergehende Bewegung durch einen doppeltwirkenden Kolbenluftmotor 75 geliefert. Der Motor 75 könnte ebenfalls im Zusammenhang mitden Kolbenpumpen 28 und 29 von Fig. 1 und den entsprechenden Membranpumpen 28 und 29 verwendet werden.

Die Kolbenköpfe 50.1′ der Kolben 50′ der Kolbenpumpen 40.1 und 40.2 werden kontinuierlich gegen die benachbarten Enden der Kolbenstange 76 durch Federn 52′ gedrückt. Der Kolben 77 auf der Stange 76 läuft in einem Zylinder 78 hin und her, in den Luft unter Druck durch Öffnungen 79 und 80 in der Zylinderwand eingespeist und ausgeblasen wird. Zu diesem Zweck wird ein Vierwegeventil 81 verwendet, das Hilfssteuerungen 82 und 83 zum Schalten des Ventils besitzt. Ventile 84, 85 zum Feststellen der Kolbenposition steuern das Anlegen von Druckluft an die Hilfsbetätigungseinrichtungen 82, 83, um auf dieser Weise die Betätigung des Vierwegeventils 81 mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 77 und der Kolbenstange 76 zu synchronisieren.

Der Luftmotor 75 kann betätigt werden, um Kolben 50′ mit der­ selben Geschwindigkeit und derselben Wirkung hin- und herzubewegen, wie es bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung der Fall ist.

Reservoirs 22.1 für Hydraulikflüssigkeit sind in dem Luft­ motorgehäuse 21a vorgesehen, um auf diese Weise die Kolben 50′, die Federn 52′ und die Zylinderhülsen einzutauchen, um Hydraulikflüssigkeit in die Pumpenkammern zu fördern, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Die Reservoirs 22.1 können untereinander durch Leitungen gegebenenfalls verbunden sein.

Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, die Kapazität einer der Kolbenpumpen zu reduzieren, indem ein Kolben mit geringerem Durchmesser und eine Zylinderhülse mit entsprechenden Abmessungen verwendet wird. Um die veränderliche Last des Luftmotors in diesem Fall zu kompensieren, können der Luftkolben und die Zylinderwand hierfür gestuft ausgebildet sein, um auf diese Weise wirksam verschiedene Kolbenflächen vorzusehen, gegen die die Druckluft wirkt.

Bei einer weiteren Ausführungsform können die Druckminderventile 65 vollständig in einem abnehmbaren Gehäuse eingeschlossen sein, um auf diese Weise ein wirksames Eliminieren des Druckminderventils von dem Hydraulikkreis während des Füllens zu erleichtern, ohne daß eine vorbestimmte Einstellung des Ventils verlorengeht.

Die Erfindung liefert daher eine Dosier- und Tandemmembranpumpe für zwei Komponenten, wobei die Zylinderwand einer der Kolbenpumpen in Längsrichtung eingestellt werden kann, um den Pumpenhub der Kolbenpumpe und damit die Menge an zu pumpendem Material der zugeordneten Membranpumpe zu ändern. Die Pumpe kann als eine einfache Pumpe ohne das Erfordernis der Verwendung von zwei Komponenten betrieben werden, jedoch werden in den meisten Fällen zwei Komponenten gleichzeitig in gewünschten relativen Mengen zueinander gepumpt werden.

Claims (5)

1. Pumpenanordnung zum einstellbaren Fördern mehrerer über eine Ausgabeeinrichtung gemeinsam abgehbarer Komponenten mit mehreren einen gemeinsamen Antrieb (16) besitzenden Pumpen mit jeweils einer Membranpumpe (28, 29), deren Membran (34) durch jeweils eine Kolbenpumpe (40, 41) unter Vermittlung einer Flüssigkeit antriebbar ist, wobei der Kolben (50, 51) der Kolbenpumpe (40, 41) in einer Zylinderlaufbuchse (56, 57) jeweils mittels des Antriebs (16) hin- und herbeweglich ist, und der Zylinderraum (54, 55) über durch die Kolbenbewegung verschließbare Öffnungen (56.2, 57.3) mit einem Reservoir (22) für die Flüssigkeit in Verbindung steht, zum Proportionieren einer Komponente relativ zu den anderen Komponenten, mindestens die Zylinderlaufbuchse (56) der Kolbenpumpe (40) für die eine Komponente sich mit einer Öffnungen (56.2) aufwensenden Zylinderwandung in das Reservoir (22) erstreckt sowie in Richtung der Hin- und Herbewegung des Kolbens (50) verschiebbar ist, und die Öffnungen (56.2) sich im Bewegungsbereich des druckseitigen Endes des Kolbens (50) zwischen Zylinderraum (54) und Reservoir (22) erstrecken, die von kurzen, vom Kolben (50) bei der Kolbenbewegung verschließ- oder freigebbaren Durchbrüchen gebildet werden.

2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchsen (57) der Kolbenpumpen (41) für die anderen Komponenten entsprechend der Zylinderlaufbuchse (56) der Kolbenpumpe (40) für die eine Komponente ausgebildet sind.

3. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Zylinderlaufbuchse (56, 57) einen Gewindezapfen (56.5) aufweist, auf dem eine ein Innen- und Außengewinde (56.6, 59.1) aufweisende, verdrehbare Hülse (59) sitzt, die mit ihrem Außengewinde (59.1) mit einem Gehäuse (21), das die Kolbenpumpe (40, 41) aufnimmt, in Eingriff steht, wobei die Steigung zwischen Innen- und Außengewinde (56.6, 59.1) unterschiedlich ist.

4. Pumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (56.6) eine größere Steigung als das Außengewinde (59.1) besitzt.

5. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf überhöhten Druck ansprechende Druckentlastungseinrichtung (63, 64, 65, 66) zwischen der Druckseite des Zylinderraums (54, 55) und dem Reservoir (22) vorgesehen ist, wodurch ein Druckanstieg in dem Zylinderraum (54, 55) bei diskontinuierlichem Sprühen der Komponenten vermieden wird.