DE3411165A1 - Vorrichtung zum mischen und dosierten abgeben einer giessfaehigen masse - Google Patents

Vorrichtung zum mischen und dosierten abgeben einer giessfaehigen masse

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DE3411165A1 DE19843411165 DE3411165A DE3411165A1 DE 3411165 A1 DE3411165 A1 DE 3411165A1 DE 19843411165 DE19843411165 DE 19843411165 DE 3411165 A DE3411165 A DE 3411165A DE 3411165 A1 DE3411165 A1 DE 3411165A1
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Description

Beschreibung;
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen und dosierten Abgeben einer gießfähigen Masse, mit einem an eine Vakuumpumpe anschließbaren Behälter, einem Mischorgan, das mit einer durch eine Antriebseinrichtung, z.B. einem Pneumatikzylinder, hin- und herbewegbaren Kolbenstange verbunden ist, einem Dosierkolben, der mit der Kolbenstange gekuppelt ist und in eine am unteren Ende des Behälters angeordnete Zylinderbohrung eingreift und zur Freigabe einer Füllöffnung für die Zylinderbohrung aus dieser herausziehbar ist, wobei der Dosierkolben während Hin- und Herbewegungen der Kolbenstange zum Zwekke des Mischens dauernd dichtend in die Zylinderbohrung eingreift. .
Bei der Verarbeitung von Gießharzmassen wird häufig so vorgegangen, daß die miteinander reagierenden Bestandteile in einem geeigneten Mischer zusammengebracht und miteinander vermischt werden. Hierbei kommt es häufig darauf an, daß während des Mischvorganges die Aufnahme von Gasen, insbesondere auch von Luft, vermieden wird bzw. daß in den flüssigen Komponenten gelöste Gase entfernt werden, um den Mischungen, die nach dem Vergießen durch chemische Reaktion fest werden, bestimmte Qualitätsmerkmale, z.B. ein blasenfreies Gefüge oder hohe dielektrische Werte, zu verleihen. Nach dem Mischvorgang muß die noch fließfähige Masse meist in kleineren Einzelportionen in Gießformen verteilt werden.
Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (DE-AS 21 18 744) hat die als Pneumatikzylinder ausgebildete Antriebseinrichtung einen konstanten Hub. Der
Dosierkolben ist relativ zu dem ebenfalls als Kolben ausgebildeten Mischorgan verstellbar. Zu diesem Zweck ist innerhalb der Kolbenstange eine mit dem Dosierkolben verbundene Verstellstange angeordnet, die an ihrem oberen Ende als Gewindespindel ausgebildet ist und eine mittels eines Handrades drehbare Spindelmutter durchgreift. Der Dosierkolben ist gegenüber dem Mischkolben abgedichtet. Wenn anschließend an einen Mischvorgang eine Masseportion abgegeben werden soll, muß bei in oberer Totlage befindlichem Mischkolben zunächst durch Betätigen des Handrades der Dosierkolben zurückgezogen werden, bis er aus seiner Zylinderbohrung herausgezogen und auf die gewünschte Portionsgröße eingestellt ist. Nachdem sich die Zylinderbohrung mit Masse gefüllt hat, kann der Dosierhub ausgeführt werden.
Die bekannte Vorrichtung ist baulich aufwendig wegen der innerhalb der Kolbenstange angeordneten Verstellstange und wegen der Abdichtung des Dosierkolbens im Mischkolben. Hinsichtlich der Bedienung ist nachteilig, daß nach jedem Mischvorgang der Dosierkolben neu eingestellt werden muß, und zwar auch dann, wenn sich die.Portionengröße nicht geändert hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Verstellstange innerhalb der Kolbenstange vermieden wird und daß Verstellungen nur nötig sind, wenn sich die Portionengröße ändert.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Mischorgan und der Dosierkolben relativ zueinander feststehend sind und der Hub der Kolbenstange veränderlich ist, wobei die Kolbenstange während eines Mischhubes zwischen einer untersten Stellung und einer Zwischenstellung bewegbar ist und wobei die Kolbenstange in eine Füllstellung anhebbar
— ο —
ist, die höher liegt als die Zwischenstellung in der der Dosierkolben aus der Zylinderbohrung herausgezogen ist und wobei die Kolbenstange ausgehend von der Füllstellung zunächst über einen Schließhub abwärts bewegbar ist, an dessen Ende der Dosierkolben dichtend in die Zylinderbohrung eingreift und wobei die Kolbenstange längs eines variabel einstellbaren Dosierhubes weiter abwärts in eine den Dosierhub begrenzende Dosier-Endstellung bewegbar ist»
Durch die Vermeidung einer Verstellstange wird eine wesentliche bauliche Vereinfachung erreicht, insbesondere auch deshalb, weil eine zweite Abdichtung des Dosierkolbens vermieden wird. Damit vermeidet man auch besondere Vorkehrungen zur Lösungsmittelzufuhr zu einer solchen Dich-
^5 tungsstelle.Wenn aufeinanderfolgende Mischchargen in gleichbleibende Masseportionen aufgeteilt ausgestoßen werden sollen, genügt es, die Portionengröße einmal einzustellen. Die einmal vorgenommene Einstellung braucht nicht geändert zu werden, solange sich die Portionengröße nicht verändert.
Die Erfindung kann besonders einfach mit Hilfe von Anschlägen verwirklicht werden. Es ist jedoch auch möglich, die genannten Stellungen auf andere Weise zu erreichen, z.B. mit Hilfe eines elektrischen Schrittmotors, der die Kolbenstange über einen entsprechenden Antrieb, z.B. einen Zahnstangenantrieb, in die verschiedenen Stellungen bringt oder mit Hilfe eines hydraulischen Antriebes.
Bei einer Ausführung mittels Anschlägen kann gemäß Anspruch 2 für die Begrenzung des Mischhubes auf der Kolbenstange eine feste erste Anschlagfläche vorgesehen sein, die mit einem zurückziehbaren ersten Anschlag zusammenwirkt. Dies läßt sich konstruktiv besonders einfach verwirklichen. Im Prinzip ist es jedoch auch möglich, einen
zurückziehbaren Anschlag an der Kolbenstange vorzusehen.
Zur Einstellung des Dosierhubes kann gemäß Anspruch 3 an der Kolbenstange eine verstellbare zweite Anschlagfläche vorgesehen werden, die mit einem zurückziehbaren zweiten Anschlag zusammenwirkt. Auch in diesem Falle wäre eine Umkehrung möglich. Besonders vorteilhaft für die Bedienung ist es, die Anschläge gemäß Anspruch 4 so miteinander zu koppeln, daß durch einen Betätigungsvorgang beide Anschläge in die richtige Stellung gebracht werden. Auch eine unwirksame Stellung beider Anschläge kann hierbei gemäß Anspruch 5 vorgesehen werden, in der der Anschlag für den Mischhub den übergang in die Füllstellung nicht behindert. Die Anordnung der Anschläge und Anschlagflächen ist vorteilhafterweise so (Anspruch 6), daß diese Elemente oberhalb eines die Kolbenstange umgebenden AntriebsZylinders liegen. Eine feinfühlige Einstellung des zweiten Anschlages ist möglich, wenn dieser als auf der Kolbenstange verschraubbare Mutter ausgebildet ist (Anspruch 7). Vorteilhaft ist es, dem zweiten Anschlag eine Skala zuzuordnen, an der sich die jeweils eingestellte Dosierportion ablesen läßt (Anspruch 8). Wenn nur eine ortsfeste Marke vorgesehen ist, befindet sich eine entsprechende Skala an dem verstellbaren zweiten Anschlag.
Zur sicheren .Führung der Kolbenstange auch dann, wenn sich diese in der Füllstellung befindet, kann eine Führung gemäß Anspruch 9 vorgesehen werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung, wobei die Situation während des Mischens
dargestellt ist und
Fig. 2 einen Vertikalschnitt bei in Füllstellung befindlicher Kolbenstange.
Die Vorrichtung hat einen Behälter 1, eine Kolbenstange 2, einen pneumatischen Antriebszylinder 3 für den hin- und hergehenden Antrieb der Kolbenstange 2, ein Mischorgan 4, einen Dosierkolben 5, eine Anordnung 6 aus Anschlägen und ein Rückschlagventil 7° Die Ausbildung und das Zusammenwirken dieser Elemente werden nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Der Behälter 1 ist konisch ausgebildet und verjüngt sich nach unten. Die Behälterwand 8 ist von einem Mantel 9 umgeben, der einen Hohlraum 10 nach außen begrenzt, in dem ein Heizmittel strömen kann, das über einen Zuflußstutzen 11 zugeführt und über einen Abflußstutzen 12 abgeführt wird. Der Behälter 1 ist nach oben hin mittels eines Deckels 13 abgeschlossen. Am Deckel 13 befindet sich ein. Einfüllstutzen .14, der mit einer zugleich als Schauglas ausgebildeten Abdeckplatte 15 verschließbar ist.. Am Behälterdeckel befindet sich auch ein Anschlußstutzen 16 für den Anschluß einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vakuumpumpe „
Der Behälter 1 erhebt sich von einem Zylindergehäuse 17. Das Zylindergehäuse 17 enthält eine erste Zylinderbohrung 18, in der der Dosierkolben bewegbar ist und eine zweite Zylinderbohrung 19, in der das als Kolben ausgebildete Mischorgan 4 bewegbar ist.Der Durchmesser der Zylinderbohrung ist wesentlich größer als der Durchmesser der Zylinderbohrung 18. Die Zylinderbohrung 19 geht über einen hohlkegeligen Boden 20 in die erste Zylinderbohrung 18 über.
Das Rückschlagventil 7 befindet sich am unteren Ende der ersten Zylinderbohrung 18 und hat als Verschlußkörper eine
Kugel 21, die mittels einer Feder 22 gegen einen Ventilsitz 23 gedrückt wird. Am oberen Ende der ersten Zylinderbohrung 18 befindet sich ein elastischer Dichtring 24.
Der Mischkolben 4 hat einen zylindrischen Abschnitt 4a, der mit einem gewissen Spiel in der zweiten Zylinderbohrung 19 gleitbar ist und einen kegeligen Abschnitt 4b, der an den hohlkegeligen Boden 20 angepaßt ist. Von der Außenfläche des kegeligen Abschnittes 4b geht ein Kanal 25 aus, der in einen Längskanal 26 in der Kolbenstange 2 einmündet. Der Längskanal 26 ist über Öffnungen 27 mit dem Innenraum 28 des Behälters 1 verbunden. Unterhalb der Öffnungen 27 befindet sich ein Ablaufschirm 29, der die Form eines Kegelmantels hat.
Oberhalb des Zylindergehäuses 17 befindet sich ein Führungsring 30, der über mehrere Stege 31 auf dem Zylindergehäuse 17 abgestützt ist. Das Spiel zwischen dem Mischkolben 4 und der Innenfläche des Führungsringes 30 ist etwa gleich wie das Spiel des Mischkolbens gegenüber der Zylinderbohrung 19.
Der Antriebszylinder 3 ist auf dem Gehäusedecke 13 abgestützt. Es handelt sich um einen doppeltwirkenden Antriebszylinder, in dem ein fest mit der Kolbenstange 2 verbundener Kolben 32 beweglich ist. In den Antriebszylinder münden zwei Druckluftleitungen 33 und 34.
Die Anordnung aus Anschlägen 6 hat einen fest auf der Kolbenstange 2 angeordneten Ring 35, einen verstellbar auf der Kolbenstange angeordneten Ring 36, ein Anschlagstück 37 zum Zusammenwirken mit dem ersten Ring 35, und ein zweites Anschlagstück 38 zum Zusammenwirken mit dem zweiten Ring 36.
Der zweite Ring 36 ist als Rändelmutter ausgebildet, die auf einem Gewindeteil 39 der Kolbenstange 2 verschraubbar ist. Die jeweils ausgewählte Stellung des verstellbaren Ringes
ist mittels einer Kontermutter 40 feststellbar. Am oberen Ende der Kolbenstange 2 befinden sich Schlüsselflächen 41 zum Festhalten der Kolbenstange beim Lösen und Anziehen der Kontermutter 40. Dem zweiten Ring 36 ist eine ortsfeste Skala 47 zugeordnet.
Die beiden Anschlagstücke 37 und 38 sind über ein Gestänge miteinander gekuppelt. Das Gestänge hat einen Betätigungshebel 42, der um ein Gelenk 43 schwenkbar ist, das sich an einem vom Antriebszylinder 3 abragenden Arm 44 befindet. Unterhalb des Gelenkes 43 ist am Betätigungshebel 42 eine Stange 45 angelenkt, an deren vorderem Ende sich das erste Anschlagstück 37 befindet. Oberhalb des Gelenkpunktes 43 ist am Betätigungshebel 42 eine weitere Stange 46 angelenkt, an deren vorderem Ende sich das zweite Anschlagstück 38 befindet.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Während des Mischens des Behälterinhaltes 48 befinden sich die Anschlagstücke 37 und 38 in der in Fig.1 mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage. In dieser Lage ist das Anschlagstück 37 so nahe an die KoI-benstange 2 herangefahren, daß der erste Ring 35 den Anschlag nicht passieren kann. Der Ring 35 hat an seiner Oberseite eine erste Anschlagfläche 35a. Nach einem gewissen Hub h-j kommt die erste Anschlagfläche 35a am ersten Anschlagstück 37 zur Anlage, wonach der Misch-Aufwärtshub beendet ist. Diese Stellung ist in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellt. Der Mischkolben 4 ist hierbei aus der zweiten Zylinderbohrung 19 herausgezogen, so daß in die Zylinderbohrung 19 Masse 48 einströmen kann. Der Dosierkolben 5 durchgreift in dieser Stellung immer noch den Dichtring 24, so daß in die Zylinderbohrung 18 Masse nicht einströmen kann.
Nach Umsteuerung der Druckluftzufuhr wird der Kolben 32 nach unten gedrückt. Nach einem gewissen Schließhub greift der zylindrische Teil 4a des Mischkolbens in die Zylinder-
bohrung 19 ein und die in dieser Bohrung befindliche Masse wird verdrängt und dadurch über die Kanäle 25 und 26 nach oben gedrückt und strömt über die öffnungen 27 aus, wie dies durch Pfeile dargestellt ist . Die Masse verteilt sich als dünne Schicht auf dem Ablaufblech Am Randes des Ablaufbleches fällt die Masse in Form eines Filmes 49 nach unten auf den Massespiegel 48a zurück. Dieses Ausbreiten zu einer dünnen Schicht ist an sich bekannt und begünstigt die Entgasung der Masse 48. Die tiefste Stellung der Kolbenstange ist mit ausgezogenen Linien dargestellt.
Wenn eine bestimmte Masseportion über das Rückschlagventil 7 ausgestoßen werden soll, muß zunächst in eine Füllstellung übergegangen werden. Zu diesem Zweck wird der Betätigungshebel 42 in die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete Stellung bewegt. Dabei werden beide Anschlagstücke 37 und 38 in eine unwirksame Stellung bewegt, d.h. in eine Stellung, in der die Ringe 35, 36 die Anschlagstücke 37, 38 passieren können. Über die Druckluftleitung 33 zuströmende Druckluft kann die Kolbenstange nun in die Stellung anheben, die in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. Der Kolben 32 befindet sich dann in seiner obersten Stellung. In dieser Stellung ist der Dosierkolben 5 aus seiner Zylinderbohrung 18 herausgezogen, wodurch ein Ringquerschnitt 50 freigegeben ist, über den Masse 48 in die Zylinderbohrung 18 einströmen kann.
Schon vor dem Füllen der Zylinderbohrung 18 oder auch danach wird der Betätigungshebel 42 in die Stellung nach Fig. 2 gebracht. Danach befindet sich das Anschlagstück weiterhin in einer unwirksamen Stellung, während das Anschlagstück 38 in eine wirksame Stellung gekommen ist, in der es so nahe bei der Kolbenstange 2 liegt, daß der Ring
den Anschlag 38 nicht mehr passieren kann. Der Ring 36 bildet eine zweite Anschlagfläche 36a. Wenn nun die Kolbenstange 2 infolge Druckluftzufuhr über die Druckluftleitung 34 nach unten bewegt wird, wird zunächst ein Schließhub h. zurückgelegt, bei dem der Dosierkolben 5 in die Zylinderbohrung einschlüpft. Wenn der Dosierkolben 18 den elastischen Dichtring 24 erreicht hat, wird die in der Zylinderbohrung befindliche Masse ausgestoßen, wobei das Rückschlagventil 7 geöffnet wird. Der Dosierhub
IQ h„ ist beendet, wenn die zweite Anschlagfläche 36a auf dem Anschlagstück 38 zur Anlage gekommen ist. Ausgehend von der Füllstellung wurde dabei der Hub h-, zurückgelegt. Der eigentliche Dosierhub h„ ist also gleich der Differenz aus dem Gesamthub h_ und dem Schließhub h..
Wenn eine weitere Masseportion ausgestoßen werden soll, kann ohne Änderung der Stellung der Anschlagstücke 37, 38 die Kolbenstange durch Druckluftzufuhr über die Druckluftleitung 33 wieder in die Füllstellung angehoben werden, wonach sich der beschriebene Füllvorgang und der Dosier-Vorgang wiederholen können» Wenn zwischen der Abgabe zweier Portionen wieder gemischt werden soll, wird der Betätigungshebel 42 zunächst in die Mittelstellung gebracht, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Danach kann der erste Ring 35 wieder in den Bereich unterhalb des Anschlagstückes 37 gelangen.Dänach wird das Anschlagstück 37 in die Wirkstellung gebracht, die in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist, wonach durch alternierende Druckluftzufuhr über die Leitungen 33 und 34 der Mischhub ausgeführt wird.
Die Größe der auszustoßenden Portion hängt von der Lage des Ringes 36 ab. Dieser wird relativ zu der Skala 47 längs der Kolbenstange 2 geeignet eingestellt, und zwar in der Füllstellung, wie sie Fig. 2 zeigt.Zu diesem Zweck wird die Kontermutter 40 gelöst, wobei die Kolbenstange 2 an den Schlüs-
seiflächen 41 gehalten wird. Der als Rändelmutter ausgebildete Ring 36 wird nun in die gewünschte Lage gebracht und in dieser Lage mit der Kontermutter 40 gesichert. Je näher sich der Ring 38 dem oberen Ende der Kolbenstange befindet, desto größer ist die ausgestoßene Portion.

Claims (9)

  1. Ansprüche:
    Λ Vorrichtung zum Mischen und dosierten Abgeben einer gießfähigen Masse, mit einem an eine Vakuumpumpe anschließbaren Behälter, einem Mischorgan, das mit einer durch eine Antriebseinrichtung, z.B. einen Pneumatikzylinder, hin- und herbewegbaren Kolbenstange verbunden ist, einem Dosierkolben, der mit der Kolbenstange gekuppelt ist und in eine am unteren Ende des Behälters angeordnete Zylinderbohrung eingreift und zur Freigabe einer Füllöffnung für die Zylinderbohrung aus dieser herausziehbar ist, wobei der Dosierkolben während Hin- und Herbewegungen der Kolbenstange zum Zwecke des Mischens dauernd dichtend in die Zylinderbohrung eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischorgan (4) und der Dosierkolben (5) relativ zueinander feststehend sind und der Hub der Kolbenstange (2) veränderlich ist, wobei die Kolbenstange (2) während eines Mischhubes (h..) zwischen, einer untersten Stellung und einer Zwischenstellung bewegbar
    ist und wobei die Kolbenstange (2) in eine Füllstellung anhebbar ist, die höher liegt als die Zwischenstellung und in der der Dosierkolben (5) aus der Zylinderbohrung (18) herausgezogen ist und wobei die Kolbenstange (2) ausgehend von der Füllstellung zunächst über einen Schließhub (h.) abwärts bewegbar ist, an dessen Ende der Dosierkolben (5) dichtend in die Zylinderbohrung (18) eingreift und wobei die Kolbenstange (2) längs eines variabel/, einstellbaren Dosierhubes (h-) weiter abwärts in eine den Dosierhub (I12) begrenzende Dosier-Endstellung bewegbar ist«
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kolbenstange (2) eine feste erste Anschlagfläche (35a) für die obere Begrenzung des Mischhubes (h..) angeordnet ist, die mit einem ortsfesten zurückziehbaren ersten Anschlag (37) zusammenwirkt.
  3. 3 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der-Kolbenstange (2) eine längs dieser verstellbare zweite Anschlagfläche(36a) " für die untere.Begrenzung des Dosierhubes (h2) angeordnet ist, die mit einem ortsfesten zurückziehbaren zweiten Anschlag (38) zusammenwirkt.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschlag (37) und der zweite Anschlag (38) derart miteinander gekuppelt sind, daß sich jeweils nur einer der beiden Anschläge (37, 38) in der Anschlagstellung befindet.
  5. 5„ Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschlag (37) und der zweite Anschlag (38) derart miteinander gekuppelt sind, daß durch einen Betätigungsvorgang beide Anschläge (37, 38) gleichzeitig in eine unwirksame Stellung bringbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Kolbenstange (2) umgebender Antriebszylinder (3) auf einem Behälterdeckel (13) angeordnet und die Anschlagflächen (35a, 3 6a) und Anschläge (37, 38) oberhalb des AntriebsZylinders (3) liegen.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anschlagfläche (36a) durch eine auf der Kolbenstange verschraubbare Mutter (36) , vorzugsweise eine Rändelmutter, gebildet ist, die vorzugsweise
    IQ mittels einer Kontermutter (40) sicherbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Anschlagfläche (36a) eine ortsfest angeordnete Skala (47) oder eine ortsfeste Marke zugeordnet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischorgan (4) in an sich bekannter Weise ein Kolben ist, der am unteren Ende des Mischhubes (h^) eine Zylinderbohrung Ϊ19) vollständig ausfüllt, am oberen Ende des Mischhubes (h-) zur Freigabe einer Einlaßöffnung aus der Zylinderbohrung (19) herausgezogen ist und in dieser Stellung und in der Einlaßstellung von einer ortsfesten Führung (30) umfaßt ist.
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