DE3420222C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die do­ sierte Abgabe von evtl. füllstoffhaltigen, gießfähigen Kom­ ponentenmassen, mit einem Pumpzylinder, in dem ein Kolben gleitend angeordnet ist, der den Zylinder in einen mit ei­ nem Vorratsbehälter für die Aufnahme von Komponentenmasse verbundenen Pumpraum mit diesem zugeordnetem Einlaß- und Auslaßventil und einem mit einem Behälter für die Aufnahme einer den Kolben antreibenden Antriebsflüssigkeit verbunde­ nen Antriebsraum unterteilt, wobei zwischen den beiden Zylinderräumen eine Dichtung ausgebildet ist (DE-OS 28 37 425).

Gießharze sind häufig mit Füllstoffen, wie z. B. Quarzmehl, versetzt, die stark abrasiv sind. Kolbenabdichtungen, die dicht an der Zylinderwand anliegen, können in diesem Fall nur beschränkt verwendet werden, da das Einklemmen von Füll­ stoffpartikeln zwischen Dichtung und Zylinderwand zur ra­ schen Zerstörung der Dichtung und der Zylinderwand führen würde. Eine ausreichende Lebensdauer erhält man nur, wenn zwischen Kolben und Zylinderwand ein Spalt belassen wird, dessen Breite so groß ist, daß Füllstoffpartikel nicht ein­ geklemmt werden können. Über solche Spalte entstehen aller­ dings gewisse Leckströme, die insbesondere dann von Nachteil sind, wenn mehrere Komponenten in einem bestimmten Mischungs­ verhältnis zusammengeführt werden müssen und anschließend an das Füllen einer Form während des Gelierens noch Druck in der Form aufrechterhalten werden soll. Während dieser Druck­ haltung werden nur kleine Mengen pro Zeiteinheit nachge­ drückt, so daß unterschiedliche Leckverluste in mehreren Pumpzylindern zu wesentlichen Rezepturverfälschungen führen.

Bekannt (DE-PS 27 48 982) ist eine Anlage, in der Gießharz­ komponenten mittels Dosierpumpen einem Mischer zugeführt werden. Von dem Mischer aus werden mehrere Pufferelemente gespeist. Jedem Pufferelement ist eine Gießform zugeordnet. Diese Anordnung gestattet die Druckgelierung in mehreren Formen unabhängig davon, wie lange der Geliervorgang in den einzelnen Formen dauert. Die Pufferelemente enthalten Kol­ ben, auf deren eine Seite ein Druckmedium einwirkt, während die andere Kolbenseite auf das Gießharz drückt und so in der zugeordneten Form einen bestimmten Druck aufrechterhält und auch Gießharz in die Form nachschiebt, um den Volumenverlust auszugleichen, der während des Gelierens stattfindet. Die Anlage ist kompliziert, da außer den Dosierpumpen auch noch Pufferelemente benötigt werden.

Bekannt ist ferner (DE-OS 25 54 233) eine Anlage mit zwei Pumpzylindern mit Kolben, deren aus den Zylindern heraus­ ragende Kolbenstangen mit einer Verbindungsbrücke verbunden sind, um eine synchrone Bewegung der Kolben zu erzwin­ gen. Die Kolbenstangenseiten der Pumpzylinder werden mit einem Druckmittel beaufschlagt. In die Zylinderräume jenseits der Kolbenstangenseiten werden in Säcken verpackte Gießharzkomponenten eingebracht. Beim Schließen der Zylinderräume werden die Säcke aufgeschlitzt. Die Komponenten werden in einer Spritzpistole zusammenge­ führt. Über die Passung der Kolben im Zylinder ist in der Druckschrift nichts ausgesagt.

Aus der DE-OS 31 36 297 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkomponentenkunststoffen bekannt, die einen Dosierzylinder aufweist, der einen Plungerkolben enthält. Der Plun­ gerkolben wird mittels zweier, zum Dosierzylinder paralleler Antriebszylinder angetrieben, deren Kolbenstangen an einem Joch angreifen, das starr mit dem genannten Plungerkolben verbunden ist. Der Plungerkolben durchgreift zwei dichtend an ihm anliegende Dichtungen, nämlich eine obere Dichtung, die den Dosierzylinder zur Umgebung hin abdichtet und eine untere Dichtung. Zwischen beiden Dichtungen befindet sich ei­ ne Sperrflüssigkeit, deren Druck gleich oder größer als der Druck der Kunststoffkomponenten im Dosierzylinder ist. Die Sperrflüssigkeit übt keine antreibende Wirkung auf den Plun­ gerkolben aus. Wegen der am Plungerkolben anliegenden Dichtungen ist die Vorrichtung nicht für die Verarbeitung von Komponentenmassen geeignet, die Füllstoffe aus festen Partikeln enthalten.

Bei der bekannten (DE-OS 28 37 425) Vorrichtung der eingangs genannten Art ist der Kolben ebenfalls an zwei Stellen gegen­ über dem Pumpzylinder abgedichtet. Eine erste Dichtung befin­ det sich am oberen Ende des Kolbens. Der Kolben durchgreift eine fest im Pumpzylinder angeordnete zweite Dichtung, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der ersten Dichtung. Zwischen den beiden Dichtungen befindet sich ein Raum von ringförmigem Querschnitt, über dessen Funktion die ge­ nannte Druckschrift nichts aussagt. Die Druckschrift macht auch keine Aussagen über die Beschaffenheit der zweiten Dich­ tung. Der Raum oberhalb der ersten Dichtung kann mit einer unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit gefüllt werden. Ob diese mit der zu dosierenden Komponentenmase verträglich ist oder nicht, ist ebenfalls offengelassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch füllstoffhaltige Komponentenmassen ohne schädli­ che, die Dosiermenge und oder die Rezeptur und oder die Funktion der Vorrichtung beeinträchtigende Leckagen, auch aus unter Vakuum stehenden Vorratsbehältern verarbeitet werden können

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dichtung eine von einem Kolben gegenüber der Zylinderwand gebildete Spaltdichtung ist, daß die Antriebsflüssigkeit mit der jeweiligen Komponentenmasse verträglich ist und daß die mit der Antriebsflüssigkeit und der jeweiligen Komponentenmasse in Berührung kommende Kolbenwirkflächen wenigstens annähernd gleich groß sind.

Die Abdichtung des Kolbens durch eine Spaltdichtung macht den Pumpzylinder unempfindlich gegen im Gießharz enthaltene abrasive Füllstoffe. Füllstoffpartikel nämlich können in den Spalt zwischen Kolbenwand und Zylinderwand eindringen, ohne dort eingeklemmt zu werden. Sie können deshalb auch nicht zur Bildung von Riefen führen, die den Kolben und die Zylinderwand beschädigen. Da eine dicht an der Zylinderwand anliegende Dichtung nicht vorhanden ist, kann auch eine Zerstörung einer solchen Dichtung entstehen. Dennoch werden Leckverluste praktisch vollständig verhindert, da auf beiden Seiten des Kolbens der gleiche Druck anliegt, so daß kein Druckgefälle vorhanden ist, das Leckverluste zur Folge haben könnte. Wenn die Antriebsflüssigkeit, wie dies vorzugsweise vorgesehen ist in (Anspruch 9), auf der Kolbenstangenseite zugeführt wird, ist wegen des Kolbenstangenquerschnittes der Druck an der Antriebsseite des Kolbens ein wenig größer als an der Kolbenseite, die das Gießharz in der Form oder zu einem Auslauf preßt. Es können deshalb allenfalls Flüssigkeitsmengen der Antriebsflüssigkeit in das Gießharz gelangen, während in diesem Fall auf keinen Fall Gießharz in die Antriebsflüssigkeit gelangt. Dank der Verwendung einer Antriebsflüsigkeit, die mit dem Gießharz verträglich ist, entstehen keine Nachteile daraus, daß sich die beiden Flüssigkeiten im Bereich des Spaltes zwischen Kolben und Zylinder in geringem Umfange miteinander vermischen.

Vorzugsweise besteht die Antriebsflüssigkeit aus mindestens einem Bestandteil des Gießharzes oder der Gießharzkomponente. Dies ist jedoch Voraussetzung für die Realiesierung der Erfindung. Antriebsflüssigkeit kann irgendeine neutrale Flüssigkeit sein, die keinen schädlichen Einfluß auf das Gießharz hat, d. h. dieses nicht in solcher Weise verändert, daß das Arbeitsergebnis verschlechtert wird. Es ist jedoch zweckmäßig, daß die Antriebsflüssigkeit kann irgendeine neutrale Flüssigkeit sein, die keinen schädlichen Einfluß auf das Gießharz hat, d. h. dieses nicht in solcher Weise verändert, daß das Arbeitsergebnis verschlechtert wird. Es ist jedoch zweckmäßig, daß die Antriebsflüssigkeit keine abrasiven sedimentierenden Füllstoffe enthält. Die Antriebsflüssigkeit darf auch nicht aushärten. Als Antriebsflüssigkeit darf jedoch keine Flüssigkeit verwendet werden, die eine unerwünschte Reaktion im Gießharz oder der Gießharzkomponente bewirkt. Beispielsweise wird man als Antriebsflüssigkeit nicht einen Härter verwenden, wenn mit dem betreffenden Zylinder eine härtefreie Gießharzkomponente gefördert werden soll.

Die Antriebsflüssigkeit kann auf verschiedene Art und Weise unter Druck gesetzt werden. Besonders einfach hierfür ist die Verwendung eines Druckgases, wie dies im Anspruch 2 angegeben ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (An­ spruch 3) ist die Kapazität des Pumpraumes größer als für die komplette Füllung einer Form nötig ist. Mit einer sol­ chen Vorrichtung ist das komplette Füllen einer Form und die anschließende Druckhaltung, verbunden mit einem Nach­ pressen von Gießharzmasse, also das eingangs erwähnte Druckgelieren, möglich, wobei die Anlage einen außerordent­ lich einfachen Aufbau hat. Die Hubgröße kann auch so bemes­ sen sein, daß mit einen Kolbenhub mehrere Einzelportionen abgegeben werden können, um z. B. eine Charge von Kleintei­ len in einer Vakuumkammer zu vergießen. Während der Pause, die durch Belüftung, Beschickung und Evakuierung der Gieß­ kammer entsteht, kann der Pumpzylinder neu aufgeladen werden.

Vorzugsweise ist dem Kolben eine Antriebseinrichtung zuge­ ordnet, wie dies im Anspruch 4 angegeben ist. Mit einer solchen Antriebseinrichtung kann ein Ladehub erzeugt werden, mit dem die später zu fördernde Masse in den Zylinder einge­ saugt wird. Eine Füllung des Zylinders ist jedoch auch ohne eine solche Antriebseinrichtung möglich, wenn die Füllung z. B. unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgt oder wenn eine Ladepumpe vorgesehen ist.

Bei der Verwendung mehrerer Pumpzylinder, also im Falle einer Vorrichtung, in der mehrere Gießharzkomponenten nach einer bestimmten Rezeptur zusammengemischt werden sollen, ist eine mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Kol­ ben vorgesehen. Diese mechanische Verbindung kann bei einer einfachen Ausführung aus einem starren Verbindungsstück be­ stehen (Anspruch 5). Solche Verbindungsstücke sind an sich bekannt, z. B. aus der schon eingangs erwähnten DE-OS 25 54 233, jedoch dort ohne eine besondere, zu den Zylinder­ achsen parallele Führung, was den Nachteil hat, daß ein Verkanten der Kolben im Zylinder bzw. der Kolbenstangen in ihren Führungen entstehen kann. Auch müssen dann die Kolben­ stangen verhältnismäßig dick ausgebildet werden, was größe­ re Druckdifferenzen zwischen den beiden Seiten des Kolbens zur Folge hat. Beim Erfindungsgegenstand jedoch können we­ gen der Anwendung einer besonderen Führung dünne Kolbenstangen verwendet werden, die in der Regel nur Zugkräfte aufzu­ nehmen haben, so daß die Kolbenvorderseite und die Kolben­ rückseite annähernd gleich groß sind und damit die Druck­ differenz zu beiden Seiten des Dichtungsspaltes annähernd Null ist. Anstelle eines starren Verbindungsstückes könnte zur mechanischen Verbindung auch ein Hebel vorgesehen wer­ den, der um einen ortsfesten Gelenkpunkt schwenken kann und der mehrere Zylinder betätigt, die mit ihren anderen Enden an einer Basis befestigt sind. Dies gestattet es, bei glei­ chen Zylinderdurchmessern unterschiedliche Fördermengen pro Zeiteinheit zu bewirken. Solche Anordnungen sind an sich bekannt, z. B. aus der DE-OS 27 12 610. Im Falle eines starren Verbindungsstückes müssen unterschiedliche Zylin­ derdurchmesser verwendet werden, wenn die Fördermenge pro Zylinder verschieden sein soll. Dies ist bei Spaltdich­ tungen ohne Probleme möglich, da keine passenden elasti­ schen Dichtungen zur Verfügung stehen müssen.

Bei einer besonders einfachen Bauart einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung erfolgt die mechanische Verbindung dadurch, daß die Kolben Bestandteile eines Stufenkolbens sind (Anspruch 6). In diesem Fall sind besondere Verbindungsstücke nicht erforderlich, auch wenn mehrere Zylinder vorhanden sind. Bei einer solchen Vorrichtung sind Ringkammern gemäß An­ spruch 7 vorteilhaft, da im Bereich des Dichtungsspaltes nicht miteinander verträgliche Komponenten durch die stete Materialerneuerung rasch durchgespült werden. Die Ringkam­ mern können auch unmittelbar benachbart sein, eventuell zu einer Ringkammer zusammengefaßt sein.

Die Vorratsbehälter für das Gießharz bzw. die Komponentenmassen sind vorzugsweise evakuierbar. Qualitativ hochwertige Werkstücke, z. B. elektrische Bauteile, wie Spulen, müssen so beschaffen sein, daß in der Vergußmasse keine Hohlräume (Lunker) enthalten sind. Dies läßt sich nur erreichen, wenn das Gießharz bzw. dessen Komponenten vor dem Vergießen sorfältig entgast wer­ den. Die Verarbeitung entgaster Komponenten ist mit dem er­ findungsgemäßen Prinzip sicher möglich.

Im Anspruch 9 ist eine Ventilkonstruktion angegeben, mit der ein sicherer Abschluß des Zuflusses nach dem Füllen des Pumpzylinders erreicht wird, auch wenn das Gießharz abrasive Bestandteile enthält. Auch dieses Ventil arbeitet nach dem Prinzip der Pumpzylinder, d. h. die Schließkraft wird durch eine Antriebsflüssigkeit erzeugt, die mit dem Gießharz verträglich ist. Auch besteht im geschlossenen Zu­ stand des Ventils bei unter Druck stehendem Pumpzylinder keine Druckdifferenz zwischen der Antriebsflüssigkeit und dem Gießharz bzw. der Gießharzkomponente.

An einen Vorratsbehälter, der fertiggemischtes Gießharz enthält, können mehrere Pumpzylinder angeschlossen sein. Damit können von einem Vorratsbehälter aus mehreren Gieß­ stellen unabhängig voneinander versorgt werden.

Mit einem Portionsgeber gemäß Anspruch 11 kann Gießharz in kleinen Einzelportionen ausgestoßen werden, so daß z. B. die Füllung mehrerer kleiner Formen mit einem Kolbenhub möglich ist. Dabei wird die bei der vorgesehenen Spaltdichtung auftretende Leckagemenge insofern minimiert als die Endlage des Kolbens, in der die Leckagemenge am größten ist, erst nach Abguß einer Vielzahl von Formen erreicht wird. Der Portionsgeber kann sowohl eine passive, d. h. nur durch die Antriebsflüssigkeit betätigte Vorrich­ tung, als auch eine aktive pumpenartige Vorrichtung sein. Mit einer aktiven Vorrichtung ist auch eine Druckerhöhung möglich.

Die Erfindung wird durch mehrere in der Zeichnung schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anlage, die für die Verarbeitung von zwei Komponenten bestimmt ist, wo­ bei eine mechanische Verbindung der beiden Pumpzylinder durch einen Balken hergestellt ist,

Fig. 2 eine Anlage, mit der fertig gemischtes Harz verarbeitet wird und die demgemäß nur einen Pumpzylinder aufweist,

Fig. 3 in stark vereinfachter Darstellung eine Anlage entsprechend Fig. 2, wobei an einen Vorratsbehälter mehrere Verar­ beitungsstellen angeschlossen sind,

Fig. 4 eine Anlage, die für die Verarbeitung von zwei Gießharzkomponenten bestimmt ist, wobei die mechanische Verbindung zweier Pumpzylinder durch einen Stufen­ kolben bewirkt ist und

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Anlage, wobei zusätzlich zu der Anlage nach Fig. 4 Ringkammern vorgesehen sind.

Die Anlage A₁ nach Fig. 1 hat zwei Vorratsbehälter 1 und 2 für Gießharzkomponenten. Jeder der Vorratsbehälter ist an eine Unterdruckquelle (nicht dargestellt) angeschlos­ sen. Die Gießharzkomponenten 3 und 4 werden mittels För­ derschnecken 5 umgewälzt. Das durch die Förderschnecken hochgeförderte Harz breitet sich auf einem Ablaufblech 6 aus, wodurch eine gute Entgasung erreicht wird.

Dem Vorratsbehälter 1 ist ein Pumpzylinder 7 und dem Vor­ ratsbehälter 2 ein Pumpzylinder 8 zugeordnet. In den Pump­ zylindern 7 und 8 sind Kolben 7 a, 8 a beweglich. Zwischen den Kolben 7 a, 8 a und den zugeordneten Zylindern 7, 8 be­ stehen Spalte 9, die so breit sind, daß sich Füllstoff­ partikel in den Spalten nicht festklemmen können.

Mit den Kolben 7 a, 8 a sind Kolbenstangen 10, 11 verbunden, die aus den Zylindern 7, 8 herausragen. Die Kolbenstangen 10, 11 sind mit einem Balken 12 starr verbunden. Am Bal­ ken 12 befindet sich eine Führungsstange 13, die in einen mit Führungsbohrung versehenen Führungskörper 14 eingreift. Aufgrund der beschriebenen Verbindung können sich die bei­ den Kolben 7 a, 8 a nur zusammen mit gleicher Geschwindig­ keit bewegen.

Am Balken 12 greift eine Betätigungsstange 15 an, die die Kolbenstange eines Kolbens 16 ist, der in einem Druckluft­ zylinder 17 bewegbar ist.

Zur Anlage gehören auch Behälter 18 und 19 für die Aufnah­ me von Antriebsflüssigkeiten 20, 21. Die Behälter 18, 19 sind an eine Druckluftquelle 22 angeschlossen, und zwar über ein Ventil 23 und Leitungen 24, 25. Vor dem Ventil 23 ist ein Druckminderer 125 angeordnet. Von den Böden der Behälter 18, 19 gehen Leitungen 26, 27 aus, die zu den Pumpzylindern 7, 8 führen, und zwar im Bereich ober­ halb der Kolben 7 a, 8 a. In die Leitungen 26, 27 sind Ven­ tile 28, 29 eingebaut.

Von der Druckluftquelle 22 führt auch eine Leitung 30 zu dem Druckluftzylinder 17, und zwar im Bereich unterhalb des Kolbens 16. In die Leitung 30 ist ein Ventil 31 ein­ gebaut.

Der Vorratsbehälter 1 ist über eine großvolumige Leitung 32 an den Pumpzylinder angeschlossen, und zwar unterhalb des Kolbens 7 a. An der Eintrittsstelle befindet sich ein Ventil 33, das einmal die Verbindung zwischen der Lei­ tung 32 und dem Zylinder 7 herstellen kann und zum anderen bei gleichzeitigem Abschluß der genannten Verbindung ei­ nen Weg zu einer Leitung 34, die zu einem Mischer 35 führt. Der Vorratsbehälter 2 ist über eine entsprechende Lei­ tung 36, ein Ventil 37 und eine Leitung 38 an den Mischer 35 angeschlossen.

Unterhalb des Mischers 35 befindet sich ein Ventil 39, das in eine Gießleitung 40 eingebaut ist. Die Gießlei­ tung 40 führt zu einer Gießform 41, deren Hohlraum 41 a mit Gießmasse zu füllen ist.

Die Anlage A₁ arbeitet wie folgt. Die Gießharzkomponenten 3 und 4 werden in den Vorratsbehältern 1, 2 aufbereitet, d. h. gut durchgemischt und gleichzeitig entgast. Wenn ein Gießvorgang vorbereitet werden soll, werden die Zylinder 7 a, 8 a mit Hilfe des Druckmittelzylinders 17 angehoben, wobei die Ventile 33, 37 den Weg von den Leitungen 32, 36 in die Pumpzylinder 7, 8 freigeben. In der Zeich­ nung ist ein Zustand gezeigt, bei dem die Pumpzylinder 7, 8 bereits weitgehend gefüllt sind. Die oberhalb der Kolben 7 a, 8 a befindliche Antriebsflüssigkeit 20 bzw. 21 wird bei geöffneten Ventilen 28, 29 in die Behälter 18, 19 verdrängt. Eine genau gleiche Bewegung beider Kolben 7 a, 8 a wird durch den in der Führung 13, 14 geführten Balken 20 bewirkt. Während der Füllung der Pumpzylinder 7, 8 mit Massekomponenten 3, 4 ist das Ventil 23 derart geöffnet, daß aus den Behältern 18, 19 Luft über einen Auslaß 23 a abströmen kann.

Nachdem die Pumpzylinder 7, 8 gefüllt sind, werden die Ventile 33, 37 so umgestellt, daß die Verbindung zu den Leitungen 32, 36 abgesperrt, dafür aber die Verbindung zu den Leitungen 34, 38 geöffnet wird. Wenn das Füllen der Form beginnen soll, wird bei geöffnetem Ventil 23 Druckluft in die Behälter 18, 19 geleitet. Die Druckluft wirkt auf die Antriebsflüssigkeiten ein, die bei geöffne­ ten Ventilen 28, 29 in die Zylinder 7, 8 einströmen und die Kolben 7 a, 8 a nach unten drücken, wobei wieder der geführte Balken 12 dafür sorgt, daß die Bewegung der bei­ den Kolben mit gleicher Geschwindigkeit erfolgt. Die bei­ den Komponenten 3, 4 werden im Mischer 35 zusammengeführt, wodurch aktiviertes Gießharz entsteht. Dieses wird bei geöffnetem Ventil 39 in den Hohlraum 41 a gedrückt. Während der Aushärtung (Gelieren) des Gießharzes bleibt der Druck der Antriebsflüssigkeiten 20, 21 und damit auch der Druck der Gießharzkomponenten 3, 4 und damit auch der Druck des fer­ tig gemischten Gießharzes erhalten. Auch bei nur sehr lang­ samem Nachdrücken von Gießharz ändert sich die Rezeptur nicht, da wegen des Fehlens eines Druckgefälles innerhalb der Pumpzylinder 7, 8 Leckagen nicht entstehen. Während des Auspressens der Gießharzkomponenten 3, 4 aus den Pumpzy­ lindern 7, 8 ist das Ventil 31 so eingestellt, daß vom Kolben 16 verdrängte Luft über den Auslaß 31 a ausströmen kann.

Die Kolbenstangen 10, 11 können verhältnismäßig dünn sein, da sie nur geringe Kräfte zu übertragen haben; die eigent­ liche Auspreßkraft wird ja durch die Antriebsflüssigkeiten 20, 21 bewirkt. Je dünner die Kolbenstangen 10, 11 sind, desto besser ist der Druckausgleich oberhalb und unterhalb der Kolben 7 a, 8 a.

Bei der Anlage A₂ nach Fig. 2 ist nur ein einziger Vor­ ratsbehälter 42 vorgesehen, in dem vergußfertiges Gieß­ harz 43 gemischt und entgast wird. Der Vorratsbehälter 42 kann im Prinzip gleich ausgebildet sein wie die Vorrats­ behälter 1 und 2 nach Fig. 1. In einer Abflußleitung 44, die zu einem Pumpzylinder 45 führt, ist ein insgesamt mit 46 bezeichnetes Ventil angeordnet.

Das Ventil 46 hat einen Ventilsitz 47, auf den ein Dich­ tungsrand 48 a eines Ventilkolbens 48 zur dichtenden An­ lage gebracht werden kann. Der Ventilkolben 48 ist in einem Zylinder 49 gleitbar, wobei zwischen dem Zylinder 49 und dem Kolben 48 ein Spalt 50 von solcher Größe vor­ gesehen ist, daß Füllstoffpartikel im Gießharz 43 nicht eingeklemmt werden können. Der Ventilkolben 48 ist über eine Kolbenstange 51 mit einem Antriebskolben 52 verbun­ den, der in einem Antriebszylinder 53 beweglich ist. Es handelt sich um einen einfachwirkenden Zylinder mit einem Einlaß 54 und einem Auslaß 55. Dem Antriebszylinder 53 kann Druckluft aus einer Druckluftquelle 56 über ein Ven­ til 57 zugeführt werden. Mit dem Ventil 57 kann der Ein­ laß 54 auch mit einer Auslaßöffnung 58 in Verbindung ge­ bracht werden.

Der Zylinderraum oberhalb des Ventilkolbens 48 ist mit einer Antriebsflüssigkeit 59 beaufschlagbar, die dem Ventilantriebszylinder 49 über eine Leitung 60 aus einem Vorratsbehälter 61 zuführbar ist. In die Leitung 60 ist ein Ventil 62 eingebaut. Der Raum 61 a im Vorratsbehälter 61 ist mit Druckluft beaufschlagbar, die ebenfalls von der Druckluftquelle 56 kommt und über ein Ventil 63 ge­ führt wird. Mit dem Ventil 63 ist auch ein Auslaß 64 an­ steuerbar, über den aus dem Behälter 61 Luft entweichen kann.

Der Pumpzylinder 45 ist im Prinzip gleich ausgebildet, wie die Pumpzylinder 7, 8 bei der Anlage A₁. Auch in die­ sem Zylinder ist zwischen dem Kolben 45 a und der Innen­ wand des Zylinders 45 ein verhältnismäßig großer Spalt 65 vorhanden, in dem sich Füllstoffpartikel nicht festklemmen können. Auf die Oberseite des Kolbens 45 a wirkt die gleiche Antriebsflüssigkeit 59 ein, die auch auf den Ventilkolben 48 einwirkt. Zu diesem Zweck ist der Zylinder 45 über eine Leitung 66 an den Vorratsbehälter 61 angeschlossen. In die Leitung 66 ist ein Ventil 67 eingebaut.

Auch dem Pumpzylinder 45 ist ein Rückzugszylinder 68 zu­ geordnet, dessen Kolben 69 über eine Kolbenstange 70 mit dem Kolben 45 a verbunden ist. Der Rückzugszylinder 68 ist einfachwirkend; er ist über eine Leitung 71 an die Druckluftquelle 56 angeschlossen. In die Leitung 71 ist ein Ventil 72 eingebaut, das auch so umgesteuert werden kann, daß die Leitung 71 mit einem Auslaß 73 verbunden ist.

In eine Abflußleitung 74 des Pumpzylinders 45 ist ein Ven­ til 75 eingebaut. Die Leitung 74 führt zu einer Gießform 76, deren Hohlraum 76 a mit Gießharz zu füllen ist.

Die Anlage A₂ nach Fig. 2 arbeitet wie folgt. Wenn der Pumpzylinder 45 gefüllt werden soll, ist der Vorratsbe­ hälter 61 druckentlastet, wobei das Ventil 63 so einge­ stellt ist, daß der Auslaß 64 geöffnet ist. Geöffnet ist auch das Ventil 62, so daß auf den Ventilkolben 48 keine Schließkraft einwirkt. Das Ventil 46 wird dadurch geöff­ net, daß durch entsprechende Ansteuerung des Ventils 57 Druckluft unter den Kolben 52 geleitet wird. Dadurch wird der Kolben 48 angehoben, wobei die Antriebsflüssigkeit über das geöffnete Ventil 62 in den Vorratsbehälter 61 gedrückt wird. Der Rückzugszylinder 68 wird mit Druckluft gefüllt, wobei das Ventil 72 so eingestellt ist, daß es die Verbindung zwischen der Druckluftquelle 56 und dem Zylinder 68 herstellt, wobei der Auslaß 73 geschlossen ist. Der Kolben 45 a wird nach oben gedrückt, wobei ent­ sprechend dem Pfeil 77 Gießharz über die Leitung 44 in den Pumpzylinder 45 einströmt. Das Ventil 75 ist hierbei geschlossen. Um eine sichere Öffnung des Ventils 46 sicher­ zustellen, wird in den Antriebszylinder 53 Druckluft ein­ geleitet, wodurch der Ventilkolben 48 angehoben wird. Die oberhalb des Kolbens 52 befindliche Luft strömt über den Auslaß 55 ab. Die oberhalb des Ventilkolbens 48 be­ findliche Antriebsflüssigkeit wird bei geöffnetem Ventil 62 in den Behälter 61 zurückgedrückt.

Wenn der Pumpzylinder 45 gefüllt ist, wird zunächst das Ventil 46 geschlossen. Zu diesem Zweck wird der Behälter 41 unter Druck gesetzt, wobei das Ventil 63 so eingestellt ist, daß der Auslaß 64 geschlossen ist. Die Antriebsflüs­ sigkeit wird durch die Druckluft in den Ventilzylinder 49 gedrückt, wodurch der Ventilkolben 48 auf seinen Sitz 47 gepreßt wird. Die Antriebsflüssigkeit wird außerdem über die Leitung 66 bei geöffnetem Ventil 67 in den Pumpzy­ linder 45 gedrückt. Wenn nun das Gießventil 75 geöffnet wird, wird der Formhohlraum 76 a gefüllt. Der Druck im Formhohlraum 76 a wird aufrechterhalten, um Volumenverluste durch Schwund im Gießmaterial während des Gelierens aus­ zugleichen. Da eine nennenswerte Druckdifferenz zwischen der Gießmasse 43 und der Antriebsflüssigkeit 59 nicht be­ steht, werden Leckverluste an Gießharz 43 vermieden, so daß auch bei langdauerden Geliervorgängen nicht zu be­ fürchten ist, daß das aktivierte Gießharz an Stellen der Anlage gelangt, wo die Aushärtung des Gießharzes Schaden anrichten könnte.

Das Ventil 46 schließt sehr zuverlässig, da eine spalt­ freie Dichtung vorgesehen ist. Das große Spiel des Ven­ tilkolbens 48 macht die Ventilführung unempfindlich gegen abrasive Partikel im Gießharz. Die Antriebsflüssigkeit 59 ebenso wie die Antriebsflüssigkeiten 20 und 21 (Anlage 1) sind so beschaffen, daß eine Vermischung, die in sehr ge­ ringem Umfange mit den Gießharzkomponenten (Anlage A₁) bzw. mit dem gießfertigen Harz (Anlage A₂) vorkommen kann, unschädlich ist. Es kann z. B. jeweils die gleiche Masse verwendet werden, jedoch in der Regel ohne Füllstoffe. Es können aber auch Substanzen verwendet werden, die in den Gießharzkomponenten bzw. im fertig gemischten Gieß­ harz ohnehin vorhanden sind.

Die Anlage A₃ nach Fig. 3 hat einen Vorratsbehälter 42, der dem Vorratsbehälter 42 der Anlage A₂ entspricht. An den Vorratsbehälter sind vier Entnahmeleitungen 78 bis 81 angeschlossen. In jeder Entnahmeleitung befindet sich ein Ventil 46, das dem Ventil 46 der Anlage A₂ entspricht. Hinter jedem Ventil 46 befindet sich ein Pumpzylinder 45, der dem Pumpzylinder 45 der Anlage A₂ entspricht und hin­ ter jedem Pumpzylinder ein Gießventil 75 entsprechend dem Gießventil 75 der Anlage A₂. Von der Abflußleitung 78 wird eine relativ große Gießform 82 gespeist, von der Leitung 89 eine kleinere Gießform 83, von der Leitung 80 eine Gießdüse 84 und von der Leitung 81 eine weitere Gieß­ düse 85. Es ist also möglich, von einem einzigen Vorrats­ behälter 42 für fertig gemischtes Harz aus mehrere Gieß­ stellen zu versorgen.

Die Anlage A₄ nach Fig. 4 hat zwei Pumpzylinder 86 und 87. Diese Zylinder sind koaxial zueinander, d. h. sie haben eine gemeinsame Achse 88. In den Pumpzylindern 86, 87 ist ein insgesamt mit 89 bezeichneter Stufenkolben bewegbar. Der Stufenkolben 89 hat einen dicken Teil 89 a und einen dünnen Teil 89 b Der dicke Teil 89 a hat gegenüber dem Zylinder 86 einen Spalt 90, der wiederum so breit ist, daß die Füllstoffpartikel nicht eingeklemmt werden können. Der dünne Zylinderteil 89 b hat gegenüber dem Zylinder 87 einen Spalt 91, der wieder genügend groß ist, um ein Ein­ klemmen von Füllstoffpartikeln zu verhindern.

An den Pumpzylinder 86 ist eine Zuflußleitung 92 ange­ schlossen, in die ein Ventil 93 eingebaut ist. Die Zu­ flußleitung kann zu einem Vorratsbehälter führen, der gleich ausgebildet ist, wie der Vorratsbehälter 1 bei der Anlage A₁. An den Pumpzylinder 87 ist eine mit einem Ventil 94 versehene Zuflußleitung 95 angeschlossen, die zu einem weiteren Vorratsbehälter führt.

Vom Pumpzylinder 86 führt eine Leitung 96 und vom Pump­ zylinder 87 eine Leitung 97 zu einem Mischer 98. In die Leitung 96 ist ein Ventil 99 und in die Leitung 97 ein Ventil 100 eingebaut. Hinter dem Mischer 21 ist ein Gieß­ ventil 101 angeordnet, das sich in einer aus dem Mischer 98 ausmündenden Gießleitung 102 befindet.

Mit dem Stufenkolben 89 ist eine Kolbenstange 103 verbun­ den, die in einen Rückzugszylinder 104 hineinragt. Im Rückzugszylinder 104 ist ein Kolben 105 gleitbar, der fest mit der Kolbenstange 103 verbunden ist. Der Rückzugs­ zylinder 104 ist einfachwirkend und kann über eine Lei­ tung 106 mit Druckluft beaufschlagt werden, die von einer Druckluftquelle 107 ausgeht. In die Leitung 106 ist ein Ventil 108 eingebaut, das auch so umgeschaltet werden kann, daß die Leitung 106 mit einem Auslaß 109 verbindbar ist unter gleichzeitigem Abschluß des von der Druckluft­ quelle 107 kommenden Leitungsteiles.

Auf den Gesamtquerschnitt des dicken Teils 89 a des Stufenkolbens 89 (abgesehen vom Querschnitt der Kolbenstange 103) kann eine Antriebsflüssigkeit 110 ein­ wirken. Die Antriebsflüssigkeit kommt aus einem Vorrats­ behälter 111, der über eine Leitung 112 mit dem Pumpzy­ linder 86 verbunden ist. In die Leitung 112 ist ein Ven­ til 113 eingebaut. In den Raum 111 a oberhalb des Spiegels 110 a der Antriebsflüssigkeit 110 kann Druckluft eingelei­ tet werden. Die Druckluft kommt ebenfalls von der Druck­ luftquelle 107 und wird über eine Leitung 114 zugeführt, in die ein Ventil 115 eingebaut ist. Das Ventil 115 kann auch so eingestellt werden, daß der Raum 111 a über einen Auslaß 116 entlüftet werden kann.

Die Anlage A₄ arbeitet wie folgt. Wenn die Pumpzylinder 86, 87 aus den nicht dargestellten Vorratsbehältern mit Gießharzkomponenten 123, 124 gefüllt werden sollen, sind die Ventile 93 und 94 geöffnet, während die Ventile 99 und 100 geschlossen sind. Das Ventil 113 ist geöffnet und das Ventil 115 so eingestellt, daß Luft aus dem Raum 111 a entweichen kann. In den Rückzugszylinder 104 wird Druckluft eingeleitet, die den Kolben 105 und wegen des­ sen Kupplung über die Kolbenstange 103 auch den Stufen­ kolben 89 nach oben bewegt. Hierbei wird Antriebsflüssig­ keit 110 in den Behälter 111 zurückgedrückt. Nach Beendi­ gung des Füllhubes werden die Ventile 93 und 94, die so ausgebildet sein können, wie das Ventil 46 der Anlage A₂, geschlossen. Danach wird die Antriebsflüssigkeit 110 durch Einleiten von Druckluft in den Behälter 111 unter Druck gesetzt. Der Druck wirkt auf den Stufenkolben 89 ein. Wenn Gießharz gemischt und ausgestoßen werden soll, wer­ den die Ventile 99, 100 geöffnet, ebenso das Gießventil 101.

Die Antriebsflüssigkeit 110 drückt den Stufenkolben nach unten, wobei aus den Pumpzylindern 86 und 87 Gießharz­ komponenten über die Leitungen 96 und 97 in den Mischer 98 gedrückt werden. Im Raum 117 unterhalb und im Raum ober­ halb des dicken Kolbenteiles 89 a herrschen gleiche Drücke, so daß ein Druckgefälle nicht besteht, aufgrund dessen Masse aus dem Raum 117 abströmen könnte. Auch die Drücke im Raum 118 unterhalb des dünnen Teiles 89 b des Stufen­ kolbens und im Raum 117 sind gleich, so daß auch über den Spalt 91 keine nennenswerte Strömung stattfindet. Die Druckgleichheit besteht aufgrund der Verbindung bei­ der Räume 117, 118 über die Leitungen 96, 97 und den Mischer 98. Es herrschen also in den drei Räumen 110 ober­ halb des dicken Kolbenteiles 89 a, im Raum 117 unterhalb des dicken Kolbenteiles 89 a und im Raum 118 unterhalb des dünnen Kolbenteiles 89 b gleiche Drücke.

Über das Gießventil 101 kann aktivierte Gießmasse als Strahl oder in Portionen entnommen werden. Es kann aber auch eine Form gefüllt werden und der Druck in der Form während des Gelierens gehalten werden, wie dies am Bei­ spiel der Anlagen A₁ und A₂ beschrieben wurde.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist besonders einfach, da eine besondere Einrichtung zur Synchronisierung der Bewegungen der beiden Kolben nicht nötig ist. Die Ver­ wendung des Stufenkolbens erfüllt den selben Zweck wie die Kupplung der Kolben 7 a, 8 a über den Balken 12 und die Führung des Balkens in der Führungsvorrichtung 13, 14 bei der Anlage A₁.

Die Anlage A₅ nach Fig. 5 gleicht weitgehend der Anlage A₄. Entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Unterschiedlich gegenüber der Anlage A₄ ist folgendes:

Die in der Anlage A₅ mit 96′ bezeichnete Abflußleitung aus dem Pumpzylinder 86 führt zu einer Ringkammer 119, die den dünnen Kolbenteil 89′b des Stufenkolbens umgibt.

Der dünne Kolbenteil 89′b ist länger ausgebildet als der dünne Kolbenteil 89 b der Anlage A₄. Die Abflußleitung 95′ aus dem Pumpzylinder 87 führt zu einer Ringkammer 120, die in geringem axialem Abstand von der Ringkammer 119 angeordnet ist. Die Ringkammern 119, 120 sind über Leitungen 121, 122 an den Mischer 98 angeschlossen.

Durch die Anordnung der Ringkammern 119, 120 wird erreicht, daß die Gießharzkomponenten 123, 124 allenfalls in dem kurzen Zwischenraum 125 zwischen den Kammern 119, 120 miteinander in Berührung kommen können. Man vermeidet damit die Gefahr, daß sich über eine größere Länge des Spaltes 91 aktivierte Gießmasse verteilen kann, die durch Aushärten zu Betriebsstörungen führen könnte. Über die Ringkammern findet ein dauernder Materialaustausch statt, der den kritischen Bereich sauber hält. Im übrigen arbei­ tet die Anlage A₅ ebenso wie die Anlage A₄, so daß wei­ tere Erläuterungen entbehrlich sind.

Claims (10)

1. Vorrichtung für die dosierte Abgabe von evtl. füll­ stoffhaltigen, gießfähigen Komponentenmassen, mit einem Pumpzylinder (7, 8), in dem ein Kolben (7 a, 8 a) gleitend angeordnet ist, der den Zylinder (7, 8) in einen mit einem Vorratsbehälter (1, 2) für die Aufnahme von Komponenten­ masse (3, 4) verbundenen Pumpraum mit diesem zugeordnetem Einlaß- und Auslaßventil (33, 37) und einen mit einem Be­ hälter (18, 19) für die Aufnahme einer den Kolben antrei­ benden Antriebsflüssigkeit (20, 21) verbundenen Antriebs­ raum unterteilt, wobei zwischen den beiden Zylinderräumen eine Dichtung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung eine von dem Kolben (7 a, 8 a; 45 a; 89 a, 89 b; 89′a, 89′b) gegenüber der Zylinderwand (7, 8; 45; 86, 87) gebildete Spaltdichtung (9; 65; 90, 91) ist, daß die An­ triebsflüssigkeit (20, 21; 59; 110) mit der jeweiligen Kom­ ponentenmasse (3; 4; 43; 123, 124) verträglich ist und daß die mit der Antriebsflüssigkeit (20, 21; 59; 110) und der jeweiligen Komponentenmasse (3; 4; 43; 123, 124) in Berüh­ rung kommenden Kolbenwirkflächen wenigstens annähernd gleich groß sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Antriebsflüssigkeit (20, 21; 59; 110) enthalten­ den Behälter (18, 19; 61; 111) Druckgas, vorzugsweise Druck­ luft, einführbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kapazität des Pumpraumes größer ist als die Füllmenge einer Form (41; 76; 82, 83).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (7 a; 45 a; 89) eine Kolbenstange (10, 11; 70; 103) befestigt ist, die aus dem Zylinder (7, 8; 45; 86) herausragt und an der eine Antriebs­ einrichtung, vorzugsweise ein Druckmittelzylinder (17; 68; 104) angreift, mit der der Kolben (7 a, 8 a; 45 a) im Sinne einer Vergrößerung des Pumpraumes antreibbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit meh­ reren Pumpzylindern, deren Kolben zur Erzielung gleicher oder proportionaler Hübe über Kolbenstangen, die an einem starren Verbindungsstück befestigt sind, miteinander ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem starren Ver­ bindungsstück (12) eine besondere, zu den Zylinderachsen parallele Führung (13, 14) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit meh­ reren Pumpzylindern, deren Kolben zur Erzielung gleicher oder proportionaler Hübe mechanisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (89 a, 89 b; 89′a, 89′b) Bestandteile eines Stufenkolbens (89) sind, wobei der größte Querschnitt (89 a) des Stufenkolbens (89) mit der Antriebsflüssigkeit (110) beaufschlagbar ist und die Summe der Querschnitte der genutzten Stufen im wesent­ lichen gleich dem genannten größten Querschnitt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich derjenigen Abschnitte (89′ b) des Stufen­ kolbens (89), die mit verschiedenen Gießharzkomponenten (123, 124) in Berührung kommen, für jede Komponente axial benachbart zum Pumpraum der jeweiligen Komponente (123, 124) eine den Kolben (89) umgebende Ringkammer (119 bzw. 120) angeordnet ist, die mit dem benachbarten Pumpraum in Ver­ bindung steht, wobei zwischen benachbarten Ringkammern (119, 120) vorzugsweise ein nur geringer Abstand (125) besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das dem Pumpzylin­ der (45) vorgeschaltete Einlaßventil (46) als Kolbenven­ til ausgebildet ist, mit einem über eine Spaltdichtung (40) gegenüber einem Zylinder (49) abgedichteten Kolben (48), der von einer Antriebsflüssigkeit (59) beaufschlag­ bar ist, die mit dem Gießharz (43) bzw. der Gießharzkom­ ponente verträglich ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Antriebsflüssigkeit (20, 21; 59; 110) enthaltende Behälter (18, 19; 61, 111) mit der­ jenigen Seite des Pumpzylinders (7, 8; 45; 89) verbunden ist, durch welche die Kolbenstange (10, 11; 70; 103) des Pumpkolbens (7 a, 8 a; 45 a; 89) geführt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpzylinder (7, 8) und dem zugehörigen Behälter (18, 19) für die Antriebsflüssig­ keit (20, 21) ein Portionsgeber angeordnet ist.