DE3502333C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dosie­ ren von mindestens einem viskosen Stoff gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs sind beispielsweise in den älteren Patentanmeldungen P 33 29 296 und P 34 15 253 beschrieben. Darüber hinaus ist eine ähnliche Vorrichtung in der älteren Patentanmeldung P 34 36 102 beschrieben.

Diese Vorrichtungen weisen für jeden viskosen Stoff minde­ stens eine von einer Kolben/Zylinder-Einheit gebildete Auspreßeinheit auf. Der Zylinder ist über eine mit einem Ventil versehene Zuführleitung mit einer Zuführpumpe und über eine mit einem Ventil versehene Auspreßleitung mit einer Abgabeeinheit verbunden. Die Ventile werden entspre­ chend dem Betriebszustand der Dosiervorrichtung, anders ausgedrückt, entsprechend der Kolbenbewegung im Zylinder geöffnet bzw. geschlossen.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei derartigen Vor­ richtungen nach längeren Betriebszeiten Dosierfehler auftreten können, anders ausgedrückt, entspricht bei­ spielsweise die Menge einer oder mehrerer Komponenten eines Mehrkomponentengemisches nicht der Sollmenge.

Derartige Dosierfehler sind gerade bei den in jüngster Zeit häufig verwendeten Mehrkomponenten-Systemen, wie beispielsweise "high solid"-Lacke nicht zu akzeptieren, da die Eigenschaften der Lackschichten durch Dosierfehler wesentlich beeinträchtigt werden. Aber auch wenn es auf die dekorative Wirkung von Mehrkomponenten-Systemen an­ kommt, können Dosierfehler, wie sie den bekannten Vorrich­ tungen vorkommen können, nicht hingenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eventuell auftretende Dosierfehler mit Sicherheit erkannt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß Dosierfehler bei den bekannten Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 immer dann vorkommen können, wenn entweder während des Befüllungsvorgangs der Auspreßeinheit das Ventil nicht oder nicht vollständig geschlossen ist, das in der die Auspreßeinheit mit einer Abgabevorrichtung verbindenden Auspreßleitung vorgesehen ist, oder wenn während des Aus­ preßvorgangs das in der Zufuhrleitung vorgesehene Ventil nicht oder nicht vollständig geschlossen ist.

In dem einen Falle wird die Auspreßeinheit nicht mit der vorgesehenen Menge an viskosen Stoff befüllt; im anderen Falle wird beim Auspreßvorgang Material in die Zufuhr­ leitung zurückgepreßt, so daß nur ein Teil des in der Aus­ preßeinheit vorhandenen Materials zur Abgabevorrichtung gelangt. In beiden Fällen wird damit nicht die vorgesehene Materialmenge der Abgabevorrichtung zugeführt.

Erfindungsgemäß sind deshalb in den Zufuhrleitungen strom­ aufwärts von den Rückschlagventilen sowie in den Auspreß­ leitungen stromabwärts von den Absperrventilen Drucksenso­ ren vorgesehen, die die zeitliche Änderung des Drucks an den jeweiligen Stellen in den Leitungen erfassen:

Wenn das Absperrventil in der Auspreßleitung vollständig ge­ schlossen ist, darf sich während der Befüllung der Aus­ preßeinheit der Druck stromabwärts von diesem Absperr­ ventil nicht ändern. Ändert sich das Ausgangssignal des in der Auspreßleitung vorgesehenen Sensors während der Befül­ lung der Auspreßeinheit dennoch, so ist entweder das zugehö­ rige Absperrventil nicht oder - beispielsweise aufgrund von Verunreinigungen am Ventilsitz - nicht vollständig geschlossen. Andererseits darf sich das Ausgangssignal des in der Zuführleitung vorgesehenen Drucksensors während des Auspreßvorgangs nicht ändern, sofern das Ventil in der Zuführleitung korrekt geschlossen ist. Eine eventuelle Änderung des Ausgangssignals zeigt damit an, daß das Rückschlagventil nicht mehr funktioniert oder - beispiels­ weise aufgrund von Verschmutzungen des Ventilmechanismus - nicht mehr vollständig schließt.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Drucksensoren ermöglichen damit eine exakte Aussage über den Zustand der in den ein­ zelnen Leitungen vorgesehenen Ventile, der - wie erfindungs­ gemäß erkannt worden ist - die in der Praxis einzige Ursache für Dosierfehler bei Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einer in Anspruch 2 gekennzeichneten bevorzugten Wei­ terbildung der Erfindung ist stromaufwärts von dem in der Zuführleitung angeordneten Sensor und stromabwärts von dem in der Auspreßleitung angeordneten Sensor jeweils ein wei­ teres Absperrventil angeordnet. Diese Ventile werden je­ weils gemeinsam mit dem anderen in der jeweiligen Leitung vorgesehenen Ventil geöffnet bzw. geschlossen. Hierdurch wird erreicht, daß der in der Zuführleitung angeordnete Sensor keine beispielsweise von der Zuführpumpe herrühren­ den Druckschwankungen bzw. der in der Auspreßleitung ange­ ordnete Sensor keine beispielsweise von der Abgabevorrich­ tung herrührenden Druckschwankungen erfaßt, die tatsächlich nicht vorhandene Undichtigkeiten der jeweiligen Ventile und damit Dosierfehler vortäuschen würden.

Der erfindungsgemäße Gedanke ist natürlich nicht nur bei Vorrichtungen anwendbar, bei denen für jede zu dosierende Komponente eine Auspreßeinheit vorgesehen ist, sondern gemäß Anspruch 3 auch bei Vorrichtungen, bei denen für jede Komponente mehrere Auspreßeinheiten vorgesehen sind, also beispielsweise bei Vorrichtungen gemäß der deutschen Patentanmeldung P 33 29 296.5, gemäß der für jede Komponente zwei Auspreßeinheiten vorgesehen sind, deren Arbeitstakte ge­ geneinander verschoben sind, so daß sich eine kontinuierli­ che Förderung ergibt. Bei derartigen Vorrichtungen wird jeder Auspreßeinheit jeweils ein Sensor in der Zuführleitung und ein Sensor in der Auspreßleitung sowie jeweils ein zusätzliches Ventil gemäß Anspruch 2 zugeordnet, das dafür sorgt, daß nicht Druckschwankungen, die von den anderen Auspreßeinheiten erzeugt werden, Ventilundichtigkeiten vortäuschen können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert,

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Dosieren zweier Komponenten in einer Zweikomponenten-Mischanlage, beispielsweise zum Mischen einer Stammkomponente A mit einem Härter B.

Nicht dargestellte Druckpumpen, üblicherweise Kolbenpumpen fördern über Zuführleitungen 10 und 11 die Basiskomponente A und den Härter B eines Zweikomponenten-Kunststoffs zu dem jeweiligen Auspreßzylinder 12 bzw. 13 der Auspreßeinheiten 16. Die Auspreßeinheit 16 mit Auspreßzylindern, Antriebsein­ richtungen für die Antriebszylinder etc. ist in an sich be­ kannter Weise aufgebaut. Ein möglicher Aufbau ist beispiels­ weise in der deutschen Patentanmeldung P 33 29 296.5 be­ schrieben. Die hier verwendeten Bezugszeichen stimmen für gleiche Teile mit den in der vorgenannten Patentanmeldung verwendeten überein.

In die zu den Auspreßzylindern 12 bzw. 13 führenden Leitun­ gen sind jeweils zwei Absperrventile 18 und 18′′ bzw. 20 und 20′′ geschaltet, die gemeinsam geschlossen und geöffnet werden. Beispielsweise kann eines der Ventile jedes Ventil­ paares selbsttätig aufgrund des Rückschlags schließen. Das andere Ventil (auch als Sicherheitsventil bezeichnet) wird dann durch das Schließen des als Rückschlagventils ausge­ bildeten Ventils zwangsgeschlossen oder ist gegebenenfalls ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildet. Natürlich ist es auch möglich, beide Ventile beispielsweise durch eine Steuerung zu betätigen.

Zwischen den beiden Ventilpaaren 18 und 18′′ bzw. 20 und 20′′ ist jeweils ein Drucksensor 18′ bzw. 20′ angeordnet, der den Druck in dem Leitungsstück zwischen den jeweiligen Ventil­ paaren erfaßt.

Die Auspreßzylinder 12 bzw. 13 sind über Auspreßleitungen 45 und 47 mit einer nicht dargestellten Abgabevorrichtung verbunden, in der die dosierten Komponenten gemischt und ausgetragen werden. In den Auspreßleitungen 45 und 47 be­ finden sich ebenfalls jeweils zwei Ventile 54 und 54′′ bzw. 55 und 55′′, zwischen denen jeweils ein Drucksensor 54′ bzw. 55′ angeordnet ist, der den Druck in dem Leitungsstück zwi­ schen den beiden Ventilen erfaßt. Die Ventile 54 und 55 sind normalerweise automatisch betätigte Absperrventile, die von einer Steuerung bei Beendigung des Auspreßvorgangs ge­ schlossen und bei Beginn eines neuen Auspreßvorgangs wie­ der geöffnet werden.

Eine den Drucksensoren 18′, 20′, 54′ und 55′ nachgeschal­ tete (nicht dargestellte) Auswerteschaltung erfaßt die zeitliche Änderung der Ausgangssignale der verschiedenen Drucksensoren.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß bei Dosiervorrich­ tung für eine oder mehrere viskose Komponenten in der Praxis nur folgende Ursachen für Dosierfehler auftreten:

• - Die Ventile, die die jeweiligen Auspreßzylinder 12 bzw. 13 mit der Abgabeeinheit über die jeweiligen Leitungen verbinden, sind beim Füllen der Zylinder nicht oder nicht vollständig geschlossen, so daß der jeweilige Zylinder nicht mit der vorgesehenen Materialmenge gefüllt wird.
• - Die Ventile, die die jeweiligen Auspreßzylinder 12 bzw. 13 mit den Zuführpumpen über die jeweiligen Leitungen verbinden, sind beim Auspreßen des do­ sierten Materials aus den Zylindern nicht oder nicht vollständig geschlossen, so daß beim Auspressen Material in die Zuführleitungen zurückgedrückt wird, und damit weniger Material als die vorgesehene Menge zu der Abgabevorrichtung gefördert wird.

Ursache für ein fehlerhaftes Schließen der Ventile kann da­ bei beispielsweise eine Fehlbedienung (bei manuell zu be­ dienenden) Ventilen oder ein verschmutzter Ventilsitz sein, aufgrund dessen das Ventil nicht vollständig schließt.

Bei korrekt geschlossenen Ventilen bleibt der Druck in dem dazwischen befindlichen Leitungsstück und damit das Aus­ gangssignal des jeweiligen Drucksensors konstant. Eine Änderung des Ausgangssignals der Sensoren 18′ und 20′ während des Auspreßvorgangs bzw. eine Änderung des Aus­ gangssignals der Sensoren 54′ und 55′ während des Zuführvor­ gangs zeigt damit an, daß mindestens eines der Ventile - sei es aufgrund einer Fehlbedienung oder einer Fehlfunktion - nicht oder nicht vollständig geschlossen ist, und daß es damit zu Dosierfehlern kommen kann.

Als Sensoren kommen alle Druckwandler in Betracht, die bei den in den jeweiligen Anlagen verwendeten Drücken (bis zu mehreren 100 bar) eingesetzt werden können, und die Druck­ änderungen auflösen können, wie sie bei der jeweiligen An­ lage typischerweise dann auftreten, wenn beispielsweise ein Ventilsitz aufgrund von Verschmutzungen nicht vollständig schließt. Derartige Drucksensoren sind kommerziell erhält­ lich, so daß auf ihren Aufbau nicht näher eingegangen werden muß.

Als Erfassungsschaltung für die zeitliche Änderung der Aus­ gangssignale der Drucksensoren kann jede beliebige Schaltung verwendet werden, beispielsweise eine Mikroprozessorschal­ tung oder eine analog aufgebaute Schaltung, die die zeit­ liche Änderung des Ausgangssignals der Sensoren in Abhängig­ keit vom Betriebszustand der Vorrichtung (Füllen der Zylin­ der / Auspressen der Zylinder) erfaßt und bei einer Änderung des Ausgangssignals eines der Sensoren während eines Betriebszustandes, während dem sich das Ausgangssignal nicht ändern dürfte, ein Alarmsignal gibt. Dieses Alarmsignal kann beispielsweise dazu verwendet werden, eine Mehrkomponen­ ten-Dosier- und Mischvorrichtung abzuschalten und/oder einer Bedienungsperson einen Hinweis auf zu erwartende Dosier­ fehler zu geben.

Da der Aufbau einer derartigen Auswerteschaltung keine Schwierigkeiten bereitet, kann auf eine Beschreibung der Schaltung verzichtet werden.

Vorstehend ist die Erfindung exemplarisch beschrieben wor­ den. Im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens sind die verschiedensten Modifikationen möglich:

Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Dosieren einer einzigen Komponente oder von mehr als zwei Komponenten eingesetzt werden. Ferner ist es möglich, auf das zusätzliche Ventil, das den jeweiligen Sensor zur Zuführpumpe bzw. zur Abgabevorrichtung hin "abschottet", zu verzichten, wenn aufgrund des Aufbaus der Vorrichtung durch diese Bauelemente keine Druckschwankungen erzeugt werden, d.h. wenn beispielsweise die Abgabevorrichtung während des Füllens der Auspreßzylinder geschlossen ist, und somit keine anderweitig erzeugten Druckschwankungen auftreten können.

Ferner ist es natürlich auch möglich, die erfindungsge­ mäßen Grundgedanken bei einer Vorrichtung anzuwenden, bei der für jede Komponente mehr als eine Auspreßeinheit vor­ gesehen ist, wobei die einzelnen Auspreßeinheiten "über­ lappend" und mit Druckausgleich betrieben werden können.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise für hohen Anlagendruck in der deutschen Patentanmeldung P 33 29 296.5 und für mittleren Anlagendruck in der Anmeldung P 34 15 253.9 beschrieben. (Auf den Inhalt dieser Patentanmel­ dungen) wird hiermit Bezug genommen.)

Bei einer derartigen Vorrichtung wird jedem Auspreßzylinder sowohl füllungsseitig als auch auspreßseitig eine Kombination bestehend aus zwei Absperrventilen und einem dazwischen angeordneten Drucksensor zugeordnet. Dabei befinden sich die Absperrventile in dem Leitungsstück, das den zugehörigen Auspreßzylinder mit der für alle Auspreßzylinder für die jeweilige Komponente gemeinsamen Zuführleitung bzw. Auspreßleitung verbindet. Die Auswertung der Ausgangssignale der einzelnen Drucksensoren wird dann in gleicher Weise wie bei Vorrichtungen vorgenommen, bei denen nur eine Auspreßeinheit pro Komponente vorgesehen ist.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Dosieren von mindestens einem viskosen Stoff mit einer Auspreßeinheit (16, 17) für jeden viskosen Stoff, die eine Kolben/Zylinder-Einheit aufweist, deren Zylinder (12, 13) über eine mit Ventilen (18, 20) versehene Zuführleitung (10, 11) mit einer Zuführpumpe und über eine mit Ventilen (54, 55) versehene Auspreßleitung mit einer Abgabevorrichtung verbunden ist, wobei die Ventile (18, 20, 54, 55) in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Dosiervor­ richtung geöffnet und geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen von Dosierfehlern stromaufwärts von den Ventilen (18, 20) in der Zuführlei­ tung (10, 11) und stromabwärts von den Ventilen (54, 55) in der Auspreßleitung jeweils ein Drucksensor (18′, 20′, 54′, 55′) vorgesehen ist, und daß eine Auswerteschaltung den zeitlichen Verlauf der Ausgangssignale der Drucksensoren in Zuordnung zum Be­ triebszustand der Dosiervorrichtung erfaßt und bei in bestimmten Betriebszuständen unzulässigen Druckschwankun­ gen ein Alarmsignal abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts von dem Sensor in der Zuführleitung und stromabwärts von dem Sensor in der Auspreßleitung jeweils ein weiteres Ventil (18′′, 20′′, 54′′, 55′′) vorgesehen ist, das gemeinsam mit dem anderen Ventil in der jeweiligen Leitung betätigbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Komponente mehrere Auspreßzylinder vorgesehen sind, denen jeweils eine Ven­ til/Sensor/Ventil-Kombination zugeordnet ist.