DE3544016C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpenanordnung zur dosierten Abgabe von mindestens zwei Komponenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Pumpenanordnung dieser Art (US-PS 33 30 211) sind die Betätigungsstangen zweier Einzelpumpen unmittelbar je mit dem in einem Zylinder hin und her bewegbaren Kolben einer Einzelpumpe verbunden. Zwischen Mitnehmer und Betätigungsstange ist eine Verstellvorrichtung mit einem einstellbaren mechanischen Totgang geschaltet, so daß der Kolben nur über einen Teil des Motorhubes mitgenommen wird. Dies ermöglicht es, das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten eines Produkts, wie Farbe, Lack, Harze und dergleichen, einzustellen. Die Förderung ist aber jeweils beim Saughub unterbrochen. Dies ist in vielen Fällen störend. Deshalb sind in den Ausgangsleitungen Puffergefäße vorgesehen.

Bei einer anderen bekannten Pumpenanordnung (DE-OS 30 31 067) sind Verdrängerkolben an den Enden der Kolbenstange eines pneumatischen Axialkolbenmotors vorgesehen. Die Verdrängerkolben tauchen hier in einen Arbeitszylinder, dessen Hubraum mit einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitsraum auf der der Pumpenkammer abgewandten Seite eines axial hin und her bewegbaren Pumpenelements, nämlich einer Membran, verbunden ist. Der eine Arbeitszylinder ist von der freien Stirnseite her axial verstellbar, so daß durch Verlagerung von Öffnungen im Arbeitszylinder, die mit einer Nachfüllkammer verbunden sind, das wirksame Hubvolumen geändert werden kann. Beim Vorhandensein dieser Verstellvorrichtung kann sich die Membran der zugehörigen Einzelpumpe nicht koaxial zum Verdrängerkolben erstrecken, sondern muß in einem seitlichen Gehäusefortsatz angeordnet werden. Außerdem werden die beiden Einzelpumpen immer abwechselnd betätigt, so daß die Förderung alternierend erfolgt.

Aus einer offengelegten Patentanmeldung mit älteren Zeitrang (DE-OS 35 42 926) ist eine spezielle Ausbildung solcher Verdrängerkolben bekannt. Sie sind in ihrem Arbeitszylinder mit einem Dichtring abgedichtet und relativ zur Betätigungsstange um ein begrenztes Stück axial verschiebbar. Beim Druckhub wird der Verdrängerkolben durch Anlage einer Stirnfläche der Betätigungsstange an der dem Hubraum abgewandten Stirnfläche des Verdrängerkolbens und beim Saughub mittels zweier einander entgegengesetzt gerichteter Mitnahmeflächen an Betätigungsstange und Verdrängerkolben angetrieben. Zwischen den beim Druckhub aufeinander liegenden Stirnflächen von Betätigungsstange und Verdrängerkolben ist ein zur Nachfüllkammer hin öffnendes Ventil gebildet.

Es ist auch eine Pumpenanordnung bekannt (DE-OS 23 12 647), bei der für jede Komponente eine doppelt wirkende Pumpe vorgesehen ist, die durch einen eigenen hin und her gehenden Motor angetrieben wird. Die beiden Betätigungsstangen sind über einen doppelarmigen Hebel miteinander gekuppelt. Durch Verstellung der Drehachse des Hebels ist das Mischungsverhältnis änderbar. Da hierbei aber der Motorhub variiert wird, ist dieses Prinzip auf eine Pumpenanordnung mit einem einzigen gemeinsamen Motor nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpenanordnung der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß bei im wesentlichen kontinuierlicher Förderung das Mischungsverhältnis weitgehend konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Da für jede Komponente abwechselnd betätigte Einzelpumpen vorgesehen sind, wird jede Komponente im wesentlichen kontinuierlich gefördert. Die Fördermengen der Komponenten sind wegen des gemeinsamen Antriebs proportional. Wegen ihrer Verbindung können die Verstellvorrichtungen nur gemeinsam betätigt werden. Es ist daher gewährleistet, daß beide Einzelpumpen eines Paares jeweils das gleiche Hubvolumen fördern und daher keine taktmäßigen Änderungen des Mischungsverhältnisses auftreten können. Es ist daher möglich, daß die Komponenten ohne vorherige Berührung in einem Mischraum unmittelbar einer Spritz- oder Sprühpistole zugeführt werden, so daß die Mischung erst innerhalb der Pistole oder sogar erst im Sprühstrahl oder beim Auftreffen auf den zu beschichtenden Gegenstand erfolgt.

Die Weiterbildung nach den Ansprüchen 2 und 3 ergibt einen sehr einfachen Aufbau und eine kompakte Bauform. So können die Pumpelemente eines Gehäuseteils durch eine gemeinsame Membranenplatte gebildet sein. In jedem Gehäuseteil kann auch eine allen darin befindlichen Hubräumen gemeinsame Nachfüllkammer vorgesehen sein.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 4 kann die gewünschte Verstellung auf einfache Weise von außen her vorgenommen werden.

Die Maßnahmen der Ansprüche 5 und 6 erlauben es, die Verstellvorrichtungen auf einfache Weise miteinander zu verbinden. Außerdem ergibt sich ein Leerhub im hydraulischen Übertragungssystem, so daß eine feste Verbindung zwischen den Betätigungsstangen und der Antriebsstange des Motors möglich ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeich­ nung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild für den betrieb­ lichen Anschluß dieser Anordnung und

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine abgewandel­ te Ausführungsform.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Pumpenanordnung weist ein Gehäuse 1 auf, das aus zwei Gehäuseteilen 2 und 3 besteht, welche durch eine Basis 4 miteinander verbunden sind. Das Gehäuseteil 2 besteht aus einer Außenplatte 5, einem Zwischenteil 6 und einer Innen­ platte 7. In gleicher Weise besteht das Gehäuseteil 3 aus einer Außenplatte 8, einem Zwischenteil 9 und einer Innenplatte 10. Zwischen die Außenplatte 5 und das Zwischenteil 6 ist eine gemeinsame Membranen­ platte 11, zwischen die Außenplatte 8 und das Zwi­ schenteil 9 eine gemeinsame Membranenplatte 12 ge­ klemmt.

Seitlich neben dem Gehäuseteil 2 ist ein pneumatischer Axialkolbenmotor 13 veranschaulicht, dessen Kolben 14 in einem Zylinder 15 mit Hilfe von Druckluft hin- und herbewegt wird. Die Umsteuerung erfolgt mit einer nicht im einzelnen veranschaulichten Schieber­ steuervorrichtung 16. Mit dem Kolben 14 ist eine Antriebsstange 17 verbunden, die in einer Führung 18 des Gehäuseteils 2 und in einer Führung 19 des Gehäu­ seteils 3 gelagert ist.

Im Gehäuse 1 befinden sich Paare von Einzelpumpen 20, 21 bzw. 22 und 23 bestehen. Die Paare sind je einer Komponente zugeord­ net und daher parallelgeschaltet. Zum Antrieb dieser Einzelpumpen sind zwei Verdrängerkolben 24 und 25 an den Mitnahmeenden einer Betätigungsstange 26 und zwei Verdrängerkolben 27 und 28 an den Mitnahme­ enden einer Betätigungsstange 29 vorgesehen. Diese Verdrängerkolben tauchen jeweils in Arbeitszylinder 30 bis 34, die in den Zwischenteilen 6 und 9 ausgebil­ det sind. Die Betätigungsstangen 26 und 29 werden von der Antriebsstange 17 über einen jochartigen Mitnehmer 35 axial hin- und herverschoben. Wie es in Verbindung mit der Einzelpumpe 21 beschrieben ist, besitzt jede Pumpe ein Pumpelement 36 in der Form einer Membran, die eine Pumpenkammer 37 von einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitsraum 38 trennt, der mit dem Hubraum 39 des zugehörigen Ar­ beitszylinders in Verbindung steht. Daher wird das Pumpelement 36 beim Druckhub des Verdrängerkolbens im Sinne einer Verkleinerung der Pumpenkammer 37 verlagert, wie dies in der Zeichnung für die Einzel­ pumpen 20 und 22 veranschaulicht ist. Beim Saughub dagegen wird das Pumpelement 36 im Sinne einer Ver­ größerung der Pumpenkammer 37 verlagert, wie dies in der Zeichnung für die Einzelpumpen 21 und 23 veranschaulicht ist.

In beiden Gehäuseteilen 2 und 3 befindet sich ein Nachfüllraum 40 bzw. 41, der jeweils über eine gehäu­ sefeste Öffnung 42 mit dem Hubraum 39 in Verbindung gebracht wird, wenn die Stirnseite 43 des zugehörigen Verdrängerkolbens 25 die Öffnung im Bereich des saugseitigen Totpunkts freigibt. Der wirksame Druckhub beginnt erst, wenn diese Öffnung wieder verschlossen ist. Durch einen Vergleich der Einzelpumpen 21 und 23 erkennt man, daß die Stirnfläche 43 des Verdränger­ kolbens 25 die Öffnung 42 zu einem früheren Zeitpunkt verschließt als die Stirnfläche 44 des Verdrängerkol­ bens 28 die zugehörige Öffnung 45. Demzufolge ist das wirksame Hubvolumen der Einzelpumpe 23 kleiner als dasjenige der Einzelpumpe 21.

Um bei den Einzelpumpen 22 und 23 eine Verstellung des Hubvolumens vornehmen zu können, besteht die Betätigungsstange 29, wie Fig. 1 und 3 zeigen, aus zwei Stangenteilen 46 und 47. Der Stangenteil 46 weist als Verstellvorrichtung 49 ein Linksgewinde und der Stangenteil 47 als Verstellvorrichtung 50 ein Rechtsgewinde auf. Als Verbindung dient eine Hülse 54 mit einem Sechskant als Drehmoment-Angriffsfläche 52 und einem Innen- Linksgewinde 53 sowie einem Innen-Rechtsgewinde 54. Durch Verdrehen dieser Hülse 51 wird der Abstand zwischen den Stangenteilen 46 und 47 symmetrisch verändert, so daß auch die Hubvo­ lumina der Einzelpumpen 22 und 23 um gleiche Werte verändert werden.

Da sich die Hülse 51 in einem von außen zugänglichen Freiraum 55 zwischen den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 befindet, läßt sich die ge­ wünschte Änderung des Volumens bequem durchführen. Soll die Gesamtfördermenge geändert werden, kann man dies durch Drosselung des den Motor 13 betreiben­ den Luftstroms oder durch den Hub des Kolbens 14 beschränkende Anschläge erreichen.

Fig. 2 zeigt schematisch die Schaltung der Pumpenan­ ordnung. Der Steuervorrichtung 16 wird Druckluft von einer Druckluftquelle 56 zugeführt. Die Saugan­ schlüsse T der Pumpen 20 und 21 sind über ein Lei­ tungssystem mit einem Vorratsbehälter 58 für eine erste Komponente und die Sauganschlüsse T der Einzel­ pumpen 22 und 23 über ein Leitungssystem 59 mit einem Vorratsbehälter 60 für eine zweite Komponente verbunden. Die Druckanschlüsse P der Einzelpumpen 20 und 21 sind über ein Leitungssystem 61 parallelge­ schaltet und mit dem Anschluß 62 einer Zweikomponen­ ten-Sprühvorrichtung 63 verbunden. Die Druckanschlüs­ se P der Einzelpumpen 22 und 23 sind über ein Lei­ tungssystem 64 parallelgeschaltet und mit einem Anschluß 65 der Sprühvorrichtung 63 verbunden. Daher wird gleichzeitig an den Sprühdüsen 66 und 67 dieser Sprühvorrichtung ein Sprühstrahl aus jeweils einer Komponente abgegeben. Die Komponenten vermischen sich im Sprühstrahl und beim Auftreffen auf das zu beschichtende Gut. In Fig. 3 ist rechts ein abge­ wandelter Verdrängerkolben 125 veranschaulicht, der in seinem Arbeitszylinder 131 mit einem Dichtring 168 abgedichtet geführt ist. Er ist relativ zu der Betätigungsstange 29 um ein begrenztes Stück gegen die Kraft einer Feder 169 axial verschiebbar. Diese erstreckt sich zwischen einer Mitnahmefläche 170 am Verdrängerkolben 125 und einer entgegengerichteten Mitnahmefläche 171 an einem mit der Betätigungsstange 29 über einen Stift verbundenen Kopf 172. Anschläge 173 an der Innenplatte 110 begrenzen die Rückwärts­ bewegung des Verdrängerkolbens 125, auch wenn sich die Betätigungsstange 29 noch weiter bewegt. Hierdurch wird ein Ventil 174 geöffnet, das zwischen einem Dichtring an der Stirnfläche 175 des Verdrängerkolbens 125 und der Stirnfläche 176 der Betätigungsstange 29 gebildet ist. Der Verdrängerkolben 125 erfährt seinen Antrieb beim Druck durch Anlage dieser Stirn­ fläche 176 an der Stirnfläche 175 des Ver­ drängerkolbens 125, während beim Saughub die Mitnah­ me über die Mitnahmefläche 171, die Feder 169 und die Mitnahmefläche 170 erfolgt. Bei diesem Verdränger­ kolben 125 beginnt daher der wirksame Druckhub erst, wenn die Kolbenstange 29 den Verdrängerkolben 125 mitnimmt. Durch eine Verkleinerung des Abstandes zwischen den beiden Stangenteilen 46 und 47 läßt sich dieser unwirksame Anfangshub vergrößern und damit das wirksame Hubvolumen ändern.

Die Verstellung der Hubvolumina kann auch dadurch erfolgen, daß nicht die Verdrängerkolben gegeneinander verstell­ bar sind sondern die die Öffnungen 42, 45 tragenden Arbeitszylinder. Wenn deren Verstellvorrichtungen einander im Freiraum 55 zugewandt sind, kann man sie mit einer gemeinsamen Kupplungsvorrichtung symme­ trisch verstellen. Als Pumpelemente kommen auch an sich bekannte Scheibenkolben in Betracht. Statt der veranschaulichten zwei Doppelpumpen können auch drei oder mehr Doppelpumpen von einem Motor angetrie­ ben werden. Beispielsweise können die zugehörigen Betätigungsstangen parallel zueinander verlaufen und mit gleichem Winkelabstand auf einem Kreis um die Antriebsstange des Motors angeordnet sein, wobei der Mitnehmer statt zweier einander gegenüber liegen­ der Arme drei oder mehr um einander gleiche Winkel zueinander versetzte Arme aufweist.

Claims (6)

1. Pumpenanordnung zur dosierten Abgabe von mindestens zwei Komponenten mit einstellbarem Mischungsverhältnis, mit einem gemeinsamen, mit Druckmittel beaufschlagbaren, doppelt wirkenden Motor, dessen Antriebsstange über einen Mitnehmer mit Betätigungsstangen für auf der einen Seite des Mitnehmers angeordnete Einzelpumpen verbunden ist, wobei wenigstens eine Einzelpumpe mit einer Verstellvorrichtung zur Änderung des Mischungsverhältnisses durch Verstellung der wirksamen Hubvolumina versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Komponente zwei zu beiden Seiten des Mitnehmers (35) angeordnete Einzelpumpen (20, 21, 22, 23) vorgesehen sind, daß die Einzelpumpen für wenigstens eine Komponente je mit einer Hubvolumina-Verstellvorrichtung (49, 50) versehen sind und daß diese beiden Verstellvorrichtungen zur gemeinsamen symmetrischen Verstellung miteinander in Verbindung stehen.

2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (35) in einem Freiraum (55) zwischen zwei den Einzelpumpen (20, 21, 22, 23) auf jeder Seite des Mitnehmers gemeinsamen Gehäuseteilen (2, 3) hin und her bewegbar ist und diese Gehäuseteile je eine Führung (18, 19) für die Antriebsstange (17) des Motors (13) aufweisen.

3. Pumpenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (13) auf der Außenseite des einen Gehäuseteils (2) angeordnet ist.

4. Pumpenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Verbindung stehenden Verstellvorrichtungen (49, 50) im Freiraum (55) angeordnet sind und dieser von außen zugänglich ist.

5. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (29) mindestens eines Einzelpumpenpaares geteilt ist, daß der Abstand der Stangenteile (46, 47) durch die miteinander in Verbindung stehenden Verstellvorrichtungen (49, 50) änderbar ist, um der Betätigungsstange einen variablen unwirksamen Anfangshub zu geben und dadurch das wirksame Hubvolumen der zugehörigen Einzelpumpen (22, 23) zu ändern.

6. Pumpenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Verbindung stehenden Verstellvorrichtungen (49, 50) durch eine mit einer Drehmoment- Angriffsfläche (52) versehene Gewindehülse (51) mit gegenläufigen Gewinden (53, 54) gebildet ist, die mit entsprechenden Gewinden der Stangenteile (46, 47) in Eingriff stehen.