DE3917207A1 - Vorrichtung zum dosieren mehrerer chemisch miteinander reagierender fluessiger komponenten zur erzeugung von kunststoffen - Google Patents

Vorrichtung zum dosieren mehrerer chemisch miteinander reagierender fluessiger komponenten zur erzeugung von kunststoffen

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Description

Verschiedene Kunststoffe werden durch die chemische Reaktion von mindestens zwei flüssigen Komponenten hergestellt, wobei die Kom­ ponenten vor der Reaktion miteinander flüssig sind.
Für die Bildung des Kunststoffes durch die chemische Reaktion ist eine gute Vermischung in dem richtigen Mischungsverhältnis erfor­ derlich.
Bekannte Anlagen für die Herstellung von Epoxidharzen und Polyurethanschäumen bestehen dazu aus Dosierpumpen, die die ein­ zelnen Komponenten unter hohem Druck z. B. einer Spritzpistole zu­ führen, in der durch das Ausbringen durch Sprühdüsen die Ver­ mischung stattfindet und der Austrag z. B. in eine Form erfolgt.
Die Entwicklung neuer Kunststoffe führte zu einem großen Spektrum von ähnlichen Produkten mit speziellen Eigenschaften, die jedoch unterschiedliche Mischungsverhältnisse der Komponenten aufweisen, jedoch möglichst mit der gleichen Pump- und Dosieranlage verarbei­ tet werden sollen.
Für die Pump- und Dosiereinrichtung sind verschiedene Lösungen be­ kannt:
Linearzylinder-Pumpen mit hydraulischen Antriebszylindern, die über eine gemeinsame Verbindungsstange Pumpzylinder antreiben, wo­ bei die Antriebszylinder elektrohydraulisch gesteuert werden und sich durch das Flächenverhältnis der Pumpzylinder ein bestimmtes festes Mischungsverhältnis der Komponenten ergibt. Ein anderes Mischungsverhältnis ist nur durch Austausch der Zylinder möglich.
Rotatorische Pumpen mit mechanischem Antrieb bestehen aus einzel­ nen Exzenterpumpen, die von einer gemeinsamen umlaufenden Welle angetrieben werden, wobei jeder Komponente eine Pumpe zugeordnet ist oder eine bestimmte Anzahl von einzelnen Zylindern einer Pumpe.
Diese Pumpen sind aufgrund der hohen Drehzahlen bei direktem An­ trieb durch übliche Elektromotoren nur für dünnflüssige Substanzen geeignet oder werden durch mechanische oder hydraulische Unterset­ zungsgetriebe aufwendig und teuer.
Vorrichtungen zum Verstellen des Mischungsverhältnisses durch Än­ derung des Exzenterhubes oder des Verhältnisses der Antriebsdreh­ zahlen haben sich als aufwendig und teuer oder ungenau herausge­ stellt.
Zusätzlich besteht das Problem, daß einige Kunststoff-Komponenten sehr klebrig sind oder zur Reaktion mit der Luftfeuchtigkeit der Umgebung neigen und deshalb eine einfache Reinigung der Pumpen gefordert wird.
Ziel der Erfindung ist es, eine Pump- und Dosiereinrichtung zu schaffen, die den Forderungen bei der Kunststoffverarbeitung nach stufenlos einstellbaren Mischungsverhältnis, genauer Dosierung, preiswertem und zuverlässigem Antrieb, guter Reinigungsmöglichkeit sowie Schutz vor dem Kontakt von Kunststoffkomponente mit Umge­ bungsluft gerecht wird.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung mit hydraulischem Zylinderantrieb, das im folgenden näher beschrieben wird:
Ein Arbeitszylinder (4), der durch ein Hydraulikaggregat (1) ange­ trieben und mit einem hydraulisch durch Steuerkolben (14) betätig­ tem hydraulischem Steuerventil (15) in oszillierende Bewegung ver­ setzt wird, ist über einen gemeinsamen um eine Achse (9) schwenk­ baren Hebel (7) mit den Dosierzylindern (5 und 6) gelenkig verbun­ den und alle Zylinder und der Hebel sind ebenfalls schwenkbar auf einem gemeinsamen Gestell (8) montiert.
Aus der Hubbewegung des Arbeitszylinders (4) ergibt sich durch die Verbindung mit dem gemeinsamen Hebel (7) eine Hubbewegung der Dosierzylinder, wobei sich die einzelnen Hubwege aus dem Verhält­ nis der Hebelarme ergeben. Für mindestens einen Dosierzylinder (6) ist dieser Hebelarm durch eine Verstelleinrichtung bestehend aus in einer Führung (13) verschiebbarem Lagerbock (10), Gewindespin­ del (11) und Klemmplatte (12) stufenlos einstellbar.
Der Verstellbereich liegt entsprechend den heute üblichen Kunst­ stoffsystemen bei 1 : 1 bis 1 : 2 an Ausführungsbeispielen.
Die Förderung der Kunststoff-Komponenten erfolgt von den Vorrats­ behältern (16, 17) über Füllpumpe (18, 19). Durch Ventilblöcke (20, 21) mit Rückschlagventilen in die Dosierzylinder und von da ebenfalls durch den Verteiler über Rückschlagventile in die Spritzpistole (3), wo die Vermischung in Düsen (22) erfolgt, und der gewünschte Kunststoff ausgebracht wird. In der Pistole läßt sich die Förderung der Komponenten durch ein Sperrventil (23) un­ terbrechen. Die Ventilblöcke (20, 21) mit den Rückschlagventilen sind mit einfach lösbaren Verbindungen z. B. zwei Schrauben mit dem Zylindergehäuse (24, 25) verbunden. Kanäle, Ventile und Zylin­ derbohrungen sind damit einer Reinigung leicht zugänglich.
Alle Zylinder sind doppeltwirkend ausgeführt und besitzen ein geo­ metrisch ähnliches Verhältnis von kolben- und stangenseitiger Druckfläche. Förderung und Dosierung erfolgt damit in beiden Hubrichtungen mit gleichmäßigem Volumenstrom.
An der Stangenseite weisen die Dosierzylinder eine doppelte Ab­ dichtung (26, 27) auf und sind mit Schmierstoffgebern (28) ausge­ stattet, die den Raum (29) zwischen den Stangendichtungen mit Schmierstoff kontinuierlich auffüllen. Das dient zur Schmierung der Kolbenstangenführung und dichtet die Stange gegen die Umge­ bungsluft ab.
Für Komponenten, die nicht mit der Umgebungsluft reagieren, kann der Raum zwischen den Stangendichtungen durch eine Leitung (30) mit dem Vorratsbehälter (17) verbunden werden, um Leckage drucklos zurückzuführen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antrieb, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens ein hydraulisch angetriebener Arbeits­ zylinder (4) und mindestens zwei Dosierzylinder (5, 6) auf einem gemeinsamen Gestell (8) mit ihren Zylindergehäusen schwenkbar gelagert sind, und daß auf dem gleichen Gestell ebenfalls um eine Achse (9) schwenkbar gelagert ein Hebel (7) angeordnet ist, mit dem die Kolbenstangen der einzelnen Zylinder derart gelenkig verbunden sind, daß beim Ausschieben des Arbeitszylinders (4) die Dosierzylinder (15, 16) einge­ schoben werden, und daß der Hebel mit Vorrichtungen zur Ein­ stellung der Hebellängen der Dosierzylinder versehen ist.
2. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antrieb nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Dosierzylinder der Gelenkpunkt der Kolbenstange verschiebbar auf dem Hebel angeordnet ist und über einen Verstellmechanismus verfügt, in dem der Gelenkpunkt auf dem Hebel mittels einer Verstellvor­ richtung sich stufenlos verschieben und bei einer beliebigen gewünschten Hebellänge arretieren läßt.
3. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antrieb nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung für die Einstellung der Hebellänge mindestens eines Dosierzylinders aus einem Lagerbock (10) besteht, der in einer Längsnut (13) des Hebels (7) geführt ist, mittels einer Gewindespindel (11) in dieser Längsführung durch Drehung der Spindel (11) ver­ schoben werden kann, und daß dem Lagerbock (10) eine Klemm­ platte (12) zugeordnet ist, mit der er innerhalb der Längsnut (13) an beliebiger Stelle kraftschlüssig mit dem Hebel (7) zu verspannen ist.
4. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antrieb nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der hydraulische Arbeitszylinder (4) mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Umsteuern seines Arbeitskolbens ausgestattet ist.
5. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antrieb nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (15) zum Umsteuern des Arbeitszylinders hydraulisch betätigt wird und der Ar­ beitszylinder über Steuerkolben (14) verfügt, die jeweils am Hubende den für die Umsteuerung notwendigen Steuerdruck er­ zeugen.
6. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antriebs nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dosierzylinder stangenseitig eine doppelte Abdichtung aufweisen, so daß sich um die Kol­ benstange herum zwischen den Dichtungen ein Raum ergibt,und daß dieser Raum durch einen Schmierstoffgeber kontinuierlich mit Schmierstoff gefüllt wird.
7. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antrieb nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß Raum (29) zwischen den Stan­ gendichtungen (26, 27) eines Dosierzylinders anstelle des Schmierstoffgebers eine Leckleitung (30) angeschlossen werden kann.
8. Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Kunststoffen, die durch chemische Reaktion mehrerer flüssiger Komponenten er­ zeugt werden, mit hydraulischem Antrieb nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dosierzylinder Anschlußblöcke mit Leitungskanälen und Rückschlagventilen (21, 22) aufwei­ sen, die mit dem Zylindergehäuse (24, 25) leicht lösbar ver­ bunden sind.
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