DE4213359A1

DE4213359A1 - Kolbendosierer für viskose Medien

Info

Publication number: DE4213359A1
Application number: DE19924213359
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl Ing Lossnitzer; Juergen Thomas Dipl Ing Kubach
Original assignee: FFT FLEXIBLE FERTIGUNGSTECHNIK
Current assignee: FLEXIBLE FERTIGUNGSTECHNIK GMBH & CO BETEILIGUNGS-
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1993-10-28

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kolbendosierer für viskose Medien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Kolbendosierer werden zur Dosierung von viskosen Medien verwendet, z. B. von reaktiven Klebstoffen, von Flüssig keiten, von Vergußmassen und dergleichen mehr. Bei derartigen Kolbendosierern besteht das Problem, daß man möglichst genau eine abgemessene Menge eines Mediums unter einem bestimmten Druck dosiert abgeben will, um somit z. B. eine Auftragsvor richtung zu speisen.

Bei der Dosierung von reaktiven Medien besteht die Forderung, daß dieses Medium nur eine ganz bestimmte, abgemessene Zeit in dem zur Dosierung bestimmten Mediumzylinder verweilen darf, um eine unerwünschte Reaktion in diesem Mediumzylinder zu vermeiden.

Bisher ist es bekannt, das reaktive Medien von der Seite her, d. h. also in radialer Richtung in den Mediumzylinder einzubringen und aufgrund des bestehenden Mediumdruckes wird der im Mediumzylinder verschiebbar angeordnete Medium kolben in einer Richtung verschoben, solange bis der gesamte Mediumzylinder mit dem Medium gefüllt ist.

Aufgrund der gegebenen Einfüllart des Mediums in den Medium zylinder besteht nun der Nachteil, daß das alte, im Medium zylinder noch vorhandene Material an der Stirnseite des Mediumkolbens verbleibt und dort in unerwünschter Weise reagieren kann, während das neue Material ausgestoßen wird und zwar über eine dem Mediumkolben gegenüberliegend in der Stirnwand des Mediumzylinders angeordnete Ausströmboh rung.

Beim Stand der Technik kommt es also zu einer Flußumkehr des zu dosierenden Mediums insoweit, daß das Medium radial in den Mediumzylinder eingeführt wird, dort den Kolben in einer Richtung bewegt und in entgegengesetzte Richtung vom Kolben über die dem Kolben gegenüberliegende Stirnwand des Mediumzylinders ausgepreßt wird.

Daher kommt es zu der vorher erwähnten unerwünschten Re aktion von altem Material in der Nähe der Stirnseite des Mediumkolbens, weil dieses Material nicht aus dem Medium zylinder entfernt werden kann. Es entsteht damit ein er höhter Wartungsaufwand, weil nach gewissen Zeiträumen das gesamte System zerlegt und gereinigt werden muß. Es ist ferner bekannt, diesem Problem durch Spülung des gesamten Mediumzylinders zu begegnen, was jedoch mit einer hohen Umweltbelastung verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Kolben dosierer der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei wesentlich geringerem Wartungsaufwand eine genauere Dosierung des Mediums gewährleistet ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß nun erfindungs gemäß der Mediumkolben mit einer Kolbenstange verbunden ist, welche eine axiale, durchgehende Bohrung aufweist, welche einerseits den Kolbenboden des Mediumkolbens durchdringt und welche auf der anderen Seite eine Ausströmbohrung für das zu dosierende Material aufweist.

Mit der gegebenen technischen Lehre wird also der wesentliche Vorteil erreicht, daß es nun nicht mehr zu der erwähnten Flußumkehr des zu dosierenden Mediums in dem Mediumzylinder kommt, denn erfindungsgemäß wird das zu dosierende Medium nicht mehr über eine in der einen Stirnwand des Mediumzylin ders angeordnete Ausströmbohrung ausgestoßen, sondern das Medium wird durch die in dem Kolben angeordnete Längsboh rung ausgestoßen.

Damit wird durch das in den Mediumzylinder einströmende Material sozusagen der Mediumkolben gespült und es werden schädliche Anlagerungen von altem Material in der Nähe der Stirnseite des Mediumkolbens vermieden, weil das gesamte Material über den Mediumkolben und die daran flüssigkeits leitend angesetzte Längsbohrung in der Kolbenstange ausge stoßen wird.

Es fällt selbstverständlich unter den Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung die Flußumkehrung im Vergleich zu der oben beschriebenen Flußrichtung vorzunehmen.

So ist es in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung möglich, über die in der Kolbenstange angeordnete Längs bohrung her das Medium durch den Mediumkolben hindurch in den Mediumzylinder zu führen und das Material über eine beliebige Ausströmöffnung im Mediumzylinder wieder dosiert abzugeben.

Die folgende Beschreibung bezieht sich nun auf eine be stimmte Flußrichtung des Mediums, wobei darauf hinge wiesen wird, daß die Flußrichtung umgedreht werden kann, so wie dies obenstehend beschrieben wurde.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß die Einströmöffnung für die Einführung des Mediums in den Mediumzylinder nicht an einer radialen Öffnung am Mediumzylinder angeordnet ist, sondern daß eine axiale Öffnung in einer Stirnwand des Mediumzylinders vor gesehen ist, durch welche das Medium eingepreßt wird.

Damit besteht der Vorteil, daß sich im gesamten Medium zylinder keine Totzonen bilden können, denn er ist in axialer Richtung von dem strömenden Medium in vorteil hafter Weise durchspült. Jegliche Totzonen werden somit vermieden.

In einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann es jedoch vorgesehen sein, daß eine radiale Einström öffnung direkt am Mediumzylinder vorgesehen ist, wobei die Gefahr besteht, daß geringfügige Totzonen entstehen, die nicht gespült werden, was aber bei bestimmten Medien in Kauf genommen werden kann.

Es wird also mit dem Gedanken der vorliegenden Erfindung eine wesentlich genauere Dosierung erreicht, denn es wird die Ablagerung von totem Material in der Nähe der Stirn seite des Mediumkolbens vermieden, weil diese Stirnseite stets von dem Medium durchflossen wird. Damit kommt es nicht zu einer Pfropfenbildung an der Stirnseite dieses Mediumkolbens. Die genaue Dosierung erfolgt im übrigen über ein Linearweg meßsystem, welches den Verschiebungsweg der Kolbenstange erfaßt und welches so geeicht ist, daß damit die Verdrängung des Mediums in dem Mediumzylinder genau gesteuert werden kann.

Der Mediumkolben kann durch verschiedene Antriebsvorrichtungen angetrieben werden. In einer ersten Ausgestaltung ist vorge sehen, daß als Antriebsvorrichtung ein Hydraulikantrieb vorgesehen ist, welcher einen Antriebskolben antreibt, welcher fest mit der Kolbenstange verbunden ist, auf welcher auch der Mediumkolben sitzt.

In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß ein Pneumatikantrieb den vorher erwähnten Antriebskolben antreibt.

Ebenso ist es möglich, den Antriebskolben nicht nur auf Druck anzutreiben, sondern auch auf Zug, was bedeutet, daß das zu dosierende Medium gegebenenfalls auch in dem Medium zylinder eingesaugt werden kann.

Statt der vorher beschriebenen Antriebsarten kommt auch ein elektrischer Antrieb in Betracht.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung - offenbarten Angaben und Merkmale, inbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfin dungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Schematisiert einen Schnitt durch den Kolbendosierer nach der Erfindung,

Fig. 2 Stirnansicht des Kolbendosierers nach Fig. 1.

In einem Gehäuse 21 eines Kolbendosierers 1 ist eine Kolben stange 18 verschiebbar gelagert.

Im Gehäuse 21 ist hierbei ein Mediumzylinder 2 angeordnet, in dem ein Mediumkolben 3 in den Pfeilrichtungen 13,14 ver schiebbar angetrieben ist. Der Mediumkolben 3 weist in an sich bekannter Weise Dichtungen 4 auf, mit denen er gegen über der Zylinderwandung des Mediumzylinders 2 abgedichtet ist. Am rückwärtigen Ende des Mediumkolbens 3 ist ein Vor lageraum 24 vorgesehen, der mit einer Überwachungs- und Sperrflüssigkeit gefüllt ist. Diese Flüssigkeit soll eine eventuelle Undichtheit des Mediumkolbens 3 feststellen und im übrigen eine Schmierung der Dichtungen 4 bewirken.

Der Zylinderboden 6 des Mediumzylinders 2 weist eine Ventil öffnung 7 auf, die durch den Ventilstößel 8 eines Ventils 9 verschließbar ist. Der Ventilstößel 8 ist nur schemati siert dargestellt und ist entsprechend der Ansteuerung des Ventils 9 in den Pfeilrichtungen 13, 14 bewegbar.

In den, den Ventilstößel 8 umgebenden Ringraum wird das zu dosierende Medium über eine Schlauchverbindung 12 und über eine Öffnung 10 über Pfeilrichtung 11 eingespeist. Sofern das Ventil 9 sich in Öffnungsstellung (Ventilstößel 8 bis zur Pfeilrichtung 13 nach vorne geschoben) befindet strömt das Medium unter hohem Druck über die geöffnete Ventilöffnung 7 in den Mediumzylinder 2 ein.

Der Mediumkolben 3, der vorher seine Stellung 3′ im Medium zylinder 2 einnahm, wird nun in Pfeilrichtung 13 nach links bewegt und nimmt die in Fig. 1 dargestellte Lage ein. Gleichzeitig wird damit die in dem Vorlageraum 24 befind liche Flüssigkeit verdrängt. Die Kolbenstange bewegt sich somit in Pfeilrichtung 13 nach links, wobei das Antriebs system (Hydraulikantrieb 23) keine Kraft auf den Antriebs kolben 16 ausüben muß.

In der beschriebenen Stellung nach Fig. 1 ist also der Mediumzylinder 2 mit dem zu dosierenden Medium gefüllt.

Zur dosierten Abgabe wird nun der Hydraulikantrieb 23 be aufschlagt und die Hydraulikflüssigkeit fließt in den Antriebszylinder 15 ein, wo der Antriebskolben 16 in Pfeil richtung 14 nach rechts verschoben wird. Damit wird die gesamte Kolbenstange und der Mediumkolben 3 ebenfalls in Pfeilrichtung 14 nach rechts verschoben.

Wichtig ist nun, daß die Kolbenstange 18 eine über Ihre ge samte Länge durchgehende Längsbohrung 19 aufweist, die in der Stirnseite des Mediumkolbens 3 eine Einströmöffnung 5 definiert, die bevorzugt konisch ausgebildet ist. Damit wird gewährleistet, daß dem Medium ein möglichst geringer Fließwiderstand entgegengesetzt wird.

Bei der Bewegung des Mediumkolbens 3 in Pfeilrichtung 14 nach rechts wird somit das im Mediumzylinder 2 befindliche Material in die Längsbohrung 19 gefördert, weil das Ventil 9 seinen Ventilstößel 8 in Pfeilrichtung 14 geschlossen hat.

Das Medium strömt nun in Pfeilrichtung 20 durch die Längs bohrung 19 durch die gesamte Kolbenstange 18 hindurch und tritt an einer vorderen Ausströmbohrung 22 aus, wo ein nicht näher dargestellter Schlauchanschluß vorhanden ist, so daß das dort austretende Medium z. B. eine Auftragsvorrichtung speisen kann.

Die nicht näher dargestellte Auftragsvorrichtung weist ein Ventil auf, welches geöffnet ist, wenn das zu dosierende Medium in Pfeilrichtung 20 die Ausströmbohrung 22 verläßt.

Wie bereits schon vorher erwähnt, ist es in einer anderen Ausbildung der vorliegenden Erfindung möglich, die Öffnung 10 für die Einführung des Mediums in den Mediumzylinder 2 direkt am Mediumzylinder 2 in radialer Richtung im Bereich der Zylinderwandung anzubringen.

In Fig. 2 sind weitere Einzelheiten der Erfindung dargestellt. Es ist erkennbar, daß die Kolbenstange 18 mit einer Verdreh sicherung 25 gerade geführt ist, um eine unerwünschte Ver drehung der Kolbenstange zu vermeiden. Ebenso ist ein Linear wegmeßsystem 26 angedeutet, mit dem die Verschiebung der Kolbenstange 18 gemessen wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß der Mediumzylinder leicht auswechselbar in dem Gehäuse 21 angeordnet ist, so daß er durch einen anderen, ein anderes Volumen aufweisenden Mediumzylinder leicht austauschbar ist. Hierbei brauchen die Kolbenstange und die anderen Teile des Kolbendosierers nicht ausgetauscht zu werden, wenn man einen Mediumzylinder mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet. Bei relativ langen Mediumzylindern muß auch der Antriebskolben, der in dem Antriebszylinder 15 und in dem vorgeschalteten Zylinderraum 17 läuft ausgetauscht werden.

Bezugszeichenliste

1 Kolbendosierer
2 Mediumzylinder
3 Mediumkolben 3′
4 Dichtung
5 Einströmöffnung
6 Zylinderboden
7 Ventilöffnung
8 Ventilstößel
9 Ventil
10 Öffnung
11 Pfeilrichtung
12 Schlauchverbindung
13 Pfeilrichtung
14 Pfeilrichtung
15 Antriebszylinder
16 Antriebskolben
17 Zylinderraum
18 Kolbenstange
19 Längsbohrung
20 Pfeilrichtung
21 Gehäuse
22 Ausströmbohrung
23 Hydraulikantrieb
24 Vorlageraum
25 Verdrehsicherung
26 Linearwegmeßsystem

Claims

1. Kolbendosierer für viskose Medien, wobei ein reaktives Medium in radialer Richtung in dem Mediumzylinder eingebracht und nach einer bestimmten Reaktionszeit aus einer Ausström bohrung ausgestoßen wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der im Mediumzylinder (2) befindliche Mediumkolben (3) mit einer Kolbenstange (18) verbunden ist, welche eine axiale, durchgehende Längsbohrung (19) aufweist, welche einerseits den Kolbenboden des Mediumkolbens (3) durch dringt und welche auf der anderen Seite eine Ausströmbohrung (22) für das zu dosierende Material aufweist.

2. Kolbendosierer nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das zu dosierende Medium über die in der Kolbenstange (18) angeordnete Längsbohrung (19) durch den Mediumkolben (3) hindurch in den Mediumzylinder (2) einge bracht wird, wobei das Material über eine beliebige Ausström öffnung im Mediumzylinder (2) dosiert abgegeben wird.

3. Kolbendosierer nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Einführung des Mediums in den Mediumzylinder (2) eine axiale Öffnung an einer Stirn wand des Mediumzylinders (2) vorgesehen ist.

4. Kolbendosierer nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine radiale Einströmöffnung (10) direkt am Mediumzylinder (2) vorgesehen ist.

5. Kolbendosierer nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für den Mediumkolben (3) als Hydraulikantrieb ausgebildet ist, welcher einen Antriebskolben antreibt, welcher fest mit der Kolbenstange (18) verbunden ist.

6. Kolbendosierer nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben über einen Pneumatikantrieb oder elektrisch angetrieben wird.