DE4323160C1 - Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrkomponenten-Dosiereinrich­ tung für flüssige bis pastöse Medien mit zwei Zahnräder­ paaren, die kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei das Dosierverhältnis zwischen den beiden Zahnräder­ paaren einstellbar ist und die Ein- und Ausströmka­ näle der Zahnräderpaare gegeneinander abgedichtet sind und die Komponenten an den Ausströmkanälen einem statischen oder dynamischen Mischer zuführbar sind.

Es ist ein Dosier- und Mischgerät für Zweikomponentenkle­ ber bekannt (DE-29 42 335 A1), bei dem die beiden Kom­ ponenten über getrennte Zahnradpumpen einem nachgeordneten Mischer zugeführt werden. Die beiden Pumpen sind über ein Getriebe mechanisch miteinander gekoppelt. Das Getriebe und damit auch die Zahnradpumpen werden von einem Motor angetrieben. Eine Veränderung des Mischungsverhältnisses erfolgt durch eine Veränderung der Zahnradübersetzung des Getriebes. Der Nachteil dieses bekannten Gerätes besteht darin, daß der Eingangsdruck beider Komponenten durch den gemeinsamen Motorantrieb erhöht wird, woraus ein erhöhter Verschleiß infolge der Druckerhöhung gegeben ist. Nachdem bei solchen Einrichtungen zur exakten Unterbrechung und auch Wiedereinleitung der Materialabgabe eine Spritzpisto­ le notwendig ist, muß der Antriebsmotor für den Anlauf bzw. beim Abstoppen gesteuert werden, was mit einem erheb­ lichen steuertechnischen Aufwand verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkom­ ponenten-Dosiereinrichtung der bekannten Art so auszuge­ stalten, daß zwei oder mehr Komponenten im gewünschten Dosierverhältnis unter Vermeidung eines Fremdantriebes synchron dosiert werden und dies mit einem einfachen ma­ schinellen und geringen steuerungstechnischen Aufwand erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Antrieb der Zahnräder der Zahnräderpaare ausschließ­ lich durch den Materialschub der zugeführten Medien er­ folgt, die in die Einströmkanäle eingeführt werden, daß alle Zahnräder den gleichen Durchmesser aufweisen und daß zum Verändern des Dosierverhältnisses verschiedene Breiten für eines der Zahnräderpaare wählbar sind.

Es ist vorteilhaft, daß ein Zahnrad des ersten Zahnräder­ paares über eine Welle kraftschlüssig mit einem Zahnrad des weiteren Zahnräderpaares verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Ein­ bzw. Ausströmkanäle sowie die Verbindungswelle und Lager­ zapfen für die Zahnräder in einem Verteilerblock angeord­ net sind, an den die Zahnradgehäuse mit den Zahnräderpaa­ ren abgedichtet angeflanscht sind.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß das erste Zahnräderpaar zusammen mit einem Einzelverteilerblock und dem ersten Zahnradgehäuse eine erste Dosiereinheit bildet, daß das zweite Zahnräderpaar zusammen mit einem weiteren Einzel­ verteilerblock und dem zweiten Zahnradgehäuse eine zweite Dosiereinheit bildet und daß die Dosiereinheiten über ein verstellbares Getriebe kraftschlüssig verbunden sind.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Zahnradgehäuse im Bereich der Zähne eines Zahnrades mit Abgriffssensoren versehen ist, die an eine Hilfselektronik angeschlossen sind.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß an den Ausströmkanä­ len Drucksensoren angebracht sind.

Die Erfindung bringt den Vorteil, daß keine Antriebe sowie keine elektrische oder elektronische Steuerung notwendig ist. Die Einrichtung ist weitestgehend verschleißfrei bzw. verschleißarm bei leicht abrasiven Medien. Durch das Vor­ sehen von Titanoxyd-Beschichtungen kann eine hochver­ schleißfeste Ausführungsform erzielt werden. Weiterhin ist der maschinentechnische Aufbau sehr einfach und erfordert wenig Platzbedarf. Die Einrichtung kommt mit einem gerin­ gen Energieverbrauch aus. Durch einfaches Auswechseln einzelner Teile läßt sich das Dosierverhältnis verändern. Dadurch, daß keine dynamische Dichtung nach außen notwen­ dig ist, besteht keine Leckage zur Atmosphäre.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an­ hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer solchen Dosier­ einrichtung,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht des Ver­ teilerblocks,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Do­ sierereinrichtung im Längsschnitt und

Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer der­ artigen Dosiereinrichtung im Längs­ schnitt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform einer solchen Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung besitzt einen Verteilerblock 1, in dem eine Verbindungswelle 2 an einem Gleitlager 3 gelagert ist. Auf den beiden Enden dieser Verbindungswelle 2 ist über einen Antriebskeil 4 verbunden jeweils ein Zahnrad 5 bzw. 7 angebracht. Mit dem Zahnrad 5 kämmt ein Zahnrad 6 und bildet ein erstes Zahn­ räderpaar und mit dem Zahnrad 7 ein Zahnrad 8, das ein zweites Zahnräderpaar bildet. Die Breite und Zähnezahl der Zahnräder eines Zahnräderpaares 5, 6 bzw. 7, 8 sind gleich. Die Zahnräder 6 bzw. 8 sind an Lagerzapfen 9 bzw. 10, die im Verteilerblock 1 fest angebracht sind, über Gleitlager 11 bzw. 12 gelagert. Auf den Verteilerblock 1 wird über die jeweiligen Zahnräderpaare 5, 6 bzw. 7, 8 ein erstes Zahnradgehäuse 13 bzw. ein zweites Zahnradgehäuse 14 aufgesetzt. Zur Abdichtung dienen Dichtringe 15. Die Lagerung der Enden der Verbindungswelle 2 erfolgt in Gleitlagern 16 der Zahnradgehäuse 13 bzw. 14.

Senkrecht zur Verbindungswelle 2 verlaufen in etwa par­ allel Ein- und Ausströmkanäle 17 bis 20, d. h. die Systeme der Zahnräderpaare sind voneinander vollkommen getrennt.

Anhand der Fig. 2 ist die Funktionsweise gut ersichtlich, wobei auf der Fläche 23 des Verteilerblockes 1 die Kon­ turen der beiden kämmenden Zahnräder 7, 8 dargestellt sind. Ersichtlich sind weiterhin die Öffnung 21 des Ein­ strömkanals 19 sowie die Öffnung 22 des Ausströmkanals 20. Beim Eintritt einer Flüssigkeit füllt sich bei beiden Zahnrädern 7, 8 bzw. 5, 6 der Raum zwischen den einzelnen Zähnen. Nachdem die Zwischenräume zwischen den Zähnen gefüllt sind, drehen sich beide Zahnräder 7, 8 bzw. 5, 6. Dabei werden an der Einmündung des Einströmkanals (Öff­ nung 21) in Folge jeweils zwei Zwischenräume der folgenden zwei Zähne geöffnet, zugleich wird an der Austrittsöffnung 22 am Ausströmkanal 20 das Volumen zwischen den Zähnen verdrängt. Solange Medium fließt, werden die Zahnräder 5, 6 bzw. 7, 8 automatisch angetrieben. Wird der Materialfluß gestoppt, bleiben die Zahnräder stehen. Die beiden Öff­ nungen 21, 22 befinden sich zu beiden Seiten der Durch­ messer-Verbindungslinie 24 im Bereich der sich überschnei­ denden Zähne. Der Materialfluß ergibt sich wie in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet. An den Ausströmkanälen 18, 20 sind Rückschlagventile 25 vorgesehen.

Die Dosierverhältnisse werden über die Dicke der Zahnräder bestimmt. Wird beispielsweise das erste Medium über ein Zahnräderpaar mit einer Zahnraddicke von 50 mm, ein zwei­ tes Medium über ein Zahnräderpaar mit der Zahnraddicke von 25 mm und ein drittes Medium über ein Zahnräderpaar mit einer Zahnraddicke von 5 mm geleitet, dann ergibt sich hieraus ein Dosierverhältnis von 100 : 50 : 10 Volumen­ teile. Die Fördergeschwindigkeit wird hierbei über den Förderdruck bestimmt.

Die derart synchron dosierten Medien können in einem nach­ geschalteten dynamischen oder statischen Mischsystem homo­ gen vermischt werden. Aus dem Stillstand lassen sich Durchflußmengen von wenigen cm³ bis beispielsweise 100 l/min. erzielen.

Bei der weiteren in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind im ersten Zahnradgehäuse 13 Abgriffssensoren 26 vorgese­ hen, die beim Vorbeilaufen eines Zahnes, d. h. aufgrund der Drehgeschwindigkeit, ein Signal an eine Hilfselektronik 27 weitergeben, die die Durchflußmenge in der Zeiteinheit regelt.

Weiterhin sind an den Ausströmkanälen 18 bzw. 20 Druckge­ ber 28 vorgesehen, die eine Kontrollfunktion dahingehend übernehmen, ob die Medien blasenfrei sind bzw. unter dem erforderlichen Druck fließen.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 wird das Dosierverhältnis über die Dicke der Zahnräder bestimmt und verändert. Man kann aber auch so verfahren, daß Zahn­ räderpaare mit unterschiedlichem Durchmesser und dazugehö­ renden Lagerzapfen, Verbindungswelle, Zahnradgehäusen und Gleitlagern als Dosiereinheiten kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind, wobei jeweils die Zahnräder eines Zahn­ radpaares einer Dosiereinheit den gleichen Durchmesser und die gleiche Zähnezahl aufweisen.

Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei werden zwei Dosiereinheiten 29, 30 gebildet, die jeweils eine Komponente fördern.

Die erste Dosiereinheit besteht aus einem Einzelverteiler­ block 1′, in dem an einem Gleitlager 3′ eine erste Teil­ verbindungswelle 2′ gelagert ist. Mit dieser ist über den Antriebskeil 4 das Zahnrad 5 des ersten Zahnräderpaares 5, 6 gekoppelt, wobei das Zahnrad 6 auf dem Lagerzapfen 9 angeordnet ist. An den Einzelverteilerblock 1′ ist das erste Zahnradgehäuse 13 abgedichtet angeflanscht.

Die zweite Dosiereinheit 30 ist entsprechend aufgebaut und besitzt einen weiteren Einzelverteilerblock 1′′, in dem eine weitere Teilverbindungswelle 2′′ an dem Gleitlager 3′′ gelagert ist. Mit der Teilverbindungswelle 2′′ ist das Zahnrad 7 des weiteren Zahnräderpaares 7, 8 gekoppelt und es ist an den weiteren Einzelverteilerblock 1′′ das zweite Zahnradgehäuse 14 abgedichtet angeflanscht.

Zwischen den beiden Dosiereinheiten 29, 30 befindet sich ein verstellbares Getriebe 31, an dem die beiden Teilver­ bindungswellen 2′, 2′′ kraftschlüssig miteinander gekop­ pelt sind. Ansonsten ist der Aufbau der beiden Dosierein­ heiten 29, 30 vergleichbar mit der Ausführungsform nach Fig. 1.

Claims (6)

1. Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung für flüssige bis pastöse Medien mit zwei Zahnräderpaaren (5, 6; 7, 8), die kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei das Dosierverhältnis zwischen den beiden Zahnräder­ paaren (5, 6; 7, 8) einstellbar ist und die Ein- und Ausströmkanäle (17, 18; 19, 20) der Zahnräderpaa­ re (5, 6; 7, 8) gegeneinander abgedichtet sind und die Komponenten an den Ausströmkanälen (18, 20) einem statischen oder dynamischen Mischer zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Zahnräder der Zahnräderpaare (5, 6; 7, 8) ausschließlich durch den Materialschub der zugeführten Medien erfolgt, die in die Einströmkanäle (17, 19) eingeführt werden, daß alle Zahnräder (5, 6, 7, 8) den gleichen Durchmesser aufweisen und daß zum Verändern des Dosierverhältnis­ ses verschiedene Breiten für eines der Zahnräderpaare (5, 6; 7, 8) wählbar sind.

2. Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad (5) des er­ sten Zahnräderpaares (5, 6) über eine Welle (2) kraftschlüssig mit einem Zahnrad (7) des weiteren Zahnräderpaares (7, 8) verbunden ist.

3. Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- bzw. Aus­ strömkanäle (17, 18; 19, 20) sowie die Verbindungs­ welle (2) und Lagerzapfen (9, 10) für die Zahnräder (5, 6; 7, 8) in einem Verteilerblock (1) angeordnet sind, an den die Zahnradgehäuse (13, 14) mit den Zahnräderpaaren (5, 6; 7, 8) abgedichtet angeflanscht sind.

4. Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das er­ ste Zahnräderpaar (5, 6) zusammen mit einem Einzel­ verteilerblock (1′) und dem ersten Zahnradgehäuse (13) eine erste Dosiereinheit (29) bildet, daß das zweite Zahnräderpaar (7, 8) zusammen mit einem wei­ teren Einzelverteilerblock (1′) und dem zweiten Zahn­ radgehäuse (14) eine zweite Dosiereinheit (30) bildet und daß die Dosiereinheiten (29, 30) über ein ver­ stellbares Getriebe (31) gekoppelt sind.

5. Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgehäuse (13, 14) im Bereich der Zähne eines Zahnrades (5, 6; 7, 8) mit Abgriffssensoren (26) versehen ist, die an eine Hilfselektronik (27) ange­ schlossen sind.

6. Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausströmkanälen (18, 20) Drucksensoren (28) angebracht sind.