EP0633056A1 - Several component proportioning device - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a multi-component metering device for liquid to pasty media with two pairs of gears, which are non-positively connected, the dosage ratio between the two pairs of gears is adjustable and that the inflow and outflow channels of the gear pairs are sealed against each other and the components on the outflow channels static or dynamic mixers can be fed.
- a metering and mixing device for two-component adhesives is known (DE-29 42 335 A1), in which the two components are fed to a downstream mixer via separate gear pumps.
- the two pumps are mechanically coupled to each other via a gear.
- the gearbox and thus the gear pumps are driven by a motor.
- the mixing ratio is changed by changing the gear ratio of the transmission.
- the disadvantage of this known device is that the input pressure of both components is increased by the common motor drive, which results in increased wear due to the pressure increase. After a spray gun is necessary in such devices for exact interruption and also re-introduction of the material delivery, the drive motor must be controlled for starting or stopping, which is associated with a considerable expenditure on control technology.
- the invention has for its object to design a multi-component metering device of the known type so that two or more components in the desired metering ratio are metered synchronously while avoiding an external drive and this with a simple mechanical and low control engineering effort is achieved.
- gearwheels of the gearwheel pairs are driven exclusively by the material thrust of the supplied media which are introduced into the inflow channels, that all gearwheels have the same diameter and that for changing the metering ratio different widths for one of the Gear pairs are selectable.
- a gear of the first pair of gears is non-positively connected to a gear of the further pair of gears via a shaft.
- An advantageous embodiment provides that the inflow and outflow channels as well as the connecting shaft and bearing journals for the gearwheels are arranged in a distributor block to which the gearwheel housing with the gearwheel pairs are flange-sealed.
- first pair of gears together with a single distributor block and the first gear housing form a first metering unit
- second pair of gears together with another single distributor block and the second gear housing are a second metering unit and that the metering units are non-positively connected via an adjustable gear
- the gear housing is provided in the area of the teeth of a gear with pick-up sensors which are connected to an auxiliary electronics.
- pressure sensors be attached to the outflow channels.
- the invention has the advantage that no drives and no electrical or electronic control is necessary.
- the device is largely wear-free or low-wear with slightly abrasive media.
- a highly wear-resistant embodiment can be achieved by the provision of titanium oxide coatings.
- the mechanical construction is very simple and requires little space. The facility manages with low energy consumption. The dosage ratio can be changed by simply changing individual parts. Because no dynamic seal to the outside is necessary, there is no leakage to the atmosphere.
- FIGS. 1 and 2 The embodiment of such a multi-component metering device shown in FIGS. 1 and 2 has a distributor block 1, in which a connecting shaft 2 is mounted on a slide bearing 3. On the two ends of this connecting shaft 2, a gear wheel 5 or 7 is connected via a drive wedge 4. A gear 6 meshes with the gear 5 and forms a first pair of gears and with the gear 7 forms a gear 8 which forms a second pair of gears. The width and number of teeth of the gears of a pair of gears 5, 6 and 7, 8 are the same.
- the gears 6 and 8 are mounted on journals 9 and 10, which are fixedly attached in the distributor block 1, via slide bearings 11 and 12, respectively.
- a first gear housing 13 or a second gear housing 14 is placed on the distributor block 1 via the respective gear pairs 5, 6 or 7, 8. Sealing rings 15 are used for sealing.
- the ends of the connecting shaft 2 are supported in slide bearings 16 of the gear housing 13 or 14.
- Inlet and outlet channels 17 to 20 run approximately parallel to the connecting shaft 2, i.e. the systems of the gear pairs are completely separate from each other.
- the mode of operation can be seen clearly from FIG. 2, the contours of the two intermeshing gear wheels 7, 8 being shown on the surface 23 of the distributor block 1.
- the opening 21 of the inflow channel 19 and the opening 22 of the outflow channel 20 can also be seen.
- both gears 7, 8 and 5, 6 rotate.
- At the mouth of the inflow channel (opening 21) two gaps between the following two teeth are opened in succession, and at the same time, at the outlet opening 22 at the outflow channel 20 displaces the volume between the teeth.
- the gears 5, 6 and 7, 8 are automatically driven. If the material flow is stopped, the gears stop.
- the two openings 21, 22 are located on both sides of the diameter connecting line 24 in the region of the overlapping teeth. The material flow results as indicated in Fig. 2 by the arrows.
- Check valves 25 are provided on the outflow channels 18, 20.
- the dosage ratios are determined by the thickness of the gear wheels. If, for example, the first medium is passed over a pair of gears with a gear thickness of 50 mm, a second medium over a pair of gears with a gear thickness of 25 mm and a third medium over a pair of gears with a gear thickness of 5 mm, this results in a dosing ratio of 100 : 50: 10 parts by volume.
- the conveying speed is determined via the conveying pressure.
- the media dosed synchronously in this way can be mixed homogeneously in a downstream dynamic or static mixing system. From standstill, flow rates from a few cm3 to, for example, 100 l / min. achieve.
- tap sensors 26 are provided in the first gear housing, which when a tooth passes, ie due to the Rotation speed, a signal to an auxiliary electronics 27, which controls the flow rate in the unit of time.
- pressure transmitters 28 are provided on the outflow ducts 18 and 20, which take on a control function as to whether the media are free of bubbles or flow under the required pressure.
- the metering ratio is determined and changed via the thickness of the gear wheels.
- gear pairs with different diameters and associated bearing journals, connecting shaft, gear housing and plain bearings are positively coupled as metering units, the gear wheels of a gear pair of a metering unit each having the same diameter and the same number of teeth.
- FIG. 4 Another possibility is shown in FIG. 4. Two dosing units 29, 30 are formed, each of which conveys one component.
- the first metering unit consists of an individual distributor block 1 ', in which a first partial connecting shaft 2' is mounted on a slide bearing 3 '. With this, the gear 5 of the first pair of gears 5, 6 is coupled via the drive wedge 4, the gear 6 being arranged on the bearing journal 9.
- the first gear housing 13 is flanged to the individual distributor block 1 'in a sealed manner.
- the second metering unit 30 is constructed accordingly and has a further individual distributor block 1 ′′, in which a further partial connecting shaft 2 ′′ is located on the slide bearing 3 '' is stored.
- the gearwheel 7 of the further gearwheel pair 7, 8 is coupled to the partial connecting shaft 2 ′′ and the second gearwheel housing 14 is flanged to the further individual distributor block 1 ′′ in a sealed manner.
- the structure of the two metering units 29, 30 is comparable to the embodiment according to FIG. 1.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung für flüssige bis pastöse Medien mit zwei Zahnräderpaaren, die kraftschlüssig miteinander verbunden sind, wobei das Dosierverhältnis zwischen den beiden Zahnraderpaaren einstellbar ist und daß die Ein- und Ausströmkanäle der Zahnräderpaare gegeneinander abgedichtet sind und die Komponenten an den Ausströmkanälen einem statischen oder dynamischen Mischer zuführbar sind.The invention relates to a multi-component metering device for liquid to pasty media with two pairs of gears, which are non-positively connected, the dosage ratio between the two pairs of gears is adjustable and that the inflow and outflow channels of the gear pairs are sealed against each other and the components on the outflow channels static or dynamic mixers can be fed.
Es ist ein Dosier- und Mischgerät für Zweikomponentenkleber bekannt (DE-29 42 335 A 1), bei dem die beiden Komponenten 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 Spritzpistole notwendig ist, muß der Antriebsmotor für den Anlauf bzw. beim Abstoppen gesteuert werden, was mit einem erheblichen steuertechnischen Aufwand verbunden ist.A metering and mixing device for two-component adhesives is known (DE-29 42 335 A1), in which the two components are fed to a downstream mixer via separate gear pumps. The two pumps are mechanically coupled to each other via a gear. The gearbox and thus the gear pumps are driven by a motor. The mixing ratio is changed by changing the gear ratio of the transmission. The disadvantage of this known device is that the input pressure of both components is increased by the common motor drive, which results in increased wear due to the pressure increase. After a spray gun is necessary in such devices for exact interruption and also re-introduction of the material delivery, the drive motor must be controlled for starting or stopping, which is associated with a considerable expenditure on control technology.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrkomponenten-Dosiereinrichtung der bekannten Art so auszugestalten, daß zwei oder mehr Komponenten im gewünschten Dosierverhältnis unter Vermeidung eines Fremdantriebes synchron dosiert werden und dies mit einem einfachen maschinellen und geringen steuerungstechnischen Aufwand erreicht wird.The invention has for its object to design a multi-component metering device of the known type so that two or more components in the desired metering ratio are metered synchronously while avoiding an external drive and this with a simple mechanical and low control engineering effort is achieved.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Antrieb der Zahnräder der Zahnräderpaare ausschließlich durch den Materialschub der zugeführten Medien erfolgt, 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.This object is achieved according to the invention in that the gearwheels of the gearwheel pairs are driven exclusively by the material thrust of the supplied media which are introduced into the inflow channels, that all gearwheels have the same diameter and that for changing the metering ratio different widths for one of the Gear pairs are selectable.
Es ist vorteilhaft, daß ein Zahnrad des ersten Zahnräderpaares über eine Welle kraftschlüssig mit einem Zahnrad des weiteren Zahnräderpaares verbunden ist.It is advantageous that a gear of the first pair of gears is non-positively connected to a gear of the further pair of gears via a shaft.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Ein- bzw. Ausströmkanäle sowie die Verbindungswelle und Lagerzapfen für die Zahnräder in einem Verteilerblock angeordnet sind, an den die Zahnradgehäuse mit den Zahnräderpaaren abgedichtet angeflanscht sind.An advantageous embodiment provides that the inflow and outflow channels as well as the connecting shaft and bearing journals for the gearwheels are arranged in a distributor block to which the gearwheel housing with the gearwheel pairs are flange-sealed.
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 Einzelverteilerblock und dem zweiten Zahnradgehäuse eine zweite Dosiereinheit sind und daß die Dosiereinheiten über ein verstellbares Getriebe kraftschlüssig verbunden sind.It is also advantageous that the first pair of gears together with a single distributor block and the first gear housing form a first metering unit, that the second pair of gears together with another single distributor block and the second gear housing are a second metering unit and that the metering units are non-positively connected via an adjustable gear .
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Zahnradgehäuse im Bereich der Zähne eines Zahnrades mit Abgriffssensoren versehen ist, die an eine Hilfselektronik angeschlossen sind.It is also advantageous that the gear housing is provided in the area of the teeth of a gear with pick-up sensors which are connected to an auxiliary electronics.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß an den Ausströmkanälen Drucksensoren angebracht sind.It is further proposed that pressure sensors be attached to the outflow channels.
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 Vorsehen von Titanoxyd-Beschichtungen kann eine hochverschleißfeste Ausführungsform erzielt werden. Weiterhin ist der maschinentechnische Aufbau sehr einfach und erfordert wenig Platzbedarf. Die Einrichtung kommt mit einem geringen Energieverbrauch aus. Durch einfachem Auswechseln einzelner Teile läßt sich das Dosierverhältnis verändern. Dadurch, daß keine dynamische Dichtung nach außen notwendig ist, besteht keine Leckage zur Athmosphäre.The invention has the advantage that no drives and no electrical or electronic control is necessary. The device is largely wear-free or low-wear with slightly abrasive media. A highly wear-resistant embodiment can be achieved by the provision of titanium oxide coatings. Furthermore, the mechanical construction is very simple and requires little space. The facility manages with low energy consumption. The dosage ratio can be changed by simply changing individual parts. Because no dynamic seal to the outside is necessary, there is no leakage to the atmosphere.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments shown in the drawings.
Es zeigen,
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer solchen Dosiereinrichtung,
- Fig. 2
- eine schaubildliche Ansicht des Verteilerblocks,
- Fig. 3
- eine weitere Ausführungsform der Dosierereinrichtung im Längsschnitt und
- Fig. 4
- eine dritte Ausführungsform einer derartigen Dosiereinrichtung im Längsschnitt.
- Fig. 1
- 2 shows a longitudinal section through a first embodiment of such a metering device,
- Fig. 2
- a perspective view of the distribution block,
- Fig. 3
- a further embodiment of the metering device in longitudinal section and
- Fig. 4
- a third embodiment of such a metering device in longitudinal section.
Die in den Figuren 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 Zahnräderpaar 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.The embodiment of such a multi-component metering device shown in FIGS. 1 and 2 has a
Senkrecht zur Verbindungswelle 2 verlaufen in etwa parallel Ein- und Ausströmkanäle 17 bis 20, d.h. die Systeme der Zahnräderpaare sind voneinander vollkommen getrennt.Inlet and
Anhand der Fig. 2 ist die Funktionsweise gut ersichtlich, wobei auf der Fläche 23 des Verteilerblockes 1 die Konturen der beiden kämmenden Zahnräder 7, 8 dargestellt sind. Ersichtlich sind weiterhin die Öffnung 21 des Einströmkanals 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 (Öffnung 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 Öffnungen 21, 22 befinden sich zu beiden Seiten der Durchmesser-Verbindungslinie 24 im Bereich der sich überschneidenden Zähne. Der Materialfluß ergibt sich wie in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet. An den Ausströmkanälen 18, 20 sind Rückschlagventile 25 vorgesehen.The mode of operation can be seen clearly from FIG. 2, the contours of the two intermeshing
Die Dosierverhältnisse werden über die Dicke der Zahnräder bestimmt. Wird beispielsweise das erste Medium über ein Zahnräderpaar mit einer Zahnraddicke von 50 mm, ein zweites 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 Volumenteile. Die Fördergeschwindigkeit wird hierbei über den Förderdruck bestimmt.The dosage ratios are determined by the thickness of the gear wheels. If, for example, the first medium is passed over a pair of gears with a gear thickness of 50 mm, a second medium over a pair of gears with a gear thickness of 25 mm and a third medium over a pair of gears with a gear thickness of 5 mm, this results in a dosing ratio of 100 : 50: 10 parts by volume. The conveying speed is determined via the conveying pressure.
Die derart sychron dosierten Medien können in einem nachgeschalteten dynamischen oder statischen Mischsystem homogen vermischt werden. Aus dem Stillstand lassen sich Durchflußmengen von wenigen cm³ bis beispielsweise 100 l/min. erzielen.The media dosed synchronously in this way can be mixed homogeneously in a downstream dynamic or static mixing system. From standstill, flow rates from a few cm³ to, for example, 100 l / min. achieve.
Bei der weiteren in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind im ersten Zahnradgehäuse 13 Abgriffssensoren 26 vorgesehen, die beim Vorbeilaufen eines Zahnes, d.h. aufgrund der Drehgeschwindigkeit, ein Signal an eine Hilfselektronik 27 weitergeben, die die Durchflußmenge in der Zeiteinheit regelt.In the further embodiment shown in Fig. 3 13
Weiterhin sind an den Ausströmkanälen 18 bzw. 20 Druckgeber 28 vorgesehen, die eine Kontrollfunktion dahingehend übernehmen, ob die Medien blasenfrei sind bzw. unter dem erforderlichen Druck fließen.Furthermore,
Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 3 wird das Dosierverhältnis über die Dicke der Zahnräder bestimmt und verändert. Man kann aber auch so verfahren, daß Zahnräderpaare mit unterschiedlichem Durchmesser und dazugehörenden Lagerzapfen, Verbindungswelle, Zahnradgehäusen und Gleitlagern als Dosiereinheiten kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind, wobei jeweils die Zahnräder eines Zahnradpaares einer Dosiereinheit den gleichen Durchmesser und die gleiche Zähnezahl aufweisen.In the embodiments according to FIGS. 1 to 3, the metering ratio is determined and changed via the thickness of the gear wheels. However, one can also proceed in such a way that gear pairs with different diameters and associated bearing journals, connecting shaft, gear housing and plain bearings are positively coupled as metering units, the gear wheels of a gear pair of a metering unit each having the same diameter and the same number of teeth.
Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei werden zwei Dosiereinheiten 29, 30 gebildet, die jeweils eine Komponente fördern.Another possibility is shown in FIG. 4. Two
Die erste Dosiereinheit besteht aus einem Einzelverteilerblock 1', in dem an einem Gleitlager 3' eine erste Teilverbindungswelle 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.The first metering unit consists of an individual distributor block 1 ', in which a first partial connecting shaft 2' is mounted on a slide bearing 3 '. With this, the
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.The
Zwischen den beiden Dosiereinheiten 29, 30 befindet sich ein verstellbares Getriebe 31, an dem die beiden Teilverbindungswellen 2' , 2'' kraftschlüssig miteinander gekoppelt sind. Ansonsten ist der Aufbau der beiden Dosiereinheiten 29, 30 vergleichbar mit der Ausführungsform nach Fig. 1.Between the two
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