EP3565972B1 - Vorrichtung zum fördern von viskosem material - Google Patents

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EP3565972B1
EP3565972B1 EP17817740.8A EP17817740A EP3565972B1 EP 3565972 B1 EP3565972 B1 EP 3565972B1 EP 17817740 A EP17817740 A EP 17817740A EP 3565972 B1 EP3565972 B1 EP 3565972B1
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piston
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conveying
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Atlas Copco IAS GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/11—Kind or type liquid, i.e. incompressible

Definitions

  • the invention relates to a device for conveying viscous material according to the preamble of claim 1 and a method for conveying viscous material, in which such a device is used.
  • Devices which are used to convey, for example, adhesives, sealants or insulating materials from a container to a processing station. They are used in particular in the automotive industry when viscous materials have to be applied to body parts. Such devices usually have a follower plate which rests on the surface of the material in the container and follows this surface when the material level drops. For this purpose a lifting device is then provided, which is used to lower and raise the follower plate. The material is removed from the container by means of a feed pump connected to a material outlet in the follower plate, the follower plate tracking the material surface.
  • the follower plate also presses on the material surface, so that due to this pressure the material is pressed into the material outlet, while the follower plate rests sealingly against a circumferential container wall.
  • the follower plate rests sealingly against a circumferential container wall.
  • air bubbles in the container this cannot be seen before the material is applied.
  • material containing air bubbles is conveyed and applied to a workpiece, this usually means that the applied material cannot adequately develop its adhesive, sealing or insulating effect. Often the components are coated in this way then unsuitable for further processing and must be thrown away as scrap.
  • a device for conveying viscous material is from DE 197 13 938 A1 known.
  • This delivery device for viscous material has a sensor that detects the speed of the piston rod of the pump that is delivering the viscous material. The measuring sensor is used to keep the speed of the delivery piston connected to the piston rod constant by means of a control device.
  • a similar device is from the DE 20 2013 009 164 U1 known. This device has a measuring transducer to control the delivery volume flow. However, neither of the two devices is suitable for detecting air bubbles in the material being conveyed.
  • a device of the type mentioned is from the EP 0 482 579 A1 known, at which the speed of the delivery piston is measured in order to avoid pressure fluctuations by synchronizing two pumps.
  • the invention is based on the knowledge found by the applicant that the speed of the delivery piston during the delivery process can vary depending on the material consistency.
  • the applicant has found out through experiments that the speed of the delivery piston during the delivery stroke is constant at least within a tolerance range while the material consistency remains constant. If the conveyed material contains air bubbles, this leads to a significant change in the speed of the delivery piston during the delivery stroke.
  • it is therefore proposed to measure the speed of the delivery piston during the delivery stroke by means of a measuring device, so that in the event of a change in the measured speed, conclusions can be drawn about a change in the material consistency, in particular the presence of air bubbles, so that appropriate measures can be initiated.
  • the measuring device has a control unit for controlling the delivery of the viscous material as a function of the measured speed of the delivery piston.
  • the control unit evaluates the measured values of the measuring device and automatically takes measures if the measured speed deviates from a specified target speed.
  • a waste line branches off from a feed line connected to the feed pump for the viscous material, through which the material is fed to the processing station, and that the feed line can be blocked and the waste line released by means of the control unit.
  • the waste line expediently leads to a waste container into which the material recognized as not processable can be diverted.
  • the measuring device expediently has a distance measuring unit for time-dependent measurement of the distance covered by the delivery piston.
  • the distance measuring unit is preferably an absolute encoder.
  • the delivery piston is mechanically connected to the displacement measuring unit. This can be done in that the feed pump has a piston rod which protrudes from the feed cylinder and is firmly connected to the feed piston, which is rigidly connected to a movable element of the displacement measuring unit by means of connecting means, and which is expediently also engaged by a drive unit. The movement of the delivery piston is then transmitted directly to the movable element of the displacement measuring unit.
  • the control unit automatically switches over and locks the waste line with simultaneous release of the delivery line.
  • a valve for example a 2/2-way valve, can be provided at the point at which the waste line branches off from the delivery line.
  • the waste container when it is filled with material, can either be emptied and reused, or it is disposed of and replaced by a new, empty waste container.
  • the device 10 shown schematically in the drawing is used to convey viscous material such as adhesive, sealant or insulating material from a barrel-like container not shown in detail.
  • the conveying device 10 has a follower plate 12, which is intended to close the container that is open to a container top.
  • the follower plate 12 also lies sealingly all around against the inner surface of a circumferential container wall extending to the top of the container.
  • the follower plate 12 also rests on the material surface in the container. It is mounted on a lifting device 14 with which it can be lowered following the decreasing material level in the container and, after the container has been emptied, raised and removed from it.
  • a material outlet (not shown in detail in the drawing) is arranged in the follower plate 12, to which a feed pump 16, which is firmly connected to the follower plate 12 and which is used to convey material from the container via the material outlet into a feed line 18 leading to a processing station, is arranged .
  • the feed pump 16 has a delivery cylinder 20 fixedly mounted on the follower plate 12 and a delivery piston, not shown in the drawing, which can move back and forth in the delivery cylinder 20 and whose linear movement in the delivery cylinder 20 sucks material through the material outlet into the delivery cylinder 20 and the material out of the delivery cylinder 20 pushes into the delivery line 18.
  • the delivery device 10 also has a measuring device 24 with which the speed of the delivery piston can be measured during the delivery stroke.
  • the measuring device 24 has a displacement measuring unit in the form of an absolute value encoder 26, the housing of which is mounted on the lifting device 14.
  • a piston rod 28 fixedly connected to the delivery piston is led upward out of the delivery cylinder 20 and is rigidly connected to a movable element of the absolute encoder 26 by means of connecting rods 30.
  • the displacement measuring device 24 also has a control unit 32 which controls the delivery of the viscous material as a function of the measured speed of the delivery piston.
  • the control unit 32 detects when the measured speed of the delivery piston is outside a tolerance range around a predetermined target speed, which indicates that the consistency of the material being conveyed has changed to such an extent that its suitability is in question. In this case, the control unit 32 switches a valve 34 so that the conveyed material is not conveyed to the processing station, but into a waste line 36 branching off from the conveying line 18 and leading to a waste container 38. If the control unit 32 detects that the speed of the delivery piston is again within the tolerance range, it switches the valve 34 again and the viscous material is again delivered to the processing station via the delivery line 18.
  • the invention relates to a device 10 for conveying viscous material from a container, with a conveying pump 16 which has a conveying cylinder 20 and a conveying piston that can move back and forth in the conveying cylinder 20.
  • a measuring device 24 is provided for measuring the speed of the delivery piston.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von viskosem Material gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Fördern von viskosem Material, bei dem eine solche Vorrichtung zur Anwendung kommt.
  • Es sind Vorrichtungen bekannt, die dem Fördern von beispielsweise Klebstoffen, Dichtstoffen oder Dämmstoffen von einem Behälter zu einer Verarbeitungsstation dienen. Sie finden insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie Anwendung, wenn viskose Materialien auf Karosserieteile aufgebracht werden müssen. Meist weisen solche Vorrichtungen eine Folgeplatte auf, die auf der Oberfläche des im Behälter befindlichen Materials aufliegt und dieser Oberfläche folgt, wenn der Materialpegel sinkt. Zu diesem Zweck ist dann eine Hebeeinrichtung vorgesehen, die dem Absenken und dem Anheben der Folgeplatte dient. Das Material wird mittels einer an einen Materialauslass in der Folgeplatte angeschlossene Förderpumpe aus dem Behälter entnommen, wobei die Folgeplatte der Materialoberfläche nachgeführt wird. Dabei ist es auch möglich, dass die Folgeplatte zusätzlich auf die Materialoberfläche drückt, so dass aufgrund dieses Drucks das Material in den Materialauslass gepresst wird, während die Folgeplatte dichtend an einer umlaufenden Behälterwand anliegt. Sind im Behälter jedoch Luftblasen enthalten, ist dies vor dem Materialauftrag nicht zu erkennen. Wenn aber Luftblasen enthaltendes Material gefördert und auf ein Werkstück aufgetragen wird, so führt dies meist dazu, dass das aufgetragene Material seine Kleb-, Dicht- oder Dämmwirkung nicht hinreichend entfalten kann. Oftmals sind die solchermaßen beschichteten Bauteile dann für die Weiterverarbeitung untauglich und müssen als Ausschuss weggeworfen werden.
  • Eine Vorrichtung zum Fördern von viskosem Material ist aus der DE 197 13 938 A1 bekannt. Diese Fördervorrichtung für viskoses Material weist einen Messfühler auf, der die Geschwindigkeit der Kolbenstange der Pumpe ermittelt, die das viskose Material fördert. Der Messfühler dient dazu, mittels einer Steuereinrichtung die Geschwindigkeit des mit der Kolbenstange verbundenen Förderkolbens konstant zu halten. Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der DE 20 2013 009 164 U1 bekannt. Diese Vorrichtung weist einen Messwertgeber zur Kontrolle des Fördervolumenflusses auf. Keine der beiden Vorrichtungen ist jedoch geeignet, Luftblasen im geförderten Material zu erkennen. Schließlich ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art aus der EP 0 482 579 A1 bekannt, bei der die Geschwindigkeit des Förderkolbens gemessen wird, um Druckschwankungen mittels Synchronisation zweier Pumpen zu vermeiden.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Ausschuss besser vermieden werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Erfindung liegt die im Hause der Anmelderin gefundene Erkenntnis zugrunde, dass die Geschwindigkeit des Förderkolbens beim Fördervorgang abhängig von der Materialkonsistenz variieren kann. Die Anmelderin hat durch Versuche herausgefunden, dass die Geschwindigkeit des Förderkolbens beim Förderhub bei gleichbleibender Materialkonsistenz zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs konstant ist. Enthält das geförderte Material Luftblasen, so führt dies zu einer signifikanten Änderung der Geschwindigkeit des Förderkolbens beim Förderhub. Aufgrund dieser Erkenntnis wird daher vorgeschlagen, die Geschwindigkeit des Förderkolbens beim Förderhub mittels einer Messeinrichtung zu messen, so dass bei einer Änderung der gemessenen Geschwindigkeit auf eine Änderung der Materialkonsistenz, insbesondere auf das Vorhandensein von Luftblasen, geschlossen werden kann, so dass entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können. Zu diesem Zweck weist die Messeinrichtung eine Steuereinheit zur Steuerung der Förderung des viskosen Materials in Abhängigkeit von der gemessenen Geschwindigkeit des Förderkolbens auf. Die Steuereinheit wertet die Messwerte der Messeinrichtung aus und ergreift bei einer Abweichung der gemessenen Geschwindigkeit von einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit selbsttätig Maßnahmen. Zudem ist vorgesehen, dass von einer an die Förderpumpe angeschlossenen Förderleitung für das viskose Material, durch die das Material der Verarbeitungsstation zugeführt wird, eine Abfallleitung abzweigt und dass mittels der Steuereinheit die Förderleitung gesperrt und die Abfallleitung freigegeben werden kann. Die Abfallleitung führt zweckmäßig zu einem Abfallbehälter in den das als nicht verarbeitbar erkannte Material abgeleitet werden kann.
  • Die Messeinrichtung weist zweckmäßig eine Wegmesseinheit zur zeitabhängigen Messung des vom Förderkolben zurückgelegten Wegs auf. Die Wegmesseinheit ist vorzugsweise ein Absolutwertgeber. Zudem wird bevorzugt, dass der Förderkolben mechanisch mit der Wegmesseinheit verbunden ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Förderpumpe eine aus dem Förderzylinder ragende, mit dem Förderkolben fest verbundene Kolbenstange aufweist, die mittels Verbindungsmitteln starr mit einem beweglichen Element der Wegmesseinheit verbunden ist, und an der zweckmäßig auch eine Antriebseinheit angreift. Die Bewegung des Förderkolbens wird dann direkt auf das bewegliche Element der Wegmesseinheit übertragen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass eine Bedienperson in den Förderprozess eingreift, wenn eine signifikante Abweichung der Geschwindigkeit des Förderkolbens von einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit vorliegt. Es wird jedoch bevorzugt, dass in einem solchen Fall automatisch Maßnahmen ergriffen werden, um die Produktion von Ausschuss zu verhindern.
  • Wird im weiteren Verlauf des Förderprozesses von der Messeinrichtung dann wieder eine Geschwindigkeit des Förderkolbens gemessen, die innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs um die vorgegebene Sollgeschwindigkeit liegt, so dass anzunehmen ist, dass das geförderte Material keine Luftblasen mehr enthält, so schaltet die Steuereinheit automatisch um und sperrt die Abfallleitung unter gleichzeitiger Freigabe der Förderleitung. Zu diesem Zweck kann an der Stelle, an der die Abfallleitung von der Förderleitung abzweigt, ein Ventil vorgesehen sein, beispielsweise ein 2/2-Wegeventil. Der Abfallbehälter kann, wenn er mit Material gefüllt ist, entweder entleert und wiederverwendet werden, oder aber er wird entsorgt und durch einen neuen, leeren Abfallbehälter ersetzt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Fördervorrichtung in perspektivischer Ansicht und
    Fig. 2
    die Fördervorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Vorderansicht.
  • Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung 10 dient dem Fördern von viskosem Material wie Klebstoff, Dichtstoff oder Dämmstoff aus einem nicht näher dargestellten fassartigen Behälter. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Fördervorrichtung 10 eine Folgeplatte 12 auf, die dazu bestimmt ist, den zu einer Behälteroberseite offenen Behälter zu verschließen. Während des Fördervorgangs liegt die Folgeplatte 12 zudem ringsum abdichtend an der Innenfläche einer sich bis zur Behälteroberseite erstreckenden, umlaufenden Behälterwand an. Die Folgeplatte 12 liegt zudem auf der Materialoberfläche im Behälter auf. Sie ist an einer Hebeeinrichtung 14 montiert, mit der sie dem abnehmenden Materialpegel im Behälter folgend abgesenkt sowie, nach Entleeren des Behälters, angehoben und aus diesem entfernt werden kann. In der Folgeplatte 12 ist ein in der Zeichnung nicht näher dargestellter Materialauslass angeordnet, an den eine fest mit der Folgeplatte 12 verbundene Förderpumpe 16 angeschlossen ist, die dazu dient, Material aus dem Behälter über den Materialauslass in eine zu einer Verarbeitungsstation führende Förderleitung 18 zu fördern. Die Förderpumpe 16 weist einen fest auf der Folgeplatte 12 montierten Förderzylinder 20 sowie einen im Förderzylinder 20 hin und her beweglichen, in der Zeichnung nicht dargestellten Förderkolben auf, dessen Linearbewegung im Förderzylinder 20 Material durch den Materialauslass in den Förderzylinder 20 saugt und das Material aus dem Förderzylinder 20 in die Förderleitung 18 drückt.
  • Die Fördervorrichtung 10 weist zudem eine Messeinrichtung 24 auf, mit der die Geschwindigkeit des Förderkolbens beim Förderhub gemessen werden kann. Die Messeinrichtung 24 weist eine Wegmesseinheit in Form eines Absolutwertgebers 26 auf, dessen Gehäuse an der Hebeeinrichtung 14 montiert ist. Eine mit dem Förderkolben fest verbundene Kolbenstange 28 ist nach oben aus dem Förderzylinder 20 herausgeführt und mittels Verbindungsstangen 30 starr mit einem beweglichen Element des Absolutwertgebers 26 verbunden. Die Wegmesseinrichtung 24 weist zudem eine Steuereinheit 32 auf, die die Förderung des viskosen Materials in Abhängigkeit von der gemessenen Geschwindigkeit des Förderkolbens steuert. Die Steuereinheit 32 erkennt, wenn die gemessene Geschwindigkeit des Förderkolbens außerhalb eines Toleranzbereichs um eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit liegt, was darauf hindeutet, dass sich die Konsistenz des geförderten Materials soweit verändert hat, dass dessen Tauglichkeit in Frage steht. In diesem Fall schaltet die Steuereinheit 32 ein Ventil 34, so dass das geförderte Material nicht zur Verarbeitungsstation, sondern in eine von der Förderleitung 18 abzweigende Abfallleitung 36 gefördert wird, die zu einem Abfallbehälter 38 führt. Erkennt die Steuereinheit 32, dass die Geschwindigkeit des Förderkolbens wieder im Toleranzbereich liegt, so schaltet sie das Ventil 34 abermals, und das viskose Material wird wieder über die Förderleitung 18 zur Verarbeitungsstation gefördert.
  • Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zum Fördern von viskosem Material aus einem Behälter, mit einer Förderpumpe 16, die einen Förderzylinder 20 und einen im Förderzylinder 20 hin und her beweglichen Förderkolben aufweist. Erfindungsgemäß ist eine Messeinrichtung 24 zur Messung der Geschwindigkeit des Förderkolbens vorgesehen.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Fördern von viskosem Material aus einem Behälter, mit einer Förderpumpe (16), die einen Förderzylinder (20) und einen im Förderzylinder (20) hin und her beweglichen Förderkolben aufweist, und mit einer Messeinrichtung (24) zur Messung der Geschwindigkeit des Förderkolbens, wobei die Messeinrichtung (24) eine Steuereinheit (32) zur Steuerung der Förderung des viskosen Materials in Abhängigkeit von der gemessenen Geschwindigkeit des Förderkolbens aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von einer an die Förderpumpe (16) angeschlossenen Förderleitung (18) für das viskose Material eine Abfallleitung (36) abzweigt und mittels der Steuereinheit (32) die Förderleitung (18) sperrbar und die Abfallleitung (36) freigebbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (24) eine Wegmesseinheit (26) zur zeitabhängigen Messung des vom Förderkolben zurückgelegten Wegs aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderkolben mechanisch mit der Wegmesseinheit (26) verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (16) eine aus dem Förderzylinder (20) ragende, mit dem Förderkolben verbundene Kolbenstange (28) aufweist, die mittels Verbindungsmitteln (30) starr mit einem beweglichen Element der Wegmesseinheit (26) verbunden ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinheit (26) ein Absolutwertgeber ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallleitung (36) zu einem Abfallbehälter (38) führt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Folgeplatte (12) zum Verschließen des Behälters an einer offenen Behälteroberseite, die einen Materialauslass aufweist, an den die Förderpumpe (16) angeschlossen ist.
  8. Verfahren zum Fördern von viskosem Material aus einem Behälter unter Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das viskose Material in die Förderleitung (18) gefördert wird, wenn die gemessene Geschwindigkeit des Förderkolbens in einem vorgegebenen Toleranzbereich um eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit liegt und wobei das viskose Material in die Abfallleitung (36) gefördert wird, wenn die gemessene Geschwindigkeit des Förderkolbens außerhalb des Toleranzbereichs liegt.
EP17817740.8A 2017-01-05 2017-12-15 Vorrichtung zum fördern von viskosem material Active EP3565972B1 (de)

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CN (1) CN110121594B (de)
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