JP2544793B2 - 混合室に少なくとも２つの流動性反応成分を配量するための配量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも２つの流動性反応成分を混合室
に配量するための配量装置であって、各反応成分に対し
て設けられる少なくとも１つの容器室と、各容器室にそ
れぞれ１個設けられる排除要素とを有し、少なくとも１
つの反応成分のすべての容器室内に前記排除要素が変形
可能に形成されており、該排除要素は、それぞれに属す
る容器室を反応成分室と液圧室とに分割しているととも
に、反応成分室を液圧室から緊塞に分離させており、そ
れぞれの反応成分に対して、反応成分備蓄容器から反応
成分室に通じる供給管と、反応成分室から混合室へ通じ
る排出管とが設けられている配量装置に関するものであ
る。

この種の配量装置は、米国特許第4,132,483号公報か
ら知られている。この公知の配量装置は、各反応成分の
ためのほろを備えたそれぞれ１つの容器室から成ってい
る。液圧流体で充填される液圧室のなかにはそれぞれ１
個のプランジャーピストンが設けられ、該プランジャー
ピストンは動力学的パッキンを介して周囲に対して密封
されている。また両プランジャーピストンは、回転可能
な共通のヨークを介して機械的に駆動される。

この公知の配量装置は、配量過程の間に配量比を任意
に変化させることができない。駆動装置と機械的に連結
され、配量行程の間にも配量比を任意に変化させること
ができる配量装置も知られているが、配量比の機械的調
整は極めて不正確であり、大きなミスを伴なうものであ
る。配量比を比較的大きくする場合とか、多成分系を高
圧配量する場合には、機械的に伝動されるべき力は非常
に大きくなり、これに応じて構造上のコストが増大す
る。他の欠点は個々の容器室の位置変化にあり、容器室
の位置が変化すると、容器ケーシングをしっかり連結す
ることが不可能になる。しかし個々の配量容器を管で連
結することは、高圧設備の場合技術上及び経済上の理由
から、また安全上の理由からも許されない。さらにプラ
ンジャーピストンに設けられる動力学的パッキンは、特
に直径大で且つ高圧の場合かなりの摩擦を生じ、漏れの
危険がある。漏れ損は動力学的パッキンが申し分ない場
合でも避け難いが、漏れが生じるとほろの行程範囲を前
進させる。従って、漏れ損を常に監視して漏れ補償装置
により再度液圧室に液圧流を供給し、液圧室のなかに閉
じ込められている流体の体積を常に一定に保たなけれ
ば、ほろが破損してしまう。

プラスチック加工産業では、製造コストの削減と、常
に高品質の製品を製造する目的で、適当な制御装置、調
整装置、監視装置を使用することを強いられていた。こ
の産業分野でのマイクロプロセッサ技術と適当な測定値
ゲージの開発は、ピストンワンストローク式配量を正確
に実施するための重要な前提を提供した。この種の配量
装置は例えば欧州特許公開第0 003 563号公報、米国特
許第3,908,862号公報及び米国特許第4,008,829号公報に
記載されている。

このピストンワンストローク式配量装置の欠点は、プ
ランジャーピストンポンプに設けられている動力学的パ
ッキンが、特に摩耗性反応成分及び／または腐食性反応
成分の処理の際にポンプの摩耗を促進させ、よって漏れ
を制御できなくなり、最後には故障してしまうことであ
る。従って生産中止を余儀なくされ、反応成分の性質に
よっては保守コストが高くなり、24時間稼動を３ケ月な
いし６ケ月中断しなければならない。

本発明の課題は、少なくとも２つの流動性反応成分を
配量するための配量装置を次のように構成すること、即
ち摩耗性反応成分及び／または腐食性反応成分を漏れ、
摩擦、摩耗が生じることなく配量することができ、且つ
個々の反応成分の液圧流体積調整を正確に且つマイクロ
プロセッサにより予め選定可能に制御可能に行なうこと
ができるように前記配量装置を構成することである。

本発明は、上記目的を達成するため、反応成分が少な
くとも１つ存在している場合、液圧室が、圧力源から出
ている供給管を有し、液圧室からタンクに通じている排
出管が設けられていることと、各反応成分ごとに制御・
調整装置が設けられ、該制御・調整装置は、排除要素を
液圧駆動させる液圧流が排除要素にたいして作用する量
と時間とを予じめ選定可能に決定することを特徴とする
ものである。

本発明による配量装置は、２種類または数種類の反応
成分を正確な混合比で、主に高圧で且つ誤差をできるだ
け小さくして混合室へ案内する。混合室では化学反応が
起こる。反応成分としては例えばポリオールとイソシア
ネートが用いられ、この場合にはポリウレタンが形成さ
れる。高圧混合はミリセカンドの時間範囲で行なわれ
る。この場合配量圧力は250bar以下で、時にはこれを越
えることもある。製造されたプラスチック片の品質は、
まず第１に、ショット開始時からショット終了時まで正
確に維持される混合比と、ショット開始と終了を支障な
く行なって申し分のない混合を行なうこととに依存して
いる。特に質量流は、化学反応の化学量論と型部材の重
量が再生可能であることとを考慮して、混合時には一定
に保持される必要がある。

本発明による配量装置は、各反応成分ごとに１つまた
は２つの排除要素を有している。この場合少なくとも１
つの反応成分は１つまたは２つの変形可能な排除要素に
よって配量され、残りの反応成分はプランジャーピスト
ンのような堅牢な排除要素により搬送される。しかしな
がら、すべての排除要素を変形可能な排除要素として形
成するのが有利である。なぜなら、変形可能な排除要素
は摩擦と摩耗がないので、ほとんどの場合従来のピスト
ンよりも寿命が著しく長い構造を提供するからである。
本発明による配量装置の即使用性もしくは寿命は腐食、
摩耗、沈澱の影響を受けない。本発明による配量装置で
提案される変形可能な排除要素は、従来公知の配量装置
のように一定の送り速度で駆動されるのではなく、一定
の体積流で駆動される。従って変形可能な排除要素は、
配量流を決定する送り速度の調整に用いられるものでは
ない。変形可能な排除要素の行程・直径比はプランジャ
ーピストンに比べて小さいので、適宜に大きな直径が排
除要素に与えられる。これはピストン摩擦がないので可
能であり、直径・高さ比がほぼ1:1の非常にコンパクト
な配量容器が得られる。また、変形可能な排除要素には
摩擦がないので、どんなに少ない配量でも大きな配量容
器を用いて正確に配量することができる。ただしこのた
めには、可変な液圧流を電気的に制御または調整するこ
とが前提である。本発明による配量装置の他の利点は、
変形可能な排除要素を常に極めて小さな差圧で付勢する
ことができる点である。これにより、例えば曲げ剛性が
小さく、よって寿命が長い鋼または合成物質から成る薄
壁の変形可能な排除要素を使用できる。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素
に対してそれぞれ１つの終端位置検知センサが設けら
れ、該終端位置検知センサは前記制御・調整装置と協働
するように構成されている。変形可能な排除要素を使用
する場合、該排除要素が破損しないようにするために
は、いかなる場合もストローク終端位置を越えてはなら
ない。この場合終端位置の検知は、市販されている種々
の電気的センサを適宜に選択して行なうことができる。
これらのセンサは、圧力に耐えうるようにカプセリング
して実施されているのがほとんどであるが、全行程にわ
たって弾性的な排除要素を連続的に位置づけし監視する
ためか、もしくは純粋な終端スイッチとして形成されて
いることができる。センサから適当な信号が与えられる
と、制御・調整装置により決定される液圧流が遮断さ
れ、及び／または制御される弁が液圧流、即ち反応成分
流を遮断する。これにより、液圧室と反応成分室との圧
力差が許容値を越えることが阻止される。

また本発明による配量装置は、前記終端位置検知セン
サが無接触の電気的接近スイッチであるように構成する
ことができる。従って許容終端位置を簡単に検知するこ
とができ、且つ電気的な出力信号により評価することが
できる。もちろんこの構成により、変形可能な排除要素
の２つの極端な偏位だけを検知するようにしてもよい。

さらに本発明による配量装置は、前記終端位置検知セ
ンサが、変形可能な排除要素に液圧室側で接続されてい
る電気的な変位ゲージであるように構成することができ
る。この構成により、変形可能な排除要素の全行程にわ
たって測定値を連続的に検知することが可能になり、従
って位置づけ検知のためにも、及び行程終了時に装置を
オフするためにも、また配量過程を付加的に監視するた
めにも関連づけることができる。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素
が、金属または合成物質から成るほろであるように構成
することができる。ほろの特徴は、固有抵抗を小さくし
て排除体積を特に大きくさせることができる点にある。
また鋼から成るほろの他の利点は、フランジまたは底部
に溶接することができることである。これにより、反応
成分室と液圧室の間を最適にパッキンすることができ
る。ほろの寿命にとっては、ほろ底部の加速度が各ほろ
に特徴的な値を越えないようにするのが重要である。こ
のため、電気的制御・調整装置の範囲内でランプ発生器
（Rampenbildner）を使用することができる。ランプ発
生器は、設定されたランプ時間の間に液圧流の目標値を
ゼロから終端値として調整された目標値へ変化させる。
制動過程においては目標値の変化を上記とは逆に行な
う。各ほろに対して許される加速度を選定することがで
きるように、液圧弁、即ち反応成分弁もその切換え時間
内で調整可能であるべきだろう。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素
がダイアフラムであるように構成することができる。こ
の場合ダイアフラムは容積が大きな圧こんダイアフラム
（Kalottenmembran）として形成されるが、その特徴
は、鋼または合成物質から成る上記のほろに比べて安価
なことである。その直径により排除体積が大きなダイア
フラムの欠点は、ダイアフラムのゴム弾性的な材料の化
学薬品に対する抵抗力が限定されていることである。

さらに本発明による配量装置は、ダイアフラムが、ポ
リテトラフルオールエチレンで被覆したゴム弾性材料か
ら成っているように構成することができる。母体として
のゴム弾性的なダイアフラムをポリテトラフルオールエ
チレンで被覆することにより、実際に存在しているすべ
ての反応成分に対してすぐれた耐久力が得られる。しか
しダイアフラムの作用径の大きさに比べて行程が小さい
のが欠点である。このことは、機能が同じあるにもかか
わらず容器室が大きくなったことに対応している。

さらに本発明による配量装置は、少なくとも１つの反
応成分の容器室内に排除要素が固定して形成されている
ように構成することができる。特に多成分系の場合に
は、経済上の理由から、潤滑性にすぐれていて問題のな
い流体から成る反応成分は例えばストローク式排除ピス
トンのような堅牢な排除要素を用いて配量し、問題のあ
る反応成分はほろのような変形可能な排除要素を用いて
搬送するのがよい。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素
が、重設された少なくとも２つの仕切り壁から成ってい
るように構成されていることができる。変形可能な排除
要素を二重壁或いは多重壁に形成することにより、曲げ
剛性を小さくして弾性を大きくさせることができる。そ
の結果、利用可能な排除体積をより大きくさせることが
できる。変形可能な排除要素を多重壁に形成することの
他の利点は、非密封状態になった場合の安全性が大きく
なることである。通常は排除要素のすべての仕切り壁が
同時に非密封状態になるのではなく、非密封状態は外側
の仕切り壁から始まり、従って漏れの報知は、変形可能
なすべての排除要素が非密封状態になる前に行なわれ
る。

さらに本発明による配量装置は、仕切り壁の間にそれ
ぞれ１つの流体フィルムがあり、仕切り壁の間の中間空
間が容器室の外側で大気と連通しているように構成する
ことができる。この構成は簡単な漏れ報知システムを提
供し、即ち仕切り壁の間に、反応成分と相性がよく、仕
切り壁の間で薄い潤滑フィルムとして存在するような流
体を装入することにより、簡単な漏れ報知システムが提
供される。仕切り壁の間の中間空間は容器室の外側で外
部に連通し、該中間空間に、仕切り壁が破損した場合に
信号を発する漏れ報知器が設けられる。

さらに本発明による配量装置は、前記制御・調整装置
が、圧力源から液圧室へ通じ且つ閉じた調整回路を備え
た供給管のなかに組込まれているように構成することが
できる。変形可能な排除要素の配量性能にとって重要な
ことは、液圧室へ流れる液圧流が一定であることであ
る。このことは、上記構成によれば、閉じた調整回路に
よる液圧流調整によって行なうことができる。ワンスト
ローク式配量装置の問題点は、短かい配量過程（ほぼ１
ないし３秒）の間に液圧流の調整を行なわねばならない
こと、且つミリセカンドの時間範囲の高価な配量装置で
１秒間に約10リットルの体積流を処理しなければならな
いことである。

さらに本発明による配量装置は、前記制御・調整装置
が電子液圧式増幅装置であり、液圧流の実際値の検知を
流量測定装置を用いて行ない、該流量測定装置が、なら
い制御弁と機械的に連結された測定回転軸を有し、前記
ならい制御弁は電気的な制御モータと連結され、該制御
モータの所定の回転運動（目標値）を、ならい制御弁を
用いて測定回転軸の回転出力運動（実際値）に回転角を
精確に再現して再生させ、この場合流量測定装置の消費
流（測定された液圧流）は、流量測定装置によって生じ
る回転運動に直接関係しているように構成することがで
きる。即ちこのように構成された配量装置は、実際値を
連続的に検知するために用いられるばかりでなく、なら
い制御弁のなかに組込まれている流体力学的調整回路を
動力学的に修正するためにも用いられる。これは、目標
値と実際値に差がある場合に、ならい制御弁のなかに設
けられる制御スライダを機械的に位置調整することによ
り測定軸がスピンドル・ナット結合部を介して実際値を
目標値に一致させるようにして行なう。電気的な実際値
ゲージとは異なり、実際値の検知と、実際値・目標値の
比較と、実際値を目標値に一致させる過程とが同時に行
なわれ、従って電気的調整回路で通常である調整ふれは
生じない。調整ふれは、システムに圧力変動或いは負荷
変動が生じたときに体積流の制御を過剰もしくは不足さ
せるものである。

さらに本発明による配量装置は、前記流量測定装置が
液圧式ストローク型排除機関であり、該液圧式ストロー
ク型排除機関はその機械的出力を外部へ与えず、且つそ
の流体力学上のロスに相当する出力側の圧力は入口側の
圧力よりもわずかに低く、液圧式ストローク型排除機関
の駆動室が常にその出口と連通し、液圧式ストローク型
排除機関が、前記測定回転軸として形成されている機関
回転軸を有しているように構成することができる。

上記の流量測定装置は、本発明による配量装置の液圧
流調整にとって特に有利である。というのも、上記流量
測定装置においては、内側の漏れが無視できるほどの量
に低減するからである。これは流量を連続的に測定する
ために適しており、この場合急激な大きな圧力変動にも
対処することができる。他の利点は、測定精度の再生性
にすぐれていること（測定誤差0.1％以下）、測定範囲
が広いこと（ほぼ1:1000）、及び圧力範囲が非常に広い
こと（ほぼ1000bar以下）である。液圧機関の入口側と
出口側とで圧力差が非常に小さいので、すべての駆動部
材の荷重は極めて小さい。このことは寿命（小さな摩
擦）、特に高圧高回転数の場合の寿命に有利である。こ
の流量測定装置には、以上の技術上の利点のほかに、大
量生産される通常の機関を修正するだけで得られるとい
う大きな利点がある。ほとんどの構成要素は大量生産に
より製造することができ、よって経済的な生産が可能で
ある。

さらに本発明による配量装置は、前記流量測定装置
が、スラストピストンを備えた液圧流排除機関であり、
スラストピストンが斜面にたいして回転し、且つ機関回
転軸が測定軸として形成され、該測定軸が、スピンドル
・ナット結合部により並進運動可能であり、且つならい
制御弁と機械的に連結されているように構成することが
できる。この種の流量測定装置は例えばリングピストン
式計数装置であり、該リングピストン式計数装置は中程
度の圧力範囲で使用され、広範囲に普及しているので入
手しやすい。

さらに本発明による配量装置は、前記流量測定装置が
液圧式線形運動機関であり、該液圧式線形運動機関が並
進運動を行なうピストン棒を有し、該ピストン棒は、ス
ピンドル・ナット結合部を介して、ならい制御弁に機械
的に連結された測定回転軸に結合されているように構成
することができる。この種の流量測定装置は、電子液圧
式増幅装置と結合させて、特に少量の平均的な液圧流を
測定するために提供される。この場合、測定回転軸を軸
パッキンによりならい制御弁に対してパッキンするなら
ば、配量目的にも使用される公知の線形式増幅装置とは
異なって、液圧式線形運動機関の戻り行程も液圧流の制
御に、従って配量に利用することができる。本発明によ
る装置は、公知の線形式増幅装置とは異なり、機械的な
出力を外部へ放出しない。

さらに本発明による配量装置は、前記制御・調整装置
が、処理体積を無段階に調整可能な液圧機関と、液圧機
関の回転数を検出して回転数目標値と比較することによ
り液圧機関の処理体積を調整するタコメータ発電機とを
有している液圧機関は機関の作動に対してポンプ作動と
同程度に適している必要があり、且つ機関の行程体積は
ゼロから最大まで極めて迅速に調整可能でなければなら
ない。液圧機関の回転数はタコメータ発電機により検出
されて目標値と比較される。調整のずれはPID調整器を
介して整えられる。PID調整器は、その信号によりサー
ボ位置シリンダを介して液圧機関の処理体積を変化させ
る。電子液圧式増幅装置の場合と同様に液圧機関の処理
流は液圧流の調整に利用される。この場合第二次調整の
利点は、絞り制御の必要がないことである。このことは
エネルギーの節約に極めて有効である。なぜなら従来の
配量装置では、比例弁を制御するために、即ちサーボ弁
を制御するために、或いは線形式増幅装置を駆動するた
めに、液圧エネルギーの50％以下が熱に変換されていた
からである。

さらに本発明による配量装置は、圧力源が、制御・調
整装置と協働する液圧ポンプであるように構成すること
ができる。この種の構成は、低圧範囲及び中程度の圧力
範囲の少量の体積流に対して使用することができる。こ
の場合液圧ポンプは、駆動モータを調整可能な処理量一
定ポンプまたは液圧調整ポンプとして形成することが可
能である。どちらの場合も液圧流は閉じた調整回路を介
して調整することができるが、ポンプの駆動を一定にす
ることによっても、例えばステッピングモータによる駆
動によってもその都必要な精度を得ることができる。

さらに本発明による配量装置は、制御・調整装置が電
子液圧式比例弁またはサーボ弁であるように構成するこ
とができる。比例弁とは異なってサーボ弁は主に電子液
圧式調整回路に使用される。電子液圧的調整は、定常状
態で無視できるほどの小さな調整ふれを生じさせるが、
しかし例えばポリウレタン処理の場合のように定期的に
負荷が変動すると、調整ふれを無視することはできな
い。上記構成は安価であるので、コストを考慮して二者
択一的に選択することができる。

さらに本発明による配量装置は、液圧流の実際値を検
出するため、電気的な出力信号を備えた体積流測定装置
が設けられているように構成することができる。液圧ポ
ンプまたは比例弁、或いはサーボ弁によって液圧流を調
整するためには、液圧流、即ち反応成分流のなかで実際
値を検出する必要がある。このため、液圧流のなかに体
積流測定装置を設けることができる。体積流測定装置
は、圧力源と液圧室を連通させる管のなかに配置され、
常時実際値を測定する。この実際値は電気的な出力信号
として、目標値と比較可能な量に変換され、目標値と比
較される。目標値と実際値にずれがある場合には、その
差から信号が形成され、この信号は、実際値が目標値に
一致するようにサーボ弁を制御する。調整を迅速に行な
えるように、単位時間あたりにできるだけ多数の測定値
を検出し、処理する必要がある。

さらに本発明による配量装置は、液圧流を調整するた
め、反応成分室と混合室との間にそれぞれ、電気的な出
力信号を備え各反応成分の質量流を測定する質量流測定
装置が設けられ、前記電気的な出力信号を液圧流調整の
ための実際値として用いるように構成することができ
る。ここで提案されているような反応成分流内での実際
値の検出は基本的には常に極めて正確である。従来の配
量装置では、公知の流量測定器が故障しやすかったり、
不正確であったため、実際値を正確に検出することはで
きなかった。その後、可動部材なしで作動し測定精度の
再生性にすぐれた電子式質量流測定装置が市販された
が、測定時間が長く、よって大きな負荷変動がなく連続
的に配量を行なうシステムでの調整の場合しか有用でな
かった。

さらに本発明による配量装置は、反応成分室と混合室
との間に、電気的な出力信号を備えた質量流測定装置が
各成分ごとに設けられ、該質量流測定装置は、各反応成
分の質量流を測定するするとともに、予め選定された液
圧制御目標値を適宜修正するように構成することができ
る。この構成によれば、反応成分流の質量流を正確に検
出できるとともに、液圧流の調整を迅速に行なうことが
できる。液圧流のなかにして圧力源と液圧室の間に、ス
トローク式排除要素として形成される流量測定装置を備
えた電子液圧式増幅装置を設け、且つ反応成分流のなか
に上記の質量流測定装置を設けると、圧力変動のような
すべての動力学的外乱量を電子液圧式増幅装置により調
整し、密度の変化のような類似の外乱量を質量流測定装
置により調整することができる。

さらに本発明による配量装置は、各反応成分ごとに、
配量行程の間に必要な配量を行なうことができる排除要
素が設けられているように構成することができる。この
ような配量装置は、ワンストロークピストン式配量に対
応して、型部材製造のために必要な量の反応成分を１回
の行程で配量する。配量装置を型部材の製造に特定する
場合、型部材の品質に最適なように処理データの組み合
わせを選定できるので、容器室の大きさは頻繁に型部材
の大きさに整合される。処理データの組み合わせの場
合、１ショットごとにすべての処理データの再生可能性
が容易になる。特殊鋼から成るほろを用いると、各反応
成分ごとに最大50リットルのショット体積を実現するこ
とができる。液圧エネルギーを配量に提供する液圧蓄積
装置を用いると、コスト上好都合な液圧装置が得られる
ことは言うまでもない。

さらに本発明による配量装置は、各反応成分ごとに、
配量行程と充填行程とを交互に行なう２つの排除要素が
設けられ、充填時の行程速度が配量時の行程速度よりも
大きく、行程終了点において両排除要素が短時間に且つ
同時に配量を行なうように構成することができる。この
構成により、連続的な搬出が可能になり、即ち配量ユニ
ットを小型にして搬出効率を増大させることができる。
２成分配量装置の場合には、例えば４個のほろと２個の
液圧調整装置を用いて、脈動流が生じないように、且つ
液圧蓄積装置の出力だけに依存する任意のショット体積
で配量を行なうことができる。さらに充填行程の死時間
を伴なわずに迅速な連続ショットが可能になる。ほろに
始動摩擦がないので、１つの反応成分の排除要素を切換
える際に圧力変動が生じることは実際にない。このよう
な配量思想により、２成分配量装置或いは多成分配量装
置には最大限の万能性が付与されている。

次に、本発明による配量装置の２つの実施例を添付の
図面を用いて説明する。

第１図は ２成分配量を断続的に行なうための電子液圧
式増幅装置を備えた本発明による配量装置を示す図、 第２図は スラストピストン機関を備えた第１図の電子
液圧式増幅装置の詳細図、 第３図は ２成分配量を連続的に行なうための調整可能
な液圧ポンプを備えた本発明による配量装置を示す図 である。

第１図は、２成分配量を断続的に行なうための本発明
による配量装置の１実施例を示す図で、該配量装置は、
特殊鋼から成り溶接された２つのほろ1,2と、２つの電
子液圧式増幅装置3,4とを有している。電子液圧式増幅
装置3,4はそれぞれ１つの液圧式ストローク型排除機関
5,6と、それぞれ１つのならい制御弁7,8と、それぞれ１
つのステッピングモータ9,10から成っている。制御周波
数発生器11に組込まれたパルス計数装置（図示せず）に
より、液圧流の体積処理量（＝反応成分の配分量）を配
量行程を行なう前にデジタル式に高精度で調整すること
ができる。それぞれ反応成分室12,13のなかにある２つ
の反応成分の所望の体積配量比は、制御周波数発生器11
内で、予め選定される２つの制御周波数F1とF2によりデ
ジタル式に設定される。これら２つの制御周波数F1とF2
は、増幅器（図示せず）を介して２つのステッピングモ
ータ9,10に配分され、該ステッピングモータ9,10は、前
記制御周波数F1とF2を、２つのならい制御弁7,8と２つ
の液圧機関5,6とを介して、別個に測定され調整される
液圧流にすべりなしに転換する。配量行程が終了した
後、両ステッピングモータ9,10と、これに連結された液
圧機関5,6とが停止される。同時に２つの４ポート３位
置切換え弁14,15がそのゼロ位置を経て還流位置へ切換
えられる。これによって、それぞれの液圧室16,17に通
じる供給管18,19が遮断され、且つ液圧室16,17からタン
ク20に通じる排出管21,22が開かれる。さらに、予圧を
付与されそれぞれ反応成分室12,13内にある反応成分は
ほろ1,2をその基準位置へ戻し、この場合各液圧室16,17
内にある液圧流は、２つの４ポート３位置切換え弁14,1
5を介して再び圧力源23のタンク20のなかへ戻される。
ほろ1,2がその許容行程を越えて突出しないように、行
程を終了させるスイッチングオフ装置が必要である。こ
のスイッチングオフ装置は、本実施例では２つの距離検
出器24,25によって形成されている。距離検出器24,25は
配量装置を補助的に監視するはたらきもする。評価電子
装置26は、距離検出器24,25から送られる測定値を、予
め選定された制御周波数発生器11のパルス数と常時比較
させ、所定の差値を越えたときには技術的な支障が生じ
たと判断して設備の稼動を中断させる。

第２図は、第１図の電子液圧式増幅装置を図示したも
のである。増幅装置はスラストピストン機関27を有して
いる。スラストピストン機関27は、圧力に耐えうるケー
シング28のなかに設けられている。可能な限り脈動のな
い液圧流を得るためには、シリンダ胴30のなかに少なく
とも９個のピストン29を周設する必要がある。この場合
これらのピストン29は、ケーシング28に設けられた斜面
31で支持される。入口32に接続したすべてのシリンダ室
33の、ピストン29の軸線に垂直な方向に作用する力は、
シリンダ胴部30にトルクを生じさせる。このトルクは、
流体力学上のロスによって生じるトルクと常に同じ大き
さであるにすぎない。流体力学上のロスによって生じる
トルクにより損失した出力は、スラストピストン機関27
のなかで熱に変えられる。従って、この熱を申し分なく
逃がすために液圧流を供給しなければならない。このた
めスラストピストン機関27の出口34は駆動室35を通って
外部へ案内されている。スラストピストン機関27はなら
い制御弁36と緊塞に結合されており、この場合測定軸37
は、スピンドル39と協働するスピンドルナット38として
形成されている。スピンドル39はならい制御弁36の制御
スライダ40に固定され、且つ軸方向つりあいクラッチ41
を介してステッピングモータ42と結合されている。ステ
ッピングモータ42により、所定の液圧流に相当するよう
に予じめ選定された回転数が与えられると、ステッピン
グモータ42の始動時にスピンドル39がスピンドルナット
38から抜け出て、制御スライダ40を軸方向へ変位させ
る。制御スライダ40は、スラストピストン機関27への入
口32を開放する。これにより生じる液圧流は、スラスト
ピストン機関27の回転数がステッピングモータ42の回転
数と一致するまでスラストピストン機関27を駆動する。
スラストピストン機関27の回転数がステッピングモータ
42の予じめ選定された回転数を越えると、ならい制御弁
36の制御スライダ40は再び中央位置に変位し、従ってス
テッピングモータ42とシリンダ胴30とが再び同じ回転数
で回転するまで、シリンダ室33への入口32を遮断する。
このようにして、入口32に入ってくる液圧流の量は、ス
テッピングモータ42の予じめ選定された回転数（所定の
液圧流に対応している）により精確に測定され調整され
る。

第３図は本発明の他の実施例を図示したもので、この
実施例では、配量装置は、ほろを用いて２成分を連続的
に配量するための調整可能な液圧ポンプによって形成さ
れている。この実施例において配量装置は、個別に設け
られた４つの容器室43,44,45,46から成り、該容器室に
はそれぞれほろ47,48,49,50が収納されている。ほろ47,
48,49,50は容器室43,44,45,46をそれぞれ反応成分室51,
52,53,54と液圧室55,56,57,58とに分割している。ほろ4
7,48,49,50は、２つの調整可能な調整ポンプ59,60によ
り別個に液圧駆動される。この場合配量比は公知の方法
で調整することができる。さらに、液圧室55,56,57,58
と調整ポンプ59,60との間にそれぞれ１つの３ポート３
位置切換え弁61,62,63,64が設けられている。３ポート
３位置切換え弁61,62,63,64はそれぞれ中央の制御ユニ
ット（図示せず）によって切換えられる。また、圧縮ガ
スを装入した成分備蓄容器（図示せず）が各成分に対し
て設けられているとともに、混合室（図示せず）も設け
られている。成分備蓄容器はそれぞれ強制制御される遮
断弁65,66または67,68を介して反応成分室51,52或いは5
3,54に連通している。混合室も同様に強制制御される遮
断弁69,70または71,72を介して反応成分室51,52または5
3,54と連通している。

第１の容器室対43,45の配量行程は、第２のシリンダ
対44,46の充填行程と同時に行なわれる。配量時よりも
充填時の行程速度を大きくすることにより、１成分の容
器43,44または45,46を行程終端位置で同時に配量するこ
とができる。このことにより、全く脈動を生じさせずに
連続的に配量することが可能になる。この実施例の場合
ほろ47,48,49,50の大きさは、主に要求される搬出効率
と、強制制御される遮断弁65,66,67,68または69,70,71,
72の切換え時間及び許容切換え頻度とによって決定され
る。

Claims (23)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２つの流動性反応成分を混合室
   に配量するための配量装置であって、各反応成分に対し
   て設けられる少なくとも１つの容器室と、各容器室にそ
   れぞれ１個設けられる排除要素とを有し、少なくとも１
   つの反応成分のすべての容器室内に前記排除要素が変形
   可能に形成されており、該排除要素は、それぞれに属す
   る容器室を反応成分室と液圧室とに分割しているととも
   に、反応成分室を液圧室から緊塞に分離させており、そ
   れぞれの反応成分に対して、反応成分備蓄容器から反応
   成分室に通じる供給管と、反応成分室から混合室へ通じ
   る排出管とが設けられている配量装置において、反応成
   分が少なくとも１つ存在している場合、液圧室（16或い
   は17/55,56或いは57,58）が圧力源（23;59或いは60）か
   ら出ている供給管（18或いは19）を有し、液圧室（16或
   いは17/55,56或いは57,58）からタンク（20）に通じて
   いる排出管（21或いは22）が設けられていることと、各
   反応成分ごとに制御・調整装置（３或いは４）が設けら
   れ、該制御・調整装置（３或いは４）は、排除要素（１
   或いは2/47,48或いは49,50）を液圧駆動させる液圧流が
   排除要素にたいして作用する量と時間とを予じめ選定可
   能に決定することを特徴とする配量装置。
2. 【請求項２】変形可能な排除要素（1,2;47,48,49,50）
   に対してそれぞれ１つの終端位置検知センサ（24,25）
   が設けられ、該終端位置検知センサ（24,25）は前記制
   御・調整装置（3,4）と協働することを特徴とする、請
   求項１に記載の配量装置。
3. 【請求項３】前記終端位置検知センサ（24,25）が無接
   触の電気的接近スイッチであることを特徴とする、請求
   項２に記載の配量装置。
4. 【請求項４】前記終端位置検知センサ（24,25）が、変
   形可能な排除要素（1,2;47,48,49,50）に液圧室側で接
   続されている電気的な変位ゲージであることを特徴とす
   る、請求項２に記載の配量装置。
5. 【請求項５】変形可能な排除要素（1,2;47,48,49,50）
   が、金属または合成物質から成るほろであることを特徴
   とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載の配
   量装置。
6. 【請求項６】変形可能な排除要素（1,2;47,48,49,50）
   がダイアフラムであることを特徴とする、請求項１から
   ４までのいずれか１つに記載の配量装置。
7. 【請求項７】ダイアフラムが、ポリテトラフルオールエ
   チレンで被覆したゴム弾性材料から成っていることを特
   徴とする、請求項６に記載の配量装置。
8. 【請求項８】少なくとも１つの反応成分の容器室（43,4
   4或いは45,46）内に排除要素（1,2;47,48,49,50）が固
   定して形成されていることを特徴とする、請求項１から
   ７までに記載の配量装置。
9. 【請求項９】変形可能な排除要素（1,2;47,48,49,50）
   が、重設された少なくとも２つの仕切り壁から成ってい
   ることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１
   つに記載の配量装置。
10. 【請求項１０】仕切り壁の間にそれぞれ１つの流体フイ
    ルムがあることと、仕切り壁の間の中間空間が容器室
    （43,44,45,46）の外側で大気と連通していることとを
    特徴とする、請求項９に記載の配量装置。
11. 【請求項１１】前記制御・調整装置（3,4）が、圧力源
    （23;59,60）から液圧室（16,17;55,56,57,58）へ通じ
    且つ閉じた調整回路を備えた供給管（18,19）のなかに
    組込まれていることを特徴とする、請求項１から10まで
    のいずれか１つに記載の配量装置。
12. 【請求項１２】前記制御・調整装置（3,4）が電子液圧
    式増幅装置であり、液圧流の実際値の検知を流量測定装
    置（5,6;27）を用いて行ない、該流量測定装置（5,6;2
    7）がならい制御弁（36）と機械的に連結された測定回
    転軸（37）を有し、前記ならい制御弁（36）は電気的な
    制御モータ（42）と連結され、該制御モータ（42）の所
    定の回転運動（目標値）を、ならい制御弁（36）を用い
    て測定回転軸（37）の回転出力運動（実際値）に回転角
    を精確に再現して再生させ、この場合流量測定装置（5,
    6;27）により測定される液圧流は、流量測定装置（5,6;
    27）によって生じる回転運動に直接関係していることを
    特徴とする、請求項11に記載の配量装置。
13. 【請求項１３】前記流量測定装置（5,6;27）が液圧式ス
    トローク型排除機関であり、該液圧式ストローク型排除
    機関はその機械的出力を外部へ与えず、且つその流体力
    学上のロスに相当する出力側の圧力は入口側の圧力より
    もわずかに低いことと、液圧式ストローク型排除機関の
    駆動室（35）が常にその出口（34）と連通していること
    と、液圧式ストローク型排除機関が、前記測定回転軸
    （37）として形成されている機関回転軸を有しているこ
    ととを特徴とする、請求項12に記載の配量装置。
14. 【請求項１４】前記流量測定装置（5,6;27）が、スラス
    トピストンを備えた液圧流排除機関であり、スラストピ
    ストンが斜面にたいして回転し、且つ機関回転軸が測定
    軸（37）として形成され、該測定軸（37）が、スピンド
    ル・ナット結合部により並進運動可能であり、且つなら
    い制御弁（36）と機械的に連結されていることを特徴と
    する、請求項12に記載の配量装置。
15. 【請求項１５】前記流量測定装置（5,6;27）が液圧式線
    形運動機関であり、該液圧式線形運動機関が並進運動を
    行なうピストン棒を有し、該ピストン棒は、スピンドル
    ・ナット結合部を介して、ならい制御弁（36）に機械的
    に連結された測定回転軸（37）に結合されていることを
    特徴とする、請求項12に記載の配量装置。
16. 【請求項１６】前記制御・調整装置（3,4）が、処理体
    積を無段階に調整可能な液圧機関と、液圧機関の回転数
    を検出して回転数目標値と比較することにより液圧機関
    の処理体積を調整するタコメータ発電機とを有している
    ことを特徴とする、請求項11に記載の配量装置。
17. 【請求項１７】圧力源（23;59,60）が、制御・調整装置
    と協働する液圧ポンプであることを特徴とする、請求項
    １から10までのいずれか１つに記載の配量装置。
18. 【請求項１８】制御・調整装置（3,4）が電子液圧式比
    例弁またはサーボ弁であることを特徴とする、請求項11
    に記載の配量装置。
19. 【請求項１９】液圧流の実際値を検出するため、電気的
    な出力信号を備えた体積流測定装置（5,6;27）が設けら
    れていることを特徴とする、請求項16から18までのいず
    れか１つに記載の配量装置。
20. 【請求項２０】液圧流を調整するため、反応成分室（12
    或いは13/51,52或いは53,54）と混合室との間にそれぞ
    れ、電気的な出力信号を備え各反応成分の質量流を測定
    する質量流測定装置が設けられていることと、前記電気
    的な出力信号を液圧流調整のための実際値として用いる
    こととを特徴とする、請求項16から18までのいずれか１
    つに記載の配量装置。
21. 【請求項２１】反応成分室（12或いは13/51,52或いは5
    3,54）と混合室との間に、電気的な出力信号を備えた質
    量流測定装置が各成分ごとに設けられ、該質量流量測定
    装置は、各反応成分の質量流を測定するとともに、予じ
    め選定された液圧流制御目標値を適宜修正することを特
    徴とする、請求項11から18までのいずれか１つに記載の
    配量装置。
22. 【請求項２２】各反応成分ごとに、配量行程の間に必要
    な配量を行なうことができる排除要素（１或いは２）が
    設けられていることを特徴とする、請求項１から21まで
    のいずれか１つに記載の配量装置。
23. 【請求項２３】各反応成分ごとに、配量行程と充填行程
    とを交互に行なう２つの排除要素（47,48或いは49,50）
    が設けられていることと、充填時の行程速度が配量時の
    行程速度よりも大きいことと、行程終了点において両排
    除要素（47,48或いは49,50）が短時間に且つ同時に配量
    を行なうことを特徴とする、請求項１から21までのいず
    れか１つに記載の配量装置。