JP6461070B2 - 混合装置および混合方法 - Google Patents

Description

本発明は、媒体の２つの液体成分を混合する方法および装置に関する。

２成分接着剤は通常、２つの液体成分を別々の貯蔵容器から放出し、互いに混合し、その後、接着位置へと導いて作成される。２つの成分の混合には、静止混合器が使用されることが知られており、２つの成分は静止混合器に供給され、移動中に静止混合器によって互いに混合される。

しかしながら現在までのところ、空気中を自由に運ばれる非常に小さな液滴の形態で混合媒体を噴出する、すなわち放出することによって２成分接着剤を適用することは可能になっていない。既知の計量装置では、静止混合器は、放出ノズルのすぐ前に配置され、低圧で作動し、ノズルでは加圧されずに終わる。

従って、本発明の目的は、噴出による液滴の形態で混合媒体の放出が可能となるように媒体の２つの液体成分を混合できる方法および装置を提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。

本発明の第１の態様によれば、目的は、静止混合器の助けを用いて媒体の２つの液体成分を混合する方法によって達成され、２つの成分は、静止混合器に供給され、その中で混合され、その後、混合器から提供され、それぞれ１つの成分のみが混合器に供給され、その間、もう１つの成分は混合器に供給されず、また、逆の場合も同様である。すなわち、２つの成分は決して同時に混合器に加えられることはなく、１つの成分かまたはもう１つの成分が混合器内に運ばれる。このような仕方で、混合比は、時間単位で供給される１つの成分の体積またはもう１つの成分の体積によって所望のように設定できる。それと同時に、２つの交互に供給される成分の非常に正確な計量が、一度にそれぞれ１つの成分のみを供給することで達成できる。

本発明の有利な実施例は、明細書、図面、および従属請求項に記載される。

有利な実施例によれば、成分は、サイクルで混合器に供給され、それによって、非常に正確な計量が可能となる。

それは、混合後、連続したサイクルで混合器から同じ大きさの液滴が提供され、それぞれの成分が混合器に供給されるサイクル数によって２つの成分の混合比が設定される場合、さらに有利となり得る。従って、例えば、１：１の混合比では、１つの成分ともう１つの成分とは常に、連続したサイクルの間、交互に供給できる。例えば、１：１０の混合比では、１つの成分のみが最初の１回のサイクルの間、供給でき、その後、もう１つの成分のみが連続した１０回のサイクルの間、供給できる。従って、それぞれ所望の混合比が、混合器内への２つの成分の交互の入力によって生じ、１つの成分は、連続したサイクルで複数回、混合器内に導入される。

それは、各成分が混合器内にそれ自体のポンプ装置を介してポンプ送りされ、２つのポンプ装置が互いに独立して制御される場合、正確な計量および良好な混合にとって有利となり得る。これによって、各成分が混合器内に導入される圧力が、各成分ごとに別々に所望の値に設定でき、それによって、両方の成分は、混合器の入口で所望の圧力で利用可能である。

さらなる有利な実施例によれば、混合媒体は、計量弁を通して同じ大きさの液滴で混合器から提供され、弁は、５０Ｈｚを超える周波数で、特に１００Ｈｚを超える周波数で、少なくとも特定の期間または時間間隔で作動される。点だけでなく、線または領域に、この仕方で非常に短持間に噴出によって接着剤を提供できる。

さらなる有利な実施例によれば、２つの成分は、単一の混合弁を介して混合器に供給される。これによって、２つの成分が決して同時に混合器内に導入されず、むしろもっぱら交互にまたは順番に混合器内に導入されることが保証できる。さらなる有利な実施例によれば、混合弁は、各液滴の提供の間、正確に１単位の成分が混合器内に導入されるように、計量弁と同期させることができる。調節可能な位相シフトによって、液滴の提供の間の各場合において、または遅延を招く切り換え手順における連続した２つの液滴の提供手順の間においてさえも、正確に１単位の成分が混合器内に供給されることが保証できる。

例えば連続的に比が１：１０、１：１１、１：１０などとなるように、異なる混合比を有する変動シーケンスが次々と混合器内に導入されるので、所望の混合比が特に細かく設定できる。

２つの成分が混合器内に導入される圧力を変えることによって液滴の大きさが設定されるので、提供される混合媒体の液滴の大きさの変化が、有利な仕方で生じ得る。これによって、それは、２つの成分が、比較的高い圧力、例えば、２０バールを超える圧力、または４０バールを超える圧力で混合器内に導入される場合、有利となり得る。

混合器に供給される成分部分の体積を追加的に決定する場合、混合比および液滴の大きさを監視できる。

本発明のさらなる態様によれば、それは、上述した方法を実行するための装置に関し、この装置は、２つの成分が混合される混合コイルを有する静止混合器を備え、２つの成分を混合器内に交互にのみ導入できる混合弁が設けられる。

上述したように、高圧で静止混合器内に２つの成分を導入することは有利なので、それは、静止混合器が、圧力ハウジング内に抜き出し可能に差し込まれる混合コイルを備える場合、有利となり得る。このような仕方で、混合コイルを取り囲むハウジングが混合器内で生じる圧力に耐えることが保証される。圧力ハウジングからの混合コイルの取り出し可能性は、圧力ハウジングの複数回の使用に備えており、それによって、混合コイルは、作動過程の終了後、接着剤が硬化する前に取り出すことができる。

これに関連して、それは、混合コイルを混合器から急に取り出すことができる迅速抜き出し装置が設けられる場合、有利となり得る。これによって、極端に短いポットライフを有する接着剤も処理できる。

さらなる有利な実施例によれば、それぞれの成分をタンクから混合器内にポンプ送りするように別々のポンプ装置が各成分ごとに設けられ、各ポンプ装置は、空気圧で駆動されるポンプピストンと、逆止弁とを備える。２つの別々のポンプ装置を使用して、装置全体は、自動で作動でき、また、計量中断時に好ましくない圧力上昇が生じないように作動できる。

それは、タンクが各成分ごとに設けられ、少なくとも１つのタンクが調節可能な圧縮空気調整器によって作動できる場合、さらに有利となり得る。これによって、それぞれの成分は、所定の圧力でポンプ装置内にすでに導入できる。

本発明のさらなる態様によれば、それは、上述した方法を実行するための混合弁、または上述した種類の装置において使用するための混合弁に関し、混合弁は、弁駆動装置と、それぞれの弁ニードルおよび弁シートを有する第１および第２の成分供給装置と、を備える。２つの弁ニードルは、それらの関連する弁シートに対して弁駆動装置によって交互に設定され、それによって、媒体のそれぞれ１つの成分のみが一度に混合器内に導入されることが行われる。

有利な実施例によれば、ヨークを弁駆動装置と弁ニードルとの間に設けることができ、ヨークは、傾斜移動によって１つの弁ニードルまたはもう１つの弁ニードルに交互に押圧する。

この場合、それは、高精度の自動制御が可能なので、距離測定装置を切り換え位置の監視のために弁に一体化する場合、さらに有利となり得る。

本発明は、有利な実施例および添付の図面を参照して純粋に実施例として以下に説明される。

計量装置の概略図である。 図１の部分拡大図である。 混合弁の一部断面図である。 混合装置の一部断面図である。 混合コイルを取り出した図４の混合装置の図である。

図１に概略的に示す計量装置は、２成分接着剤を液滴の形態で噴出できる計量弁１０を備える。このために、計量弁１０は、制御装置１４によって制御される弁駆動装置１２を介して無線周波数で制御できる。参照符号１６は、弁の温度制御のための装置を示す。

混合される媒体の２つの成分は、２つの別々の貯蔵容器１８、２０内に配置され、そこからポンプ装置２２内に運ばれ、そこから２つの成分は、混合コイル２６を有する静止混合器２４に別々に供給される。これに関して、混合弁２８が、２つの成分の独立した供給のために設けられ、混合弁２８を通して、それぞれ１つの成分のみが混合器２４に供給され、その間、もう１つの成分は混合器２４に供給されず、また、逆の場合も同様である。すなわち、２つの成分は混合器２４内に交互に導入され、決して同時に導入されることはない。

計量装置を制御する制御プロセッサ３０が設けられ、制御ライン３２を介して混合弁２８のマイクロコントローラ３４に接続される。制御プロセッサ３０はさらに、同期ラインを介して計量弁１０のマイクロコントローラ１４に接続される。最後に、制御プロセッサ３０はまた、さらなる制御ライン３８を介して圧力調整器４０のマイクロコントローラに接続され、圧力調整器４０は、ポンプ装置２２のためのポンプ圧力を調整する。

上述したポンプ装置は、２つの空気圧コネクタＰ、Ｒを有し、空気圧コネクタＰ、Ｒは両方とも圧力調整器４０および調節可能圧力調整弁４２に接続され、調節可能圧力調整弁４２を介して２つの貯蔵容器１８、２０は、例えば、およそ２〜３バールだけ加圧されて、それぞれの貯蔵容器内に収容されている成分をポンプ装置２内に導入する。

ポンプ装置２２は、図２を参照してより詳細に以下に説明される。

２つのポンプピストン４４、４６が、ポンプ装置２２内において各成分ごとに別々に設けられており、空気圧弁を介してそれらに適用された圧縮空気を有することができ、それによって、連続的なポンプストロークを実行する。２つのポンプピストン４４、４６の制御は、制御装置４８によって互いに独立して作動する。さらなる制御電子機器５０が、ポンプピストンのそれぞれのポンプストロークを検出するセンサ５２、５４に接続され、それによって、ポンプストロークの行程測定が可能となり、従って、ポンプ送りされる成分の体積を決定できる。

図２に示すように、２つの貯蔵容器１８、２０は、それぞれのラインを介して、それぞれ逆止弁５６、５８を介して、それぞれポンプ空間６０、６２に接続され、それぞれポンプ空間６０、６２内へそれぞれポンプピストン４４、４６がそれぞれ前後する。各成分は最初、このような仕方で、互いに別々に、貯蔵容器１８または２０からポンプ空間６０または６２内へと導入でき、そこから放出ライン６４、６６を介して混合弁２８（図１）へとポンプ送りできる。

混合弁２８は、図３を参照してより詳細に以下に説明される。

図３は、混合弁２８の一部断面図を示し、混合弁２８には、出願人による圧電トルクブロックの形態の駆動装置７０が設けられる。２つの圧電スタックがこの駆動装置には一体化され、それらの助けを借りて、駆動装置は、両頭矢印の方向に駆動装置７０の重心周りに傾斜移動を実行できる。

弁駆動装置７０は、ヨーク７２に接続され、ヨーク７２の２つのアーム７４、７６は、それぞれ弁ニードル７７、７８に作用し、弁ニードル７７、７８は、それらに接続された弁ボールを介して弁シート８０、８２を閉にする。２つの弁ニードル７７、７８はそれぞれ、開ストロークを正確に設定するために調節可能なプランジャ８４、８６を介してヨーク７２のアーム７４、７６に接続される。ポンプ装置から来る供給ライン６４、６６は、それぞれ弁シート８０、８２の領域に開いて、それによって、それぞれの成分が、それぞれ弁シート８０、８２において所定の圧力で適用される。弁駆動装置７０を駆動することによってヨーク７２は両頭矢印の方向に交互の枢支移動を実行し、それによって、弁ニードル７７、７８がそれらに関連する弁シート８０、８２に対して交互に設定されるので、２つの弁シート８０、８２は交互に開閉する。混合弁の各開ストロークでは、弁ニードルは、ばねによってその開位置へとそれに固定された弁ボールで押圧される。これによって、２つの成分は、静止混合器２４内に導入され、その中で混合コイル２６によって混合される。しかしながら、それぞれ１つの成分のみが混合器２４に供給され、その間、もう１つの成分は混合器に供給されず、または、もう１つの成分が混合器に供給され、その間、１つの成分は混合器に供給されない。

図１に示すように、混合弁２８にはまた、距離測定装置７１が設けられ、距離測定装置７１によって、弁のそれぞれの切り換え位置を監視できる。

図４は、静止混合器２４の一部拡大断面図であり、静止混合器２４の混合コイル２６が、圧力ハウジング２７によって取り囲まれる。混合コイル２６は、図５に示すように、迅速抜き出し装置９０を介して静止混合器２４から圧力ハウジング２７と共に急に取り出すことができる。このために、迅速抜き出し装置は、トグルレバー９３、９４を介して混合コイル２６および圧力ハウジング２７に接続されたハンドホイール９２を有する。従って、混合コイル２６は、図４に示す矢印の方向にハンドホイール９２を回転させることによって圧力ハウジング２７と共に静止混合器２４から急に引き出すことができる。図５に示すこの位置において、供給通路２９を認めることができ（図３も参照のこと）、成分は供給通路２９を介して供給され、混合弁２８を介して制御される。同時に、図４、図５はまた、放出通路９９を示し、２つの混合成分を備える媒体は放出通路９９を介して計量弁１０に供給される。

混合される媒体の２つの成分は、上述した混合および計量装置によって別々に運ばれる。これらのポンプはそれぞれ、測定システム５０、５２、５４を備え、測定システム５０、５２、５４の助けを用いて、混合比およびそれぞれの貯蔵容器から取り出される量を決定できる。ポンプは、貯蔵容器１８、２０内の加圧媒体を受け取り、それを混合弁２８の方向におよそ２０〜６０バールで加圧する。この弁は、１つの成分のみが常に混合器２４内に導入でき、その間、もう１つの成分のための弁が閉にされるように、設計される。正確な混合比は、混合器内への交互の入力によって生じる。噴出中に個々の液滴（小部分）によって計量される量が並外れて小さいので、高精度の体積測定または量測定が、多大な努力で混合器の前に可能なだけである。従って、本発明によれば、各成分の体積は、混合弁によってそれぞれ１つの成分が流入されるだけなので、提供または一定量供給される小部分において測定される。混合器２４の出口における混合生成物の粘性は一定であり、すなわち、提供または一定量供給される小部分の量は、同じ量である。

所望の適用構造（より大きな点、線または領域）の計量には短時間に多数の点が必要なので、１００Ｈｚを超える計量周波数が提供される。所望の混合比で個々の成分の少量を直接供給するために、混合弁は、２つの提供または一定量供給される小部分の間で確実にかつ高速で切り換えられる。これに起因して、混合弁２８は、極端に高速で切り換えられる必要があり、また、１つの成分を、もう１つの成分を抜き出す場合、確実に停止する必要がある。混合比は、小部分の数によって生じ、その間、１つの成分またはもう１つの成分が混合器に供給される。

本発明による装置において、可能な連続混合体積は、２つのポンプピストンだけを備える単純な設計でポンプピストンのストローク体積によって制限される。しかしながら、この構成では、弁を移動させるロボットが、計量ヘッドと連係した動きで停止することもでき、またはポンプに再装荷すべき際に低移動速度に低減することができるので、制限のない線を描くこともできる。

処理される接着剤がおよそ２〜２０分間の比較的短いポット時間を有するので、本発明による装置では、計量は作動手順が中断されると自動的に廃棄物処分容器内へと進むという規定が設けられる。作動の最後に、１つの成分が最初に単独で混合器および計量弁を通して運ばれる。混合コイルはその後、迅速抜き出し機構９０を介して混合器から急に引き出すことができる。

迅速抜き出し装置９０内の圧力ハウジング２７の機械マウントが非対称設計なので、混合コイルは、不適切に差し込むことができない。さらに、本発明によれば、混合コイル内への供給は、より小さい部分を有する成分がより大きな成分内へ直接混合できるように設計されているので、回転する恐れのない混合コイルの差込が同様に重要である。

Claims (5)

1. 静止混合器（２４）の助けを用いて媒体の２つの液体成分を混合する方法であって、２つの成分が、静止混合器（２４）に供給され、その中で混合され、その後、混合器から提供され、
   それぞれ１つの成分のみが混合器に供給され、その間、もう１つの成分は混合器に供給されず、また、逆の場合も同様であり、
   成分が、サイクルで混合器に供給され、
   混合後、連続したサイクルで混合器から同じ大きさの液滴が提供され、それぞれの成分が混合器に供給されるサイクル数によって２つの成分の混合比が設定されることを特徴とする、媒体の２つの液体成分を混合する方法。
2. 各成分が混合器（２４）内にそれ自体のポンプ装置（４４、４６）を介してポンプ送りされ、２つのポンプ装置が互いに独立して制御されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 混合媒体が、計量弁（１０）を通して同じ大きさの液滴で混合器（２４）から提供され、計量弁（１０）が、５０Ｈｚを超える周波数で、または１００Ｈｚを超える周波数で、少なくとも特定の時間間隔で作動されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. ２つの成分が、単一の混合弁（２８）を介して混合器（２４）に供給されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 計量弁（１０）および混合弁（２８）が、調節可能な位相シフトで、同期することを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。

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