DE102009036506A1

DE102009036506A1 - Lackdosiervorrichtung

Info

Publication number: DE102009036506A1
Application number: DE102009036506A
Authority: DE
Inventors: Hanns Pfriem
Original assignee: Pfriem Hanns Dr
Current assignee: Pfriem Hanns Dr
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2011-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lackdosiervorrichtung zur dosierten Bereitstellung mindestens zweier Lackkomponenten. Um eine einfache und reproduzierbare Dosierung mindestens zweier Lackkomponenten zu ermöglichen, umfasst die Lackdosiervorrichtung mindestens zwei Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen, die jeweils aufweisen: einen Aufnahmebehälter zur Aufnahme einer Lackkomponente, ein unter dem Aufnahmebehälter angeordnetes Dosierelement (5) mit einer Dosierkammer (6) mit definiertem Volumen, wobei das Dosierelement (5) mindestens einen im oberen Bereich (7) angeordneten Zulauf (8) für die Lackkomponente vom Aufnahmebehälter in die Dosierkammer (6) aufweist, wobei das Dosierelement (5) mindestens einen im unteren Bereich (9) angeordneten Ablauf (10) für ein dosiertes Volumen der Lackkomponente aufweist, wobei der Zulauf (8) und der Ablauf (10) mit einem Doppelventilelement (11) zusammenwirken, das ein erstes Ventilelement (12) zum Verschluss und zum Öffnen des Zulaufs (8) und das ein zweites Ventilelement (13) zum Verschluss und zum Öffnen des Ablaufs (10) aufweist und das so gestaltet ist, dass beide Ventilelemente (12, 13) mechanisch verbunden gleichzeitig betätigbar sind, wobei in einer oberen oder unteren Endlage des Doppelventilelements (11) stets eines der Ventilelemente (12, 13) geöffnet und eines der Ventilelemente (12, 13) geschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lackdosiervorrichtung zur dosierten Bereitstellung mindestens zweier Lackkomponenten.
In verschiedenen Bereichen der Lackierungstechnik besteht die Notwendigkeit, kleinere Mengen an Lack zur Verarbeitung aufzubereiten. Beispielsweise sei ein Reparaturbetrieb für Kraftfahrzeuge genannt, in dem gelegentlich Lackierungsarbeiten durchgeführt werden müssen.
Dabei wird in vielen Fällen ein hochwertiger Lack eingesetzt, der aus mindestens zwei Komponenten besteht, die vor der Verarbeitung des Lacks, d. h. vor dem Aufsprühen auf eine zu lackierende Oberfläche, gemischt werden. Als Beispiele hierfür seien Lacke genannt, die aus einem Härter (z. B. Isocyanat) und aus einer Komponente auf Polyurethanbasis oder auf Akrylbasis bestehen. Erst nach dem Mischen der Komponenten reagiert das Gemisch zum aushärtbaren Lack, der dann auf die zu lackierende Oberfläche aufgebracht wird.
Dabei ist es besonders wichtig, dass zwischen den beiden Komponenten ein möglichst genaues Volumenverhältnis (Mischungsverhältnis) eingehalten wird, damit der Lack stets die gleiche Konsistenz aufweist und es zu keinen diesbezüglichen Schwankungen kommt.
In der Praxis wird so vorgegangen, dass die beiden benötigten Komponenten aus Vorratsbehältern entnommen werden, wobei anhand geeigneter Messbecher das benötigte Volumen der beiden Komponenten abgemessen wird. Dann werden die Komponenten vermischt und der Lack so zur Verarbeitung aufbereitet.
Nachteilig ist dabei zunächst, dass das Abmessen der richtigen Menge relativ arbeitsaufwändig ist. Je nach Sorgfalt des Abmessens des genauen Volumens der Komponenten wird eine entsprechende Zeit benötigt, was korrespondierende Kosten verursacht. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist, dass es abhängig von der Sorgfalt beim Abmessen der Lackkomponenten immer auch zu Schwankungen im Mischungsverhältnis kommt. Demgemäß variiert die Lackkonsistenz entsprechend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lackdosiervorrichtung zu schaffen, mit der die genannten Nachteile überwunden werden können. Demgemäß soll es mit der Vorrichtung möglich sein, in sehr kurzer Zeit eine genaue Menge, d. h. ein definiertes Volumen der benötigten Lackkomponenten bereitzustellen, wobei dieses einem genau vorgegebenen Wert entspricht.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Lackdosiervorrichtung mindestens zwei Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen umfasst, die jeweils aufweisen:

– einen Aufnahmebehälter zur Aufnahme einer Lackkomponente,
– ein unter dem Aufnahmebehälter angeordnetes Dosierelement mit einer Dosierkammer mit definiertem Volumen,

Das Doppelventilelement ist dabei bevorzugt in vertikale Richtung verschiebbar im Dosierelement angeordnet. Es kann eine Betätigungsstange umfassen, an der in definiertem Abstand die Ventilelemente befestigt sind. Die Dosierkammer kann dabei eine zylindrische Form mit einer lichten Höhe aufweisen, wobei der Abstand der Ventilelemente geringfügig kleiner als die lichte Höhe ist. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass der Abstand der Ventilelemente zwischen 85% und 98% der lichten Höhe beträgt.
Die Ventilelemente sind bevorzugt als kegelförmige Dichtelemente ausgebildet. Am Zulauf und am Ablauf können dabei zur kegeligen Form der Dichtelemente korrespondierende Dichtflächen angeformt, z. B. eingeschliffen, sein.
Das Doppelventilelement kann mit einem mechanischen Koppelelement verbunden sein, über das das Doppelventilelement in vertikale Richtung verschoben werden kann. Das mechanische Koppelelement kann dabei durch eine Öffnung in der Dosierkammer in einen Bereich außerhalb der Dosierkammer geführt sein. Es kann im Bereich außerhalb der Dosierkammer eine Ansatzfläche für einen Behälter aufweisen; die Ansatzfläche ist dabei bevorzugt eben ausgebildet und weist eine Oberflächennormale auf, die vertikal nach unten gerichtet ist. Hierdurch kann auf Aufnahmebecher für die dosierte Lackkomponente von unten gegen die Ansatzfläche gedrückt werden, um die Komponente abzuzapfen.
Das Doppelventilelement ist vorzugsweise mit einem Federelement verbunden, mit dem das Doppelventilelement in einer Endlage elastisch vorgespannt ist. Es kann durch das Federelement dabei namentlich in Richtung seiner unteren Endlage elastisch vorgespannt werden. Das Federelement ist bevorzugt als Schraubenfeder ausgebildet. Das Doppelventilelement kann über ein mechanisches Koppelelement mit dem Federelement verbunden sein. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass das mechanische Koppelelement zum Verschieben des Doppelventilelements und das mechanische Koppelelement zum Verbinden des Doppelventilelements mit dem Federelement identisch sind.
Der Aufnahmebehälter und das Dosierelement können über eine lösbare Verbindung miteinander verbunden sein; die lösbare Verbindung ist dabei bevorzugt eine Schraubverbindung. Damit wird es möglich, das Dosierelement austauschbar zu gestalten. Werden unterschiedlich große Dosierelemente mit unterschiedlichen Fassungsvolumina bereitgehalten, kann die Dosiervorrichtung in einfacher Weise für unterschiedliche Mischungsverhältnisse vorbereitet werden.
Die mindestens zwei Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen können auf einer Trägerplatte angeordnet sein. Sie können dabei auf gleicher Höhe auf der Trägerplatte angeordnet sein. Die Trägerplatte kann an einem Ständer befestigt sein. Der Ständer wiederum kann an einer Grundplatte befestigt sein.
Insbesondere im Bereich der KFZ-Reparatur macht sich der erfindungsgemäße Vorschlag sehr vorteilhaft bemerkbar. Es ist nunmehr möglich, eine genaue Menge der benötigten Lackkomponenten in kurzer Zeit bereitzustellen. Dabei kommt auch dem individuellen Geschick eines Mitarbeiters bei der Abmessung des Lackkomponenten-Volumens keine Bedeutung zu, da das Volumen von der Dosiervorrichtung vorgegeben wird.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Abmessung der jeweiligen Lackkomponenten sehr schnell erfolgt, so dass der Mischvorgang zur Aufbereitung des Lacks schnell stattfindet. Demgemäß hat der Luftsauerstoff nur kurze Zeit zu Verfügung, um negativ auf die einzelnen Lackkomponenten einzuwirken. Bei der vorbekannten Lösung dauert die Zubereitung der Lackkomponenten-Mischung teilweise so lange, dass bereits negative Einflüsse aufgrund von Oxidationsvorgängen zu beobachten sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 in perspektivischer Ansicht eine Lackdosiervorrichtung für zwei Lackkomponenten,
2 die Lackdosiervorrichtung gemäß 1 in der Vorderansicht und
3 eine geschnitten dargestellte perspektivische Ansicht eines Dosierelement.
In den 1 und 2 ist eine Lackdosiervorrichtung 1 als Ganzes zu sehen. Sie besteht aus einer Grundplatte 24, auf der ein zylindrischer Ständer 23 angeordnet ist. Der Ständer 23 trägt in einem oberen Bereich eine Trägerplatte 22, an der auf gleicher Höhe zwei Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen 2 und 3 befestigt sind. Die Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen 2, 3 dienen zur Bereitstellung jeweils einer Lackkomponente. Die beiden Lackkomponenten müssen zur Bereitstellung eines verarbeitungsfähigen Lacks gemischt werden, wobei ein genaues Mischungsverhältnis zwischen den beiden Komponenten eingehalten werden muss, d. h. es muss ein genaues Volumenverhältnis zwischen den beiden Komponenten vorliegen.
Um dies in einfacher und bequemer Weise zu ermöglichen, d. h. um die beiden Lackkomponenten schnell und in genauer Menge bereitzustellen, sind die beiden gleich aufgebauten Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen 2, 3 jeweils wie folgt aufgebaut:
Wie aus 2 hervorgeht, weist jede Einzelkomponenten-Dosiervorrichtung 2, 3 einen Aufnahmebehälter 4 auf. Dieser nimmt eine größere Menge einer Lackkomponente auf und ist – was nicht näher dargestellt ist – mit einem Deckel o. ä. luftdicht verschlossen. Der Aufnahmebehälter 4 weist an seinem unteren Ende ein Gewinde auf, das Bestandteil einer Schraubverbindung 21ist, mit der der Aufnahmebehälter 4 mit einem Dosierelement 5 lösbar verbunden ist. Das Dosierelement 5 ist im Detail in 3 dargestellt.
Das Dosierelement 5 hat eine Dosierkammer 6, die ein genau definiertes Volumen einschließt. Im Ausführungsbeispiel hat die Dosierkammer 6 eine im wesentlichen zylindrische Gestalt mit einer lichten Höhe H. Konzentrisch zur Achse der zylindrischen Struktur der Dosierkammer 6 weist diese im oberen Bereich 7 und im unteren Bereich 9 jeweils eine Öffnung auf. Die obere Öffnung ist ein Zulauf 8, die unsere Öffnung ist ein Ablauf 10. Beide Öffnungen werden von einem Doppelventilelement 11 durchsetzt, d. h. von einer Betätigungsstange 14, die Bestandteil des Doppelventilelements 11 ist. Auf der Betätigungsstange 14 sind in einem Abstand a zwei Ventilelemente 12 und 13 angeordnet, nämlich ein oberes Ventilelement 12 und ein unteres Ventilelement 13. Die beiden Ventilelemente 12, 13 sind als kegelförmige Dichtelementen ausgebildet und gegensinnig auf der Betätigungsstange 14 angeordnet. Im Bereich der beiden Öffnungen 8 und 10 sind in die Wandung der Dosierkammer 6 zur Kegelform der Ventilelemente 12, 13 korrespondierende Dichtflächen 15, 16 eingearbeitet, d. h. kegelförmige Sitzflächen, an denen die Ventilelemente 12, 13 dichtend anliegen können.
Da die beiden Ventilelemente 12, 13 in festem Abstand auf der Betätigungsstange 14 angeordnet sind, heißt das, dass in der unteren Endlage des Doppelventilelements 11 – gesehen in vertikale Richtung V – das Dichtelement 13 dichtend an der Dichtfläche 16 anliegt und folglich den Ablauf 10 verschließt. Indes ist der Zulauf 8 geöffnet, da das Dichtelement 12 zur Dichtfläche 15 Abstand hält. Diese Stellung ist in 3 skizziert. Demgemäß kann in dieser Stellung die Dosierkammer 6 über den geöffneten Zulauf 8 mit der Lackkomponente aus dem Aufnahmebehälter 4 volllaufen.
Wird indes – zwecks Abzapfen eines definierten Volumens der Lackkomponente – das Doppelventilelement 11 in die obere Endlage verschoben, indem die Betätigungsstange 14 bis zum Anschlag in vertikale Richtung V nach oben angehoben wird, legt sich das Ventilelement 12 an die Dichtfläche 15 des Zulaufs 8 an, so dass dieser versperrt wird; weiterer Lack kann aus dem Aufnahmebehälter 4 somit nicht nachlaufen. Gleichzeitig wird der Ablauf 10 geöffnet, so dass das sich in der Dosierkammer 6 befindliche Volumen der Lackkomponente in den Bereich unter der Dosierkammer 6 ablaufen kann. Dabei läuft – sofern das Doppelventilelement 11 hinreichend lange in der oberen Position gehalten wird – exakt das sich in der gefüllten Dosierkammer 6 befindliche Volumen an Lackkomponente ab.
Damit dieser Vorgang des Abzapfens prozesssicher durchgeführt werden kann, befindet sich an der Betätigungsstange 14 des Doppelventilelements 11 ein mechanisches Koppelelement 17 in Form eines stangenförmigen Elements. Dieses wird durch eine Öffnung 18 in der Dosierkammer 6 aus dieser nach außen geführt. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Darstellung in 3 insoweit nur schematisch zu verstehen ist. Das mechanische Koppelelement 17 wird so geführt und die Öffnung 18 so angeordnet, dass es zu keinem Abfluss von Lackkomponente durch die Öffnung 18 kommen kann bzw. es wird eine entsprechende Dichtung vorgesehen, so dass ein Abfluss durch die Öffnung 18 verhindert wird.
Das mechanische Koppelelement 17 weist im Bereich außerhalb der Dosierkammer 6 eine Ansatzfläche 19 für einen Abzapfbehälter (nicht dargestellt) auf, wobei die Oberflächennormale auf die Ansatzfläche 19 vertikal nach unten weist. Demgemäß kann beispielsweise mit einem Becher von unten gegen die Ansatzfläche 19 gedrückt werden, wodurch das Doppelventilelement 11 angehoben wird, so dass der erläuterte Abzapfvorgang erfolgt.
Damit in der Ruheposition (wie in 3 dargestellt) der Ablauf 10 sicher verschlossen bleibt, ist das mechanische Koppelelement 17 mittels eines Federelements 20 elastisch so vorgespannt, dass der Ablauf 10 verschlossen bleibt, wenn keine äußeren Kräfte auf das mechanische Koppelelement 17 wirken. Vorliegend ist das Federelement 20 als Schraubenfeder ausgebildet, die sich gegen einen Arm 25 abstützt, der an der Außenseite der Dosierkammer 6 befestigt ist.
Zur Aufbereitung eines Lacks werden aus den beiden Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen 2, 3 die entsprechenden Mengen an Lackkomponente entnommen, ggf. durch mehrmaliges Abzapfen des Volumens der Dosierkammer 6 gemäß dem gewünschten Mischungsverhältnis und entsprechender Mischung der abgezapften Mengen.
Bezugszeichenliste

1: Lackdosiervorrichtung
2: Einzelkomponenten-Dosiervorrichtung
3: Einzelkomponenten-Dosiervorrichtung
4: Aufnahmebehälter
5: Dosierelement
6: Dosierkammer
7: oberer Bereich
8: Zulauf
9: unterer Bereich
10: Ablauf
11: Doppelventilelement
12: erstes Ventilelement
13: zweites Ventilelement
14: Betätigungsstange
15: Dichtfläche
16: Dichtfläche
17: mechanisches Koppelelement
18: Öffnung
19: Ansatzfläche
20: Federelement
21: lösbare Verbindung (Schraubverbindung)
22: Trägerplatte
23: Ständer
24: Grundplatte
25: Arm
V: vertikale Richtung
a: Abstand
H: lichte Höhe

Claims

Lackdosiervorrichtung (1) zur dosierten Bereitstellung mindestens zweier Lackkomponenten, wobei die Lackdosiervorrichtung (1) mindestens zwei Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen (2, 3) umfasst, die jeweils aufweisen: – einen Aufnahmebehälter (4) zur Aufnahme einer Lackkomponente, – ein unter dem Aufnahmebehälter (4) angeordnetes Dosierelement (5) mit einer Dosierkammer (6) mit definiertem Volumen, wobei das Dosierelement (5) mindestens einen im oberen Bereich (7) angeordneten Zulauf (8) für die Lackkomponente vom Aufnahmebehälter (4) in die Dosierkammer (6) aufweist, wobei das Dosierelement (5) mindestens einen im unteren Bereich (9) angeordneten Ablauf (10) für ein dosiertes Volumen der Lackkomponente aufweist, wobei der Zulauf (8) und der Ablauf (10) mit einem Doppelventilelement (11) zusammenwirken, das ein erstes Ventilelement (12) zum Verschluss und zum Öffnen des Zulaufs (8) und das ein zweites Ventilelement (13) zum Verschluss und zum Öffnen des Ablaufs (10) aufweist und das so gestaltet ist, dass beide Ventilelemente (12, 13) mechanisch verbunden gleichzeitig betätigbar sind, wobei in einer oberen oder unteren Endlage des Doppelventilelements (11) stets eines der Ventilelemente (12, 13) geöffnet und eines der Ventilelemente (12, 13) geschlossen ist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelventilelement (11) in vertikale Richtung (V) verschiebbar im Dosierelement (5) angeordnet ist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelventilelement (11) eine Betätigungsstange (14) umfasst, an der in definiertem Abstand (a) die Ventilelemente (12, 13) befestigt sind.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierkammer (6) eine zylindrische Form mit einer lichten Höhe (H) aufweist, wobei der Abstand (a) der Ventilelemente (12, 13) geringfügig kleiner als die lichte Höhe (H) ist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) der Ventilelemente (12, 13) zwischen 85% und 98% der lichten Höhe (H) beträgt.
Lackdosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilelemente (12, 13) als kegelförmige Dichtelemente ausgebildet sind.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Zulauf (8) und am Ablauf (10) zur kegeligen Form der Dichtelemente (12, 13) korrespondierende Dichtflächen (15, 16) angeformt sind.
Lackdosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelventilelement (11) mit einem mechanischen Koppelelement (17) verbunden ist, über das das Doppelventilelement (11) in vertikale Richtung (V) verschoben werden kann.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Koppelelement (17) durch eine Öffnung (18) in der Dosierkammer (6) in einen Bereich außerhalb der Dosierkammer (6) geführt wird.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Koppelelement (17) im Bereich außerhalb der Dosierkammer (6) eine Ansatzfläche (19) für einen Behälter aufweist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansatzfläche (19) eben ausgebildet ist und eine Oberflächennormale aufweist, die vertikal nach unten gerichtet ist.
Lackdosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelventilelement (11) mit einem Federelement (20) verbunden ist, mit dem das Doppelventilelement (11) in einer Endlage elastisch vorgespannt ist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelventilelement (11) durch das Federelement (20) in Richtung seiner unteren Endlage elastisch vorgespannt ist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (20) als Schraubenfeder ausgebildet ist.
Lackdosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelventilelement (11) über ein mechanisches Koppelelement (17) mit dem Federelement (20) verbunden ist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 8 und Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Koppelelement (17) zum Verschieben des Doppelventilelements (11) und das mechanische Koppelelement (17) zum Verbinden des Doppelventilelements (11) mit dem Federelement (20) identisch sind.
Lackdosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (4) und das Dosierelement (5) über eine lösbare Verbindung (21) miteinander verbunden sind.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung (21) eine Schraubverbindung ist.
Lackdosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen (2, 3) auf einer Trägerplatte (22) angeordnet sind.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Einzelkomponenten-Dosiervorrichtungen (2, 3) auf gleicher Höhe auf der Trägerplatte (22) angeordnet sind.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (22) an einem Ständer (23) befestigt ist.
Lackdosiervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (23) an einer Grundplatte (24) befestigt ist.