DE102018004990A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Leiten einer Flüssigkeit in einer Leitung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Leiten einer Flüssigkeit in einer Leitung von einem Einlass zu einem Auslass mit einem Druckregler, um am Einlass vorliegende Druckschwankungen auszugleichen, wobei sie eine Volumenstrommesseinrichtung aufweist, um den Volumenstrom in der Leitung zu messen und bei der die Volumenstrommesseinrichtung steuernd mit dem Druckregler in Verbindung steht, sowie ein Verfahren, bei dem mit einem Druckregler Druckschwankungen am Einlass der Leitung ausgeglichen werden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Leiten einer Flüssigkeit in einer Leitung von einem Einlass zu einem Auslass mit einem Druckregler, um am Einlass vorliegende Druckschwankungen auszugleichen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Leiten einer Flüssigkeit durch eine Leitung, bei dem mit einem Druckregler Druckschwankungen am Einlass der Leitung ausgeglichen werden.
- Eine Flüssigkeit ist jedes förderbare nicht gasförmige Medium wie insbesondere auch eine Flüssigkeit mit erhöhter Viskosität.
- Eine Anordnung mit einem derartigen Hydraulikdruckregler ist beispielsweise aus der
DE 20 2015 008 388 U1 bekannt. Der Inhalt dieser Gebrauchsmusterschrift gilt vollständig auch als Inhalt der vorliegenden Anmeldung, da auch für das erfindungsgemäße Verfahren ein derartiger Druckregler besonders vorteilhaft ist. - Derartige Vorrichtungen und Verfahren werden insbesondere zum Leiten von gepumpten oder unter Druck stehenden Klebstoffen zu einem Auftragskopf verwendet. Da durch die Fördereinrichtung der an der Vorrichtung anstehende Druck der Flüssigkeit in der Leitung variiert, wurde ein Druckregler vorgeschlagen, damit am Auslass eine Flüssigkeit mit möglichst konstantem Druck anliegt. Diese Flüssigkeit mit konstantem Druck kann anschließend für eine Sprüh- oder Schlitzdüse oder einen Raupenauftrag verwendet werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren weiterzuentwickeln, um auch in extremen Bedingungen eine definierte Auftragsmenge pro Fläche zu erzielen.
- Diese Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, die eine Volumenstrommesseinrichtung aufweist, um den Volumenstrom in der Leitung zu messen und bei der die Volumenstrommesseinrichtung steuernd mit dem Druckregler in Verbindung steht.
- Verfahrensmäßig wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, dass ein dem Volumenstrom in der Leitung entsprechendes Messsignal erfasst wird und dieses Messsignal zur Steuerung des Druckreglers verwendet wird.
- Dabei wird zur Volumenstromreglung ein Druckregler eingesetzt. Im Gegensatz hierzu werden beim Patent
US 5,475,614 A sowie bei den bei den beiden deutschen PatentenDE 60 2004 006 425 T2 undDE 10 2007 053 073 A1 jeweils Drosselventile (Stromregelventil) eingesetzt. - Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine kompakte Einheit, welche sich komplett am Roboterarm befinden kann mit nur einer Schlauchzuführung zum Roboter. Der Druckregler und die Messzelle sind direkt hintereinandergeschaltet, ohne eine Art von Rohr- oder Schlauchverbindung.
- Beim Reduzieren des Ausgangsdruckes erfolgt erfindungsgemäß eine interne Druckentlastung (über das Kammervolumen des Regelkolbens). Somit ist eine Rücklaufleitung nicht erforderlich. Bei den drei oben genannten Patenten ist hingegen eine Rücklaufleitung erforderlich.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung beschreibt einen völlig anderen Anwendungsbereich. Sie ist vorzugsweise eine beheizte Vorrichtung, die Medien bis über 200 °C fördern kann. Demnach sind auch alle Komponenten, Dichtungen etc. ausgelegt. Es können Medien mit Viskositäten von bis zu 1.000.000 mPa*s, wie z.B. Butyl verarbeitet und gefördert werden. Es können Betriebsdrücke von über 200 bar gefahren werden. Dies ist bei allen anderen vorbekannten Vorrichtungen nicht der Fall- Dort werden nur Komponenten für kalte, niedrigviskose Medien (Lacke, Dispersionen, Öl, Wasser) beschrieben. Die Betriebsdrücke bei solchen Systemen liegen üblicherweise nicht über 20 - 30 bar.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass auch bei konstantem Druck in Folge von Temperaturänderungen oder Änderungen in der Konsistenz der Flüssigkeit der Volumenstrom am Auslass schwankt. Dieser variierende Volumenstrom kann auf einfache Art und Weise dadurch beeinflusst werden, dass der am Druckregler eingestellte Druck variiert wird. Hierzu ist nur eine Volumenstrommesseinrichtung notwendig, die beispielsweise in Strömungsrichtung hinter dem Druckregler eingebaut werden kann, und eine Verbindung zwischen der Volumenstrommesseinrichtung und dem Druckregler, die in der Regel über die Steuerung der Vorrichtung läuft.
- Dies ermöglicht es, auch einfachere Pumpen zu verwenden, da die Vorrichtung die Druck- und Volumenstromschwankungen ausgleicht. Außerdem wirkt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Änderung der Viskosität der Flüssigkeit nicht mehr auf die abgegebene Flüssigkeitsmenge aus.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung am Auslass eine Flanschfläche aufweist. Dies ermöglicht es, direkt am Auslass unterschiedliche Flüssigkeitsweiterleitungseinrichtungen wie insbesondere einen Auftragskopf anzuordnen.
- Vorteilhaft ist es, wenn ein derartiger Auftragskopf mindestens eine Sprüh- oder Schlitzdüse und mindestens einen Raupenauftragsausgang aufweist. Der Auftragskopf kann jedoch auch entweder mit einer oder mehreren Sprüh- oder Schlitzdüsen oder mit einem oder mehreren Raupenauftragsausgängen ausgebildet sein.
- Die gesamte Vorrichtung ist starr ausgebildet, um Schwankungen im Volumenstrom durch sich weitende Leitungen oder eine andere Veränderung des Leitungsvolumens zu vermeiden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Leitung vom Einlass bis zum Auftragskopf starr ausgebildet ist. Die direkte Anordnung des Auftragskopfes am Grundkörper der Vorrichtung führt dazu, dass für den Auftragskopf keine separate Heizung vorgesehen werden muss.
- Die Vorrichtung ist derart klein herzustellen, dass sie an einem Roboterarm angeordnet werden kann und auch in schwer zugänglichen Bereichen einen definierten Flüssigkeitsauftrag ermöglicht.
- Der kompakte Aufbau ermöglicht es, dass die Vorrichtung ein Spülmodul aufweist, um die Leitung mit einem Spülmittel zu spülen. Das Spülmodul kann in die Vorrichtung integriert sein oder an ihr angeflanscht sein.
- Eine vorteilhafte Verfahrensführung sieht vor, dass die Geschwindigkeit einer Förderanlage zur Steuerung des Druckreglers verwendet wird. Dadurch steuert die Maschinengeschwindigkeit den Volumenstrom am Druckregler.
- Sofern der Auftragskopf relativ zum Medium bewegt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit des Auftragskopfes relativ zum Medium zur Steuerung des Druckreglers verwendet wird.
- Eine vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass das dem Volumenstrom in der Leitung entsprechende Messsignal zur Steuerung des Druckreglers und zur Steuerung der Geschwindigkeit der Förderanlage oder des Auftragskopfes verwendet wird.
- Insbesondere wenn die Flüssigkeit mit einer Pumpe zum Einlass gefördert wird, ist es vorteilhaft, wenn die Pumpe druckgeregelt ist.
- Ein besonderes Anwendungsgebiet erschließt sich, wenn die Flüssigkeit einen Klebstoff und insbesondere ein Schmelzklebstoff ist.
- Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigt
-
1 schematisch die Anordnung von Auftragskopf, Druckregler und Steuerung, -
2 eine Vorrichtung ohne Auftragskopf, -
3 einen Schnitt durch die Vorrichtung, -
4 eine perspektivische Ansicht eines ausgebauten Druckreglers, -
5 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung mit Auftragskopf und -
6 eine perspektivische Ansicht einer Messzelle zur Ermittlung des Volumenstroms. - Die in
1 gezeigte Vorrichtung1 dient zum Leiten einer Flüssigkeit2 in einer Leitung3 von einem Einlass4 zu einem Auslass5 . Zwischen dem Einlass4 und dem Auslass5 wirkt ein Druckregler6 auf die Flüssigkeit2 in der Leitung3 , um am Einlass4 vorliegende Druckschwankungen der Flüssigkeit2 auszugleichen. - Zwischen dem Druckregler
6 und dem Auslass5 ist eine Volumenstrommesseinrichtung7 vorgesehen, die in Strömungsrichtung8 nach dem Druckregler6 den Volumenstrom9 in der Leitung3 zwischen dem Druckregler6 und dem Auslass5 zu messen. Die Volumenstrommesseinrichtung7 steht über die Leitung10 mit der Steuerung11 in Verbindung, die über die Leitung12 auf ein Proportionalventil13 wirkt, das über die Leitung14 mit dem Druckregler6 in Verbindung steht. Darüber hinaus steht die Steuerung11 auch mit einer Geschwindigkeitsmesseinrichtung15 in Verbindung und sie kann über die Leitung16 die Geschwindigkeit eines Auftragskopfes oder einer Förderanlage beeinflussen. - Die
2 zeigt den Grundkörper20 der Vorrichtung1 mit dem Einlass4 , zwei Auslässen5a und5b und dem Druckregler6 . Der Grundkörper20 weist eine Messzelle21 als Volumenstrommesseinrichtung und eine Flanschfläche22 zum Anbringen eines Auftragskopfes23 auf. Dieser Auftragskopf23 ist auch in5 gezeigt. In der dort gezeigten Ausführungsform sind als Sprühmodule zwei Sprühdüsen24 und25 und als Raupenmodul ein Raupenauftragsausgang26 vorgesehen. - Die Leitung
3 ist vom Einlass4 bis zu den Auslässen5a und5b und sogar bis zu den Sprühdüsen24 ,25 und bis zum Raupenauftragsausgang26 starr ausgebildet, das heißt sie ist im metallischen Grundkörper vorgesehen, sodass keine flexiblen Leitungen benötigt werden. - Die
2 und5 zeigen auch das Spülmodul27 mit dem Spülmitteleingang28 , das dazu dient, die Leitung3 mit einem Spülmittel (nicht gezeigt) zu spülen. - Der Druckregler
6 weist einen Pneumatikzylinder29 auf, der an einer Einrichtung30 befestigt ist und den Druck im Klebstoff am Klebstoffeingang31 mittels des Kolbens32 beeinflusst. Die Messzelle21 misst den Volumenstrom in der Leitung33 hinter dem Druckregler6 im Grundkörper34 hinter dem Flüssigkeitsauslass35 . - Dadurch wird es möglich, mit der Messzelle
21 als Volumenstrommesseinrichtung7 ein Messsignal36 zu erfassen, das über die Leitung10 und die Steuerung11 zur Steuerung des Druckreglers6 verwendet wird. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202015008388 U1 [0003]
- US 5475614 A [0008]
- DE 602004006425 T2 [0008]
- DE 102007053073 A1 [0008]
Claims (14)
- Vorrichtung (1) zum Leiten einer Flüssigkeit (2) in einer Leitung (3) von einem Einlass (4) zu einem Auslass (5) mit einem Druckregler (6), um am Einlass (4) vorliegende Druckschwankungen auszugleichen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Volumenstrommesseinrichtung (7) aufweist, um den Volumenstrom (9) in der Leitung (3) zwischen dem Druckregler (6) und dem Auslass (5) zu messen, und die Volumenstrommesseinrichtung (7) steuernd mit dem Druckregler in Verbindung steht.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenstrommesseinrichtung (7) in Strömungsrichtung (8) nach dem Druckregler (6) angeordnet ist. - Vorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass sie am Auslass (5) eine Flanschfläche (22) aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Auslass (5) ein Auftragskopf (23) angeordnet ist.
- Vorrichtung nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Auftragskopf (23) eine Sprühdüse (24, 25), eine Schlitzdüse oder einen Raupenauftragsausgang (26) aufweist. - Vorrichtung nach
Anspruch 4 oder5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (3) vom Einlass (4) bis zum Auftragskopf (23) starr ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Spülmodul (27) aufweist, um die Leitung (3) mit einem Spülmittel zu spülen.
- Verfahren zum Leiten einer Flüssigkeit (2) durch eine Leitung, bei dem mit einem Druckregler (6) Druckschwankungen am Einlass (4) der Leitung (3) ausgeglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Volumenstrom in der Leitung (3) entsprechendes Messsignal (36) erfasst wird und dieses Messsignal (36) zur Steuerung des Druckreglers (6) verwendet wird.
- Verfahren nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung den statischen und den dynamischen Druck angleicht. - Verfahren nach
Anspruch 8 oder9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit einer Förderanlage zur Steuerung des Druckreglers verwendet wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 8 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit eines Auftragskopfes (23) zur Steuerung des Druckreglers verwendet wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 8 bis11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (2) mit einer Pumpe druckgeregelt zum Einlass gefördert wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 8 bis12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (2) ein Klebstoff ist. - Verfahren nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (2) ein Schmelzklebstoff ist.
Applications Claiming Priority (2)
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Country Status (1)
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-
2018
- 2018-06-25 DE DE102018004990.7A patent/DE102018004990A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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