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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Mehrkomponentensysteme und spezieller, jedoch nicht beschränkt auf Mehrkomponenten-Pumpensysteme mit einer Schnittstelle zwischen Pumpeneinheiten zum Abgehen mehrere Flüssigkeitskomponenten in einem gewünschten Verhältnis.
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HINTERGRUND
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Mehrkomponentensysteme sehen eine Anzahl unterschiedlicher Flüssigkeitsmaterialien vor, die in einem bestimmten Verhältnis kombiniert oder gemischt werden, um eine Zusammensetzung zu erzeugen, die zum Beispiel zum Beschichten einer Oberfläche abgegeben wird. Einige Mehrkomponentenanwendungen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf das Bauwesen und zahlreiche Anwendungen im Bereich Automotive, Landwirtschaft, Marine und Industrie. Einige Anwendungen umfassen spezieller, sind jedoch nicht beschränkt auf das Sprühen von Schaumisolationen und das Sprühen von Schutzbeschichtungen auf Rohre und Tanks, Stahlbleche und Wasserfahrzeuge, um nur einige zu nennen.
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ÜBERBLICK
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Ein Mehrkomponenten-Pumpensystem wird vorgesehen, um mehrere Flüssigkeitskomponenten in einem gewählten Verhältnis abzugeben. In einem Beispiel umfasst das Pumpensystem ein ersten bürstenlosen Gleichstrommotor, der dazu konfiguriert ist, eine erste Pumpe anzutreiben, die eine erste Flüssigkeitskomponente zu einem Auslass pumpt, und einen zweiten bürstenlosen Gleichstrommotor, der dazu konfiguriert ist, eine zweite Pumpe anzutreiben, die eine zweite Flüssigkeitskomponente zu dem Auslass pumpt. Das Pumpensystem umfasst eine erste Steuereinrichtung (Controller), die dazu konfiguriert ist, den ersten bürstenlosen Gleichstrommotor zu steuern, und einer zweiten Steuereinrichtung, die dazu konfiguriert ist, den zweiten bürstenlosen Gleichstrommotor zu steuern. Das Pumpensystem umfasst auch eine Kommunikationsschnittstelle zwischen der ersten Steuereinrichtung und der zweiten Steuereinrichtung. Die erste Steuereinrichtung ist dazu konfiguriert, ein Signal an die zweite Steuereinrichtung über die Kommunikationsschnittstelle zu senden, und die zweite Steuereinrichtung ist dazu konfiguriert, den zweiten bürstenlosen Gleichstrommotor auf der Grundlage des Signals zu steuern, um die erste und die zweite Flüssigkeitskomponente in dem gewählten Verhältnis zu dem Auslass zu fördern.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Betreiben einer ersten und einer zweiten Pumpeneinheit vorgesehen, um mehrere Komponenten in einem bestimmten Verhältnis abzugeben. Das Verfahren umfasst das Betreiben der ersten und der zweiten Pumpeneinheit in einem ersten Modus, in dem die erste und die zweite Pumpeneinheit unabhängig voneinander sind, und in einem zweiten Modus, in dem der Betrieb der zweiten Pumpeneinheit auf der ersten Pumpeneinheit basiert.
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In einem Ausführungsbeispiel wird ein Mehrkomponenten-Pumpensystem zum Abgeben mehrere Flüssigkeitskomponenten in einem gewünschten Verhältnis vorgesehen. Das Pumpensystem umfasst einen ersten Behälter für eine erste Flüssigkeitskomponente, einen zweiten Behälter für eine zweite Flüssigkeitskomponente, eine erste Pumpeneinheit und eine zweite Pumpeneinheit. Die erste Pumpeneinheit umfasst ein erstes Einlassrohr, das zumindest teilweise innerhalb des ersten Behälters angeordnet und dazu konfiguriert ist, die erste Flüssigkeitskomponente aufzunehmen, und einen ersten Auslass. Die zweite Pumpeneinheit umfasst ein zweites Einlassrohr, das wenigstens teilweise innerhalb des zweiten Behälters angeordnet und dazu konfiguriert ist, die zweite Flüssigkeitskomponente zu empfangen, und einen zweiten Auslass. Die zweite Pumpeneinheit steht mit der ersten Pumpeneinheit in Kommunikationsverbindung und wird auf der Grundlage eines Signals gesteuert, das von der ersten Pumpeneinheit empfangen wird, um die erste und die zweite Flüssigkeitskomponente an dem ersten Auslass in dem gewünschten Verhältnis abzugeben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Darstellung eines Mehrkomponenten-Pumpensystems gemäß einer Ausgestaltung.
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2 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Mehrkomponenten-Pumpensystems gemäß einer Ausgestaltung.
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3 ist eine perspektivische Rückansicht des Mehrkomponenten-Pumpensystems der 2.
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4 ist eine Seitenansicht des in 2 gezeigten Mehrkomponenten-Pumpensystems.
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5 ist eine perspektivische Darstellung eines Mehrkomponenten-Pumpensystems gemäß einer Ausgestaltung.
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6 ist eine Vorderansicht des in 5 gezeigten Mehrkomponenten-Pumpensystems.
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7 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrkomponenten-Pumpensystems gemäß einer Ausgestaltung.
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8 zeigt ein Mehrkomponenten-Pumpensystem gemäß einer Ausgestaltung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSGESTALTUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Mehrkomponentensysteme zum Abgeben von zwei oder mehr Flüssigkeitskomponenten, die kombiniert werden, zum Beispiel über eine Ausgabekomponente oder eine Auftragvorrichtung, wie eine Sprühpistole oder eine Extrudionspistole, ohne hierauf beschränkt zu sein. Im Falle von zum Beispiel einer Sprühpistole werden die Flüssigkeitskomponenten kombiniert (zum Beispiel extern oder intern unter Verwendung einer internen Mischkammer) und auf eine Oberfläche gesprüht. Während im Folgenden zahlreiche Ausgestaltungen beispielhaft in Kontext einer Sprühpistole beschrieben sind, wird man verstehen, das andere Arten von Ausgabekomponenten oder Auftragvorrichtungen verwendet werden können.
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In vielen Fällen können bei bestimmten Anwendungen Mehrkomponentenbeschichtungen im Vergleich zu Einkomponentenbeschichtung Vorteile haben, wie verbesserte Beständigkeit, bessere chemische Widerstandsfähigkeit, erhöhte Flexibilität etc. Wenn in einem Mehrkomponentensystem zwei oder mehr Komponenten kombiniert werden, wird üblicherweise eine Reaktion zwischen den Komponenten erzeugt, die abhängig von Zeit und Temperatur sein kann. Das Aufrechterhalten eines präzisen Verhältnisses der mehreren Komponenten ist sehr wichtig.
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1 zeigt eine Ausgestaltung eines Mehrkomponenten-Pumpensystems 100, das wenigstens eine erste Pumpeneinheit 102 und eine zweite Pumpeneinheit 104 aufweist, die jeweils so konfiguriert sind, dass sie eine entsprechende Komponente an einen Auslass 106, wie einer Sprühpistole, fördern. Das Pumpensystem 100 umfasst zum Beispiel ein luftloses (Airless) System. In einer Ausgestaltung kann das Pumpensystem 100 ein luftgesteuertes oder luftunterstütztes System umfassen. Obwohl zwei Pumpeneinheiten gezeigt sind, können in einer Ausgestaltung auch drei oder mehr Pumpeneinheiten verwendet werden, die jeweils eine entsprechende Komponente in einem gewünschten Verhältnis abgeben können.
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Das erste Pumpensystem 102 gibt zum Beispiel eine erste Flüssigkeitskomponente 108 ab, und das zweite Pumpensystem 104 gibt zum Beispiel eine zweite Flüssigkeitskomponente 110 ab. In einem Beispiel werden die erste und die zweite Flüssigkeitskomponente 108 und 110 von entsprechenden Behältern (zum Beispiel Fässer mit einem Fassungsvermögen von 55 Gallonen) mit Hilfe von Beschickungspumpen zuführt. Heizeinrichtungen zum Erwärmen des Materials können für eine oder beide Flüssigkeitskomponenten 108 und 110 verwendet werden, um zum Beispiel die Viskositäten der Komponenten zu steuern und/oder eine chemische Reaktion zu erzeugen, wie eine Isocyanatreaktion. Die kombinierten Flüssigkeitskomponenten werden an dem Auslass 106 mit einem gewählten Druck und Verhältnis abgegeben (zum Beispiel gesprüht, extrudiert etc.). Die Komponenten können zum Beispiel bei einem Druck von bis zu 3.200 Pfund pro Quadratinch (psi) oder größer und in einem Verhältnis von 1:1; 1,25:1; 1,5:1; 1,75:1; 2:1; 5:1 oder mit jedem anderen gewünschten Verhältnis gesprüht werden. In einem Beispiel beträgt der maximale Druck 2.000 psi.
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Die Pumpeneinheit 102 umfasst einen ersten bürstenlosen Gleichstrommotor 112, der dazu konfiguriert ist, eine erste Hubkolbenpumpe 114 anzutreiben, um an dem Auslass eine erste Flüssigkeitskomponente 108 106 abzugeben. Die Pumpeneinheit 104 umfasst einen zweiten bürstenlosen Gleichstrommotor 118, der dazu konfiguriert ist, eine zweite Hubkolbenpumpe 120 anzutreiben, um die zweite Flüssigkeitskomponente 110 an dem Auslass 106 abzugeben. In einer Ausgestaltung liefern luftlose (Airless) Schläuche 116 und 122 die unter Druck stehende erste und zweite Komponente 108 und 110 jeweils an den Auslass 106.
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Der zweite bürstenlose Gleichstrommotor 118 und die zweite Kolbenpumpe 120 können in einem Beispiel vom selben Typ sein wie der Motor 112 und die Pumpe 114. Natürlich können auch andere Motor- und Pumpentypen verwendet werden. In einer Ausgestaltung umfassen die Motoren 112 und 118 230 Volt(V)-Motoren und sind dazu konfiguriert, mit einem tragbaren Generator betrieben werden, wie einem Benzingenerator. Während die Motoren 112 und 118 als bürstenlose Gleichstrommotoren dargestellt sind, können ferner andere Motorarten verwendet werden. Während die Pumpen 114 und 120 als Hubkolbenpumpen darstellt sind, können ferner auch andere Pumpenarten verwendet werden, wie Kreiselpumpen, Membranpumpen etc.
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Die erste Pumpeneinheit 102 umfasst eine Steuereinrichtung 124 und die zweite Pumpeneinheit 104 umfasst eine Steuereinrichtung 126. In einer Ausgestaltung können die Steuereinrichtungen 124 und 126 Teile von Drehzahlsteuerkreisen der Motoren 112 und 118 umfassen. In einer Ausgestaltung sind die Steuereinrichtungen 124 und 126 von den Motoren 112 und 118 getrennt und dazu konfiguriert, Signale an die Motoren 112 und 118 (d. h. an die Geschwindigkeits- oder Drehzahlsteuerkreise der Motoren 112 und 118) zu liefern, die eine gewünschte Drehzahl angeben.
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Die Steuereinrichtungen 124 und 126 können in Hardware, Software und/oder Firmware realisiert werden. Die Steuereinrichtungen 124 und 126 können zum Beispiel jegliche geeignete Hardwarekomponenten aufweisen, wie Mikroprozessoren und dergleichen, ohne hierauf beschränkt zu sein, um Eingangssignale an die Motoren 112 und 118 zu liefern, welche die gewünschte Drehzahleinstellung angeben. In einem Ausführungsbeispiel umfassen eine oder mehrere der Steuereinrichtungen 124 und 126 Speichermedien, die durch einen Prozessor ausführbare Befehle, Programmmodule, Datenstrukturen und/oder andere Daten aufweisen, die von einem Mikroprozessor ausgeführt werden können. Programmmodule können Routinen, Programme, Objekte, Komponenten und/oder Datenstrukturen umfassen, die bestimmte Aufgaben ausführen. Speichermedien umfassen im Allgemeinen flüchtige und/oder nicht flüchtige Speicher und können entfernbar oder nicht entfernbar sein. Die Speichermedien können optisch oder magnetische Speichereinrichtungen, RAM-, ROM-, EEPROM-, Flash-Speicher und/oder andere Medien aufweisen, die zum Speichern der gewünschten Information verwendet werden können, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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In einer Ausgestaltung erlauben es das Design der Steuereinrichtungen 124 und 126 und der bürstenlosen Gleichstrommotoren 112 und 118, die Drehzahlen der Pumpeneinheiten 102 und 104 in einem Bereich von 3 Prozent einer gewünschten Geschwindigkeits- oder Drehzahleinstellung zu steuern oder regeln (wobei die Drehzahleinstellung als Umdrehung pro Minute, Hübe pro Minute etc. vorgenommen werden kann). In einem speziellen Beispiel halten die Steuereinrichtungen die Pumpendrehzahl innerhalb von 2 Prozent (zum Beispiel ungefähr 1,5 Prozent) der gewünschten Motordrehzahl, um die Komponenten im richtigen Verhältnis vorzusehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfordern die Steuereinrichtungen 124 und 126 keine Drehzahl-Rückkopplung von den Motoren 112 und 118.
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Im Falle der Kolbenpumpen mit den Hubkolben sei angenommen, dass die Steuereinrichtung 124 so eingestellt ist, dass sie den Motor 112 derart steuert, dass er die Pumpe 114 mit einer ersten Anzahl von Pumpenhüben pro Minute ansteuert, und die Steuereinrichtung 126 ist so eingestellt, dass sie den Motor 118 so steuert, dass die Pumpe 120 mit einer zweiten Anzahl von Kolbenhüben pro Minute arbeitet. Die erste und die zweite Anzahl können gleich oder unterschiedlich sein und hängen ab von dem gewählten Verhältnis und den Druckeinstellungen. In einer Ausgestaltung führt das Design der Pumpeneinheiten dazu, dass die tatsächliche Betriebsdrehzahl der Kolbenpumpe 114 in einem Bereich von 2 Prozent der ersten Anzahl der Hübe pro Minute und die tatsächlich Betriebsdrehzahl der Kolbenpumpe 120 in einem Bereich von 2 Prozent der zweiten Anzahl von Hüben pro Minute gehalten wird, wodurch eine präzise Dosierung der mehreren Komponenten erreicht wird.
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Die erste Steuereinrichtung 124 ist dazu eingerichtet, mit der zweiten Steuereinrichtung 126 über jede geeignete drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsschnittstelle zu kommunizieren. Die Schnittstelle kann zwischen den Steuereinrichtungen 124 und 126 eine bidirektionale oder unbidirektionale Kommunikation vorsehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Steuereinrichtung 124 mit der zweiten Steuereinrichtung 126 über eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle 128 zur Kommunikation verbunden, zum Beispiel über ein Kabel, das die Pumpeneinheiten 102 und 104 über eine serielle Verbindung, eine parallele Verbindung oder dergleichen koppelt. In einer anderen Ausgestaltung können die Steuereinrichtungen 124 und 126 drahtlos kommunizieren, indem sie eine geeignete drahtlose Kommunikationsverbindung benutzen, wie Funkfrequenz(FR; Radiofrequenz)-Kommunikation, Infrarot(IR)-Kommunikation und Mikrowellenkommunikation, ohne hierauf beschränkt zu sein. Einige spezielle Beispiele umfassen Wireless LAN, Wi-Fi und Bluetooth®, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Die ersten Pumpeneinheit 102 arbeitet als eine Master-Einheit, die ein Signal an die zweite Pumpeneinheit 104 sendet, die als Slave-Einheit arbeitet, damit diese bei der richtigen Geschwindigkeit, Drehzahl oder Umdrehung pro Minute (RPM) arbeitet, um die erste und die zweite Flüssigkeitskomponente 108 und 110 im richtigen Verhältnis vorzusehen. In einer Ausgestaltung kann die zweite Pumpe 104 so konfiguriert sein, dass sie durch Senden eines Bestätigungssignals an die erste Pumpeneinheit 102 reagiert.
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Ein von einem Benutzer bestimmtes Verhältnis und/oder Druck können mit Hilfe einer oder mehrerer Eingabekomponenten 130 einer Nutzerschnittstelle 132 der Pumpeneinheit 102 eingeben werden. Ein gewünschtes Verhältnis kann beispielsweise auf einem Bildschirm 134 gewählt werden. In einer Ausgestaltung werden wählbare Verhältnisse in Inkrementschritten von 0,25 vorgesehen (d. h. 1:1; 1,25:1; 1,5:1; 1,75:1; etc.). Ferner können dann auch einstellbare Inkremente des Verhältnisses von weniger als 0,2 für die Feineinstellung des Verhältnisses für Materialen vorgesehen werden, die eine enge Steuerung des Toleranzverhältnisses erfordern. In einer Ausgestaltung können beispielsweise Inkremente des Verhältnisses von einem Vierundsechzigstel (1/64 oder 0,015625) vorgesehen werden, um eine Toleranz zu erzeugen, die innerhalb von 2 Prozent einstellbar ist. Die zweite Pumpeneinheit 104 kann auch eine Benutzerschnittstelle 136 umfassen, die eine Anzeige und/oder eine oder mehrere Eingabekomponenten 138 aufweist, die es beispielsweise einem Benutzer erlauben, einen gewünschten Druck der Pumpeneinheit 104 einzustellen.
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Die Eingabekomponente kann Einstellmöglichkeiten zum Einstellen einer oberen Druckgrenze oder eines Schwellwertes und einer unteren Druckgrenze oder eines Schwellwertes für die Punpeneinheiten 102 und 104 umfassen. Es kann zum Beispiel auf der Anzeige 134 eine Fehlernachricht angezeigt werden, wenn eine der Pumpeneinheiten 102 und 104 eine entsprechende obere Druckgrenze und/oder untere Druckgrenze, die von dem Benutzer definiert wurden, überschreitet. Die Fehlermeldung zeigt an, welche Grenze („hoch” oder „niedrig”) überschritten wurde, und ferner, welche Pumpeneinheit 102 oder 104 die Grenze überschritten hat. In einem anderen Beispiel wird ein Druckalarm aktiviert, wenn eine Druckdifferenz zwischen den Pumpeneinheiten 102 und 104 einen Stellwert überschreitet oder unterschreitet. Der Druckalarm kann zum Beispiel das Aktivieren visueller und/oder hörbarer Anzeigen umfassen, wenn die Druckdifferenz der Pumpeneinheiten 102 und 104 300 psi überschreitet.
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Ein anderes Beispiel von Fehlernachrichten, die angezeigt werden können, umfasst Übertemperaturzustände, Motor-Prüfanzeigen, Wandler-Prüfanzeigen etc., zusätzlich zu der Anzeige, welche der Pumpeneinheiten betroffen ist.
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Eingabekomponenten 130 können auch eine Modussteuerung umfassen, mit deren Hilfe die Pumpeneinheiten 102 und 104 in einem von mehreren Modi versetzt werden können. Ein Beispiel ist ein angekoppelter Modus, in dem die Pumpeneinheiten unabhängig voneinander in einem angekoppelter Zustand arbeiten, beispielsweise zum Ansaugen oder Reinigen der jeweiligen Pumpen und Schläuche. Eingabekomponenten 130 können auch einen Pumpen-Koppel-Befehl zum Koppeln der Pumpeneinheiten 102 und 104 umfassen, zum Beispiel nach dem Ansaugen der Pumpen.
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2 ist eine perspektivische Darstellung eines Mehrkomponenten-Pumpensystems 200 gemäß einer Ausgestaltung. Das System 200 umfasst eine erste Pumpeneinheit 202 und eine zweite Pumpeneinheit 204. In einer Ausgestaltung sind die Pumpeneinheiten 202 und 204 denen in 1 gezeigten Pumpeneinheiten 102 und 104 weitgehend ähnlich. 3 und 4 sind eine perspektivische Rückansicht und eine Seitenansicht des Pumpensystems 200.
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Die Pumpeneinheiten 202 und 204 sind an entsprechenden Teilen eines Rahmens 206 montiert. Der Rahmen 206 umfasst Beine 208, welche die Pumpeneinheiten 202 und 204 in einer erhöhten Position über einer Tragfläche tragen. In einer Ausgestaltung kann der Rahmen 206 Räder zum Transportieren des Pumpensystems 200 aufweisen.
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In der gezeigten Ausgestaltung sind die Pumpeneinheiten 202 und 204 an dem Rahmen 206 mit Versatz angebracht. Wie in 4 gezeigt, ist in einem speziellen Ausführungsbeispiel die Pumpeneinheit 202 relativ zur Pumpeneinheit 204 um einen Abstand versetzt, der durch einen Pfeil 201 dargestellt ist. Dieser Versatz zwischen den Pumpeneinheiten verbessert die Zugänglichkeit der Einstellelemente der Einheit 204.
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Die Pumpeneinheit 202 umfasst zum Beispiel ein Steuerpanel 212 mit einer oder mehreren Eingabekomponenten und einer Anzeigekomponente 214, wie einen Flüssigkristallbildschirm (LCD-Schirm), ohne hierauf beschränkt zu sein. Das Steuerpanel 212 kann einen Ein-/Aus-Schalter 216 und einen Druck-Steuerknopf 218 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Panel 212 eine oder mehrere durch einen Benutzer betätigbare Tasten und/oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen, damit ein Benutzer mit der Pumpeneinheit interagieren kann, um zum Beispiel gewünschte Betriebsmodi und Einstellungen des Drucks und des Verhältnisses zu wählen.
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Die Pumpeneinheit 204 umfasst ein Steuerpanel 220, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen ähnlich dem Panel 212 ist und eine oder mehrere Eingabekomponenten und eine Anzeigekomponente aufweist. In anderen Ausgestaltungen kann das Steuerpanel 220 anders sein als das Panel 212, indem es beispielsweise zusätzliche Steuerkomponenten aufweist oder weniger Steuerkomponenten hat als das Panel 212.
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Die Pumpeneinheiten 202 und 204 können über eine Kommunikationsschnittstelle (in 2 bis 5 nicht gezeigt) verbunden sein, die beispielsweise wie die in 1 gezeigte Kommunikationsschnittstelle 128 ausgestaltet sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle erlaubt es der Pumpeneinheit 202, ein Signal an die Pumpeneinheit 204 zu senden, um die Drehzahl und Ausgabe der Pumpeneinheit 204 zu steuern.
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Die Pumpeneinheit 202 umfasst eine Einlassöffnung 222, die einen Einlass-Fluidweg von einem Fluidbehälter (in den 2 bis 5 nicht gezeigt) vorsieht, sowie eine Rücklauföffnung 224, die einen Fluidrückweg zu dem Fluidbehälter vorsieht. Eine Ausgabeöffnung 226 der Pumpeneinheit 202 liefert unter Druck stehendes Material an eine Sprühpistole zum Beispiel über einen Schlauch, der mit der Auslassöffnung 226 verbunden ist. Die Pumpeneinheit 202 kann auch eine Materialheizeinrichtung 227 aufweisen, die das von der Pumpeneinheit 202 gepumpte Material auf eine gewünschte Temperatur erwärmt, bevor es die Öffnung 226 verlässt. In einer Ausgestaltung umfasst die Materialheizeinrichtung 227 einen Steuermechanismus, wie einen Knopf oder eine Wählscheibe, so dass ein Benutzer die gewünschte Temperatur wählen kann.
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Die Pumpeneinheit 204 umfasst eine Einlassöffnung 228, die einen Einlass-Fluidweg von einem Fluidbehälter (in den 2 bis 5 nicht gezeigt) vorsieht, und eine Rücklauföffnung 230, die einen Fluidrückweg zu dem Fluidbehälter vorsieht. Eine Auslassöffnung 232 der Pumpeneinheit 204 liefert unter Druck stehendes Material an eine Sprühpistole zum Beispiel über einen Schlauch, der mit der Auslassöffnung 232 verbunden ist. Die Pumpeneinheit 204 kann auch eine Materialheizeinrichtung 233 aufweisen, die das von der Pumpeneinheit 204 gepumpte Material auf eine gewünschte Temperatur erwärmt, bevor es die Öffnung 232 verlässt. In einer Ausgestaltung umfasst die Materialheizeinrichtung 233 einen Steuermechanismus, wie einen Knopf oder eine Wählscheibe, damit der Benutzer die gewünschte Temperatur wählen kann.
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Die 5 und 6 sind eine perspektivische und eine Vorderansicht eines Mehrkomponenten-Pumpensystems 300. Das Pumpensystem 300 umfasst eine erste Pumpeneinheit 302 und eine zweite Pumpeneinheit 304. In einer Ausgestaltung sind die Pumpeneinheiten 302 und 304 den in 2 gezeigten Pumpeneinheiten 202 und 204 weitgehend ähnlich. Die Pumpeneinheiten 302 und 304 sind auf entsprechenden Teilen eines Rahmens 306 montiert und können gegeneinander versetzt sein. Der Rahmen 206 umfasst mehrere Beine 308, 310 und 312. Das Bein 310 umfasst gerade Abschnitte 314, die sich von den Pumpeneinheiten 302 und 304 erstrecken, und einen gekrümmten Abschnitt 316, der die geraden Abschnitte 314 verbindet.
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7 zeigt ein Verfahren 500 zum Betreiben eines Mehrkomponenten-Pumpensystems gemäß einer Ausgestaltung. Zur Erläuterung, ohne Beschränkung hierauf, wird das Verfahren im Kontext des Pumpensystems 100 beschrieben.
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Im Block 502 werden die erste oder Master-Pumpeneinheit 102 und die zweite oder Slave-Pumpeneinheit 104 in einem ersten ungekoppelten Modus gestartet, so dass jede der Pumpeneinheiten 102 und 104 unabhängig, in einem ungekoppelten Zustand läuft, um die jeweiligen Kolbenpumpen 114 und 120 und Schläuche 116 und 122 anzusaugen.
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Im Schritt 504 laufen die Pumpeneinheiten 102 und 104, nachdem die Pumpen und Schläuche angesaugt wurden, bis zu dem von dem Benutzer gewählten, gewünschten Druck. In einer Ausgestaltung kann die gewünschte Druckeinstellung von dem Benutzer über eine Schnittstelle 132 vor, nach oder während des Ansaugens der Pumpeneinheiten 102 und 104 im Schritt 502 gewählt werden.
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Im Schritt 506 wählt der Benutzer das gewünschte Verhältnis der ersten und der zweiten Flüssigkeitskomponente 108 und 110. Dieses Verhältnis kann wiederum von dem Benutzer durch die Schnittstelle 132 vor, nach oder während des Ansaugens der Pumpeneinheiten 102 und 104 im Schritt 502 gewählt werden, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Im Schritt 507 wählt der Benutzer die Einstellungen von Druckalarm oder/oder Schwellwert für den Pumpenbetrieb. Diese Einstellungen können von dem Benutzer über die Schnittstelle 132 zum Beispiel vor, nach oder während des Ansaugens der Pumpeneinheiten 102 und 104 im Schritt 502 gewählt werden. In einer Ausgestaltung gibt der Druckschwellwert eine zulässige oder annehmbare Druckdifferenz oder Druckungleichheit zwischen den Pumpeneinheiten 102 und 104 an. Ein Alarm kann zum Beispiel aktiviert werden, wenn die Druckdifferenz zwischen den Pumpeneinheiten 300 psi überschreitet. In einem anderen Beispiel kann ein Druckschwellwert eine obere Druckgrenze und/oder eine untere Druckgrenze in einer oder mehreren der Pumpeneinheiten angeben.
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In einer Ausgestaltung wird im Schritt 507 dem Benutzer ein Alarmmenü mit variablen Alarmeinstellungen angezeigt. Das Alarmmenü kann es dem Benutzer ermöglichen, gewünschte Druckschwellwerte sowie ein oder mehrere Alarm-Aktivierungsmodi zu wählen. Ein erster, von einem Benutzer wählbarer Alarm-Ein-Modus kann zum Beispiel die Steuereinrichtungen so konfigurieren, dass sie ihre jeweiligen Pumpen abschalten, wenn ein Druckalarm aktiviert wird. Ein zweiter von einem Benutzer wählbarer Alarm-Aus-Modus konfiguriert eine oder mehrere der Steuereinrichtungen so, dass sie eine hörbare und/oder visuelle Anzeige aktivieren, wenn ein Druckschwellwert erreicht wird, die Fortsetzung des Betriebs der Pumpeneinheiten jedoch zulassen.
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Im Schritt 508 läuft die zweite Pumpeneinheit 104 mit der richtigen Geschwindigkeit, um das gewünschte Verhältnis, das von dem Benutzer im Block 506 gewählt wurde, zu erreichen.
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Im Block 510 werden die erste und die zweite Pumpeneinheit 102 und 104 in einen zweiten gekoppelten Modus gesetzt, wobei die erste Pumpeneinheit 102 die Drehzahl der zweiten Pumpeneinheit 104 steuert, um das gewünschte, vom Benutzer gewählte Verhältnis aufrechtzuerhalten. Die Drucksteuerfunktion der zweiten Pumpeneinheit 104 (sofern vorhanden) wird deaktiviert. Die erste und die zweite Pumpeneinheit 102 und 104 können im Block 510 automatisch gekoppelt werden, abhängig zum Beispiel von der Ermittlung, dass die richtigen Motordrehzahlen und/oder Drücke erreicht wurden, oder abhängig von einer Benutzerauswahl einer gekoppelten Pumpensteuerung durch die Benutzerschnittstelle 132. Die mehreren Komponenten werden im Block 512 in dem gewünschten Verhältnis abgegeben (zum Beispiel gesprüht, extrudiert etc.).
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Wenn der Benutzer zum Beispiel ein Verhältnis von 1:1 wählt und die erste Pumpeneinheit auf 1500 psi eingestellt ist, steuert das System, sobald es „gekoppelt” ist, beide Pumpeneinheiten 102 und 104 mit derselben Drehzahl und ignoriert dabei Druckdifferenzen zwischen den Pumpeneinheiten 102 und 104, außer wenn ein Druck einer der Pumpen einen Druckschwellwert überschreitet.
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Wenn einer Benutzer gemäß einem anderen Beispiel ein Verhältnis für 1,5:1 wählt und die erste Pumpe auf 1500 psi eingestellt ist, betreibt das System, wenn es einmal „gekoppelt” ist, die zweite Pumpeneinheit 104 mit dem vorgegebenen Verhältnis, wie zwei Drittel der Drehzahl der ersten Pumpe oder ungefähr 1000 psi. Das Verhältnis kann von der Steuereinheit berechnet und/oder im Voraus ermittelt und in einer Nachschlagtabelle der Steuereinheit gespeichert sein. Wenn der Benutzer beginnt, die Mischung aus den mehreren Komponenten zu sprühen, läuft die Pumpeneinheit 102 mit der 1,5-fachen Drehzahl der Pumpeneinheit 104, unabhängig von geringen Druckdifferenzen zwischen den Pumpeneinheiten, außer wenn ein Druck einer oder beider Pumpen einen Druckschwellwert überschreitet.
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In einer Ausgestaltung kann ein Benutzer dann, wenn die Pumpeneinheiten 102 und 104 „gekoppelt” sind, den Druck nur der Pumpeneinheit 102 einstellen. Eine Änderung des Drucks der Pumpeneinheit 102 wird automatisch die Drehzahl der Pumpeneinheit 104 ändern, um das gewünschte Verhältnis der Komponenten 108 und 110 aufrechtzuerhalten.
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Zur Reinigung des Pumpensystems 100 können die Pumpeneinheiten 102 und 104 im Block 514 in den ungekoppelt Modus geführt werden, indem der Benutzer zum Beispiel eine ungekoppelt Steuerung über die Schnittstelle 132 wählt. Im Block 516 werden die Pumpeneinheiten 102 und 104 einzeln gespült und gereinigt, indem die Steuermittel jeder Pumpeneinheit unabhängig von der anderen Pumpeneinheit betätigt werden. Die Pumpeneinheiten können nach der Reinigung nass bleiben.
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8 zeigt eine Ausgestaltung eines Mehrkomponenten-Pumpensystems 600 zur Abgabe mehrerer Flüssigkeitskomponenten. Das Pumpensystem 600 ist beispielsweise als eine mobile Einheit dargestellt, die zu einer Arbeitsstelle transportiert werden kann. Die mobile Einheit umfasst eine mobile Vorrichtung 601, wie einen herkömmlichen Fahrzeughänger, einschließlich einer Abdeckung, die durch gestrichelte Linien 603 dargestellt ist.
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Das Pumpensystem 600 umfasst eine erste Pumpeneinheit, die schematisch durch einen Block 602 dargestellt ist, und eine zweite Pumpeneinheit, die schematisch durch einen Block 604 dargestellt ist. In einer Ausgestaltung sind die Pumpeneinheiten 602 und 604 den in 1 gezeigten Pumpeneinheiten 102 und 104 ähnlich. Die Pumpeneinheit 602 ist dazu konfiguriert, eine erste Flüssigkeitskomponente von einem ersten Behälter 608 zu pumpen, und die Pumpeneinheit 604 ist dazu konfiguriert, eine zweite Flüssigkeitskomponente von einem zweiten Behälter 610 zu pumpen. Die Behälter 608 und 610 sind in einer Ausgestaltung große Behälter, die innerhalb der mobilen Vorrichtung 601 vorgesehen sind. In einem Beispiel enthalten die Behälter 608 und 610 zum Beispiel mehr als 5 Gallonen der Flüssigkeitskomponen te. In einem speziellen Beispiel sind die Container 608 und 610 herkömmliche Fässer mit einem Fassungsvermögen von 55 Gallonen.
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Die Pumpeneinheiten 602 und 604 umfassen Einlassrohre oder -schläuche, die innerhalb ihrer jeweiligen Flüssigkeitskomponenten angeordnet sind. Ein erstes Einlassrohr 609 der Pumpeneinheit 602 ist wenigstens teilweise innerhalb des Behälters 608 angeordnet und dazu konfiguriert, die darin enthaltene Flüssigkeitskomponente abzuziehen. Ein zweites Einlassrohr 611 der Pumpeneinheit 604 ist wenigstens teilweise innerhalb des Behälters 610 angeordnet und dazu konfiguriert, die darin enthaltene Flüssigkeitskomponente abzuziehen. Die Rohre 609 und 611 haben Aufnahmeenden 613 und 615, die in der Nähe des Bodens der jeweiligen Behälter angeordnet sind.
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In einer Ausgestaltung können getrennte Übertragungs- oder Beschickungspumpen dazu verwendet werden, die Flüssigkeitskomponenten zu den Pumpeneinheiten 602 und 604 zu pumpen. In der gezeigten Ausgestaltung sind die Pumpen 602 und 602 dazu konfiguriert, die Flüssigkeitskomponenten direkt aus den Behältern 608 und 601 zu pumpen. Die Pumpeneinheiten 602 und 604 können zum Beispiel direkt an oder in unmittelbarer Nähe zu den jeweiligen Behältern 608 und 610 angebracht sein. Dadurch erfordert das in 8 gezeigte Ausführungsbeispiel nicht die Verwendung getrennter Übertragungs- oder Beschickungspumpen, wodurch die Kosten und/oder die Komplexität des Pumpensystems verringert werden kann.
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Die Pumpeneinheit 602 umfasst einen Auslass, der eine unter Druck stehende Flüssigkeitskomponente über ein Rohr 616 zu einer Ausgabekomponente 606, wie einer Sprühpistole oder Extrusionspistole abgibt. Die Pumpeneinheit 604 umfasst einen Auslass, der eine unter Druck stehende Flüssigkeitskomponente über ein Rohr 622 zu der Ausgabekomponente 606 bringt. In der gezeigten Ausgestaltung umfasst die Ausgabekomponente 606 eine Mehrkomponenten-Sprühpistole mit einer inneren Mischkammer, die dazu konfiguriert ist, die unter Druck stehenden, ersten und zweiten, Flüssigkeitskomponenten, die über die Rohre 616 und 622 zugeführt werden, zu mischen. In einer Ausgestaltung kann die Sprühpistole so konfiguriert sein, dass die mehreren Komponenten extern gemischt werden. In einer Ausgestaltung können die mehreren Komponenten mithilfe einer getrennten Mischkammer gemischt werden.
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Das Pumpensystem 600 umfasst auch Materialheizvorrichtungen 618 und 620, welche die Flüssigkeitskomponenten erwärmen, um die Viskositäten der Komponenten zu steuern. Ein Beispiel einer Materialheizvorrichtung umfasst die Produkte TempSpray der J. Wagner GmbH, Markdorf, Deutschland. Ein anderes Beispiel umfasst In-Line-Heizvorrichtungen der Watlow Electric Manufacturing Company.
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Das Pumpensystem 600 umfasst einen tragbaren elektrischen Generator 624, der den Pumpeneinheiten 602 und 604 über Leistungskabel 626 und/oder den Heizvorrichtungen 618 und 620 Leistung zuführt. In einer Ausgestaltung arbeiten die Pumpeneinheiten 602 und 604 mit 230 Volt, die über den Generator 624 geliefert werden.
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Das Pumpensystem 600 umfasst auch eine Kommunikationsschnittstelle, die eine bidirektionale oder unidirektionale Kommunikation zwischen den Pumpeneinheiten 602 erlaubt. Die Kommunikationsschnittstelle umfasst beispielhaft ein Kabel 628, welches die Pumpeneinheiten 602 und 604 zum Beispiel mittels einer seriellen Schnittstelle verbindet. In einer Ausgestaltung können die Pumpeneinheiten 602 und 604 so konfiguriert sein, dass sie drahtlos kommunizieren.
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Die Pumpeneinheit 602 ist dazu konfiguriert, ein Signal an die Pumpeneinheit 604 zu übertragen, das dazu verwendet wird, die Drehzahl und Ausgabe der Pumpeneinheit 604 zu steuern, um ein gewünschtes Verhältnis der mehreren Flüssigkeitskomponenten, die über die Sprühpistole 606 versprüht werden, aufrechtzuerhalten.
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Obwohl der Gegenstand hier in Bezug auf bestimmte Ausgestaltungen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass Änderungen in den Einzelheiten und deren Ausgestaltung vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
