DE4031649C2 - Dosier- und Mischanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosier- und Mischanlage für flüssige Komponenten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die zu verarbeitenden Flüssigkeiten sind vorzugsweise Farben und Lacke sowie durch Mischen mit Härtern aushärtbare Sub­ stanzen. Derartige Anlagen für den Arbeitsüberdruckbereich oberhalb 50 bar verwenden durchwegs Kolbenpumpen zur Dosie­ rung der einzelnen Flüssigkeitskomponenten, die meist mecha­ nisch miteinander verbunden sind, um einen gleichzeitigen Antrieb der Pumpen durch einen oder zwei Antriebsmotoren zu ermöglichen.

Die so geförderten und dosierten Einzelkomponenten werden einem statischen oder dynamischen Mischer in einem vorbe­ stimmten Dosierverhältnis zugeführt, wobei dieses Dosierver­ hältnis möglichst genau, vorzugsweise bei einer Abweichung von ±5%, bezogen auf die Komponente mit dem kleinsten Volumen, eingehalten werden soll. Die Einhaltung des Dosier­ verhältnisses hängt auch von einer exakten Befüllung der Dosierpumpen, das heißt ohne Luft- und Gasblasen, ab. Hierzu sowie auch zur Vermeidung von unerwünschten Druckspitzen bei Ausfall einer Dosierpumpe und dadurch eintretenden Schäden sind bekannte Anlagen mit umfangreichen Überwachungs- und Sicherungseinrichtungen ausgestattet. Häufig werden solche Anlagen auch mit komplizierten elektronischen Steuereinrich­ tungen verwendet.

Eine Anlage der eingangs genannten Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 30 29 554 bekannt. Dieser Druckschrift ist die Aufgabe zu entnehmen, die als doppelt wirkende Kolbenpumpen ausgebildeten Dosierpumpen so zu steuern, daß die verschiedenen Hübe in der gleichen Zeit ausgeführt werden und daß alle Kolben sowohl vom oberen sowie vom unteren Totpunkt aus ihren Hub zum gleichen Zeitpunkt begin­ nen. Die Lösung dieser Aufgabe ist jedoch mit den in dieser Druckschrift angegebenen Mitteln nicht möglich, da die die Dosierpumpen antreibenden Arbeitszylinder auf Dauerbetrieb geschaltet sind und daher nicht genau definierte Material­ mengen fördern können. Auch läßt sich bei der bekannten Anlage die unterschiedliche Viskosität der Einzelkomponenten nicht exakt berücksichtigen und ein exakter Betrieb bei sehr unterschiedlichen Dosierungsverhältnissen, z. B. 10 : 1, ist nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anlage der bekannten Art so zu vereinfachen und zu verbessern, daß ohne aufwendige Überwachungs- und Sicherungseinrichtungen eine genaue und sichere Dosierung und Vermischung der einzelnen Flüssigkeitskomponenten auch bei unterschiedlichsten Visko­ sitäten und großen Unterschieden der Dosierungsvolumina gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Umschaltung mit einer sperrenden Mittelstellung der Umschaltventile wird sichergestellt, daß ein Anlaufen des nächsten Hubes der einzelnen Dosierpumpen nur stattfinden kann, wenn die letzte Dosierpumpe die ge­ wünschte Umschaltstellung erreicht hat.

Durch die Steuerung gleicher Hubzeiten der unterschiedlichen Dosierpumpen durch Zuleitung unterschiedlicher Drücke in die einzelnen Antriebszylinder, läßt sich eine weitere Verbesserung und ein noch gleichmäßiger Betrieb der Anlage erreichen. Der den Antriebszylindern zugeführte Druck ist dabei vorzugsweise stufenlos regelbar und wird entsprechend den mechanischen Widerständen in der Kolbenführung der Dosierpumpen sowie den Viskositäten der Einzelkomponenten gesteuert. Ohne aufwendi­ ge mechanische Verbindung der einzelnen Dosierpumpen ist es ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Anlage für Dosierung und Mischung mehrerer Komponenten einzurichten.

Die erforderlichen Betriebsüberdrücke sind vorher berechen­ bar und können eingestellt werden. Eine zusätzliche Absiche­ rung gegen Materialüberdruck ist nicht erforderlich.

Nach Anspruch 2 kann die Hubhöhe in der Dosierpumpe in besonders einfacher Weise mechanisch eingestellt werden, wobei die erforderlichen Hubhöhen berechnet werden können.

Die erstmalige richtige Einstellung der Dosierpumpenkolben bei Inbetriebnahme der Anlage läßt sich durch ein von der Folgesteuerung auf jeden Antriebszylinder gegebenes Signal zur Einstellung einer genauen Startposition in einfacher Weise verwirklichen.

Bei unregelmäßigem Lauf der Anlage, insbesondere bei Blockieren einer Dosierpumpe oder eines in einer Zuleitung befindlichen Ventils, bewegt sich der Differenzkolben der betreffenden Dosierpumpe nicht gleichmäßig langsam, sondern ruckartig schnell zum Endpunkt des vorgegebenen Kolbenhubes. Gemäß Anspruch 3 kann dieser Betriebsumstand in der pneuma­ tischen Folgesteuerung berücksichtigt werden, indem eine Umsteuerung des zugehörigen 5/3-Kolbenschieberventils nur in die Mittelstellung desselben erfolgt, so daß der entspre­ chende Antriebszylinder beidseitig beaufschlagt wird und somit stehen bleibt. Dies veranlaßt wiederum die pneumati­ sche Folgesteuerung, auch die Antriebszylinder der übrigen Dosierpumpen anzuhalten und die gesamte Anlage stillzulegen. Durch Betätigung des Startschalters kann die Anlage durch ein übergeordnetes Signal sorgfältig entlüftet und eine Kontrolle und Behebung der Störursache vorgenommen werden.

Eine weitere einfache Sicherheitsmaßnahme zur Gewährleistung gleichmäßiger Komponentendosierungen, insbesondere zur Vermeidung von kleinen Luftblasen in den Einzelkomponenten, läßt sich durch die Merkmale des Anspruchs 4 treffen. Die zusätzlichen Zuführpumpen sind vorzugsweise ebenfalls als doppeltwirkende Differenz-Kolbenpumpen mit konstantem Hub ausgebildet und werden über einen Druckluftmotor betätigt. Eine sichere Kontrolle erfolgt durch die vorgesehenen Hub­ zähler und erst bei größerer Abweichung von einem voreinge­ stellten Dosierverhältnis wird die Anlage selbsttätig auf Störung geschaltet.

Gemäß Anspruch 5 kann eine bei Störung ansprechende optische oder akustische Alarmeinrichtung vorgesehen werden.

Die so geförderten und dosierten Einzelkomponenten werden bei bekannten Anlagen gemeinsam einem statischen oder dyna­ mischen Mischer zugeführt und aus diesem an eine Applika­ tionseinrichtung, beispielsweise eine Spritzpistole oder dgl., abgegeben. Es ist sowohl die Hintereinanderschaltung mehrerer statischer Mischer als auch die Verwendung von dynamischen Mischern mit Verwirbelung der Komponenten be­ kannt. Je geringer die Durchflußmenge an der Applikations­ einrichtung und je höher die Viskosität der zu mischenden Einzelkomponenten ist, desto schwieriger wird der Vermi­ schungsprozeß. Die bekannten Mischer lösen diese Schwierig­ keiten nur unzulänglich. Eine unzureichende Vermischung der Komponenten führt aber zu unzulässigen Fehlern bei Verwen­ dung der Anlage. Es müssen daher Dosier- und Mischkontrollen unter Betriebsbedingungen der Anlage vorgenommen werden, um festzustellen, für welche Komponenten und Mischungen mit fehlerhaftem Arbeiten der Anlage zu rechnen ist.

Um die Mischungsverhältnisse bei der erfindungsgemäßen Anlage auf das hervorragende Niveau der erzielbaren Dosie­ rung anzuheben und dadurch die Vorteile der Anlage erst in vollem Umfange nutzen zu können, werden gemäß dem Anspruch 6 ein statischer Mischer und gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 ein dynamischer Mischer bzw. eine Kombination von statischem und dynamischem Mischer angegeben, welche diesen Ansprüchen Genüge leisten.

An Hand der Figuren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht der erfindungsge­ mäßen Anlage,

Fig. 2 ein Materialfließschema der Anlage gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Schaltschema der pneumatischen Teile der An­ lage gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein Schaltschema einer zusätzlichen Kontrollein­ richtung für die Einzelkomponenten,

Fig. 5 einen teilweise weggebrochenen Schnitt durch einen in der Anlage gemäß Fig. 1 verwendbaren statischen Mischer,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines in der Anlage gemäß Fig. 1 einsetzbaren kombinierten statisch- dynamischen Mischers und

Fig. 7 eine vergrößerte schematische Teildarstellung des in Fig. 6 dargestellten Mischers.

Die in Fig. 1 dargestellte Dosier- und Mischanlage weist ein auf Rädern 10 laufendes Rahmengestell 12 auf, das die Teile der Anlage trägt. Am Rahmengestell 12 ist eine Armaturen­ platte 14 befestigt, welche je einen Druckluftregler 16 bzw. 18 für zwei zu mischende Flüssigkeitskomponenten, je eine Betriebsüberdruckanzeige 20 bzw. 22 für die beiden Komponen­ ten, eine Starttaste 24 für die Anlage, je eine Anzeigeein­ richtung 26, 28 zur Anzeige des Dosierhubendes der für die beiden Flüssigkeitskomponenten vorgesehenen Dosierpumpen sowie einen EIN/AUS-Kippschalter 30 für den weiter unten näher zu erläuternden Mischer der Anlage aufweist.

Ferner trägt das Rahmengestell 12 je eine Dosierpumpe 32 bzw. 34 zum Fördern und Dosieren je einer der beiden Flüs­ sigkeitskomponenten. Die größere Dosierpumpe 34 ist bei­ spielsweise für die Stammkomponente eines auszuhärtenden Lackes vorgesehen, während die kleinere Dosierpumpe 32 zum Fördern und Dosieren einer Härterkomponente verwendet werden kann. Beide Komponenten werden jeweils über ein Ansaugrohr 36 bzw. 38 aus je einem am Rahmengestell 12 befestigten Vorratsbehälter 40 bzw. 42 angesaugt und über je eine An­ saugleitung 44 bzw. 46 und je einen 3/3-Wegehahn 48 bzw. 50 der jeweiligen Dosierpumpe 32 bzw. 34 zugeleitet. Die beiden 3/3-Wegehähne 48 bzw. 50 sind in drei Stellungen "Material­ zuführung", "Stop" und "Reinigungsmittelzuführung" einstell­ bar. Zwischen 3/3-Wegehahn und Dosierpumpe ist je ein Vor­ sieb 52 bzw. 54 eingeschaltet.

Durch die beiden Dosierpumpen 32 und 34 wird in weiter unten näher erläuterter Weise jede der beiden Komponenten dosiert und über ein in eine Druckleitung 56 bzw. 58 eingesetztes Hochdruckfilter 60 bzw. 62 einem in Fig. 1 in statischer Bauweise ausgeführten Mischer 64 zugeführt, der das ver­ mischte Material über einen Hochdruckschlauch 66 an eine als Spritzpistole ausgebildete Applikationseinrichtung 68 mit schematisch angedeuteter Spritzdüse 70 weiterleitet.

Zum Befüllen der Dosierpumpen 32, 34 sowie zum Austreiben von Restmaterialien aus dem ganzen Anlagesystem nach Betriebs­ schluß müssen jeweils in Rücklaufleitungen 72 bzw. 74 einge­ baute Entlastunghähne 76 und 78 geöffnet werden, damit die vorhandene Luft abströmen bzw. das restliche Material über die Rücklaufleitungen 72, 74 in die Vorratsbehälter 40 bzw. 42 zurückströmen kann.

Wenn in der Anlage Flüssigkeitskomponenten verwendet werden, die nach dem Vermischen aushärten, z. B. Stammkomponente und Härterkomponente, so müssen alle durchströmten Teile der Anlage vom Mischer 64 bis zur Spritzdüse 70 bei Betriebsende vor dem Aushärten des vermischten Materials gereinigt wer­ den. Zu diesem Zweck wird in einem Reinigungsbehälter 80 enthaltenes Reinigungsmittel über ein Ansaugrohr 82 und daran angeschlossene Leitungen 84 bzw. 86 den 3/3-Wegehähnen 48 bzw. 50 zugeleitet, die zuvor in ihre Stellung "Reini­ gungsmittelzuführung" umgeschaltet werden müssen. Mittels einer weiter unten zu erläuternden pneumatischen Steuerung der Anlage werden in an sich bekannter Weise über einen in eine Druckluftleitung 88 eingeschalteten 3/3-Wegehahn 90 Druckluftimpulse in den Reinigungsmittelbehälter eingelei­ tet, so daß das Reinigungsmittel pulsierend die zu reinigen­ den Teile durchströmt.

Dem in Fig. 2 dargestellten Materialfließschema der Zweikom­ ponenten-Dosier- und Mischanlage gemäß Fig. 1 ist über die Darstellung der Fig. 1 hinausgehend zu entnehmen, daß die als doppeltwirkende Differenzkolbenpumpen ausgebildeten Dosierpumpen 32 und 34 mittels je eines doppeltwirkenden pneumatischen Antriebszylinders 92 bzw. 94 über je eine im Freihub geführte Kolbenstange 96 bzw. 98 im Sinne der Dop­ pelpfeile 100 angetrieben werden. Dosierpumpe 32, 34 und Antriebszylinder 92, 94 sind dabei jeweils mit Flanschplatten 102, 104 bzw. 106, 108 fest verbunden, die durch axial verlau­ fende Stangen 110 bzw. 112 in festem gegenseitigen Abstand gehalten werden. Auf den Stangen 110 bzw. 112 sind jeweils Rollenventile 114, 116 bzw. 118, 120 axial verstellbar ange­ bracht, die in beliebigen axialen Stellungen längs der Stangen 110 bzw. 112 festgelegt werden können. Ferner trägt jede Kolbenstange 96 bzw. 98 je einen Betätigungsblock 122 bzw. 124, der sich mit der Kolbenstange hin- und herbewegt und jeweils abwechselnd eines der als obere Hubbegrenzer dienenden Rollenventile 114 bzw. 118 sowie eines der als untere Hubbegrenzer dienenden Rollenventile 116 bzw. 120 betätigt. Die Rollenventile 114 bis 120 werden entsprechend einer vorbestimmten, dem gewünschten Dosierungsverhältnis entsprechenden Hubhöhe der Dosierpumpen 32, 34 längs der Stangen 110 bzw. 112 eingestellt und sind in einer weiter unten zu erläuternden Weise mit der pneumatischen Steuerung der Anlage verbunden, die ihrerseits die Antriebszylinder 92, 94 entsprechend der eingestellten Hubhöhe steuert. Durch die Dosierpumpen 32 und 34 werden die beiden Flüssigkeits­ komponenten daher im richtigen Dosierverhältnis dosiert und weitergefördert. Wird die Applikationseinrichtung 68 ge­ schlossen, so findet ein selbsttätiger Druckausgleich zwi­ schen den Dosierpumpen 32 und 34 statt, so daß die Antriebs­ zylinder 92, 94 angehalten werden, wie weiter unten näher erläutert.

Wenn die 3/3-Wegehähne 48, 50 in ihre sperrende Mittelstel­ lung "Stop" geschaltet werden, wird sowohl die Materialzu­ führung als auch die Reinigungsmittelzuführung zu den Do­ sierpumpen 32, 34 gesperrt. In dieser Schaltstellung können die Vorsiebe 52, 54 geöffnet und gereinigt werden.

Die beiden Druckleitungen 56, 58 sind über je ein Rückschlag­ ventil 126 bzw. 128 zum statischen Mischer 64 geleitet, dessen Einzelheiten ebenfalls weiter unten erläutert werden. Bei aushärtenden Materialien muß die Anlage ab den Rück­ schlagventilen nach Betriebsschluß innerhalb der Aushärte­ zeit gereinigt werden. Außerdem werden zusätzlich alle materialführenden Teile ab den 3/3-Wegehähnen 48, 50 gerei­ nigt. Verschmutzungen der Filter 52, 54, 60, 62 können nach Entlastung des Betriebsüberdruckes über die Entlastungshähne 76, 78 und die Rückleitungen 72, 74 leicht entfernt werden.

Zur Kontrolle der von den Dosierpumpen 32, 34 geförderten Dosieranteile kann eine Dosierkontrolle unter möglichst betriebsnahen Bedingungen durchgeführt werden. Zu diesem Zweck kann die Applikationseinrichtung 68 mit einer auf die Spritzdüse 70 aufzusteckenden Meßblende 130 versehen werden, die in ein Ablaufrohr 132 übergeht. Die Meßblende 130 wird so ausgelegt, daß die durchströmende Materialmenge kleiner ist als etwa 50% des Fördervolumens der größeren Dosierpumpe 34. Es wird nun zunächst bei geöffnetem Entlastungshahn 76 während einer vorbestimmten Zeiteinheit, z. B. 60 Sekunden, bzw. einer vorbestimmten Hubanzahl, z. B. 25, der Dosierpumpe 34 das von dieser Dosierpumpe geförderte Material über das Ablaufrohr 132 in einen Meßbecher 134 gegeben. Bei einem zweiten, gleich langen Meßvorgang wird der Entlastungshahn 76 geschlossen, so daß sich das in den Meßbecher 134 geför­ derte gemischte Material um das von der Dosierpumpe 32 geförderte Volumen erhöht. Aus den beiden gemessenen Volumi­ na läßt sich das Dosierverhältnis bestimmen, welches durch Änderung der Hubhöhen der Dosierpumpen 32, 34 mittels Ver­ stellung der Rollenventile 114, 116, 118, 120 auf einen ge­ wünschten Wert einregeln läßt.

Die pneumatische Schaltung der Anlage gemäß Fig. 1 und 2 ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Der gesamte Antrieb der Anlage erfolgt durch Druckluft, welche derselben über einen Haupt-Luftanschluß 136, einen Wasserabscheider 138 und einen die Druckluft mit Schmieröl für die Antriebszylinder 92, 94 versorgenden Öler 140 zugeführt wird. Nach dem Öler 140 zweigen zwei pneumatische Leitungen 142, 144 ab, in welche je ein Druckluftregler 146 bzw. 148 sowie je ein Betriebsüberdruckanzeiger 150 bzw. 152 eingeschaltet sind. Die Leitungen 142, 144 führen zum mittleren gesteuerten Anschluß je eines 5/3-Kolbenschieberventils 154 bzw. 156, das jeweils über Leitungen 155 bzw. 157 mit den beiden Drucklufteingängen je eines der Antriebszylinder 92, 94 verbunden ist. Die beiden übrigen gesteuerten Anschlüsse jedes 5/3-Kolbenschieberventils 154, 156 sind jeweils über pneumatische Leitungen 158, 160 bzw. 162, 164 mit einer zen­ tralen pneumatischen Folgesteuerung verbunden, die allgemein als Block 166 dargestellt ist. Mit der Folgesteuerung 166 sind über Leitungen 168, 170 bzw. 172, 174 die Rollenventile 114, 116 bzw. 118, 120 verbunden. An die Folgesteuerung 166 sind auch die beiden das jeweilige Hubende anzeigende Anzei­ geeinrichtungen 26, 28 sowie ein Startventil 176 mit der Starttaste 24 angeschlossen.

Die als pneumatische Steuerventile arbeitenden Rollenventile 114, 116, 118, 120 werden jeweils abwechselnd durch die Betäti­ gungsblöcke 122 bzw. 124 betätigt, was bewirkt, daß die Folgesteuerung 166 die 5/3-Kolbenschieberventile 154 bzw. 156 umsteu­ ert. Jedes 5/3-Kolbenschieberventil 154, 156 besitzt eine Mittelstel­ lung, welche den zugehörigen Antriebszylinder 92 bzw. 94 sperrt, so daß die jeweils angeschlossene Dosierpumpe 32 bzw. 34 in jeder Position angehalten werden kann.

Die Folgesteuerung 166 ist so ausgelegt, daß sie das 5/3-We­ geventil 154 bzw. 156 desjenigen Arbeitzylinders 92 bzw. 94 zunächst in die sperrende Mittelstellung steuert, der zuerst durch Betätigung eines der Rollenventile 114, 116, 118, 120 das Erreichen seines Hubendes anzeigt. Das betreffende 5/3-Kolbenschieber­ ventil 154 bzw. 156 bleibt so lange in der mittleren Sperr­ stellung, bis auch der zweite Arbeitszylinder 92 bzw. 94 durch Betätigung des entsprechenden Rollenventils sein Hubende anzeigt. Erst dann werden die beiden 5/3-Kolbenschieberventile 154, 156 so umgesteuert, daß die Arbeitszylinder 92, 94 gleichzeitig ihren entgegengesetzten Hub beginnen. Am entge­ gengesetzten Hubende erfolgt der entsprechende Steuerungsab­ lauf, so daß auch der darauffolgende Hub von beiden Arbeits­ zylindern 92, 94 gleichzeitig begonnen wird.

Die Betätigungsdrücke der Antriebszylinder 92, 94 können über die Druckluftregler 146, 148 durch Ablesung an den Betriebs­ überdruckanzeigern 150 bzw. 152 so eingeregelt werden, daß unabhängig von den mittels der Rollenventile 114 bis 120 eingestellten Hubhöhen die Hubzeiten beider Antriebszylinder 92 und 94 gleich lang werden. Damit ist außer dem gleichzei­ tigen Beginn der Hübe auch ein gleichzeitiges Ende derselben zu erreichen. Zur besseren Kontrolle dieser Regelung werden die das Dosierhubende wiedergebenden Anzeigeeinrichtungen 26, 28 durch die Folgesteuerung 166 entsprechend angesteuert.

Damit auch nach Stillstand der Anlage die Antriebszylinder 92, 94 gleichzeitig angefahren werden können, erzeugt die Folgesteuerung 166 aufgrund des vom Startventil 176 bei Drücken der Starttaste 24 erhaltenen Signals ein jeweils auf die 5/3-Kolbenschieberventile 154, 156 gegebenes Startsignal.

Bei Materialmangel einer der beiden Dosierpumpen 32, 34 erfolgt trotz gleichmäßiger Einregulierung des Druckes eine beschleunigte Bewegung des zugehörigen Antriebszylinders 92 bzw. 94, da der Materialgegendruck fehlt. Die Ursache für den Materialmangel kann Entleerung des zugehörigen Vorrats­ behälters 40, 42 aber auch ein Defekt der Dosierpumpe 32 bzw. 34, z. B. verschmutzte Ventile oder Undichtheiten an der Kolbenstange, sein. Durch diese schnelle Hubbewegung betä­ tigt der zugehörige Betätigungsblock 122 bzw. 124 eines der Rollenventile 114 bis 120 zu einem Zeitpunkt, in welchem die pneumatische Folgesteuerung 166 von der vorhergehenden Umsteuerung noch nicht vollständig entlüftet ist. Dadurch steuert die Steuerung 166 das entsprechende 5/3-Kolbenschieberventil 154 bzw. 156 gleichzeitig über die beiden Steuerleitungen 158, 160 bzw. 162, 164 an, so daß das entsprechende 5/3-Kolbenschieber­ ventil 154 bzw. 156 in seine Mittelstellung gesteuert wird und der entsprechende Antriebszylinder 192 bzw. 194 anhält. Dadurch wird ermöglicht, daß die Folgesteuerung 166 auf indirektem Wege erkennt, daß die Materialförderung der zugehörigen Dosierpumpe 32 bzw. 34 gestört ist. Sie kann infolgedessen die ganze Anlage auf Störung schalten.

Wenn besonders hochviskose Einzelkomponenten mit der Anlage zu verarbeiten sind, werden die Komponenten den Dosierpumpen 32 und 34 vorzugsweise unter Vorspannung zugeführt. Dies kann durch die in Fig. 4 in Form eines Schaltschemas darge­ stellte Zusatzeinrichtung erfolgen, welche mit der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Anlage kombiniert werden kann. Für gleiche oder entsprechende Teile sind in allen Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet. Die Zusatzeinrichtung weist je eine ebenfalls als doppeltwirkende Kolbenpumpe arbeitende Zuführpumpe 178 bzw. 180 für die beiden Komponenten auf, die an je ein Ansaugrohr 36 bzw. 38 angeschlossen sind, das wie bei der in den Fig. 1 bis 3 geschilderten Anlage jeweils in einen der Vorratsbehälter 40 bzw. 42 ragt , wobei das durch die Zuführpumpe 178 bzw. 180 geförderte Material unter Vorspannung in die Zuleitung 44 bzw. 46 und durch diese an die in Fig. 4 nicht gezeigten Dosierpumpen 32 bzw. 34 abge­ geben wird. Den Zuführpumpen 178, 180 ist je ein bei jedem Hub der Zuführpumpen betätigtes Impulsventil 182 bzw. 184 zugeordnet, das nach Einschaltung der pneumatischen Folge­ steuerung 166 durch Betätigen der Starttaste 24 bei jedem Hub einer Zuführpumpe 178 bzw. 180 einen Impuls über eine Leitung 186 bzw. 188 auf ein Hubzählwerk 190 bzw. 192 gibt. Die Impulse werden jeweils an einem Impulszähler 194 bzw. 196 der Hubzählwerke 190 bzw. 192 aufaddiert, bis sie die in je einer Vorgabeanzeige 198 bzw. 200 des zugehörigen Hub­ zählwerks 190 bzw. 192 voreingestellte Anzahl erreichen. Diese vorgegebene Anzahl wird in den beiden Hubzählwerken 190 bzw. 192 derart gewählt, daß ihr Verhältnis dem Verhält­ nis der Volumina der beiden Dosierpumpen 32, 34 entspricht.

Sobald die vom Impulszähler 194 bzw. 196 aufaddierte Impuls­ anzahl der in der Vorgabeanzeige 198 bzw. 200 voreinge­ stellten Anzahl entspricht, gibt das jeweilige Hubzählwerk 190 bzw. 192 ein Signal über je eine Leitung 202 bzw. 204 auf die Folgesteuerung 166 und stellt gleichzeitig den jeweiligen Impulszähler 194 bzw. 196 auf Null zurück. Die Folgesteuerung 166 gibt beim Empfang eines Signals über eine der Leitungen 202 bzw. 204 einen positiven bzw. negativen Impuls über eine Leitung 206 auf einen Differenzzähler 208 eines Differenzzählwerks 210. Auf einer Vorgabeanzeige 212 des Differenzzählwerks 210 wird eine vorbestimmte Anzahl eingestellt, die etwa einer Fördervolumendifferenz der beiden Zuführpumpen 178 und 180 von ±5% entspricht, bezogen auf das Fördervolumen der die kleinere Dosierpumpe 32 belie­ fernden Zuführpumpe 178. Solange die am Differenzzähler 208 gezählte Differenzanzahl unterhalb der an der Vorgabeanzeige 212 eingestellten Anzahl bleibt, wird der Differenzzähler 208 nach jedem Doppelimpuls über die Leitung 206 auf Null zurückgestellt. Übersteigt die Differenzanzahl am Differenz­ zähler 208 jedoch den voreingestellten Wert an der Vorgabe­ anzeige 212, so gibt die Folgesteuerung 166 über eine Lei­ tung 214 ein Signal an eine optische oder akustische Alarm­ einrichtung 216 sowie über eine Leitung 218 in nicht näher gezeigter Weise ein Signal ab, welches die gesamte Anlage auf Störung schaltet.

Eine Ausführungsform des in den Fig. 1 bis 3 dargestell­ ten Mischers 64 ist mit den daran angeschlossenen Teilen in Fig. 5 gezeigt. Die von den Dosierpumpen 32 bzw. 34 über die Druckleitungen 56 bzw. 58 kommenden Materialströme treten über je ein Rückschlagventil 126 bzw. 128 in je eine Hohl­ bohrung 220 bzw. 222 eines Mischerblocks 224 ein. Die Volu­ mina der Hohlbohrungen 220 und 222 sind jeweils größer als die maximalen Volumina, welche von den Dosierpumpen 32 bzw. 34 je Doppelhub gefördert werden können. Bevor das in den Hohlbohrungen 220, 222 befindliche Material weitergefördert wird, müssen die Hohlbohrungen vollständig gefüllt sein. Zwischen den parallel verlaufenden Hohlbohrungen 220, 222 ist eine Anzahl von senkrecht verlaufenden, die Hohlbohrungen miteinander verbindenden Querbohrungen 226 vorgesehen, durch welche das in der kleineren Hohlbohrung 220 befindliche Material in das in der größeren Hohlbohrung 222 befindliche Material an verschiedenen Stellen eingepreßt wird. Dadurch erfolgt eine erste grobe Vermischung der beiden Komponenten. Aus dem Ende der größeren Hohlbohrung 222 tritt dann das grob vermischte Material in ein statische Mischelemente 228 enthaltendes Mischrohr 230 ein, in welchem durch das Umströ­ men der Mischelemente 228 eine Feinvermischung der Komponen­ ten eintritt. Durch den an das Ende des Mischrohrs 230 angeschlossenen Hochdruckschlauch 66 wird das vermischte Material sodann der Applikationseinrichtung 68 zugeführt und kann über die Spritzdüse 70 versprüht werden.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform eines kombi­ nierten statisch-dynamischen Mischers dargestellt, welche bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Anlage an die Stelle des in Fig. 5 gezeigten statischen Mischers treten kann. Der kombinierte Mischer ist allgemein mit 64′ bezeich­ net und wird vorzugsweise für hochviskose Flüssigkeitskompo­ nenten eingesetzt, die sich mit einem statischen Mischer nicht einwandfrei vermischen lassen. Die beiden Flüssig­ keitskomponenten treten wiederum über die Druckleitungen 56 bzw. 58 und die Rückschlagventile 126 bzw. 128 in einen dieselben zusammenführenden Einlaßblock 232 des Mischers 64′ ein. Aus dem Einlaßblock 232 treten die zusammengeführten Komponenten in einen ersten dynamischen Kolbenmischer 234 ein. Nach einer ersten dynamischen Vermischung im Kolbenmi­ scher 234 tritt die Mischung in ein dem Mischrohr 230 gemäß Fig. 5 entsprechendes, bei dieser Ausführungsform wesentlich längeres statisches Mischrohr 236 ein, welches statische Mischelemente 238 enthält. Nach dem Durchgang durch das statische Mischrohr 236 tritt die Mischung in einen zweiten dynamischen Kolbenmischer 240 ein, welcher im wesentlichen dem ersten dynamischen Mischer 234 entspricht. Nach einer weiteren Durchmischung im Kolbenmischer 240 tritt das ver­ mischte Material aus dem Auslaß 242 des Mischers 240 in den Hochdruckschlauch 66 aus und wird von diesem zur Applika­ tionseinrichtung 68 sowie zur Sprühdüse 70 geleitet.

Zum Antrieb der beiden koaxialen Kolbenmischer 234 und 240 ist ein gemeinsamer doppeltwirkender Arbeitszylinder 244 vorgesehen, welcher über je eine im Freihub geführte Kolben­ stange 246 bzw. 248 je einen im zugehörigen Kolbenmischer 234 bzw. 240 angeordneten Kolbenmischerstößel 250 bzw. 252 hin- und herbewegt. Jeder Kolbenmischerstößel 250, 252 trägt an seinem axialen Ende je eine Wirbeleinrichtung 254 bzw. 256.

Die Wirbeleinrichtung 254 ist in ihrer Anordnung in der Mischkammer 258 des Kolbenmischers 234 in Fig. 7 vergrößert dargestellt. Sie weist einen an der Innenwand der Mischkam­ mer 258 anliegenden Kolben 260 mit Axialbohrungen 262 auf, wobei das in der Mischkammer 258 befindliche Material bei Hin- und Herbewegung der Wirbeleinrichtung 254 im Sinn des Doppelpfeils 264 durch die engen Axialbohrungen 262 des Kolbens 260 gepreßt und gründlich verwirbelt und vermischt wird. In gleicher Weise arbeitet der zweite dynamische Kolbenmischer 240, bei dem die Wirbeleinrichtung 256 in der Mischkammer 259 hin- und herbewegt wird. Die Mischkammern 258 bzw. 259 sind durch je eine Hochdruckpackung 266 bzw. 268 abgedichtet. Trotzdem können Spuren des gemischten Materials durch die Hochdruckpackungen 266, 268 verschleppt werden. Deshalb werden die Hochdruckpackungen 266, 268 durch in je einer Kolbenschmierkammer 270 bzw. 272 befindliche Löseflüssigkeit geschmiert. Jede Kolbenschmierkammer 270, 272 ist auf der den Hochdruckpackungen 266 bzw. 268 entge­ gengesetzten Seite durch eine Dichtung 274 bzw. 276 abge­ dichtet.

Der Antrieb des Antriebszylinders 244 erfolgt durch abwech­ selnde Zuführung von Druckluft über je eine Leitung 278 bzw. 280 in einen seiner beiden Eingänge. Die Steuerung der Druckluftzuführung erfolgt über ein Sperrventil 282, das durch Betätigung des Kipphebelschalters 30 an der in Fig. 1 gezeigten Armaturenplatte 14 eingeschaltet wird. Das Sperr­ ventil 282 ist über eine Leitung 284 mit einem 5/2-Umsteuer­ ventil 286 verbunden, das seinerseits über Leitungen 288 bzw. 290 mit je einem Rollenventil 292 bzw. 294 verbunden ist. Jedes Rollenventil 292, 294 wird jeweils durch einen an einer der beiden Kolbenstangen 246 bzw. 248 befestigten Betätigungsblock 296 bzw. 298 betätigt, wobei durch jede Betätigung eines der Rollenventile 292 bzw. 294 über das 5/2-Umsteuerventil 282 eine Umschaltung des Antriebszylin­ ders 244 erfolgt.

Claims (9)

1. Dosier- und Mischanlage für flüssige Komponenten, mit je einer als doppeltwirkende Kolbenpumpe ausgebildeten Dosierpumpe für jede Flüssigkeitskomponente, deren Hub­ höhe verstellbar ist und zu deren Antrieb je ein dop­ peltwirkender pneumatischer Antriebszylinder vorgesehen ist, der antriebsseitig an eine pneumatische Folge­ steuerung angeschlossen ist, wobei zur Umsteuerung der Antriebszylinder je ein Umschaltventil vorgesehen ist, welches an jedem Dosierhubende der zugehörigen Dosier­ pumpe durch die Folgesteuerung ansteuerbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Umschaltventil als 5/3-Kolbenschieberventil (154, 156) mit den Betrieb des zugehörigen Antriebszylinders (92, 94) sperrender Mit­ telstellung ausgebildet ist, in die es am Dosierhubende durch die Folgesteuerung (166) geschaltet wird, daß eine Umschaltung der 5/3-Kolbenschieberventile (154, 156) und somit der nächste Dosierhub der Dosierpumpen (32, 34) durch die Folgesteuerung (166) erst dann gleichzeitig ein­ leitbar ist, wenn die 5/3-Kolbenschieberventile (154, 156) aller Dosierpumpen (32, 34) in die sperrende Mit­ telstellung geschaltet sind, und daß die Dosierpumpen (32, 34) über je ein Rückschlagventil (126, 128) an einen gemeinsamen statischen und/oder dynamischen Mi­ scher (64, 64′) angeschlossen sind, dessen Aufnahme­ volumen für jede Flüssigkeitskomponente größer ist als das einem Doppelhub der zugehörigen Dosierpumpe (32, 34) entsprechende Volumen.

2. Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubhöhe jeder Dosierpumpe (92, 94) durch verstellbare, mit der Folgesteuerung (166) verbundene Rollenventile (114, 116 bzw. 118, 120) fest­ legbar ist, die durch je einen Betätigungsblock (122, 124) schaltbar sind, welcher an einer jeweils einen An­ triebszylinder (92, 94) mit der zugehörigen Dosierpumpe (32, 34) verbindenden Kolbenstange (96, 98) befestigt ist.

3. Dosier- und Mischanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei unregelmäßi­ gem Lauf einer Dosierpumpe (32, 34) der zugehörige Antriebszylinder (92, 94) durch die Folgesteuerung (166) selbsttätig auf Stillstand und infolge dieses Still­ standes die gesamte Anlage auf Störung steuerbar ist.

4. Dosier- und Mischanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Dosierpumpen (32, 34) je eine nach dem Kolbenprinzip arbeitende Zuführpumpe (178, 180) zur Zuführung je eines einem Doppelhub der jeweiligen Dosierpumpe (32, 34) entsprechen­ den Volumens einer Flüssigkeitkomponente vorgeschaltet ist, daß jede Zuführpumpe (178, 180) mit einem Hubzähl­ werk (190, 192) verbunden ist, daß jedes Hubzählwerk (190, 192) bei Erreichen einer voreingestellten Anzahl über die Folgesteuerung (166) ein Signal an ein gemein­ sames Differenzzählwerk gibt und daß die Folgesteuerung (166) bei Unterschreiten eines voreingestellten Diffe­ renzwertes die Hubzählwerke auf Null zurückstellt bzw. bei Überschreiten des voreingestellten Differenz­ wertes die Anlage auf Störung schaltet.

5. Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine bei Schaltung der Anlage auf Störung über die Folgesteuerung (166) auslösbare Alarm­ einrichtung (216) vorgesehen ist.

6. Dosier- und Mischanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (64) als statischer Mischer ausgebildet ist und in einem Einlaßabschnitt (224) je eine Hohlbohrung (220, 222) für jede Flüssigkeitskomponente enthält, und daß eine (222) der Hohlbohrungen mit der bzw. den anderen Hohl­ bohrungen (220) durch Querbohrungen (226) verbunden ist, wobei die eine Hohlbohrung (222) in einen stati­ sche Mischelemente (228) enthaltenden Auslaßabschnitt (230) des Mischers (64) übergeht.

7. Dosier- und Mischanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (64′) als dynamischer Mischer ausgebildet ist, der aus zwei hin­ tereinandergeschalteten koaxialen dynamischen Mischern (234, 240) besteht, und daß in jedem dynamischen Mi­ scher (234, 240) eine hin- und herbewegbare Kolben-Wir­ beleinrichtung (254, 256) vorgesehen ist, wobei die beiden Kolben-Wirbeleinrichtungen (254, 256) durch einen gemeinsamen Antriebszylinder (244) antreibbar sind.

8. Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auslaß des ersten dynamischen Mischers (234) mit dem Einlaß des zweiten dynamischen Mischers (240) über eine statische Mischelemente (238) enthaltende Verbindungsleitung (236) in Verbindung steht.

9. Dosier- und Mischanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolben-Wirbeleinrichtung (254, 256) mit Verwirbelungseinrichtungen (262) ausgestattet ist.