DE4127547A1 - Vorrichtung und verfahren zur dosierten und kontrollierten abgabe von giessharz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur dosierten und kontrollierten Abgabe von Gieß­ harz aus einem Zulauf, an dessen Bodenbereich ein Pumpzy­ linder ausgebildet ist, in welchen ein in dem Zulauf rezi­ prok bewegbarer Pumpkolben einbringbar ist.

Bei der Zuführung von Gießharz zu einem Durchlaufmischer ist es erforderlich, die einzelnen Gießharzkomponenten aus den jeweiligen Vorratsgefäßen in exakt dosierten Volumina abzugeben. Insbesondere beim synchronen Betrieb mehrerer derartiger Pumpvorrichtungen ist es zur fehlerfreien Pro­ duktion der Gießharzteile unumgänglich, jeweils aufeinander abgestimmte konstante Volumenverhältnisse zu erzielen.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist am Bodenbereich eines Vorratsgefäßes oder in direkter Nähe des Bodenbereiches ein Pumpzylinder ausgebildet, in welchen ein Pumpkolben ein­ bringbar ist und ein Zulauf des Gießharzes aus dem Vorrats­ gefäß zum Pumpzylinder besteht. Durch Verschiebung des Pumpkolbens in dem Pumpzylinder wird das in dem Pumpzylin­ der befindliche Gießharz durch eine mit dem Auslaßbereich des Pumpzylinders in Verbindung stehende Abführleitung aus­ gefördert. Um ein Einströmen des Gießharzes bzw. der Gießharzkomponente in den Pumpzylinder zu ermöglichen, muß der Pumpkolben gänzlich aus diesem herausgezogen werden. Es ergibt sich dadurch, daß der Pumpzylinder in direkter Ver­ bindung mit dem Zulauf steht. Bei Beginn des Dosiervorgan­ ges ist es deshalb erforderlich, den Pumpkolben zunächst in den Pumpzylinder einzuführen und mit diesem in dichtenden Kontakt zu bringen. Dabei ist die Menge des, nach dichten­ dem Einbringen des Pumpkolbens in den Pumpzylinder, ausge­ förderten Gießharzes außer vom Arbeitshub (y) von mehreren Faktoren abhängig, nämlich von der Viskosität des Gießharzes, von der Wirksamkeit der Dichtung zwischen dem Pumpkolben und dem Pumpzylinder und von der Vorschubge­ schwindigkeit des Pumpkolbens.

Beim anfänglichen Einführen des Pumpkolbens in den Pumpzy­ linder strömt Gießharz zwischen Pumpkolben und Pumpzylinder in den Zulauf zurück, wobei diese zurückströmende Menge von den drei oben genannten Faktoren abhängig ist. Dieser Rück­ strömvorgang wird beendet, wenn der Pumpkolben vollständig dichtend in den Pumpzylinder eingeführt ist. Erst zu diesem Zeitpunkt kann der eigentliche Dosiervorgang vorgenommen werden, bei dem durch die nachfolgende Bewegung des Pump­ kolbens um den Arbeitshub (y) Gießharz verdrängt wird. Be­ dingt durch die Rückströmvorgänge bis zum dichtenden Ein­ tauchen des Pumpkolbens in den Pumpzylinder ergeben sich erhebliche Ungenauigkeiten bei der Dosierung des Gießharzes. Diese Probleme verstärken sich noch, wenn meh­ rere Pumpzylinder parallel arbeitend eingesetzt werden, wo­ bei der prozentuale Fehler umso größer wird, je geringer das insgesamt abgegebene Gießharzvolumen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher Ausgestaltung ein hohes Maß an Betriebssicherheit gewährleisten und eine ex­ akte Dosierung der abzugebenden Gießharzmenge ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe hinsichtlich des Verfah­ rens dadurch gelöst, daß der Pumpkolben in einem Vorhub un­ ter Verdrängung von Gießharz um einen vorgegebenen Weg in den Pumpzylinder eingeschoben wird und daß nachfolgend der Pumpkolben unter Verdrängung einer vorbestimmten Gießharz­ menge einen Arbeitshub ausführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Erfindungsgemäß wird der Pumpkolben zunächst um einen vorgegebenen Weg in den Pumpzylinder eingeführt. Bei Beendigung dieses Einführvor­ ganges (Vorhub) ist sichergestellt, daß sich der Pumpkolben in dichtender Anlage an dem Pumpzylinder befindet. Bei dem nachfolgenden Arbeitshub wird somit das im Pumpzylinder eingeschlossene Gießharzvolumen mit höchster Genauigkeit aus dem Auslaß des Pumpzylinders ausgefördert. Dosierun­ genauigkeiten ergeben sich somit, im wesentlichen, nur aus einer unpräzisen Bewegung des Pumpkolbens, weniger jedoch aus Änderungen der Viskosität des Gießharzes oder aus Ver­ schleiß der Dichtung. Ebenso spielt die Eintauchge­ schwindigkeit des Pumpkolbens beim Eintauchen in den Pumpzylinder keine entscheidende Rolle, im Vergleich zu dem Stand der Technik. Da die Bewegung des Pumpkolbens selbst sehr exakt steuerbar ist, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine höchst präzise Dosierung des Gießharzes.

Bevorzugterweise wird das bei dem Vorhub verdrängte Gieß­ harz in den Zulauf rückgeführt. Es ergibt sich hierdurch ein geschlossener Kreislauf, bei welchem kein Verlust an Gießharz auftritt. Es ist jedoch alternativ hierzu auch möglich, das bei dem Vorhub verdrängte Volumen des Gießharzes anderweitig abzuführen.

Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der Vorhub als Prüfhub ausgeführt wird, bei welchem der Druckanstieg in dem Pumpzylinder oder einer nachgeschalteten Leitung gemes­ sen wird. Wenn bei dem Prüfhub ein ausreichender Druck festgestellt wird, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß der Pumpzylinder vollständig gefüllt ist, so daß der nachfol­ gende Arbeitshub ausgeführt werden kann. Wird der vorgege­ bene Druck nicht erreicht, so kann das in dem Arbeitshub verdrängte Gießharzvolumen anstatt in den Durchlaufmischer in den Zulauf rückgeführt werden. Es ist auch möglich, den Pumpkolben zurückzuziehen, damit weiteres Gießharz in den Pumpzylinder strömen kann.

Die Anwendung eines Prüfhubes ist insbesondere bei Vorrich­ tungen besonders vorteilhaft, bei welchen eine Durchlauf­ entgasung des Gießharzes bzw. der Gießharzkomponente er­ folgt. Andererseits ist diese Verfahrensvariante auch bei normalen Vorratsbehältern vorteilhaft, insbesondere dann, wenn eine sehr schnelle Pumpfolge auftritt, d. h. die ein­ zelnen Taktzeiten sehr kurz sind, so daß das Einströmen des Gießharzes in den Pumpzylinder in Abhängigkeit von der Vis­ kosität des Gießharzes unterschiedlich lange dauern kann.

Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Bewegungsweg des Pumpkolbens in einen Vorhub mit Eintauchweg (z) und einen Arbeitshub unterteilt wird. Diese Unterteilung kann durch geeignete Steuerung des Antriebes des Pumpkolbens erfolgen.

Um den Druck während des Prüfhubes bestimmen zu können, ist es günstig, wenn im Bereich des Pumpzylinders oder der Ab­ führleitung ein Drucksensor vorgesehen ist. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zur Bestimmung des Prüfdruckes in der Rückführleitung ein Drosselventil angeordnet ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungs­ beispieles in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Da­ bei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, teils im Schnitt, ei­ nes Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Vorratsgefäß, das als Zulauf 1 dient, an des­ sen Bodenbereich ein Pumpzylinder 2 ausgebildet ist. Dieser ist an seinem bodenseitigen Ende mit einer Abführleitung 4 verbunden, um das in dem Vorratsgefäß 1 befindliche Gieß­ harz bzw. die Gießharzkomponente über ein Rückschlagventil 9 und eine Ventileinrichtung 5 einem Durchlaufmischer 10 zuzuführen. Von diesem wird das Gießharz über ein nicht dargestelltes Gießventil einer ebenfalls nicht gezeigten Gießform zugeleitet. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung üblicherweise nur eine Gießharzkomponente beinhaltet, ist der Durchlaufmischer 10, wie aus dem Stand der Technik be­ kannt, mit mehreren derartigen Vorratsgefäßen verbunden, um die einzelnen Gießharzkomponenten zu dem fertigen Gießharz zu mischen.

Im Innenraum des Vorratsgefäßes 1 ist ein Pumpkolben 3 an­ geordnet, welcher in vertikaler Richtung mittels eines An­ triebsmotors 11, mit welchem der Pumpkolben 3 über eine Kolbenstange 12 verbunden ist, bewegbar ist. Oberhalb des Pumpkolbens 3 ist eine Führungsplatte 13 angeordnet, welche sowohl mit dem Pumpkolben 3 als auch mit der Kolbenstange 12 verbunden ist und Durchströmöffnungen 14 zur Durchlei­ tung des Gießharzes aufweist.

Am oberen Bereich ist eine mit einem Ventil 15 versehene Einlaßleitung 16 vorgesehen. Weiterhin kann der Innenraum des Vorratsgefäßes 1 mit einer Vakuumquelle verbunden sein, die zu einer Entgasung der Gießharzkomponente führt.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ventilein­ richtung 5 als Dreiwegeventil ausgebildet, welches über eine Rückführleitung 6, die mit einem Drosselventil 8 ver­ sehen ist, mit dem Innenraum des Vorratsgefäßes 1 in Ver­ bindung steht oder über die Förderleitung 17 mit dem Sta­ tikmischer 10.

Weiterhin ist in der Abführleitung 4 ein Drucksensor 7 ein­ gebaut, um den Druck in der Abführleitung zu messen, so wie dies nachfolgend noch beschrieben werden wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Bei Beginn eines Dosierzyklusses ist zunächst der Pumpkol­ ben 3 vollständig aus dem Pumpzylinder 2 zurückgezogen, so wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, um ein freies Einströ­ men des Gießharzes in den Pumpzylinder 2 zu ermöglichen. Nachfolgend wird der Pumpkolben 3 um einen ersten Weg x nach unten verfahren. Dieser Weg bildet den Vorhub, bei welchem der Pumpkolben 3 um einen Weg z in den Pumpzylinder 2 eingeführt wird. Nach Beendigung des Vorhubes x ist der Pumpkolben 3 dichtend in den Pumpzylinder 2 eingefahren. Das bei diesem Einfahrvorgang verdrängte Gießharzvolumen wird über die Abführleitung 4, die Ventileinrichtung 5, die Rückführleitung 6 und das Drosselventil 8 in den Innenraum des Vorratsgefäßes 1 rückgeführt. Der hierbei in der Ab­ führleitung 4 gebildete Druck (bedingt durch das Drossel­ ventil 8 bzw. den Leitungswiderstand) wird von dem Druck­ sensor 7 ermittelt und an eine Steuer- oder Regeleinrich­ tung abgegeben. Der Druck ist ein Indiz dafür, ob sich eine ausreichende Gießharzmenge in dem Pumpzylinder 2 befindet und ob der Pumpkolben 3 dicht in den Pumpzylinder 2 einge­ fahren ist. Nachfolgend wird der Pumpkolben 3 um den Ar­ beitshub y verfahren, das hierbei verdrängte Gießharzvolu­ men wird nach Umstellung der Ventileinrichtung 5 dem Durch­ laufmischer 10 zugeführt. Die Umschaltung der Ventilein­ richtung 5 nach Beendigung des Vorhubes x erfolgt in Abhän­ gigkeit von dem Drucksignal des Drucksensors 7. Sollte durch den Drucksensor 7 kein ausreichender Druck ermittelt werden, so wird entweder der Pumpkolben 3 zurückgezogen oder es erfolgt keine Umstellung der Ventileinrichtung 5, so daß das in dem Arbeitshub y verdrängte Gießharzvolumen über die Rückführleitung 6 in das Vorratsgefäß 1 rückge­ führt wird.

Es ergibt sich somit der Vorteil, daß durch den Weg z eine ausreichende Eintauchtiefe des Pumpkolbens gewährleistet ist, so daß dieser ausreichend gegen den Pumpzylinder abge­ dichtet ist. Es entfällt hiermit eine beim Stand der Tech­ nik stets erforderliche Nullpunktjustierung, so daß auch zwei oder mehrere derartige Dosierpumpen in präziser Weise parallel betrieben werden können. An Stelle des Dreiwege­ ventiles 5 ist es auch möglich, in den entsprechenden Lei­ tungen einzelne, voneinander unabhängige Ventile vorzuse­ hen.

Die Steuerung der Bewegung des Pumpkolbens kann beispiels­ weise mittels einer sogenannten Achsensteuerung erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, den Weg des Pumpkolbens mecha­ nisch zu steuern, wobei beispielsweise im Bereich des Kol­ benantriebes ein Pneumatikzylinder vorgesehen sein kann, welcher die Antriebsbewegung des Pumpkolbens bei Beendigung des Vorhubes x abfängt und nach Druckabbau den Arbeitshub freigibt.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbei­ spiel beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifika­ tionsmöglichkeiten.

Claims (10)

1. Verfahren zur dosierten und kontrollierten Abgabe von Gießharz aus einem Zulauf (1), an dessen Bodenbereich ein Pumpzylinder (2) ausgebildet ist, in welchen ein in dem Zu­ lauf (1) bewegbar gelagerter Pumpkolben (3) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpkolben (3) in ei­ nem Vorhub (x) unter Verdrängung von Gießharz um einen Ein­ tauchweg (z) in den Pumpzylinder (2) eingeschoben wird und daß nachfolgend der Pumpkolben (3) unter Verdrängung einer vorbestimmten Gießharzmenge einen Arbeitshub (y) ausführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bei dem Vorhub (x) verdrängte Gießharz in den Zulauf (1) rückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vorhub (x) als Prüfhub ausgeführt wird, bei welchem der Druckanstieg in dem Pumpzylinder (2) oder einer nachgeschalteten Leitung (4) gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen eines vorgegebenen Druckes der Arbeitshub (y) ausgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nichterreichen eines vorgegebenen Druckes das in dem nachfolgenden Arbeitshub (y) verdrängte Gießharzvolumen in den Zulauf (1) rückgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß bei Nichterreichen eines vorgegebenen Druckes wäh­ rend des Vorhubes (x) der Pumpkolben (2) zurückgezogen wird.

7. Vorrichtung zur dosierten und kontrollierten Abgabe von Gießharz, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Zulauf (1) dessen Bodenbereich einen Pumpzylinder (2) umfaßt, in welchen ein reziprok bewegbarer Pumpkolben (3) einbringbar ist, und mit einer Abführleitung (4), mit welcher über eine Ventilein­ richtung (5) eine Rückführleitung (6), welche in den Zulauf (1) mündet, und eine Förderleitung 17 verbunden ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bewegungsweg des Pumpkolbens (3) in einen Vorhub (x) mit Eintauchweg (z) und einen Ar­ beitshub (y) unterteilt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Pumpzylinders (2) oder der Abführleitung (4) ein Drucksensor (7) zur Ermittlung des Druckes während des Vorhubes (x) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (6) ein Drosselventil (8) ange­ ordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (5) ein Dreiwege­ ventil umfaßt.