DE2422341A1

DE2422341A1 - Verfahren und vorrichtung fuer transport und dosierung getrennter komponenten in einrichtungen zum extrudieren von mehrkomponenten-stoffen

Info

Publication number: DE2422341A1
Application number: DE2422341A
Authority: DE
Inventors: Oesten Carlsson; Carl-Ake Petterson
Original assignee: ALENCO EGNELL AB
Current assignee: ALENCO EGNELL AB
Priority date: 1973-05-10
Filing date: 1974-05-08
Publication date: 1974-12-05
Also published as: CA1040941A; GB1471303A; SE372908B

Description

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. Wolff H. Bartels

Dipl.-Chem. Dr. Brandes 2422341 Dr.-Ing. Held

Dipl.-Phys. Wolff

•7 Stuttgart 1, Lange Straße Tel. (0711) 29 6310 u. 29 72 Telex 07 22312 (patwo d) Telegrammadresse: tlx 07 22312 wolff Stuttgart

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3. Mai 1974

Unsere Ref.: 124 355/487333 Ina

ALENCO-EGNELL AB, Saltsjö-Boo, Schweden

Verfahren und Vorrichtung für Transport und Dosierung getrennter Komponenten in Einrichtungen zum Extrudieren von Mehrkomponenten-Stoffen

Telefonische Auskünfte und

40984 9/ 1006 Aufträge sind nur nach schriftlicher

Bestätigung verbindlich

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für Transport und Dosierung gesonderter Komponenten in Einrichtungen zum Extrudieren von aus mehreren Komponenten bestehenden Stoffen.

Beispiele solcher Mehrkomponenten-Materialien sind die sogenannten hitzehärtbaren Klebstoffe, bei denen ein Kunstharz. (Binder) und ein Härter in bestimmten Mengenverhältnissen vor der Benutzung vermischt werden müssen. Derartige moderne Klebverfahren werden bereits bei fortlaufenden Herstellungsverfahren zur Anwendung gebracht, um mit solchen hitzehärtbaren Klebstoffen die verschiedensten Teile zu verkleben. Dabei ist'es erforderlich, da^f Kunstharz und den Härter in sorgfältig abgemessenen Mengen zuzuführen und die beiden Komponenten, erst kurz bevor der Klebevorgang ausgeführt wird, miteinander zu kombinieren, da der Klebstoff fast unmittelbar nach dem Mischen auszuhärten beginnt. Hierbei treten jedoch große Probleme in Bezug auf das Vermischen der Komponenten in den richtigen Mengenverhältnissen und in Verbindung damit auf, daß die Komponenten bis zu dem Moment des Vermischens voneinander getrennt bleiben müssen, da das Aushärten sehr schnell stattfindet, wenn die beiden Komponenten einmal miteinander kombiniert sind. Ein fortlaufendes Arbeiten ist bislang nicht möglich, sondern es wird so vorgegangen, daß eihe solche Menge Klebstoffs gemischt wird, wie sie gerade aufgebraucht werden kann, bevor der Härtungsprozess zu weit fortgeschritten ist. Falls irgendeine Unterbrechung in der Verarbeitung auftreten sollte, so daß die gesamte Klebstoff menge nicht innerhalb des beabsichtigten Zeitraums verbraucht werden kann, wird der restliche Klebstoff unbrauchbar. Außerdem muß der Herstellungsvorgang immer wieder unterbrochen wer-len, um den Vorrat an gemischtem Klebstoff wieder auf-

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zufüllen. Dies hat zur Folge, daß ein fortlaufender Fließprozess praktisch nicht in Betracht kommt. Weitere Probleme treten im Zusammenhang mit der Reinigung der Misch- und Auftragewerkzeuge, Kessel und dergleichen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine kontinuierliche Bereitstellung eines aus mehreren Komponenten bestehen- den Stoffes ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Transportieren, Dosieren und Extrudieren der Komponenten dieses Stoffes zu schaffen, wobei die Komponenten bis zu dem Moment oder dem Ort ihrer Verwendung voneinander getrennt bleiben. Gelöst vrird dies erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Lösungsmerkmale.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematisiert gezeichnete Darstellungen eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Betriebszuständen;

Fig. 3 und 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels und

Fig. 5 eine Vorderansicht eines zur Verwendung bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 geeigneten Dosierzylinders.

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Die Erfindung wurde vorstehend und v/ird nachfolgend In Verbindung mit dem Mischen von Kunstharz und Härter zur Erzeugung eines Klebstoffs beschrieben. Es liegt jedoch auf der Hand, daß es sich hierbei lediglich um eine aus einer Vielzahl vorteilhafter Anwendungsmöglichkeiten handelt und daß auch mehr Komponenten als zwei bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gefördert und dosiert werden können. Die Vorrichtung kann auch genau so gut zum Extrudieren von Komponenten anderer Art, bei denen es sich nicht um Klebstoffkomponenten handelt, eingesetzt werden.

Die in Fig. l gezeigte Vorrichtung weist zwei Vorratseinrichtungen 1 und 2 für ein Kunstharz bzw. einen Härter auf. Zwei Pumpen 3 und 4, die die Komponenten über Leitungen 5 und 6 zu steuerbaren Ventilen 7 bzw. 8 vom Mehrwegtyp pumpen,sind mit den Vorratseinrichtungen 1 bzw. 2 verbunden. Die Ventile 7 und 8 sind über Leitungen 9 bzw. 10 mit zwei Dosierzylindern 11 bzw. 12 verbunden, so daß eine direkte Verbindung zwischen den Pumpen 3 und 4 und den Dosierzylindern 11 bzw. 12 erhalten wird, wenn sich die Ventile 7 und 8 in der in Fig. 1 angedeuteten Einstellung befinden. Die Dosierzylinder sind mit je einem zugeordneten Arbeitszylinder 13 bzw. 14 gekoppelt, bei denen es sich beispielsweise um pneumatische Zylinder handelt. Zum Steuern der Ventile 7 und 8 ist ein gemeinsamer Steuerzylinder 35 vorgesehen. Die Ventile 7 und 8 sind über Leitungen 16 und 17 auch mit zwei Ausgabedüsen 18 bzw. 19 in Verbindung, so daß bei der in Fig. 2 angedeuteten Einstellung.der Ventile 7 und 8 eine direkte Verbindung zwischen den Dosierzylindern 11, 12 und den Ausgabedüsen 19 bzw. 18 erhalten wird. Druckmesser 20 bekannter Art sind vor den Dosierzylindern 11, 12 angeordnet .

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Die beiden Komponenten werden durch die Pumpen

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3, 4 über die Leitungen 5 bzw. 6 gepumpt und gelangen bei dem in Fig. 1 gezeigten Betriebszustand über die Leitungen 9 bzw. IO zu den Dosie-rzylindern 11 bzw. 12, deren Kolben durch den Pumpendruck eine vorbestimmbare Strecke zurückgeschoben werden, so daß die gewünschte Menge in den betreffenden Zylinder eingefüllt wird. Dann werden die Ventile 7, 8 mittels des Steuerzylinders 15 in die in Fig. 2 angedeutete Stellung umgeschaltet, und die zugemessene Menge jedes der Komponenten wird über die Leitungen 9, IO sowie 16, 17 mittels der pneumatisch betätigten Arbeitszylinder 13 und 14 aus den Ausgabedüsen 18, 19 ausgestoßen, die auf den Bereich oder den Gegenstand gerichtet sind, auf den die Komponenten aufgetragen werden sollen. Dann werden die Ventile 7, 8 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung umgeschaltet, und der Vorgang wird wiederholt. Der Flußder Komponenten in den Leitungen und die Bewegung der Kolben in den Zylindern beim Füllen (Fig. 1) und beim Entleeren (Fig. 2) der Dosierzylinder sind in den Fig. durch Pfeile angedeutet.

Die gewünschte Menge jeder der Komponenten wird dadurch erhalten, daß die Dosierzylinder 11 und 12 ein entsprechendes Vorlumen aufweisen. In einer stationären Vorrichtung kann es daher, wenn fortlaufend gleichbleibende Mengen der Komponenten extrudiert werden müssen, ausreichend sein, die Dosierzylinder 11 und 12 so auszulegen, daß sich ein unveränderliches Dosiervolumen ergibt. Die Dosierzylinder können jedoch auch verstellbar ausgebildet sein, wie dies in Verbindung mit Fig. 5 noch näher erläutert werden wirdi Die für die Extrusion erforderliche Zeit kann eingestellt werden, indem man die Antriebskraft (Luftdruck) der be-, treffenden Arbeitszylinder verändert. Die Synchronisation

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Der Entleerungszeiten der beiden Zylinder kann durch den Antriebsdruck des zugehörigen ArbeitsZylinders und ebenso auch durch Wahl des Düsenquerschnitts der zugehörigen Ausgabedüse gesteuert werden. Da die beiden Komponenten gleichzeitig aufgetragen worden müssen, um einen vollständigen Klebevorgang zu erhalten, ist ein eingebautes (nicht dargestelltes) Warnsystem vorgesehen, das einen Alarm auslöst, wenn die Extrusionszeit gegenüber der beabsichtigten Ausstoßzeit abweicht.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zwei Vorratseinrichtungen 21 und 22 für die zu extrudierenden Komponenten vorgesehen. Pumpen 23 und 24 sind mit den Vorratseinrichtungen verbunden und pumpen die betreffende Komponente über Leitungen 25 bzw. 26, die über je eine T-Rohr-Verbindung mit je änem Ventilpaar 27 und 28 bzw. 29 und 30 verbunden sind. Sämtliche dieser Ventile werden durch einen gemeinsamen Steuerzylinder 31 betätigt, bei dem es sich vorzugsweise um einen pneumatischen Zylinder handelt. Die Ventile der Ventilpaare 27 und 28 bzw. 29 und 30 sind so geschaltet, daß während des Zeitraums, wo je ein Ventil der Ventilpaare die Leitungen 25 und 26 über Leitungen 32 bzw. 33 mit Dosierzylindern 34 bzw. 35 verbindet, das jeweils andere Ventil jedes Ventilpaares . - - . .

die andere Seite des doppelt wirkend, ausgelegten zugeordneten Dosierzylinders 34 bzw. 35 mit den nicht dargestellten Ausgabedüsen über Leitungen 36, 38 bzw. 37, 39 verbindet. Die Dosierzylinder 34, 35 sind doppelt wirkend und mit einem Kolben und einer Kolbenstange versehen, wie dies dargestellt ist, könnten jedoch auch mit einem freien Kolben versehen sein.

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Die in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschriebene Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Wenn die Vorrichtung sich in dem in Fig. 3 gezeigten Betriebszustand befindet, dann werden" die Komponenten über die Leitungen 25, 26, die Ventile 27, 29 und die Leitungen 32, 33 zu der linken Seite der Dosierzylinder 34, 35 zugeführt, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Die durch Pumpen zugeführte Menge der Komponenten verschiebt die Kolben der Dosierzylinder 34, 35 in der Zeichnung nach rechts, wobei gleichzeitig eine entsprechende Menge der Komponenten durch die Leitungen 36, 38 bzw. 37, 39 und die Ventile 28 bzw. 30 den nicht dargestellten Ausgabedüsen zugeführt und aus diesen ausgestoßen wird. Nach Abschluß dieses Arbeitsschritts, d.h., wenn die Kolben der Dosierzylinder die rechte Endstellung erreicht haben, dann werden die Ventile mittels des Steuerzylinders 31 umgeschaltet,und die Komponenten werden zu der rechten Seite der Dosierzylinder über die · Leitungen 25, 26, die Ventile 28, 30 und die Leitungen 36, 37 zugeführt, während gleichzeitig das auf der jeweils anderen Seite des Kolbens der Dosierzylinder befindliche Material durch die Leitungen 32, 33 und die Ventile 27, 29 sowie,die Leitungen 38 bzw. 39 zu den Ausgabedüsen gedrückt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind daher für die Dosierzylinder 34, 35 keine Arbeitszylinder erforderlich, sondern die Betätigung der Dosierzylinder erfolgt durch die durch Pumpen zugeführten Komponenten selbst. Auch die in den Fig. 3 und 4 gezeigten Dosierzylinder können ein variables Volumen aufweisen, und auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein einstellbares Warnsystem vorgesehen sein, wie es auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. l und 2 Anwendung finden kann.

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In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Dosierzylinders 40 mit verstellbarem Volumen gezeigt. Der Dosierzylinder 40 ist verschiebbar in einem Spanngehäuse 41 angeordnet und wird in der gewünschten Einstellage im Spanngehäuse 41 festgespannt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Spanngehäuse 41 in bekannter Weise in zwei Hälften geteilt ist und daß mittels einer Spannschraube eine Klemmkraft v/irksam "werden kann. Diese Spannschraube kann mitteis eines Hnadhebels 42 angezogen und gelöst werden. Das Spanngehäuse 41 ist starr mit einem Arbeitszylinder 44 über Stangen 43 verbunden. Eine Kolbenstange 45 des Arbeitszylinders 44 ist mit einer Kolbenstange 46 des Dosierzylinders verbunden. Die Anordnung ist der schematisiert in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung ähnlich. Der Arbeitszylinder 44 hat eine bestimmte Hublänge, so daß sich die Kolbenstange 45 um eine vorbestimmte Strecke bewegen kann. Es ist daher ohne weiteres zu ersehen, daß ein verschiedenes Dosiervolumen des Dosierzylinders 40 dadurch erhalten werden kann, daß dieser Dosierzylinder 40 im Spanngehäuse 41 relativ zu dem Arbeitszylinder in eine bestimmte Stellung gebracht und dort festgespannt wird. Der Dosierzylinder 40 weist eine Skala auf, so daß das gewünschte Dosiervolumen leicht eingestellt werden kann. Der Dosierzylinder 40 ist über eine Leitung 47 mit einer Vorrichtung der Art verbunden,wie sie in den Fig. 1 und 2 beispielsweise gezeigt ist. Die Fig. 5 zeigt den Dosierzylinder 40 in entleertem Zustand.

Es versteht sich, daß die hier gezeigten und erläuterten Ausführungsformen lediglich Beispiele aus einer Vielzahl möglicher Verkörperungen der Erfindung darstellen, die abgewandelt werden können, ohne den Bereich der Erfindung

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zu verlassen. Beispielsweise können die angewendeten Vorrichtungsteile z.B. die Dosierzylinder, Ventile, Pumpen usw. von anderer Art sein, als es hier gezeigt ist,und die Vorrichtung kann auch zum Extrudieren anderer Komponenten, als sie hier erwähnt sind, oder zum Extrudieren von mehr als zwei Komponenten benutzt werden,ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentansprüche

1; Verfahren für Transport und Dosierung gesonderter Kompo- ^: nenten in Einrichtungen zum Extrudieren von aus mehreren Komponenten bestehenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Komponente gesondert von einer zugehörigen Vorratseinrichtung her über ein steuerbares Ventil in einen Dosierzylinder gepumpt wird, daß dessen Kolben gleichzeitig zurückgedrückt wird, um eine bestimmte Menge der Komponenten abzumessen, daß das Ventil so gesteuert wird, daß der Dosierzylinder mit einer der jeweiligen Komponente zugeordneten Ausgabedüse verbunden wird und daß durch den Kolben des Dosierzylinders die abgemessene Menge der Komponente über die zugeordnete Ausgabedüse ausgestoßen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstoßen dadurch bewirkt wird, daß eine entsprechende Menge der betreffenden Komponente in den zugehörigen Dosierzylinder auf der der auszustoßenden, abgemessenen Menge gegenüberliegenden Seite des Kolbens eingespritzt wird.
3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpen (3, 4; 23, 24) »zum getrennten Fördern der Komponenten von den zugeordneten, gesonderten Vorratseinrichtungen (1, 2; 21, 22) zu je einem zugeordneten, steuerbaren Ventil (7, 8; 27 bis 30) vorgesehen sind, das in seiner einen Stellung die Pumpen (3, 4;

23, 24) mit einer Seite eines Dosierzylinders (11, 12; 34, 35) und in der anderen Stellung die Dosierzylinder (11, 12;

24, 35/ 40) mit einer Ausgabedüse (18, 19) verbindet, und daß eine Antriebseinrichtung zum Betätigen der Kolben der Dosierzylinder (11, 12; 34, 35; 4O) vorgesehen ist, um die abgemessene Menge der Komponenten durch die zugeordnete Ausgabedüse (18, 19) auszustoßen.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß doppelt wirkende Dosierzylinder (34, 35) vorgesehen sind und daß die Betätigung der Kolben der Dosierζ/linder durch Einspritzen der zugeordneten Komponente in die Dosierzylinder auf der Seite des Kolbens bewirkt wird, die der auszustoßenden Menge entgegengesetzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierzylinder (11, 12; 40) einfach wirkend sind und daß als Antrieb zum Betätigen der Kolben der Dosierzylinder Arbeitszylinder (13, 14; 44) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben der Arbeitszylinder (44) und der Dosierzylinder (4O) über deren Kolbenstangen (45, 46) starr verbunden sind und daß die Dosierzylinder (40) relativ zu den zugehörigen Arbeitszylindern (44) verschiebbar und in gewünschter Einstellage festlegbar sind, um die Menge der durch die betreffenden Dosierzylinder (40) bemessenen Komponente zu' verändern.
7. Vorrichtung nachAnspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Dosierzylinder (40) in einem Spanngehäuse (41) verschiebbar gelagert sind, das den zugeordneten Dosierzylinder umgibt, zv/eiteilig ausgeführt ist und mittels einer lösbaren Spannschraube am Dosierzylinder (40) festklemmbar ist, und daß das Spanngehäuse (41) starr über Stangen (43) mit dem zugeordneten Arbeitszylinder (44) verbunden ist.

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