DE29500442U1

DE29500442U1 - Vorrichtung zum Fördern von fließfähigen Massen

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Publication number: DE29500442U1
Application number: DE29500442U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-13
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2005-01-13
Also published as: AT403833B; ATA4594A

Description

Peter Lisec

Vorrichtung zum Fördern von fließfähigen Massen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern von fließfähigen, insbesondere zäh-flüssigen oder pastösen. Massen mit wenigstens einer ersten Kolbenpumpe für eine erste Masse und mit wenigstens einer zweiten Kolbenpumpe für eine zweite Masse, wobei beide Kolbenpumpen auf einem gemeinsamen Träger montiert sind, wobei die erste Kolbenpumpe und die zweite Kolbenpumpe über einen Hebel gekuppelt ist, welcher Hebel mit dem Träger verschwenkbar gekuppelt ist, wobei der Abstand des Schwenklagers des Hebels vom Träger veränderbar ist, und mit einem am Hebel angreifenden, gemeinsamen, als Druckmittelzylinder ausgebildeten Antrieb für die erste und für die zweite Kolbenpumpe.

Derartige Vorrichtungen sind dazu bestimmt, wenigstens zwei fließfähige Massen in einem bestimmten Verhältnis beispielsweise zu einem Mischer oder unmittelbar zu einer Verarbeitungsvorrichtung zu fördern. Beispielsweise ist die eine Masse eine Basiskomponente eines Zwei-Komponenten-Kunststoffes oder ein Kunststoff. Die zweite Masse ist beispielsweise die Härterkomponente eines Zwei-Komponenten-Kunststoffes oder ein Kunststoff färbender Zusatz.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 4 317 647 (= DE-OS 28 54 687) bekannt.

Bei der bekannten Vorrichtung dienen die beiden Kolbenpumpen dazu, die Druckmittelzylinder in einem bestimmten Verhältnis mit Hydraulikmedium zu beaufschlagen. Da bei der bekannten Vorrichtung der die beiden Kolbenpumpen antreibende Druckmittelzylinder zu den beiden Kolbenpumpen parallel angeordnet, also ebenso wie diese zwischen dem Träger und dem Hebel angeordnet ist, ist die unten erläuterte, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbare Arbeitsweise nicht möglich.

Insbesondere ist es mit der bekannten Vorrichtung nicht möglieh, das in einer der beiden Kolbenpumpen enthaltene Medium

unabhängig von dem in der anderen Kolbenpumpe enthaltenen Medium vorzuspannen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß die in der zweiten Kolbenpumpe enthaltene Masse noch vor Beginn des eigentlichen Fördervorganges unter Druck gesetzt, also vorgespannt werden kann, so daß die geschilderten Nachteile nicht auftreten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß der Hebel mit dem Träger über ein am Träger verschwenkbar gelagertes Verbindungsglied dessen Länge veränderbar ist, verbunden ist, daß das Gehäuse des Druckmittelzylinders mit dem Gehäuse der ersten Kolbenpumpe verbunden ist, daß der Hebel an der Kolbenstange des Druckmittelzylinders verschwenkbar angelenkt ist und daß in der Ansaugleitung für die zweite Kolbenpumpe oder in der zweiten Kolbenpumpe ein Rückschlagventil, das den Strömungsweg nur in Richtung auf die zweite Kolbenpumpe hin freigibt, vorgesehen ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Masse in der zweiten Kolbenpumpe und auch in der diese mit einer Mischeinrichtung oder einer nachgeschalteten Vorrichtung verbindenden Leitung durch Verkürzen des längenveränderlichen Verbindungsgliedes, das den die Pumpen kuppelnden Hebel mit dem Träger verbindet, unter Druck zu setzen, noch bevor der eigentliche Pumpvorgang beginnt. Auf diese Weise ist es möglich, bei Beginn des eigentlichen Pumpvorganges den Druck in der von der zweiten Kolbenpumpe zu fördernden Masse auf den Druck einzustellen, der auch in der ersten Kolbenpumpe vorliegt.

Diese Vorteile gelten auch, wenn mehr als eine erste Kolbenpumpe und eine oder mehr als eine zweite Kolbenpumpe vorgesehen ist.

Die zweite Kolbenpumpe ist bei der Erfindung für gewöhnlich kleiner (geringeres Fördervolumen je Hub) ausgebildet als die erste Kolbenpumpe.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch, und hierin liegt ein weiterer Vorteil, die Förderpumpe für das Zuführen von Masse zur zweiten Kolbenpumpe entfallen, da die zweite Kolbenpumpe Masse aus einem Vorratsbehälter ansaugen kann, indem die Länge des Verbindungsgliedes vergrößert wird. Dadurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung der erfiridungsgemäßen Vorrichtung, da die Zuführpumpe zum Speisen der zweiten Kolbenpumpe entfallen kann. Nachdem die zweite Kolbenpumpe mit Masse gefüllt worden ist, kann die in ihr und wenn gewünscht, die in der von ihr ausgehenden Leitung enthaltene Masse unter Druck gesetzt ("vorgespannt") werden. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, daß die Massen von der ersten und der zweiten Kolbenpumpe von Anfang an in einem vorgegebenen Verhältnis gefördert und auch von Anfang an in diesem Verhältnis zu der Verwendungsstelle z.B. einer Mischvorrichtung oder einer Strangpresse gefördert werden.

Bevorzugte und vorzugsweise Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung gemäß der Erfindung. Es zeigt:

Fig. 1 in Seitenansicht eine Vorrichtung mit einer ersten Kolbenpumpe und einer zweiten Kolbenpumpe,

Fig. 2 die Vorrichtung von links der Fig. 1 aus gesehen und 30

Fig. 3 die zweite Kolbenpumpe im Schnitt.

Die in den Zeichnungen gezeigte Vorrichtung besteht aus einer als Dosierzylinder dienenden Doppelkolbenpumpe 1, deren beide Kolben 2 von einem gemeinsamen Hydraulikzylinder 3 angetrieben werden. Hiezu ist das Gehäuse 4 des Hydraulikzylinders 3 über ein Joch 6 und über zwei Zugstangen 13 mit dem Gehäuse 5 der Doppelkolbenpumpe 1 verbunden.

Das Gehäuse 5 der Doppelkolbenpumpe 1 ist mit einem gemein-

samen, stangenförmigen Träger 10 für die Teile der Vorrichtung verbunden.

An einer an der Kolbenstange 11 des Hydraulikzylinders 3 befestigte Schelle 12 ist ein Hebel 15 angelenkt, dessen anderes Ende 16 ebenfalls gelenkig mit dem einen Ende 17 eines Verbindungsgliedes 20 verbunden ist. Das andere Ende 21 des Verbindungsgliedes 20 ist mit der als Träger 10 dienenden Stange gelenkig verbunden.

Zwischen dem Verbindungsglied 20 und der Doppelkolbenpumpe 5 ist eine weitere (zweite) Kolbenpumpe 30 vorgesehen, die beispielsweise als Dosier zylinder zum Zumischen einer den aus der Kolbenpumpe 1 dosiert ausgepreßten Kunststoff färbenden Masse dient. Es ist aber auch möglich, mit Hilfe der zweiten Kolbenpumpe 30 eine Härterkomponente zu fördern, die der von der Doppelkolbenpumpe 1 dosiert ausgepreßten Basiskomponente eines Zwei-Komponenten-Kunststoffes zugemischt werden soll.

Die Kolbenstange 31 der zweiten Kolbenpumpe 30 ist über eine Spannschelle 32 mit dem Hebel 15 verstellbar verbunden. Auch das den Kolben 33 der zweiten Kolbenpumpe 30 aufnehmende Gehäuse 33 ist über eine Spannschelle 34 mit der als Träger 10 dienenden Stange verbunden.

Da die zweite Kolbenpumpe 30 mit der ersten Kolbenpumpe 1 durch den Verbindungshebel 15 zur synchronen Bewegung gekuppelt ist, wird bei entsprechender Betätigung des Hydraulikzylinders 1 Masse aus der ersten Kolbenpumpe 1 (Doppelkolbendosierpumpe) und der zweiten Kolbenpumpe 30 ausgepreßt und beispielsweise durch Leitungen zu einer Mischvorrichtung oder zu einer Verarbeitungsstation (Strangpresse, Spritzgußvorrichtung etc.) geleitet.

Das Mischungsverhältnis kann durch Verstellen der Lage der zweiten Kolbenpumpe 30 nach dem Lösen der Spannschrauben 35 der Spannschellen 32 und 34 entlang des Hebels 15 bzw. des Trägers 10 auf das gewünschte Verhältnis eingestellt werden. Um dieses Einstellen zu erleichtern, sind am Hebel 15 einerseits und an der den Träger bildenden Stange anderseits Meß-

- 5 leisten 36 befestigt.

Wie an sich bekannt, kann die erste Kolbenpumpe 1 mit der von ihr zu fördernden Masse über eine Pumpe, die beispielsweise eine Faßpumpe ist, beschickt werden, so daß die Masse in die erste Kolbenpumpe 1 unter Druck gefördert wird.

Bei der Erfindung ist das Verbindungsglied 50 im Gegensatz zu der bekannten Ausführungsform längenveränderlich ausgebildet.

Beispiele für längenveränderliche Verbindungsglieder 50 sind die in Fig. 1 gezeigte Anordnung eines Druckmittelzylinders 51, vorzugsweise eines Hydraulikzylinders, oder aber ein Spindeltrieb. Es ist aber auch möglich, andere längenveränderliche Anordnungen, wie ein Gelenkparallelogramm, das mit Hilfe einer Stellspindel betätigt werden kann, oder einfache, feststellbare Spreizvorrichtungen vorzusehen.

Wenn das längenveränderliche Verbindungsglied 50 als Stellspindel ausgebildet ist, kann die Spindelstange mit dem Hebel 15 oder mit dem Träger 10 gelenkig verbunden sein, wobei die Spindelmutter am anderen der genannten beiden Bauteile 10, 15 verschwenkbar befestigt ist. Falls das Spindelgetriebe nicht selbsthemmend ist, ist der Spindelmutter oder ihrem Antrieb eine Feststellbremse zugeordnet, um unerwünschtes Verstellen des Spindeltriebes zu verhindern.

Bevorzugt ist aber die in Fig. 1 gezeigte Anordnung eines DruckmittelZylinders 51 als längenveränderliches Verbindungsglied, die nachstehend in Einzelheiten beschrieben wird.

Die Kolbenstange 52 des Druckmittelzylinders 51 ist mit dem Hebel 15 verbunden, wogegen der Zylinder 53 mit dem Träger 10 verbunden ist. Eine umgekehrte Anordnung ist ebenfalls denkbar. Der Kolbenstange 52 des Druckmittelzylinders 51 ist eine Bremsvorrichtung 55 zugeordnet, mit welcher die Kolbenstange 52 gegenüber dem Zylinder 51 unverschiebbar festgelegt werden kann, um das längenveränderliche Verbindungsglied 50 in einer bestimmten Länge festzulegen. Diese Bremsvorrichtung 55 kann eine Bremsvorrichtung mit zwei Backen 56 sein, die sich an den

Umfang der Kolbenstange 52 anlegen, wenn die Kolbenstange 52 festzulegen ist.

Um den Hub des als Verbindungsglied 50 dienenden Druckmittel-Zylinders 51 zu erfassen, ist eine Meßeinrichtung 60 vorgesehen, deren relativ zueinander bewegliche Bauteile 61, 62 einerseits an der Kolbenstange 52 anderseits am Zylinder 53 befestigt sind. Die Längenmeßeinrichtung 60 gibt ein dem Abstand der Anlenkpunkte 18, 19 des Druckmittelzylinders 51 am Hebel 15 einerseits und am Träger 10 anderseits entsprechendes Signal über eine Leitung 63 an eine Anzeigevorrichtung oder an die Steuerung der Vorrichtung ab.

Anstelle einer elektronisch arbeitenden Längenmeßeinrichtung 60 kann auch ein einfaches Meßlineal vorgesehen sein.

Die Längenmeßvorrichtung 60 kann auch der zweiten Kolbenpumpe 30 zugeordnet sein.

Der ersten Kolbenpumpe 1 und der zweiten Kolbenpumpe 30 sind, wie für Pumpen üblich, nicht gezeigte Ventile zugeordnet, welche das Arbeiten der beiden Pumpen steuern. Diese Ventile können einfache federbelastete Ventile, z.B. Kugelventile, sein.

Mit der beschriebenen Vorrichtung kann wie folgt gearbeitet werden: Durch die (Faß-)Pumpe für die erste Masse werden die beiden Pumpräume der ersten Kolbenpumpe 1 mit der von ihr zu fördernden Masse gefüllt, wobei sich gleichzeitig die Kolben 2 in der ersten Kolbenpumpe 1 nach oben bewegen. Das Füllen der ersten Kolbenpumpe 1 kann durch den Hydraulikzylinder 3 unterstützt werden, indem die Kolben 2 der Kolbenpumpe 1 angehoben werden. Gleichzeitig bewegt sich im vorgegebenen Verhältnis (Lage der zweiten Kolbenpumpe 30 gegenüber der ersten Kolbenpumpe 1) auch der Kolben 37 in der zweiten Kolbenpumpe 30 nach oben, so daß diese die von ihr zu fördernde Masse ansaugt. Diese Ansaugbewegung der zweiten Kolbenpumpe 30 kann durch Vergrößern der Länge des längenveränderlichen Verbindungsgliedes 50 unterstützt werden, so daß diese unabhängig vom Hub der ersten Kolbenpumpe 1 und dem vorgegebenen Bewegungsver-

hältnis mit Masse gefüllt werden kann. Dies kann durch die dem längenveränderlichen Verbindungsglied 50 zugeordnete Längenmeßeinrichtung 60 überprüft und von dieser geregelt werden.

Wenn beide Kolbenpumpen 1 und 30 mit den von ihnen zu pumpenden Massen im gewünschten Ausmaß gefüllt sind - der Hebel 15 nimmt dann die in Fig. 1 obere der strich-punktiert angedeuteten Stellungen ein -, wird das längenveränderliche Verbindungsglied 50 verkürzt, um auch die Masse in der zweiten KoI-benpumpe 30 unter Druck zu setzen (vorzuspannen). Sobald der gewünschte Vorspanndruck der Masse in der zweiten Kolbenpumpe 30 und ggf. in einer an sie angeschlossenen Leitung erreicht worden ist, beginnt der eigentliche Ausstoßvorgang durch Betätigen des Hydraulikzylinders 3. Der Hydraulikzylinder 3 bewegt nicht nur die beiden Kolben 2 der ersten Kolbenpumpe, sondern auch im gegebenen Verhältnis, das durch die Lage der zweiten Kolbenpumpe 30 bestimmt wird, den Kolben 37 der zweiten Kolbenpumpe 30 nach unten, so daß die in den beiden Kolbenpumpen 1, 30 enthaltenen Massen ausgepreßt werden.

Dadurch, daß die Masse in der zweiten Kolbenpumpe 30 vorgespannt worden ist, beginnt diese gleichzeitig mit der Masse, die in der ersten Kolbenpumpe 1 enthalten ist, auszuströmen, so daß auch gleich am Beginn des Pumpvorganges die beiden Massen im gewünschten Verhältnis gefördert werden.

Das Vorspannen von Masse in der zweiten Kolbenpumpe 30 kann auch dadurch gesteuert werden, daß an Stelle der Längenmeßvorrichtung der Druckmittelzylinder 51 mit einem Druck beaufschlagt wird, der dem gewünschten Ausmaß des Vorspannens entspricht .

Ist das Verbindungsglied eine Spindel, so kann das Vorspannen von Masse in der zweiten Kolbenpumpe 30 auch durch Begrenzen des Drehmomentes, mit dem die Spindelmutter angetrieben wird, auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

Die Verwendung eines Verbindungsgliedes 20, das längenveränderlich ist, erlaubt es überdies durch Ändern der Länge des Verbindungsgliedes das Ausmaß des Hubes des Kolbens der zwei-

ten Kolbenpumpe 30 beim Füllen der zweiten Kolbenpumpe 30 und damit die Füllmenge zu verändern.

Zusammenfassend kann die Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden:

Zum Fördern von zwei fließfähigen Massen in einem gegebenen, wählbaren Verhältnis ist eine Vorrichtung mit einer ersten Kolbenpumpe 1 für eine erste Masse und einer zweiten Kolbenpumpe 30 für die zweite Masse vorgesehen. Die beiden Kolbenpumpen 1, 30 sind auf einem gemeinsamen Träger 10 montiert. Die Kolbenstangen 11 und 37 der ersten Kolbenpumpe 1 bzw. der zweiten Kolbenpumpe 30 sind über einen Hebel 15 miteinander gekuppelt, der überdies über ein Verbindungsglied 50 mit dem Träger 10 gelenkig verbunden ist. Das Verbindungsglied 50 ist ein Druckmittelzylinder 51, dessen Kolbenstange 52 mit dem Hebel 15 und dessen Zylinder 53 mit dem Träger 10 gelenkig verbunden ist. Durch Verkürzen des Verbindungsgliedes 50 (Einziehen der Kolbenstange 52 in den Zylinder 53 des Druckmittel-Zylinders 51) kann die in der zweiten Kolbenpumpe enthaltene Masse unter Druck gesetzt werden. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß am Beginn eines Pumpvorganges sowohl die Masse aus der ersten Kolbenpumpe 1 als auch die Masse aus der zweiten Kolbenpumpe 30 gleichzeitig zu strömen beginnen, so daß beide Massen im vorgegebenen Verhältnis genau dosiert gefördert werden.

Claims

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum Fördern von fließfähigen, insbesondere zäh-flüssigen oder pastösen, Massen mit wenigstens einer ersten Kolbenpumpe (1) für eine erste Masse und mit wenigstens einer zweiten Kolbenpumpe (30) für eine zweite Masse, wobei beide Kolbenpumpen (1, 30) auf einem gemeinsamen Träger (10) montiert sind, wobei die erste Kolbenpumpe (1) und die zweite Kolbenpumpe (30) über einen Hebel (15) gekuppelt ist, welcher Hebel (15) mit dem Träger (10) verschwenkbar gekuppelt ist, wobei der Abstand des Schwenklagers (18) des Hebels (15) vom Träger (10) veränderbar ist, und mit einem am Hebel (15) angreifenden, gemeinsamen, als Druckmittel zylinder ausgebildeten Antrieb

(3) für die erste und für die zweite Kolbenpumpe (1, 30), dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (15) mit dem Träger (10) über ein am Träger (10) verschwenkbar gelagertes Verbindungsglied (50) dessen Länge veränderbar ist, verbunden ist, daß das Gehäuse (4) des Druckmittel zylinder s

(3) mit dem Gehäuse (5) der ersten Kolbenpumpe (1) verbunden ist, daß der Hebel (15) an der Kolbenstange (11) des Druckmittelzylinders (3) verschwenkbar angelenkt ist und daß in der Ansaugleitung für die zweite Kolbenpumpe (30) oder in der zweiten Kolbenpumpe (30) ein Rückschlagventil, das den Strömungsweg nur in Richtung auf die zweite Kolbenpumpe (30) hin freigibt, vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (50) als Spindelstange ausgebildet ist, die in eine Spindelmutter, die am Träger (10) oder am Hebel (15) gelagert ist, geschraubt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelmutter ein Antrieb für das Verändern der Länge des Verbindungsgliedes (50) zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelmutter eine Feststellvorrichtung, z.B. eine Bremse zugeordnet -ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (50) als Druckmittelzylinder (51) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstange (52) des als Verbindungsglied (50') dienenden Druckmittelzylinders eine Bremse (55) zugeordnet ist, mit der die Kolbenstange (52) gegenüber dem Zylinder (53) des Druckmittelzylinders (51) festlegbar ist. 10

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstange (31) der zweiten Kolbenpumpe (30) eine Einrichtung zum Messen des Hubes zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbindungsglied (50) eine Längenmeßeinrichtung (60) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (15) mit der Kolbenstange (31) der zweiten Kolbenpumpe (30) gekuppelt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kolbenpumpe (30) an dem Hebel

(15) und an dem Träger (10) verstellbar festgelegt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (Zylinder 33) und die Kolbenstange (31) der zweiten Kolbenpumpe (30) mit dem Träger (10) bzw. mit dem Hebel (15) verschwenkbar verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (11) des Druckmittelzylinders (3) zur Kolbenstange (2) der ersten Kolbenpumpe (1) koaxial oder bei einer Doppelkolbenpumpe (1) symmetrisch zu deren Kolbenstangen (2) ausgerichtet ist.