DE3031067A1

DE3031067A1 - Dosierpumpe fuer zwei komponenten

Info

Publication number: DE3031067A1
Application number: DE19803031067
Authority: DE
Inventors: George William Minnetonka Minn. Clements
Original assignee: Seeger Corp
Current assignee: Dayton Rogers Manufacturing Co
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1980-08-16
Publication date: 1981-04-09
Also published as: CA1166073A; GB2059516A; FR2465902B1; DE3031067C2; GB2059516B; FR2465902A1; IT8068321A0; IT1128987B

Description

Seeger Corporation, 1975 Seneca Road, St. Paul, MN/USA

"Dosierpumpe für zwei Konpcnenten"

Die Erfindung betrifft eine veränderliche Dosierpumpe van jyfenbrantvp und insbesondere eine einstellbare Pumpe, die zum genauen und einstellbaren Fördern von abgemessenen ifengen eines zweikotponentigen Produktes geeignet ist.

Eine übliche Verwendung von Dosierpumpen besteht im Bemessen vcn Komponenten eines itEhrkomponentigen Produktes, etwa Farben, Harze oder Bodenbedeckungsmaterialien, und femer im Zusetzen von kleinen Jfengen eines Konzentrates zu Wasser, etwa zum Düngen oder zum Sprühen von Herbiziden auf Getreidefelder.

Bei derart unterschiedlichen Verwendungsarten sind zahlreiche Erfordernisse in Betracht zu ziehen, um einen sehr großen Teil der Anforderungen an die Fähigkeit einer derartigen Pumpe zu erfüllen.

Cbwohl eine Dosierpumpe für zwei Komponenten bereits bekannt ist, beschränken Konstrükticnseigenschaften hiervon klar den Einsatz in bestimmten Situationen. Die Dosierfähigkeit wurde durch mechanisches Begrenzen des Rückhubes des Kolbens geliefert, vgl. IB-PS 3,612,727. Durch Begrenzen des Rückhubes des Kolbens trifft der Kolben auf einen mechanischen Anschlag, der plötzlich die Trägheitskraft des Kolbens, irgendwelcher damit verbundener Teile und der membranbetätigten Hydraulikflüssigkeit oder des Hydrauliköls

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absorbiert. Der umlaufende Nocken wird anfänglich den gestoppten Kolben abheben und dann wieder auf den Kolben auf treffen, um diesen plötzlich in Bewegung zu versetzen. In Abhängigkeit von der Form des Nockens und der Zeit von jedem Zyklus, in dem der Nocken erneut mit dem Kolben in Eingriff gerät, kann das wiederholte Auftreffen des Nockens auf den Kolben und das wiederholte Aufschlagen des Kolbens gegen den Anschlag eine beträchtliche Vibration der Pumpe hervorrufen.

Andere Dosierpumpen vom Merrbrantyp für einzelne Kempenenten verwendeten andere mechanische Einrichtungen zum Variieren der Pumpleistung. Beispielsweise besitzt eine Pumpe eine Öffnung im Kolben zum plötzlichen Abfallenlassen des Drucks im Zylinder am Ende des Druckhubes, wem die Kolbenöffnung am Ende eines stationären und einstellbaren Stabes vorbeiläuft, wie US-PS 2, 285,182 beschreibt. Bei einer weiteren Pumpe wird die Länge des Kolbenhubes durch Variieren der Exzentrizität des Antriebs für den Kolben verändert, siehe US-PS 3,374,75ο. Ein derartiges Variieren der Exzentrizität iirpliziert eine komplizierte Mschanik, wobei das Ausnützen des Abfalls

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des entwickelten Drucks am Ende des Druckhubes einem recht komplizierten Aufbau und zum Entstehen von Unterdrücken beim Rückhub führt, was mit einer entsprechenden Problematik verbunden ist.

Andere Pumpen vom Mambrantyp beruhen auf einer grundsätzlichen Trennung zwischen der durch den hin- und hergehenden Kolben gepumpten Hydraulikflüssigkeit und der anderen Flüssigkeit, die von der lyfembran gepumpt wird, tiberdruck unter bestimmten Bedingungen wird auf verschiedene Weise bei diesen Pumpen abgebaut und außerdem ist hierbei natürlich ein erneutes Füllen des Zylinders nach dem Druckabbau notwendig, vgl. US-PSen 2,578,746; 3,o75,468; 3,254,845 und 3,680,981.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Ntembranpumpe für zwei Komponenten zu schaffen, um einfach und wirksam die Quantitäten der zu pumpenden Komponenten über einen weiten Beiach ändern zu kennen.

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Weiterhin soll die Erfindimg dazu dienen, eine Tandemmembranpumpe für zwei Komponenten zu schaffen, bei der eine Steuereinrichtung zum ändern der Proportionierung der gepumpten Flüssigkeit in einfacher Weise und ohne weiteres vorgesehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine Tandeitmeirbranpumpe für zwei Komponenten und einen Antrieb hierfür zu schaffen, der geeignet ist, die Quantitäten beider zu pumpenden Flüssigkeiten und ferner den Anteil der Flüssigkeiten in bezug zueinander zu variieren.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine veränderliche Mambranpumpe mit einer Einrichtung zur Einstellkontrolle und zum Ändern der Proportionen der Komponenten zu schaffen, die ein extrem genaues Einstellen der zu pumpenden Mangen erleichtert, und bei der die Einstellungen ohne weiteres wiederholbar sind.

Zusätzlich ist es Aufgäbe der Erfindung, eine Tandemmsmbranpumpe zu schaffen, die langlebige und wirksame abdichtende Pumpmembrane aufweist, die einer zerstörenden Wirkung der zu pumpenden Flüssigkeiten wi derstehen.

Auch ist es Aufgabe der Erfindung, eine Msmbrandosierpumpe für zwei Konpcnenten zu schaffen, die für einen Druckabbau der pumpenden Hydraulikflüssigkeit führt, wenn der Strom des zu pumpenden Materials plötzlich gestoppt wird, während ein Druckäbbau der Hydraulikflüssigkeit während des Normalbetriebes und während des Flusses der zu pumpenden Flüssigkeit zu einem Äbgabeorgan vermieden wird.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß die Dosierpumpe für zwei Komponenten Tandemmsnbranpumpen aufweist, die jeweils durch eine separate Kolbenpumpe über einen gemeinsamen Antrieb betätigt werden, während eine einstellbare Hülse, die die Zylinderwand einer der Kolbenpumpen bildet, vorgesehen ist, um das gewünschte anteilige Dosieren für die Msmbranpumpen einzustellen.

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Ein weiteres Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß bei der Dosierpumpe für zwei Komponenten, die Tandermerribranpumpen und Kolbenpumpen zur Betätigung der Membranpumpen verwendet, einer der Kolben in einer einstellbaren Hülse mit einer Wiedereinfüllöffnung arbeitet, die direkt mit dem gemeinsamen Reservoir für das pumpende Öl in Verbindung steht, wobei sich die Hülse genügend weit in das Reservoir erstreckt, wobei ihre Außenseite sich in dem Reservoir befindet, während sich der Kolben im Inneren hiervon erstreckt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht im Vorsehen einer variablen Geschwindigkeitscharakteristik der Dosierpumpe für zwei Komponenten zum Steuern der Quantität der von beiden Membranpumpen zu pumpenden Flüssigkeiten und in einer Kontrolleinrichtung zum Ändern der relativen Pumpleistungen der beiden Membranpumpen zum Erhalten einer korrekten anteiligen Bemessung der zu pumpenden Flüssigkeit.

Ein weiteres Markmal besteht im Vorsehen einer Einstellvorrichtung mit einem Doppelgewinde auf einer verstellbaren Hülse, die den Zylinder einer Kolbenpumpe bildet, die die Membranpumpe gemäß der Erfindung betätigt.

Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht im Vorsehen einer Dosierpumpe für zwei Komponenten unter Verwendung von Tandemmembranpumpen, die Membrane einer Sandwichkonstruktion aus Buna-N-Gummi auf der Ölseite der Membran auf Teflon auf der Pumpseite der Membran aufweisen, um der zerstörerischen Wirkung von zu pumpenden Flüssigkeiten zu widerstehen, wobei die schichtweise aufgebaute Membran ringförmige innere und äußere Dichtungswülste aufweist, die in Nuten in dem Gehäuse und in der Befestigung für den Membrankolben, der kolbenbetätigt ist, aufgenommen werden.

Ein anderes zusätzliches Merkmal der Erfindung besteht darin, die Dosierpumpe, bei der Membranpumpen -verwendet werden, derart anzupassen, daß sie entweder durch einen rotierenden Exzenter oder durch einen anderen schnellwirkenden hin- und hergehenden Antrieb,.

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etwa einen Kolben eines pneumatischen ]Xbtors angetrieben wird.

Ein hauptsächlicher Vorteil, der erfindungsgemäß erreicht wird, besteht in dem genauen Ändern der Anteile der Mengen von Flüssigkeit, die gepumpt wird, über einen weiten Bereich, und darin, daß es ermöglicht wird, die Quantitäten beider Flüssigkeiten beträchtlich zu variieren, ahne daß unerwünschte Vibrationen in der Pumpeneinrichtung hervorgerufen werden, und zwar unabhängig von den verwendeten Drücken und Qsschwindigkeiten bzw. Pumpleistungen. Erfindungsgemäß können die zu pumpenden Quantitäten ohne weiteres eingestellt und wiederholt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt sdheitiatisch eine Dosierpumpeneinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt, etwa längs der Linie 2-2 von Fig. 3,

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt, etwa längs der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 vcn Fig. 3,

Fig. 5 zeigt schematisch eine modifizierte Ausführungsform,

Fig. 6 zeigt, teilweise im Schnitt, eine weitere modifizierte Ausführungsform einer Dosierpumpe.

Die in Fig. 1 dargestellte Dosierpumpe 1o für zwei Komponenten wird typischerweise dazu verwaidet, das zu pumpende Material einem Mischer 11 zuzuführen, von dem aus die gemischten Komponenten über einen langen Schlauch 12 einer ohne Luft arbeitenden Sprüheinrichtung 13 zugeführt werden. Zusätzliche Einrichtungen können zwischen dar Pumpe 1o und dem Mischer 11, z.B. zum Erhitzen und Filtern des

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zu pumpenden Materials verwendet werden. In einem typischen Anwendungsfall wird Harz von einer Quelle 14 und ein Katalysator von einem anderen Vorratstank 15 aufgegeben.

und Ein Motor 16 dient als Drehantrieb für die Pumpe 1o ist über

eine Riemenscheibe 17 mit veränderlicher Drehzahl, einen Riemen 18 und eine Riemenscheibe 19 mit der Eingangswelle 2o der Pumpe 1o verbunden.

Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Pumpe 1o besitzt diese ein Gehäuse 21, das eine zentrale Kammer 22 definiert, die ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit bildet. Die Vfelle 2o ist in Lagern 23 und 24 montiert und definiert einen Exzenter 25, der einen exzentrischen Abschnitt 26 der Welle 2o umfaßt, der von iinem Kugellager umgeben ist, dessen äußere ringförmige Umfangsfläche 27a als ein Exzenter um die Rotationsachse der Welle 2o umläuft.

Die Pumpe 1o umfaßt ein Paar von Mambranpumpen 28 und 29 und ein Paar von Kolbenpumpen 4o und 41.

Die beiden Mambranpumpen 28 und 29 sind im wesentlichen identisch, wobei identische Bezugszeichen für beide verwendet werden. Das Gehäuse 21 besitzt Ausnehmungen 21.1 und 21.2., die Einsatzkörper 3o der Membranpumpen aufnehmen. Endverschlüsse 31 sind an dem Gehäuse 21 etwa durch Kopfschrauben zum Halten und Festklemmen der Einsatzkörper 3o in stationärer Position befestigt.

Die Membranpumpen 28 und 29 besitzen Pumpenkammern 32 für das zu pumpende Material und Pumpenkammern 33 für Hydraulikflüssigkeit an gegenüberliegenden Seiten der Membranen 34.

Ein Mambrankolben 35 ist durch Festspannen an der Mitte der ringförmigen Membran 34 befestigt und erstreckt sich in einen Zuführkanal 36 in dem Einsatzkörper 3o, der mit der Kammer 33 für Hydraulikflüssigkeit in Verbindung steht. Eine Druckfeder 37 legt sich mit einem Ende gegen eine Schulter in dem Einsatzkörper 3o und mit dem anderen Ende gegen eine Abdeckscheibe 38, die an dem freien Ende des Mambrankolbens 35,etwa mittels einer Schraube, verankert ist.

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Der Membrankolben 35 wird durch eine stationäre Lagerhülse 35.1 in dem Zuführkanal 36 geführt und bezüglich des Einsatzkörpers 33 durch eine kreuzstückartige Befestigung in. Abstand gehalten.

Die Msrrforanen 34 sind ringförmig und von schichtförmigem Aufbau, wobei eine Schicht 34.1 aus Neopren-Gurtmi zur Kamoier 33 für Hydraulikflüssigkeit und eine Schicht 34.2 aus einem im wesentlichen inerten Plastikmaterial, etwa Mylar oder einem anderen Plastikmaterial, wie Teflon, einem Polyfluortetraäthylen, zur Kaimner 32 gerichtet sind.

Die Menbranen 34 besitzen ringförmige Wülste 34.3 an ihren Innenrändern und ringförmige Wülste 34.4 an ihren Außenrändern.

Die äußeren Wülste 34.4 der Menbranen passen in ringförmige Nuten 3o.1 in den Einsatzkörpem 3o, während die inneren Wülste 34.3 in ringförmige Nuten 35.2 in dem Klemnkopf 35.3 an einem Ende des Msitbrankolbens 35 passen. Der Innenrand der Membran 34 ist gegen denKopf 35.3 mittels einer Klemmscheibe 39 eingeklemmt, die auf dem Ende des Meirbrankolbens 35 mittels einer Schraube 39.1 gehalten wird.

Die Kattmem 32 für das zu pumpende Material der Menbranpumpen 28 und 29 sind über Anschlußstücke 42 und 43 angeschlossen, die entsprechend mit Einström- bzw. Ausströmsperrventilen 44 und 45 versehen sind, durch die das zu pumpende Material in bzw. aus den Kairmem 32 hinein bzw. herausgeführt wird. Die Anschlußstücke 42 sind an Zuführleitungen 46 und 47 von den beiden Vorratsbehältern 14, 15 für die zu mischenden Materialien angeschlossen, während die Auslaßanschlußstücke 43 an Auslaßleitungen 48 und 49 angeschlossen sind, die die Komponenten dem Mischer 11 zuführen.

Die Membranpumpen 28 und 29 werden entsprechend durch Hydraulikflüssigkeit betätigt, die vcn den Kolbenpumpen 4o und 41 gepumpt wird. Die Kolbenpumpen 4o und 41 besitzen hin- und hergehende Kolben · 5o und 51, die Gleitköpfe 5o.1 und 51.1 aufweisen, die an der Außenumfangsfläche 27a des Exzenters 27 anliegen. Schraubenfedern 52

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und 53 stützen sich an einem Ende gegen eine Schulter des Gehäuses 21' und femer gegaidie Köpfe 5o. 1 bzw. 51.1 der Kolben 5o und 51 ab, um die Kolben 5o, 51 ständig gegen die Außenumfangsfläche 27a des Exzenters zu drücken.

Die Zylinder 54 und 55, in denen die Kolben 5o und 51 hin- und herbeweglich angeordnet sind, werden durch Zylinderwandhülsen 56 bzw. 57 gebildet. Die Zylinderwand 57 ist stationär in dem Gehäuse 21' und wird von dem benachbarten Einsatzkörper 3o eingeklemmt, so daß eine Schulter 57.1 sich gegen eine benachbarte Schulter in dem Gehäuse 21' abstützt. Eine beträchtliche Länge des inneren Endes der Zylinderwandhülse 57 erstreckt sich in das Reservoir 22 für Hydraulikflüssigkeit, das den Außenumfang 57.2 des Innenabschnitts der Zylinderwandhülse 57 umgibt. Ein Paar von Öffnungen 27.3 erstreckt sich durch die Zylinderwandhülse 57 und steht mit ihren inneren Enden mit der Punpenkamrrer oder dem Zylinder 55 und mit den äußeren Enden mit dem Reservoir 22 in Verbindung.

Die Feder 53 umfaßt den Außenumfang der Zylinderwandhülse eng.

Das innere Ende 56.1 der Zylinderwandhülse 56 erstreckt sich ebenfalls über einen wesentlichen Abstand in das Reservoir 22, wobei Öffnungen 56.2 in der Zylinderwandhülse 56 die Verbindung zwischen der Pumpenkamner oder dem Zylinder 54 und dem Reservoir 22 an der Außenseite der Hülse 56 liefern. Die Hülse 56 ist bündig in einer Bohrung 21.1 des Gehäuses 21' montiert und darin in Längsrichtung verschiebbar. Die Hülse 56 besitzt einen geschlossenen Kopfteil 56.3, der eine Keilnut oder Ausnehmung 56.4 in Längsrichtung aufweist. Ein Verriegelungsstift 58 ist in das Gehäuse 21 eingeschraubt und. erstreckt sich in die Keilnut 56.4 zum Führen der Zylinderwand 56 bei ihrer Bewegung in Längsrichtung unter Vermeidung einer Rotation der Hülse.

Die Zylinderwandhülse 56 ist mit Ansatz 56.5 versehen, der an seinem Außenumfang mit einem Gewinde 56.6 versehen ist. Der Ansatz 56.5 ist in eine Drehsteuereinrichtung in Form einer Hülse 59

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und einem darauf befestigten Rändelknopf geschraubt. Die Hülse 59 besitzt eine mit Gewinde versehene Außenfläche 59.1, die in ein Auge 61 geschraubt ist, das einstückig mit dem Gehäuse21 ausgebildet ist.

Die Gewinde, scwchl an der Innen- als auch an der Außenseite der Hülse 59, sind beide Rechtsgewinde, jedoch mit unterschiedlichem Gang. Die Gewinde an der Außenseite der Hülse 59 und an deren Innenseite stehen in einem Verhältnis von 18 : 24 im dargestellten Ausführungsbeispiel. Dementsprechend ergibt ein Drehen der Teile 59 und 6o um einen bestimmten Drehwinkel nur eine sehr begrenzte Bewegung des Ansatzes 56.5 und damit der Zylinderwandhülse 56.

Die Zylinderwandhülse 56 besitzt eine Vielzahl von großen Durchflußöffnungen 62 zur Verbindung mit dem Zuführkanal 36, der mit der Hydraulikflüssigkeitskanner 33 der benachbarten Membranputnpe 28 in Verbindung steht.

Druckentlastungs- oder Bypassleitungen 63 und 64 sind in dem Gehäuse 21 vorgesehen, um es der Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen, aus den Pumpenkaimern 54 und 55 in das Reservoir 21 unter bestürmten Bedingungen zurückzukehren, etwa wenn die Sprühdüse 13 plötzlich verschlossen wird, um zu vermeiden, daß zu pumpendes Material aus den Kammern 32 der Msrrbr anpumpen heraustritt. Druckminderventile 65 sind in den Bypassleitungen 63 und 64 vorgesehen und im wesentlichen identisch ausgebildet. Jedes der Druckminderventile besitzt ein Ventilelement 66, das durch eine Feder 67 gegen einen Ventilsitz 68 gedrückt ist, um das Druckminderventil 65 in geschlossenem Zustand zu halten, bis der Druck in der benachbarten Pumpenkaimer einen vorbestimmten Minimalwert überschreitet. Die Spannung der Feder 67 wird durch einen Anker 68 aufrechterhalten und eingestellt, der in eine Abschlußschraube 69 eingeschraubt ist, die mit einem Ansatz 7o des Gehäuses 21 verschraubt ist.

Eine Verbindung zwischen der Pumpenkamrer 54 zu dem Druckminderventil 65 in dem Bypass 63 ist durch eine ringförmige Verteilemut 71 in dem Gehäuse 21 vorgesehen, die sich über den ge-

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samten Außenumfang der Zylinderwandhülse 56 benachbart der Öffnungen 62 erstreckt. Die Verteilemut 71 steht ferner mit dem Zuführkanal 36 in Verbindung, durch den Hydraulikflüssigkeit zu der Hydraulikflüssigkeitskamner 33 der Msnbranpumpe 28 geliefert wird.

Die Zylinderwandhülse 57 besitzt ähnliche Öffnungen 62.1, die mit einer ringförmigen Verteilernut 71.1 in Verbindung stehen, um zu ermöglichen, daß Hydraulikflüssigkeit in die Bypassleitung über das Druckminderventil 65 im Falle eines übermäßigen Druckes gelangt.

Während des Betriebs läuft der Motor 16, und die Riemenscheibe 17 wird derart eingestellt, daß eine Utidrehung der Welle im Bereich von etwa 2co bis 12oo üpm erzielt wird. Die Menge des von den beiden Msrrbranpumpen 28 und 29 zu pumpenden Materials kann in einem weiten Bereich durch Änderung der Geschwindigkeit der Antriebswelle 2o geändert werden. Das Andern der Drehgeschwindigkeit ändert die Pumprate der beiden Meitbranpumpen in im wesentlichen direkter Beziehung zur Geschwindigkeit der Antriebswelle. Zusätzlich kann die Punprate der Membranpumpe 28 durch Einstellen der Handsteuerung 6o geändert werden, um eine Längs verschiebung der Zylinderwandhülse 56 und der Öffnung 56.2 zu erzielen.

Wenn sich die Welle 2o dreht, erzeugt der Exzenter eine Hin- und Herbewegung der Kolben 5o und 51. Die Kolben 5o und 51 sind fast vollständig in den vorkragenden Endabschnitten der Zylinderwandhülsen 56 und 57 eingeschlossen, die sich in das Reservoir 22 erstrecken.

Wenn der Kolben 5o sich aus der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Position in Auswärtsrichtung längs der Zylinderwandhülse 56 bewegt, bewegt sich das vordere Ende des Kolbens 5o anfänglich über die Öffnung 56.2 in der Hülse 56 und verschließt diese dann. Bis die Öffnung 56.2 ganz verschlossen ist, beginnt der Pumpenhub der Kolbenpumpe 4o nicht. In dem Moment, in dem der Kolben 5o die Öffnungen 56.2 schließt, beginnt die Pumpwirkung,und dieHyJraulik-

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flüssigkeit beginnt, durch die Öffnungen 62 und den Kanal 36 in die Hycbraulikflüssigkeitskammer 33 cter tferribranpumpe 28 zu fließen. Wenn die Hydraulikflüssigkeit in der Kammer 33 die tfembran 34 bewegt, beginnt das Pumpen von Flüssigkeit in die Kammer 32 und wird fortgeführt, bis der Exzenter die Auswärtsbewegung des Kolbens 5o vervollständigt hat. Wenn der Kolben 5ο seinen Utrikehrpunkt erreicht und dann beginnt, nach Einsatz unter dem Einfluß der Feder 52 zurückzukehren, zieht die Feder 37 der ifembranpumpe 28 die Membran in ihre Rühepositicn, während gleichzeitig die Kärrner 32 erneut mit Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 15 gefüllt wird.

Gleichzeitig mit dem Bewegen des Kolbens 5o in Auswärtsrichtung durch den Exzenter und nachfolgend, wenn die Feder 52 den Kolben 5o in die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Position zurückkehren läßt, wird auch der andere Kolben 51 bewegt. Anfänglich wird der Kolben 51 aus der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Position unter dem Einfluß der Feder 53 in Einwärtsrichtung bewegt, wenn sich der Exzenter dreht, um eine derartige Einwärtsbewegung zu ermöglichen. Die Bewegung des Kolbens 51 ernöglicht es der Feder 37, die Meirbran 34 in Richtung auf die Hydraulikflüssigkeitskammer 33 zu ziehen, wobei gleichzeitig die Kammer 32 vergrößert wird, um Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 14 für den nächsten Pumpenhub abzuziehen. Während der normalen Betätigung der Pumpe, wobei die Düse 13 geöffnet ist, so daß beide Msiibranpumpen 28 und 29 voll arbeiten können, bleiben die Ventile 65 gänzlich geschlossen, so daß keinerlei Flüssigkeit durch die Bypassleitungen 63 und 64 strömt. Unter diesen Umständen ergibt sich im wesentlichen kein Durchfluß durch die Öffnungen 57.3 der Zylinderwandhülse 57 und durch die Öffnungen 56.2 cter Zylinderwandhülse 56, da sich kein Verlust an Hydraulikflüssigkeit aus den Pumpenkamrnern 54, 55 während des normalen Betriebs der Kolbenpumpen ergibt. Wenn sich ein geringer Leckverlust vcn Hydraulikflüssigkeit längs des Kolbens oder anderweitig ergibt, wird sich die Hydraulikflüssigkeit in den Pumpenkammern 54, 55 während jedes Kolbenhubs durch die Öffnungen 56.3 und 57.3 ergänzen.

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Die Vorteile, die damit verbunden sind, daß sich die Zylinderwandhülsen 56 und 57 weit in das Reservoir 22 erstrecken, sind zahlreich. Die Wiederauffülldurchgänge oder Öffnungen 56.2 und 57.3 sind extrem kurz, nämlich gleich der Stärke der Zylinderwandhülsen 56 und 57. Es besteht keine Notwendigkeit, für die Zwecke des Wiederauffüllens lange und komplizierte Durchgänge in dem Gehäuse 21 vorzusehen. Die Konstruktion der Kolbenpumpen 4o und 41 ist einfach aufgrund der entfernbaren Zylinderwandhülsen, so daß für irgendeine Instandhaltungsmaßnahme oder Einstellung bezüglich der Zylinder und Kolben die Zylinderwandhülse ohne weiteres ersetzt werden kann. Die Verhältnisse der zu pumpenden Materialien kann man sehr genau durch Einstellen der Drehsteuerung 59, 6o einstellen. Die geringfügig verschiedene Ganghöhe der Gewinde 56.6 und 59.1 ermöglicht es, daß der Drehknopf 6o über einen beträchtlichen Winkel gedreht werden kann, um eine geringfügige längsbewegung der Hülse zu bewirken. Wegen der sorgfältigen Kontrolle der Längsbewegung der Hülse 56 kann die Drehsteuerung 59, 6o es ermöglichen, daß das Einstellen der Hülse während aufeinanderfolgender Purrptätigkeiten wiederholt wird. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann öne Skala am Umfang des Handrades 16 und auf dem Ansatz 61 angebracht werden, um eine Feineinstellskala zu bilden.

Einige Materialien, die gepumpt werden, können von Charge zu Charge oder mit den Temperaturbedingungen variieren, und durch die Einstellung der Zylinderwandhülse 56 kann die Menge an Material, das von der Membranpumpe 28 gepumpt wird, sorgfältig beeinflußt werden.

Durch einfaches Ändern der ILaagitudinalposition der Zylinderwandhülse 56 wird bewirkt, daß die Öffnungen 56.2 eine neue Position annehmen, so daß die Kolben 5o die Öffnungen 56.2 zu einem anderen Zeitpunkt schließen, wobei die Menge an Hydraulikflüssigkeit, die in und aus der Hydraulikflüssigkeitskammer 33 der Membranpumpe gefördert wird, geändert wird.

In dem Fall, in dem die Sprühdüse 13 plötzlich geschlossen wird, um den Durchfluß von gepumptem Material von den beiden

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Membranpumpen 28 und 29 zu unterbrechen, kann die Hydraulikflüssigkeit aus den Pumpenkaramern 54 und 55 nicht mehr langer die Msmbranen 34 bewegen/ so daß entsprechend übermäßige Drücke plötzlich in den Pumpenkairmern 54 und 55 erzeugt werden. Die übermäßigen Drücke bewirken ein plötzliches Öffnen der Druckausgleichsventile 65, so daß Hydraulikflüssigkeit durch die Bypassleitungen 63 und 64 strömen und in das Reservoir 22 zurückkehren kann. Der Exzenter fährt fort, die Kolben 5o und 51 hin- und herzubewegen, wobei ein großer Anteil der Hydraulikflüssigkeit in den Pumpenkammern 54 und 55 durch die Bypassleitungen 63 und 64 wieder abfließt.

Sobald die Äbgabedüse 13 wieder geöffnet wird, wird ein Abfließen aus den Kammern 32 der Merrbranpumpen ermöglicht, so daß Hydraulikflüssigkeit in die Pumpenkairrnern 54 und 55 durch die Wiederauffüllöffnungen 56.2 und 57.3 hineingesaugt wird, um die Kolbenpumpen 4o und 41 mit wenigen Hüben wieder in den vollständig arbeitenden Zustand zu bringen. Ähnlich werden dann die Membranpumpen 28 und 29 wieder nach wenigen Hüben nach dem erneuten Öffnen der mit einem Ventil versehenen Äbgäbedüse 13 mit voller Leistung arbeiten.

Um einen großen Änderungsbereich bezüglich der Quantität des zu pumpenden Materials und eine genaue Proporticnierung der Komponenten zu erhalten, kann die Riemenscheibe 17 mit variabler Drehzahl auf der Motorwelle eingestellt werden, um die Drehzahl der Welle 2o und damit des Exzenters und damit die Hubzahl der Kolbenpumpe zu ändern.

Während des Betriebs der Membranpumpen sind die inneren und äußeren Ränder der Membranen 34 eingekleiirttt und gegen unerwünschte Bewegung an den Wülsten 34.3 und 34.4 festgehalten. Die Wülste sind ferner für eine extrem effektive Abdichtung vorgesehen, um irgendeine Migration des zu pumpenden Materials oder der Hydraulikflüssigkeit entlang der Membran zu verhindern.

Die chemisch resistente Schicht 34.2 jeder Membran ermöglicht das Pumpen von Materialien aus einem extrem großen Bereich

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mit dieser Dosierpumpe. Die Schicht 34.2 ist relativ dünn, verglichen mit der Schicht 34.1 aus Neopren-Gummi, ist jedoch ausreichend, um der Einwirkung der zu pumpenden Flüssigkeiten zu widerstehen.

Cbwchl in der dargestellten Aus führungs form der Exzenter eine Steuerkurvenumfangsflache 27a liefert, um die hin- und hingehende Bewegung auf die Kolben 5o und 51 zu übertragen, die miteinander in den Zylinderwandhülsen 56 und 57 ausgerichtet sind, die ihrerseits ebenfalls zueinander ausgerichtet sind, ist es ohne weiteres verständlich, daß jeder der Kolben bei einer alternativen Ausführungsform über eine Kolbenstange direkt mit dem Exzenter der Antriebswelle verbunden sein kann.

Cbwohl die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform nur eine einzige einstellbare Kolbenpumpe 4o hat, in der die Zylinderwandhülse 56 in Längsrichtung einstellbar ist, ist es entsprechend Fig. 5 möglich, daß die Pumpe 1o.1 zwei separate veränderliche Kolbenpumpen 4o.1 und 4o.2 beinhaltet, die beide identisch zur Kolbenpumpe 4o entsprechend den Fig. 1 bLs 3 sind. Jede der veränderlichen Kolbenpumpen 4o.1 und 4o.2 betätigt eine entsprechende Membranpumpe 28.1 und 28.2, von denen jede identisch zu der Membranpumpe 28 der Fig. 1 bis 4 ist. In Fig. 5 besitzt der Motor 16.1 ebenfalls eine Riemenscheibe 17.1 mit veränderlicher Geschwindigkeit zum Verändern der Betätigungsgeschwindigkeit für die Pumpen. Damentsprechend kann ein weiter Variationsbereich für die Bemessung der zu pumpenden Materialien durch Ändern der Betätigung der Kolbenpumpen durch ihre Steuerungen 6o. 1 und 6o.2 in der vorstehend in bezug auf die Kolbenpumpe 4o der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Weise erzielt werden.

In Fig. 6 umfaßt die Dosierpumpe 1o.2 zwei Kolbenpumpen 4o.1 und 4o.2 von Fig. 5 und die Membranpumpen 28.1 und 28.2 hiervon. In dieser Ausführungsform wird die Quelle für die hin- und hergehende Bewegung durch einen doppeltwirkenden Kolbenluftmotor 75 geliefert. Der Motor 75 könnte ebenfalls im Zusammenhang mit den Kolbenpumpen 28 und 29 von Fig. 1 und den entsprechenden Membranpumpen 28 und 29

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verwendet werden.

Die Kolbenköpfe 5o.1' der Kolben 5o' der Kolbenpumpen 4o.1 und 4o.2 werden kontinuierlich gegen die benachbarten Enden der Kolbenstange 76 durch Federn 52' gedrückt. Dar Kolben 77 auf der Stange 76 läuft in einem Zylinder 78 hin und her, in den Luft unter Druck durch öffnungen 79 und 8o in der Zylinderwand eingespeist und ausgeblasen wird. Zu diesem Zweck wird ein Vierwegeventil 81 verwendet, das HilfsSteuerungen 82 und 83 zum Schalten des Ventils besitzt. Ventile 84, 85 zum Feststellen der Kolbenposition steuern das Anlegen von Druckluft an die Hilfsbetätigungseinrichtungen 82, 83, um auf diesen Weise die Betätigung des Vierwegeventils 81 mit der Hin- und Herbewegung des Kolbens 77 und der Kolbenstange 76 zu synchronisieren.

Dar Luftmotor 75 kann betätigt werden, um Kolben 5o' mit derselben Geschwindigkeit und derselben Wirkung hin- und herzubewegen, wie es bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung der Fall ist.

Reservoirs 22.1 für Hydraulikflüssigkeit sind in dem Luf tmotorgehäuse 21a vorgesehen, um auf diese Weise die Kolben 5o', die Federn 52' und die Zylinderhülsen einzutauchen, um Hydraulikflüssigkeit in die Pumpenkairnern zu fördern, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 erläutert wurde. Die Reservoirs 22.1 können untereinander durch leitungen gegebenenfalls verbunden sein.

Unter bestimmten Umständen kann es wünschenswert sein, die Kapazität einer der Kolbenpumpen zu reduzieren, indem ein Kolben mit geringerem Durchmesser und eine Zylinderhülse mit entsprechenden Abmessungen verwendet wird. Un die veränderliche Last des Luftmotors in diesem Fall zu kompensieren, können der Luftkolben und die Zylinderwand hierfür gestuft ausgebildet sein, um auf diese Weise wirksam verschiedene Kolbenflächen vorzusehen, gegen die die Druckluft wirkt.

Bei einer weiteren Ausführungsform können die Druckminderventile 65 vollständig in einem abnehmbaren Gehäuse eingeschlossen

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sein, um auf diese Weise ein wirksames Eliminieren des Druckminderventils vcn dem Hydraulikkreis während des Füllens zu erleichtern, ebne daß eine vorbestimmte Einstellung des Ventils verlorengeht.

Die Erfindung liefert daher eine Dosier- und Tandemnembranpumpe für zwei Komponenten, wobei die Zylinderwand einer der Kolbenpumpen in Längsrichtung eingestellt werden kann, um den Pumpenhub der Kolbenpumpe und damit die Menge an zu pumpendem Material der zugeordneten Membranpumpe zu ändern. Die Pumpe kann als eine einfache Pumpe ohne das Erfordernis der Verwendung von zwei Komponenten betrieben werden, jedoch werden in den meisten Fällen zwei Komponenten gleichzeitig in gewünschten relativen Mengen zueinander gepumpt werden.

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Claims

Seeger Corporation

St. Paul, MN/USA

Patentansprüche

\_Xs Hydraulikpuitpe vom Membrantyp, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit bildet, eine Membranpumpe, die eine Kammer für die zu punpende Flüssigkeit und eine Flüssigkeitskatrmer getrennt durch eine Mambran aufweist, wobei das Gehäuse Versorgungskanäle aufweist, die mit der Hydraulikflüssigkeitskammer verbunden sind, und ferner eine Zylindereinrichtung umfaßt, die eine Hydraulikflüssigkeitspumpenkammer mit Verbindung mit der Versorgungsleitungseinrichtung definiert, einen Kolben in der Pumpenkammer und Mittel zum zyklischen Hin- und Herbewegen des Kolbens in der Pumpenkammer, wobei die Zylindereinrichtung eine hülsenartige Zylinderwand aufweist, deren Außenseite in Verbindung mit dem Reservoir steht, während die Innenseite der Zylinderwand den Kolben umgibt und die Pumpenkammar definiert, wobei die Zylinderwand eine hindurchgehende Öffnung aufweist, die die Pumpenkamrner auf der Innenseite mit dem Reservoir auf der Außenseite verbindet und abwechselnd Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Reservoir und der Pumpenkantiier überführt, während der Kolben gegenüber der Öffnung zum alternativen Öffnen und Schließen hiervon hin-und herbeweglich ist.
2. Membranpumpe für zwei Komponenten, gekennzeichnet durch

ein Gehäuse, das ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit definiert, ein Paar von Membranpumpen, die mit dem Gehäuse verbunden sind und jeweils eine Kammer für die zu pumpende Flüssigkeit und eine Hydraulikf lüssigkeitskaitttier getrennt durch eine Membran aufweisen, wobei das Gehäuse getrennte Versorgungsleitungen aufweist, die jeweils mit der Hydraulikflüssigkeitskaitmer einer entsprechenden Membranpumpe verbunden sind, wobei das Gehäuse eine Zylindereinrichtung aufweist, die ein Paar vcn Hydraulikflüssigkeitspumpenkammern definiert, die jeweils .in Verbindung mit einer entsprechenden Versorgungsleitung stehen, ein Paar von Kolben in den Pumpen-

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kammern, ein drehbarer Exzenter In dem Reservoir, der in .Antriebsverbindung mit beiden Kolben und femer mit einer Quelle für eine Rotaticnskraft steht, wobei die Zylindereinrichtung eine' Pumpenkammer einer hülsenartigen Zylinderwand mit einer Außenseite in dem Reservoir umfaßt, während die Innenseite hiervon die entsprechende Pumpenkamner definiert und den darin befindlichen Kolben umgibt, wobei die Zylinderwand eine durchgehende Öffnung aufweist, die die Pumpenkammer an der Innenseite mit dem Reservoir an der Außenseite verbindet und alternativ Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Reservoir und der Pumpenkammer hindurchläßt,. während der Kolben gegenüber der Öffnung zum. alternativen Öffnen und Schließen hiervon während jedes Pumpzyklus hin- und herbewegt wird, und eine einstellbare Einrichtung, die mit der hülsenartigen Zylinderwand verbunden ist, um die Wand und die darin befindliche Öffnung zu verstellen, um die Einstellung während jedes Hubs, bei dem der Kolben die Öffnung bedeckt, zu ändern.
3. Tandemmembranpumpe, gekennzeichnet, durch ein Gehäuse, das ein Hydraulikflüssigkeitsreservoir mit einem darin befindlichen hin- und hergehenden Antrieb aufweist, ein Paar von Msmbranpumpen, die Kaitttem für das zu pumpende Material und Hydraulikflüssigkeitskammern benachbart der Lfembranen aufweisen, ein Paar von Kolbenpumpen, die durch den hin- und hergehenden Antrieb betätigbar und entsprechend den Hydraulikflüssigkeitskammern verbunden sind, wobei eine der Kolbenpumpen eine verschiebbare Hülse aufweist, die den Kolben umgibt und eine Hydraulikf lüssigkeitspumpenkammer bildet, wobei die Hülse eine Flüssigkeitsöffnung aufweist, über die der Kolben hinwegfährt, wobei die Öffnung mit dem Reservoir zum Entleeren und erneuten Füllen der Pumpenkammer in Verbindung steht, während die Öffnung mit der Hülse verschiebbar ist, um die länge des Pumpenhubes und die Flüssigkeitsverschiebung der Pumpe zu variieren.

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4. Tandemmenbranpurrpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Kolbenpumpen eine einzige Antriebsquelle mit variabler Drehzahl zum Antreiben beider Kolbenpumpen aufweist.
5. Hydraulikpumpe vom Membrantyp, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit definiert, eine Merrforanpumpe, die eine Kärrner für zu pumpendes Material und eine Hydraulikflüssigkeitskammer getrennt durch eine Membran aufweist, wobei das Gehäuse eine Versorgungsleitungseinrichtung aufweist, die mit der Hydraulikflüssigkeitskamrrer verbunden ist, und ferner eine Zylindereinrichtung besitzt, die eine Hydraulikflüssigkeitspumpenkammer in Verbindung der Versorgungsleitungseinrichtung definiert, einen Kolben in der Pumparikamrrer, Mittel zum zyklischen Hin- und Herbewegen des Kolbens in der Pumperikammer und eine Zylinderwand der Zylindereinrichtung, deren Innenseite zur Pumpenkammer gerichtet ist und deren Außenseite zum Reservoir gerichtet ist, wobei die Wand eine offene Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung aufweist, die das benachbarte !Reservoir mit der Pumpenkamrrer verbindet und alternativ zum Zu- und Abfluß von Flüssigkeit vom Reservoir dient.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand einstellbar in Richtung der Kolbenbewegung zum Einstellen der Öffnung beweglich ist.
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Betätigungsmittel mit der Zylinderwand verbunden sind und sich zur Außenseite des Gehäuses zum Bewegen der Zylinderwand und zum Einstellen der Öffnung erstrecken.
8. Pumpe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Zylindereinrichtung mit einer zweiten Pumpenkamrrer und einem zweiten Kolben, wobei die zweite Zylindereinrichtung ebenfalls eine zweite Zylinderwand umfaßt, deren Innenseite die Pumpenkammer

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bildet, während die Außenseite zum Reservoir gerichtet ist, wobei die zweite Zylinderwand ebenfalls eine Flüssigkeitsdurchlaßöffnung aufweist, die die Pumpenkammer mit dem Reservoir verbindet.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zylinderwand staticnär bezüglich des Gehäuses angeordnet ist.
10. Pumpe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine drehbare Einstelleinrichtung, die mit der Zylinderwand verbunden und in das Gehäuse eingeschraubt ist und sich zur Außenseite des Gehäuses zum Verschieben der Zylinderwand in dem Gehäuse erstreckt.
11. Pumpe nach Anspruch 1o, gekennzeichnet durch einen mit Gewinde versehenen Ansatz an der Zylinderwand, der in die drehbare Einstelleinrichtung eingeschraubt ist, wobei die Gewinde zwischen dem Gehäuse und der Einstelleinrichtung einen vcn den Gewinden zwischen dem Ansatz und der drehbaren Einstelleinrichtung verschiedenen Gang aufweisen.
12. Tandeirmembranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter eine Umfangsflache aufweist, gegen die sich die Kolben der Kolbenpumpen abstützen, wobei jede der Kolbenpumpen eine Schraubenfeder umfaßt, die die verschiebbare Hülse umgibt, wobei ein Ende der Feder an dem Gehäuse anliegt, während das andere Ende der Feder den Kolben der Pumpe gegen die Unfangsfläche drückt.
13. Hydraulikpumpe vom Jyfembrantyp, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, das ein Reservoir für Hydraulikflüssigkeit definiert, eine ifeirforanpumpe, die eine Kammer zu pumpende Flüssigkeit und eine Hydraulikflüssigkeitskanmer getrennt durch eine Lfembran aufweist, wobei das Gehäuse eine Zylindereinrichtung besitzt, die eine Hydraulikflüssigkeitspumpenkaimier in Verbindung mit der Hydraulikflüssigkeitskammer der Membranpumpe definiert, und einen Kolben, der in

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der Pumpenkammar hin- und herbeweglich ist, wobei die Membranpumpe einen federvorgespannten Membrankolben mit Ifembraneinklemm-Mitteln aufweist, der die Membran in die Hydraulikflüssigkeitskammar zurückkehren läßt, wobei die Membran ringförmig ist, während der Membrankolben durch die Membran hindurchgeht, und die Membran innere und äußere ringförmige Wülste aufweist, die von entsprechenden ringförmigen Aufnahmenuten der Einklemm-Mittel und des Gehäuses aufgencntnen werden.
14. Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus mehreren Schichten besteht, von denen eine aus Neoprengummi besteht und sich benachbart zur Hydraulikflüssigkeitskamrrer befindet, während eine andere Schicht aus einem im wesentlichen chemisch inerten Plastikmaterial besteht, das zur Kammer für die zu pumpende Flüssigkeit gerichtet ist.
15. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbarer Exzenter als hin- und hergehender Antrieb vorgesehen ist.
16. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein hin- und hergehender Luftmotor als hin- und hergehender Antrieb vorgesehen ist.

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