[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pumpen, insbesonces Dosieren, von pastösen
bis flüssigen Massen mittels einer mindestens einen Schlauch enthaltenden Schlauchpumpe
sowie eine Schlauchpumpe zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] Bei der Ausgabe von flüssigen bis pastösen Massen mit Hilfe einem Handgerätes werden
in der Regel Vorratsbehälter verwendet, in denen sich die flüssigen bis pastösen Massen
unter Druck bef Die Ausgabe erfolgt dann durch ein Ventil, dessen Durchgangsquerschnitt
verstellbar ist. Bei Massen, die mit der Luft bzw. Luftfeuchtigkeit reagieren, können
dabei Störungen infolge einer vorzeitigen Reaktion im Ventil auftreten. Sollen mehrere
Kompenenten, z.B. zur Herstellung eines Zweikomponenten=Poly Schaumes, ausgegeben
werden, dann ist zusätzlich noch eine genaue Dosierung erforderlich, welche mit durchströmten
Ventilen häufig nicht mit der entsprechenden Dosiergenauigkeit durchzuführen ist.
Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, zur genauen Dosierung von flüssigen oder pastösen
Massen Pumpen, insbesondere Schlauchpumpen, zu verwenden. Bei derartigen Schlauchpumpen
werden Schläuche mit Hilfe von Andruckrollen unter Quetschung gegen eine Andruckfläche
gedrückt, wobei die zwischen zwei Andruckrollen jeweils gebildeten Kammern in Förderrichtung
bewegt und stets neu gebildet werden. Derartige Schlauchpumpen haben jedoch gewöhnlich
nur sehr kurze Standzeiten, weshalb es erforderlich ist, die in der Pumpe angeordneten
Schläuche von Zeit zu Zeit auszutauschen, um ein Platzen der Schläuche und damit eine
Verunreinigung der Pumpe mit den zu dosierenden Massen zu vermeiden. Bei luftempfindlichen
Massen kann der Austausch der Schläuche jedoch zu einem unerwünschten Eindringen von
Luftfeuchtigkeit verbunden mit einer Verstopfungsgefahr führen.
[0003] Demgegenüber legt die Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Gefahr des Platzens des Schlauches bzw. der
Schläuche mit einfachen Mitteln verhindert werden kann und insbesondere bei sehr empfindlichen
flüssigen oder pastösen Massen auch eine Verstopfung der Pumpe bzw. Dosiereinrichtung
vermieden wird.
[0004] Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlauch verwendet wird, der mehr
als doppelt solang ist, wie sein in der Pumpe verlaufender Abschnitt und daß der Schlauch
jeweils bei Bedarf in einer vorbestimmten Schlauchlängsrichtung in der Pumpe versetzt
wird.
[0005] Dadurch, daß der Schlauch länger gewählt wird als der in der Pumpe befindliche Abschnitt,
insbesondere der der Druckbelastung ausgesetzte Abschnitt, kann dieser Abschnitt stets
erneuert werden, indem der Schlauch in Längsrichtung versetzt wird. Ein öffnen des
Systems ist hierzu nicht erforderlich. Deshalb besteht auch keine Gefahr, daß Feuchtigkeit
oder sonstige schädigende Stoffe mit den zu pumpenden Massen in Berührung kommen.
[0006] E. ist möglich, den Schlauch beim Betrieb der Pumpe kontinuier. lich durch die Pumpe
hindurch zu bewegen, so daß die Erneuering des Schlauches automatisch erfolgt. Bei
einem einfach gebauten Handgerät ist es jedoch bevorzugt, den Schlauch in der Pumpe
festzuhalten, nach einer bestimmten Betriebsdauer zu lösen und mindestens soviel zu
versetzen, daß ein neuer Schlauchabschnitt der Druckbelastung durch die Rollen ausgesetzt
ist,und danach wieder zu befestigen. Das Versetzen des Schlauches kann in Richtung
von der Pumpenseite mit höherem Druckniveau zur Pumpenseite mit niedrigerem Druckniveau
vorgenommen werden. Auf diese Weise befindet sich an der Seite mit höherem Druckniveau
stetj Schlauchmaterial, das noch nicht der Belastung ausgesetzt ist.
[0007] Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, den Schlauch jeweils in Förderrichtung
zu versetzen und dann jeweils, das ausgabeseitige Ende des Schlauches um etwa die
Länge zu kürzen, um die der Schlauch versetzt worden ist. Diese Ausfuhr form des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist besonders dann von verteil, wenn sehr empfindliche reaktionsfähige
Massen gepumpt bzw. dosiert werden. Bei solchen Stoffen kann bei Betriebsunterbrechungen
durch Eindringen von Luftfeuchtigkeit oder Luftsauers leicht eine chemische Reaktion
stattfinden, die zu einem barwerden oder gar einer Verfestigung der zu pumpenden Massen
führen kann. Durch das regelmäßige Abschneiden der Schlauchend nach einer Betriebsunterbrechung
werden evtl. veränderte Absch der im Schlauch befindlichen Masse mitentfernt, so daß
hierd keine Störungen auftreten können. Werden zwei verschiedene Komponenten vor der
Ausgabe miteinander vermischt, insbesondere die Komponenten zur Herstellung von Polyurethan-Schäumen,
dann with mit Vorteil jeweils ein neuer Mischkopf mit den gekürzten Schlauchenden
verbunden. Mit Vorteil ist der Mischer als kostengünstiger Einmalmischer ausgebildet,
so daß sich die insbesondere bei Polyurethan-Schäumen sehr schwierige und unangenehme
Reinigung erübrigt.
[0008] Die Länge des vom Vorratsbehälter bis zur Ausgabestellung keine Unterbrechungen aufweisenden
Schlauches beträgt in der Regel ein Vielfaches, vorzugsweise mindestens das 10fache
des in der Pumpe der Druckbelastung ausgesetzten Schlauchabschnittes. In der Regel
beträgt die Schlauchlänge ca. 1 bis 10 m, vorzugsweise ca. 3 bis 5 m, was unter anderem
auch davon abhängt, wieviel Betriebsunterbrechungen, z.B. durch eine Mittagspause
oder über Nacht, bis zur völligen Entleerung des jeweiligen Vorratsbehälters zu erwarten
sind. Bei leicht pumpbaren Flüssigkeiten kann die Schlauchlänge auch wesentlich größer,
z.B. bis zu 15 m lang, sein. Als Schlauch wird vorzugsweise ein gewebeverstärkter
Kunststoffschlauch verwendet, wie er für technische Zwecke auf dem Markt ist. Die
Gewebeeinlage hat den Vorteil, daß bei mehreren gleichzeitig zu dosierenden Stoffen,
bei denen es auf erhöhte Dosiergenauigkeit ankommt, das Kammervolumen konstant gehalten
werden kann.
[0009] Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Vorteil eine Schlauchpumpe
verwendet, bei der mindestens ein Schlauch, vorzugsweise mindestens zwei parallele
Schläuche, entlang einer Wandung angeordnet ist, und Andruckrollen vorgesehen sind,
die entlang des Schlauches unter Quetschung des Schlauches in Förderrichtung abrollbar
sind und der Schlauch lösbar im Pumpengehäuse gehalten ist, wobei der Schlauch mindestens
doppelt so lang wie sein in der Pumpe verlaufender Abschnitt ist, der Schlauch ohne
Unterbrechung durch die Pumpe verläuft und an der Eingangsseite und der Ausgangsseite
der Pumpe herausgeführt ist und an mindestens einer Seite um mindestens die Länge
des in der Pumpe verlaufenden Abschnittes übersteht. Der Schlauch ist vorzugsweise
im Pumpengehäuse in seiner Längsrichtung versetzbar gehalten, insbesondere durch die
Pumpe hindurchziehbar. Eine Anordnung des Schlauches in einem Vollkreis ist nicht
erforderlich, da bereits eine in Förderrichtung bewegte Quetschstelle eine ausreichende
Pump- ung erzeugt, insbesondere dann, wenn der Schlauch selbst auf federnd ist oder
die zu pumpende Masse im Vorratsbehälter unter Druck steht. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung ist deshalb der Schlauch in der Pumpe auf einer im wesentlichen kreisbogenförmigen
Bahn angeordnet, deren Bogenmaß 180
0 oder weniger beträgt.
[0010] Um die Standzeit der Schläuche in der Pumpe zu erhöhen, ist mit besonderem Vorteil
zwischen den Andruckrollen und den Schläuchen eine Einlage aus nicht dehnbarem Material
vorgesehen. Diese Zwiscneneinlage, die vorzugsweise nur an dem der Förderrichtung
entgegengesetzten Ende festgelegt ist, nimmt von den Rollen ausgeübte Schubkräfte,
die in Förderrichtung weisen, auf, so daß lediglich im wesentlichen radiale Druckkräfte
auf die Schläuche ausgeübt werden. Ein planetenartiger Antrieb der Rollen selbst erübrigt
sich somit.
[0011] Die Pumpe ist vorzugsweise mit einer Überdruckeinrichtung ausgestattet, durch die
ein Druckanstau im Falle einer Verstopfung oder Knickung des Schlauches am ausgabeseitigen
Ende vermieden wird. Zu diesem Zweck ist die Wandung, gegen die der Schlauch bei der
Abrollbewegung gedrückt wird, mit Vorteil unter Federbelastung gegen einen Anschlag
am Gehäuse gedrückt. Bei einem Druckanstau am ausgabeseitigen Ende vermag so diese
Gehäusewandung von den Andruckrollen wegzufedern, so daß die Pumpe ohne Gefahr eines
Überdrucks weiterlaufen kann. Die Federung kann am eingangsseitigen Ende und/oder
an der Ausgangsseite der Wandung vorgesehen sein. Die Wandung ist zweckmäßigerweise
in etwa koaxial zur Kreisbahn der Rollen gebogen. Wenn die Wandung federnd in Richtung
auf die Rollen gedrückt ist, kann sie jedoch eine geringere Krümmung aufweisen, unter
Umständen sogar flach ausgebildet sein. Es ist dann immer noch gewährleistet, daß
mindestens eine wandernde Quetschstelle an dem in der Pumpe befindlichen Schlauchabschnitt
erzeugt wird.
[0012] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung und den Ansprüchen.
[0013] In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung für die beiden Komponenten
zur Herstellung eines Zweikomponenten-Schaumes,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Dosierpumpe nach Fig. 1 und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Pumpe nach Fig. 1.
[0014] Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Schlauchpumpe
1 mit einem Gehäuse 2 vorgesehen, dem ein Getriebe 3 zugeordnet ist. Das Getriebe
3 ist mit einer herkömmlichen Handbohrmaschine antreibbar. Hierfür ist am Gehäuse
2 ein Rohrstutzen 4 zum Anschluß der Bohrmaschine vorgesehen. Die Pumpe 1 dient zum
Dosieren und Ausgeben der beiden Komponenten zur Herstellung von PolyurethanSchaum
und ist als leicht handhabbares Handgerät ausgebildet.
[0015] Zur Bildung von Druckkammern in der Pumpe sind zwei Schläuche 5 und 6 vorgesehen,
die ohne Uhterbrechung durch das Gehäuse 2 parallel hindurchgeführt sind und im Gehäuse
in einem Kreisbogen von ca. 180° verlaufen. Die Schläuche 5 und 6 treten an einer
Seite der Pumpe 1 im wesentlichen radial zur Pumpe in das Gehäuse 2 ein und auf der
gegenüberliegenden Seite im wesentlichen in Verlängerung der Eintrittsrichtung wieder
aus. An beiden Seiten sind die Schläuche ohne Verengung ihres Querschnitts in lösbaren
Halterungen 7 gehalten, die am Gehäuse angeordnet sind. Die Außenwand des Gehäuses
2 an der Seite, an der die Schläuche 5 und 6 bogenförmig verlaufen, wird von einem
Bügel 8 gebildet, dessen den Schläuchen 5 und 6 zugewandte Innenseite im wesentlichen
kreisbogenförmig verläuft und der so breit ist, daß er eine Anlagefläche für die Schläuche
im gequetschten Zustand bildet, Das Bogenmaß des Bügels beträgt ca. 140°. Der Bügel
ist an einem Ende, nämlich am ausgangsseitigen Ende, um einen horizontalen Zapfen
9 schwenkbar gelagert und am anderen Ende 10 mit Hilfe einer verstellbaren Feder 11
elastisch gegen einen Anschlag 12 des Gehäuses 2 gedrückt.
[0016] Die Schläuche 5 und 6 sind handelsübliche,selbst auffedernde Gewebeschläuche, wie
sie für technische Zwecke gebräuchlich sind. Sie haben gleichen Durchmesser und gleiche
Wandstärke Wenn ein von einem Eins-zu Eins-Verhältnis abweichendes Dosierung verhältnis
erwünscht ist, können Schläuche mit verschiedenem Innendurchmesser aber gleichen Wandstärken
verwendet werden
[0017] Im Gehäuse 2 sind vier Druckrollen 13 auf einer um eine zentr Achse antreibbaren
Scheibe 14 im Winkelabstand von je 90° gelag- ' selbst aber nicht angetrieben. Die
Breite der Rollen entspricht im wesentlichen der Breite des Bügels 8. Zwischen den
Schläuch 5 und 6 und den Druckrollen 13 befindet sich ein biegsamer Streifen 15 aus
zugfestem nicht dehnbaren Material, z.B. gewebe- verstärktem Gummi oder Metall. Der
Abstand der Rollen 13 vom Bügel 8 entspricht der Stärke des Streifens 15 zuzüglich
der doppelten Wandstärke der Schläuche, so daß die Schlauchabschnitte, die sich zwischen
den Rollen 13 und dem Bügel 8 befinden, abgequetscht sind und eine Durchströmung der
zu pumpenden Masse nicht zulassen. Dann, wenn die Ausgabe des zu pumpenden Materials
gehindert ist, z.B. durch eine Verstopfung der Schläuche oder eine Knickung, federn
die Federn 10 durch den Druck des gestauten Materials auf, so daß die Pumpe ohne zusätzliche
Druckerzeugung weiterläuft. Dadurch werden Schädigungen durch Überdrücke vermieden.
[0018] Die Schläuche 5 und 6 haben bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung eine
Länge von ca. 5 m. Die Länge der Schlauchabschnitte 16 und 17, die sich im Pumpengehäuse
2 befinden und beim Pumpen der Druckbelastung durch die Rollen 13 ausgesetzt sind,
beträgt ca. 20 cm. An der Ausgangsseite 18 der Pumpe 1 ragen die Schläuche 5 und 6
nur ein kurzes Stück heraus, dessen Länge in der Größenordnung der Länge der Abschnitte
16 und 17 ist, und münden direkt in einen Helixmischer 19 für die Polyurethan-Schaumbildung.
Der Mischer 19 ist einfach aufgebaut und als Einmalartikel ausgebildet. Die restliche
Schlauchlänge der beiden Schläuche 5 und 6 befindet sich zwischen der Eingangsseite
20 des Gehäuses 2 und zwei Vorratsbehältern 21 und 22 für die Isocyanat- und die Polyol-Komponente.Die
Schlauchenden sind direkt mit diesen Vorratsbehältern verbunden. Die flüssigen Komponenten
stehen bei Betrieb der Dosiervorrichtung unter einem Druck, der ausreicht, die Komponenten
durch die Schläuche 5 und 6 in die Pumpe 1 zu befördern. Unterstützt wird dies noch
dadurch, daß die Schläuche 5 und 6 selbst auffedern, so daß die Pumpe 1 noch eine
Saugwirkung ausübt.
[0019] Zwischen den Rollen 13, die bei laufender Pumpe 1 von der Eingangsseite 20 zur Ausgangsseite
18 wandernde Abquetschstellen 23 an den Schlauchabschnitten 16 und 17 verursachen,
bilden sich jeweils Pumpenkammern 24 in den Schläuchen aus. In Fig. 1 ist eine Kammer
an der Eingangsseite gerade noch nicht geschlossen, wogegen die zweite Kammer an der
Ausgangsseite bereits geöffnet hat. Die von den Rollen 13 in Förderrichtung ausgeübten
Schubkräfte werden vom Streifen 15 aufgenommen, der lediglich an der Eingangsselt.
am Gehäuse befestigt ist und dessen anderes Ende an der Aus seite frei beweglich ist.
Dadurch wird eine bleibende Deforn der Schläuche im Sinne eines Fließens des Schlauchmaterials
in Richtung zur Ausgangsseite vermieden. Die hierdurch vergrößerte Standzeit der Schläuche
beträgt im Dauerbetrieb mehr als einen Arbeitstag, so daß durch den Tagesablauf jeweils
mindestens eine Betriebsunterbrechung vorgenommen wird, bevor die Gefahr eines Schlauchbruches
auftreten könnte. Vor dem erneuten Ingangsetzen der Pumpe werden die Halterungen 7
gelöst und der Bügel 8 nach oben weggeschwenkt, so daß die Schläuche 5 und 6 um etwa
die Länge der in der Pumpe befindlichen Abschnitte 16 und 17 in Richtung zur Ausgabeseite
versetzt werden können, Dadurch ist stets ein neuer Schlauchabschnitt der Druckbelastung
ausgestzt. Da die Komponenten des Polyurethan-Schaumes sehr schnell mit einander reagieren
und die Isocyanat-Komponente außerdem besonders feuchtigkeitsempfindlich ist, werden
die nach jedem Versetzen des Schlauches länger gewordenen Schlauchstücke an de Ausgabeseite
nach jeder längeren Betriebsunterbrechung am mischerseitigen Ende abgeschnitten und
mit einem neuen Mischer is verbunden. Dadurch ist ein störungsfreies Arbeiten ohne
unerwünschte Verstopfung durch ausgehärtete Komponenten in Schäuchs und Mischer möglich.
Feuchtigkeit, die sich anfänglich noch in den Schläuchen befinden kann, wird beim
ersten Ingangsetzen der Pumpe nach dem Anschließen der Schläuche 5 und 6 an.die Vorratsbehälter
21 und 22 bis zum Mischer durchgespült, so daß hier unerwünschte Reaktionen auch bei
längerer Betriebsunterbrech- nicht auftreten können. Die Schläuche bleiben bis zur
völligen Entleerung der Vorratsbehälter mit diesen ständig verbunden. Beim Anschluß
neuer Vorratsbehälter werden wiederum neue Schläuch verwendet. Diese Maßnahme ist
kostengünstiger und auch sauberer als das Reinigen der Schläuche, das, wenn es nicht
sorgfältig genug durchgeführt wird, schnell zu einer Verstopfung führen kann.
1. Verfahren zum Pumpen, insbesondere Dosieren, von pastösen bis flüssigen Massen
mittels einer mindestens einen Schlauch enthaltenden Schlauchpumpe, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schlauch verwendet wird, der mehr als doppelt solange wie sein in der Pumpe
verlaufender Abschnitt ist, und der Schlauch bei Bedarf in einer vorbestimmten Schlauchlängsrichtung
in der Pumpe versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch nach einer
vorbestimmten, vorzugsweise von der mechanischen Festigkeit des Schlauches abhängenden
Betriebsdauer um mindestens den durch die Druckbelastung in der Pumpe beanspruchten
Längsabschnitt versetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch, insbesondere
bei einem zu pumpenden Material, das sich bei Unterbrechungen des Pumpvorganges vom
Ausgabeende des Schlauches her entgegen der Förderrichtung chemisch verändert, insbesondere
verfestigt, in Förderrichtung in der Pumpe versetzt und das ausgabeseitige Ende des
Schlauches jeweils abgeschnitten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Versetzen des
Schlauches in Richtung von der Pumpenseite mit höherem Druck,zur Pumpenseite mit niedrigerem
Druck vorgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Schlauch verwendet wird, dessen Länge ein Vielfaches, vorzugsweise mindestens
das 10 fache, des in der Pumpe verlaufenden Schlauchabschnittes ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
als Schlauch ein handelsüblicher Kunststoffschlauch mit Gewebeeinlage verwendet wird.
7. Schlauchpumpe zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der mindestens ein Schlauch, vorzugsweise mindestens zwei parallele Schläuche,
entlang einer Wandung angeordnet ist und Andruckrollen vorgesehen sind, die entlang
des Schlauches unter Quetschung des Schlauches in Förderrichtung abrollbar sind, und
der Schlauch lösbar im Pumpengehäuse gehalten ist, dadurch gekennzeichnet daß der
Schlauch (5, 6) mindestens doppelt solange wie sein in der Pumpe verlaufender Abschnitt
(16, 17) ist, ohne Unterbrechung durch die Pumpe (1) hindurch und an der Eingangsseite
(20) und der Ausgangsseite (18) der Pumpe (1) herausgeführt ist und an mindestens
einer Seite um mindestens die Länge des in der Pumpe verlaufenden Abschnittes (16,
17) übersteht.
8. Schlauchpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (5, 6)
in seiner Längsrichtung im Pumpengehäuse (2) versetzbar gehalten, vorzugsweise durch
das Pumpengehäuse (2) hindurchziehbar ist.
9. Schlauchpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch
(5, 6) in der Pumpe (1) auf einer vorzugsweise im wesentlichen kreisbogenförmigen
Bahn angeordnet ist, deren Bogenmaß höchstens 180°, vorzugsweise weniger als 180°,
beträgt.
10. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
den bei der Abrollbewegung vorzugsweise nur mitlaufenden Rollen (13) und dem Schlauch
(5, 6) eine Zwischenlage (15) aus nicht dehnbarem Material vorgesehen ist.
11. Schlauchpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (15)
lediglich an dem der Abrollbewegung entgegengerichteten Ende am Gehäuse (2) befestigt
ist.
12. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wandung (8) des Gehäuses (2), an der die Schläuche (5, 6) bei der Quetschung anliegen,
von den Schläuchen (5, 6) abnehmbar ausgebildet ist.
13. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wandung (8) des Gehäuses (2), an der die Schläuche (5, 6) anliegen, federnd gegen
einen Anschlag (12) am Gehäuse (2) und/oder qegen die Schläuche (5, 6) gedrückt ist.
14. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
eingangsseitige Ende des Schlauches (5, 6) zur direkten Verbindung mit einem Vorratsbehälter
(21, 22) für das zu pumpende Material vorgesehen ist.
15. Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
ausgangsseitige Ende des Schlauches (5, 6) zur Direktverbindung mit einer Ausgabevorrichtung,
- vorzugsweise einer Mischkammer (19) vorgesehen ist.