JP6576478B2 - 少なくとも１つの気体と少なくとも１つの液状のプラスチック成分とから成る混合物を製造する装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を備えた、少なくとも１つの気体と少なくとも１つの液状のプラスチック成分とから成る混合物を製造する装置に関する。

このような装置は、欧州特許第０７７６７４５号明細書（EP 0 776 745 B1）の図１０に記載されている。そこでは、少なくとも１つの気体用の装入装置は、気体圧力ボトルとして形成されている。少なくとも１つの液状のプラスチック成分用の圧送装置は、ポンプとして設けられている。この明細書の他の図面には、ピストンポンプも開示されている。少なくとも１つの気体と少なくとも１つの液状のプラスチック成分とは、ピストンポンプ自体の中で混合される。気体の供給は、弁を介して実施され、かつ調整される。この明細書において記載されているように、正確な気体量を適正な比で液状のプラスチック成分に流入させることは困難である。

本発明の課題は、上に記載の問題が回避される、装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を備えた装置によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項において定義されている。

少なくとも１つの気体のためおよび液状のプラスチック成分のためにピストンポンプを使用することによって、液状のプラスチック成分に対する気体の正確な調量が可能になる。液状のプラスチック成分用の圧送装置のピストンポンプの確定された最大の充填容積が存在していて、かつ少なくとも１つの気体用の装入装置のピストンポンプの確定された最大の充填容積が存在している（これは圧送装置の充填容積と同じであってもまたはそれとは異なっていてもよい）ことを前提とすると、液状のプラスチック成分に供給される気体の量には、装入装置内に気体を充填する圧力によって影響を及ぼすことができる。本発明に係る解決策は、比較的安価で、構造的に比較的単純であり、かつ比較的小型である。

原則的に、装入装置のピストンポンプと圧送装置のピストンポンプとは、それらが別個に駆動制御されるという意味において互いに無関係に作動することができる。特に単純でかつ安価な構成を得るために、好ましくは、装入装置のピストンと圧送装置のピストンとは、機械式にまたは電気式に連結されている。

この連結形式に対しては、２つの変化形態が存在する。機械式に真逆の連結形式では、装入装置のピストンと圧送装置のピストンとは、装入装置からの気体の流出時に液状のプラスチック成分が圧送装置内に流入させられ、かつ圧送装置からの液状のプラスチック成分の流出時に気体が装入装置内に流出させられるように、連結されている。これに対して並行なもしくは機械式に同期的な連結形式では、装入装置のピストンと圧送装置のピストンとは、装入装置からの気体の流出時に液状のプラスチック成分が圧送装置から流出させられ、かつ装入装置内への気体の流入時に液状のプラスチック成分が圧送装置内に流入させられるように、連結されている。

保護は、少なくとも１つの気体と少なくとも１つの液状のプラスチック成分とから成る混合物を製造する、本発明に係る装置を備えた、発泡されたプラスチック部材、特にシーリングビードを製造する装置に対しても、求められる。

次に図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

発泡されたプラスチック部材を製造する装置を概略的に示す図である。 ピストンが機械式に真逆に連結されている、ピストンポンプの第１実施形態を示す図である。 図２の実施形態の変化形態を示す図である。 ピストンが機械式に同期的に連結されている、本発明の１実施形態を示す図である。 ピストンが電気的に連結されている、本発明の１実施形態を示す図である。 一方のピストンポンプと他方のピストンポンプとがそれぞれ選択的に装入装置としてかつ圧送装置として形成されている、本発明の１実施形態を示す図である。 緩衝装置を詳細に示す図である。 緩衝装置の択一的な変化形態を示す図である。

図１には、発泡されたプラスチック部材、特にシーリングビードを製造する装置１００の全体が略示されている。この装置１００は、さらに複数の主要な下位ユニットを有している。

１つのこのような下位ユニットは、少なくとも１つの気体と少なくとも１つの液状のプラスチック成分とから成る混合物を製造する装置１６によって形成されている。この装置１６は、少なくとも１つの混合装置１７と、第１の管路１８を介して混合装置１７に接続された、少なくとも１つの気体用の装入装置１９と、第２の管路２０を介して混合装置１７に接続された、少なくとも１つの液状のプラスチック成分用の圧送装置２１とを有している。さらにこの装置１６は、プラスチック成分用の容器５３と、特に圧縮空気発生装置である気体源５４とを有している。容器５３の代わりに、圧送ポンプが設けられていてもよい。

このような装置１６では、従来技術とは異なり、装入装置１９および圧送装置２１は、ピストン２２，２３を有するピストンポンプ２５，２４として形成されている。

装入装置１９（ピストンポンプ２５）のピストン２２と圧送装置２１（ピストンポンプ２４）のピストン２３とは、本実施形態では、圧力伝達装置２６を介して機械式に真逆（gegengleich）に連結されている。この圧力伝達装置２６は、比較的僅かな圧力で作動する駆動装置（例えば空気力式の駆動装置）の使用を可能にする。それというのは、力伝達によって必要な力の上昇が行われるからである。さらに、図面には入口弁２７，２８および出口弁２９，３０が示されている。

図２により詳しく示されているように、これらの入口弁２７，２８および出口弁２９，３０は、制御装置３３によって、連結されたピストン２２，２３の移動に合わせられて、作動させられる。さらにセンサ３１が示されており、このセンサ３１は、信号伝達のために、信号ライン３２を介して制御装置３３に接続されている。センサ３１は、圧力伝達装置２６の位置を測定するために働く。これによってピストン２２，２３の位置も測定される。ピストン２２，２３の位置は、センサ３１を介して直接測定されてもよい（別の実施形態参照）。一般的にこのようなセンサ３１を用いて、つまり装入装置１９のピストン２２とシリンダ３５との間におけるピストンシール部材、圧送装置２１のピストン２３とシリンダ３４との間におけるピストンシール部材、および／または弁２７〜３０のうちの少なくとも１つが摩耗した場合に、漏れの検知を行うことができる。漏れを検知するために、例えば気体側の入口弁２８および出口弁３０は閉鎖される。ピストン２２によって、入口弁２８と出口弁３０との間における気体容積の圧縮が実施される。漏れがあると、圧縮後に圧力伝達装置２６の不規則な動作が発生し、この不規則な動作は、センサ３１によって検出される。さらに液状のプラスチック成分内に不規則な気体配分が存在しているか否かを検査することができる。それというのは、不規則な気体配分は、入口弁２７および出口弁２９の閉鎖時に、液状のプラスチック成分が不規則な気体配分によって圧縮可能であることに基づいて、ピストン２３を動かすからである。これは、場合によっては制御装置３３によって補償することができる。

図３には、圧送装置２１用のピストンポンプ２４と装入装置１９用のピストンポンプ２５とを同時に形成するただ１つのピストンポンプが示されている。この変化形態では、別体の圧力伝達装置は設けられておらず、１つのピストンが、ピストンポンプ２４のピストン２３とピストンポンプ２５のピストン２２とを形成している。図３に示されたこのシステムも、機械式に真逆に作動する。すなわち（下側に示された）装入装置１９を介して気体が流出させられると、液状のプラスチック成分が圧送装置２１内に流入させられ、かつ逆に装入装置１９を介して気体が流入させられると、液状のプラスチック成分が圧送装置２１から流出させられる。

この形態とは異なり、図４に示されたシステムでは、ピストンポンプ２４，２５は機械式に同期的に連結されている。具体的には、装入装置１９のピストン２２と圧送装置２１のピストン２３とは、連結機構６３を介して連結されていて、装入装置１９からの気体の流出時に液状のプラスチック成分が圧送装置２１から流出させられ、装入装置１９内への気体の流入時に液状のプラスチック成分が圧送装置２１内に流入させられるようになっている。

図５には、ピストンポンプ２４，２５の電子式の連結形態が示されている。この実施形態では、ピストン２２，２３の動作は制御装置６４によって制御され、この制御装置６４は、両方のピストンポンプ２４，２５の駆動装置に信号技術的に接続されている。ピストン２２，２３は、真逆にまたは同期的に動作させることができる。これは、制御装置６４を介して調節可能である。

図６には、それぞれ交互に装入装置１９または圧送装置２１を形成する、ピストンポンプ２５およびピストンポンプ２４が示されている。この実施形態の利点は、両側においてシール部材が交互に液状のプラスチック成分によって潤滑されることにある。交替は、予め設定可能なサイクル数の後で可能である。交替は切換え装置６５，６６を介して行われ、これらの切換え装置６５，６６は、手動で切り換えることもできるが、しかしながら好ましくは制御装置６７を介して、有利には規則的に切り換えることができる。第１の切換え位置において、液状のプラスチック成分は容器５３から第１の管路６８を介して（上側に示された）ピストンポンプ２４に圧送され、これに対して気体は、気体源５４から第２の管路６９を介してピストンポンプ２５に圧送される。これによってシステム全体は、この第１の切換え位置において、図１および図２と合致している。しかしながら第２の切換え位置においては、迂回が行われる。具体的には、この第２の切換え位置において、液状のプラスチック成分は、容器５３から第３の管路７０を介して（下側に示された）ピストンポンプ２５に圧送され、これに対して気体は、気体源５４から第４の管路７１を介してピストンポンプ２４に圧送される。したがってこの第２の切換え位置においては、第１の切換え位置とは逆に、ピストンポンプ２５が圧送装置２１を形成し、かつピストンポンプ２４が装入装置１９を形成している。そして切換え位置に応じて、第１の管路１８もしくは第２の管路２０を介して、液状のプラスチック成分もしくは気体が混合装置１７に圧送される。

図１に戻って説明すると、装置１００の別の下位ユニットは、好ましくは気体を混合された液状のプラスチック成分を調量装置３８のために準備する装置３６によって形成される。この装置３６は、少なくとも１つのプラスチック成分のための供給源３７を有している。好ましくは、この供給源３７は管路によって形成され、この管路は既に述べた混合装置１７から延びている。さらにこの装置３６は、少なくとも１つの液状のプラスチック成分のための、断続的に作動する回送装置（Weiterleitungsvorrichtung）を有している。この断続的に作動する回送装置は、ピストンポンプ２４，２５によって形成されるが、しかしながらまた、液状のプラスチック成分を断続的に回送するのに適した、任意に形成された他の装置であってもよい。断続的に作動する供給源というのは、圧送出力が０に降下する供給源（例えばピストンポンプ）を意味しているのみならず、その圧送出力が、特に脈動する変動にさらされる供給源（例えば歯車ポンプ）をも意味する。

装置３６はさらに、有利には調量ポンプである調量装置３８を有しており、この調量装置３８のために、プラスチック成分は回送装置によって準備される。さらに装置３６は、少なくとも１つの液状のプラスチック成分用の供給源３７と調量装置３８との間に配置された、可変の緩衝容積室４０を備えた緩衝装置３９を有しており、この緩衝装置３９によって、断続的に緩衝装置３９に圧送される液状のプラスチック成分を、常に十分な量および十分な予荷重圧で、調量装置３８のために提供することができる。調量装置３８の下流側でプラスチック成分は、調量弁６０に達し、その後でプラスチック成分は、直接（破線で示されたノズル６１参照）または図１に示されているように間接的に別の混合エレメント５８を介して、ノズル６１を介して流出させられ、かつこの流出およびこれに伴う圧力降下によって、発泡する。

可能な限り等しいままの回送を可能にするために、好ましくは、緩衝装置３９によって緩衝装置３９と調量装置３８との間において液状のプラスチック成分内における圧力が制御可能になっている。入口開口４１を介して液状のプラスチック成分は、供給源３７から緩衝装置３９の緩衝容積室４０内に達する。出口開口４２を介して緩衝容積室４０は、さらに調量装置３８に接続されている。図１では入口開口４１は、緩衝装置３９のハウジング４３の壁に形成されている。このことは、図７において同様に見ることができる。しかしながらまた択一的に、入口開口４１は、緩衝装置３９の、ピストン４５に接続されたピストンロッド４４に形成されていてもよい（図８参照）。さらに入口開口４１の上流側に入口弁５１が配置され、かつ出口開口４２の下流側に出口弁５２が配置されている。さらに距離センサ７２が設けられていてよく、この距離センサ７２によって、ハウジング４３内におけるピストン４５の少なくとも選択された複数の位置を測定することができる。

さらに、調量装置３８の出口側には、圧力センサ４６が配置されている。この圧力センサ４６は、制御ライン４８を介して制御装置４７に接続されている。制御装置４７は、調量装置３８の入口側における圧力が、調量装置３８の出口側における圧力に追従するように、緩衝装置３９を制御する。さらに制御装置４７は、入口弁５１および出口弁５２を閉鎖し、かつ緩衝容積室４０内にある液状のプラスチック成分を圧縮するように形成されていてよい。さらに、緩衝容積室４０の不規則な圧縮を検知することができる図示されていないセンサが設けられていてよい。

さらに緩衝装置３９は、緩衝装置３９に圧力を供給する装置４９に接続されている。この装置４９は、制御装置４７（点線で示されたライン）によって、または独立した制御装置５０によって駆動制御可能である。

原則的には、発泡されたプラスチック部材をシーリングビードとして製造するためには、既に２つの装置１６，３６で十分である。しかしながら追加的に好ましくは、第２のプラスチック成分が第１のプラスチック成分に対して並行に、または第１のプラスチック成分と混合されて、有利には物理的に発泡してプラスチック部材を形成するようになっていてよい。したがって装置１００の別の下位ユニットが、多成分発泡のための装置６２によって形成される（再び図１参照）。この装置６２は、第２のプラスチック成分用の容器５５を有しており、この容器５５から、有利には気体を混合された第２のプラスチック成分が、調量装置５６および調量弁５７を介して混合エレメント５８に案内される。この混合エレメント５８内において第２のプラスチック成分は、第１のプラスチック成分と混合される。次いでこの混合物は、別の調量弁５９の下流側で略示されたノズル６１を介して流出され、これによって混合室内に含有された気体が発泡する。換言すれば、流出によって圧力降下が発生し、気体は、液状のプラスチック成分を発泡させ、発泡されたプラスチック成分の硬化後に、例えばシーリングビード７３の形をした、孔（気泡）を備えたプラスチック部材が生じる。

調量弁５７および／または６０には、図１において符号５１，５２を付されていて入口弁および出口弁として使用されるのと同様な遮断弁が設けられていてよい。

１６ 装置
１７ 混合装置
１８ 第１の管路
１９ 装入装置
２０ 第２の管路
２１ 圧送装置
２２ ピストン
２３ ピストン
２４ ピストンポンプ
２５ ピストンポンプ
２６ 圧力伝達装置
２７ 入口弁
２８ 入口弁
２９ 出口弁
３０ 出口弁
３１ センサ
３２ 信号ライン
３３ 制御装置
３４ シリンダ
３５ シリンダ
３６ 液状のプラスチック成分をさらに案内する装置
３７ 供給源
３８ 調量装置
３９ 緩衝装置
４０ 緩衝容積室
４１ 入口開口
４２ 出口開口
４３ ハウジング
４４ ピストンロッド
４５ ピストン
４６ 圧力センサ
４７ 制御装置
４８ 制御ライン
４９ 圧力供給のための装置
５０ 制御装置
５１ 入口弁
５２ 出口弁
５３ プラスチック成分用の容器
５４ 気体源
５５ 第２のプラスチック成分用の容器
５６ 混合装置
５７ 調量弁
５８ 混合エレメント
５９ 調量弁
６０ 調量弁
６１ ノズル
６２ 多成分発泡のための装置
６３ カップリング機構
６４ 制御装置
６５ 切換え装置
６６ 切換え装置
６７ 制御装置
６８ 第１の管路
６９ 第２の管路
７０ 第３の管路
７１ 第４の管路
７２ 距離センサ
７３ シーリングビード
１００ 発泡されたプラスチック部材を製造する装置

Claims (6)

1. 少なくとも１つの気体と少なくとも１つの液状のプラスチック成分とから成る混合物を製造する装置（１６）であって、第１の管路（１８）を介して前記少なくとも１つの気体用の装入装置（１９）に接続されていて、かつ第２の管路（２０）を介して前記少なくとも１つの液状のプラスチック成分用の圧送装置（２１）に接続されている混合装置（１７）を備えている装置（１６）において、前記装入装置（１９）および前記圧送装置（２１）は、ピストン（２２，２３）を有するピストンポンプ（２５，２４）として形成されていることを特徴とする、装置（１６）。
2. 前記装入装置（１９）の前記ピストン（２２）と前記圧送装置（２１）の前記ピストン（２３）とは、機械式にまたは電気式に連結されている、請求項１記載の装置（１６）。
3. 前記装入装置（１９）の前記ピストン（２２）と前記圧送装置（２１）の前記ピストン（２３）とは、前記装入装置（１９）からの前記気体の流出時に前記液状のプラスチック成分が前記圧送装置（２１）内に流入させられ、かつ前記圧送装置（２１）からの前記液状のプラスチック成分の流出時に前記気体が前記装入装置（１９）内に流入させられるように、連結されている、請求項２記載の装置（１６）。
4. 前記装入装置（１９）の前記ピストン（２２）と前記圧送装置（２１）の前記ピストン（２３）とは、前記装入装置（１９）からの前記気体の流出時に前記液状のプラスチック成分が前記圧送装置（２１）から流出させられ、かつ前記装入装置（１９）内への前記気体の流入時に前記液状のプラスチック成分が前記圧送装置（２１）内に流入させられるように、連結されている、請求項２記載の装置（１６）。
5. 両方の前記ピストンポンプ（２４，２５）は、それぞれ交互に前記装入装置（１９）または前記圧送装置（２１）を形成する、請求項２記載の装置（１６）。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の装置（１６）を備えた、発泡されたプラスチック部材を製造する装置（１００）。

Images