JPH02500966A - 混合室に少なくとも２つの流動性反応成分を配量するための配量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 混合室に少なくとも２つの流動性反応 成分を配量するための配量装置 本発明は、少なくとも２つの流動性反応成分を混合室に配量するための配量装置 であって、各反応成分に対して設けられる少なくとも１つの容器室と、各容器室 にそれぞれ１個設けられる排除要素とを有し、少なくとも１つの反応成分のすべ ての容器室内に前記排除要素が変形可能に形成されており、該排除要素は、それ ぞれに属する容器室を反応成分室と液圧室とに分割しているとともに、反応成分 室を液圧室から緊塞に分離させており、それぞれの反応成分に対して、反応成分 備蓄容器から反応成分室に通じる供給管と１反応酸分室から混合室へ通じる排出 管とが設けられている配量装置に関するものである。

この種の配量装置は、米国特許第４，１３２，４８３号公報から知られている。

この公知の配量装置は、各反応成分のためのほろを備えたそれぞれ１つの容器室 から成っている。液圧流体で充填される液圧室のなかにはそれぞれ１個のプラン ジャーピストンが設けられ、該プランジャーピストンは動力学的パツキンを介し て周囲に対して密封されている。また両プランジャーピストンは、回転可能な共 通のヨークを介して機械的に駆動される。

この公知の配量装置は、配量過程の間に配量比を任意に変化させることができな い、駆動装置と機械的に連結され、配量行程の間にも配量比を任意に変化させる ことができる配量装置も知られているが、配量比の機械的調整は極めて不正確で あり、大きなミスを伴なうものである。配意比を比較的大きくする場合とか、多 成分系を高圧配量する場合には、機械的に伝動されるべき力は非常に大きくなり 、これに応じて構造上のコストが増大する。

他の欠点は個々の容器室の位置変化にあり、容器室の位置が変化すると、容器ケ ーシングをしつかり連結することが不可能になる。しかし個々の配量容器を管で 連結することは、高圧設備の場合技術上及び経済上の理由から。

また安全上の理由からも許されない、さらにプランジャーピストンに設けられる 動力学的パツキンは、特に直径大で且つ高圧の場合かなりの摩擦を生じ、漏れの 危険がある。漏れ損は動力学的パツキンが申し分ない場合でも避は難いが、漏れ が生じるとほろの行程範囲を前進させる。従って、漏れ損を常に監視して漏れ補 償装置により再度液圧室に液圧流を供給し、液圧室のなかに閉じ込められている 流体の体積を常に一定に保たなければ、はろが破損してしまう。

プラスチック加工産業では、製造コストの削減と、常に高品質の製品を製造する 目的で、適当な制御装置、調整装置、監視装置を使用することを強いられていた 。この産業分野でのマイクロプロセッサ技術と適当な測定値ゲージの開発は、ピ ストンワンストローク式配量を正確に実施するための重要な前提を提供した。こ の種の配量装置は例えば欧州特許公開筒０　００３　５６３号公報、米国特許第 ３，９０８，８６２号公報及び米国特許第４゜００８．８２９号公報に記載され ている。

このピストンワンストローク式配量装置の欠点は、プランジャーピストンポンプ に設けられている動力学的ノくッキンが、特に摩耗性反応成分及び／または腐食 性反応成分の処理の際にポンプの摩耗を促進させ、よって漏れを制御できなくな り、最後には故障してしまうことである。従って生産中止を余儀なくされ１反応 酸分の性質によっては保守コストが高くなり、２４時間稼動を３ケ月ないし６ケ 月中断しなければならない。

本発明のＩ！題は、少なくとも２つの流動性反応成分を配量するための配量装置 を次のように構成すること、即ち摩耗性反応成分及び／または腐食性反応成分を 漏れ、摩擦、摩耗が生じることなく配量することができ、且つ個々の反応成分の 液圧流体精調整を正確に且つマイクロプロセッサにより予め選定可能に制御可能 に行なうことができるように前記配量装置を構成することである。

本発明は、上記目的を達成するため、反応成分が少なくとも１つ存在している場 合、液圧室が、圧力源から出ている供給管を有し、液圧室からタンクに通じてい る排出管が設けられていることと、各反応成分ごとに制御・調整装置が設けられ 、該制御・調整装置は、排除要素を液圧駆動させ量と時間とを予め選定可能な液 圧流を決定することを特徴とするものである。

本発明による配量装置は、２種類または数種類の反応成分を正確な混合比で、主 に高圧で且つ誤差をできるだけ小さくして混合室へ案内する。混合室では化学反 応が起こる。反応成分としては例えばポリオールとイソシアネートが用いられ、 この場合にはポリウレタンが形成−される。高圧混合はミリセカンドの時間範囲 で行なわれる。

この場合配量圧力は２５０ｂａｒ以下で、時にはこれを越えることもある。製造 されたプラスチック片の品質は、まず第１に、ショット開始時からショット終了 時まで正確に維持される混合比と、ショット開始と終了を支障なく行なって申し 分のない混合を行なうこととに依存している。特に質量流は、化学反応の化学量 論と型部材の重量が再生可能であることとを考慮して、混合時には一定に保持さ れる必要がある。

本発明による配量装置は、各反応成分ごとに１つまたは２つの排除要素を有して いる。この場合少なくとも１つの反応成分は１つまたは２つの変形可能な排除要 素によって配量され、残りの反応成分はプランジャーピストンのような堅牢な排 除要素により搬送される。しかしながら、すべての排除要素を変形可能な排除要 素として形成するのが有利である。なぜなら、変形可能な排除要素は摩擦と摩耗 がないので、はとんどの場合従来のピスト本発明による配量装置の即使用性もし くは寿命は腐食。

摩耗、沈澱の影響を受けない。本発明による配量装置で提案される変形可能な排 除要素は、従来公知の配量装置のように一定の送り速度で駆動されるのではなく 、一定の体積流で駆動される。従って変形可能な排除要素は。

配量流を決定する送り速度の調整に用いられるものではない、変形可能な排除要 素の行程・直径比はプランジャーピストンに比べて小さいので、適宜に大きな直 径が排除要素に与えられる。これはピストン摩擦がないので可能であり、直径・ 高さ比がほぼ１：１の非常にコンパクトな配量容器が得られる。また、変形可能 な排除要素には摩擦がないので、どんなに少ない配量でも大きな配量容器を用い て正確に配量することができる。ただしこのためには、可変な液圧流を電気的に 制御または調整することが前提である０本発明による配量装置の他の利点は、変 形可能な排除要素を常に極めて小さな差圧で付勢することができる点である。こ れにより、例えば曲げ剛性が小さく、よって寿命が長い鋼または合成物質から成 る薄壁の変形可能な排除要素を使用できる。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素に対してそれぞれ１つの終 端位置検知センサが設けられ、該終端位置検知センサは前記制御・調整装置と協 働するように構成されている。変形可能な排除要素を使用する場合、該排除要素 が破損しないようにするためには、いかなる場合もストローク終端位置を越えて はならない。

この場合終端位置の検知は、市販されている種々の電気的センサを適宜に選択し て行なうことができる。これらのセンサは、圧力に耐えうるようにカブセリング して実施されているのがほとんどであるが、全行程にわたって弾性的な排除要素 を連続的に位置づけし監視するためか。

もしくは純粋な終端スイッチとして形成されていることができる。センサから適 当な信号が与えられると、制御・調整装置により決定される液圧流が遮断され、 及び／または制御される弁が液圧流、即ち反応成分流を遮断する。

これにより、液圧室と反応成分室との圧力差が許容値を越えることが阻止される 。

また本発明による配量装置は、前記終端位置検知センサが無接触の電気的接近ス イッチであるように構成することができる。従って許容終端位置を簡単に検知す ることができ、且つ電気的な出力信号により評価することができる。もちろんこ の構成により、変形可能な排除要素の２つの極端な偏位だけを検知するようにし てもよい。

さらに本発明による配量装置は、前記終端位置検知センサが、変形可能な排除要 素に液圧室側で接続されている電気的な変位ゲージであるように構成することが できる。この構成により、変形可能な排除要素の全行程にわたって測定値を連続 的に検知することが可能になり、従って位置づけ検知のためにも、及び行程終了 時に装置をオフするためにも、また配量過程を付加的に監視するためにも関連づ けることができる。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素が、金属または合成物質か ら成るほろであるように構成することができる。はろの特徴は、固有抵抗を小さ くして排除体積を特に大きくさせることができる点にある。

また鋼から成るほろの他の利点は、フランジまたは底部に溶接することができる ことである。これにより１反応酸分室と液圧室の間を最適にパツキンすることが できる。

はろの寿命にとっては、はろ底部の加速度が各はろに特徴的な値を越えないよう にするのが重要である。このため、電気的制御・調整装置の範囲内でランプ発生 器・（Ｒａｍｐｅｎｂｉｌｄｎｅｒ）を使用することができる。ランプ発生器は 、設定されたランプ時間の間に液圧流の目標値をゼロから終端値として調整され た目標値へ変化させる。

制動過程においては目標値の変化を上記とは逆に行なう。

各はろに対して許される加速度を選定することができるように、液圧弁、即ち反 応成分弁もその切換え時間内で調整可能であるべきだろう。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素がダイアフラムであるよう に構成することができる。この場合ダイアフラムは容積が大きな圧こんダイアフ ラム（Ｋａｌｏｔｔｅｎｍｅｍｂｒａｎ）として形成されるが、その特徴は。

鋼または合成物質から成る上記のほろに比べて安価なことである。その直径によ り排除体積が大きなダイアフラムの欠点は、ダイアフラムのゴム弾性的な材料の 化学薬品に対する抵抗力が限定されていることである。

さらに本発明による配量装置は、ダイアフラムが、ポリテトラフルオールエチレ ンで被覆したゴム弾性材料から成っているように構成することができる。母体と してのゴム弾性的なダイアフラムをポリテトラフルオールエチレンで被覆するこ とにより、実際に存在しているすべての反応成分に対してすぐれた耐久力が得ら れる。しかしダイアフラムの作用径の大きさに比べて行程が小さいのが欠点であ る。このことは、機能が同じあるにもかかわらず容器室が大きくなったことに対 応している。

さらに本発明による配量装置は、少なくとも１つの反応成分の容器室内に排除要 素が固定して形成されているように構成することができる。特に多成分系の場合 には、経済上の理由から、潤滑性にすぐれていて問題のない流体から成る反応成 分は例えばストローク式排除ピストンのような堅牢な排除要素を用いて配量し、 問題のある反応成分はほろのような変形可能な排除要素を用いて搬送するのがよ い。

さらに本発明による配量装置は、変形可能な排除要素が、重設された少なくとも ２つの仕切り壁から成っているように構成されていることができる。変形可能な 排除要素を二重壁或いは多重壁に形成することにより、曲げ剛性を小さくして弾 性を大きくさせることができる。その結果、利用可能な排除体積をより大きくさ せることができる。変形可能な排除要素を多重壁に形成することの他の利点は、 非密封状態になった場合の安全性が大きくなることである。通常は排除要素のす べての仕切り壁が同時に非密封状態になるのではなく、非密封状態は外側の仕切 り壁から始まり、従って漏れの報知は、変形可能なすべての排除要素が非密封状 態になる前に行なわれる。

さらに本発明による配量装置は、仕切り壁の間にそれぞれ１つの流体フィルムが あり、仕切り壁の間の中間空間が容器室の外側で大気と連通しているように構成 することができる。この構成は簡単な漏れ報知システムを提供し、即ち仕切り壁 の間に、反応成分と相性がよく、仕切り壁の間で薄い潤滑フィルムとして存在す るような流体を装入することにより、簡単な漏れ報知システムが提供される。仕 切り壁の間の中間空間は容器室の外側で外部に連通し、該中間空間に、仕切り壁 が破損した場合に信号を発する漏れ報知器が設けられる。

さらに本発明による配量装置は、前記制御・調整装置が、圧力源から液圧室へ通 じ且つ閉じた調整回路を備えた供給管のなかに組込まれているように構成するこ とができる。変形可能な排除要素の配量性能にとって重要なことは、液圧室へ流 れる液圧流が一定であることである。

このことは、上記構成によれば、閉じた調整回路による液圧流調型によって行な うことができる。ワンストローク式配意装置の問題点は、短かい配量過程（はぼ 工ないし３秒）の間に液圧流の調整を行なわねばならないこと。

且つミリセカンドの時間範囲の高価な配量装置で１秒間に約１ｏリツトルの体積 流を処理しなければならないことである。

さらに本発明による配量装置は、前記制御・調整装置が電子液圧式増幅装置であ り、液圧流の実際値の検知を流量測定装置を用いて行ない、該流量測定装置が、 ならい制御弁と機械的に連結された測定回転軸を有し、前記ならい制御弁は電気 的な制御モータと連結され、該制御モータの所定の回転運動（目標値）を、なら い制御弁を用いて測定回転軸の回転出力運動（実際値）に回転角を精確に再現し て再生させ、この場合流量測定装置の消費流（測定された液圧流）は、流量測定 装置によって生じる回転運動に直接関係しているように構成することができる。

即ちこのように構成された配量装置は、実際値を連続的に検知するために用いら れるばかりでなく、ならい制御弁のなかに組込まれている流体力学的調整回路を 動力学的に修正するためにも用いられる。これは、目標値と実際値に差がある場 合に、ならい制御弁のなかに設けられる制御ズライダを機械的に位置調整するこ とにより測定軸がスピンドル・ナツト結合部を介して実際値を目標値に一致させ るようにして行なう、電気的な実際値ゲージとは異なり、実際値の検知と、実際 値・目標値の比較と、実際値を目標値に一致させる過程とが同時に行なわれ、従 って電気的調整回路で通常である調整ふれは生じない。調整ふれは、システムに 圧力変動或いは負荷変動が生じたときに体積流の制御を過剰もしくは不足させる ものである。

さらに本発明による配量装置は、前記流量測定装置が液圧式ストローク型徘除モ ータであり、該液圧式ストローク型徘除モータはその機械的出力を外部へ与えず 、且つその流体力学上のロスに相当する出力側の圧力は入口側の圧力よりもわず かに低く、液圧式ストローク型徘除モータの駆動室が常にその出口と連通し、液 圧式ストロ・−り型徘除モータが、前記測定回転軸として形成されているモータ 回転軸を有しているように構成することができる。

上記の流量測定装置は、本発明による配量装置の液圧流調型にとって特に有利で ある。というのも、上記流量測定装置においては、内側の漏れが無視できるほど の量に低減するからである。これは流量を連続的に測定するために適しており、 この場合急激な大きな圧力変動にも対処することができる。他の利点は、測定精 度の再生性にすぐれていること（測定誤差０゜１％以下）、測定範囲が広いこと （はぼ１　：　１０００）、及び圧力範囲が非常に広いこと（はぼ１０００ｂａ ｒ以下）である。液圧モータの入口側と出口側とで圧力差が非常に小さいので、 すべての駆動部材の荷重は極めて小さい、このことは寿命（小さな摩擦）、特に 高圧高回転数の場合の寿命に有利である。この流量測定装置には１以上の技術上 の利点のほかに、大量生産される通常のモータを修正するだけで得られるという 大きな利点がある。はとんどの構成要素は大量生産により製造することができ、 よって経済的な生産が可能である。

さらに本発明による配量装置は、前記流量測定装置が液圧式回転型排除モータで あり、該液圧式回転型排除モータは、前記測定回転軸として形成されているモー タ回転軸を有しているように構成することができる。この種の流量測定装置は例 えばリングピストン式計数装置であり、該リングピストン式計数装置は中程度の 圧力範囲で使用され、広範囲に普及しているので入手しゃすい。

さらに本発明による配量装置は、前記流ｆ測定装置が液圧式リニアモータであり 、該液圧式リニアモータが並進運動を行なうピストン棒を有し、該ピストン棒は 、スピンドル・ナツト結合部を介して、ならい制御弁に機械的に連結された測定 回転軸に結合されているように構成することができる、この種の流量測定装置は 、電子液圧式増幅装置と結合させて、特に少量の平均的な液圧流を測定するため に提供される。この場合、測定回転軸を軸パツキンによりならい制御弁に対して パツキンするならば、配量目的にも使用される公知の線形式増幅装置とは異なっ て、リニアモータの戻り行程も液圧流の制御に。

従って配量に利用することができる。本発明による装置は、公知の線形式増幅装 置とは異なり、機械的な出力を外部へ放出しない。

さらに本発明による配量装置は、前記制御・調整装置が第二次液圧調整部である ように構成することができる。

第二次液圧調整部は、大体において、処理体積を無段階に調整可能な液圧モータ と、デジタル信号またはアナログ信号を出力するタコメータ発電機から構成され る。液圧モータはモータの作動に対してポンプ作動と同程度に適している必要が あり、且つモータの行程体積はゼロから最大まで極めて迅速に調整可能でなけれ ばならない。

液圧モータの回転数はタコメータ発電機により検出されて目標値と比較される。

調整のずれはＰＩＤ調整器を介して整えられる。ＰＩＤ調整器は、その信号によ りサーボ位置シリンダを介して液圧モータの処理体積を変化させる。電子液圧式 増幅装置の場合と同様に液圧モータの処理流は液圧流の調整に利用される。この 場合第二次調整の利点は、絞り制御の必要がないことである。このことはエネル ギーの節約に極めて有効である。なぜなら従来の配意装置では、比例弁を制御す るために、即ちサーボ弁を制御するために、或いは線形式増幅装置を駆動するた めに、液圧エネルギーの５０％以下が熱に変換されていたからである。

さらに本発明による配量装置は、圧力源が、制御・調整装置と協働する液圧ポン プであるように構成することができる。この種の構成は、低圧範囲及び中程度の 圧力範囲の少量の体積流に対して使用することができる。この場合液圧ポンプは 、駆動モータを調整可能な処理量一定ポンプまたは液圧調整ポンプとして形成す ることが可能である。どちらの場合も液圧流は閉じた調整回路を介して調整する ことができるが、ポンプの駆動を一定にすることによっても、例えばステッピン グモータによる駆動によってもその都必要な精度を得ることができる。

さらに本発明による配量装置は、制御・調整装置が電子液圧式比例弁またはサー ボ弁であるように構成することができる。比例弁とは異なってサーボ弁は主に電 子液圧式調整回路に使用される。電子液圧的調整は、定常状態で無視できるほど の小さな調整ふれを生じさせるが、しかし例えばポリウレタン処理の場合のよう に定期的に負荷が変動すると、調整ふれを無視することはできない。

上記構成は安価であるので、コストを考慮して二者択一的に選択することができ る。

さらに本発明による配量装置は、液圧流の実際値を検出するため、電気的な出力 信号を備えた体積流測定装置が設けられているように構成することができる。液 圧ポンプまたは比例弁、或いはサーボ弁によって液圧流を調整するためには、液 圧流、即ち反応成分流のなかで実際値を検出する必要がある。このため、液圧流 のなかに体積流測定装置を設けることができる。体積流測定装置は、圧力源と液 圧室を連通させる管のなかに配置され、常時実際値を測定する。この実際値は電 気的な出力信号として、目標値と比較可能な量に変換され、目標値と比較される 。目標値と実際値にずれがある場合には、その差から信号が形成され、この信号 は、実際値が目標値に一致するようにサーボ弁を制御する。調整を迅速に行なえ るように、単位時間あたりにできるだけ多数の測定値を検出し、処理する必要が ある。

さらに本発明による配量装置は、液圧流を調整するた・め、反応成分室と混合室 との間にそれぞれ、電気的な出力信号を備え各反応成分の質量流を測定する質量 流測定装置が設けられ、前記電気的な出力信号を液圧流調盤のための実際値とし て用いるように構成することができる。

ここで提案されているような反応成分流内での実際値の検出は基本的には常に極 めて正確である。従来の配量装置では、公知の流量測定器が故障しやすかったり 、不正確であったため、実際値を正確に検出することはできなかった。その後、 可動部材なしで作動し測定精度の再生性にすぐれた電子式質量流測定装置が市販 されたが、測定時間が長く、よって大きな負荷変動がなく連続的に配量を行なう システムでの調整の場合しか有用でなかった。

さらに本発明による配量装置は１反応酸分室と混合室との間に、電気的な出力信 号を備えた質量流測定装置が各成分ごとに設けられ、該質量流測定装置は、各反 応成分の質量流を測定するするとともに、予め選定された液圧制御目標値を適宜 修正するように構成することができる。この構成によれば、反応成分流の質量流 を正確に検出できるとともに、液圧流の調整を迅速に行なうことができる。液圧 流のなかにして圧力源と液圧室の間に、ストローク式排除要素として形成される 流量測定装置を備えた電子液圧式増幅装置を設け、且つ反応成分流のなかに上記 の質量流測定装置を設けると、圧力変動のようなすべての動力学的外乱量を電子 液圧式増幅装置により調整し、密度の変化のような類似の外乱量を質量流測定装 置により調整することができる。

さらに本発明による配量装置は、各反応成分ごとに。

配量行程の間に必要な配量を行なうことができる排除要素が設けられているよう に構成することができる。このような配量装置は、ワンストロークピストン式配 量に対応して、型部材製造のために必要な量の反応成分を１回の行程で配量する 。配量装置を型部材の製造に特定する場合、型部材の品質に最適なように処理デ ータの組み合わせを選定できるので、容器室の大きさは頻繁に型部材の大きさに 整合される。処理データの組み合わせの場合。

１シヨツトごとにすべての処理データの再生可能性が容易になる。特殊鋼から成 るほろを用いると、各反応成分ごとに最大５０リツトルのショット体積を実現す ることができる。液圧エネルギーを配量に提供する液圧蓄積装置を用いると、コ スト上好都合な液圧装置が得られることは言うまでもない。

さらに本発明による配量装置は、各反応成分ごとに、配量行程と充填行程とを交 互に行なう２つの排除要素が設けられ、充填時の行程速度が配量時の行程速度よ りも大きく１行程終了点において両排除要素が短時間に且つ同時に配量を行なう ように構成することができる。この構成により、連続的な搬出が可能になり、即 ち配量ユニットを小型にして搬出効率を増大させることができる。

２成分配量装置の場合には、例えば４個のほろと２個の液圧調整装置を用いて、 脈動流が生じないように、且つ液圧蓄積装置の出力だけに依存する任意のショッ ト体積で配量を行なうことができる。さらに充填行程の死時間を伴なわずに迅速 な連続ショットが可能になる。はろに始動摩擦がないので、１つの反応成分の排 除要素を切換える際に圧力変動が生じることは実際にない。このような配量思想 により、２成分配量装置或いは多成分配量装置には最大限の万能性が付与されて いる。

次に、本発明による配量装置の２つの実施例を添付の図面を用いて説明する。

第１図は　２成分配量を断続的に行なうための電子液圧式増幅装置を備えた本発 明による配量装置を示す図、 第２図は　スラストピストンモータを備えた第１図の電子液圧式増幅装置の詳細 図。

第３図は　２成分配量を連続的に行なうための調整可能な液圧ポンプを備えた本 発明による配意装置を示す図 である。

第１図は、２成分配量を断続的に行なうための本発明による配量装置の１実施例 を示す図で、該配量装置は、特殊鋼から成り溶接された２つのほろ１，２と、２ つの電子液圧式増幅装置３，４とを有している。電子液圧式増幅装置３，４はそ れぞれ１つの液圧式ストローク型排除モータ５，６と、それぞれ１つのならい制 御弁７，８と、それぞれ１つのステッピングモータ９，１０から成っている。制 御周波数発生器１１に組込まれたパルス計数装置（図示せず）により、液圧流の 体積処理量（＝反応成分の配分量）を配量行程を行なう前にデジタル式に高精度 で調整することができる。それぞれ反応成分室１２．１３のなかにある２つの反 応成分の所望の体積配意比は、制御周波数発生器１１内で、予め選定される２つ の制御周波数Ｆ１とＦ２によりデジタル式に設定される。

これら２つの制御周波数Ｆ１とＦ２は、増幅器（図示せず）を介して２つめステ ッピングモータ９，１０に配分され、該ステッピングモータ１２．１３は、前記 制御周波数Ｆ１とＦ２を、２つのならい制御弁７，８と２つの液圧モータ５，６ とを介して、別個に測定され調整される液圧流にすベリなしに転換する。配量行 程が終了した後、両ステッピングモータ９，１ｏと、これに連結された液圧モー タ５，６とが停止される。同時に２つの４ポート３位置切換え弁１４．１５がそ のゼロ位置を経て還流位置へ切換えられる。これによって、それぞれの液圧室１ ６．１７に通じる供給管１８．１９が遮断され、且っ液圧室１６．１７カらタン ク２０に通じる排出管２１゜２２が開かれる。さらに、予圧を付与されそれぞれ 反応成分室１２．１３内にある反応成分はほろ１，２をその、基準位置へ戻し、 この場合各液圧室１６．１７内にある液圧流は、２つの４ポート３位置切換え弁 １４．１５を介して再び圧力源２３のタンク２０のなかへ戻される。

はろ１，２がその許容行程を越えて突出しないように、行程を終了させるスイッ チングオフ装置が必要である。

このスイッチングオフ装置は１本実施例では２つの距離変換器２４．２５によっ て形成されている。距離変換器２４．２５は配量装置を補助的に監視するはたら きもする。評価電子装置２６は、距離変換器２４．２５から送られる測定値を、 予め選定された制御周波数発生器１１のパルス数と常時比較させ、所定の差値を 越えたときには技術的な支障が生じたと判断して設備の稼動を中断させる。

第２図は、第１図の電子液圧式増幅装置を図示したものである。増幅装置はスラ ストピストン機関２７を有している。スラストピストン機関２７は、圧力に耐え うるケーシング２８のなかに設けられている。可能な限り脈動のない液圧流を得 るためには、シリンダｌ］１ｉｉ３０のなかに少なくとも９個のピストン２９を 周設する必要がある。

この場合これらのピストン２９は、ケーシング２８に設けられた斜面３１で支持 される。入口３２に接続したすべてのシリンダ室３３の、ピストン２９の軸線に 垂直な方向に作用する力は、シリンダ胴部３０にトルクを生じさせる。このトル クは、流体力学上のロスによって生じるトルクと常に同じ大きさであるにすぎな い。流体力学上のロスによって生じるトルクにより損失した出力は、スラストピ ストン機関２７のなかで熱に変えられる。従って、この熱を申し分なく逃がすた めに液圧流を供給しなければならない。このためスラストピストン機関２７の出 口３４は駆動室３５を通って外部へ案内されている。

スラストピストン機関２７はならい制御弁３６と緊宗に結合されており、この場 合測定軸３７は、スピンドル３９と協働するスピンドルナツト３８として形成さ れている。スピンドル３９はならい制御弁３６の制御スライダ４０に固定され、 且つ軸方向つりあいクラッチ４１を介してステッピングモータ４２と結合されて いる。ステッピングモータ４２により、所定の液圧流に相当するように予じめ選 定された回転数が与えられると、ステッピングモータ４２の始動時にスピンドル ３９がスピンドルナツト３８から抜は出て、制御スライダ４０を軸方向へ変位さ せる。制御スライダ４０は、スラストピストン機関２７への入口３２を開放する 。これにより生じる液圧流は、スラストピストン機関２７の回転数がステッピン グモータ４２の回転数と一致するまでスラストピストン機関２７を駆動する。ス ラストピストン機関２７の回転数がステッピングモータ４２の予じめ選定されて 回転数を越えると、ならい制御弁３６の制御スライダ４０は再び中央位置に変位 し、従ってステッピングモータ４２とシリンダ胴３０とが再び同じ回転数で回転 するまで、シリンダ室３３への入口３２を遮断する。このようにして、入口３２ に入ってくる液圧流の量は、ステッピングモータ４２の予じめ選定された回転数 （所定の液圧流に対応している）により精確に測定され調整される。

第３図は本発明の他の実施例を図示したもので、この実施例では、配量装置は、 はろを用いて２成分を連続的に配量するための調整可能な液圧ポンプによって形 成されている。この実施例において配量装置は、個別に設けられた４つの容器室 ４３，４４，４５．４６から成り。

該容器室にはそれぞれほろ４７，４８，４９，５０が収納されている。はろ４７ ．４８，４９．５０は容器室４３．４４，４５，４６をそれぞれ反応成分室５１ ，５２゜５３．５４と液圧室５５，５６，５７，５８とに分割している。はろ４ ’７，４８，４９，５０は、２つの調整可能な調整ポンプ５９．６０により別個 に液圧駆動される。

この場合配量比は公知の方法で調整することができる。

さらに、液圧室５５，５６，５７，５８と調整ポンプ５９．６０との間にそれぞ れ１つの３ポート３位置切換え弁６１，６２，６３，６４が設けられている。３ ボート３位置切換え弁６１，６２，６３，６４はそれぞれ中央の制御ユニット（ 図示せず）によって切換えられる。また、圧縮ガスを装入した成分備蓄容器（図 示せず）が各成分に対して設けられているとともに、混合室（図示せず）も設け られている。成分備蓄容器はそれぞれ強制制御される遮断弁６５，６６または６ ７．６８を介して反応成分室５１．５２或いは５３．５４に連通している。

混合室も同様に強制制御される遮断弁６９，７０または７１．７２を介して反応 成分室５１，５２または５３゜５４と連通している。

第１の容器室対４３．４５の配量行程は、第２のシリンダ対４４．４６の充填行 程と同時に行なわれる。配量時よりも充填時の行程速度を大きくすることにより 、１成分の容器４３，４４または４５，４６を行程終端位置で同時に配量するこ とができる。このことにより、全く脈動を生じさせずに連続的に配量することが 可能になる。

この実施例の場合はろ４７．４８，４９．５０の大きさは、主に要求される搬出 効率と、強制制御される遮断弁６５．６６．６７．６８または６９，７０，７１ ，７２の切換え時間及び許容切換え頻度とによって決定される。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも２つの流動性反応成分を混合室に配量するための配量装置であっ て、各反応成分に対して設けられる少なくとも１つの容器室と、各容器室にそれ ぞれ１個設けられる排除要素とを有し、少なくとも１つの反応成分のすバての容 器室内に前記排除要素が変形可能に形成されておリ、該排除要素は、それぞれに 属ずる容器室を反応成分室と液圧室とに分割しているとともに、反応成分室を液 圧室から緊塞に分離させておリ、それぞれの反応成分に対して、反応成分備蓄容 器から反応成分室に通じる供給管と、反応成分室から混合室へ通じる排出管とが 設けられている配量装置において、反応成分が少なくとも１つ存在している場合 、液圧室（１６或いは１７／５５，５６或いは５７，５８）が圧力源（２３；５ ９或いは６０）から出ている供給管（１８或いは１９）を有し、液圧室（１６或 いは工７／５５，５６或いは５７，５８）からタンク（２０）に通じている排出 管（２１或いは２２）が設けられていることと、各反応成分ごとに制御・調整装 置（３或いは４）が設けられ、該制御・調整装置（３域いは４）は、排除要素（ １或いは２／４７，４８或いは４９，５０）を液圧駆動さ■量と時間とを予じめ 選定可能な液圧流を決定するこひを特徴とする配量装置。 ２．変形可能な排除要素（１，２；４７，４８，４９，５０）に対してそれぞれ １つの終端位置検知センサ（２４，２５）が設けられ、該終端位置検知センサ（ ２４，２５は前記制・調整装置（３，４）と協働することを特徴とする、請求項 １に記載の配量装置。 ３．前記終端位置検知センサ（２４，２５）が無接触の電気的接近スイッチであ ることを特徴とする、請求項２に記載の配量装置。 ４．前記終端位置検知センサ（２４，２５）が、変形可能な排除要素（１，２； ４７，４８，４９，５０）に液圧室側で接続されている電気的な変位ゲージであ ることを特徴とする、請求項２に記載の配量装置。 ５．変形可能な排除要素（１，２；４７，４８，４９，５０）が、金属または合 成物質から成るほろであることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１ つに記載の配量装置。 ６．変形可能な排除要素（１，２；４７，４８，４９，５０）がダイアフラムで あることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載の配量装置。 ７．ダイアフラムが、ポリテトラフルオールエチレンで被覆したゴム弾性材料か ら成っていることを特徴とする、請求項６に記載の配量装置。 ８．少なくとも１つの反応成分の容器室（４３，４４或いは４５，４６）内に排 除要素（１，２；４７，４８，４９，５０）が固定して形成されていることを特 徴とする、請求項１から７までに記載の配量装置。 ９．変形可能な排除要素（１，２；４７，４８，４９，５０）が、重設された少 なくとも２つの仕切リ壁から成っていることを特徴とする、請求項１から８まで のいずれか１つに記載の配量装置。 １０．仕切リ壁の間にそれぞれ１つの流体フイルムがあることと、仕切リ壁の間 の中間空間が容器室（４３，４４，４５，４６）の外側で大気と連通しているこ ととを特徴とする、請求項９に記載の配量装置。 １１．前記制御・調整装置（３，４）が、圧力源（２３；５９，６０）から液圧 室（１６，１７；５５，５６，５７，５８）へ通じ且つ閉じた調整回路を備えた 供給管（１８，１９）のなかに組込まれていることを特徴とする、請求項１から １０までのいずれか１つに記載の配量装置。 １２．前記制御・調整装置（３，４）が電子液圧式増幅装置であリ、液圧流の実 際値の検知を流量測定装置（５，６；２７）を用いて行ない、該流量測定装置（ ５，６；２７）がならい制御弁（３６）と機械的に連結された測定回転軸（３７ ）を有し、前記ならい制御弁（３６）は電気的な制御モータ（４２）と連結され ．該制御モータ（４２）の所定の回転運動（目標値）を、ならい制御弁（３６） を用いて測定回転軸（３７）の回転出力運動（実際値）に回転角を精確に再現し て再生させ、この場合流量測定装置（５，６；２７）の消費流（測定された液圧 流）は、流量測定装置（５，６；２７）によって生じる回転運動に直接関係して いることを特徴とする、請求項１１に記載の配量装置。 １３．前記流量測定装置（５，６；２７）が液圧式ストローク型排除モータであ リ、該液圧式ストローク型排除モータはその機械的出力を外部ヘ与えず、且つそ の流体力学上のロスに相当する出力側の圧力は入口側の圧力よりもわずかに低い ことと、液圧式ストローク型排除モータの駆動室（３５）が常にその出口（３４ ）と連通していることと、液圧式ストローク型排除モータが、前記測定回転軸（ ３７）として形成されているモータ回転軸を有していることとを特徴とする、請 求項１２に記載の配量装置。 １４．前記流量測定装置（５，６；２７）が液圧式回転型排除モータであリ、該 液圧式回転型排除モータは、前記測定回転軸（３７）として形成されているモー タ回転軸を有していることとを特徴とする、請求項１２に記載の配量装置。 １５．前記流量測定装置（５，６；２７）が液圧式リニアモータであリ、該液圧 式リニアモータが並進運動を行なうピストン棒を有し、該ピストン棒は、スピン ドル・ナット結合部を介して、ならい制御弁（３６）に機械的に連結された測定 回転軸（３７）に結合されていることを特徴とする、請求項１２に記載の配量装 置。 １６．前記制御・調整装置（３，４）が第二次液圧調整部であることを特徴とす る、請求項１１に記載の配量装置。 １７．圧力源（２３；５９，６０）が、制御・調整装置と協働する液圧ポンプで あることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１つに記載の配量装置 。 １８．制御・調整装置（３，４）が電子液圧式比例弁またはサーボ弁であること を特徴とする、請求項１１に記載の配量装置。 １９．液圧流の実際値を検出するため、電気的な出力信号を備えた体積流測定装 置（５，６；２７）が設けられていることを特徴とする、請求項１６から１８ま でのいずれか１つに記載の配量装置。 ．２０．液圧流を調整するため、反応成分室（１２或いは１３／５１，５２或い は５３，５４）と混合室との間にそれぞれ、電気的な出力信号を備え各反応成分 の質量流を測定する質量流測定装置が殻けられていることと、前記電気的な出力 信号を液圧流調整のための実際値として用いることとを特徴とする、請求項１６ から１８までのいずれか１つに記載の配量装置。 ２１．反応成分室（１２或いは１３／５１，５２或いは５３，５４）と混合室と の間に、電気的な出力信号を備えた質量流測定装置が各成分ごとに設けられ、該 質量流量測定装置は、各反応成分の質量流を測定するとともに、予じめ選定され た液圧流制御目標値を適宜修正することを特徴とする、請求項１１から１８まで のいずれか１つに記載の配量装置。 ２２．各反応成分ごとに、配量行程の間に必要な配量を行なうことができる排除 要素（１或いは２）が設けられていることを特徴とする、請求項１から２１まで のいずれか１つに記載の配量装置。 ２３．各反応成分ごとに、配量行程と充填行程とを交互に行なう２つの排除要素 （４７，４８或いは４９，５０）が設けられていることと、充填時の行程速度が 配量時の行程速度よりも大きいことと、行程終了点において両排除要素（４７， ４８或いは４９，５０）が短時間に且つ同時に配量を行なうことを特徴とする、 請求項１から２１までのいずれか１つに記載の配量装置。