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Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus schnell miteinander reagierenden Komponenten, insbesondere für die Herstellung von Gegenständen aus schäumbarem Kunststoff, vorzugsweise aus schäumbarem Polyurethan, wobei die reaktionsfähigen Komponenten während der Arbeitstakte vermischt und bei dem die Komponenten zeitweilig im Kreislauf geführt werden. Die zugehörige Vorrichtung geht aus von Vorratsbehältern für die Komponenten, von denen Leitungen mit
Förderpumpen zu Einlassventilen eines Mischkopfs führen.
Bei Vorrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens werden gemäss der bisherigen Praxis beispielsweise die Förderpumpen nur betrieben, wenn das Herstellen eines Gegenstandes stattfinden soll. In der
Regel hat man mit der Vorrichtung Formen zu füllen, so dass während der Pausenzeiten zwischen zwei Füllungen von Formen die Vorrichtung stillgesetzt werden muss. In diesem Fall werden die Förderpumpen abgeschaltet. Ist die nächste Form aufnahmebereit, bzw. ist der Mischkopf über die nächste Form geschwenkt worden, so wird der Pumpenantrieb eingeschaltet. Beim Anlaufen der Förderpumpen entsteht im Druckleitungssystem eine durch das Anlaufen verursachte Störung der Strömung der Komponenten in den Leitungen, wodurch ein vorzeitiges, eventuell intermittierendes öffnen der Einlassventile am Mischkopf auftreten kann.
Für die verschiedenen
Komponenten kann diese Erscheinung durchaus unterschiedlich sein, so dass eine der Komponenten voreilt, indem sie eher in den Mischkopf eintritt als die andere. Neben andern Ursachen, wie allgemeine
Ventilundichtigkeiten usw. kann auch diese Erscheinung zu den gefürchteten Fehlerstellen auf den Oberflächen von hergestellten Gegenständen führen. An der Stelle, wo nur eine der Komponenten im Fertigstück anwesend ist, konnte logischerweise keine chemische Reaktion stattfinden, und es ist dort ein Lunker vorhanden. Befinden sich solche Fehlerstellen auf Gegenständen mit Sichtflächen, wie beispielsweise Armaturenbretter in der
Automobilindustrie, so ist der Gegenstand unbrauchbar. Auch für Gegenstände, die hohe Beanspruchungen aufnehmen sollen, können solche Fehlerstellen, die sich auf der Oberfläche oder im Inneren bilden, sehr nachteilig sein.
Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1255297 bekannt, die Mischung beispielsweise in den Pausen zwischen den Mischvorgängen im Kreislauf zu führen, um die Komponenten homogen zu erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannte, auch durch eine zeitweilige Kreislaufführung nicht zu vermeidende Fehlerquelle auszuschalten.
Dies geschieht gemäss der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art in der Weise, dass zur
Erzielung störungsfreier Strömungsverhältnisse die Komponenten jeweils für kurze Zeit vor dem Vermischen im
Kreislauf geführt werden.
Dadurch wird erreicht, dass während der Anlaufzeit der Pumpen bis zum Erreichen des Arbeitsdruckes die
Einlassventile nicht mit dem Förderdruck und den in den Leitungen auftretenden Störungen beaufschlagt werden, so dass ein vorzeitiges öffnen der Einlassventile ausgeschlossen ist. Die kurze Zeitspanne, für die die
Komponenten im Kreislauf zu führen sind, lässt sich am besten durch Versuche ermitteln. Sie liegt je nach Maschinentyp und chemischer Natur der Komponenten etwa in der Grössenordnung von 0, 1 bis zu 30 sec, vorzugsweise etwa zwischen 0, 5 und 1 sec.
Durch die erfindungsgemässe Kreislaufführung der Komponenten kurzzeitig vor dem, u. zw. bis zum Zeitpunkt des Einpumpens, werden für eine korrekte Mischung als wesentlich erkannte stabile Strömungsverhältnisse sichergestellt. Durch Mischvorrichtungen, die bloss ein zeitweises Führen der Komponenten im Kreislauf erlaubten, konnte dieses Ziel nicht erreicht werden.
Es ist zwar auch bekannt, derartige Vorrichtungen mit Pumpenantrieben zu versehen, die kontinuierlich arbeiten, wobei mittels eines Umschaltorgans während der Pausentakte die Komponenten über eine by-pass-Leitung von der Druckseite der Leitungssysteme zu deren Saugseiten zurückgeführt werden. Diese dauernde Kreislaufführung der Komponenten hat jedoch den erheblichen Nachteil, dass die in den flüssigen Komponenten gelösten Gase sich zu grösseren Gasbläschen ansammeln können, die dann in den Mischkopf hineingelangen und bei dem Gegenstand ebenfalls Fehlerstellen verursachen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht aus Vorratsbehältern für die Komponenten, von denen Leitungen mit Förderpumpen zu Einlassventilen eines Mischkopfes führen, wobei in den Leitungsstücken zwischen den Förderpumpen und den Einlassventilen Umschaltorgane angeordnet sind, von denen Rückführleitungen zu den saugseitigen Leitungssystemen abzweigen, wobei die Pumpenantriebe und die Umschaltorgane mit einem Auslöseschalter verbunden sind und die dadurch gekennzeichnet ist, dass in den zu den Umschaltorganen führenden Impulsleitungen ein Zeitverzögerungsrelais angeordnet ist.
Nachdem Rückführleitungen zwischen den druckseitigen und den saugseitigen Leitungssystemen an sich bereits bei Vorrichtungen mit kontinuierlich arbeitenden Pumpenantrieben bekannt sind, ist das wesentliche erfindungsgemässe Merkmal das Zeitverzögerungsrelais, mit dem bei Betätigen des Auslöseschalters, mit dessen Hilfe die Pumpenantriebe und die Umschaltorgane gesteuert werden, das Umschalten der Umschaltorgane um eine vorgegebene Zeitspanne verzögert wird. Sie entspricht der Zeit, die die Komponenten zur Beruhigung der Strömung in den druckseitigen Leitungssystemen nach dem Einschalten der Pumpen benötigen.
In einer Zeichnung ist ein Beispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung rein schematisch dargestellt und nachstehend unter Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens näher beschrieben : In Behältern--101 und
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oder sie strömen in der andern Stellung der Umschaltorgane--109 und 110--über Leitungen-113 und 114--und Einlassventile--115 und 116--in die Mischkammer--117--eines Mischkopfes--118--. Die Betätigungseinrichtungen--119 und 120-- der Einlassventile --115 und 116--bestehen aus den
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Dieses Vorgabezeitrelais--127--ist auf eine Zeitspanne einstellbar, die der Öffnungszeit der Einlassventile - 115 und 116--entspricht, um die für die Formfüllung erforderlichen Komponentenmengen in die Mischkammer--117--,
die als Durchlaufkammer arbeitet, einzulassen. Das schaumstoffbildende Gemisch verlässt die Mischkammer--117--kontinuierlich durch die Auslassdüse--128--. Dem Vorgabezeitrelais
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ist ein Zeitverzögerungsrelais-132-vorgeschaltet,Förderpumpen --115 und 116--. Bei Betätigung des Auslöseschalters --129-- werden also zunächst die Förderpumpen --105 und 106--eingeschaltet, mit denen die Komponenten über die Leitungen--111 und 112--im Kreislauf gepumpt werden.
Das Zeitverzögerungsrelais --132-- ist auf eine solche Zeitspanne eingestellt, dass in den Leitungssystemen bereits eine Beruhigung und Stabilisierung der Strömung stattgefunden hat, bevor die Wegeventile--109 und 110-umgeschaltet und die Einlassventile --115 und 116-- geöffnet
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Schalter--126--den Stromkreis--125----115 und 116-werden durch die Rückstellfedern--130 und 131--in die Schliessstellung gebracht. Die Wegeventile--109 und 110--werden gleichzeitig mit den Einlassventilen --115 und 116--von dem Vorgabezeitrelais --127-- betätigt und die Förderpumpen --105 und 106--werden nach einer zweiten, durch das Vorgabezeitrelais--127--vorgegebenen Zeitspanne anschliessend über dem Auslöseschalter --129-- mit Verzögerung gestoppt.
Beim nächsten Arbeitstakt wiederholt sich der Vorgang.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus schnell miteinander reagierenden Komponenten, insbesondere zur Herstellung von Gegenständen aus schäumbarem Kunststoff, vorzugsweise aus schäumbarem Polyurethan, wobei die reaktionsfähigen Komponenten während der Arbeitstakte vermischt und bei dem die
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störungsfreier Strömungsverhältnisse die Komponenten jeweils für kurze Zeit vor dem Vermischen im Kreislauf geführt werden.