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Die Erfindung betrifft eine Misch- und Ausgabevorrichtung für mehrere flüssige Reaktionskompo- nenten zur Bildung von Schaumstoff, mit einem Gehäuse, einer Mischkammer innerhalb des Gehäuses, die an ihrem austragsseitigen vorderen Ende einen Auslass und in Förderrichtung gesehen vor diesem mehrere
Einlässe einander gegenüberliegend aufweist, wobei jeder Einlass zum Einbringen je einer Flüssigkeit in die
Mischkammer vorgesehen ist, mit einer zum Öffnen und Schliessen der Einlässe bewegbaren Ventilstange, die mit einer Antriebseinrichtung, mittels welcher die Ventilstange von einer nach vorne ausgefahrenen
Stellung in eine hintere vom vorderen Ende weg zurückgezogene Stellung bewegbar ist, verbunden ist und mit einem Reservoir für Material zur Reinigung der Ventilstange in der zurückgezogenen Stellung.
In der US-PS Nr. 3, 687, 370 ist eine derartige Vorrichtung zum Mischen und Ausgeben mehrerer Flüssigkeiten zur Bildung von Polyurethanschaum beschrieben.
Da die Flüssigkeitseinlassöffnungen in die Mischkammer der bekannten Schaumverteiler miteinander fluchten, war zeitweise der Flüssigkeitsdruck einer Flüssigkeit ausreichend, um diese Flüssigkeit in die Einlassöffnung für die andere Flüssigkeit zu drücken. Dabei kommt es oft vor, dass die beiden Flüssig- keiten in der Einlassöffnung koagulieren, eventuell erhärten, und entweder teilweise oder vollständig den
Flüssigkeitsfluss in die Mischkammer blockieren. Das Reinigungsfluid, getragen von der Ventilstange zur
Auflösung jeder erhärteten oder geschäumten in der Mischkammer verbliebenen Substanz, kann die Einlassöffnungen nicht durchdringen, um eine darin entstandene Verstopfung aufzulösen.
Eine derartige Verstopfung unterbricht den Gebrauch der Vorrichtung bis diese zerlegt ist und die erhärteten
Substanzen von der Einlassöffnung entfernt sind.
Es sind Mischvorrichtungen mit axial versetzten Einlass-oder Auslassöffnungen bekannt, die in der Mischkammer Mischschnecken oder Mischflügel besitzen. Derartige Vorrichtungen sind aber für die Herstellung von Kunststoffschaum aus flüssigen Reaktionsmittel, wobei die gesamte Mischung nur durch die von den unter Druck eingefüllten Flüssigkeiten in der Mischkammer produzierte Turbulenz erzielt wird, völlig ungeeignet, da die gemischten Flüssigkeiten auf den Mischflügeln oder-elementen aushärten und so zur Reinigung der Vorrichtung eine Unterbrechung der Arbeit notwendig machen.
Aus der AT-PS Nr. 224894 ist eine Vorrichtung zum Mischen zweier Substanzen in einer Mischkammer durch die turbulente Einbringung der Substanzen in die Kammer bekannt. Eine der beiden Substanzen ist ein Schaum, der durch die Mischung eines Epoxypolymeres mit Luft erzeugt wird, bevor es in die Mischkammer eingebracht wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung die eingangs genannte Vorrichtung zu verbessern und die aufgezeigten Nachteile zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Einlässe zueinander axial versetzt angeordnet sind.
Dies verhindert ein unerwünschtes Zuführen von Flüssigkeit aus einer Flüssigkeitseintrittsöffrung in die andere, quer durch die Mischkammer. Diese Konstruktion erlaubt nun auch höhere Arbeitsdrücke an den Öffnungen zur Gewährleistung einer besseren Mischung der beiden Chemikalien.
Nachstehend ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen : Fig. l eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Flüssigkeits-Misch- und Ausgabevorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt der Vorrichtung im nicht arbeitsfähigen oder geschlossenen Zustand, Fig. 3 einen vergrösserten Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. l, der die nicht fluchtenden, in die Flüssigkeitsmischkammer führenden Öffnungen zeigt, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines die Mischkammer verschliessende Ventilstange und Fig. 6 ähnlich Fig. 5 eine zylindrische Ventilstange.
Die Misch- und Ausgabevorrichtung in der Form einer Pistole --10-- ist insbesondere zur Mischung zweier Flüssigkeiten, wie z. B. flüssige organische Harze und flüssige Polyisocyanate, welche miteinander unter Bildung von Polyurethanschaum reagieren, geeignet. Die Pistole --10-- umfasst einen Rohrabschnitt
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--12--.Spitze --17-- und durch eine Innenwand --18-- zur Verbindung mit dem Zylinderteil --14--. Wie Fig. 3 zeigt, sind im Kopf teil --13-- an dessen Seiten einander gegenüberliegend ein Paar Flüssigkeitseintritts- öffnungen --19 und 20-ausgebildet. Einlasskanäle-21, 22-verbinden die Öffnungen --19 bzw. 20-- mit der Bohrung --16--.
Eine der Flüssigkeiten wird in die Pistole --10-- durch die Öffnung --19--, die andere durch die Öffnung --20-- eingespritzt. Der Griffabschnitt --12-- ist mit einem Betätigungsknopf oder Abzug --24-- versehen, um den Pressluftstrom von einer Lufteinlassöffnung --26-- in den Rohrabschnitt --11-- zu steuern. Wenn der Abzug --24-- herausgezogen ist (Fig. 1), ist die Pistole --10--
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verschlossen und die zwei Flüssigkeiten von den Eintrittsöffnungen --19 und 20-- werden am Mischen gehindert. Wenn der Abzug --24-- hineingedrückt ist, ist die Pistole abgabebereit. Der Abzugsmechanismus kann durch eine entfernt angeordnete Fusssteuerung od. dgl. ersetzt werden.
Ein Rohreinsatz --28-ist im Kopf teil --13-- und im Zylinderteier --14-- der Pistole --10-- zurückziehbar eingebaut. Der Rohreinsatz --28-- umfasst einen beweglichen Kolben --30--, einen im wesentlichen T-förmigen Vorratsteil - und einen Schaftteil --32--. Eine Ventilstange --33-- ist am Kolben --30-- befestigt und verschiebbar mit dem T-Teil --31-- und dem Schaftteil --32-- verbunden. Die Innenseite --34-- des Schaftteils --32-- ist hohl und umfasst ein offenes vorderes und hinteres Ende --35--, 35'-- (Fig. 3 und 4). Der Schaftteil --32-- passt in die Bohrung --16--, wobei das vordere Ende --35-- bei der Spitze --17-- der Pistole --10-- zu liegen kommt.
Die Innenseite --34-- des Schaftteils --32-- definiert die Mischkammer zur Mischung der Flüssigkeiten. Ein Flüssigkeitseinlass --36-- ist auf einer Seite des Schaftteils --32-- ausgebildet und ein zweiter Flüssigkeitseinlass --38-- gegenüber, aber näher dem vorderen Ende --35-- als der Einlass-36-. Auch der Einlass --36-- kann näher dem vorderen offenen Ende --35-- angeordnet sein, als der Einlass-38-, ohne darin von der Erfindung abzuweichen. Der Schaftteil --32-- kann aus Kunststoff, wie z. B. Teflon, oder aus einem andern geeigneten Material sein.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, fluchten die Einlässe --36, 38-- des Schaftteils --32-- nicht miteinander.
Daher ist die Möglichkeit, dass Flüssigkeit in die Pistole -10-- vom Einlasskanal --22-- quer hinüber in den
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wenn nicht tatsächlich beseitigt. Obwohl die Einlässe --36 und 38--, wie in den Zeichnungen dargestellt, gegeneinander um 180 versetzt sind, kann auch jeder andere Winkel verwendet werden. Die bevorzugte Ausführungsform jedenfalls sieht 1800 vor. Die Kanäle --21 und 22-- fluchten miteinander, und die Querschnittsfläche der inneren Enden --40, 41-- der Einlasskanäle --21, 22-- sind im wesentlichen grösser als die Querschnittsflächen der Einlässe --36, 38--. Einlass --38-- steht in Verbindung mit dem inneren Ende --40-- des Kanals --21-- und der Einlass --36-- mit dem inneren Ende --41-- des Kanals --22--.
Durch Drehen des Schaftteils-32-um 180 wird das Umgekehrte bewerkstelligt, und Einlass-36-- steht in Verbindung mit dem inneren Ende --40-- und Einlass --38-- mit dem inneren Ende --41--. Auf diese Weise ist das Fluchten der Einlässe --36, 38-- mit den Kanälen --21, 22-- wesentlich vereinfacht.
Der T-Teil --31-- weist einen sich von einer ringförmigen Schulter --43-- nach vorne erstreckenden zylindrischen Hals --42-- auf. Ein Reservoir --44-- ist im Hals ausgebildet, für die Aufnahme eines Reinigungsfluids wie z. B. "cellosolve" Lösungsmittel. Eine hintere axiale Bohrung --45-- erstreckt sich durch die Schulter --43-- anschliessend an das Reservoir --44-- und eine vordere axiale Bohrung-46- erstreckt sich vom Reservoir --44-- durch das vordere Ende --47-- des Halses --42--. Am äusseren Umfang der Schulter --43-- ist eine ringförmige Nut --48-- zur Aufnahme eines O-Rings --49-ausgebildet, um so eine Dichtung zwischen der Schulter --43-- und der Innenfläche des Zylinderteils --14-- zu erhalten.
Eine T-förmige Hülse --50--, welche aus Teflon oder einem andern geeigneten Material sein kann, ist in die hintere Bohrung --45-- des T-Teils --31-- eingesetzt. Das hintere Ende eines
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des Halses --42-- aufgenommenzordere Ende des Absatzstücks --51-- erstreckt sich in das Hinterende des Schaftteils --32--. Eine ingrörmige Kappe --52-- ist einstückig mit dem Hinterende des Schaftteils --32-- ausgebildet. Der 3chaftteil-32-- mit einem ein wenig kleinerem Aussendurchmesser als die Bohrung --16-- ist in letzteren licht aufgenommen. Die Vorderseite der Kappe-52-- stösst an die Innenwand --18-- und die Rückseite . tösst an den vorstehenden ringförmigen Flansch des Absatzstücks --51--.
Der Kolben --30-- wird innerhalb des Zylinderteils --14-- des Rohrabschnitts --11-- pneumatisch ) ewegt und steuert die Bewegung der Ventilstange-33-. Der Kolben --30-- weist ein vorderes Ende - und ein hinteres Ende --54-- auf, deren jedes einen ein wenig kleineren Durchmesser aufweist als ler Innendurchmesser des Zylinderteils --14-- beträgt. Die Kolbenenden --53 und 54-- sind einstückig aiteinander mittels eines Teils --55-- von verringertem Durchmesser verbunden. Eine Ringnut --56-- ist m äusseren Umfang des vorderen Endes --53-- für den Sitz eines O-Ringes --58-- ausgebildet. Durch das untere Ende --54-- des --54-- des Kolbens --30-- erstrecken sich mehrere Öffnungen --59--, getrennt voneinander, n einem kreisförmigen Muster.
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Die Ventilstange --33-- ist bis auf einen an das Stirnende --61-- der Ventilstange --33-- angrenzenden Zwischenteil --60-- zylindrisch ausgebildet. Das hintere Ende der Stange --33-- ist mit dem vorderen ende --53-- des Kolbens --30-- fest verbunden. Der Zwischenteil --60-- weist ein Paar einander gegenüberliegender flacher oder ebener Seitenflächen --62, 63-- auf, die gegenüber den gegenüberliegenden konvexen Seitenwänden --64, 65-- der Stange --33-- nach innen versetzt sind. Die obere und untere Oberfläche des Zwischenteils --60-- ist konvex und ein fortlaufender Teil der konvexen Oberfläche der Stange --33--. Der abgeflachte Teil --60-- ist im Lösungsmittelreservoir --44--, wenn die Pistole - sich im Ausgabezustand befindet.
Die abgeflachten Seiten --62, 63-- leiten das Lösungsmittel in die Mischkammer, wenn der Abzug --44-- ausgelöst wird, um die Pistole in den geschlossenen Zustand zu schalten. In der Ausführungsform nach Fig. 6 kann die Ventilstange --331-- vollkommen zylindrisch sein.
Eine kreisförmige Endwand --68-- ist im hinteren Ende --69-- des Zylinderteils --14-- des Rohrabschnitts --11-- vor einem Seegerring --70-- montiert. Für den Sitz eines O-Ringes --73-- besitzt die Endwand --68-- einen ringförmigen Schlitz --72--. Das vordere Ende des Zylinderteils --14-- wird von einer Innenwand --21-- gebildet. Der Kolben --30-- berührt die Endwand --68--, wenn sich die Pistole --10-- im Ausgabezustand befindet, und berührt den T-Teil --31--, wenn die Pistole geschlossen ist.
Nun wird die Pneumatik für die Bewegung der Ventilstange beschrieben. Zwei Lufteinlässe --74, 75-- sind im Zylinderteil --14-- vorgesehen. Der Einlass-74-- ist immer vor dem vorderen Ende --53-- des Kolbens --30-- angeordnet, und der Einlass --75-- immer hinter dem vorderen Ende --53-- des Kolbens.
Ein Paar Auslasskanäle --78, 79-- im Handgriff --12-- stehen in Verbindung mit den Einlässen --74, 75-bzw. mit einem Hohlraum --80--, in dem sich der Abzug --24-- bewegt. Ein Presslufteinlass --26-- ist mit dem Hohlraum --80-- über einem Kanal --82-- verbunden. Ein Luftauslasskanal --84-- verbindet den Hohlraum --80-- mit der Umgebung am Stumpf des Handgriffs --12--. Der Abzug --24-- umfasst einen Schaft --86--, der sich innerhalb des Hohlraumes --80-- bewegt. Drei voneinander getrennte ringförmige Nuten --87, 88, 89-- sind am Umfang des Schafts --86-- zur Aufnahme von O-Ringen --90-- ausgebildet, um so die Luftkanäle abzudichten. Die Nut --87-- befindet sich am hinteren Ende des Schafts --86-- und die andern beiden Nuten sind annähernd in der Schaftmitte angeordnet.
Ein axiales Loch --92-- erstreckt sich vom hinteren Ende des Schafts bis zwischen die Nuten --88 und 89--, und ein seitliches Lech --94-kreuzt Loch --92--. Eine Sicherungsscheibe --96-- ist am Schaft --86-- des --86-- des Abzugs --24-- befestigt, um den Abzug am Herausgleiten aus dem Hohlraum --80-- zu hindern. Eine unter Druck gesetzte Quelle - einer ersten Flüssigkeit, wie z. B. flüssiges organisches Harz ist mit der Flüssigkeitseintritts- öffnung --19-- verbunden und eine unter Druck gesetzte Quelle --98-- einer zweiten Flüssigkeit, wie z. B. Isocyanat, ist mit der Flüssigkeitseintrittsöffnung --20-- verbunden. Eine Quelle --99-- eines komprimierten Gases oder Pressluft ist am Lufteinlass --26-- angeschlossen.
Entfernbare Verbinder - -102, 104-- verbinden die Flüssigkeitsquellen --97, 98-- mit den Flüssigkeitseintrittsöffnungen --19 und 20--. Jeder Verbinder --102, 104-- weist Schraubenzapfen --106-- auf, um die Verbinder --102, 104-- mit dem Innengewinde der Kanäle-21, 22-flüssigkeitsdicht zu verschrauben.
Die Arbeitsweise der Pistole --10-- wird nun an Hand der Bildung von Polyurethan beschrieben. Eine unter Druck stehende Quelle von flüssigem organischem Harz --97-- ist mit der Einlassöffnung --19-- verbunden, und eine unter Druck stehende Quelle von Isocyanat --98-- ist mit der Einlassöffnung-20- verbunden. Eine Pressluft- oder Druckgasquelle --99-- ist mit dem Einlass --26-- verbunden.
Im geschlossenen Zustand, wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich die Ventilstange --33-bis hinter die nicht fluchtenden Einlässe --36, 38-- im Schaftteil --32--. Die konvexen oberen und unteren Oberflächen --66, 67-- des abgeflachten Teils --60-- sperren die Einlässe--36, 38--und verhindern dadurch das Fliessen von Harz und Isocyanat. Bei der vollzylindrischen Ventilstange-33'versperrt die konvexe Oberfläche ebenso die Einlässe --36, 38-- (Fig.6). Der Abzug --24-- wird durch den von der Gasquelle --90-- hervorgerufenen Druck im Hohlraum --80-- nach aussen gehalten. Der D-Ring-90-- in der hinteren Nut --87-- am Abzugsschaft --86-- verschliesst den Ablasskanal --84-- gegenüber dem Lufteinlasskanal-82-.
Die O-Ringe in den Nuten --88 und 89-- verhindern jeglichen Luftstrom durch die Löcher --92, 94--. Luft strömt daher in den Rohrabschnitt --11-- nur über den anal-79-um Druck gegen die Rückseite des hinteren Kolbenendes --51-- aufzubauen. Durch den Luftstrom über die Kolbenöffnungen --59-- wird auch Druck gegen die Rückseite des vorderen Kolbenendes --53-- aufgebaut. Dadurch stösst die Stirnseite des Kolbens --30-- gegen die Rückseite der Schulter-43-- des T-Teils --31--. Die Luft zwischen den Kolben --30-- und dem T-Teil --31-- strömt
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aus dem Rohrabschnitt --11-- über den Auslasskanal --78-- und durch den Spalt um den Schaft --86-und schliesslich aus der Pistole durch den Ablasskanal-84-.
Um die Pistole --10-- zum Mischen und Spritzen zu aktivieren, wird der Abzug --24-- hineingedrückt. Der O-Ring --90-- in der hinteren Nut --87-- im Abzugsschaft --86-- schliesst den Ablasskanal - -84-- und den Kanal --70-- vom Lufteinlasskanal --82--. Die 0-Ringe-88, 89-beschränken den Luftstrom auf den Kanal --78-- über die Löcher --92, 94-- im Abzugsschaft --86--. Der vor dem Kolben entstehende Luftdruck drückt den Kolben zurück bis an die Endwand --68--. Wenn der Kolben --30-sich nach hinten bewegt, wird die Ventilstange --33-- (oder --33'--) zurückgezogen, bis hinter die Einlässe --36 und 38-- im Schaftteil --32-- und erlaubt so das Einströmen von unter Druck stehendem Harz und Isocyanat.
Die Ventilstange --33-- bewegt sich im Reservoir --44-- bis zu ihrem Vorderende - -61--, welches das Reservoir durch Verschliessen des hinteren Endes der Innenseite --34-- des Schaftteils --32-- vom Flüssigkeitsstrom abdichtet. Daher vermischen sich das Isocyanat und das Harz nach dem Eintritt in die Mischkammer --34-- und beide werden durch den Druck durch die Spitze --17-der Pistole --10-- verspritzt. Die Grösse des Flüssigkeitsfliessdrucks wird von der Mischungsrate und der Grösse der von der Pistole --10-- verspritzten Partikel bestimmt. Wenn sich die Pistole --10-- im Abgabezyklus befindet, so ist der abgeflachte Teil --60-- der Stange --33-- in der Reinigungsflüssigkeit des Reservoirs --44-- eingetaucht.
Bei der vollzylindrischen Ventilstange --33'-- wird deren in der Mischkammer --34-- die Einlässe --36, 38-- blockierende Teil in die Reinigungsflüssigkeit des Reservoirs eingetaucht, wenn die Ventilstange --33'-- während der Anfangsphase des Ausgabezyklus zurückgezogen wird.
Soll die Ausgabe beendet werden, so wird der Abzug --24-- ausgelöst, und der Luftdruck vom Einlasskanal --82-- zwingt den Abzug --24-- sich nach vorne in die äussere oder Rastposition zu bewegen.
Dann bewegen sich der Kolben --30-- und die Ventilstange --33-- nach vorne und die Ventilstange --33-verschliesst die Flüssigkeitseinlassöffnungen --36, 38--. Das vordere Ende --61-- der Ventilstange --33-wirft jeden verbleibenden Rest an Isocyanat und Urethan aus. Das auf den abgeflachten Seiten --62, 63-des Teils --60-- angesammelte Lösungsmittel reinigt jeden Rückstand an Isocyanat und Urethan innerhalb der Pistole. Wenn das vordere Ende --61-- der Ventilstange --33-- sich schliesslich bis zur Spitze --17-der Pistole bewegt, wird auch die Spitze gereinigt.
Kaum merklich, wenn überhaupt, kann Reinigungsflüssigkeit in die Flüssigkeitseinlässe --36, 38-- eindringen. Daher ist es notwendig, jegliche Reaktion in den Einlässen --36, 38-- und darin die Bildung einer Verstopfung durch festen Schaum zu verhindern, welche den Flüssigkeitsstrom in die Mischkammer entweder hemmen oder völlig blockieren würde. Die Position der gegenüber dem Flüssigkeitseinlass-36- nach vorne verlegten Flüssigkeitseinlasses --38-- gewährt einen Schutz gegen ein Quereinfüllen von Flüssigkeit.