CN110430942A - 用于反应式注塑机的喷嘴单元以及用于制造塑料件的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于反应式注塑机的喷嘴单元(1),具有被准备用来与混合头出口(11)连接的输入通道(2)以及被准备用来覆设反应性混合物的、在第一工作状态下与所述输入通道(2)连接的第一输出喷嘴(3),其中,存在在第二工作状态下与所述输入通道(2)连接的并且也准备用来覆设反应性混合物的第二输出喷嘴(4)。此外公开了一种用于反应式注塑机的具有该喷嘴单元(1)的混合头装置、一种具有混合头装置(10)的反应式注塑机以及一种用于制造塑料件的方法。
Description
本发明涉及一种用于(把多种反应性的塑料组分混合以及输出的)反应式注塑机的喷嘴单元(也叫喷嘴装置或喷嘴模块),其具有被准备用来与混合头出口连接的输入通道以及被准备用来覆设反应性混合物的、在第一工作状态下与输入通道连接的第一输出喷嘴。本发明还涉及一种用于反应式注塑机的具有喷嘴单元的混合头装置、具有混合头装置的反应式注塑机本身以及一种用于使用反应式注塑机制造塑料件的方法。
所述类型的装置以及方法由现有技术已知。DE 10 2004 059 218 A1公开了一种用于制造单层的或多层的含有至少一个反应性塑料层的膜或者复合物-成型件的装置,其包括用于反应性组分的储备容器、用于反应性组分的配给机构以及混合头和喷嘴。
但是,由现有技术已知的喷嘴单元已表明是不利的:为了产生不同的喷射射束,要么更换喷嘴单元,要么相当复杂地控制喷嘴单元。然而对于两个并行地使用的分别具有自己的输出喷嘴的混合头,需要额外的切换单元,用于把反应性混合物及其塑料组分输送至各个混合头。
本发明的目的因此是,消除由现有技术已知的缺点,并且特别是实现使用多个不同的喷嘴,用来以尽量小的控制复杂性来制造塑料件。
这根据本发明按如下方式来实现:存在在第二工作状态下与输入通道连接的并且也准备用来覆设反应性混合物的第二输出喷嘴。由此,两个输出喷嘴(第一输出喷嘴和第二输出喷嘴)能各自地有选择地与输入通道连接。因此,要么仅第一输出喷嘴(第一工作状态)要么仅第二输出喷嘴(第二工作状态)与输入通道连接。
由此按喷嘴切换模块的形式实施喷嘴单元,其中,该喷嘴单元的各输出喷嘴在工作中与同一个混合头处于连接中。因而尤其明显简化了必需的切换,用于反应性混合物的各种塑料组分的改道。
其它有利的实施方式在从属权利要求中要求保护,并且将在下面予以详述。
因而有利的是,第一输出喷嘴优选在喷嘴开口横截面方面不同于第二输出喷嘴。相关地特别优选的是,两个输出喷嘴在喷嘴开口横截面的大小/尺寸和/或形状方面彼此不同。由此可使得各输出喷嘴特别是各自地适应于各种应用领域。
此外在此有利的是,第一输出喷嘴构造成圆形射束喷嘴(优选带有圆形的特别优选滚圆形的或者方形的喷嘴开口横截面),和/或第二输出喷嘴构造成扁平射束喷嘴(优选带有椭圆形的或者矩形的喷嘴开口横截面)。
相关地尤其要指出,相应的输出喷嘴始终都被构造用于输出液态形式的至少由两种塑料组分构成的反应性混合物/反应混合物。反应性混合物优选是聚氨酯-材料,即一种仍能流动的/液态的聚氨酯-泡沫/硬质泡沫。因此,这些输出喷嘴在构造上准备用于输出聚氨酯-反应性混合物。
为了巧妙地控制在两个输出喷嘴之间的切换,有益的是,(在喷嘴单元中)存在被构造用于在第一工作状态与第二工作状态之间切换的阀机构。由此可以巧妙地借助或-线路各自地控制相应的输出喷嘴。
此外有利的是,阀机构液压地予以触动/控制。但原则上也可行的是,阀机构气动地或电地予以控制。此外,液压的、气动的以及电的触动的组合也是优选的。
另外,对于阀机构有利的是,它具有活塞,该活塞具有两个(彼此分开的)连接通道,其中,活塞经过设计,从而该活塞在第一阀位置使得输入通道通过其第一连接通道(处于第一工作状态下)与第一输出喷嘴连接,且在第二阀位置使得输入通道通过其第二连接通道(处于第二工作状态下)与第二输出喷嘴连接。由此实施特别紧凑的阀机构。
此外优选的是,每个连接通道都构造成(唯一的)孔。由此进一步降低了活塞的制造费用。
活塞优选构造成滑动活塞或转动活塞。
如果活塞构造成滑动活塞(即可在轴向方向上移动),则有利的是,它利用具有各连接通道的第一纵向区域在喷嘴单元的壳体中可移动地引导。滑动活塞可特别精确地在其纵向上在各个阀位置之间来回移动。
另外,相关地有益的是,滑动活塞在第二纵向区域中具有展宽的头部,在工作中在头部上施加/可施加强制到达各阀位置的移调力。
也有利的是,活塞(优选轴向地)在两个连接通道之间具有优选构造成环形槽的第一凹缺,该第一凹缺容纳密封材料或者被构造用于容纳密封材料。由此保证了两个连接通道的彼此相对的密封。
相关地还有利的是,活塞朝向第一连接通道的背离第二连接通道的(优选轴向的)一侧具有也优选构造成环形槽的第二凹缺,该第二凹缺容纳密封材料或者被构造用于容纳密封材料;和/或朝向第二连接通道的背离第一连接通道的(优选轴向的)一侧具有也优选构造成环形槽的第三凹缺,该第三凹缺容纳密封材料或者被构造用于容纳密封材料。由此也保证了各连接通道相对于外界的密封。
密封材料在装配喷嘴单元时就已经预安装为密封件,优选密封圈。替代于此或附加于此,反应性混合物的在喷嘴单元的工作中进入到相应的凹缺中的部分(随之)形成密封材料。在这些情况下,各连接通道始终都可靠地相对于外界密封以及彼此相对密封。
本发明也涉及一种用于反应式注塑机的混合头装置,其带有混合头以及本发明的根据至少一项前述设计的喷嘴单元,该混合头具有混合腔和混合头出口,混合头出口与该混合腔连接或者可连接,该喷嘴单元可再取下地安置在该混合头上,其中,输入通道连接在混合头出口上。
本发明还涉及一种具有该混合头装置的反应式注塑机。
另外,本发明涉及一种用于制造塑料件的方法,其中,使用根据前述的各设计的混合头装置或反应式注塑机把反应性混合物覆设到模具(浇注模具)或坯件上,该模具规定了塑料件的造型,该坯件已经部分地形成了塑料件,该坯件例如构造成形状稳定的坯件或者构造成膜。由此可以特别有效地把塑料件制成最终的塑料构件或者制成半成品。
换句话说,由此在混合头中只使用一个喷嘴切换模块(喷嘴单元)。该模块在扁平射束喷嘴与圆形射束喷嘴之间切换。因而不再需要目前由现有技术已知的切换单元。因此根据本发明,使用混合头连同喷嘴切换模块实施用来制造塑料件的方法以及装置。
现在,下面借助附图详述本发明,相关地介绍一个优选的实施例。
唯一的附图1所示为本发明的喷嘴单元的剖视图,其安置在反应式注塑机的混合头上,其中,剖切面适当地伸展,从而尤其可看到喷嘴单元的输入通道、由两个输出喷嘴形成的输出通道以及在阀机构的相应的阀位置把这些输出通道与该输入通道连接起来的连接通道。
该图只是示意图,且仅用于理解本发明。相同的部件标有相同的标号。
图1示出下面称为混合头装置10的由混合头16以及喷嘴单元1构成的单元。混合头装置10在其工作中应用在反应式注塑机中,这里为明了起见,该反应式注塑机未进一步示出。反应式注塑机按通常的方式被设计用来制造和输出/覆设反应性混合物/反应混合物。反应性混合物是塑料反应性混合物,其由不同的(至少两种)反应性塑料组分组成。至少两种塑料组分优选通过反应式注塑机被处理以及输送,用于形成反应性混合物,这些塑料组分是适合于产生聚氨酯-混合物(聚氨酯-泡沫/聚氨酯-硬质泡沫)的塑料组分。第一塑料组分优选是二醇/二元醇或者多元醇,第二塑料组分优选是聚异氰酸酯。反应式注塑机或混合头装置10用于制造最终塑料件/塑料构件,或者用于给被设置用来形成塑料件的坯件比如膜(半成品)涂层。
两种塑料组分在工作中按通常的方式在混合头16中被混合成反应性混合物。两种塑料组分在混合头16的混合腔15中混合。混合腔15在混合头16的内部形成,即在混合头壳体19内部形成。两个侧向通道20a和20b在工作中分别引导这些塑料组分中的一种,这些侧向通道侧向地通入到中央的混合腔15中。这些塑料组分由此在工作中经由侧向通道20a和20b被输送给混合腔15。从混合头壳体19伸出的混合头出口11连接至混合腔15。在工作中,在混合腔15之后,现有的反应性混合物朝向混合头出口11输送。混合头出口11被设计成输出孔。
模块化的喷嘴单元1借助旋拧连接件可再取下地安置在混合头壳体19上,这里为明了起见,该旋拧连接件未进一步示出。喷嘴单元1与混合头出口11连接。特别地,喷嘴单元1具有输入通道2,该输入通道与混合头出口11连接/与其接合。
喷嘴单元1的输入通道2也开设在喷嘴单元1的壳体9中,并且实施为孔。输入通道2穿过壳体9从壳体9的外侧伸向其内侧。由此,在工作中,输入通道2把混合头出口11与壳体9的内侧连接起来。在壳体9的内侧,形成了活塞容纳腔21。活塞以阀机构5的滑动活塞8的形式可活动地/可移动地容纳在该活塞容纳腔21中。活塞容纳腔21因而被壳体9包围,且基本上柱形地形成。滑动活塞8具有第一纵向区域12,该纵向区域沿着其长度具有基本上保持恒定的外直径,并且因此基本上柱形地设计。滑动活塞8(以第一纵向区域12)通过滑动引导可移动地在活塞容纳腔21中引导。滑动活塞8的和活塞容纳腔21的尺寸彼此匹配,使得在滑动活塞8与活塞容纳腔21之间存在一个尽量窄小的间隙,以便对滑动活塞8进行尽量精确的引导。
两个连接通道6、7横向于滑动活塞8的纵轴线22伸展,并且横向于纵轴线22穿过滑动活塞8。两个连接通道6和7在纵轴线22的/滑动活塞8的轴向方向上彼此间隔开地布置。两个连接通道6、7特别是相对于参照平面以相同大小的角度彼此相向地朝向,纵轴线22设计成该参照平面的法线。连接通道6和7基本上相同地设计。两个连接通道6和7分别实施为在横向上穿过滑动活塞8的孔/通孔。
与连接通道6和7相匹配地,在壳体9中还含有两个分别连接至输出喷嘴3、4的(连接)通路23a和23b。通路23a和23b也彼此分开地构造,并且在纵轴线22的轴向方向上彼此间隔开。就像输入通道2一样,每个通路23a和23b也在参照纵轴线22的径向方向上穿过壳体9。相应的通路23a和23b根据滑动活塞8的移动位置而定,与连接通道6、7之一连接,以及通过该连接通道6、7与输入通道2连接。在壳体9的外侧,在伸出的通路23a和23b的区域中,分别安置了输出喷嘴3、4。第一输出喷嘴3(以由其形成的第一输出通道17)经过布置,使得它(/第一输出通道17)连接至第一通路23a。第二输出喷嘴4与第一输出喷嘴3(以由其形成的第二输出通道18)相邻地布置,使得它(/第二输出通道18)连接至第二通路23b。
滑动活塞8以其连接通道6、7与输入通道2匹配以及与通路23a和23b匹配,从而它在第一阀位置(如图1中所示)在第一工作状态下以其第一连接通道6使得输入通道2与第一通路23a连接,进而也与第一输出喷嘴3连接,并且在(相对于第一阀位置轴向地错开的)第二阀位置在第二工作状态下使得输入通道2通过其第二连接通道7与第二通路23b连接,进而也与第二输出喷嘴4连接。
因此根据本发明,通过喷嘴单元1实施切换单元,其有选择地使得第一输出喷嘴3(在第一阀位置)或者第二输出喷嘴4(在第二阀位置)与输入通道2连接。为了切换喷嘴单元1,设置了用作/构造成切换阀的阀机构5。喷嘴单元1因而实施成喷嘴切换模块。
第一输出喷嘴3以另一喷嘴开口横截面构造成第二输出喷嘴4。特别地,第一输出喷嘴3构造成圆射束喷嘴,第二输出喷嘴4构造成扁平射束喷嘴。因此,两个输出喷嘴在其喷嘴开口横截面的形状上有所不同。
此外由图1可见,阀机构5原则上液压地促动。为此,在滑动活塞8的与第一纵向区域12错开地构造的第二纵向区域13中,连接着/构造了触动机构24。滑动活塞8在布置于活塞容纳腔21之外的第二纵向区域13中具有相对于第一纵向区域12展宽的头部25。两个液压接头26a和26b与头部25配合作用,通过这些液压接头分别可以产生在轴向方向上作用到头部25上的移调力。由此根据两个液压接头26a和26b的压差而定,头部25的要么面向纵向区域12的一侧、要么背离纵向区域12的一侧被施加超压,从而强制滑动活塞8到达相应的阀位置。
此外在图1中可看到,在两个连接通道6和7之间以及在它们的彼此背离的轴向侧,分别开设了凹缺14a~14c,这些凹缺用于使得连接通道6和7相互密封以及相对于外界密封。相应的凹缺14a~14c相同地设计成环形槽。在工作中,在每个凹缺14a~14c中都填入密封材料。该密封材料原则上可以在预安装喷嘴单元1之前就已经装入滑动活塞8中。附加地或替代地,每个凹缺14a~14c也可以在喷嘴单元1首次投入工作之后被反应性混合物填满。于是进入凹缺14a、14b、14c的反应性混合物硬化并且膨胀,从而该反应性混合物同样直接用作密封材料。因此以有效的方式将连接通道6和7密封。第一凹缺14a轴向地布置在连接通道6和7之间,并且连接通道6和7彼此密封。朝向第一连接通道6的背离第二连接通道7的轴向侧,布置了第二凹缺14b。朝向第二连接通道7的背离第一连接通道6的轴向侧,布置了第三凹缺14c。因此,在第二和第三这两个凹缺14b、14c中填入的密封材料使得连接通道6和7相对于外界密封。
图1中还能看到示意性地示出的清洁机构27。清洁机构27是喷嘴单元1的组成部分。清洁机构27具有横向孔29以及装入到该横向孔29中的止回阀28。横向孔29横向于输入通道2伸展,并且通入其中。在事先经由相应的输出喷嘴3、4输送反应性混合物之后,进而在制造塑料件之后,或者在借助反应混合物对被设置用于形成塑料件的坯件进行涂层之后,按通常的方式把空气或清洁液体引入到该横向孔29中,从而通道2、6或2、7以及通路23a或23b连同输出喷嘴3或4被清洁/被冲洗通畅。
换句话说,根据本发明由此存在一种混合头16,就其而言,在圆形射束喷嘴以及扁平射束喷嘴3、4之间进行自动的喷嘴切换。由此避免使用繁琐的切换单元。在根据本发明的喷嘴切换模块1中,采用了液压驱动的切换活塞(滑动活塞8),用于在圆形射束喷嘴和扁平射束喷嘴3、4之间进行切换。切换活塞8具有两个孔(连接通道6、7);一个孔(第一连接通道6)用于圆形射束喷嘴3,一个孔(第二连接通道7)用于扁平射束喷嘴4。为了使得切换活塞8向外密封,壳体9中的切换活塞8之间的间隙相当窄小。此外,切换活塞8具有三个填充有密封材料的小槽(凹缺14a、14b、14c)。
附图标记清单
1 喷嘴单元
2 输入通道
3 第一输出喷嘴
4 第二输出喷嘴
5 阀机构
6 第一连接通道
7 第二连接通道
8 滑动活塞
9 壳体
10 混合头装置
11 混合头出口
12 第一纵向区域
13 第二纵向区域
14a 第一凹缺
14b 第二凹缺
14c 第三凹缺
15 混合腔
16 混合头
17 第一输出通道
18 第二输出通道
19 混合头壳体
20a 第一侧向通道
20b 第二侧向通道
21 活塞容纳腔
22 纵轴线
23a 第一通路
23b 第二通路
24 触动机构
25 头部
26a 第一液压接头
26b 第二液压接头
27 清洁机构
28 止回阀
29 横向孔
Claims (11)
1.一种用于反应式注塑机的喷嘴单元(1),具有被准备用来与混合头出口(11)连接的输入通道(2)以及被准备用来覆设反应性混合物的、在第一工作状态下与所述输入通道(2)连接的第一输出喷嘴(3),其特征在于,存在在第二工作状态下与所述输入通道(2)连接的并且也准备用来覆设反应性混合物的第二输出喷嘴(4)。
2.如权利要求1所述的喷嘴单元(1),其特征在于,所述第一输出喷嘴(3)在喷嘴开口横截面方面不同于所述第二输出喷嘴(4)。
3.如权利要求1或2所述的喷嘴单元(1),其特征在于,所述第一输出喷嘴(3)构造成圆形射束喷嘴,和/或所述第二输出喷嘴(4)构造成扁平射束喷嘴。
4.如权利要求1~3中任一项所述的喷嘴单元(1),其特征在于,存在被构造用于在所述第一工作状态与所述第二工作状态之间切换的阀机构(5)。
5.如权利要求4所述的喷嘴单元(1),其特征在于,所述阀机构(5)具有活塞(8),该活塞具有两个连接通道(6、7),其中,所述活塞(8)经过设计,从而该活塞在第一阀位置使得所述输入通道(2)通过其第一连接通道(6)与所述第一输出喷嘴(3)连接,且在第二阀位置使得所述输入通道(2)通过其第二连接通道(7)与所述第二输出喷嘴(4)连接。
6.如权利要求5所述的喷嘴单元(1),其特征在于,所述活塞(8)构造成滑动活塞,并且利用具有各连接通道(6、7)的第一纵向区域(12)在所述喷嘴单元(1)的壳体(9)中可移动地引导。
7.如权利要求5或6所述的喷嘴单元(1),其特征在于,所述活塞(8)在两个连接通道(6、7)之间具有第一凹缺(14a),该第一凹缺容纳密封材料或者被构造用于容纳密封材料。
8.如权利要求5~7中任一项所述的喷嘴单元(1),其特征在于,所述活塞(8)朝向所述第一连接通道(6)的背离所述第二连接通道(7)的一侧具有容纳密封材料或者被构造用于容纳密封材料的第二凹缺(14b),和/或朝向所述第二连接通道(7)的背离所述第一连接通道(6)的一侧具有容纳密封材料或者被构造用于容纳密封材料的第三凹缺(14c)。
9.一种用于反应式注塑机的混合头装置(10),带有混合头(16)以及根据权利要求1~8中任一项的喷嘴单元(1),该混合头具有混合腔(15)和混合头出口(11),该混合头出口与所述混合腔(15)连接或者可连接,该喷嘴单元可再取下地安置在所述混合头(16)上,其中,输入通道(2)连接在所述混合头出口(11)上。
10.一种反应式注塑机,具有根据权利要求9的混合头装置(10)。
11.一种用于制造塑料件的方法,其中,使用根据权利要求10的反应式注塑机把反应性混合物覆设到凹模或坯件上,该凹模规定了塑料件的造型,该坯件已经部分地形成了所述塑料件。
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