DE102004063375A1

DE102004063375A1 - Mischkopf

Info

Publication number: DE102004063375A1
Application number: DE102004063375A
Authority: DE
Inventors: Hans Jürgen Kern; Robert Brunner
Original assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-07-13
Also published as: WO2006069849A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mischkopf zur Verarbeitung und Einbringung von Duroplast-Material in ein geschlossenes Werkzeug, wobei der Mischkopf ein Auslaufrohr (22) mit einem Austragskanal aufweist, durch den das Duroplast-Material in das geschlossene Werkzeug (10, 12) ausgetragen wird. DOLLAR A Bei dem Eintrag in ein geschlossenes Werkzeug ist es zweckmäßig, eine Abdichtung zwischen Dichtkopf und entweder dem Werkzeug selbst oder einem Einlegeteil zu erreichen. DOLLAR A Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, am auslassseitigen Ende des Auslaufrohres (22) eine Dichtvorrichtung (41, 46, 48) vorzusehen, die mit einem Werkzeug oder einem in ein Werkzeug eingelegten Teil dichtend zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mischköpfe zur Verarbeitung von Duroplast-Materialien, insbesondere von Polyurethan, sind hinlänglich bekannt. Dabei werden beispielsweise zwei Materialien in einer Mischkammer innig miteinander vermengt und über einen Austragskanal in eine Form ausgetragen. In der Form erfolgt dann die Ausreaktion, zumeist unter erhöhter Temperatur, wobei entsprechend der Formoberfläche ein entsprechend ausgebildetes Produkt gebildet werden kann. Insbesondere in Bezug auf die Herstellung von großformatigen und mit einer Hinterschäumung versehenen Konstruktion, beispielsweise für den Innenbereich von Kraftfahrzeugen, sind solche Anwendungen realisiert.

Üblicherweise wird das aus den Reaktionskomponenten miteinander vermischte Duroplast-Material in eine geöffnete Form eingebracht, die Form wird im Anschluss geschlossen und die Ausreaktion durchgeführt. Um die Effizienz eines solchen Herstellprozesses zur erhöhen, ist es nun vorgesehen, nicht mehr eine offene Form mit dem Duroplast-Ausgangsmaterial zu befüllen und diese dann zu verschließen, sondern eine an sich geschlossene Form über einen Einspritzpunkt zu befüllen, wie dies bei Spritzgießprozessen für Thermoplastmaterialien an sich schon bekannt ist. Dabei ist es bereits bekannt, eine Hohlform – auch Kavität genannt – vorzusehen, die beispielsweise während der Einbringung eines Reaktionsgemisches evakuiert wird und diese Hohlform bis zum Ende der Reaktionszeit geschlossen zu halten. Dazu wird der Mischkopf, mit dem das Reaktionsgemisch in die Hohlform eingespeist wird, üblicherweise bis zum Ende der Reaktionszeit mit der Einfüllöffnung verbunden.

Problematisch hierbei ist allerdings, dass Material an die Außenumgebung austreten könnte, was verhindert werden sollte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Mischkopf anzugeben, bei dem diese Probleme vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch einen Mischkopf gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist die auslassseitige Anordnung einer Dichtvorrichtung am Mischkopf, wobei die Dichtvorrichtung mit einem Werkzeug oder einem in ein Werkzeug eingelegten Teil dichtend zusammenwirkt.

Als Dichtvorrichtung kann eine Dichtmanschette vorgesehen sein, die zumindest am auslassseitigen Ende des Auslaufrohres angeordnet ist. Die Dichtmanschette kann sich aber auch über den wesentlichen Bereich des Auslaufrohres erstrecken und sich sogar gehäuseseitig abstützen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist an der auslaufseitigen Stirnseite der Dichtmanschette eine Ringnut vorgesehen, wodurch sich radial außerhalb oder innerhalb ein Ringvorsprung ergibt, welcher mit hoher Flächenpressung dichtend in ein mehr oder weniger elastisches eingelegtes Teil gepresst werden kann. Da beim Einbringen des Reaktionsgemisches keine allzu großen Drücke auftreten, ist eine solche aufgesetzte Abdichtung sehr effizient und verhindert wirksam das Austreten des Reaktionsgemisches an die Umwelt.

Die Dichtmanschette kann aus Stahl oder einem härteren Kunststoffmaterial bestehen, welches vorzugsweise mit einem elastischeren Material, welches als eingelegtes Teil ausgebildet sein kann, zusammenwirkt.

Alternativ kann die Dichtmanschette aber auch aus zwei oder mehreren Materialien bestehen, wobei auslaufseitig ein elastischeres Material vorgesehen ist. Beide Materialien der Dichtmanschette können über Hinterschnitte formschlüssig miteinander verbunden sein, so dass eine Trennung der beiden Teile nicht ohne weiteres möglich ist.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform ist die Dichtmanschette im wesentlichen bündig mit dem auslaufseitigen Ende des Auslaufrohres abgeschlossen. Dies ist insbesondere dann hilfreich, wenn nur der äußere Teil der Dichtmanschette in dichtender Weise mit einem korrespondierenden Teil entweder des Werkzeugs oder einem eingelegten Teil zusammenwirkt. In diesem Fall kommt insbesondere nur das Auslaufrohr selbst mit dem in das Werkzeug einzubringende Reaktionsgemisch in Verbindung. Damit wird ein Anhaften des Reaktionsgemischs an dem Dichtmaterial selbst im wesentlichen verhindert.

Die Dichtmanschette kann aber axial über das Auslaufrohr vorspringen und dieses auslaufseitig zumindest teilweise überdecken. In diesem Fall käme eine Dichtung zwischen dem Werkzeug und dem Auslaufrohr oder zwischen dem eingelegten Teilung und dem Auslaufrohr zum Liegen.

Alternativ kann auch auf eine vollständige Dichtmanschette ganz verzichtet werden, in dem lediglich auf die auslaufseitige Stirnfläche des Auslaufrohrs ein – vorzugsweise ringförmiges – Dichtelement aufgesetzt ist, welches das Auslaufrohr zumindest teilweise abdeckt. Eine besondere Ausführungsform ist dann gegeben, wenn das Auslaufrohr und das Dichtelement formschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise durch eine stirnseitig des Auslaufrohres ringförmig ausgebildete, hinterschnittene Nut, in die entsprechende Vorsprünge des Dichtelements elastisch und rastend einsetzbar sind.

Konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
1: eine schematische Detailansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Auslaufrohres, welches in einem Werkzeug eingebracht ist und
2a-c: drei Ausführungsformen für Dichtanordnungen an der auslassseitigen Stirnseite des Mischkopfes.
In 1 ist im wesentlichen nur die auslaufseitige Spitze eines Mischkopfes dargestellt. Dieser Teil des Mischkopfs umfasst ein Auslaufrohr 22, in dem ein in eine Mischkammer (nicht dargestellt) mündender Kanal vorgesehen ist, durch den ein Reaktionsgemisch ausgebracht werden kann. Bei der Darstellung in 1 ist in diesem Kanal ein Abschnitt eines Reinigungskolbens 24 angeordnet, der – wie der Name schon sagt – zur Reinigung des Kanals ausgebildet ist und zyklusweise zu Reinigungszwecken nach vorne verfahren wird. Bei der Einbringung des Reaktionsgemisches selbst ist dieser Reinigungskolben 24 zurückgezogen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Auslaufrohr 24 von einer Dichtmanschette 26 aus Stahl umgeben. Die Dichtmanschette und das Auslaufrohr 24 enden an der auslaufseitigen Stirnfläche im wesentlich bündig. Dabei ist in der Stirnfläche der Dichtmanschette 26 eine umlaufende Ringnut eingebracht, so dass radial außerhalb der Ringnut eine kreisförmig vorspringende Kante entsteht.
Das Auslaufrohr 24 ist vorliegend in eine konische Öffnung 28 eines Werkzeugs eingebracht. Dabei dient die konische Öffnung zur besseren Einführung des Auslaufkanals 22 in die Einspritzöffnung.
Das Werkzeug selbst besteht vorliegend aus einem unteren Formwerkzeug 10 und einem oberen Formwerkzeug 12. Beide Werkzeuge 10 und 12 sind nur ausschnittweise dargestellt. Zwischen den beiden Werkzeugen 10, 12 ist ein Kavitätsraum gebildet, wobei vorliegend auf dem Boden des unteren Werkzeugs eine Haut 14 und im Bereich des oberen Werkzeugs ein Einlegeteil 16 angeordnet sind. Die Haut 14 sowie das Einlegeteil 16 wurden in das geöffnete Werkzeug eingelegt. Daraufhin ist das Werkzeug ge schlossen worden. Das Einlegeteil 16 weist im Bereich der Einspritzöffnung eine kronenförmige Angussabstützung 18 auf, die sicherstellt, dass das Einlegeteil 16 im Bereich der Dichtkante 20 nicht nach unten absinkt. Vielmehr stützt die kronenförmige Angussabstützung 18 das Einlegeteil 16 ab, wobei Durchflussöffnungen zu der übrigen Kavität gebildet sind. Beim Einführen des Auslaufrohres 22 in die konische Öffnung kommt der ringförmige Vorsprung der aus Stahl bestehenden Dichtmanschette 26 auf der Dichtkante 20 des Einlegeteils zum Liegen, wobei eine hohe Flächenpressung entsteht, die zu einer vollständigen Abdichtung gegenüber der Außenumgebung führen. In diesem Zustand kann das Reaktionsmaterial über das Austragsrohr 22 (bei zurückgezogenem Reinigungskolben 24) in die Kavität und insbesondere zwischen die Haut 14 und das Einlegeteil 16 eingebracht werden. Dabei strömt das Ausgangsmaterial durch die Öffnungen der kronenförmigen Angussabstützung 18 in den Kavitätsraum. Ist das Einbringen von Material abgeschlossen, so ist ein zylinderförmiger Abdichtschieber 30 im unteren Formwerkzeug 10 vorgesehen, der nach oben verfährt und die Haut 14 gegen das Einlegeteil drückt.
In 1 sind in diesem Zusammenhang – getrennt durch die durchgezogene Linie – zwei Alternativen angegeben. Bei einer Alternative – linke Bildseite – ist der zylinderförmige Abdichtschieber im wesentlichen unmittelbar unter der kronenförmigen Angussabstützung angeordnet und besitzt am oberen Ende eine korrespondierende kronenförmige Ausgestaltung, so dass die Vorsprünge der kronenförmigen Angussabstützung 18 in die Ausnehmungen des Abdichtschiebers 30 und umgekehrt eingreifen. Auf diese verzahnende Weise wird eine Abdichtung ermöglicht.
Bei der anderen in 1 dargestellten Alternative – rechte Bildseite – ist der zylinderförmige Abdichtschieber an seiner Stirnseite ringförmig ausgebildet und radial gesehen außerhalb der kronenförmigen Angussabstützung angeordnet. Wird der Abdichtschieber nunmehr nach oben verfahren, so drückt er die Haut 14 radial außerhalb der kronenförmigen Angussabstützung in vollumfänglich in dichtender Weise an das Einlageteil 16.
Bei jeder, der oben beschriebenen Alternative wird die Kavität in diesem Bereich abgeschlossen und der Mischkopf kann mit dem Auslaufrohr 22 zurückfahren, ohne dass das in der Kavität eingebrachte und noch nicht ausgehärtete Reaktionsmaterial wieder zurückströmt und an der Eintrittsöffnung austritt.
Die Abdichtung zwischen Auslaufrohr und Formwerkzeug kann aber auch auf andere Weise erreicht werden. Dies soll mit Bezug auf die 2a bis 2c beschrieben werden. Die 2a entspricht in ihrer Ausführungsform derjenigen Ausführungsform in der 1.
In der 2b ist eine andere Ausführungsvariante für eine Dichtanordnung am auslaufseitigen Ende des Auslaufrohres dargestellt. So besitzt der Mischkopf 40 gemäß 2b ein Auslaufrohr 42, welches dem Auslaufrohr 22 aus 1 (Bezugszeichen 42 in 2a) entspricht. Allerdings ist die Dichthülse 41' nicht mehr aus einem einzigen Material gebildet. Vielmehr besteht sie am austragsseitigen Stirnende der Dichthülse aus einem zweiten Material 50, welches den bündigen Abschluss mit dem Auslaufrohr 42 bildet. Von der Dimensionierung unterscheiden sich die beiden Dichthülsen 41 und 41' nicht. Lediglich von der Materialbeschaffenheit am austragsseitigen Ende. Das zweite Material 50 der Dichthülse 41' kann sehr elastisch gewählt werden, so dass eine Auflage auch an sehr harte Einlegeteile oder an das Werkzeug direkt ermöglicht ist. Natürlich können die Außenkonturen der Dichthülse 41' auch anders ausgebildet werden. Vorliegend sind die Formen der beiden Materialien so gewählt, dass sie formschlüssig ineinander greifen, um zu verhindern, dass die Dichthülse aufgelöst wird.
Eine weitere alternative Ausführungsform einer Dichtvorrichtung ist in 2c dargestellt. Hier ist ebenfalls bei einem Mischkopf 40'' mit einem Austragsrohr 42' eine Dichtmanschette 41'' mit einem stirnseitig angeordneten weicheren Material 52 vorgesehen. Allerdings ist hier zum einen das Auslaufrohr 42' im vorderen Bereich leicht konisch ausgeführt. Die Dichthülse wie auch das zweite elastische Material 52 überragen das Auslaufrohr axial und umschließen es stirnseitig. Bei dieser Ausführungsform kann die Dichtmanschette 41'' ebenfalls unmittelbar an ein Einlegeteil oder ein Werkzeug angedrückt werden, wobei in besonderer Weise ein ringförmiger Dichtungsabschnitt zwischen dem Einlegeteil oder dem Werkzeug einerseits und dem Auslaufrohr andererseits zum Liegen kommt. Damit können hier relativ hohe Anpressdrücke realisiert werden. Dies kann sich notwendig zeigen, falls die Einspritzdrücke etwas höher gewählt werden müssen.
Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung eine einfache Möglichkeit dargestellt, die Einbringung eines Reaktionsmaterials in eine geschlossene Form vorzunehmen, ohne dass Material an die Außenumgebung austritt.

10: Unterwerkzeug
12: Oberwerkzeug
14: Haut
16: Einleger
18: Kronenanguss
20: Dichtkantenausführung
22: Auslaufrohr Mischkopf
24: Reinigungskolben
26: Dichthülse
28: Konische Einführhilfe
30: Abdichtschieber
40, 40', 40'': Vorderer Teil eines Mischkopfes
41, 41', 41'': Dichthülse
42, 42': Auslaufrohr
46: Ringnut
48: Ringvorsprung
50: Gesondertes Dichtungselement, erste Variante
52: Gesondertes Dichtungselement, zweite Variante

Claims

Mischkopf zur Verarbeitung und Einbringung von Duroplast-Material in ein geschlossenes Werkzeug, wobei der Mischkopf ein Auslaufrohr (22, 42, 42') mit einem Austragskanal (44) aufweist, durch den das Duroplast-Material in das geschlossene Werkzeug (10, 12) ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass am auslassseitigen Ende des Auslaufrohres (22, 42, 42') eine Dichtvorrichtung (41, 41', 41'', 48, 50, 50, 52) vorgesehen ist, die mit einem Werkzeug oder einem in ein Werkzeug eingelegtes Teil (20) dichtend zusammenwirkt.
Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest am auslassseitigen Ende des Auslaufrohres (22, 42, 42') koaxial eine Dichtmanschette (41, 41', 41'') angeordnet ist.
Mischkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtmanschette (41, 41', 41'') im wesentlichen über das ganze Auslaufrohr (22, 42, 42') erstreckt und gehäuseseitig daran abstützt.
Mischkopf nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der auslaufseitigen Stirnseite der Dichtmanschette eine Ringnut (46) vorgesehen ist, wodurch radial außerhalb und/oder innerhalb ein Ringvorsprung (48) gebildet ist.
Mischkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (41, 41', 41'') zumindest teilweise aus Stahl, insbesondere aus ... Stahl, ausgebildet ist.
Mischkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette zumindest teilweise aus einem harten Kunststoffmaterial besteht.
Mischkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (41', 41'') aus zwei Materialien besteht, wobei eine elastischeres Material (50, 52) auslaufseitig vorgesehen ist.
Mischkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, beide Materialien formschlüssig miteinander verbunden sind.
Mischkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (41, 41') im wesentlichen bündig mit dem auslaufseitigen Ende des Auslaufrohrs (42) abschließt.
Mischkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmanschette (41'') axial über das Auslaufrohr (42') vorspringt und dieses auslaufseitig zumindest teilweise abdeckt.
Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der auslaufseitigen Stirnseite des Auslaufrohres ein Dichtelement aufgesetzt ist, welches das Auslaufrohr zumindest teilweise abdeckt.
Mischkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Auslaufrohr und Dichtelement formschlüssig miteinander verbunden sind.