DE102014001461A1 - Process for producing a molded part from polyurethane - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus Polyurethan, wobei das Formteil mindestens zwei bezüglich der Materialzusammensetzung unterschiedliche Zonen aufweist, wobei das Verfahren das Vermischen mehrerer chemisch reaktiver Kunststoffkomponenten in einem Mischkopf (1) umfasst, wobei der Mischkopf (1) eine Mischkammer (2) mit einer ersten Achse (A) und eine Beruhigungskammer (3) mit einer zweiten Achse (B) aufweist, wobei sich eine in Richtung der ersten Achse (A) verlaufende erste Austrittsrichtung (R) ergibt, wobei am einen Ende der Beruhigungskammer (3) ein Ausströmkanal (8) angeordnet ist, so dass sich eine in Richtung der zweiten Achse (B) zum Ausströmkanal (8) gerichtete zweite Austrittsrichtung (T) ergibt, wobei die Mischkammer (2) über ihren Umfang Düsenbohrungen (4, 5, 6, 7) aufweist, über die eine Kunststoffkomponente eingespritzt werden kann. Um in einfacher Weise eine verbesserte Mischung der Komponenten zu erreichen, sieht die Erfindung vor, dass das Einspritzen von mindestens zwei verschiedenen Kunststoffkomponenten-Mischungen erfolgt, die aus mindestens drei verschiedenen Kunststoffkomponenten erzeugt werden, wobei für das Einspritzen der einzelnen Masseströme (ṁi) spezielle Richtungen vorgegeben werden.The invention relates to a method for producing a molded part from polyurethane, wherein the molded part has at least two different zones with respect to the material composition, the method comprising mixing a plurality of chemically reactive plastic components in a mixing head (1), wherein the mixing head (1) comprises a mixing chamber (1). 2) having a first axis (A) and a settling chamber (3) with a second axis (B), wherein a in the direction of the first axis (A) extending first exit direction (R) results, wherein at one end of the settling chamber ( 3) an outflow channel (8) is arranged, so that in the direction of the second axis (B) to the outflow (8) directed second outlet direction (T) results, wherein the mixing chamber (2) over its circumference nozzle bores (4, 5, 6, 7), via which a plastic component can be injected. In order to easily achieve an improved mixture of the components, the invention provides that the injection of at least two different plastic component mixtures takes place, which are generated from at least three different plastic components, wherein for the injection of the individual mass flows (ṁi) special directions be specified.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus Polyurethan, wobei das Formteil mindestens zwei bezüglich der Materialzusammensetzung unterschiedliche Zonen aufweist (beispielsweise ein Kfz-Sitzkissens), wobei das Verfahren das Vermischen mehrerer chemisch reaktiver Kunststoffkomponenten in einem Mischkopf umfasst, wobei ein Mischkopf verwendet wird, der eine zylindrische Mischkammer mit einer ersten Achse und eine Beruhigungskammer mit einer zweiten Achse aufweist, wobei die Beruhigungskammer fluidisch mit der Mischkammer verbindbar ist, wobei sich eine in Richtung der ersten Achse verlaufende erste Austrittsrichtung ergibt, die von der Mischkammer auf die Beruhigungskammer hin gerichtet ist, wobei am einen Ende der Beruhigungskammer ein Ausströmkanal angeordnet ist, so dass sich eine in Richtung der zweiten Achse zum Ausströmkanal gerichtete zweite Austrittsrichtung ergibt, wobei die Mischkammer über ihren Umfang mindestens zwei Düsenbohrungen aufweist, über die jeweils eine Kunststoffkomponente eingespritzt werden kann, wobei über jede der Düsenbohrungen ein Massestrom einer Kunststoffkomponente in eine Einspritzrichtung mit einer mittleren Einspritzgeschwindigkeit eingespritzt wird, so dass über die Düsenbohrungen jeweilige Impulsströme der Kunststoffkomponente in die Mischkammer eingegeben werden.The invention relates to a method for producing a molded part from polyurethane, wherein the molded part has at least two different zones with respect to the material composition (for example a motor vehicle seat cushion), the method comprising mixing a plurality of chemically reactive plastic components in a mixing head, wherein a mixing head is used comprising a cylindrical mixing chamber having a first axis and a settling chamber having a second axis, wherein the settling chamber is fluidically connectable to the mixing chamber, resulting in a first axis extending in the direction of the first axis, which directed from the mixing chamber to the settling chamber is, wherein at one end of the settling chamber, an outflow channel is arranged so that there is a directed towards the second axis to the outflow channel second outlet direction, wherein the mixing chamber has at least two nozzle bores over its circumference, over each of which a plastic component can be injected, wherein a mass flow of a plastic component is injected in an injection direction with an average injection speed over each of the nozzle holes, so that respective pulse currents of the plastic component are inputted to the mixing chamber via the nozzle bores.

Das Mischprinzip derartiger Mischköpfe, die in der Regel selbstreinigend ausgebildet sind, basiert darauf, dass die reaktiven Kunststoffkomponenten über den genannten Düsen mit hohen Geschwindigkeiten in eine kleine, zylindrische Mischkammer injiziert werden, wobei die Strahlen der einzelnen Masseströme dann derart aufeinander prallen, dass sie aneinander auffächern, wodurch eine große Kontaktoberfläche zwischen den verschiedenen Komponentenströmen entsteht. Dabei entstehen turbulente Strömungen in der Mischkammer, die zusätzlich dafür sorgen, dass sich selbst relativ hochviskose Materialien auf sehr kleinem Raum und innerhalb sehr kurzer Zeit sehr gut vermischen lassen.The mixing principle of such mixing heads, which are usually designed to be self-cleaning, is based on the fact that the reactive plastic components are injected via the nozzles mentioned at high speeds into a small, cylindrical mixing chamber, with the jets of the individual mass flows then colliding against each other fanning, creating a large contact surface between the various component streams. This results in turbulent flows in the mixing chamber, which additionally ensure that even relatively high-viscosity materials can be mixed very well in a very small space and within a very short time.

Ein gattungsgemäßer selbstreinigender Mischkopf bzw. das entsprechende Verfahren ist beispielsweise in der US 7,240,689 B2 beschrieben. Dort ist detailliert der Aufbau eines solchen Mischkopfes erläutert, so dass insoweit ausdrücklich auf das Dokument Bezug genommen wird. Auch in der DE 2 907 938 C2 wird eine vorteilhafte Ausgestaltung eines gattungsgemäßen Mischkopfes beschrieben.A generic self-cleaning mixing head or the corresponding method is for example in the US 7,240,689 B2 described. There, the structure of such a mixing head is explained in detail, so that in this respect expressly made to the document. Also in the DE 2 907 938 C2 An advantageous embodiment of a generic mixing head is described.

Eine andere Ausgestaltung eines gattungsgemäßen Mischkopfes wird in der WO 2004/004879 A1 beschrieben. Hier sind die Düsen, über welche die reaktiven Komponenten in die Mischkammer injiziert werden, in zwei Ebenen geneigt, um eine bessere Vermischung zu erzielen.Another embodiment of a generic mixing head is in the WO 2004/004879 A1 described. Here, the nozzles through which the reactive components are injected into the mixing chamber are inclined in two planes to achieve better mixing.

Eine weitere spezielle Ausgestaltung eines Zwei-Komponenten-Mischkopfes wird in der DE 10 2007 023 239 A1 offenbart. Hier treffen die Düsenstrahlen jedoch zunächst auf eine Prallfläche, bevor sie aneinander auffächern. Für diesen speziellen Mischkopf wird dort auch gelehrt, dass die Komponenten unter einem spitzen Winkel, entgegengesetzt zur Austrittsrichtung der Austrittsöffnung, gegen eine Prallwand der Mischkammer gerichtet injiziert werden. Dies ist jedoch in der Praxis eher unvorteilhaft, da die Komponentenströme in diesem Fall nicht mit dem größtmöglichen Impuls aneinander auffächern, sondern zunächst an besagter Prallwand. Von dort fächern dann zunächst nur die jeweiligen Teilströme beider Komponentenströme aneinander auf, die nach der Prallwand nach innen umgeleitet werden.Another special embodiment of a two-component mixing head is in the DE 10 2007 023 239 A1 disclosed. Here, however, the jets first hit a baffle before fanning one another. For this special mixing head there is also taught that the components are injected at an acute angle, opposite to the outlet direction of the outlet opening, directed against a baffle wall of the mixing chamber. However, this is rather unfavorable in practice, since the component currents in this case fan out not with the greatest possible impulse, but first on said baffle. From there, initially only the respective partial flows of both component streams fan out, which are diverted inwards after the baffle wall.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführung eines solchen Mischkopfes beschreibt auch die US 5,143,946 . Hier wird durch eine zwischen der Mischkammer und dem Auslaufbereich angeordnete Ringkammer auch bei starker Androsselung der Mischkammer und den damit verbundenen hohen Austrittsgeschwindigkeiten des Reaktionsgemischs aus der Mischkammer eine sehr gute Beruhigung des Reaktionsgemisches bereits bei Eintritt in das Auslaufrohr erreicht.Another very advantageous embodiment of such a mixing head also describes the US 5,143,946 , Here is achieved by an arranged between the mixing chamber and the outlet area annular chamber even with strong throttling of the mixing chamber and the associated high exit velocities of the reaction mixture from the mixing chamber a very good calming of the reaction mixture already on entering the outlet pipe.

Eine starke Androsselung hilft dabei insbesondere hinsichtlich der Vermischung zu Schussbeginn, wenn die Strahlen zunächst noch in die leere bzw. mit Luft gefüllte Mischkammer eintreten, da die starke Androsselung der Mischkammer bewirkt, dass sich die Mischkammer schneller füllt und dass sich bei Schussbeginn schneller die für eine gute Vermischung notwendigen turbulenten Strömungen in der Mischkammer einstellen.A strong throttling helps in particular with regard to the mixing at the start of shooting, when the rays still enter into the empty or filled with air mixing chamber, since the strong throttling of the mixing chamber causes the mixing chamber fills faster and that at the start of shooting faster for set a good mixing necessary turbulent flows in the mixing chamber.

Dabei wird angestrebt, die Vermischung der reaktiven Kunststoffkomponenten insbesondere zu Schussbeginn weiter zu verbessern, um eine noch homogenere Durchmischung zu erreichen.The aim is to further improve the mixing of the reactive plastic components, in particular at the start of firing, in order to achieve even more homogeneous mixing.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Mischkopf der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass eine weiter verbesserte Durchmischung der Reaktivkomponenten gegeben ist, wenn das Formteil mindestens zwei bezüglich der Materialzusammensetzung unterschiedliche Zonen aufweist (beispielsweise im Falle eines Kfz-Sitzkissens). Dies soll so erfolgen, dass bereits zu Beginn eines Schusses eine gute und homogene Durchmischung vorliegt. Dabei ist ein weiterer Aspekt, dass die Umsetzung von Maßnahmen zur verbesserten Durchmischung kostengünstig und einfach ermöglicht werden soll.The invention is therefore based on the object, a method and a mixing head of the type mentioned in such a way that a further improved mixing of the reactive components is given if the molding has at least two with respect to the material composition different zones (for example, in the case of a motor vehicle seat cushion) , This should be done so that there is already a good and homogeneous mixing at the beginning of a shot. Another aspect is that the implementation of measures for improved mixing should be made possible in a cost-effective and simple manner.

Die Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich verfahrensgemäß dadurch aus, dass das Einspritzen von mindestens zwei verschiedenen Kunststoffkomponenten-Mischungen erfolgt, die aus mindestens drei verschiedenen Kunststoffkomponenten erzeugt werden, wobei das Einspritzen der einzelnen Masseströme (ṁi) durch die Düsenbohrungen in die Mischkammer für jede der mindestens zwei Kunststoffkomponenten-Mischungen so erfolgt, dass der sich ergebende Gesamtimpulsstromvektor

Figure DE102014001461A1_0002
als Summe der Teilimpulsströme
Figure DE102014001461A1_0003
= ṁi·v →i) gemäß der Beziehung
Figure DE102014001461A1_0004
eine Komponente aufweist, die der zweiten Austrittsrichtung (T) entgegen gerichtet ist, wobei mindestens einer der Teilimpulsströme
Figure DE102014001461A1_0005
= ṁi·v →i) eine Komponente aufweist, die in Richtung der zweiten Austrittsrichtung gerichtet ist. The solution to this problem is characterized according to the method characterized in that the injection of at least two different plastic component mixtures takes place, which are generated from at least three different plastic components, wherein the injection of the individual mass flows (ṁ i ) through the nozzle holes into the mixing chamber for each of at least two plastic component mixtures are made so that the resulting total pulse current vector
Figure DE102014001461A1_0002
as the sum of the partial pulse currents
Figure DE102014001461A1_0003
= ṁ i · v → i ) according to the relationship
Figure DE102014001461A1_0004
a component facing the second exit direction (T), wherein at least one of the partial pulse streams
Figure DE102014001461A1_0005
= ṁ i · v → i ) has a component which is directed in the direction of the second exit direction.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der sich ergebende Gesamtimpulsstromvektor eine Komponente aufweist, die der ersten Austrittsrichtung entgegen gerichtet ist.It is preferably provided that the resulting total pulse current vector has a component which is directed counter to the first exit direction.

Vorzugsweise schneiden sich die erste Achse der Mischkammer und die zweite Achse der Beruhigungskammer in einem ersten Schnittpunkt und schließen einen rechten Winkel ein.Preferably, the first axis of the mixing chamber and the second axis of the settling chamber intersect at a first intersection and enclose a right angle.

In der Mischkammer kann dabei ein in Richtung der ersten Achse verschiebbarer Steuerschieber angeordnet sein, mit dem die mindestens zwei Düsenbohrungen in Abhängigkeit der axialen Positionierung des Steuerschiebers freigegeben oder verschlossen werden.In the mixing chamber can be arranged displaceable in the direction of the first axis spool, with which the at least two nozzle bores are released or closed in dependence of the axial positioning of the spool.

In der Beruhigungskammer ist bevorzugt ein in Richtung der zweiten Achse verschiebbares Drosselelement angeordnet, mit dem die Übergangsfläche zwischen der Mischkammer und der Beruhigungskammer zumindest zeitweise und zumindest teilweise verschlossen („angedrosselt”) wird. In diesem Falle kann mit dem Drosselelement die Übergangsfläche zwischen der Mischkammer und der Beruhigungskammer zumindest zeitweise um mindestens 30% verschlossen werden.In the settling chamber, a throttle element which is displaceable in the direction of the second axis is preferably arranged, with which the transition surface between the mixing chamber and the settling chamber is at least temporarily closed off ("throttled"). In this case, the transition area between the mixing chamber and the settling chamber can be closed at least temporarily by at least 30% with the throttle element.

Die mittlere Überströmgeschwindigkeit des Reaktivgemisches an der Übergangsfläche zwischen der Mischkammer und der Beruhigungskammer als Quotient des übertretenden Volumenstroms des Reaktivgemisches und der Übergangsfläche beträgt hierbei bevorzugt mindestens 5 m/s, besonders bevorzugt mindestens 15 m/s.The average overflow velocity of the reactive mixture at the transition area between the mixing chamber and the settling chamber as a quotient of the exceeding volume flow of the reactive mixture and the transition surface is in this case preferably at least 5 m / s, more preferably at least 15 m / s.

Der vorgeschlagene Mischkopf zum Vermischen mindestens zweier chemisch reaktiver Kunststoffkomponenten mit Mischkammer und Beruhigungskammer und über dem Umfang der Mischkammer angeordneten Düsenbohrungen zum Einspritzen der Kunststoffkomponenten, wobei jede Düsenbohrung an einem Durchtrittspunkt in das Innere der Mischkammer eintritt, sieht erfindungsgemäß vor, dass zumindest zwei der Durchtrittspunkte an unterschiedlichen axialen Positionen entlang der ersten Achse liegen, wobei der Durchtrittspunkt als der Schnittpunkt der Achse der Düsenbohrung mit der Mantelfläche der Mischkammer definiert ist.The proposed mixing head for mixing at least two chemically reactive plastic components with mixing chamber and calming chamber and disposed over the circumference of the mixing chamber nozzle holes for injecting the plastic components, each nozzle bore enters at a passage point in the interior of the mixing chamber, according to the invention provides that at least two of the passage points lie different axial positions along the first axis, wherein the passage point is defined as the intersection of the axis of the nozzle bore with the lateral surface of the mixing chamber.

Die erste Achse der Mischkammer und die zweite Achse der Beruhigungskammer schneiden sich bevorzugt rechtwinklig in einem ersten Schnittpunkt, wobei zumindest zwei der Durchtrittspunkte unterschiedliche Abstände von einer ersten Ebene E1 aufweisen, die senkrecht auf der ersten Achse steht und den ersten Schnittpunkt beinhaltet.The first axis of the mixing chamber and the second axis of the settling chamber preferably intersect at right angles in a first intersection, wherein at least two of the penetration points have different distances from a first plane E 1 , which is perpendicular to the first axis and includes the first intersection.

Die Düsenbohrungen weisen bevorzugt Bohrungsachsen auf, wobei die Bohrungsachsen eine zweite Ebene E2 schneiden, die senkrecht auf der zweiten Achse steht und den ersten Schnittpunkt beinhaltet, wobei die Abstände der Durchtrittspunkte von der ersten Ebene E1 umso größer sind, je größer der Abstand der Durchtrittspunkte von der zweiten Ebene E2 ist.The nozzle bores preferably have bore axes, wherein the bore axes intersect a second plane E 2 , which is perpendicular to the second axis and includes the first intersection, wherein the distances of the passage points from the first plane E 1 are greater, the greater the distance Passage points from the second level E 2 is.

Bevorzugt treffen sich die Bohrungsachsen aller Düsenbohrungen in einem zweiten Schnittpunkt, wobei dieser bevorzugt auf der ersten Achse liegt.Preferably, the bore axes of all nozzle bores meet at a second intersection, this preferably lying on the first axis.

Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, dass ein ähnlicher Effekt, wie er durch eine starke Androsselung der Mischkammer gegenüber der Beruhigungskammer erzeugt werden kann, auch mit Hilfe der genannten Orientierung der Düsenstrahlen in die Mischkammer erzielt werden kann. Es hat sich demgemäß als günstig erwiesen, wenn die Strahlen so orientiert sind, dass der resultierende Gesamtimpulsstrom der Strahlen nicht in Richtung des Mischkammeraustritts, sondern in die entgegengesetzte Richtung weist. Der Gesamtimpulsstrom wird dabei durch den Impulsstromvektor definiert, der sich durch Vektoraddition der Impulsstromvektoren der beteiligten in die Mischkammer eintretenden Reaktivkomponentenströme ergibt.The invention is initially based on the recognition that a similar effect, as can be generated by a strong throttling of the mixing chamber relative to the settling chamber, also with the aid of said orientation of the nozzle jets can be achieved in the mixing chamber. It has accordingly proved to be advantageous if the beams are oriented such that the resulting total pulse current of the beams does not point in the direction of the mixing chamber exit, but in the opposite direction. The total pulse current is defined by the pulse current vector resulting from vector addition of the pulse current vectors of the reactive component currents entering the mixing chamber.

Weiterhin wird mit der vorgeschlagenen Vorgehensweise erreicht, dass die eingangs genannten Vorteile beibehalten werden, wobei nunmehr allerdings mindestens drei verschiedene Reaktivkomponenten sehr vorteilhaft verarbeitet werden können. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass es nicht möglich ist, beliebig viele Düsen so anzuordnen, dass alle diese Düsen entgegengesetzt zur Austrittsöffnung aus der Mischkammer orientiert sind, da in entsprechender Position auch alle Kreislaufnuten in angemessener Dimensionierung in dem Steuerschieber derart eingebracht werden müssen, dass eine ausreichende Dichtfunktion gegen einen Übertritt einer Komponente in die Nut einer benachbarten Komponente gewährleistet ist. Die Vermischungsqualität resultiert dabei im Wesentlichen aus dem Auffächern der Düsenstrahlen aneinander. Durch die anspruchsgemäße Vorgehensweise wird die Triebkraft des Gegenstromimpulses hierbei gezielt genutzt.Furthermore, it is achieved with the proposed procedure that the advantages mentioned are maintained, but now at least three different reactive components can be processed very advantageous. It should be noted that it is not possible to arrange any number of nozzles so that all these nozzles are oriented opposite to the outlet opening of the mixing chamber, as in appropriate position and all circuit grooves in appropriate dimensions in the spool must be introduced so that a sufficient sealing function is ensured against a passage of a component in the groove of an adjacent component. The quality of mixing results essentially from the fanning of the jets together. By the claim procedure, the driving force of the countercurrent pulse is used specifically.

Während die Mischkammer zylindrisch ausgebildet ist, kann die Beruhigungskammer als zylindrische oder ringförmige Kammer ausgebildet sein. Im Falle einer zylindrisch ausgeformten Beruhigungskammer kann diese übergangslos in den Ausströmkanal übergehen. Beruhigungskammer und Ausströmkanal können dann nach Schussende gemeinsam von demselben zylindrischen Kolben gereinigt werden.While the mixing chamber is cylindrical, the settling chamber may be formed as a cylindrical or annular chamber. In the case of a cylindrically shaped settling chamber, this can merge seamlessly into the outflow channel. Settling chamber and outflow channel can then be cleaned by firing end of the same cylindrical piston.

Der Steuerschieber in der Mischkammer ist konzentrisch zu dieser angeordnet und weist Kreislaufnuten auf, die den Düsenbohrungen zugeordnet sind, um bei verschlossenen Düsenbohrungen ein Spülen im Kreislauf zu bewerkstelligen. In der Schäumstellung ist der Steuerschieber so positioniert, dass die Übergänge der Düsenbohrungen in die Mischkammer nicht verdeckt werden. Das Drosselelement zum Androsseln der Mischkammer kann als Hülse (im Falle einer ringförmig ausgebildeten Beruhigungskammer) oder als Kolben (im Falle einer zylindrisch ausgeformten Beruhigungskammer) ausgebildet sein. In der Schäumstellung ist das Drosselelement so positioniert, dass sein vorderes (dem Ausströmkanal zugewandtes) Ende den Übergangsquerschnitt aus der Mischkammer in die zylinder- oder ringförmige Beruhigungskammer zumindest teilweise verdeckt, so dass dieser Übergangsquerschnitt in einen verschlossenen gewölbten Kreisabschnitt und einen offenen gewölbten Kreisabschnitt unterteilt wird.The spool in the mixing chamber is concentric with this and has circuit grooves associated with the nozzle bores to effect rinsing in closed circuit nozzle bores. In the foaming position, the spool is positioned so that the transitions of the nozzle bores into the mixing chamber are not obscured. The throttle element for throttling the mixing chamber can be designed as a sleeve (in the case of an annularly formed settling chamber) or as a piston (in the case of a cylindrically shaped settling chamber). In the foaming position, the throttling element is positioned so that its front end (facing the outflow channel) at least partially covers the transitional cross section from the mixing chamber into the cylindrical or annular settling chamber so that this transitional cross section is subdivided into a closed curved circular section and an open curved circular section ,

Die dem Geschwindigkeitsvektor v →i einer Komponente i durch eine Düsenbohrung zugrunde liegende Geschwindigkeit wird dabei gemäß der Formel

Figure DE102014001461A1_0006
als die über die Fläche gemittelte Geschwindigkeit definiert (V .i als Volumenstrom der Komponente; ṁi als Massenstrom der Komponente; di als Durchmesser der Düsenbohrung; ρ als Dichte der Komponente). Ferner wird angenommen, dass die Richtung des Vektors der Mittelachse (Bohrungsachse) der Düsenbohrung mit Orientierung in Richtung in die Mischkammer entspricht.The velocity underlying the velocity vector v → i of a component i through a nozzle bore is determined according to the formula
Figure DE102014001461A1_0006
is defined as the velocity averaged over the surface (V i as the volumetric flow of the component, ṁ i as the mass flow of the component, d i as the diameter of the nozzle bore, ρ as the density of the component). Further, it is assumed that the direction of the vector corresponds to the center axis (bore axis) of the nozzle bore oriented toward the mixing chamber.

Insbesondere in Verbindung mit einer Androsselung des Reaktionsgemisches mit Hilfe des Drosselelements lässt sich dadurch nicht nur generell eine exzellente Vermischung, sondern insbesondere auch eine sehr gute Anfangsvermischung erreichen.In particular, in conjunction with a throttling of the reaction mixture by means of the throttle element can thereby achieve not only generally excellent mixing, but in particular a very good initial mixing.

Eine schlechte Anfangsvermischung findet sich in aller Regel in Form von Schlieren oder eines lokalen Kollaps an der Bauteiloberfläche wieder, was dann zu erhöhtem Ausschuss oder zumindest zu optisch minderer Bauteilqualität führt.A poor initial mixing is usually found again in the form of streaks or a local collapse on the component surface, which then leads to increased rejects or at least to optically inferior component quality.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens wird deshalb vorgeschlagen, dass die mittlere Ausströmgeschwindigkeit des Reaktivgemisches aus der Mischkammer, charakterisiert durch den Quotienten aus Gesamtvolumenstrom zur Querschnittsfläche des offenen gewölbten Kreisabschnitt, mindestens 5 m/s beträgt.As a further advantageous embodiment of the method, it is therefore proposed that the average outflow velocity of the reactive mixture from the mixing chamber, characterized by the quotient of the total volume flow to the cross-sectional area of the open curved circular section, is at least 5 m / s.

Um die Mischkammer nach Schuss-Ende optimal zu reinigen entspricht die Kontur der vorderen Steuerkante des Steuerschiebers in der Regel der Form bzw. dem Radius der strömungstechnisch dahinter angeordneten Kammer. Das bedeutet, dass in allen Fällen, in denen die Düsenbohrungen nicht alle im gleichen Abstand zu einer Ebene E3 angeordnet sind, welche durch die Mittelachse der Mischkammer und durch die Mittelachse der sich strömungstechnisch anschließenden Beruhigungskammer aufgespannt wird, die Düsen nicht synchron öffnen (d. h. strömungstechnisch mit der Mischkammer verbunden werden), wenn die Durchdringungspunkte der Düsenachsen zur Mantelfläche der Mischkammer alle in gleichem Abstand zu einer Ebene E1 angeordnet sind, welche dadurch definiert ist, dass sie orthogonal zur Mittelachse der Mischkammer orientiert ist und dass der Schnittpunkt der Mittelachsen der Mischkammer und der Beruhigungskammer in dieser Ebene liegt. Ein nicht synchrones Öffnen der Düsen ist jedoch sehr nachteilig, da in diesem Fall nicht alle Komponenten gleichzeitig in die Mischkammer eintreten.In order to optimally clean the mixing chamber after the shot end, the contour of the front control edge of the control slide usually corresponds to the shape or the radius of the fluidically arranged behind chamber. This means that in all cases in which the nozzle bores are not all arranged at the same distance to a plane E 3 , which is spanned by the center axis of the mixing chamber and the center axis of the fluidically adjoining calming chamber, the nozzles do not open synchronously (ie fluidically connected to the mixing chamber), when the penetration points of the nozzle axes to the lateral surface of the mixing chamber are all arranged equidistant from a plane E 1 , which is defined by that orthogonal to the central axis of the mixing chamber is oriented and that the intersection of the central axes of the Mixing chamber and the calming chamber lies in this plane. However, a non-synchronous opening of the nozzles is very disadvantageous, since not all components enter the mixing chamber simultaneously in this case.

Da es auf der zylindrischen Mantelfläche der Mischkammer maximal vier Punkte gibt, die alle in gleichem Abstand um besagte Ebene E3 angeordnet sind, ist es bei Mischköpfen mit mehr als vier Düsenplätzen gar nicht möglich, die Düsen bzw. Düsenbohrungen so anzuordnen, dass sämtliche Durchdringungspunkte der Düsenachse durch die Mantelfläche der Mischkammer in gleichem Abstand zu besagter Ebene E3 angeordnet sind. Aber auch bei Mischköpfen mit weniger Düsenplätzen kann es sinnvoll sein, die Düsen anders anzuordnen, um dadurch beispielsweise ein besseres Mischergebnis zu erzielen.Since there are a maximum of four points on the cylindrical surface of the mixing chamber, which are all arranged at the same distance about said plane E 3 , it is not possible for mixing heads with more than four nozzle stations, the nozzles or nozzle holes to be arranged so that all penetration points the nozzle axis are arranged by the lateral surface of the mixing chamber at the same distance from said plane E 3 . But even with mixing heads with fewer nozzle locations, it may be useful to arrange the nozzles differently, thereby achieving, for example, a better mixing result.

Um dennoch ein synchrones Öffnen der Düsen gewährleisten zu können, ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Mischkopf zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, enthaltend zumindest drei Düsenbohrungen mit den zugehörigen Mittelachsen (Bohrungsachsen), welche in die Mischkammer münden und welche die Mantelfläche der Mischkammer durchdringen, wobei der Abstand von zumindest zwei der Durchdringungspunkte zur genannten Ebene, welche dadurch definiert ist, dass sie orthogonal zur Mittelachse der Mischkammer orientiert ist und dass der Schnittpunkt der Achsen der Mischkammer und der Beruhigungskammer in dieser Ebene liegt, unterschiedlich groß ist.In order nevertheless to be able to ensure a synchronous opening of the nozzles, a further aspect of the present invention is a mixing head for carrying out the method described, comprising at least three nozzle bores with the associated center axes (bore axes), which open into the mixing chamber and which penetrate the lateral surface of the mixing chamber, wherein the distance from at least two of the penetration points to said plane, which is defined by that orthogonal to the central axis of the mixing chamber is oriented and that the intersection of Axes of the mixing chamber and the settling chamber in this plane is different in size.

Bei Schussbeginn ist es außerdem wichtig, dass der Zeitraum der positiven Überdeckung, in dem die Komponentenleitung strömungstechnisch weder mit der Mischkammer noch mit der Rücklaufleitung verbunden ist, möglichst kurz ist. Entscheidend hierfür ist neben der Fahrgeschwindigkeit des Steuerschiebers der geometrische Abstand der vorderen Steuerkante des Steuerschiebers zu dem der Mischkammer zugewandten Beginn einer Kreislaufnut im Steuerschieber. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Mischkopfes sollte deshalb dieser Abstand möglichst kurz sein. Außerdem sollte der Übergang in den Überdeckungsbereich an allen Düsen möglichst synchron erfolgen. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn der Abstand der Kreislaufnuten in besagtem axial beweglichen Steuerschieber zur genannten Ebene E1 umso größer ist, je größer der Abstand der zugehörigen Durchtrittspunkte von besagter zweiter Ebene E2 ist.At the start of firing, it is also important that the period of positive overlap, in which the component line is fluidically connected neither to the mixing chamber nor to the return line, is as short as possible. Decisive for this is in addition to the driving speed of the spool, the geometric distance of the front control edge of the spool to the mixing chamber facing the beginning of a circuit groove in the spool. In an advantageous embodiment of the mixing head, therefore, this distance should be as short as possible. In addition, the transition to the coverage area should be done as synchronously as possible on all nozzles. Therefore, it is advantageous if the distance of the circuit grooves in said axially movable spool to said plane E 1 is greater, the greater the distance between the associated passage points of said second plane E 2 .

Da sich eine Androsselung der Mischkammer – wie eingangs erwähnt – nicht nur auf die Vermischung im quasi-stationären Stadium in der Mitte des Schusses, sondern insbesondere auf die Vermischung zu Schussbeginn positiv auswirkt, enthält der Mischkopf in einer vorteilhaften Ausgestaltung das axial bewegliche Drosselelement zum Androsseln der Mischkammer in Form einer Hülse oder eines Kolbens, wobei die Mittelachse des Drosselelements der zweiten Achse der Beruhigungskammer entspricht und wobei das Drosselelement in Schäumstellung so positioniert ist, dass sein vorderes Ende den Übergangsquerschnitt aus der Mischkammer in die Beruhigungskammer zumindest um 30% verdeckt, so dass dieser Übergangsquerschnitt in einen verschlossenen gewölbten Kreisabschnitt und einen offenen gewölbten Kreisabschnitt unterteilt wird. Dieses Drosselelement kann sowohl als Hülse als auch als Kolben ausgeformt sein.Since a throttling of the mixing chamber - as mentioned above - has a positive effect not only on the mixing in the quasi-stationary stage in the middle of the shot, but in particular on the mixing at the start of shooting, contains the mixing head in an advantageous embodiment, the axially movable throttle element for throttling the mixing chamber in the form of a sleeve or a piston, wherein the center axis of the throttle element corresponds to the second axis of the settling chamber and wherein the throttle element is positioned in Schäumstellung so that its front end covers the transitional cross section from the mixing chamber into the settling chamber at least by 30%, so that this transitional cross-section is divided into a closed curved circle section and an open curved circle section. This throttle element can be formed both as a sleeve and as a piston.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawings, embodiments of the invention are shown. Show it:

1 die Draufsicht auf einen Mischkopf, mit dem mehrere Kunststoffkomponenten (dargestellt sind zwei Komponenten) vermischt und ausgetragen werden können, 1 the top view of a mixing head with which a plurality of plastic components (shown are two components) can be mixed and discharged,

2 die zu 1 zugehörige Seitenansicht, 2 the too 1 associated side view,

3a die Projektion der in eine Mischkammer eingegebenen Impulsströme von zwei Komponenten, gesehen in Richtung der Achse der Mischkammer, 3a the projection of the pulse currents of two components, which are input into a mixing chamber, viewed in the direction of the axis of the mixing chamber,

3b die Vektoraddition der einzelnen Impulsströme gemäß 3a, 3b the vector addition of the individual pulse currents according to 3a .

4 die Draufsicht auf einen Mischkopf in einer zu 1 alternativen Ausführungsform und 4 the top view of a mixing head in one 1 alternative embodiment and

5 die zu 4 zugehörige Seitenansicht. 5 the too 4 associated side view.

In den 1 und 2 ist ein Mischkopf 1 zu erkennen, mit dem mindestens drei Kunststoffkomponenten, im Beispielsfall Polyol und Isocyanat zur Herstellung von Polyurethan, vermischt werden können. Der Mischkopf 1 hat eine Mischkammer 2, die zylindrisch ausgebildet ist und die sich entlang einer ersten Achse A erstreckt. Ferner hat der Mischkopf 1 eine Beruhigungskammer 3, die zylinder- oder ringförmig ausgebildet ist und die eine zweite Achse B aufweist. Die Achsen A und B der beiden Mischkammern schneiden sich in einem ersten Schnittpunkt S; der Schnittwinkel ist 90°. Die Mischkammer 2 geht in die Beruhigungskammer 3 über, wobei sich die Übergangsfläche aus dem Schnitt der beiden Kammern 2, 3 ergibt. Diese Übergangfläche ist allerdings zu einem erheblichen Teil während des Betriebs des Mischkopfes 1 von einem Drosselelement 10 verschlossen; die Mischkammer 2 ist also dann „angedrosselt”. Das Drosselelement 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als hülsenförmiger Schieber ausgebildet, der in Richtung der Achse B verschoben werden kann, um den gewünschten Grad der Androsselung herzustellen.In the 1 and 2 is a mixing head 1 to recognize, with the at least three plastic components, in the example polyol and isocyanate for the production of polyurethane, can be mixed. The mixing head 1 has a mixing chamber 2 which is cylindrical and which extends along a first axis A. Furthermore, the mixing head has 1 a calming chamber 3 , which is cylindrical or annular and which has a second axis B. The axes A and B of the two mixing chambers intersect at a first intersection point S; the cutting angle is 90 °. The mixing chamber 2 go to the calming chamber 3 over, with the transition surface from the section of the two chambers 2 . 3 results. However, this interface is to a considerable extent during the operation of the mixing head 1 from a throttle element 10 locked; the mixing chamber 2 is then then "throttled". The throttle element 10 is formed in the illustrated embodiment as a sleeve-shaped slide, which can be moved in the direction of the axis B, to produce the desired degree of throttling.

Durch die Achsen A und B sowie durch den ersten Schnittpunkt S werden drei Ebenen definiert: Die Ebene E1 steht senkrecht auf der Achse A und beinhaltet den ersten Schnittpunkt S. Die Ebene E2 steht senkrecht auf der Achse B und beinhaltet den ersten Schnittpunkt S. Eine Ebene E3 wird durch die Achsen A und B aufgespannt.Three planes are defined by the axes A and B and by the first intersection S. The plane E 1 is perpendicular to the axis A and includes the first intersection point S. The plane E 2 is perpendicular to the axis B and includes the first intersection point S. A plane E 3 is spanned by the axes A and B.

In der Mischkammer 2 ist ein Steuerschieber 9 in Richtung der Achse A verschieblich angeordnet. Wie sich aus den Darstellungen gemäß 1 und 2 ergibt, ist der Steuerschieber 9 an seinem der Beruhigungskammer 3 zugewandten Ende so ausgebildet, dass er mit seiner gewölbt ausgebildeten Stirnseite die Beruhigungskammer 3 zu einer zylindrischen Kontur ergänzt, wenn er ganz bis an die Beruhigungskammer 3 heran geschoben ist (wozu dann das Drosselelement 10 zurückgezogen sein muss).In the mixing chamber 2 is a control valve 9 arranged displaceably in the direction of the axis A. As is clear from the illustrations according to 1 and 2 gives, is the spool 9 at his the calming chamber 3 facing end formed so that it with its arched end face the calming chamber 3 Complemented to a cylindrical contour when it reaches the reassurance chamber 3 pushed on (what then the throttle element 10 has to be withdrawn).

Vom Übergang der Mischkammer 2 in die Beruhigungskammer 3 gelangt die hergestellte Mischung der Kunststoffkomponenten in einen Ausströmkanal 8. Demgemäß lassen sich zwei Förderrichtungen für die Mischung der Kunststoffkomponenten definieren: In der Mischkammer 2 wird die Mischung in eine erste Austrittsrichtung R gefördert, in der Beruhigungskammer 3 in eine zweite Austrittsrichtung T.From the transition of the mixing chamber 2 in the calming chamber 3 the produced mixture of plastic components enters an outflow channel 8th , Accordingly, two can be Defining the directions of flow for the mixing of the plastic components: In the mixing chamber 2 the mixture is conveyed in a first exit direction R, in the settling chamber 3 in a second exit direction T.

Die chemisch reaktiven Kunststoffkomponenten treten mit hoher Geschwindigkeit (üblich sind 80 bis 200 m/s) über Düsenbohrungen 4, 5, 6, 7 in die Mischkammer 2 ein, wofür Spritzdüsen 19 vorgesehen sind.The chemically reactive plastic components occur at high speed (usually 80 to 200 m / s) via nozzle bores 4 . 5 . 6 . 7 into the mixing chamber 2 one for which spray nozzles 19 are provided.

Über die dargestellte offene gewölbte Kreisabschnittsfläche 20 tritt das Reaktionsgemisch aus der Mischkammer 2 aus und in die folgende, im dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildete Beruhigungskammer 3 ein. Aus der ringförmigen Beruhigungskammer 3 tritt das Reaktionsgemisch anschließend im dargestellten Beispiel mit reduzierter Geschwindigkeit in den Ausströmkanal 8 ein, über den das Reaktionsgemisch dann schließlich aus dem Mischkopf 1 ausströmt.About the illustrated open curved circular section surface 20 the reaction mixture exits the mixing chamber 2 from and into the following, in the illustrated embodiment annularly formed calming chamber 3 one. From the annular calming chamber 3 Then, in the example shown, the reaction mixture enters the outflow channel at a reduced rate 8th a, over which the reaction mixture finally out of the mixing head 1 flows.

Die Beruhigungskammer 3 kam alternativ zum dargestellten Beispiel auch zylinderförmig ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Beruhigungskammer 3 übergangslos in den Ausströmkanal 8 übergehen. Beruhigungskammer und Ausströmkanal können dann nach Schussende gemeinsam von demselben zylindrischen Kolben gereinigt werden.The calming chamber 3 came as an alternative to the example shown also be cylindrical. In this case, the calming chamber 3 seamless into the discharge channel 8th pass. Settling chamber and outflow channel can then be cleaned by firing end of the same cylindrical piston.

Die 3a und 3b zeigen beispielhaft, wie sich der Gesamtimpuls der hier insgesamt vier eingespritzten Masseströme – projiziert auf eine Schnittfläche, die senkrecht auf der Achse A steht – aus den Impulsen der Einzelstrahlen ergibt. Hierzu ist zunächst in 3a zu sehen, dass vier verschiedene Reaktivkomponenten beteiligt sind, deren Impulsstromvektoren

Figure DE102014001461A1_0007
= ṁi·v →i mit den Bezugsziffern 21, 22, 23 und 24 bezeichnet sind. Durch (graphische) Addition ergibt sich gemäß 3b der resultierende Impulsstromvektor 25 (hier wiederum projiziert auf die genannte Fläche).The 3a and 3b show by way of example how the total momentum of the here total of four injected mass flows - projected onto a sectional surface which is perpendicular to the axis A - results from the pulses of the individual jets. This is first in 3a to see that four different reactive components are involved, their momentum current vectors
Figure DE102014001461A1_0007
= ṁ i · v → i with the reference numerals 21 . 22 . 23 and 24 are designated. By (graphic) addition results according to 3b the resulting pulse current vector 25 (again projected onto the mentioned area).

Wesentlich ist, dass der resultierende Impulsstromvektor (Gesamtimpulsstromvektor) 25 eine Komponente besitzt, die entgegen der zweiten Austrittsrichtung T gerichtet ist. Mit Blick auf die erste Austrittsrichtung R gilt gleichermaßen, dass der resultierende Impulsstromvektor 25 eine Komponente besitzt, die gegen diese Richtung R gerichtet ist.It is essential that the resulting pulse current vector (total pulse current vector) 25 has a component which is directed against the second exit direction T. With regard to the first exit direction R, it is equally true that the resulting pulse current vector 25 has a component directed against this direction R.

In den 4 und 5 ist eine etwas andere Ausgestaltung zur Lösung nach 1 und 2 zu sehen. Der Mischkopf 1 zeichnet sich hier dadurch aus, dass die Durchtrittspunkte 11, 12, 13 der Düsenbohrungen 4, 5, 6, 7 (s. 1 und 2) nicht alle an einer axialen Stelle auf der Achse A liegen. Vielmehr ist zu erkennen, dass die axiale Lage mindestens zweier Durchtrittspunkte 11, 12, 13 hinsichtlich des Abstandes b1 und b2 von der Ebene E1 verschieden ist. Die Abstände bi sind dabei so gewählt, dass es sich trotz der gewölbten Ausgestaltung des vorderen Endes des Steuerschiebers 9, d. h. der Steuerkante 16, ergibt, dass bei der axialen Verschiebung des Steuerschiebers 9 alle Durchtrittspunkte 11, 12, 13 gleichzeitig von der Steuerkante 16 erreicht werden und so simultan schießen bzw. öffnen.In the 4 and 5 is a slightly different embodiment to the solution 1 and 2 to see. The mixing head 1 characterized here by the fact that the passage points 11 . 12 . 13 the nozzle holes 4 . 5 . 6 . 7 (S. 1 and 2 ) are not all at an axial location on the axis A. Rather, it can be seen that the axial position of at least two passage points 11 . 12 . 13 with respect to the distance b 1 and b 2 from the plane E 1 is different. The distances b i are chosen so that it is despite the curved configuration of the front end of the spool 9 ie the control edge 16 , shows that during the axial displacement of the spool valve 9 all passage points 11 . 12 . 13 at the same time from the control edge 16 be reached and so simultaneously shoot or open.

Die Bohrungsachsen 14, 15 der Düsenbohrungen 4, 5, 6, 7 sind dabei bevorzugt so gewählt, dass sie sich alle in einem zweiten Schnittpunkt K treffen.The bore axes 14 . 15 the nozzle holes 4 . 5 . 6 . 7 are preferably chosen so that they all meet in a second point of intersection K.

Ein Spülen der Anordnung wird in an sich bekannter Weise durch Kreislaufnuten 17 im Steuerschieber 9 ermöglicht. Gleichermaßen ist ein Reinigungskolben 18 für die Beruhigungskammer 3 vorgesehen.Rinsing of the arrangement is in a conventional manner by Kreislaufnuten 17 in the spool 9 allows. Equally, a cleaning piston 18 for the calming chamber 3 intended.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Mischkopfmixing head
22
Mischkammermixing chamber
33
Beruhigungskammersettling chamber
44
Düsenbohrungnozzle bore
55
Düsenbohrungnozzle bore
66
Düsenbohrungnozzle bore
77
Düsenbohrungnozzle bore
88th
Ausströmkanaloutflow
99
Steuerschieberspool
1010
Drosselelement (Drosselhülse)Throttle element (throttle sleeve)
1111
DurchtrittspunktPassage point
1212
DurchtrittspunktPassage point
1313
DurchtrittspunktPassage point
1414
Bohrungsachsebore axis
1515
Bohrungsachsebore axis
1616
Steuerkantecontrol edge
1717
KreislaufnutKreislaufnut
1818
Reinigungskolbencleaning piston
1919
Spritzdüsenozzle
2020
KreisabschnittsflächeCircular section surface
2121
ImpulsstromvektorPulse current vector
2222
ImpulsstromvektorPulse current vector
2323
ImpulsstromvektorPulse current vector
2424
ImpulsstromvektorPulse current vector
2525
resultierender Impulstromvektorresulting pulse current vector

  • i Massestrom der Kunststoffkomponentei mass flow of the plastic component
  • v →i mittlere Einspritzgeschwindigkeitv → i mean injection speed
  • Figure DE102014001461A1_0008
    Impulsstrom
    Figure DE102014001461A1_0008
    pulse current
  • Figure DE102014001461A1_0009
    Gesamtimpulsstromvektor
    Figure DE102014001461A1_0009
    Total momentum flux vector
  • A erste AchseA first axis
  • B zweite AchseB second axis
  • R erste AustrittsrichtungR first exit direction
  • T zweite AustrittsrichtungT second exit direction
  • S erste SchnittpunktS first intersection
  • K zweite SchnittpunktK second intersection
  • E1 erste EbeneE 1 first level
  • E2 zweite Ebene E 2 second level
  • E3 dritte EbeneE 3 third level
  • b1 Abstandb 1 distance
  • b2 Abstandb 2 distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7240689 B2 [0003] US 7240689 B2 [0003]
  • DE 2907938 C2 [0003] DE 2907938 C2 [0003]
  • WO 2004/004879 A1 [0004] WO 2004/004879 A1 [0004]
  • DE 102007023239 A1 [0005] DE 102007023239 A1 [0005]
  • US 5143946 [0006] US 5143946 [0006]

Claims (6)

Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus Polyurethan, wobei das Formteil mindestens zwei bezüglich der Materialzusammensetzung unterschiedliche Zonen aufweist, wobei das Verfahren das Vermischen mehrerer chemisch reaktiver Kunststoffkomponenten in einem Mischkopf (1) umfasst, wobei ein Mischkopf (1) verwendet wird, der eine zylindrische Mischkammer (2) mit einer ersten Achse (A) und eine Beruhigungskammer (3) mit einer zweiten Achse (B) aufweist, wobei die Beruhigungskammer (3) fluidisch mit der Mischkammer (2) verbindbar ist, wobei sich eine in Richtung der ersten Achse (A) verlaufende erste Austrittsrichtung (R) ergibt, die von der Mischkammer (2) auf die Beruhigungskammer (3) hin gerichtet ist, wobei am einen Ende der Beruhigungskammer (3) ein Ausströmkanal (8) angeordnet ist, so dass sich eine in Richtung der zweiten Achse (B) zum Ausströmkanal (8) gerichtete zweite Austrittsrichtung (T) ergibt, wobei die Mischkammer (2) über ihren Umfang mindestens zwei Düsenbohrungen (4, 5, 6, 7) aufweist, über die jeweils eine Kunststoffkomponente eingespritzt werden kann, wobei über jede der Düsenbohrungen (4, 5, 6, 7) ein Massestrom (ṁi) einer Kunststoffkomponente in eine Einspritzrichtung mit einer mittleren Einspritzgeschwindigkeit (v →i) eingespritzt wird, so dass über die Düsenbohrungen (4, 5, 6, 7) jeweilige Impulsströme
Figure DE102014001461A1_0010
= ṁi·v →i) der Kunststoffkomponente in die Mischkammer (2) eingegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzen von mindestens zwei verschiedenen Kunststoffkomponenten-Mischungen erfolgt, die aus mindestens drei verschiedenen Kunststoffkomponenten erzeugt werden, wobei das Einspritzen der einzelnen Masseströme (ṁi) durch die Düsenbohrungen (4, 5, 6, 7) in die Mischkammer (2) für jede der mindestens zwei Kunststoffkomponenten-Mischungen so erfolgt, dass der sich ergebende Gesamtimpulsstromvektor
Figure DE102014001461A1_0011
als Summe der Teilimpulsströme
Figure DE102014001461A1_0012
= ṁi·v →i) gemäß der Beziehung
Figure DE102014001461A1_0013
eine Komponente aufweist, die der zweiten Austrittsrichtung (T) entgegen gerichtet ist, wobei mindestens einer der Teilimpulsströme
Figure DE102014001461A1_0014
= ṁi·v →i) eine Komponente aufweist, die in Richtung der zweiten Austrittsrichtung (T) gerichtet ist.
A method of manufacturing a polyurethane molded article, wherein the molded article has at least two zones different in material composition, the method comprising mixing a plurality of chemically reactive plastic components in a mixing head ( 1 ), wherein a mixing head ( 1 ), which is a cylindrical mixing chamber ( 2 ) with a first axis (A) and a calming chamber ( 3 ) with a second axis (B), wherein the calming chamber ( 3 ) fluidically with the mixing chamber ( 2 ) is connectable, wherein in the direction of the first axis (A) extending first outlet direction (R) results that from the mixing chamber ( 2 ) to the calming chamber ( 3 ), wherein at one end of the calming chamber ( 3 ) an outflow channel ( 8th ) is arranged, so that in the direction of the second axis (B) to the outflow channel ( 8th ) directed second exit direction (T), wherein the mixing chamber ( 2 ) over its circumference at least two nozzle bores ( 4 . 5 . 6 . 7 ), over each of which a plastic component can be injected, wherein via each of the nozzle bores ( 4 . 5 . 6 . 7 ) a mass flow (ṁ i ) of a plastic component is injected in an injection direction with a mean injection speed (v → i ), so that via the nozzle bores ( 4 . 5 . 6 . 7 ) respective pulse currents
Figure DE102014001461A1_0010
= ṁ i · v → i ) of the plastic component into the mixing chamber ( 2 ), characterized in that the injection of at least two different plastic component mixtures takes place, which are generated from at least three different plastic components, wherein the injection of the individual mass flows (ṁ i ) through the nozzle bores ( 4 . 5 . 6 . 7 ) into the mixing chamber ( 2 ) for each of the at least two plastic component mixtures such that the resulting total pulse current vector
Figure DE102014001461A1_0011
as the sum of the partial pulse currents
Figure DE102014001461A1_0012
= ṁ i · v → i ) according to the relationship
Figure DE102014001461A1_0013
a component facing the second exit direction (T), wherein at least one of the partial pulse streams
Figure DE102014001461A1_0014
= ṁ i · v → i ) has a component which is directed in the direction of the second exit direction (T).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich ergebende Gesamtimpulsstromvektor
Figure DE102014001461A1_0015
eine Komponente aufweist, die der ersten Austrittsrichtung (R) entgegen gerichtet ist.
A method according to claim 1, characterized in that the resulting total pulse current vector
Figure DE102014001461A1_0015
a component facing the first exit direction (R).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischkopf (1) verwendet wird, in dessen Mischkammer (2) ein in Richtung der ersten Achse (A) verschiebbarer Steuerschieber (9) angeordnet ist, mit dem die mindestens zwei Düsenbohrungen (4, 5, 6, 7) in Abhängigkeit der axialen Positionierung des Steuerschiebers (9) freigegeben oder verschlossen werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that a mixing head ( 1 ) is used in its mixing chamber ( 2 ) a in the direction of the first axis (A) displaceable spool ( 9 ) is arranged, with which the at least two nozzle bores ( 4 . 5 . 6 . 7 ) in dependence of the axial positioning of the spool ( 9 ) be released or closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mischkopf (1) verwendet wird, in dessen Beruhigungskammer (3) ein in Richtung der zweiten Achse (B) verschiebbares Drosselelement (10) angeordnet ist, mit dem die Übergangsfläche zwischen der Mischkammer (2) und der Beruhigungskammer (3) zumindest zeitweise und zumindest teilweise verschlossen wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that a mixing head ( 1 ) is used in its calming chamber ( 3 ) in the direction of the second axis (B) slidable throttle element ( 10 ) is arranged, with which the transition surface between the mixing chamber ( 2 ) and the calming chamber ( 3 ) is closed at least temporarily and at least partially. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Drosselelement (10) die Übergangsfläche zwischen der Mischkammer (2) und der Beruhigungskammer (3) zumindest zeitweise um mindestens 30% verschlossen wird.Method according to claim 4, characterized in that with the throttle element ( 10 ) the transition area between the mixing chamber ( 2 ) and the calming chamber ( 3 ) is closed at least temporarily by at least 30%. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Überströmgeschwindigkeit des Reaktivgemisches an der Übergangsfläche zwischen der Mischkammer (2) und der Beruhigungskammer (3) als Quotient des übertretenden Volumenstroms des Reaktivgemisches und der Übergangsfläche mindestens 5 m/s beträgt.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the average overflow velocity of the reactive mixture at the interface between the mixing chamber ( 2 ) and the calming chamber ( 3 ) as a quotient of the exceeding volume flow of the reactive mixture and the transition surface is at least 5 m / s.
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