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Einrichtung zur Erzeugung von Kunstharzschaum aus einem Zweikomponentenharz
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung von Kunstharzschaum aus einem
Zweikomponentenharz. Die Einrichtung besteht aus einer pneumatischen Verschäumungsvorrichtung
zur Verschäumung der mit einem Schaummittel vermischten Harzkomponente, einen sich
an diese Verschäumungsvorrichtung anschließenden Mischer, welcher den Schaum mit
der zweiten Harzkomponente vermischt, und aus je einem Vorratsbehälter für jede
Harzkomponente mit zugehörigen, gemeinsam betätigten pneumatischen Fördervorrichtungen,
welche die beiden Harzkomponenten der Verschäumungsvorrichtung und dem Mischer zuführen.
Es ist nicht neu, für die Harzkomponenten und die Druckluft Ventile zum einmaligen
Einstellen des Mischungsverhältnisses vorzusehen.
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Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art sind jedoch eine Reihe
von erheblichen Nachteilen vorhanden. Bekanntlich ist bei der Kunstharzschaumherstellung
von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Harzmittellösung, deren Katalysator, die
Schaummittellösung und die verschäumende Druckluft in einem sehr engen begrenzten
Bereich ein vorgegebenes Verhältnis zueinander einhalten müssen, wenn ein allen
Anforderungen gerecht werdender Schaum hergestellt werden soll.
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Bei den bisher bekannten Einrichtungen waren nun für jede der beiden
Komponenten und die Druckluft ein eigenes Ventil erforderlich, welches die Regulierung
der Zuflußmenge der jeweiligen Komponente erlaubte. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt,
daß die Zufiußmenge sich während des Schaumherstellungsverfahrens ändert, so daß
häufig eine Nachregulierung erforderlich wurde. Die linderung der einmal eingestellten
Zuflußmenge kann beispielsweise auf die Änderung des Füllungsgrades eines Vorratsbehälters
zurückgeführt werden. Ein weiterer Nachteil der gebräuchlichen Einrichtungen zur
Schaumherstellung besteht darin, daß bei dem Beginn der Schaumproduktion bis zur
ordnungsgemäßen Einstellung der einzelnen Ventile zwangläufig ein unbrauchbarer
-Schaum entsteht, was aus zeitlichen Gründen und aus Gründen der guten Materialausnutzung
als ein erheblicher Nachteil betrachtet werden muß. Da darüber hinaus der entstehende
Schaum seine Eigenschaften erst eine gewisse Zeit nach der Änderung einer Ventileinstellung
entsprechend ändert, ist die genaue Einstellung der Ventile außerordentlich schwierig
und kann nur von gut ausgebildeten Fachleuten durchgeführt werden. Die Einstellung
der von der Einrichtung abzugebenden Schaummenge ist bei den bekannten Schaummaschinen
ebenfalls sehr schwierig, da bei einer Änderung der Schaummenge die drei Ventile
mindestens nachreguliert werden müssen.
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Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, eine Schaummaschine zu
schaffen, welche die obenerwähnten Nachteile nicht besitzt und eine äußerst einfache
Bedienung erfordert. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Zuflußmenge
der beiden Harzkomponenten, von denen eine bereits mit der Schaummittellösung vermischt
sein kann, derart mit der Druckluftzufuhr verkuppelt ist, daß das Verhältnis der
dem Schaumerzeuger zugeführten Ausgangsstoffe immer konstant ist. Weiterhin ist
gemäß der Erfindung eine derartige Ventilanordnung vorgesehen, daß die beiden Harzkomponenten
und die Druckluft nur gemeinsam dem Schaumbildner zugeführt werden können.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die als pneumatisch betriebene Membranpumpen ausgebildeten Fördervorrichtungen für
die beiden Harzkomponenten an eine gemeinsame Druckluftquelle angeschlossen sind,
wobei die Membranpumpen eine federbelastete, periodisch hin- und herbewegte Membran
aufweisen und jeweils ein Pumpenraum über ein erstes als Kugelventil ausgebildetes
Ventil mit dem jeweiligen Vorratsbehälter und über ein entsprechend ausgebildetes
zweites Ventil mit der Verschäumungsvorrichtung bzw. dem Mischer verbunden ist,
während der andere Pumpenraum von Seiten der Druckquelle periodisch unter Druck
gesetzt wird, und daß die Druckluftquelle durch eine andere Leitung mit der pneumatischen
Verschäumungsvorrichtung verbunden und in den Zuführungsleitungen für die beiden
Harzkomponenten
und für die Druckluft je ein Ventil vorgesehen ist,
wobei die Ventile, wie an sich bekannt, durch einen einzigen Handhebel gemeinsam
betätigbar sind.
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Die Figuren der Zeichnung veranschaulichen beispielsweise Ausführungen
der Einrichtung gemäß der Erfindung zur Erzeugung eines Kunstharzschaumes.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der ganzen Anlage im Fließbild;
F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch die pneumatisch betriebene Membranpumpe; Fig.3
zeigt den Handverschäumungsapparat im Schnitt; F i g. 4 zeigt einen Querschnitt
durch das Drallrohr.
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Gemäß Fig. 1 besteht die ganze Apparatur aus einem Druckluftsteuergerät
2, welches an einer Druckluftzufuhr 1 angeschlossen ist. Das Steuergerät 2 kann
auch elektrisch gesteuert werden. Vom Druckluftsteuergerät 2 wird Druckluft über
die Leitungen 3 a und 3 b zu den pneumatischen Membranpumpen 4 a und 4b geleitet.
Die Expansion der Auspuffluft erfolgt bei 10.
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Über den Schlauchkanal 5 wird aus dem Vorratsbehälter 7 vermittels
Pumpe 4 a Schaumharzlösung dem Handverschäumungsapparat 13 zugeführt. Über das Schnellschlußventil
11 wird die Schaumlösung in den Imprägnierraum 12 gepreßt. Durch Herunterdrücken
des Handgriffes 14 wird das Schnellschluß ventil 15 geöffnet, wodurch die Druckluft
über den Kanal 16 und den Luftverteiler 17 in den Imprägnierraum 12 einströmt. Durch
weiteres Herunterdrücken des Handgriffes 14 wird das Schnellschlußventil 11 für
die Harzlösung geöffnet. Der im Imprägnierraum 12 entstandene Grobschaum wird durch
den Überdruck durch die Siebplatte (Fritte) 18 gepreßt, wodurch auf der Austrittseite
19 der Siebplatte (Fritte) 18 ein sehr feinporiger Schaum entsteht. Über einen Kanal
21 gelangt der Schaum in die Drallkapsel 22.
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Von der Membranpumpe 4b gelangt durch einen Kanal 6 über die dritte
Stufe 24 der Schnellschlußventile Härter in die Drallkapsel 22. Durch tangentiale
Eintrittsöffnungen wird in der Drallkapsel 22 eine sehr starke Turbulenz und Wirbelung
erzeugt, wodurch eine sehr vollkommene Durchmischung von Schaum und Härter erfolgt.
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F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch die pneumatisch betriebene Membranpumpe,
in welcher bei 31 über ein Steuerventil Druckluft in den Raum 32 eintritt, wodurch
die Membran 33 heruntergedrückt wird.
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Dadurch wird das im Raum 34 befindliche Gut (Harz, Härter) über ein
Rückschlagventil 35 in die Druckleitung 5 bzw. 6 getrieben. Nachdem das Steuerventil
die Druckluft aus dem Raum 32 wieder auspuffen läßt, drückt die Feder 37 die Membran
33 wieder nach oben. Dadurch entsteht im Raum 34 Unterdruck, und es wird über das
Rückschlagventil 38 aus dem Saugstutzen 39 erneut Substanz angezogen. Das Spiel
wiederholt sich im synchronisierten Rhythmus des Druckluftsteuergerätes. Sobald
der Verbrauch von Lösung geringer ist als dessen Nachschub, entsteht Druckgleichheit,
und die Membran bleibt in ihrer Lage stehen. Auf diese Art regelt sich der Druck
der beiden Komponenten Harz und Härter von selbst. Dadurch kann die gewünschte Menge
Schaum, die produziert werden soll, mit der Höhe des Primärdruckes der Druckluft
weitgehend reguliert werden.
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Fig. 3 zeigt den Handverschäumungsapparat im Schnitt. Am Ende des
Handgriffes 41 befinden sich
die Leitungsanschlüsse für das Harz 42, Härter 43 und
Druckluft 44.
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Über die Schnellschlußventile 15, 11 und 24, welche durch den Griff
14 stufenweise geöffnet werden können, strömt zuerst Druckluft über das Ventil 15
durch ein gelochtes Blech 40 in den Imprägnierraum 12. Durch weiteres Herunterdrücken
des Handgriffes 14 wird das Schnellschlußventil für Harz 11 geöffnet.
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Dieser strömt durch den Kanal 9 auf das feingelochte Blech 40 in den
Imprägnierraum 12.
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Der im Imprägnierraum 12 entstehende Grobschaum dringt durch die
Siebplatte 18 aus Sintermaterial in den Expansionsraum 50 und gelangt dort über
einen Kanal 45 durch tangentiale Einführung 46 (Fig. 4) in ein Drallrohr22. Der
Schaum wird dabei in eine rasche Drehbewegung versetzt und durchwirbelt. Durch weiteres
Herunterdrücken des Handgriffes 14 wird zum Schluß das letzte Ventil 24 für den
Härter geöffnet, wodurch die Härterlösung ebenfalls durch eine tangentiale Öffnung
48 (F i g. 4) in das Drallrohr 22 eingeführt und innigst mit dem Schaum vermengt
wird. Vom verstellbaren Mundstück 49 wird der Schaum ausgestoßen.
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Die Zufuhrkanäle sind durch Regulierventile 51, 52, 53 so gedrosselt,
daß das Mischungsverhältnis sich immer gleich bleibt. Beim Arbeiten im Betrieb muß
jedoch das Regulierventil 53 des Härters von Hand verstellt werden können, um durch
Anderung der Dosierung die Harzqualität korrigieren zu können.
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Die totale Schaummenge wird dadurch reguliert, daß der Primärluftdruck
höher oder niedriger eingestellt wird. Selbstverständlich kann nach vorliegender
Erfindung an Stelle des Harzschaumgemisches auch der Härter zusammen mit einem Schaumstoff
aufgemischt und diesem Härterschaum die entsprechende Harzlösung zugemengt werden.
Die Harzlösung kann einen Feststoffgehalt von 0,1 bis 50 ovo aufweisen.
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Durch das Verfahren und Einrichtung gemäß der Erfindung wird ein
sehr leichter, gleichmäßiger und feinporiger Schaum erzeugt. Die Einrichtung ist
durch die abgestufte Bedienung der Ventile weitgehend narrensicher, selbstreinigend
aufgebaut und besitzt ein sehr kleines Gewicht. Sie kann für verschiedene Sorten
von Zweikomponentenharzen eingestellt und verwendet werden.