DE1278099B

DE1278099B - Vorrichtung zum Mischen von Kunstharzen

Info

Publication number: DE1278099B
Application number: DEB63098A
Authority: DE
Inventors: Heinz Baer
Original assignee: Baer Josef Maschinenfabrik
Current assignee: Baer Josef Maschinenfabrik
Priority date: 1961-06-30
Filing date: 1961-06-30
Publication date: 1968-09-19
Also published as: GB1009357A; US3218039A

Description

Vorrichtung zum Mischen von Kunstharzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen von Kunstharzen aus zwei oder mehr Komponenten, insbesondere Epoxy-, Polyester-, Resorzinolharzen, die aus einem Mischgehäuse mit Zuführungsöffnungen für die zu mischenden Komponenten, einem darin umlaufenden hohlzylindrischen Mischkopf, dessen Wandung mit schlitzförmigen Durchbrechungen versehen ist, und einer konzentrisch dazu angeordneten Gehäusebuchse, deren Wandung gleichfalls radiale Durchbrechungen aufweist, besteht.
Bei vorbekannten, in dieser Weise ausgebildeten Mischvorrichtungen strömt das im Mischkopf gebildete Mischgut von dort in die Gehäusebuchse, von wo es durch radiale Kanäle von innen nach außen zum Entnahmestutzen gelangt, wobei das Mischgut die als Zerhacker wirkenden Bohrungen einer rotierenden Hülse passieren muß. Dabei besteht jedoch die Möglichkeit, daß in diesem Bereich die spezifisch verschieden schweren Komponenten durch die Fliehkraft wieder entmischt werden und daß sich Teile des Mischgutes an den Wänden der radialen Kanäle absetzen. Dies führt dann sehr rasch zu Verengungen der Durchgänge und Störungen des Mischvorganges.
Außerdem muß bei diesen bekannten Mischern das Mischgut den verhältnismäßig großen Weg zum Innern der Mischkammer und von dort wieder durch Kanäle radial nach außen durchlaufen, so daß sich eine Durchlaufzeit ergibt, welche z. B. bei Kunstharzen zur Folge haben könnte, daß das Aushärten schon im Mischraum beginnt.
Zur Verbesserung des Mischvorganges und um diese Mängel zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung die eingangs beschriebene Mischvorrichtung so ausgebildet, daß die konzentrische Gehäusebuchse als ein hohler Einschraubzapfen mit einem konzentrischen Austrittskanal in den Hohlraum des Mischkopfes hineinragt und daß zwischen der Gehäuseinnenwand und dem Mischkopf ein äußerer Ringraum und der Innenwandung des Hohlraumes im Mischkopf und dem Einschraubzapfen ein innerer Ringraum vorgesehen ist.
Insbesondere für Komponenten, welche sich schwer mischen lassen, ist gemäß einem weiteren Merkmal die äußere Mantelfläche des Mischkopfes mit an sich bekannten Mischnocken versehen. Bei der nach der Erfindung vorgesehenen Anordnung der Mischnocken an der äußeren Mantelfläche des Mischkopfes ist -im Gegensatz zu einer bekannten Ausführung - erreicht, daß das Mischgut durch die Fliehkraft von seinem Durchlaufweg nicht abgedrängt werden kann, da keine Schleuderwirkung an den Nocken auftreten kann.
Zum Zweck einer einfachen Herstellung und wirkungsgünstigen Formgebung wird ferner vorgeschlagen, die Mischnocken in axialer und tangentialer Richtung gegeneinander versetzt anzuordnen und in Drehrichtung spitz zulaufen zu lassen.
Durch die Ausbildung der Mischvorrichtung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß das Mischgut in eine radial nach innen, also gegen die Wirkung der Fliehkraft gerichtete Bewegung gezwungen wird. Damit ist dem Mischgut die Möglichkeit genommen, der Fliehkraft zu folgen und sich in kleineren oder größeren Teilen dem Mischvorgang durch Absetzen an den Wänden zu entziehen.
Ferner konnte durch Verwendung des Einschraubzapfens zur Bildung des inneren Mischraumes der für den Mischvorgang schädliche Totraum sowie der Durchlaufweg und damit die Durchlaufzeit für das Mischgut auf ein Minimum verkleinert werden.
Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung ermöglicht durch ihre entsprechend ausgebildeten Einzelteile eine sehr einfache Montage und schnelle Demontage. Dies ist bei der häufigen Notwendigkeit solcher Maßnahmen besonders wichtig, da damit die Stillegezeiten wesentlich verkürzt werden können.
Außerdem wird durch die gemäß der Erfindung vorgesehenen äußeren und inneren Ringräume zwischen der Gehäuseinnenwand und dem Mischkopf bzw. der Innenwandung des Hohlraumes im Mischkopf und dem Einschraubzapfen des weiteren erreicht, daß eine Erwärmung des Mischgutes weitgehend vermieden wird. Das Volumen dieser Räume ist nämlich mit dem Mischgut ausgefüllt, so daß von diesem die durch die Reibung an den Wänden anfallende Wärme mit aufgenommen und abgeführt wird. Auf diese Weise wird ebenfalls einer vorzeitigen Aushärtung des Mischgutes entgegengewirkt.
Ferner wird sowohl durch den äußeren als auch durch den inneren Ringraum die Mischwirkung verstärkt, da die die Ringräume bildenden Wände während des Mischens relativ zueinander gedreht werden, so daß auf Grund der Adhäsion an den Wandungen sowie der Mitnahme durch die Wandreibung bereits in den Ringräumen eine sehr gute Vormischung vorgenommen wird. Die auf der Außenmantelfläche des Mischkopfes angebrachten Mischnocken sowie die verbleibenden Stege des Mischkopfes und des Einschraubzapfens unterstützen dabei diese Mischwirkung.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen Mittellängsschnitt, Fig. 2 eine andere Ausbildung des Mischkopfes, F i g. 3 eine teilweise Abwicklung der Mantelfläche des Mischkopfes nach F i g. 2.
In einem Mischgehäuse 1 ist die Mischwelle 2 gelagert und an ihrem oberen Ende (nicht dargestellt) mit einem Motor antriebsverbunden. Im Gehäuse 1 sitzen Anschlüsse 3 und 4 mit Zuführungskanälen für die zu mischenden Komponenten, z. B. der Anschluß 3 für das Kunstharz und der Anschluß 4 für das Härtemittel. Die Zuführungskanäle münden in einen gemeinsamen Raum 6, in welchem sich eine mit der Welle 2 verbundene Förderschnecke 7 befindet. An diese schließt sich ein nach unten offener hohlzylindrischer Mischkopf 8 an, welcher von einem äußeren Ringraum 9 umgeben wird, der als Fortsetzung des Raumes 6 insbesondere der Zusammenführung und Vormischung der Komponenten dient.
In den Hohlraum des Mischkopfes 8 ragt ein hohler Einschraubzapfen 11 mit einer Austrittsdüse 12 hinein, wobei ein innerer Ringraum 13 entsteht.
Der axiale Austrittskanal 14 ist an seinem inneren Ende durch eine Schraube 15 verschlossen und ist im Bereich des Mischkopfes gegebenenfalls zu einem Raum 16 erweitert. Schlitzförmige Durchbrechungen 17 in der Wandung des Einschraubzapfens 11 verbinden den Raum 16 mit dem Ringraum 13, welcher seinerseits über Längsschlitze 18 in der Wandung des Mischkopfes 8 mit dem äußeren Ringraum 9 in Verbindung steht.
Die Mischvorrichtung wirkt in der Weise, daß die beiden durch die Anschlüsse 3, 4 zugeführten Komponenten unter dem Druck der Förderschnecke 7 zunächst in den äußeren Ringraum 9 gefördert werden.
In diesem Ringraum erfolgt eine Vermengung bzw.
Vormischung der Komponenten, da deren Masse einerseits mit der feststehenden Gehäusewand und andererseits mit dem schnell rotierenden Mantel des Mischkopfes 8 in Berührung stehen. Da das Mischgut unter ständigem Überdruck steht, wird es in radialer Richtung nach innen durch die Längsschlitze 18 gezwungen und gelangt in den inneren Ringraum 13. In diesem Raum, der verhältnismäßig schmal ausgebildet und daher von dem Mischgut völlig ausgefüllt ist, vollzieht sich der eigentliche Mischvorgang.
Dabei dringt das Mischgut durch die Längsschlitze 17 in den Raum 16 vor, wobei es fortwährend durch die rasch aneinander vorbeirotierenden Kanten der Schlitze 17 bzw. 18 in einer Art Schlagmischung mit hoher Frequenz eine Umschichtung erfährt, die zu einem außerordentlich gründlichen Ineinandermischen der Komponenten führt. Die im Raum 16 befindliche Mischung strömt sofort durch den Austrittskanal 14 zur Austrittsdüse 12 weiter. Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, besteht bei diesem Arbeitsverfahren die Möglichkeit, sämtliche vom Mischgut durchströmten Räume sehr klein zu halten und damit den schädlichen Totraum in vorteilhafter Weise zu verkleinern. Außerdem sind auch die Durchlaufwege verhältnismäßig klein, so daß die Mischzeit entsprechend kurz ausfällt.
Bei Mischaufgaben, bei welchen es sich darum handelt, schwer zu mischende Komponenten zu verarbeiten, ist es vorteilhaft, wenn das Vormischen im äußeren Ringraum 9 durch die Verwendung von zusätzlichen Mitteln unterstützt wird. Ein diesbezüglicher Vorschlag ist in F i g. 2 und 3 gezeigt. Hier ist die äußere Mantelfläche des Mischkopfes 8 mit Mischnocken 20 versehen, welche in axialer und tangentialer Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die radiale Ausdehnung dieser Nocken reicht bis auf einen kleinen Spalt in die Nähe der Gehäusewand 21, so daß das Vormischen ebenfalls ohne schädliche Vergrößerung des Totraumes ermöglicht ist.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Mischnocken vorteilhafterweise so geformt, daß sie nach Art eines Rhombus in Drehrichtung spitz zulaufen. In dieser Figur ist außerdem gezeigt, daß die Nocken z. B. durch Einschneiden rechts-und linksgängiger Gewinde gebildet werden können. Almliche Nockenformen können jedoch auch durch andere, an sich bekannte Fertigungsverfahren erzielt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Mischen von Kunstharzen aus zwei oder mehr Komponenten, insbesondere Epoxy-, Polyester-, Resorzinolharzen, bestehend aus einem Mischgehäuse mit Zuführungskanälen für die zu mischenden Komponenten, einem darin umlaufenden hohlzylindrischen Mischkopf, dessen Wandung mit schlitzförmigen Durchbrechungen versehen ist, und einer konzentrisch dazu angeordneten Gehäusebuchse, deren Wandung gleichfalls radiale Durchbrechungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrische Gehäusebuchse als ein hohler Einschraubzapfen (11) mit einem konzentrischen Austrittskanal (14) in den Hohlraum des Mischkopfes (8) hineinragt und daß zwischen der Gehäuseinnenwand und dem Mischkopf ein äußerer Ringraum (9) und der Innenwandung des Hohlraumes im Mischkopf und dem Einschraubzapfen ein innerer Ringraum (13) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche des Mischkopfes (8) mit an sich bekannten Mischnocken (20) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischnocken (20) in axialer und tangentialer Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind und in Drehrichtung spitz zulaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 814 827.