DE202005020880U1

DE202005020880U1 - Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung für Mischkopf und Mischkopfsystem mit solcher Zufuhrvorrichtung

Info

Publication number: DE202005020880U1
Application number: DE202005020880U
Authority: DE
Original assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: KraussMaffei Technologies GmbH
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2015-10-14

Abstract

Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung umfassend
ein Gehäuse (12) mit
einem Einlassbereich (25, 40, 42) für den Zuschlagsstoff,
einer Einspritzdüse (20) für die Zuschlagstoffe und
einem Rückführauslass (28),
wobei Schaltmittel (16) vorgesehen sind, mittels derer wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlassbereich (25, 40, 42) und dem Düsenkanal (23') der Einspritzdüse (20) einerseits und zwischen dem Einlassbereich (25, 40, 42) und dem Rückführauslass (28) andererseits herstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich des Rückführauslasses (28) ein düsenartiges Drosselorgan (22'') vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Mischkopfsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Beispielsweise bei der Herstellung von Polyurethanteilen werden zwei reaktive Ausgangsstoffe in einem Mischkopf miteinander vermischt und in eine Form ausgetragen, in der sie aushärten. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, den reaktiven Ausgangsstoffen Zuschlagsstoffe, wie Füllstoffe, Farben, etc. zuzugeben. Dafür werden die Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtungen eingesetzt, die die Zuschlagsstoffe beispielsweise der Mischkammer eines Mischkopfes zudosieren, insbesondere einspritzen. Bei der zyklusweisen Herstellung von Produkten erfolgt die Zufuhr der einzelnen Komponenten und das Einbringen in eine Form diskontinuierlich, was bedeutet, dass die Zufuhr der verschiedenen Materialien immer wieder zyklusweise gestartet und gestoppt wird.
Um eine gleichmäßige Produktqualität sicherzustellen, ist es notwendig, die Mischungsanteile der zu vermischenden Ausgangsstoffe vom Beginn des Misch- und Austragsvorgangs bis zur Beendigung des Austrags konstant zu halten. Besonders zu Einspritzbeginn stellt dies eine Herausforderung dar, da alle Komponenten in der gewünschten Quantität und Rate möglichst zeitgenau in die Mischkammer einzubringen sind.
Um dies sicherzzustellen, ist es bereits bekannt, bei einer Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung (beispielweise bei einer Farbzudosierung) den Farbstoff, auch bei verschlossener Einspritzdüse auf einem bestimmten Druckniveau (insbesondere dem Betriebsdruck) zu halten, um beim Start des Misch- und Austragsvorgangs die Zuschlagsstoffe unmittelbar und in der richtigen Menge bereitstellen zu können. Aufgrund der bisherigen systemimmanenten Reaktionszeiten war es jedoch notwendig, die Zuschlagsstoff-Zufuhr geringfügig vor der Zufuhr der reaktiven Ausgangskomponenten zu starten, um so bei Beginn des Mischvorgangs die gewünschte Zufuhrrate der Zuschlagsstoffe sicherzustellen. Dafür bedurfte es neben der Steuerung des übrigen Mischkopfes einer eigenen Steuereinheit für die Zuschlagsstoff-Zufuhr, die – beispielsweise bei einer hydraulischen Steuerung – den Druckaufbau zur Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung zeitlich versetzt startete im Vergleich zur Zufuhr der reaktiven Komponenten. Eine solche separate Steuervorrichtung ist jedoch kostenaufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung anzugeben, bei der keine Notwendigkeit mehr besteht, diese anders als die übrigen Mischkopfkomponenten anzusteuern. Dadurch soll es auch möglich sein, ein Mischkopfsystem zu realisieren, bei dem sowohl der Mischkopf wie auch die Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung von der gleichen Steuereinrichtung, im wesentlichen gleichzeitig beaufschlagt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß Anspruch 1 wird bei einer Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung, in der ein Schaltmittel wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen einem Einlass und einem Düsenkanal der Einspritzdüse einerseits oder zwischen dem Einlass und einem Rückführauslass andererseits herstellt, die Vorrichtung im Bereich des Rückführauslasses ebenfalls mit einem düsenartigen Drosselorgan versehen.
Durch diese Maßnahme wird sowohl beim Einspritzvorgang selbst wie auch beim Rezirkulationsvorgang, also in der Zeit, in der kein Zuschlagsstoff in die Mischkammer eines Mischkopfes eingespritzt wird, sondern vielmehr über den Rückführauslass wieder in den Behälter zurückgeführt wird, ein bestimmtes Druckniveau aufrechterhalten. Dies führt dazu, dass bei Beginn eines Einspritzvorgangs in der Einspritzdüse bereits ein hoher Druck, insbesondere ein Druck nahe dem Betriebsdruck, anliegt, der dazu beiträgt, dass unmittelbar nach dem Öffnen der Einspritzdüse der Zuschlagsstoff in einer geforderten Rate beispielsweise in eine Mischkammer eines Mischkopfes eingebracht werden kann.
Damit ist die Voraussetzung dafür geschaffen, die Schaltmittel für die Zufuhrvorrichtung gleichzeitig mit anderen Schaltmitteln für den übrigen Mischkopf, beispielsweise die Zufuhrvorrichtungen für die reaktiven Ausgangsmaterialien, zu betätigen. Dies bedeutet, dass man die gleiche Versorgung für diese Schaltmittel, beispielsweise die gleiche Hydraulikansteuerung, dafür verwenden kann und keine separate Steuervorrichtung für die Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung notwendig ist.
Durch diese konstruktive Maßnahme ist es gemäß Anspruch 10 möglich, in einem Mischkopfsystem Zufuhrvorrichtungen für reaktive Ausgangsmaterialien wie auch die Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung mit einer gemeinsamen Schalt- und Steuereinrichtung zu verbinden und die Schaltung dieser Komponenten gleichzeitig durchzuführen.
Weitere Vorteile und konstruktive Maßnahmen sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Bei der Verwendung eines hydraulischen Schaltmittels kann dieses als zweiseitig wirkender Hydraulikkolben ausgebildet sein, der in zwei Richtungen ansteuerbar ist. Beiden Seiten des Hydraulikkolbens sind dabei vorzugsweise Verschlussnadeln zugeordnet, die mit korrespondierenden Sitzen der Einspritzdüse und des düsenartigen Drosselorgans bei jeweiliger Anlage dichtend zusammenwirken.
Dabei ist eine Strömungsverbindung zwischen dem Bereich der Einspritzdüse und dem Bereich des Rückführauslasses notwendig. Dies kann beispielsweise in Form einer Bypass-Strömungsverbindung realisiert sein, die beispielsweise den Hydraulikkolben umgeht. Natürlich sind auch andere Verbindungsmöglichkeiten ohne weiteres realisierbar.
Um das Druckniveau sowohl während des Einspritzvorgangs wie auch während der Rezirkulation möglichst auf einem gleichem Niveau zu halten, werden die Strömungsquerschnitte für den Düsenkanal der Einspritzdüse und den Düsenkanal des düsenartigen Drosselorgans möglichst gleich groß gewählt.
Inbesondere können gleiche Düseneinsätze sowohl für die Einspritzdüse wie auch das düsenartige Drosselorgan verwendet werden, was auch zu einer Reduktion der Bauteilarten führt.
Sollte die Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung für einen längeren Zeitraum nicht zur Einspritzung betrieben werden, beispielsweise wenn eine andere Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung sich gerade im Einsatz befindet, so ist es nicht unbedingt notwendig, während der Rezirkulation ständig den Hochdruck im gesamten System aufrecht zu erhalten. In diesem Fall kann ein weiterer Rückführauslass ohne ein düsenartiges Drosselorgan vorgesehen sein, über den die Rezirkulation im Niederdruckbereich realisierbar ist. Der weitere Rückführauslass sollte in diesem Fall schaltbar, insbesondere absperrbar, ausgebildet sein.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
1a eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung,
1b eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung aus 1a gemäß Schnittlinie C-C,
2 eine perspektivische Schnittdarstellung der in 1a gezeigten Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung,
3 eine schematische Funktionsdarstellung der in den 1a gezeigten Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung mit offener Einspritzdüse,
4 eine schematische Funktionsdarstellung der Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung aus 1a mit geschlossener Einspritzdüse, angekoppelt an einen Mischkopf,
5 eine perspektivische Transparentdarstellung eines Mischkopfes mit zwei erfindungsgemäßen Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtungen und
6 ein Mischkopf-System mit schematisch dargestelltem Mischkopf umfassend zwei erfindungsgemäße Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtungen sowie einem Hydraulikplan.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel soll die Erfindung zum einen anhand einer erfindungsgemäßgen Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung wie auch eines erfindungsgemäßen Mischkopfsystems erläutert werden. Jedoch soll dies keine Beschränkung des allgemeinen, in der Erfindung innewohnenden Gedankens darstellen.
Vorliegend wird als Zuschlagsstoff ein Farbstoff verwendet, so dass im folgenden anstelle von einer Zuschlagsstoff-Zuführeinrichtung von einem Farbdüsenbaustein gesprochen wird. Allerdings können auch andere Zuschlagsstoffe in Form von chemischen Additiven etc. anstelle eines Farbstoffes Verwendung finden.
In den Figuren, insbesondere 1a, 1b, 2, 3 und 4, ist ein Farbdüsenbaustein 10 dargestellt, welcher ein Gehäuse 12 umfasst, das vorliegend zum leichteren Zusammenbau des Farbdüsenbausteins zweiteilig ausgeführt ist. Die beiden Gehäuseteile können durch Verschraubung (nicht näher dargestellt) gegeneinander festgelegt werden.
Das Gehäuse 12 weist verschiedene Anschlüsse, Kanäle und Hohlräume auf, auf die nachfolgend im besonderen eingegangen werden soll. Zentral im Gehäuse 12, im wesentlichen in dessen Längsrichtung koaxial ausgebildet, ist ein Gehäusehohlraum 14 vorgesehen, in dem unter anderem ein zweiseitig wirkender Hydraulikkolben 16 hin- und herverschiebbar, beweglich aufgenommen ist. An einer Stirnseite des Gehäuses 12 schließt sich eine Einspritzdüse 20 an, welche vorliegend einen im wesentlichen zylinderförmigen Düsenkörper 24 und an dessen, vom Gehäuse 12 abgewandten Spitze einen Düseneinsatz 22' aufweist. Der Düseneinsatz 22' ist auf den Düsenkörper 24 aufgesetzt, beispielsweise aufgeschraubt, und am Außenumfang des Düseneinsatzes 22' ist ein in einer Nut aufgenommener O-Ring vorgesehen, der zur Abdichtung des mit einem Mischkopf zusammenwirkenden Farbdüsenbausteins 10 dient. Der Innenraum des Düsen körpers 24 stellt im wesentlichen eine Fortführung des Gehäusehohlraums 14 des Gehäuses 12 dar.
Auf der der Einspritzdüse 20 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 12 mündet der Gehäusehohlraum 14 über eine Rücklauföffnung in einen Rückführanschluss 28, der, wie nachfolgend noch darzustellen ist, zur Rezirkulation unter Aufrechterhaltung des Betriebsdruckes dient.
Am rückführanschlussseitigen Ende des Gehäusehohlraums 14 ist ein düsenartiges Drosselorgan in Form eines Düseneinsatz 22'' angeordnet, der identisch zum Düseneinsatz 22' gewählt und in eine entsprechende Ausnehmung des Gehäuses 12 eingepasst ist. Insbesondere sind die beiden Strömungsquerschnitte des Düsenkanals 23' des Düseneinsatzes 22' sowie des Düsenkanals 23'' des Düseneinsatzes 22'' gleich groß ausgebildet. Dies führt dazu – wie später noch genauer ausgeführt wird -, dass sich sowohl bei Einspritzen wie auch bei der Rezirkulation ein gleicher Betriebsdruck im Farbdüsenbaustein 10 einstellt.
Der Hydraulikkolben 16 ist an seinen beiden äußeren, stirnseitigen Enden fest mit Düsennadeln 18' und 18'' verbunden, die ebenfalls identisch ausgeformt sind und jeweils eine Nadelspitze 19' bzw. 19'' aufweisen. Im übrigen sind die Düsennadeln 18' und 18'' mit einem zentralen Teil mit größerem zylindrischen Umfang und einem hinteren, hydraulikkolbennahen zylindrischen Teil mit geringfügig kleinerem Radius ausgestattet. Die hinteren Teile der beiden Düsennadeln 18' und 18'' sind – wie vorgenannt bereits erwähnt – mit dem Hydraulikkolben 16 verbunden.
Am Gehäuse 12 sind zwei Hydraulikanschlüsse 26' und 26'' vorgesehen, die jeweils mit einem zugeordneten Hydraulik-Ringraum 34 bzw. 36 in Strömungsverbindung stehen. Insbesondere ist der Hydraulikanschluss 26' mit dem Ringraum 34 und der Hydraulikanschluss 26'' mit dem Ringraum 36 strömungsmäßig verbunden. Die beiden Ringräume 34 und 36 ergeben sich durch die Anordnung des Hydraulikkolbens 16 in einem zylindrischen Hohlraum des Gehäuses 12 und sind zwischen dem Hydraulikkolben 16 und dem Gehäuse 12 derart ausgebildet, dass durch eine Beaufschlagung der jeweiligen Ringräume 34 und 36 mit Hydraulikfluid der Hydraulikkolben jeweils in eine bestimmte Richtung beaufschlagt wird. Abgedichtet sind die Ringräume 34 und 36 über zwei in den Hydraulikkolben 16 eingelassene Dichtungselemente. Insgesamt bedeutet dies, dass bei einer Beaufschlagung des Hydraulikkolbens 16 über den Hydraulikanschluss 26' und den Ringraum 34 der Hydraulikkolben 16 in Richtung des Rücklaufanschlusses 28 beaufschlagt wird. Bei einer Beaufschlagung über den Hydraulikanschluss 26'' und den Ringraum 36 wird der Hydraulikkolben 16 in die andere Richtung, nämlich in Richtung der Einspritzdüse 20 beaufschlagt.
Der Gehäusehohlraum 14 ist im Bereich des Düseneinsatzes 22'', jedoch strömungsmäßig vor diesem, über einen Strömungskanal mit einem weiteren Rücklaufanschluss 30 verbunden, welcher, wie nachfolgend noch darzustellen ist, für einen Niederdruckbetrieb verwendet werden kann.
Der zylindrische Düsenkörper 24 der Einspritzdüse 20 weist im zentralen Bereich über den Außenumfang verteilt langlochartige, die Wandung nicht komplett durchdringende Nuten 25 auf, die in 1a teilweise zu erkennen sind. An einem Ende eines jeden Langloches 25 sind Bohrungen erster Art 40 und am anderen Ende eines jeden Langloches 25 Bohrungen zweiter Art 42 vorgesehen, die den Düsenkörper 24 vollständig durchdringen.
Die genaue Konstruktion geht auch aus den schematischen Abbildungen der 3 und 4 hervor. Besonders erwähnenswert ist dabei, dass bei eingebautem Farbdüsenbaustein in einem Mischkopf (vgl. 4) in einer Stellung des Hydraulikkolbens 16 über die Bohrungen erster Art 40 eine Strömungsverbindung über die Nuten 25 und die Bohrungen erster Art in den Innenraum des Gehäuses 12 gegeben ist (vgl. 4). In einer anderen Schaltposition des Hydraulikkolbens 16 dagegen (vgl. 3) wird der Strömungsdurchfluss über die Bohrungen erster Art 40 durch die verschobene Düsennadel 18' versperrt.
In 4 ist überdies zu erkennen, wie der Farbdüsenbaustein 10 beim Betrieb an einem Mischkopf 70 befestigt ist. Insbesondere ist er über ein Außengewinde am Ende des Gehäuses 12 mit dem Mischkopf dicht verschraubt. Er kann jedoch auch anderweitig am Mischkopf befestigt werden.
Der Mischkopf 70 weist neben dem Farbdüsenbaustein 10 noch einen weiteren Anschluss für einen zweiten Farbdüsenbaustein 72 und zwei Anschlüsse für eine nicht näher dargestellte Polyol-Zuführeinrichtung 78 und eine Isocyanat-Zuführeinrichtung 80 auf. Mit der Bezugsziffer 74 ist der Farbzulauf zu dem Farbdüsenbaustein über eine Zulaufbohrung 76 des Mischkopfes gekennzeichnet. Der Farbzulauf erfolgt also von außerhalb des Farbdüsenbausteins 10 über die vorgenannt beschriebenen Nuten 25 und die Bohrungen erster Art 40 und zweiter Art 42. Der Farbzulauf kann jedoch auch über einen eigenen separaten Anschluss am Gehäuse 12 des Farbdüsenbausteins 10 realisiert werden.
Insbesondere anhand der 3 und 4 können je nach Schaltzustand des Hydraulikkolbens 16 die Hohlräume innerhalb des Gehäuses 12 sowie die Strömungswege erläutert werden.
In dem in 3 gezeigten Schaltzustand, also wenn der Hydraulikkolben 16 in Richtung des Rücklaufanschlusses 28 verfahren ist, kann die Farbflüssigkeit über die Nuten 25 und die Bohrungen zweiter Art 42 in einen im vorderen Bereich der Einspritzdüse 20 gebildeten Hohlraum gelangen, wobei die zurückgezogene und von der Farbe umspülte Düsennadel 19' den Strömungsweg über den Düsenkanal 23' zur Einspritzung in die Mischkammer freigibt.
Wie vorgenannt erwähnt, ist durch die zurückgezogene Düsennadel 18' der Strömungskanal über die Bohrungen erster Art 40 unterbrochen, so dass – bis auf Leckageeffekte – kein Farbmaterial in das weitere Innere des Gehäuses 12 dringen kann. Zudem ist jedoch der Rückfluss des Farbmaterials über den Rückflussanschluss durch die Anlagerung der Nadelspitze 18'' an den Düseneinsatz 22'' versperrt. Über die Drosselstelle, nämlich den Düsenkanal 23' im Düseneinsatz 22' baut sich ein bestimmter Systembetriebsdruck auf.
Der zweite Schaltzustand ist in 4 schematisch dargestellt. Bei diesem Schaltzustand ist der Hydraulikkolben 16 in Richtung der Einspritzdüse 20 verschoben, wodurch die Düsennadel 19' in Anlage zu dem korrespondierenden Sitz des Düseneinsatzes 22' gelangt und dadurch den Düsenkanal 23' verschließt, so dass keinerlei Farbmaterial in den Mischkopf 70 gelangen kann.
Andererseits ist durch den in Richtung der Einspritzdüse 20 verschobenen Hydraulikzylinder 16 unter Mitnahme des Düsennadel 18' nunmehr der Strömungskanal über die Bohrungen erster Art 40 freigegeben, so dass das Farbmaterial den hinteren Teil der Düsennadel 18', welche im Radius geringer ausgebildet ist, ringförmig umströmt und über einen im wesentlichen parallel zum Hydraulikkolben 16 verlaufenden Bypass-Kanal 32, der im Düsengehäuse 12 ausgebildet ist, strömungsmäßig mit einem Hohlraum verbunden ist, welcher sich zwischen dem Düseneinsatz 22'' und der Düsennadel 18'' ausgebildet hat. Durch die zurückgezogenen Nadelspitze 19'' ist in Strömungsrichtung vor dem Düseneinsatz 22' ein Hohlraum gebildet, durch den das Farbmaterial über den Düsenkanal 23'' des Düseneinsatzes 22'' in den Rücklaufanschluss 28 gelangt.
Nachfolgend soll die Funktionsweise des Farbdüsenbausteins 10 beschrieben werden.
Soll Farbe in eine Mischkammer 103 (5) eines Mischkopfes eingespritzt werden, so wird der Hydraulikkolben 16 durch Anlegen eines entsprechenden Druckes über den Hydraulikanschluss 26' und des ersten Ringraumes 34 in Richtung des Rücklaufanschlusses 28 verschoben, wodurch der Düsenkanal 23' freigegeben wird, so dass das Farbmaterial unter Betriebsdruck über die Nuten 25 und die Bohrungen erster Art 42 in die Einspritzdüse 20 eintreten und über den freigegebenen Düsenkanal 23' in die Mischkammer austreten kann.
Ist ein Zyklus beendet und soll die Materialzufuhr im Mischkopf abgestellt werden, so wird hyraulikmäßig umgeschaltet und der Hydraulikkolben 16 über den Hydraulikanschluss 26'' und den Ringraum 36 in Richtung der Einspritzdüse beaufschlagt. Dabei wird die Düsennadel 18' nach vorne verschoben, wodurch die Nadelspitze 19' den Düsenkanal 23' verschließt. Gleichzeitig werden die Bohrungen erster Art 40 freigegeben, so dass das Farbmittel über die Nuten 25 und die Bohrungen erster Art 40 unter Umströmung des hinteren Teils der Düsennadel 18' (erster Farbringraum 44) in den Bypass-Kanal 32 gelangt und von dort in den hinteren Bereich des Farbdüsenbausteins 10 (zweiter Farbringraum 46), wo das Farbmaterial über den freigegebenen Düsenkanal 23'' in dem Düseneinsatz 22'' und den Rücklaufanschluss 28 in rezirkulierender Weise an ein nicht weiter dargestelltes Gefäß zurückgegeben wird. in diesem Fall ist der weitere Rücklaufanschluss 30 verschlossen (anders als in 4 dargestellt).
Dadurch, dass der Düsenkanal 23'' in seinem Strömungsdurchmesser dem Düsenkanal 23' entspricht, stellt sich über den ganzen Strömungsweg im Farbdüsenbaustein der gleiche Betriebsdruck ein wie dies beim Ausbringen der Farbflüssigkeit in den Mischkopf der Fall ist. Dies bedeutet, dass abgesehen von geringfügigen Schwankungen beim Umschalten, die möglichst minimiert werden sollen, auch während der Rezirkulation der gleiche Betriebsdruck wie beim Einspritzvorgang aufrechterhalten werden kann.
Soll dann wieder in die Einspritzphase umgeschaltet werden, wird der Hydraulikkolben 16 durch eine entsprechend geschaltete Beaufschlagung des Hydraulikanschlusses 26' wieder in Richtung des Rücklaufanschlusses 28 verschoben, wodurch wiederum der Düsenkanal 23' freigegeben wird. Gleichzeitig werden über das Zurückschieben der Düsennadel 18' die Bohrungen erster Art 40 wieder verschlossen.
Da der Betriebsdruck kontinuierlich auf dem Betriebsniveau gehalten ist, kann nahezu gleichzeitig mit dem Umschalten des Farbdüsenbausteins 10 mit der gewünschten Einspritzrate wieder Farbe in die Mischkammer 103 eingespritzt werden. Durch die örtlich recht nahe Anordnung des Düseneinsatzes 22'', nämlich innerhalb des Gehäuses 12, kommt es auch nicht zu durch Dynamikeffekte verursachte Verzögerungen, was wiederum zu Druckschwankungen und einem verzögerten Druckaufbau führt, welcher nur durch eine vorgezogene Einspritzvorsteuerung – wie herkömmlich bekannt – ausgeglichen werden kann.
Vielmehr wird sofort bei der Hydraulikumschaltung des Hydraulikkolben 16 die gewünschte Einspritzung bereitgestellt.
Soll während einer längeren Phase im Rezirkulationsbetrieb gefahren werden, wie dies in 4 dargestellt ist, so kann zusätzlich oder alternativ der Rücklaufanschluss 30 geöffnet werden, in dem kein düsenartiges Drosselorgan angeordnet ist. Dadurch gelangt das Farbmaterial ohne Zwischenschaltung einer solchen Drosselstelle in die Rezirkulation, was dazu führt, dass diese Rezirkulation im Niederdruckbetrieb durchgeführt wird. Ist eine Rezirkulation im Niederdruckbetrieb jedoch nicht notwendig, so kann der Rücklaufanschluss 30 auch fest verschlossen werden.
Die erfindungsgemäße Konstruktion des Farbdüsenbausteins ermöglicht eine Verschaltung, wie sie in 6 dargestellt ist. In 6 ist sehr schematisch ein Mischkopf 100 mit einer Zufuhrvorrichtung 102 für eine reaktive Komponente gezeigt. Eine weitere Zufuhrvorrichtung ist auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet, jedoch in 6 nicht zu erkennen.
Zu erkennen sind jedoch zwei Farbdüsenbausteine 104 und 106, die, wie vorgenannt bereits erläutert, Hydraulikanschlüsse 108, 110, 116 und 118 für den jeweils darin aufgenommenen Hydraulikzylinder besitzen. Mit den Bezugsziffern 112 und 114 sind Rücklaufanschlüsse für den Niederdruck dargestellt. Ebenso sind Rücklaufanschlüsse für den Hochdruckbereich zu erkennen. Die Rücklaufanschlüsse für den Hochdruckbereich sind mit entsprechenden Leitungen 120 und 124 verbunden. Die Rücklaufanschlüsse für den Niederdruckbereich sind mit Leitungen 122 und 126 verbunden.
Die Farbdüsenbausteine sowie die Zufuhrvorrichtungen für die reaktiven Komponenten sind so um die Mischkammer angeordnet, dass sich die Achsen der jeweiligen Einspritzdüsen in einem gemeinsamen Punkt innerhalb der Mischkammer schneiden.
Die Schaltleitungen für die Schaltung der Zufuhrvorrichtung für das reaktive Ausgangsmaterial münden in einem Steuerblock für den Mischkopf 132. Parallel gibt es Abzweigungen zu den Schaltventilen 134, 136, 138 und 140. Der Steuerblock des Mischkopfes 132 wird von der Mischkopfhydraulik 142 versorgt, die ebenfalls mit weiteren Eingängen der Wegeventile 134, 136, 138 und 140 verbunden sind.
Neu ist bei dieser Anordnung, dass der Steuerblock 132 für den Mischkopf sowohl die Zufuhrvorrichtung für die reaktive Komponente wie auch die Hydraulik für die Farbdüsenbausteine 104 und 106 unmittelbar bedient. Die Wegeventile 134 bis 140 sind vorliegend dazu vorgesehen, dass entweder der eine Farbdüsenbaustein 104 oder der andere 106 Farbstoffbaustein aktiviert bzw. abgeschaltet wird. Würde nur ein Farbdüsenbaustein verwendet werden, so könnte man auf die Wegeventile 134 bis 140 verzichten.
Bei der Schaltungsanordnung in 6 ist folgende Schaltsituation dargestellt. Die Wegeventile 134 bis 140 haben eine bestimmte Schaltposition eingenommen. Dabei sind die Hydraulikanschlüsse 116 und 118 des Farbdüsenbausteins mit dem Steuerblock 132 verbunden. Der Hydraulikanschluss 110 des Farbdüsenbausteins 104 ist unmittelbar mit dem Pumpendruck P beaufschlagt, der Hydraulikanschluss 108 ist mit dem Tankdruckniveau T verbunden. Damit ist der Farbdüsenbaustein 104 auf inaktiv gesetzt.
Je nach Ansteuerung durch den Steuerblock 132 erfolgt nun eine Einspritzung über den Farbdüsenbaustein 106 oder die Einspritzung wird abgeschaltet. Durch die Verschaltung in 6 wird durch eine entsprechende Ansteuerung über den Steuerblock 132 sowohl die Zufuhrvorrichtung 102 für das reaktive Ausgangsmaterial wie auch der Farbdüsenbaustein 106 gleichzeitig aktiviert, so dass die entsprechende Mischung in der Mischkammer hergestellt wird. Soll der Austrag aus dem Mischkopf 100 beendet werden, so erfolgt eine Umsteuerung im Steuerblock 132, wodurch sowohl die Zufuhrvorrichtung für das reaktive Ausgangsmaterial wie auch für den Farbdüsenbaustein gleichzeitig abgeschaltet werden. Insgesamt ermöglicht die Konstruktion der vorliegenden Farbdüsenbausteine damit eine unmittelbare und gleichzeitige Ansteuerung der Mischkopfkomponenten durch den Steuerblock 132. Es bedarf keiner separaten Vorsteuerung, um zeitlich früher reagieren zu können.
Soll eine andere Farbe oder ein anderer Zuschlagsstoff in die Mischkammer des Mischkopfes 100 zugeführt werden, so wird durch umschalten der Ventile 134 bis 140 einerseits der Farbdüsenbaustein 104 aktiviert und andererseits der Fabdüsenbaustein 106 auf inaktiv geschaltet. Analog zu der vorhin für den Farbdüsenbaustein 104 beschriebenen Fall ist nunmehr der Farbdüsenbaustein 106 durch entsprechende Verschaltung mit der Mischkopfhydraulik 142 inaktiv gesetzt. Gleichzeitig wird der Farbdüsenbaustein 104 mit den Leitungen 128 und 130 verbunden, so dass er wieder gleichzeitig mit den übrigen Mischkopfelementen angetrieben werden kann.
Bezugszeichenliste

Claims

Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtung umfassend ein Gehäuse (12) mit einem Einlassbereich (25, 40, 42) für den Zuschlagsstoff, einer Einspritzdüse (20) für die Zuschlagstoffe und einem Rückführauslass (28), wobei Schaltmittel (16) vorgesehen sind, mittels derer wahlweise eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlassbereich (25, 40, 42) und dem Düsenkanal (23') der Einspritzdüse (20) einerseits und zwischen dem Einlassbereich (25, 40, 42) und dem Rückführauslass (28) andererseits herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Rückführauslasses (28) ein düsenartiges Drosselorgan (22'') vorgesehen ist.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsquerschnitte des Düsenkanals (23') der Einspritzdüse (20) und des Düsenkanals (23'') des düsenartiges Drosselorgans (22'') im wesentlichen gleich groß dimensioniert sind.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl für die Einspritzdüse (20) wie auch für das düsenartige Drosselorgan identische Düseneinsätze (22', 22'') verwendet sind.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltmittel ein zweiseitig wirkender Hydraulikkolben (16) vorgesehen ist, der über Hydraulikanschlüsse (26', 26'') in zwei Richtungen ansteuerbar ist.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an gegenüberliegenden Seiten des Hydraulikkolbens (16) Verschlussnadeln (18', 19'; 18'', 19'') vorgesehen sind, die mit korrespondierenden Sitzen der Einspritzdüse (20) und des düsenartiges Drosselorgan (22'') bei Anlage dichtend zusammenwirken.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einspritzdüse (20) und dem Rückführauslass (28) eine Bypass-Strömungsverbindung (32) angeordnet ist.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass strömungsmäßig vor dem düsenartigen Drosselorgan (22'') ein weiterer Rückführauslass (30) ohne Drosseleinrichtung vorgesehen ist.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Rückführauslass (30) absperrbar ausgebildet ist.
Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Einspritzdüse (20) eine weitere Absperreinrichtung (18', 25, 40) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass bei Schaltung des Schaltmittels (16) in eine Position, in der der Rückführauslass (28) verschlossen ist, die weitere Absperreinrichtung (18', 25, 40) ebenfalls verschließt.
Mischkopf-System mit einem Mischkopf umfassend zumindest eine schaltbare Zufuhrvorrichtung für eine Reaktionskomponente sowie zumindest eine Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine schaltbare Zufuhrvorrichtung für die Reaktionskompo nente (102) wie auch die zumindest eine Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung (104, 106) mit einer gemeinsamen Schalt- und Steuereinrichtung (132) verbunden sind, mit der die Schaltung im wesentlichen gleichzeitig durchführbar ist.
Mischkopf-System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Schalteinrichtung ein Hydraulik-System (128, 130, 132) mit Hydraulik-Ventilen (134, 136, 138, 140) vorgesehen ist, wobei sowohl die Hydraulikanschlüsse der zumindest einen schaltbare Zufuhrvorrichtung für die Reaktionskomponente wie auch der zumindest einen Zuschlagsstoff-Zufuhreinrichtung mit der gleichen Hydraulik-Sytem derart verbunden sind oder verbindbar sind, dass eine gleichzeitige Schaltung erfolgt.
Mischkopf-System nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagsstoff-Zufuhrvorrichtungen (104, 106) wie auch die Zufuhrvorrichtungen für die Raktionskomponenten so um die Mischkammer angeordnet sind, dass sich die Achsen der jeweiligen Einspritzdüsen in einem gemeinsamen Punkt innerhalb der Mischkammer schneiden.