DE2030516A1

DE2030516A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Homogenstoffen oder Schaumstoffen

Info

Publication number: DE2030516A1
Application number: DE19702030516
Authority: DE
Inventors: Willi 5201 Birlinghoven Schmitzer
Original assignee: Hennecke GmbH
Current assignee: Hennecke GmbH
Priority date: 1970-06-20
Filing date: 1970-06-20
Publication date: 1972-01-05
Also published as: FR2095391B1; FR2095391A1; GB1335316A

Description

MASCHINENFABRIK HENNiSCKE GmoH, BIRLINGHOVEN/S IEGKRE IS

Leverkusen, den 16«, Juni I970 Mr/ksch,

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Homogenstoffen oder Schaumstoffen

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Homogenstoffen oder Schaumstoffen, aus mindestens zwei miteinander reagierenden Komponenten, wobei diese Komponenten kontinuierlich gefördert und während der Pausentakte im Kreislauf zu den jeweiligen Saugseiten der Förderorgane zurückgefördert werden, wohingegen sie während der Arbeitstakte in eine Miscr»«ag hinein verdüst und dort vermischt werden, und das fertige Gemisch vorzugsweise in eine Form entlassen wird,

Zweck des Verfahrens und der Vorrichtung ist es also, Homogenstoffe oder Schaumstoffe herzustellen. Die Herstellung gesehieht dabei unter Formgebung, beispielsweise in einer Form oder auch zum Zwecke des Ausfüllens von Hohlräumen in Werkstücken, wie zum Beispiel Autokarosserieteile, Flugzeugzellen, doppelwandige Behälter, oder zum Beschichten von Oberflächen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei der Herstellung solcher Kunststoffe bzw. Kunststoffteile Fehlerstellen insbesondere auf deren Oberfläche zu vermeiden, wie sie auftreten, wenn eine der Beaktionskoroponenten beim Einströmen in die

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Mischzone voreilt "bzw. "beim Abbrechen des Mischvorganges nacheilt. Durch dieses Voreilen bzw. Nacheilen bleibt ein relativ geringer Teil einer der Komponenten unvermischt und wix^:d in diesem Zustand aus der Mischzone in die Gießform oder den Hohlraum eingebracht und bildet schließlich auf dem fertigen Formteil eine schwächende Fehlerstelle. Insbesondere wenn diese Fehlerstelle auf der Oberfläche des Formteils sichtbar ist, und das entsprechende Flächenstück eine Sichtfläche darstellt, wie beispielsweise die zum Fahrgastraum gewandte Fläche eines Armaturenbrettes für Kraftfahrzeuge, ist das gesamte Formteil unbrauchbar. Es ist deshalb sehr entscheidend, das Voreilen bzw. Nacheilen einer der Komponenten zu verhindern.

Das Vor- oder Nacheilen einer Komponente wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Komponenten auch während der Pausentakte verdüst, jedoch unvermischt im Kreislauf geführt werden. Das Führen der Komponenten im Kreislauf ist bereits bekannt (englische Patentschrift 950 347), jedoch handelt es sich bei dieser vorbekannten Vorrichtung um eine Niederdruckmaschine, bei der in jeder Förderleitung ein Dreiwege- Umschalthahn angeordnet ist, wobei beide Uras ehalt hähne gleichzeitig betätigbar sind und der Rücklauf erfolgt, ohne daß die Komponenten die eigentlichen Einlaßventile bzw. Düsen passieren.

Das Wesentliche an der vorliegenden Erfindung ist jedoch, daß durch das kontinuierliche Verdüsen der Komponenten auch während der Pausentakte das gesamte Förderleitungssystem druckschwankungsfrei bleibt, denn gerade bei'hohen Drücken können Druckschwankungen,hervorgerufen z.B. durch Düsenbetätigung als Resonanzerscheinungen,auftreten. Diese verursachen wiederum ein unerwünschtes Vor- oder Nacheilen einer Komponente,

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es also, die Komponenten derart unter Druck zu verdüsen, daß aus den Einlaßdüsen dau-

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ernd ein gleichbleibender Strahl austritt und deshalb während der Arbeitstakte, d.h. während des Eindüsens in die Mischkammer, auch bei Beginn und Ende des Mischvorgangs unter gleichbleibenden Bedingungen verdüst wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich anwenden für alle fließfähigen Reaktionskomponenten, die verdüsbar sind, beispielsweise· zum Herstellen.von Homogenstoffen, wobei ein Kunststoff mit einem flüssigen Härter vermischt wird. Insbesondere eignet sich das Verfahren für die Herstellung von massiven oder geschäumten Kunststoffen bzw. Formteilen auf Basis Polyurethan, ungesättigter Polyester, Epoxidharz, 8-Caprolactam und deren Mischpolymerisate.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht in an sich bekannter Weise aus mindestens zwei Förderleitungssystemen - eines für jede Komponente - in denen ;je eine kontinuierlich arbeitende Pumpe angeordnet ist, wobei die druckseitigen Abschnitte der Förderleitungssysteme in . Einlaßdüsen enden, die in eine Mischkammer münden, und in den druckseitigen Abschnitten der Förderleitungssysteme umschaltbare Dreiwegehähne angeordnet sind, mit denen die druckseitigen Abschnitte der Förderleitungssysteme während der Pausentakte über Rücklaufleitungen mit den saugseitigen Abschnitten der Förderleitungssysteme und während der Arbeitstakte mit der Mischkammer verbindbar sind.

Das Neue ist darin zu sehen, ,daß ein einziger, gemeinsamer Dreiwegehahn vorgesehen ist, der zwischen den Einlaßdüsen und der Mischkammer angeordnet ist und Rücklaufkanäle und Zuführkanäle für Jede Komponente aufweist, wobei die Rücklaufkanäle in der Pausentaktsteilung die Einlaßdüsen mit den Anschlußbohrungen im Hahngehäuse für die Rücklaufleitungen verbinden und wobei die Zuführkanäle in der Arbeitsstellung die Einlaßdüsen mit der Mischkammer verbinden.

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Grundsätzlich läßt die Erfindung die Möglichkeit offen, die •Rücklaufkanäle und Zuführkanäle entweder ganz im Hahnküken oder teilweise im Hahnküken und teilweise im Hahngehäuse vorzusehen. Dem Konstrukteur sind hierbei viele Ausführungsmöglichkeiten gegeben. Durch die Verwendung eines einzigen, gemeinsamen Dreiwegehahnes für beide Komponenten wird gewährleistet, daß die Zufuhr und Unterbrechung der Zufuhr der.Komponenten zur Mischkammer stets synchron ohne Vor- oder Nacheilen erfolgen muß, wobei natürlich eine sorgfältige Fertigung des Dreiwegehahnes Voraussetzung ist.

Der Dreiwegehahn ist als Flachschieber oder alternativ als Drehschieber ausgebildet.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, bei ,der die Mischkammer mindestens teilweise, vorzugsweise ganz, im Dreiwegehahn angeordnet ist.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform als Drehschieber gezeigt, bei der die Rücklaufkanäle in das Küken des Drehschiebers eingefräst sind und die Zuführkanäle als radiale Bohrungen ausgebildet sind, wobei die Mischkammer zentrisch zwischen den Zuführkanälen im Küken angeordnet ist. Dies hat den besonderen Vorteil, daß die Zuführkanäle äußerst kurz gehalten werden können, so daß die Einlaßdüsen sehr nahe beisammen einander gegenüberliegend angeordnet sein können.

.Um die Mischkammer möglichst von allen toten Winkeln auch während der Pausenzeiten freizuhalten, ist diese gemäß einer besonderen Ausführungsform so gestaltet, daß die Zuführkanäle sich von dem Kükenumfang kontinuierlich erweitern und stetig in die Mischkammer übergehen.

Außerdem ist der zeitliche Verlauf der Mengenströme der Komponenten während des Umschaltvorganges abhängig von der geo-

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metrischen Form der Rücklaufkanäle. Deshalb ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Hahnküken austauschbar angeordnet, so daß Hahnküken mit unterschiedlich gestalteten Rücklaufkanälen je nach den Erfordernissen verwendbar sind. .

Die Ausführungsform als Drehschieber bringt den weiteren Vorteil, gegenüber sich eventuell bildenden Ansätzen unempfindlich zu sein und dadurch die Betriebssicherheit zu erhöhen.

Vorzugsweise ist der Dreiwegehahn mit einer Spülvorrichtung versehen, die beispielsweise und in an sich bekannter Weise mit einem flüssigen Spülmittel oder mit Preßluft beschickt wird.

Es versteht sich, daß die Vorrichtung in den verschiedensten Formen ausgeführt werden kann, ohne daß der Umfang der Erfindung dadurch geändert wird.

In einer Zeichnung sei die erfindungsgemäße Vorrichtung deshalb an zwei charakteristischen Ausführungsbeispielen rein schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Figur 1

ein Schema der gesamten Vorrichtung

Figuren a - 5

die Ausführung des Dreiwegehahnes als Flachschieber, wobei zeigen

a) jeweils in der Arbeitstaktstellung:

Figur 2

das Gehäuse des Flachschiebers im Längsschnitt und

Figur 3

das Gehäuse des Flachschiebers in einem gegenüber Figur 2,um,90° gedrehten Längsschnitt

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Figur 4

b) jeweils in der Pausentakt st ellung:

das Gehäuse des Flaehschiebers im Längsschnitt und

Figur 5

Figuren 6-9

Figur 6

Figur 7

Figur 8

Figur 9

das Gehäuse des Flachschiebers in einem gegenüber Figur 4 um 90° gedrehten Längsschnitt

die Ausführung des Dreiwegehahnes als Drehschieber, wobei zeigen

a) in der Arbeitstaktstellung:

das Gehäuse des Drehschiebers im Längsschnitt

b) jeweils in der Pausentafctstellung:

das Gehäuse des Drehschiebers im Längsschnitt

einen Schnitt gemäß Linie A-B in Figur 7 zur Verdeutlichung des Rücklaufvorganges und

einen Schnitt, gemäß Linie C-D in Figur 7 zur Verdeutlichung des Spül-» Vorganges.

In Figur 1 werden von den Vorratsbehältern 1 und 2 über Förderlei tungs sy sterne 3 und 4 die Reaktionskomponenten einer
Mischkammer 5 zugeführt. Die Zufuhr geschieht über Pumpen
6 und 7» die die Förderleitungssysteme 3 und 4 jeweils in
einen saugseitigen Abschnitt 8 bzw. 9 und einen druckseitigen Abschnitt 10 bzw. 11 unterteilen. Die druckseitigen Abschnit-

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te 10, 11 enden in Einlaßdüsen 13, 14» die in die Mischkammer 5 münden. Der Dreiwegehahn ist mit 15 bezeichnet. Vom Mischkopf 5 führen Rücklaufleitungen 16 bzw. 17 zu den saugseitigen Abschnitten 8 bzw. 9 der Förderleitungssysteme 3 bzw. 4. Eine angedeutete Spülvorrichtung ist mit 18 bezeichnet. Der Aufbau des Dreiwegehahnes 15 ist in den speziellen Ausführungsbeispielen der Figuren 2 bis 4 bzw. 5 bis 9 eingehend erläutert.

In den Figuren 2 bis 5 besteht der Dreiwegehahn 19 aus dem Gehäuse 20 und dem Flachschieber 21. In der Arbeitstaktstellung (Figuren 2 und 3) werden über die Einlaßdüsen 22, 23 die beiden Komponenten a und b durch die Zuführkanäle 34, 35 in die Mischkammer 24 eingedüst, die unmittelbar im Flachschieber 21 angeordnet ist. Das Gemisch verläßt die Mischkammer 24 bzw. das Gehäuse 20 durch den Auslaufkanal 25. Außerdem sind in dem Flachschieber 21 Rücklaufkanäle 26, 27 angeordnet. Im Gehäuse 21 sind dementsprechend Anschlußbohrungen 28, 29 für Rücklaufleitungen 30, 31 vorgesehen. Ein Spülmittelanschluß ist mit 32 bezeichnet und der Spülmittel-Auslauf kanal mit 33.

Die Figuren 4 und 5 charakterisieren die Pausentaktstellung des Flachschiebers 21. Die Komponenten werden weiterhin durch die Einlaßdüsen 22, 23 verdüst, gelangen jedoch gemäß der Stellung des Flachschiebers 21 durch die Rücklaufkanäle 26, 27 zu den Anschlußbohrungen 28, 29 und über die Rücklaufleitungen 30, 31 zurück in das saugseitige Förderleitungssystem. Gleichzeitig preßt die nicht dargestellte Spülvorrichtung über den Spülmittelanschluß 32 ein Spülmittel in die Mischkammer 24 und reinigt diese· Das Spülmittel verläßt die Mischkammer 24 durch den Spülmittelauslaufkanal 33« der sich in dieser Stellung mit dem im Flachschieber 21 befindlichen Teil 25a des Auslaufkanals 25 der Mischkammer 24 deckt.

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In den Figuren 6 bis 9 besteht der Dreiwegehahn 36 aus einem "Gehäuse 37 und einem Hahnküken 38.

Die Figur 6 charakterisiert die Arbeitstaktstellung, wobei die Komponenten über die Einlaßdüsen 39» 40 in die Mischkammer 41 über die Zuführkanäle 42, 43 eingedüst werden. Das Gemisch tritt aus der Mischkammer 41 durch den Auslaufkanal 44 aus.

Die Figuren 7 bis 9 charakterisieren die Pausentaktstellung, wobei die Komponenten über die Einlaßdüsen 39» 40 eingespritzt werden, aber nun in die Rücklaufkanäle 45, 46 gelangen, die die Komponenten zu den Rücklaufleitungen 47» 48 leiten, von denen sie in die saugseitigen Abschnitte der Förderleitungssysteme gelangen. Während des Rücklaufvorganges werden die Mischkammer 41 sowie-die Zuführkanäle 42, 43 gespült. Das Spülmittel wird durch den Spülmittelzulaufkanal 49 unter Druck zugeführt und strömt beim öffnen des Ventils 50 durch den Einlaßkanal 51 in die Mischkammer 41 ein und verläßt diese durch den Auslaufkanal 44 (Fig. 7),

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Claims

Patentansprüche

1 ή Verfahren zum Herstellen von Homogenstoffen oder Schaumstoffen, aus mindestens zwei miteinander reagierenden Komponenten, wobei diese Komponenten kontinuierlich gefördert und während der Pausentakte im Kreislauf zu den jeweiligen Saug-' Seiten der Förderorgane zurückgeführt werden, wohingegen sie während der Arbeitstakte in eine Mischzone hinein verdüst und dort vermischt werden, und das fertige Gemisch vorzugsweise in eine Form entlassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten auch während der Pausentakte verdüst, jedoch unvermischt im Kreislauf zurückgeführt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend, aus mindestens zwei Förderleitungssystemen, in denen je eine kontinuierlich arbeitende Pumpe angeordnet ist, wobei die druckseitigen Abschnitte der Förderleitungssysteme in Einlaßdüsen enden, die in eine Mischkammer münden, und in den druckseitigen Abschnitten der Förderleitungssysteme umschaltbare Dreiwegehähne angeordnet sind, mit denen die druckseitigen Abschnitte der Förderleitungssysteme während der Pausentakte über Rücklaufleitungen mit den saugseitigen Abschnitten der Förderleitungssysteme bzw. Vorratsbehältern und während der Arbeitstakte mit der Mischkammer verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger gemeinsamer Dreiwegehahn (15 bzw. 19 bzw. 36) vorgesehen ist, der zwischen den Einlaßdüsen (.13, 14 bzw. 22,; 23 bzw. 39, 40) und der Mischkammer (5 bzw. 24 bzw. 41) angeordnet ist und Rücklaufkanäle (26, bzw. 45, 46) und Zuführkanäle (34, 35 bzw. 42, 43) für jede Komponente aufweisi?, wobei die Rücklaufkanäle (26, 27 bfcw. 45, 46) in der Pausentaktstellung die Einlaßdüsen (13, 14 bzw» 22, 23 bzw. 39, 40) rait den AnsehlußbohTungen (28, 29 bzw. 47, 48) im Hahngehäuse (20 bzw. 37) für die Rücklaufleitungen (16, 17 bzw. 30, 31 bzw» 47, 48) verbinden und wobei die Zufuhrkanäle (34, 35 bzw, 42, 43) in der Arbeitstaktstellung die

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Einlaßdüsen (13, 14 bzw. 22, 23 bzw. 39, 40) mit der Mischkammer (5 bzw. 24 bzw. 41) verbinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiwegehahn (15) als Flachschieber (19) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiwegehahn (15) als Drehschieber (36) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (24 bzw. 41) mindestens teilweise im Flachschieber (21) bzw. im Hahnküken (38) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufkanale (45, 46) in das Hahnküken (38) des Drehschiebers (36) eingefräst sind und die Zuführkanäle (42, 43) als radiale, Bohrungen ausgebildet sind, wobei die Mischkammer (41) zentrisch zwischen den Zuführkanälen (42, 43) im Hahnküken (38) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiwegehahn (15 bzw* 19 bzw. 36) mit einer Spülvorrichtung (18 bzw. 32, 33 bzw. 49, 50, 51) versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hahnküken (38) austauschbar angeordnet ist, so daß Hahnküken (38) mit verschieden gestalteten Rücklaufkanälen (45, 46) verwendbar sind.

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