DE2036294A1 - Plastics injection mixing head - with automatic operation and flush entry to mould - Google Patents

Description

• Werkzeugangußmischkopf fUr flüssige Mehrkomponenten-Kunststoffe Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugangußmischkopf für flüssige Mehrkomponenten-Kunststoffe, insbesondere für schäumbare Polyurethane. Man kennt derartige WerkzeugangußmischkUpfe, bei denen einer Mischkammer für die flüssigen Mehrkomponenten mehrere Einspritzdüsen zugeordnet sind.
• Bisher sind solche WerkzeugangußmischkUpSe im allgemeinen von Hand derart zum Einsatz gebracht worden, daß dieses Gerät zeitlich nacheinander an die vorgesehenen, mit den Kunststoffen zu beschickenden Formwerkzeuge angesetzt wurde. Es ist darüber hinaus bekannt geworden, den Mischkopf am Formwerkzeug über einen von Hand zu bedienenden Dreiwegehahn anzuschliessen, um dann den Spritzvorgang über eine Dosiereinrichtung automatisch sich vollziehen zu lassen, die mehreren Formstationen zugeordnet ist, Gemäß der Erfindung liegt die Aufgabe vor, den am Formwerkzeug anmontierbaren Mischkopf derart zu gestalten, daß - bei vollautomatischer Arbeitsweise - das Entstehen eines Angußrückstandes von vornherein vermieden wird, Der Einspritzvorgang soll sich derart vollziehen, daß ein ins Gewicht fallender Verschleiß der Innenwandung des Werkzeughohlraumes nicht auftreten kann.
• Es soll dieser Mischkopf ferner so gestaltet sein, daß die Entformung des gespritzten Werkstüokes aus dem Formwerkzeug auch quer zur Längsachse des Angußmischkopfes sich vollziehen kann.Die Vorteile sollen gemäß der Erfindung erreichbar sein unter Einhaltung einer raumsparenden Bauart des Mischkopfes.
• Der Werkzeugangußmischkopf gemäß der Erfindung ist demzufolge derart gestaltet, daß ein mittels eines Druckmediums beaufschlagbarer, axial beweglicher Ringkolben mit einer Mischkammer und einem am unteren Ende angebrachten Angußrohr eine Einheit bildet. In der Einspritzstellung taucht das Angußrohr dieses Ringkolbens mit seiner'Bodenplatte und den Auslaßbohrungen in den Formhohlraum ein. In der Ausblasstellung jedoch wird der Ringkolben unter der Einwirkung einer Druckfeder so weit angehoben, daß die Bodenplatte des Angußrohres bündig mit dem Formteilhohlraum abschließt. In dieser Ausblasstellung münden die Ausblasbohrungen des Angußrohres in einen Ringraum, der an einen ins Freie führenden Stutzen angeschlossen ist.
• a Verwendung eines solchen Mischlcopfes gemäß der Erfindung wird das Entstehen eines Angußrückstandes von vornherein dadurch vermieden, daß in der Ausblasstellung die Bodenplatte des Angußrohres bündig mit dem Formteilhohlraum abschließt und dabei die Auslaßbohrungen Fig von dem Formhohlraum getrennt sind. Stattdessen stehen diese Auslaßbohrungen in dieser Stellung über den genannten Ringraum mit dem ins Freie führenden Stutzen in Verbindung, so daß unmittelbar sofort die Zinigung der Mischkammer stattfinden kann.
• Beim Einspritzvorgang ragt das Angußrohr mit seinen Auslaßbohrungen in den Formhohlraum hinein. Die Bodenplatte des Angußrohres zwingt die Sprltziasse- entsprechend der Anzahl der Auslaß~ bohrungen aufgeteilt - radial in den Formhohlraum einzutreten, ohne daß in Axialrichtung des Angußrohres der konzentrierte Strahl der Spritzmasse auf die Innenfläche des Formwerkzeuges treffen kann. Erfahrungsgemäß sind gerade durch diesen gemäß der Erfindung vermiedenen Vorgang empfindliche Verschleißerscheinungen auf der Innenfläche des Formwerkzeuges in Kauf zu nehmen. Da beim AusblaSvorgang die Bodenplatte erfindungsgemäß bündig mit dem. Formteilhohiraum abschließt, hindert das Angußrohr es nicht, das gespritzte Werkstück auch quer zur Längsachse des Angußrohres zu entformen. Um den bündigen Abschluß der Bodenplatte des Angußrohres mit dem Formteilhohlraum genau einstellen zu können, wird es bevorzugt, im Gehäusedeckel des Mischkopfes Anschlagbolzen vorzusehen, die mittels einer Mutteranordnung in ihrer Höhenlage einstellbar sind.
• Vorzugsweise wird am Mischkopf des Ringkolbens oberhalb der Einspritzdüse und oberhalb der Mischkammer ein Anschluß für ein Druckmedium für den Reinigungsvorgang vorgesehen, der mittels entsprechender Bohrungen mit der Mischkammer bis zu den Auslaßbohrungen des Angußrohres Verbindung hat. Hierbei wird ein weiterer Anschluß für ein Druckmedium angebracht, welches einerseits auf den Ringkolben, andererseits auf einen im Ringkolben gelagerten Verschlußkolben einwirken kann. Dieser Verschlußkolben hat die Aufgabe, den Anschluß für das Reinigungsdruckmittel während desEinspritzvorganges abzusperren. Das Druckmedium kann pneumatisch oder hydraulisch erzeugt werden.
• Um den Mischvorgang der einzelnen Mischkomponenten noch zu intensivieren, können unterhalb der Mischkammer im Mischkopf noch Drallscheiben in dem zu dem Angußrohr führenden Kanal angebracht sein.
• Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten und nachstehend näher beschriebenen Einzelheiten. Es zeigt: Fig. 1 einen Werkzeugangußmischkopf im Längsschnitt in der Einspri tzs tellung, Fig. 2 den Werkzeugangußmischkopf nach Fig. 1 in der Ausblasstellung, Fig. 3 den Werkzeugangußmischkopf nach Fig. 1 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt und Fig. 4 ein Schaltschema zur Beschickung eines Werkzeuganußmischkopfes nach Fig. 1 bis 3.
• Fig. 5 und 6 zwei Ausführungsformen von Abdichtungen zwischen dem Angußrohr und einer Werkzeugwandung.
• Der Werkzeugangußmischkopfbestehtaus einem Gehäuse 11, welches mittels der Distanzbolzen 12 mit einer Flanschplatte 13 verbunden ist. In diesem Gehäuse ist ein Ringkolben 7 axial verschiebbar gelagert. Dieser Ringkolben 7 bildet mit dem eigentlichen Mischkopf 8 und dem Angußrohr 4 eine Einheit.
• Am Mischkopf 8 befinden sich wie sich aus Fig. 3 ergibt -zwei Einspitzdüsen 1, die zu der Mischkammer 2 führen. Mittels der beiden Espritzdüsen 1 werden zwei unterschiedliche Mischkomponenten im flüssigem Zustand unter hohem Druck in die Mischkammer 2 aufgegeben und dort miteinander vermischt. Um den Mischeffekt zu erhöhen, sind im Mischkopf 8 unterhalb der Mischkammer 2 zusätzlich Drallscheiben 3 angeordnet.
• In der Einspritzstellung ragt das Angußrohr 4 in den Formhohlraum unterhalb der Flanschplatte 13 hinein, so daß die Bodenplatte 5 und die radial angeordneten Auslaßbohrungen 6 sich ebenfalls in dem Formhohlraum befinden. Werden die beiden Kunststoffkomponenten flüssig unter hohem Druck über die Einspritzdüsen 1 der Mischkammer 2 zugeführt, dann fließt dieses Mischgut über die Drallscheiben 3 und das Angußrohr 4 durch die Auslaßbohrungen 6 in den Formhohlraum hinein. In dieser Einspritzstellung ist der Kanal, in dem sich die Mischkammer 2 befindet, an seinem oberen Ende abgeschlossen durch einen Ventilkegel 9a eines Verschlußkolbens 9, der in einer Bohrung des Ringkolbens 7 sich ebenfalls in axialer Richtung hin- und herbewegen kann.
• 4n den Kanal lo in dem Gehäusedeckel 17 ist der Anschluß eines Druckmediums möglich. Durch Einstaltung dieses Druckmediums über diese Bohrung lo wird der Ringkolben 7 und ebenso durh der in diesem Ringkolben 7 gleitende Verschlußkolben 9 in die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Einspritzstellung gebracht.
• Wenn der Einspritzvorgang beendet ist, wird der Ringkolben 7 mit dem Mischkopf 8 und dem Angußrohr 4 aus der Einspritzstellung gemäß Fig. 1 in die Ausblasstellung gemäß Fig. 2 verlagert. Dieser Übergang des Mischkopfes aus der Einspritzstellung in die Ausblasstellung setzt voraus, daß derDruckkolben 7 und der Verschlußkolben 9 von dem Druckmedium über den Kanal 10 entlastet wird. Alsdann erfolgt die Verlagerung des Ringkolbens 7 mit Verschlußkolben 9 des Mischkopfes 8 und des Angußrohres 4 unter der Einwirkung der Druckfeder 15. Diese Aufwärtsbewegung erfolgt in einem solchen Ausmaß, daß die Bodenplatte 5 des Angußrohres 4 bündig mit der Wandung des Werkzeuges 14 abschließt. Die Auslaßöffnungen 6 oberhalb der Bodenplatte 5 des Angußrohres 4 haben in dieser Ausblasstellung nach Fig. 2 Verbindung mit dem Ringraum 21 und'dieser Ringraum 21 steht über den Stutzen 22 mit der Aussenatmosphäre in Verbindung.
• In dieser Ausblasstellung wird über den Anschluß 20 ein Druckmedium in erster Linie Druckluft, gegebenenfalls mit einem Reinigungsmittel aufgegeben. Dieses Druckmedium mit dem Reinigungsmittel gelangt von dem Anschluß 20 in den Kanal des Mischkopfes 8, in welchem sich die Mischkammer 2 befindet. Das Reinigungsmittel kommt vom Mischkopf 8 in das Angußrohr 4 und gelangt alsdann über die Auslaßöffnungen 6, den Ringraum 21 und den Stutzen 22 ins Freie. Rn dieser Ausblasstellung befindet sich der Verschlußkolben und damit auch der Verschlußkegel 9a in der angehobenen Stellung. Das Druckmedium zur Reinigung des Mischkopfes wird erst im Mischkopf selbst wieder abgeschaltet, wenn der Verschlußkolben 9 mit seinem Verschlußkegel 9a die untere Stellung eingenommen hat. Dies ist dann der Fall, wenn über das Druckmedium, zugeführt über den Kanal 10, der Ringkolben 7 und der Verschlußkolben 9 wiederum in die Einspritzstellung nach Fig. 1 bewegt ist.
• Damit in der Ausblasstellung die Bodenplatte 5 des Angußrohres 4 auch tatsächlich bündig mit der Werkzeugplatte 14 abschließt, sind Anschlagbolzen 16 vorgesehen, die in ihrer Höhenstellung einstellbar sind durch die Mutter 18 mit der Gegenmutter 19.
• Beim Einsatz dieses WerkzeugangußMischkopfes zur Durchführung der Spritzvorgänge ist davon auszugehen, daß eine Reihe von solchen Werkzeugangußmischköpfen W nebeneinander an den zugehörigen Formwerkzeugen fest anmontiert vorgesehen sind. Der Einspritz-und der nachfolgende Ausblasvorgang bei jedem dieser MischKöpfe W, die jeweils mit zwei Einspritzdüsen I und II ausgerüstet sind, wird nunmehr erläutert anhand der Fig. 4.
• Das Steuerventil 25 betätigt über ein Stellorgan 25a, 25b die Komponenten-Einlaßventile 23 und 24 zwangsweise gemeinsam, wobei gleichzeitig das Rollensteuerventil 26 über die Druckmittelleitung c den Werkzeugangußmischkopf gemäß Fig. 1 in die Einspritzstellung bringt. Diese Einspritzstellung wird über den Endschalter 28 gesichert. Nun werden über ein nicht näher dargestelltes an sich durchaus bekanntes Dosieraggregat die beiden Komponenten in den Leitungen a und b zum Mischkopf gefördert und in das Formwerkzeug 14 eingespritzt.
• Nach Beendigung des Dosiervorganges geht das Steuerventil 25 in die Grundstellung und damit gehen zwangsläufig auch die Ventile 23, 24,26 in die Anfangsstellung zurück unter Einwirkung des Endschalters 29. Das Rollensteuerventil 26 gibt bei diesem Vorgang den Leitungsweg zum Reinigungsventil 27 rrei, so daß die Blasluft über die Reinigungsleitung d zum Mischkopf gelangt.
• Ein in dem Reinigungsventil 27 vorhandenes Zeitglied schaltet den R&nlgungsvorgang nach einer vorgewählten Zeit automatisch ab.
• In die Leitung d kann während des Ausblasens durch eine Dosierpumpe 29 eine Lösungsflüssigkeit zugegeben werden.
• Ist der Ausblasvorgang unter der Einwirkung des mit dem Rei nigungsventil verbundenen Zeitgliedes beendet, wird der Mischkopf 8 mit Ringkolben 7 und Angußrohr 4 unter der Einwirkung der Druckfeder 15 wieder in die Einspritzstellung gemäß Fig. 1 zurückgebracht.
• Während des Ausblasvorganges mit Druckluft ist infolge des Passungsspieles am Angußrohr 4 keine absolute Dichtheit gegeben, so daß Luft in den Formholraum eintreten kann, die zu einer Blasenbildung im Formteil führen kann.
• Die Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsbeispiele, die diesen Nachteil beheben. In diesen Fig. 5 und 6 ist im Schnitt die linke Hälfte in der Ausblasstellung und die rechte Hälfte in der Einspritzstellung gezeichnet.
• Gemäss Fig. 5 ist eine Konushülse 30 vorgesehen, die über eine Flanschplatte 13 in die Büchse 31 gepresst wird. Mit Hilfe von Beilagen 32 kann die Stellung dieser Konushülse so fixiert werden, daß am Angußrohr 4 eine sichere Dichtung erzielt wird.
• Gemäss der Lösung in Fig. 6 ist eine elastische Dichtung 33 in der Büchse 31a vorgesehen, die in der Ausblasstellung des Angußrohres 4 durch die Kegelfläche 34 dieses Angußrohres deformiert wird, um damit das Passungsspiel abzudichten.
• Ansprüche

Claims (9)

1. Patentansprüc he WeFkzeugangußmischkopf für flüssige Mehrkomponenten-Kunststoffe, insbesondere für schäumbare Polyurethane, bei welchem mehrere Einspritzdüen einer Mischkammer zugeordnet sLnd, dadurch aekennzeichnet, daß ein mittels eines Druckmediums beaufschlagbarer, axial beweglicher Ringkolben (7), mit einer Mischkammer (2) und einem am unteren Ende angebrachten Angußrohr (4) eine Einheit bildet, daß in der Einspritzstellung dieses Ringkolbens (7) das Angußrohr (4) mit'seiner Bodenplatte (5) und den Auslaßbohrungen (6) in den Formhohlraum eintaucht, in der Ausblasstellung jedoch dieser Ringkolben (7) unter der Einwirkung einer Druckfeder (15) soweit angehoben wird, daß die Bodenplatte (5) bündig mit dem Formteilhohlraum abschließt, wobei die Auslaßbohrungen (6) in dieser Ausblasstellung in einen Ringraum (21) münden, der an einem ins Freie führenden Stutzen (22) angeschlossen ist.
2. 2. Werkzeugangußmiechkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 daß dessen Gehäusedeckel (17) eine Mutteranordnung (18, 19) für für den Ringkolben (7) bestimmte einstellbare Anschlagbolzen (16) aufweist.
3. 3. Werkzeugangußmischkopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Mischkopf (8) des Ringkolbens (7) oberhalb der Einspritzdüsen (1) und der Mischkammer (2) ein Druckmedium Anschluß (20) für den Reinigungsvorgang vorgesehen ist, der mittels entsprechender Bobungen mit der Mischkammer (2) bis zu den Auslaßbohrungen (6) Ver bindung hat, wobei ein zusätzlich unter ein Druckmedium stellbarer im Ringkolben (7) gelagerter Verschlußkolben (9) das fleinigungsdruckmittel über den Anschluß (20) absperren kann.
4. 4. Werkzeugangußmischkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Ringkolben (7) als auch der Verschlußkolben (9) mittels eines im Gehäusedeckel (17) vorgesehenen Druckmedium-Kanales (io) beaurschlagr bar sid.
5. 5. Werkzeugangußmishhkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurchgekennzeichnet> daß zwischen dem Angußrohr (4) und einer in der Werkzeugplatte (14) befindlichen Büchse (31) eine in der Ausblasstellung des Angußrohres (4) wirksam werdenden Dichtung vorgesehen ist.
6. 6. Werkzeugangußmischkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung gebildet ist mittels einer Konushülse (30), die über die Flanschplatte (13) in die Büchse (31) gepresst und durch Beilagen (32) fixiert wird.
7. 7. Werkzeugangußmischkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Büchse (31a) eine elastische Dichtung (33) eingesetzt ist, die in der Ausblasstellung durch die Kegelfläche (34) des Angußrohres (4) deformiert wird.
8. 8. Werkzeugangußmischkopf nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Mischkammer (2) im Mischkopf (8) Drallscheiben (3) vorgesehen sind.
9. 9. Werkzeugangußmischkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stutzen der beiden Einspritzdüsen (1,2) die Leitung für die beiden Mischkomponenten (a, b) angeschlossen sind, während am Reinigungsanschluß (20) und am Steueranschluß (lo) Je ein Druckmittelanschluß (c, d) sich befindet.

   lo. Werkzeugangußmischkopf mit einer Vorrichtung nach Anr,ruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Steuerung der aufeinander folgenden Arbeitsgänge für jede Mischkomponente ein Einlaßventil (23, 24) vorgesehen ist, daß diese miteinander gekoppelten Einlaßventile (23, 24) gleichzeitig und gemeinsam über ein Steuerventil (25) beeinflußt werden, daß gleichzeitig ein weiteres Steuerventil (26) betätigt wird, welches das Druckmittel für die Kolbensteuerung (7, 9) freigibt, und daß anschliessend nach Durchführung des Einspritzvorganges über ein weiteres zeitabhängiges Steuerventil (27) der usblasvorgang über die Leitung (a) sich vollzieht.