DE2211055A1 - Mischkopf - Google Patents

Description

• Heinrich Clasen - Groß Ledern M i s c h k o p f.
• Die Erfindung betrifft einen Mischkopf zum Vermischen von zwet und mehr Komponenten in Verbindung mit Mehrkomponentendosiermaschinen, beispielsweise zur Verarbeitung von flüssigen Reaktionsharzen, wie Polyurethanen, Epoxydharzen, Polyamiden und ungesättigten Polyestern, zur Erzeugung von zelligen oder massiven Formkörpern, zum Ausgießen von Hohlräumen oder Spritzen auf Oberflächen.
• Bei der intereittierenden Verarbeitung nuß der Mischkopf nach jedem Schuß gereinigt werden, da das Komponentengemisch sonst im Mischkopf erhärten würde.
• Wenn die Kollponentendoslerung und Zufuhrung zum Mischkopf durch Nlederdruckdoslerpurpen erfolgt, werden Rührwerksmischköpfe verwendet, denen gemeinsam ist, daß das Reinigen durch Durchblasen mittels Druckluft und Lösungsnitteln erfolgt, wobei giftige Dämpfe an die Umluft abgegeben werden, Komponentenmaterial, Druckluft und Lösungsmittel als Verluste auftreten, die @it der Schußmenge anwachsen.
• Außerdem entsteht das Problem der Beseitigung des verlorenen Gemisches aus Lösungsmitteln und Komponentengemisch. Außerdem enstehen Verluste durch den Anguß. Eine Nacharbeit ist notwendig.
• Wird die Komponentendoslerung und Zuführung zun Mischkopf durch Rochdruckpump en vorgenommen, so erfolgt die Vermischung durch Mischköpfe mit Gegenstrominjektionsvermischung. Hier sind Mischköpfe bekannt, bei denen weder Druckluft, Lösungsmittel oder Komponentenmaterial verloren geht und auch keine Nacharbeit der Angußstelle erforderlich ist. Nachteilig ist das durch dle Hochdruckpuapen bedingte Beschränken auf Komponenten mit geringer Viskosität und der weitere Nachteil, daß hochpigmentierte Komponenten nicht verarbeitet werden können, sowie die Tatsache des auftretenden hohen Verschleißes bei Komponenten* welche schlechte Schmiereigenschaften haben, wie dieses beispielsweise bel der Isocyanatkexponente zur Herstellung von Polyurethan-For@körpern der Fall ist.
• Dem erfindungsmäßigen Mischkopf liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile beider Mlscharten zu vermeiden und zu erreichen, daß auch bei Verwendung von Niederdruck-Dosierpumpen ein Durchblasen mittels Druckluft und Lösungsmitteln entfällt und auch eine Nachbearbeitung der Angußstelle unnötig wird, sodaß dle Vortei@@ beider Mischverfahren zur Anwendung kommen, ohne ihre Nachteile zu übernehmen.
• So können problemlos hochviskose und hochpigmentierte Komponenten verarbeitet werden. Auch ist eine größere Austragsleistung möglich, als dieses mit den bekannten Mischköpfen durchführbar ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Mischkopf so ausgebildet, daß beim Absperren der Kompon@ntenzuführungen die Mischkammer das im Mischkopf befindliche Komponentengemisch selbsttätig auswirft.
• Die schematische Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel i@ Längsschnltt wieder in der Fig. 1 Der erfindungsgemäße Mischkopf läßt mehrere Varianten in der Ausbildung zu, sodaß durch dieses Ausführungsbeispiel lediglich eine mögliche Ausführungsform gezeigt wird.
• Die Mischkammer ist als Mischrohr (2) ausgebildet und trägt in Abständen Mischorgane (4), welche fest alt den Mischrohr (2) verbunden sind. Das Mischrohr erweitert sich in Strömungsrichtung und ist in dem Gehäuse drehbar gelagert. lm Gehäuse (i) ist die Hohlwelle (7) drehbar gelagert und mit der Buchse (9) verbunden, wobei die Buchse (9) wiederum mit dem obersten Mlschorgan (4) verbunden ist, sodaß bei Drehung der Hohlwelle (7) diese Drehbewegung zur Rotation des drehbar gelagerten Mischrohres (2) führt.
• In den Abständen der Mischorgane (4) sind die Mischorgane (5) angeordnet, die an der Hohlwelle (3) befestigt sind und von dieser in Rotation versetzt werden. Dlese Hohlwelle (3) steht In Verbindung rlt der Hohlwelle (6), die sich in der Hohlwelle (7) drehen kann. Durch die Hohlwelle (3) ist die Welle mit den Ventilkegel (8) geführt, wobei der Ventilkegel (8) mit seiner Welle die Drehbewegung der Hohlwelle (3) mitmacht, aber axial verschoben werden kann, wodurch die Öffnung des Mischrohres(2) verschlossen oder geöffnet wird. Bei geschlossenem Mischrohr (2) verläuft die untere Fläche des Kegels (8) mit der oberen Begrenzung des Formhohlraumes (10), sodaß kein Angußverlust auftreten kann und eine Nachbearbeitung des Formkörpers entfällt. Die Komponentenzuführungen werden durch A und B gekennzeichnet.
• Die Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des im Mischrohr (2) befestigten Mischorgans (4), die Fig. 3 zelgt schematisch als Ausführungsbeispiel ein Mischorgan (5) Die im Mischrohr (2) abwechselnd angeordneten Mischorgane (41 und (5) führen bei der Rotation der Mischorgane )5) eine Relativbewegung zueinander aus, dle sich bel der gegenläufigen Rotation der Nischorgane (4) mit dem lischrohr (2) verdoppeln oder sonst vergrößern lassen. Bei Mischende, nach Abschalten der Komponentenzuführungen A und B, gegebenenfalls bei Drehzahlerhöhung, erfolgt das Abschleudern der Komponententeile von den Mischorganen zur Innenwandung des Mischrohres. Durch den ansteigenden Durchmesser der durch das Mischrohr gebildeten Mischkammer erfolgt durch die auftretende Vergrößerung der Zentrifugalkraft ein Austragen zur Nischrohröffnung, wobei der drehende Ventilkegel (8) auch vom anhaftende. Komponentengemisch befreit wird. Die erwähnte Angußstelle kann natürlich nur bei der Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern erhalten werden.
• Nach wissen@chaftlichen Erkenntnissen beruht die Mischwirkung auf möglichst großen Wegunterschieden der Komponententeilchen und möglichst häufigen Berührungswechseln. Diese Vorgänge werden bei dem erfindungsmäßigen Mischkopf verwirklicht, auch wenn das Mischrohr während des Mischens dt den Mischorganen (*) stillsteht. Auch eine gleichgerichtete, aber in der Drehzahl unterschiedliche Drehbewegung der Mischergane, führt In vielen Fällen zum Mischerfolg, da auch dann eine Relativbewegung erfolgt,die entsprechende Wegunterschiede und Berührungswechsel herbeiführt6 Uberdies erfolgt zwischen den Mischorganen (4) und (5) eln Abscheren der Komponententeilchen, wodurch Konglomerate aufgelöst werden, sodaß die gefürchteten Nesterbildungen verhindert werden, Weiterhin können hierdurch auch Komponenten sehr unterschiedlicher Viskositätsgrad@ und auch solche, welche hydrophob und hydrophil sind, mit guten Ergebnis gemischt werden, was bei bekannten Rührwerksmischköpfen auf besondere Schwierigkeiten stößt.
• Endlich erlauben die MIschköpfe der Erfindung größere Austragsleistungen, die bei gleichen Drehzahlen von bekannten Rührwerksmischköpfen nicht zu erreichen sind.
• Ein weiterer Vorteil ist die Lagerung der Hohlwelle (3), welche sich durch die Mischorgane (4) nahezu im ganzen Bereich des Mischraumes auf des Mischrohr (2) und damit auch auf dem Gehäuse (1) abstützen kann. Dieses trifft für die Rührerwellen der bekannten Rührwerksmischer nicht zu, die daher sehr empfindlich gegen Unwuchten sind, da sie nur einseitig gelagert werden können. Dieses Auftreten von Unwuchten begrenzt die Steigerung der Schußgralchte durch Steigerung der Drehzahl.
• Beim erfindungsmäßigen Mischkopf erfolgt gewissermäßen eine Gegenstromvermischung durch die Relativbewegung der Mischorgane (@4) und (5), wodurch auch din ruhiger Lauf der rotierenden Teile erreicht wird.
• In der Flg. 1 sind vertikale Kanäle (11) zum Zulelten der Komponenten A und B vorgesehen. Die in der Zeichnung angebrachten Pfeile deuten dle Drehrichtung der rotierenden Teile an und zeigen die Strömungsrichtung der Komponenten und des Komponentengemisches.
• Der freie Raum für die Komponentenströmung zwischen der Innenwandung des Mischrchres (2) und den Mischorganen ( 4 und 5 ) kann so beschaffen seln, daß trotz Erweiterung des Mischrohres eln etwa gleichbleibender Querschnitt bis zur Mischrohröffnung erhalten wird, durch entsprechende Ausbildung der Mischorgane. Auch kann dieser Querschnitt von Mlschorgan zu Mischorgan verkleinert werden.
• Wenn der Mischkopf nur zum Füllen offener Formen verwendet werden soll, kann er natürlich auch ohne die Welle mit dem Ventilkegel (8) arbeiten.
• Um die Ausbildung elnes Vacuums zu verhindern, kann ein Belüftungsventil vorgesehen sein. Auch kann in bekannter Weise eine zusätzliche Druckluftzuführung erfolgen, um bel der Schaumstoffherstellung die Keimbildung för die Zellen zu unterstützen.
• Die Mischorgane lassen für den vorliegenden Zweck viele Varlanten in der Ausbildung der Mischblätter zu, dle beispielsweise propellerartig ausgebildet werden können.
• Das Ausführungsbeispiel der Flg. 1 beinhaltet alle erfindungmäßigen Vorteile. Werden an die Vermischung geringere Ansprüche gestellt, oder ist das Vermischen der Komponenten wenig schwierig, so kann, insbesondere auch bei geringeren Schußmengen, die Ausbildung vereinfacht werden. So können beispielsweise die Mischorgane (4) ganz oder teilweise entfallen, sodaß dle Vermischung durch aneinandergereihte Mischorgane (5) erfolgt und dle Rotation des Mischrohres (2) nur zum Zwecke der Reinigung erfolgt.
• Die Mischorgane (5) können dann beispielsweise elne bekannte Ausführungsform besitzen, also z. B.
• mit der Welle (3) als Stachelrührer ausgebildet sein.

Claims (1)

1. @ P a t e n t a n s p r ü c h e

   1.) @ischkopf zum Vermischen von zwei oder mehr Komponenten aus flüssigen Reaktionsharzen,zur Erzeugung ron zelligen oder massiven Ferakörpern, zum Ausgießen von Hohlräumen und zum Spritzen auf Oberflächen, beispielsweise aus Epoxydharzen, ungesättigten Polyestern, Polyamiden, insbesondere zur Herstellung von Schaumstoffen aus Polyurethanen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Entfernen des Komponentengemisches aus der Mischkammer ein Mischrohr vorgesehen Ist, welches in einem Ge- -häuse drehbar gelagert ist und das einen Innendurchmesser aufweist, der sich ständig in StröMungsrichtung vergrößert, wobei die Mischkammer durch das Mischrehr gebildet wird.

   2.) Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, doß iM Mischrohr Mischorgane (4) angeordnet sind, die zwei oder M@hr Mischblätter aufweisen, die beliebige Formgebung haben und mit dem Mischrohr verbunden sind und zwischen denen Zwischenräume vorgesehen sind, wobei In diesen Zwischenräumen drehbar gelagerte weitere Mischorgane (5) angeordnet sind, dle gleicherweise elne beliebige Formgebung aufweisen, wobei diese lischorgane (5) und die in Mischrohr befestigten Mischorgane (4) auf einer Welle (3) aneinandergereiht sind, wobei die Mischorgane (5) mit dieser Welle (3) fest verbunden sind und die anderen Mischorgane (4) diese Welle (3) lagern, wobei dle Welle (3) mit der Rohrachse des Wischrohres verläuft. sodaß eine Drehbewegung der lelle (3) auch eine entsprechende Drehbewegung der auf ihr befestigten Mischorgane (5) relativ zu den Mischorganen (4) herrorruft, wobei sich die Welle in den Lagern der Mischorgan (*) abstutzt, wobei diese Abstutzung auf das Mischrohr und die MischrohrlAgerung Übertragen wird, 3.) Mischkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) , an der die Mischorgane (5) befestigt sind, als Hohlwelle ausgebildet ist, wobei durch die bohrung dieser Hohlwelle (3) die Welle mit einen Ventilkegal (8) geführt ist, die gegen Verdrehung gesichert axial bewegt werden kann und der Ventilkegel eine Ausbildung aufweist, welche bei entsprechender Ausbildung des Mischrohres gesignet ist, die Mischrohröffnung zu verschließen.

   4.) Mischkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Rotationsbewegung auf das Mischrohr eine Hehlwelle (7) verges@hen ist, welche mit einer Buchse (9) verbunden im Gehiluse (1) drehbar gelagert ist, wobei die Buchse (9) auch als Lager für die Welle (3) dienen kann und die Verbindung tw Mischrohr herstellt, webei diese Verbindung auch als Mischorgan (4) ausgebildet sein kann.

   5.) Mischkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ubertragung der Rotatlonsbewegung auf die Mischorgane (5), die mit der Welle verbunden sind, die mit der Rohrachse des Mischrohres verläuft, diese Welle (3) verbunden ist mit einer Welle (6), die auch als Hohlwelle ausgebildet sein kann, und in der Hohlwelle (7) drehbar gelagert ist, wobei die Welle (7) zur Ubertragung der Rotationsbewegung auf das Mischrohr dient.

   6.) Mischkopf gemäß der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein axial bewegliches Kegelventil (8), welches beim Verschlimßen der Mischkammer bündig mit dem Gehäuse (1) abschli@ßt.

   7.) Mischkopf nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mischkammerausbildung ven etwa gleichbleibendem freien Querschnitt oder einem von Mischorgan zu Mischorgan slch verkleinerndem Querschnitt für das Komponentengemisch.