DE2219389A1

DE2219389A1 - Vorrichtung zum herstellen von schaum-, homogen- oder strukturstoffen aus mindestens zwei fluessigen reaktionskomponenten

Info

Publication number: DE2219389A1
Application number: DE2219389A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Boden; Heinrich Ersfeld; Ulrich Dipl Ing Knipp; Reiner Moeres; Walter Schneider
Original assignee: 5090 LEVERKUSEN; Bayer AG; Hennecke GmbH
Current assignee: 5090 LEVERKUSEN; Bayer AG; Hennecke GmbH
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1973-11-08
Also published as: CA987302A; US3857550A; DE2219389B2; GB1403285A; JPS5717702B2; JPS4921465A; IT984314B; BE798453A; FR2181083A1; FR2181083B1; AU5448973A

Description

Vorrichtung zum Herstellen von Schaum-, Homogenoder Strukturstoffen aus mindestens zwei flüssigen Reaktiönskomponenten

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Schaum-, Homogen- oder Strukturstoffen aus mindestens zwei flüssigen Reaktionskomponenten, bestehend aus Vorratsbehältern für die Komponenten und aus Zuführungsleitungen, die über Pumpen zu einer eine Mischkammer aufweisende Mischvorrichtung führen, wobei den Zuführungsleitungen bewegungstechnisch miteinander gekoppelte Schieber zugeordnet sind. " '

Derartige Vorrichtungen dienen der kontinuierlichen Herstellung von Bahn- oder Blockmaterial und insbesondere der diskontinuierlichen ₄ Herstellung von Formteilen durch Einbringen einer bestimmten Menge des reaktionsfähigen Gemisches in ein. Formwerkzeug.

Zum Herstellen von homogenen oder zerllfö^migen Polyurethanen finden als erste Hauptkomponente beispielsweise Verwendung mindestens zwei Hydroxylgruppen aufweisende Polyhydroxylverbindungen vom Molekulargewicht 62 bis 10000, vorzugsweise 62 bis 5000; z.B. mindestens zwei, in der Regel zwei bis acht, vorzugsweise aber zwei Hydroxylgruppen aufweisende Polyester, Polyäther, Polythioäther, Polyacetale, Polycarbonate, Polyesteramide. Die zweite Hauptkomponente besteht vornehmlich aus aliphatischen,

He 31

309845/0535

INSPECTED

cycloaliphatischen, araliphatischen.und aromatischen Polyisocyanaten. Insbesondere benutzt man die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z. B. das 2,4- und 2,β-Το1μ-ylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren und Polyphenyl-polymethan-polyisocyanate. Außerdem lassen sich mit solchen Vorrichtungen sogenannte Zweikomponentenharze, wie Polyesterharze und Epoxidharze usw. verarbeiten.

Es sind im wesentlichen zwei Vorrichtungstypen gebräuchlich: Die sogenannten Hochdruckmaschinen und die sogenannten Niederdruckmaschinen.

Die Hochdruckmaschinen sind mit selbsttätig unter dem Pumpendruck öffnenden-und schließenden federbelasteten Einspritzdüsen ausgestattet. Sie arbeiten mit Einspritzdrücken von etwa 30 bis mehreren hundert atü. Diese hohen Einspritzdrücke gewährleisten eine gute Vermischung. Nachteilig ist das häufige Vor- und Nacheilen einer Reaktionskomponente beim Eintritt in die Mischkammer» So kann ein unvermischter Rest einer Komponente in das Formwerkzeug gelangen und dort eine Fehlerstelle bilden, die die Festigkeit des Formteils herabsetzt oder sogar Sichtflächen unansehnlich macht. Werden Füllstoffe mit den Komponenten eindosiert, unterliegen die Düsen einem starken Verschleiß und schließen nicht mehr dicht.

Die Niederdruckmaschinen arbeiten mit Einspritzdüsen im Druckbereich von ca. 2-50 atü.Die Arbeitsdruckbereiche beider Maschinentypen überschneiden sich sonach. Niederdruckmaschinen gewährleisten keine so gute Vermischung wie Hochdruckmaschinen, es sei denn, die Mischkammer ist mit einem zusätzlichen Rührwerk ausgestattet. Niederdruckmaschinen sind in der Regel mit Absperrschiebern in den Zuführleitungen für die Komponenten ausgestaltet. Da diese von den Mündungen der Zufuhrleitungen in die Mischkammer aus konstruktiven Gründen etwas entfernt liegen, können die zwischen den Schiebern und Mündungen in den Zuführleitungen verbleibenden Komponentenreste in gleicher Weise

He 31 - 2 -

309845/0585

wie bei den Hochdruckmaschinen ein Vor- oder Nacheilen einer Komponente verursachen. Es treten dann die gleichen Fehler an den Fertigteilen auf.

Viele Versuche sind gemacht worden, um diese Nachteile zu beheben. Alle diese Anstrengungen gingen jedoch davon aus, die Grundprinzipien beizubehalten und durch zusätzliche Aggregatteile eine völlige Vermischung der Komponenten, zu erreichen, indem man beispielsweise vorgeschlagen hat, anstelle der selbsttätig arbeitenden Einspritzdüsen zwangsgesteuerte Düsen zu verwenden. Solche technischen Verbesserungen machten die Vorrichtungen komplizierter und störanfälliger. Abgesehen von dem höheren Aufwand in der Konstruktion sind diese Geräte dem rauhen Betrieb, dem sie unterworfen sind, oft nicht gewachsen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu schaffen, die sowohl im Niederdruckbereich als auch im Hochdruckbereich betreibbar ist, das Vor- oder Nacheilen einer Komponente vermeidet und trotzdem den Betriebsforderungen, insbesondere bezüglich Robustheit, gewachsen ist und auch das Einarbeiten von Füllstoffen erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schieber an den Enden der Zuführungsleitungen angeordnet sind und Einspritzöffnungen aufweisen, und daß die Wandung der Mischkammer für jeden Schieber einen Ausschnitt aufweist, in dem ein Teil der Mantelfläche des Schiebers die Wandung der Mischkammer bildet«

Dadurch wird erreicht, daß auf eine einfache und sichere Weise die Komponenten synchron in die Mischkammer eingebracht und beim Umstellen der Schieber synchron abgedr'osselt werden, so daß Fehlerstellen auf. den gefertigten' Teilen vermieden werden.

Die Erfindung läßt im wesentlichen zwei alternative, konstruktive Ausführungsformen der Schieber zu, nämlich als Drehschieber oder als Axialschieber. Schieber beider Ausführungsformeη sind in den verschiedensten Variationen mit mechanischer, hydrauli-

He 31 - 3 -

3098^5/0588

scher, pneumatischer oder elektromagnetischer Betätigung für die verschiedensten Gebiete der Technik bekannt.

Da jedoch im vorliegenden Falle jeweils mindestens zwei Schieber vorhanden sein müssen," die eng an der Mischkammer angeordnet sind, sind gemäß besonderer Ausführungsformen der Erfindung günstige konstruktive Lösungen.möglich:

Bei Gestaltung der Schieber als Drehschieber weisen die Drehschieber ineinandergreifende Zahnräder auf, und eines dieser Zahnräder kämmt mit einer Zahnstange, die mit einem Stellantrieb versehen ist.

Der Stellantrieb ist automatisch oder auf Knopfdruck betätigbar, je nach Art der Gesamtanlage, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung installiert ist. Beim Einschalten der Vorrichtung verdreht die Zahnstange die Drehschieber, so daß die Einspritzöffnungen in die Ausschnitte in der Wandung der Mischkammer zu liegen kommen. Die aus den Einspritzöffnungen austretenden Strahlen sind gegeneinandergereichtet. In der Schließstellung sind die Einspritzöffnungen durch die Wandungen der Zylinderbohrungen, in denen die Drehschieber angeordnet sind, abdichtend abgedeckt.

Bei der alternativen Ausführungsform der Schieber als Axialschieber sind die Axialschieber mit einer hydraulischen oder pneumatischen Stelleinrichtung verbunden.

Dabei sind die Schieber beispielsweise auf einem Joch gelagert, das mittels eines Kolbens in einer Zylinderbohrung im Gehäuse der Mischkammer geführt ist, so daß die Axialschieber einen Axialhub ausführen können, um aus der Pausenstellung in die Arbeitsstellung zu gelangen und umgekehrt. Der Kolben kann gegen Rückstellfedern arbeiten oder auch beidseitig beaufschlagbar sein. Genauso wie bei der Ausführungsform als Drehschieber stehen auch hier in der Arbeitsstellung die Einspritzöffnungen in den Ausschnitten der Mischkammerwandung, während sie in der Pausenstellung abgedeckt sind.

^{He 31} 3098C5^σε85

Die Güte der Vermischung der Komponenten hängt im wesentlichen ab von den Einspritzdrücken. Diese wiederum sind bei gegebenen festen Maschinenparametern wie Pumpenleistung, Ronrleitungswiderstände usw. abhängig von der Viskosität der Komponenten», die sich jeweils bei Änderung der chemischen Rezeptur der Mischung mit ändert.

Eine Möglichkeit zur optimalen Einstellung der Einspritzdrücke ist deshalb ein weiteres Anliegen der Erfindung.

Nach einer ersten besonderen Ausführungsform sind die Kanten der Ausschnitte in der Wandung der Mischkammer als Steuerkanten ausgebildet, und den Schiebern sind in Richtung Arbeitsstellung einstellbare Anschlagvorriohtungen zugeordnet. Mittels dieser Anschlagvorrichtungen lassen sich die Einspritzöffnungen durch die Hubbegrenzung der Schieberbewegungen teilweise abdecken, wodurch die Einspritzdrücke einstellbar sind. .

Nach einer zweiten besonderen Ausführungsform unter Verwendung von Drehschiebern sind die Kanten der Ausschnitte in der Wan-' düng der Mischkammer als Steuerkanten ausgebildet, und die Drehschieber weisen.voneinander unabhängige Axialverstelleinrichtungen -auf . Der besondere Vorteil dieser zwar aufwendigeren Ausführungsform liegt darin, daß der Öffnungs - und Schließvorgang von dem Vorgang des Einstellens der Einspritzdrücke völlig getrennt ist. Die- Einstellung kann erheblich genauer erfolgen.

Eine -dritte besondere Ausführungsform ist unter Verwendung von Axialschiebern dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ausschnitte in der Wandung der Mischkammer als Steuerkanten ausgebildet sind und die Axialschieber eine Drehverstelleinrichtung aufweisen. Hier gelten die gleichen Vorteile wie bei der zuvor beschriebenen äquivalenten Ausführungsform unter Verwendung von Drehschiebern. :

Bei allen diesen Ausführungsformen sind die Steuerkanten vorzugsweise als Schrägkanten.ausgeführt, da diese eine genauere Einstellung ermöglichen. l

He 31 ■ - 5 - \

3098 4 5/0 58 5 !

Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Schieber Rücklaufbohrungen auf, die in Ruhestellung des Schiebers.mit zugeordneten Rücklaufleitungen korrespondieren.

Durch diese Maßnahme wird ermöglicht, die Pumpen auch in den Arbeitspausen weiterlaufen zu lassen, so daß die Anfahrunregel- . mäßigkeiten, die Druckschwankungen verursachen, entfallen. Diese Kreislaufführung der Komponenten, ist jedoch im Prinzip bei diesen Maschinengattungen an sich bereits bekannt.

Vorzugsweise ist in den Rücklaufleitungen je' eine Drosselstelle angeordnet. Diese erlaubt das Einstellen eines bestimmten Druckniveaus während der Kreislaufführung. Erfahrungsgemäß ergeben sich die besten Arbeitsbedingungen, wenn die Kreislaufdrücke den Arbeitsdrücken in den Zuführleitungen angenähert sind, weil-dann beim Umschalten keine Druckschwankungen auftreten.

In vorteilhafter Weise sind die Rücklaufbohrungen der Schieber als Drosselstellen ausgebildet. Vorzugsweise sind die Drosselstellen bezüglich ihres Durchlaßquerschnittes einstellbar gestaltet.

Nach einer besonderen Ausführungsform sind die freien Querschnitte der Drosselstellen und diejenigen der. Einspritzöffnungen je Schieber aufeinander abgestimmt, -so daß optimale Druckverhältnisse erreichbar sind. Besonders günstig ist eine Abstimmung derart, daß die Kreislaufdrücke jeweils mindestens den Einspritzdrücken entsprechen.

Die Mischkammer der Vorrichtung ist nach einer Ausführungsform in der herkömmlichen Bauweise, abgesehen von Einlaß- und Auslaßöffnungen, geschlossen ausgeführt. D.h., sie läßt sich in der Regel zwar öffnen, aber nur zu Reinigungs- oder Reparaturzwecken. Zum Vermeiden des Ansetzens von ausreagiertem Gemisch läßt sich

He 31 - 6 -

309845/0585

die Mischkammer in der üblichen Weise durch Nachlauf einer Komponente spülen, oder es ist eine Einlaßöffnung für Preßluft oder für ein Lösungsmittel zum Spülen vorgesehen.

In neuerer Zeit ist die Forderung erhoben worden, daß derartige Mischkammern teilbar sind.

Nach einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßeh Vorrichtung ist die Mischkammer von einer Trennebene durchzogen. j In Verbindung mit einer Schnellverschlußeinrichtung ist diese : aus zwei.Gehäuseteilen gebildete Mischkammer für Reinigungszwecke schneller zugänglich. - ' ,

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Mischvorrichtung an einem Formwerkzeug angeordnet und besitzt mit der Trennebene ■ des Formwerkzeuges eine gemeinsame-Trennebene, wobei das Innere der Mischkammer hinterschneidungsfrei gestaltet ist.

Der Vorteil dieser an sich ebenfalls bereits bekannten Anordnung liegt darin, daß beim -Entformen des Formteils zugleich mit dem Formwerkzeug auch die Mischkammer und ggf. ein vorhandener Angußkanal, der zweckmäßigerweise in der Trennebene liegt, in der Trennebene geöffnet werden kann. Das Formteil läßt sich zusammen mit dem Anguß und dem in der Mischkammer ausreagiertem Gemischrest als Einheit entformen. Hierbei ist vor allem eine rührwerkslose Ausführungsform vorzuziehen, oder man muß einen sogenannten verlorenen Rührer verwenden, der nur einmal verwendbar ist, weil er im ausreagiertem Gemischrest verbleibt.

Die Gefahr des Anhaftens des in der Mischkammer ausreagierten Gemischrestes an deren Wandung ist erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Schieber mit einer Losreißeinrichtung versehen sind. Diese Losreißeinrichtung bezweckt eine kurze Drehung bei Drehschiebern oder einen kurzen Hub bei Axialschiebern, so daß sich der anhaftende Gemischrest ablöst, denn gerade die Übergänge von den Kanten der Ausschnitte in der Mischkammerwandung auf die Mantelflächen der Schieber bieten Angriffspunkte zum Anhaften. Es genügt eine sehr kurze Bewegung von Bruchteilen eines Millimeters. Die Kanten der Ausschnitte wirken dabei als abdichtende Schaber.

He 31 - 7 -

309845/058*5

In vorteilhafter Weise besteht bei Verwendung von Drehschiebern die Losreißvorrichtung aus dem Stellantrieb der Drehschieber, indem der Stellantrieb eine Wegbegrenzungssperre aufweist.

Analog hierzu besteht bei Verwendung von Axialschiebern die Losreißvorrichtung aus einer hydraulischen oder pneumatischen Stelleinrichtung der Axialschieber, indem die Stelleinrichtung eine Wegbegrenzungssperre aufweist.

Aufgabe der Wegbegrenzungssperren ist jeweils, die Bewegungen des Schiebers in einer vorbestimmten.Stellung beim Losreißvorgang zu unterbrechen, damit die Einspritzöffnungen jder Schieber abgedeckt bleiben, so daß die Komponenten bei diesem Vorgang nicht in die Mischkammer gelangen können.

Die in der beigeschlossenen Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen rein schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachstehend näher erläutert. Es zeigern':

Fig. 1 die gesamte Vorrichtung im Blockschema;

Fig. 2a ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der Mischvorrichtung mit Drehschiebern und einstellbaren Anschlägen im teilweisen Längsschnitt gemäß Linie A-A in Fig. 2c;

Fig. 2b einen Schnitt gemäß Linie B-B in Fig. 2c; Fig. 2c einen Schnitt gemäß Linie C-C in Fig. 2a; Fig. 2d einen Schnitt gemäß Linie D-D in Fig. 2a; Fig. 2e einen Schnitt gemäß Linie E-E in Fig. 2b; Fig. 2f ' eine Ansicht der Mischkammer im Ausschnitt;

Fig. 3a ein weiteres Ausführungsbeispiel der Mischvorrichtung mit Hubschiebern und einstellbaren Anschlägen im Längsschnitt gemäß Linie N-N in Fig. 3c;

Fig. 3b einen Schnitt gemäß Linie F-F in Fig. 3c; Fig. 3c einen Schnitt gemäß Linie G-G in Fig. 3b; Fig. 3d einen Schnitt gemäß Linie H-H in Fig. 3b; Fig. 3e eine Ansicht der Mischkammer im Ausschnitt;

Fig. 4a ein drittes Ausführungsbeispiel der Mischvorrichtung mit Drehschiebern und einer Axialverstelleinrichtung im teilweisen Längsschnitt nach Linie I-I in Fig. 4b;

He 31 - 8 -

30984S/0S8S

Fig. . 4b einen Schnitt gemäß Linie K-K in Fig. 4a; Fig. 5a ein viertes Ausführungsbeispiel der Mischvorrichtung -mit Hubschiebern und einer Drehverstelleinrichtung

im teilweisen Längsschnitt nach Linie L-L in Fig. 5b; Fig. 5b einen Schnitt gemäß Linie M-M in Fig. 5a

Ing Fig. 1 besteht die Vorrichtung aus zwei Vorratsbehältern 101 und 102. Die Komponente A im Vorratsbehälter 101 ist ein Isocyanatjund die Komponente B im Vorratsbehälter 102 ist ein Polyol. Von den Vorratsbehältern 101 und 102 führen Zuführungsleitungen 103 und 104 ab, in denen Dosierpumpen 105 und 106 vorgesehen sind, und münden in eine Mischvorrichtung 107, an deren Auslaßöffnung 108 ein Formwerkzeug 109 anschließt.' Rücklaufleitungen 110 und .111 führen zu den Vorratsbehältern 101 und 102 zurück.

Die Betriebsweise ist folgende:

Mittels der Dosierpumpen 105 und 106 werden die Komponenten A und B aus den Vorratsbehältern 101 und 102 über die Zuführ-"leitungen 103 und 104 in die Mischvorrichtung 107 gepumpt. Während der Arbeitszeiten gelangen die Komponenten A und B über nicht dargestellte Umschaltorgane in eine Mischkammer (nicht dargestellt) und verlassen diese nach inniger Durchmischung durch die Auslaßöffnung 108 in den Hohlraum eines Formwerkzeuges 109. Während der- Pausenzeiten zwischen zwei Formfüllungen arbeiten die Dosierpumpen 103 und 104 weiter. Die Komponenten A und B werden jedoch über die Rücklaufleitungen 110 und'111 im Kreislauf in die Vorratsbehälter 101 und 102 zurückgepumpt.

In Fig. 2a bis 2f besteht die Mischvorrichtung 207 aus zwei Gehäuseteilen 212 und 213, die durch nicht dargestellte Schraubbolzen abdichtend verbunden sind. Im Gehäuseteil 212 sind Gehäusebohrungen 214 und 215 angeordnet, in denen Drehschieber 216 und 217 leicht drehbar und dennoch abdichtend eingepaßt sind.

He 31 "- 9 -

309845/0585

Die Drehschieber 216 und 217 weisen zu den Zuführungsleitungen ■ · 203 und 204 hin Schlitze 218 bzw. 219 (Fig. 2b) auf, die die Zufuhrungsleitungen 203 und 204 in jeder Stellung mit den hohlen ^Innenräumen 220 bzw. 221 (Fig. 2c) der Drehschieber 216 und 217 verbinden. Außerdem besitzen die Drehschieber 216 und 217 Einspritzöffnungen 222 bzw. 223 sowie Rücklaufbohrungen 224 bzw. 225 $ig. 2e).In Arbeitsstellung weisen die Einspritzöffnungen und 223 durch Ausschnitte 226 bzw. 227 in der Wandung 228 in eine Mischkammer 229 hinein, und zwar im wesentlichen gegeneinandergerichtet (Fig. 2c). Die Kanten der Ausschnitte 226 und dienen als Steuerkanten 230 bzw. 231 (Fig. 2f). In dieser Stellung sind die Rücklaufbohrungen 224 und 225 in den Gehäusebohrungen 214 -und 215 totgeschlossen.In der Pausenstellung hingegen sind die Drehschieber 216 und 217 derart verdreht, daß die Einspritzöffnungen 222 und 223 in den Gehäusebohrungen 214 und 215 totgeschlossen.sind, während die Rücklaufbohrungen 224 und 225 mit den Anschlüssen 232 und 233 der Rücklaufleitungen 210 und 211 übereinstimmen, so daß die Reaktionskomponenten bei weiterarbeitenden Pumpen im Kreislauf gefördert werden (Fig. 2e).

Die Drehschieber 216 und 217 sind mit einem Stellantrieb 234 versehen. Dieser besteht im einzelnen aus an den Schiebern und 217 angeordneten, ineinandergreifenden Zahnrädern 235 und 236, Das Zahnrad 235 kämmt mit einer Zahnstange 237, deren Ende als Hydraulikkolben 238 ausgebildet ist und in einem Zylinderraum 239 hydraulisch beaufschlagbar ist (Fig. 2a und Fig. 2d). Bei Beaufschlagung des Kolbens 238 werden die Drehschieber 216 und 217 in Arbeitsstellung gedreht; Rückstellfedern 240 und 241 sorgen für die Rückkehr der Drehschieber 216 und 217 in die Pausenstellung. Der Einspritzdruck der Komponenten ist gemeinsam einstellbar, indem der Hub der Zahnstange 237 einstellbar ist durch eine Anschlageinrichtung 257, bestehend aus einem Anschlagstift 242, der im Gehäuseteil 212 gelagert ist und an seinem herausragenden Ende eine Mikrometerschraube 243 aufweist. Sein anderes Ende korrespondiert mit einem Anschlag 244 der Zahnstange 237. Auf diese Weise sind die Einspritzöffnungen 222 und 223 derart einstellbar, daß sie teilweise von den Steuerkanten 230 und 231 (Fig. 2f) abgedeckt sind, denn damit ist der freie Querschnitt,

- 10 -

309845/0586

der für den Einspritzdruck maßgeblich ist, einstellbar.'In den .Anschlüssen 232 und 233 der Rücklaufleitungen--210 und 211 sind. Drosselste'llen 245 und 246 vorgesehen.

Drehschieber 216 und 217 sind mit einer'Losreißvorrichtung £.247 ausgestattet, die lediglich eine besondere Ausführungsform des Stellantriebes 234 darstellt, indem die Zahnstange 237 einen zweiten Anschlag 248 aufweist, gegen den ein als Wegbegrenzungssperre 249 ausgebildeter zweiter Anschlagstift arbeitet (Fig. 2a).. Er ist derart einstellbar, daß die Drehschieber 216 und 217 eine kurze Drehbewegung machen.können. Es genügt eine Verschiebung ihrer Mantelflächen 250 und 251 (Fig. 2f) um ca. 2 mm. Auf keinen Fall dürfen die Einspritzöffnungen 222 und 223 in den Ausschnitten 226 und 227 sichtbar werden oder lecken.

Die Mischkammer 229 erweitert sich obeliskartig und ist an ihrem breiten Ende 252 offen. Die Mischvorrichtung 207 ist an ein Formwerkzeug 209 (Fig. 2b und 2c) angelegt, dessen Einlaßöffnung 253 an der Mischkammer 229 anliegt. Ein Angußkanal 254 führt zum Formhohlraum 255· Zwischen Mischvorrichtung 207 und Formwerkzeug 209 verläuft eine Trennebene 256, so daß beim Abfahren der Mischvorrichtung 207 das Formteil mit Angußstange und ausreagiertem Mischkammerinhalt als Einheit entformbar ist.

In der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3ä bis 3d besteht die Mischvorrichtung 307 aus zwei Gehäusteilen 312 und 313j die durch nicht dargestellte Schraubbolzen abdich- \ tend verbunden sind. Im Gehäuseteil 312 sind Gehäusebohrungen 314 und 315 vorgesehen, in denen Axialschieber 316 und 317 leicht verschiebbar und dennoch abdichtend eingepaßt sind. '.

Die Axialschieber 316 und 317 weisen zu den Zuführungsieitungen 303 und 304 hin Längsschlitze 318 und'319 auf (Fig. 3b), die die Zuführungsieitungen 303 und 304 in jeder Stellung mit den hohlen

He 31 ίί

309845/0586

Innenräumen 320 und 321 (Fig. 3c) der Axialschieber 316 und verbinden. Außerdem weisen die Einspritzöffnungen 322 und durch Ausschnitte 326 und 327 in der Wandung 328 in eine Mischkammer 329 hinein, und zwar im wesentlichen gegeneinandergerichtet (Fig. 3c). Die Kanten der Ausschnitte 326 und 327 dienen als Steuerkanten 330 bzw. 331 (Fig. 3e). In dieser Stellung sind die Rücklaufbohrungen 324 und 325 in den Gehäusebohrungen 314 und 315 totgeschlossen. In der Pausenstellung hingegen sind die Axialschieber 316 und 317 derart längsverschoben, daß die Einspritzöffnungen 322 und 323 in den Gehäusebohrungen 314 und 315 totgeschlossen sind (Fig. 3b) während die Rücklaufbohrungen 324 und 325 mit den Anschlüssen 332 und 333 der Rücklaufleitungen 310 und 311 übereinstimmen, so daß die Reaktionskomponenten bei arbeitenden Pumpen im Kreislauf gefördert werden¹.

Die Axialschieber 316 und 317 sind mit einem Stellantrieb versehen. Dieser besteht aus einem pneumatisch beaufschlagbaren Druckraum 359, der im Gehäuseteil 312 vorgesehen ist und mit den Gehäusebohrungen 314 und 315 in Verbindung steht. Die Köpfe der Axialschieber 316 und 317 sind als beaufschlagbare Kolben ausgebildet.

Rückstellfedern 360 und 361 führen die Axialschieber 316 und in ihre Ausgangsstellung zurück. Bei Beaufschlagung werden die Axialschieber 316 und 317 gegen die Rückstellfedern 360 und gedruckt-und schlagen gegen eine Wegbegrenzungseinrichtung an. Sie besteht aus Anschlagstiften 342 und 342', die mittels Mikrometerschrauben 343 und 343' getrennt einstellbar sind. So sind trotz des gemeinsamen Stellantriebes 334 die Axialschieber 316 und 317 gleichzeitig verschieden weit verschiebbar, wodurch sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a bis 2f hier in vorteilhafter Weise der Einspritzdruck jeder Komponente getrennt und verschieden hoch einstellen läßt. Die Rücklaufbohrungen 322 und 323 sind gleichzeitig als Drosselstellen 345 und 346 ausgebildet.

He 31 - 12 -

209845/0585

Außerdem ist eine Losreißvorrichtung 347 vorgesehen, die mit der Betätigungseinrichtung 334 identisch ist und nach dem Arbeitsvorgang und Rückstellung der Axialschieber 316 und 317 mittels eiyaer zugeordneten Wegbegrenzungssperre 349 deren Hub begrenzt, damit bei der Losreißbewegung der Schieber 316 und 317 die Einspritz öffnungen 322 und 323 von de.n Wandungen der Gehäusebohrungen 314 und 315 verdeckt bleiben. Die Wegbegrenzungssperre 349 besteht aus einem Joch 362 mit zwei auf den Anschlagstiften 342 und- 343 konzentrisch geführten, gegen die Axialschieber 316, 317 weisenden Hohlschäften 363 und 364, während an der anderen Seite des Joches 362 ein Kolben 365 vorgesehen ist, der in einem Druckraum 366 geführt ist." Die Wegbegrenzungssperre 349 ist nach dem Formfüllvorgang von Hand oder automatisch einschaltbar, indem der Druckraum 366 beaufschlagt wird. Durch Betätigung der Losreißvorrichtung 347 führen nun die Axialschieber 316 und 317 einen kurzen Hub aus, bis sie an . ·. der Wegbegrenzungssperre 349 anschlagen. Dabei löst sich der in der Mischkammer 329 verbliebene ausreagierte Gemischrest von den berührten Mantelflächen'350 und 351 der Axialschieber 316 und 317.

/ Die Mischkammer 329 erweitert sich allseitig und ist an ihrem breiten Ende 352 offen. Die Mischvorrichtung 307 ist an ein Formwerkzeug 309 angelegt (Fig. 3b und c), desse.n Einlaßöffnung an der Mischkammer 329 anliegt. Ein Angußkanal 354 führt zum Formhohlraum 355. Zwischen Mischvorrichtung 307 und Formwerkzeug 309 verläuft eine Trennebene 356, so daß beim Abfahren der Mischvorrichtung 307 das Formteil mit Angußstange und ausreagiertem Mischkammerinhalt als Einheit entformbar ist«

Fig. 3e zeigt eine sich erweiternde Mischkammer 329, bei der die Steuerkanten 330 und 331 schräg zu der"Bewegungsrichtung der Axialschieber 316 und 317 angeordnet sind.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a und 4b zeigt eine kombinierte Abwandlung der Ausführungsbeispiele nach Fig. 2a bis 2f und Fig. 3a bis 3e.

He 31 - 13 -

309845/0585

Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a bis 2f erfolgt die Umschaltung zwischen Arbeits- und Pausenstellung durch einen Stellantrieb 434, der aus einer hydraulisch bewegbaren .Zahnstange 437 mit Rückstellfeder 441 besteht. Sie kämmt mit dem Zahnrad 435 eines Drehschiebers 416, das in das Zahnrad eines zweiten Drehschiebers 417 eingreift. .

Die Einstellung der Einspritzdrücke der Komponenten erfolgt jedoch in Anlehnung an die Ausführungsform gemäß Fig. 3a bis 3e durch eine Stellvorrichtung 448. Sie besteht aus Stellstiften 442 und 442', die gegen die unteren Stirnseiten der Drehschieber 416 und 417 anliegen. An den oberen Stirnseiten der Drehschieber 416 und 417 liegen Rückstellfedern 467 und 468 an. Die· freien Querschnitte der Einspritzöffnungen und 423 werden also durch Axialverschiebung der Drehschieber 416 und 417 in Bezug auf die Steuerkanten 430 und 431 eingestellt, während die Auf-Zu-Umstellung durch Drehbewegung erfolgt

Eine Losreißvorrichtung mit Wegbegrenzungssperre zeigt dieses Ausführungsbeispiel nicht, Diese zusätzlichen Merkmale können aber analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a bis 2f gestaltet sein.

Fig. 5a und 5b zeigen eine andere kombinierte Abwandlung der Ausführungsbeispiele nach Fig. 2a bis 2f und 3a bis 3e.

Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a bis 3e erfolgt die Umschaltung zwischen Arbeits- und Pausenstellung durch einen Stellantrieb 534, die aus einem hydraulischen Druckraum 559 besteht, in den die als Kolben ausgebildeten Enden von Axialschiebern 516· und 517 weisen. Die Gehäusebohrungen 514 und 515 des Gehäuseteils 512 sind in das Gehäuseteil 513 verlängert, in denen die unteren Enden der Axialschieber 516 und 517 geführt und von Rückstellfedern 569 und 570 belastet werden. Die Einstellung der Einspritzdrücke der Komponenten erfolgt hier in Anlehnung an die Ausführungsform nach Fig. 2a bis 2f. Eine hydraulisch verstellbare Zahnstange 537 weist einen Anschlag 544 auf. Sie kämmt mit einem Zahnrad 535 des Axial-

He 31 - 14 -

309845/0585

Schiebers 516, das in ein Zahnrad 536 des Axialschiebers 517 eingreift. Mit dem Anschlag 544 korrespondiert ein mittels einer Mikrometerschraube 543 einstellbarer Anschlagstift 542. Dies^" Teile bilden die Anschlagvorrichtung 548. Damit lassen sich die freien Querschnitte der Einspritzöffnungen 522 und in Bezug auf die Steuerkanten 530 und 539 und damit die Einspritzdrücke der Komponenten einstellen.

He 31 - 15 -

309 8.4 5/05Ä5

Claims

Patentansprüche:

π J Vorrichtung zum Herstellen von Schaum-, Homogen- oder

;rukturstoffen aus mindestens zwei flüssigen Reaktionskomponenten, bestehend aus Vorratsbehältern für die Reaktionskomponenten und aus Zuführungsleitungen, die über Pumpen zu einer eine Mischkammer aufweisende Mischvorrichtung führen, wobei den Zuführungsleitungen bewegungstechnisch miteinander gekoppelte Schieber zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (216,217; 316,317; 416,417; 516,517) an den Enden der Zuführungsleitungen (209,210; 309,310; 409,410; 509,510) angeordnet sind und Einspritzöffnuhgen (222,223; 322,323; 422,"423; 522,523) aufweisen, und daß die Wandung (228,328) der Mischkammer (229,329) für jeden Schieber (216, 217; 316,317; 416,417; 516,517) einen Ausschnitt (226,227; 326,327) aufweist, in dem ein Teil der Mantelfläche (250,251; 350,351) des Schiebers (216,217; 316,317; 416,417; 516,517) die Wandung (228,328) der Mischkammer (229,329) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber als Drehschieber (216,217; 416,417) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber als Axialschieber (316,317; 516,517) ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschieber (216,217; 416,417) ineinandergreifende Zahnräder (235,236; 435,436) aufweisen, und daß eines dieser Zahnräder (235,435) mit einer Zahnstange (237,437) kämmt, die mit einem Stellantrieb (234,434) versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Axialschieber (316,317;516,517) mit einer hydraulischen oder pneumatischen Stelleinrichtung (347) verbunden sind.

He 31 - 16 -

309845/0585
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ausschnitte (226,227; 326,327) in der Wandung (228, 328) der Mischkammer (229, 329) als Steuerkanten (230,231; 330,331; 430,431; 530,531) ausgebildet sind und den Schiebern (216,217; 316,317; 416,417; 516,517) in Richtung Arbeitsstellung· eine einstellbare Anschlagvorrichtung (248, 348, 448, 548) zugeordnet ist. *
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder. 4 unter Verwendung von Drehschiebern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ausschnitte(426, 427) in der Wandung der Mischkammer als Steuerkanten (430, 431) ausgebildet sind und die Drehschieber (416, 417) voneinander unabhängige Axialverstelleinrichtungen. (448) aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 5 unter Verwendung von Axialschiebern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Ausschnitte in der Wandung der Mischkammer als Steuerkanten (530, 531) ausgebildet sind und die Axialsch.ie.ber (516, 517) eine Drehverstelleinrichtung (537, 535, 536) aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkanten (330, 331) als Schrägkanten ausgebildet sind. '
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9? dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (216,217; 316,317) Rücklaufbohrungen

ί(224, 225; 324, 325) aufweisen, die mit Rücklaufleitungen (210,211; 310,311) korrespondieren.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rücklaufleitungen (232,233) je eine Drosselstelle (245., 246) angeordnet ist.

He 31 - 17 -

309845/0586
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufbohrungen (324, 325) der Schieber (316, 317) als Drosselstellen (345, 346) ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Querschnitte der Drosselstellen (245,246; 345,346) und Einspritzöffnungen (222,223; 322,323) je Schieber (216,217; 316,317) aufeinander abgestimmt sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (229, 329) von einer Trennebene (256, 356) durchzogen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (207, 307) an einem Formwerkzeug (209, 309) angeordnet ist und mit der Trennebene des Formwerkzeuges (209, 309) eine gemeinsame Trennebene (256, 356; 229,329) bildet, wobei die Wandung (228,329) der Mischkammer (229,329) hinterschneidungsfrei gestaltet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (216,217; 316,317) mit einer Losreißvorrichtung (247, 347) versehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16 unter Verwendung von Drehschiebern, dadurch gekennzeichnet, daß die Losreißvorrichtung (247) aus dem Stellantrieb (234) der Drehschieber (216,217) besteht, wobei der Stellantrieb (234) eine Wegbegrenzungssperre (248,249) aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 unter Verwendung von Axialschiebern, dadurch gekennzeichnet, daß die Losreißvorrichtung (347) aus der hydraulischen oder pneumatischen Stelleinrichtung (334) der Axialschieber (316, 317) besteht, wobei die Stelleinrichtung (334) eine Wegbegrenzungssperre (349) aufweist.

He 31 - 18 -

309845/0585

Leerseite