DE2313455B1 - Vorrichtung zum Einspritzen von zwei Flüssigkeiten in eine Mischkammer - Google Patents

Description

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Verteilerdüse gelegen ist. In dieser Verteilerdüse ist Fig. 1 eine Seitenansicht einer Einspritzvorrichzwischen der Mischkammer und der Ausgangsöffnung tung mit einer mechanischen Koppelung der Einein Staukörper angeordnet. Dieser Staukörper erlaubt spritzdüsen, teilweise im Schnitt,
die Verkleinerung des Durchmessers des Ausgangs Fig. 2 eine Seitenansicht einer abgewandelten der Verteilerdüse und liefert eine passende Mischung 5 Ausführungsform der in F i g. 1 dargestellten Vorder Reaktionskomponenten. richtung,

Die Erfindung arbeitet nach unterschiedlichen F i g. 3 eine Draufsicht auf das Verbindungsglied

Prinzipien zum kontinuierlichen Herstellen ehe- mit der Nadel der ersten Einspritzdüse,

mischer Produkte, wie beispielsweise Polyurethan- F i g. 4 ein Kräftediagramm zum leichteren Ver-

schaum, aus zwei flüssigen Komponenten, wobei zwei io ständnis der einzelnen Vorrichtungsteile und ihrer

Nadeldüsen als Einspritzdüsen verwendet werden, Wirkung.

wie sie beispielsweise von Dieselmotoren her bekannt In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen

sind, und die einander gegenüberliegen und in der Bezugsziffern bezeichnet.

Höhenlage leicht versetzt zueinander angeordnet F i g. 1 zeigt die beiden Einspritzdüsen H₁ und H₂, sind, so daß die Komponenten tangential und in un- 15 wobei die eine Einspritzdüse H₁ im Axialschnitt darmittelbarer Nachbarschaft miteinander in die Misch- gestellt ist. Die beiden Einspritzdüsen sind gleich kammer eintreten. Diese Einspritzdüsen werden von aufgebaut, so daß nachfolgend nur die Einspritzzwei volumetrischen Pumpen mit konstanter Förder- düse H₁ beschrieben wird. Diese Einspritzdüse, deren menge gespeist, die durch einen einzigen Steuermotor Aufbau an sich bekannt ist, weist eine Flüssigkeitsangetrieben sind. so eintrittsöffnung 1' und einen Innenkanal 2' auf, der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in eine Ringkammer 12' führt.

Vorrichtung zu schaffen, bei welcher ohne aufwendige Die Nadel 3' der Einspritzdüse weist einen Kopf

Steuereinrichtungen immer ein gleichzeitiges Ein- 10' auf. Die Nadel 3' wird mit Hilfe einer Schraube

spritzen von zwei Flüssigkeitskomponenten in die 11', deren Spitze 8' gegen den Nadelkopf 10' anliegt,

Mischkammer gewährleistet ist. 25 auf ihrem Ventilsitz gehalten. Wird die Nadel 3 unter

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer dem Druck der in die Ringkammer 12' einströmen-Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch ge- den Flüssigkeit in Fig. 1 nach links gedrückt, also löst, daß eine Kopplungseinrichtung mit einem entgegengesetzt dem mechanischen Druck, der auf sie Gelenkparallelogramm vorgesehen ist, das an den ausgeübt wird, gibt sie eine nicht näher bezeichnete Köpfen der Nadeln der Nadeldüsen angreift und ein 30 konische öffnung frei, durch welche die Flüssigkeit erstes Teil aufweist, das gegen den Kopf der Nadel in die Mischkammer entlang eines tangentialen Kader ersten Nadeldüse anliegt und um ein erstes fest- nals S' ausströmen kann. Die beiden Einspritzdüsen stehendes Schneidenlager verschwenkbar und mit sind in Vertikalrichtung leicht geneigt, dergestalt, daß einer Stange verbunden ist, die ihrerseits mit einem die beiden Kanäle 5 und 5' nebeneinanderliegen und zweiten Teil verbunden ist, das um ein zweites 35 eine rasche Rotationsbewegung der Mischung bewir-Schneidenlager verschwenkbar ist, das mit einem ken. Diese Anordnung ist auf dem einschlägigen dritten Teil zur Umkehr der Verstellrichtung ver- Fachgebiet bekannt.

bunden ist, das um ein drittes Schneidenlager ver- Die Kopplungseinrichtung zwischen den Einspritzschwenkbar ist und gegen den Kopf der Nadel der düsen besteht aus den Teilen A, B, C, einer Stange / zweiten Nadeldüse anliegt, dergestalt, daß ein öffnen 40 und einer Feder L. Die Teile A und C sind jeweils der ersten Nadeldüse durch Verschieben ihrer Nadel auf Schneidlagern D und D' verschwenkbar angeordbei geschlossener zweiter Nadeldüse zu einem raschen net. Das Teil A ist außerdem mit einer Druckfeder L öffnen der zweiten Nadeldüse durch zwangläufige verbunden. Die Stange / ist mit den Teilen A und C Verschiebung der Nadel dieser zweiten Nadeldüse in so gelenkig verbunden, daß sie die Bewegung des der anderen Richtung führt. 45 Gelenkpunktes des einen dieser Teile auf den Gelenk-

Mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wer- punkt des andern Teils überträgt. Das Teil B ist um

den die genannten Nachteile bekannter Einrichtungen ein Schneidlager D" verschwenkbar. Die Teile B

vermieden. Die Vorrichtung gewährleistet unter und C sind durch eine Kugel 9 miteinander verbun-

anderem das augenblickliche öffnen und Schließen den, die in zwei Ausnehmungen 6 und 7 dieser Teile

der Einspritzdüsen mit einer solchen Genauigkeit, 50 angeordnet ist und die Bewegung des Berührungs-

daß mit der Vorrichtung auch sehr kurze Einsprit- punktes der Kugel mit dem einen dieser Teile auf

zungen mit einem sehr kleinen Mischvolumen mög- den Berührungspunkt der Kugel mit dem anderen

lieh sind. dieser Teile überträgt. Es ist aus der Zeichnung er-

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist eine sichtlich, daß die beiden Teile C und B eine Vorrich-

mechanische Verbindung zwischen den Nadeln der 55 tung zur Umkehr einer Verstelleinrichtung bilden,

beiden Einspritzdüsen auf, die eine kleine Zeitkon- Die Teile A und B stehen über Schrauben 11 und 11'

stante hat und welche die beiden Einspritzdüsen bei in Berührung mit den Köpfen 10 und 10' der Nadeln

fehlender Flüssigkeitszufuhr geschlossen hält. Wird der Einspritzdüsen. Es ist auch noch ein anderes

jedoch eine der Einspritzdüsen geöffnet und liefert Schneidenlager E' vorgesehen, das mittels einer

die erste Komponente in die Mischkammer, bewirkt 60 Schraubmutter F einstellbar ist. Außerdem sind zwei

die Kopplungseinrichtung ein praktisch sofortiges Einstellschrauben / und K vorgesehen, deren Bedeu-

öffnen auch der zweiten Einspritzdüse, und umge- tung nachfolgend noch erläutert wird,

kehrt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Erfolgt keine Einspritzung, drückt die Feder L auf

Unteransprüchen aufgeführt. 65 das Teil A. Die Spitze 8 der mit dem Teil A verbun-

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der denen Schraube 11 drückt auf den Kopf 10 der Nadel

Zeichnung näher beschrieben. der Einspritzdüse H₂. Der von der Feder L auf das

Im einzelnen zeigt Teil A ausgeübte Druck wird über die Stange / auf

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die Teile C und B bis auf die Spitze 8' der Schraube derung der Durchlaufmenge zu verändern. Zu diesem 11' übertragen, die gegen den Kopf 10' der Nadel Zweck sind zwei Einstellschrauben / und K mit den der Einspritzdüse H₁ anliegt. Die beiden Nadeln der Teilen A oder C verbunden, und es sind entspre-Einspritzdüsen werden also mit Hilfe einer einzigen chende feste Anschläge vorgesehen, von denen der Feder L auf ihrem Ventilsitz gehalten, deren Kraft 5 eine mit der Bezugsziffer 13 bezeichnet ist. Diese Anfür die Düse H₂ über das Teil A und für die Düse H₁ schlage begrenzen die Verstellung der Schrauben über das Teil A, die Stange / und die Teile C und B und folglich die Verstellung der Köpfe 10 und 10' übertragen wird. Durch die Stange / wird eine gleich- der Nadeln der Einspritzdüsen, also die öffnung der mäßige Wirkung der Federkraft auf die beiden Na- Einspritzdüsen. Diese Begrenzung der Nadelversteldeln gewährleistet. Die wirksame Länge der Stange / io lung ist für die Einspritzdüsen H₁ und H₂ durch Drewird mit Hilfe des mittels der Schraubmutter F ver- hen der Schrauben gesondert möglich. Diese Einstellstellbaren Schneidenlagers E' eingestellt, während barkeit erlaubt es, innerhalb bestimmter Grenzen die das Gegenschneidlager E feststehend ist. Die Teile Reaktionsgeschwindigkeit der Mischung zu verändern A, B, C und /, welche die Kraft der Feder L ver- und ihr einen optimalen Wert zu geben,
teilen und übertragen müssen, arbeiten weit unter 15 Vorstehend ist eine Einspritzvorrichtung mit zwei ihrer Elastizitätsgrenze und erleiden dadurch keine Nadelventilen beschrieben worden, deren Nadeln mitdauerade Verformung. einander durch eine mechanische Kopplungseinrich-

Wird der Antriebsmotor der Pumpen eingeschaltet, tung verbunden sind, die ein Synchronisieren des fördern die Pumpen und bauen einen Druck in der Beginns und des Endes der Einspritzung erlaubt. Flüssigkeitsleitung auf. Man kann nun beispielsweise ao Diese mechanische Kopplungseinrichtung weist ein annehmen, daß die Geschwindigkeit des Druckanstie- System zum Regeln des Gleichgewichts der auf die ges der zur Einspritzdüse H₁ führenden Flüssigkeits- Nadeln ausgeübten Kräfte vor dem Beginn der Einkomponente größer ist als diejenige des Druckan- spritzung auf. Das Einjustieren der Kopplungseinstiegs der zur Einspritzdüse H₂ geführten Flüssig- richtung kann eventuell eine Bedienungsperson überkeitskomponente, insbesondere auf Grund des Unter- 35 fordern. Nachfolgend wird eine Abwandlung der in schiedes in der Viskosität der Komponenten. In die- F i g. 1 dargestellten Einspritzvorrichtung beschrieben, sem Falle öffnet zunächst die Einspritzdüse H₁, und die eine andere Regeleinrichtung aufweist, die leichderen Nadel 3' wird nach links verschoben. Der Kopf ter zu bedienen ist und die einen Ausgleich der auf 10' der Nadel 3' übt einen Druck auf die Spitze 8' die Nadeln vor dem Beginn der Einspritzoperation der Schraube 10' aus, das Teil B schwenkt um das 30 ausgeübten Kräfte erlaubt.

Schneidlager D" im Uhrzeigersinne, das Teil C In F i g. 2 ist das mit dem ersten Nadelkopf 10 zuschwenkt um das Schneidenlager D' im entgegenge- sammenwirkende Verbindungsteil A ersetzt durch setzten Drehsinne, die Stange / wird nach links ver- zwei Teile A1 und A 2, von denen das Teil A1 sich schoben, und das Teil A schwenkt um das Schneid- gegenüber dem Teil Al um die Achse 24 drehen lager D im Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft der 35 kann. Das Teil A 2 steht in Berührung mit dem fest-Druckfeder L. Der Kopf 10 der Nadel 3 wird also stehenden Schneidenlager D. Die Teile C und B zur von der Federkraft entlastet, und die Nadel 3 der Verbindung mit dem Kopf der anderen Nadel 10' EinspritzdüseH₂ kann sich in Fig. 1 nach rechts sind die gleichen Teile wie bei der Ausführungsform unter der Wirkung des in der Ringkammer 12 vor- nach Fig. 1, jedoch ist hier die Stange/ durch ein handenen Flüssigkeitsdruckes bewegen, so daß auch 4° Band oder Blatt aus Weicheisen ersetzt, das mit den das Einspritzventil H₂ geöffnet wird. Die beweglichen Teilen A1 und C fest verbunden ist. Die Gesamtheit Teile der Kopplungseinrichtung haben kein Spiel und der Teile Al, I und C bildet also nicht mehr ein auch praktisch keine mechanische Reibung, wodurch Gelenkparallelogramm. Das Band / bewirkt die Überder Synchronismus der Einspritzung der beiden Ein- tragung der von den Nadelköpfen auf die Teile A1 spritzdüsen gewährleistet wird. 45 und C ausgeübten Kräfte.

Die Kopplungseinrichtung wirkt reziprok, derge- Das Teil A 2 ist aus F i g. 3 ersichtlich. Es ist um stalt, daß ein öffnen der Einspritzdüse H₂ zwang- die Achse 24 in einer Ebene senkrecht zur Zeichenläufig auch zu einem öffnen der Einspritzdüse H₁ ebene drehbar. Die mit dem Kopf 10 der Nadel der führt, wie sich aus dem Aufbau der Kopplungsein- ersten Einspritzdüse in Berührung stehende Schraube richtung an Hand der vorstehend gegebenen Erläute- 50 11 ist im Teil A 2 befestigt. Das Teil A 2 ist zwischen rungen leicht ersehen läßt. den Armen 31 und 32 des Teiles A1 angeordnet,

Am Ende eines Einspritzvorganges wird der An- das mit dem Band / starr verbunden ist. Das Teil A 2 triebsmotor für die Pumpen abgeschaltet, und der weist eine Sperrschraube N auf, die in eine Gewinde-Druck der Flüssigkeitskomponenten in den Einspritz- bohrung des Abschnitts 25 des Teiles A1 eingedüsen fällt ab. Wenn beispielsweise der Druck in der 55 schraubt ist und mit welcher die Teile A1 und A 2 Einspritzdüse H, zuerst absinkt, wird ein Teil der auf nach einer bestimmten Relativdrehung von A1 gedie Nadel dieser Einspritzdüse ausgeübten Federkraft genüber A 2 festgestellt werden können, indem die frei, und die Feder bewirkt über die Teile A, B, C Schraubet gegen die Ränder 33 und 34 des Ab- und / einen entsprechenden Druck auf den Kopf 10 Schnitts 25 geschraubt wird. Die Achse des festen der Nadel der Einspritzdüse H₂. Erst wenn die Ge- 60 Schneidenlagers D ist mit 27, die Achse des auf den samtkraft der Feder L größer ist als die Summe der Kopf 10 der Schraube 11 der Einspritzdüse ausge-Gegendrücke beider Einspritzdüsen, schließen die übten Druckes ist mit 28, die Achse des Druckes der Einspritzdüsen. Dadurch wird wieder der Synchro- Feder L ist mit 22 und die Ebene des Bandes / ist mit nismus des Schließens der Einspntzdüsen am Ende der Bezugsziffer 23 bezeichnet. Die Feder L drückt eines Einspritzvorganges verwirklicht. 65 gegen die in einer Gewindebohrung des Teiles A1

Es ist außerdem eine Einrichtung vorgesehen, die eingeschraubte Schraube 21. Die Achse dieser

es erlaubt, die Temperatur der Komponenten bei Schraube 21 ist mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet,

ihrem Eintritt in die Mischkammer durch eine An- Die gleiche Verteilung der Kraft der Feder L auf die

beiden Einspritzdüsennadeln stellt sich automatisch ein, wie das Diagramm der F i g. 4 zeigt. Die Kraft F der Feder L verteilt sich in gleicher Weise auf die Achsen oder Ebenen 23 und 24. Die Kraft F setzt sich aus zwei gleichen Kraftkomponenten Fl und F 2 zusammen, da durch die Konstruktion die Abstände d der in Fig.4 bezeichneten Punkte 23 und 24 von der Richtung der Kraft F gleich sind. Die Kraftkomponente Fl, die bei 24 angreift, wird auf die Nadel der ersten Einspritzdüse über den Hebelarm übertragen, der gleich dem Abstand der Achsen 24 und

27 ist, und die gleiche Kraftkomponente F 2, die bei 23 angreift, wird auf die Nadel der zweiten Einspritzdüse an der Stelle 8' über das Band / und die Teile C und B übertragen. Die auf die beiden Nadeln ausgeübten Kräfte sind innerhalb der Elastizitätsgrenzen der Teile der mechanischen Kopplungseinrichtung gleich. Das gegenseitige Blockieren der Teile A1 und A2, nachdem die Federkraft auf die beiden Nadeln gleich verteilt ist, wird durch ein Festdrehen der Schraubet erreicht, wie oben bereits erläutert worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 409 509/398

Claims (7)

1 2 Druckfeder (L) das erste Teil (^1) beaufschlagt, Patentansprüche: dergestalt, daß die beiden Einspritzdüsen (H1, H2) bei nicht arbeitenden Pumpen schließen, daß die

1. Vorrichtung zum Einspritzen von zwei Druckkraft der Feder (L) zwischen der Drehachse Flüssigkeiten in eine Mischkammer, mit zwei ein- 5 des vierten Teiles (A₂) und der Übertragungsachse ander gegenüberliegenden Nadeldüsen, die durch der Kraft auf die zweite Einspritzdüse (H J gleich von einem gemeinsamen Motor angetriebene verteilt ist, die in der Ebene des Metallbandes (/) volumetrische Pumpen gespeist sind, dadurch liegt.

gekennzeichnet, daß eine Kopplungsein- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 6 oder 7, dariehtung mit einem Gelenkparallelogramm vor- io durch gekennzeichnet, daß eine Anschlagschraube gesehen ist, das an den Köpfen (10, 10') der (N), die durch eine Gewindeöffnung eines AbNadeln (3,30 der Nadeldüsen (H₁, H₂) angreift Schnitts (25) des ersten Teiles (A₁) hindurchge- und ein erstes Teil (A) aufweist, das gegen den führt ist, durch Anziehen eine Feststellung des Kopf (10) der Nadel (3) der ersten Nadeldüse (H₂) ersten Teiles (^₁) gegenüber dem vierten Teil anliegt und um ein erstes feststehendes Schneiden- 15 (A₂) erlaubt, damit eine Relativstellung dieser lager (D) verschwenkbar und mit einer Stange (I) Teile, in welcher die Federkraft auf die beiden verbunden ist, die ihrerseits mit einem zweiten Nadeln der Einspritzdüsen gleich verteilt ist, bei-Teil (C) verbunden ist, das um ein zweites behalten wird.
Schneidenlager (D') verschwenkbar ist, das mit
einem dritten Teil (B) zur Umkehr der Verstell- ao

richtung verbunden ist, das um ein drittes Schnei-

denlager (D") verschwenkbar ist and gegen den
Kopf (10') der Nadel (3') der zweiten Nadeldüse
(H₁) anliegt, dergestalt, daß ein öffnen der ersten

Nadeldüse durch Verschieben ihrer Nadel bei 95 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eingeschlossener zweiter Nadeldüse zu einem raschen spritzen von zwei Flüssigkeiten in eine Mischkamöffnen der zweiten Nadeldüse durch zwangläufige mer, mit zwei einander gegenüberliegenden Nadel-Verschiebung der Nadel dieser zweiten Nadeldüse düsen, die durch volumetrische Pumpen gespeist in der anderen Richtung führt. werden, die von einem gemeinsamen Motor ange-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 trieben sind. Mit einer solchen Vorrichtung können kennzeichnet, daß die zweiten und dritten Teile also beispielsweise zwei chemische Flüssigkeitskom- (C, B) durch eine Kugel (9) in Verbindung stehen, ponenten in eine Kammer eingespritzt werden, in der die in Ausnehmungen (6, 7) dieser Teile ge- eine Reaktion zwischen ihnen stattfindet.

lagert ist. Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen zum Ein-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 spritzen von Flüssigkeiten in eine Mischkammer bekennzeichnet, daß eine feststehende Druckfeder kannt. Beispielsweise ist durch die USA.-Patent-(L) auf das erste Teil (A) im Sinne einer Schließ- schrift 3 203 675 bekannt, bemessene Mengen eines kraft auf die beiden Einspritzdüsen (H₁, H₂) ein- Vorpolymers und eines Katalysators in eine Mischwirkt, solange die Pumpen der Vorrichtung nicht kammer in gewünschten Anteilen zu geben. Bei der durch den gemeinsamen Motor angetrieben sind. 40 hierzu verwendeten Vorrichtung sind zwei zylin-

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- drische Hilfsmeßkammern vorgesehen, die mit KoI-kennzeichnet, daß für jede Einspritzdüse (H₁, H₂) ben versehen sind, die durch doppeltwirkende eine mechanische Vorrichtung zur Begrenzung Ventile gesteuert sind und die in die Mischkammer der Öffnungsbewegung der Düsennadel (3, 3') die gewünschten Mengen der Produkte eingeben, die vorgesehen ist, mit welcher die Durchlaufmenge 45 miteinander reagieren und zu einer gewünschten der entsprechenden Flüssigkeiten durch die Ein- Mischung führen sollen.

spritzdüsen und folglich auch ihre Eintritts- Durch die USA.-Patentschrift 3 386 623 ist eine

temperatur in die Mischkammer verändert wird. Vorrichtung bekannt, mit welcher die Komponenten

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, einer Mischung in einem einstellbaren vorgegebenen dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur 50 Verhältnis in eine Mischkammer eingebracht werden. Begrenzung der öffnung der Einspritzdüsen (H₁, Diese Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Spei-H₂) durch zwei verstellbare Schrauben (/, K) ge- ehern der miteinander zu mischenden Komponenten, bildet wird, die mit dem ersten (A) und dem eine Verteilereinrichtung und zwei Speisevorrichtundritten Teil (B) verbunden und zwei feststehenden gen auf, welch letztere die Komponenten der VerAnschlägen (13) zugeordnet sind. 55 teilungseinrichtung zuführen, die zwischen einem

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ersten Zustand, in welchem die Komponenten in die kennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung ein Mischkammer eingebracht werden, und einem zweierstes U-förmiges Teil (^₁) aufweist, zwischen ten Zustand, in welchem die Elemente in die Speisedessen Schenkeln (31, 32) ein viertes Teil (A₂) vorrichtungen geführt werden, verstellbar ist.
angeordnet ist, das sich gegenüber dem ersten 60 Aus der USA.-Patentschrift 3 575 319 ist eine Ver-Teil (A₁) drehen kann, am ersten feststehenden teilereinrichtung für die Komponenten bekannt, die Schneidenlager (D) und über eine Schraube (11) nach dem Mischen die Erzeugung von Polyurethanam Kopf (10) der Nadel der ersten Einspritzdüse schaum erlaubt. Die Komponenten sind in zwei Kam-(H₂) anliegt, und daß das erste Teil (^₁) mit mern gespeichert, von denen jede mit einem durch einem Metallband (/) verbunden ist, das seiner- 65 eine Steuervorrichtung betätigten Ventil versehen ist. seits mit dem zweiten Teil (C) verbunden ist. Die aus diesen Kammern stammenden Flüssigkeiten

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, da- werden getrennt über kurze Leitungen in eine Mischdurch gekennzeichnet, daß eine feststehende kammer geführt, die am Ende einer rohrförmigen