DE2360154A1 - Einrichtung zum verarbeiten von mehrkomponenten-kunststoffen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Verarbeiten von Mehrkomponenten-Kunstatoffen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Yerarbeiten von Mehrkomponenten-Kunststoffen, wobei die Einrichtung einerseits für jede Kunststoffkomponente mit mindestens einem Vorratsbehälter sowohl über eine Zuführ- als auch über eine Rückführleitung verbindbar ist und andererseits in eine Hischtülle mündende Austrittsöffnungen besitzt.
• Die unmittelbar im Bereich der Verarbeitungastelle vorgesehene Einrichtung soll es ermöglichen, daß die der Verarbeitung zuzuführenden Kunststoffkomponenten unter gleichem Druck stehen, wobei die Einrichtung einen möglichst einfachen konstruktiven Aufbau haben soll. Gemäß der Erfindung wird es nun dadurch erreicht, daß die Austrittsöffnungen durch hydraulische Austrittsventile und die Rückführleitungen durch hydraulische RUckführventile wechselweise zu öffnen bzw. zu schließen sind und die das hydraulische Medium aufnehmenden Kammern sowohl der Austrittsventile miteinander wie auch jene der Rückführventile miteinander hydraulisch verbunden sind. Ohne die Erfindung einzuschränken, wird ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Verarbeitungsstation für zwei Kunststoffkomponenten; Fig. 2 einen Längsachnitt durch die Einrichtung gemaß d.r Schnittlinie II - II in Fig. 3i Fig. 3 einen quersohnitt nach der Linie III - III in Fig. 2; Fig. 4 einen weiteren querschnitt nach der Linie IV - IV in Fi. 2 bzw. Fig. 3; Fig. 5 eine Variante eines Ventils.
• Die Fig. 1 seigt das Schema einer Verarbeitungsstation. Die beiden Behälter A und B beinhalten die beiden zu verarbeitenden Kunststoffkomponenten, die über die näher noch zu beschreibende Einrichtung 1, nachstehend Spritz- oder Gießkopf genannt, mit angebauter Mischtülle 8 ftir die Verarbeitung vereinigt, nach außen gestoßen werden. Die in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile symbolisieren die beiden unterschiedlichen Kunststoffkomponenten und ihre Flußrichtung. Von beiden Behältern A und B führt Je eine Zuführleitung 3 bzw. 5 zur Einrichtung 1, wobei in diese Leitungen Pumpen 2 eingebaut sind. Ferner führt von der Verarbeitungsstelle 1 - 8 für Jede Komponente getrennt eine RiickfUhrleitung 4 bzw 6 zurück zum jeweiligen Vorratsbehälter A oder B.
• Den inneren Aufbau des Spritz- oder Gießkopfes zeigen nun die 'lg 2 bis 4. In ein Gehäuse 7, das mehrteilig ausgebildet rist, mündet in die Bohrung 9 beispielsweise die eine ZuSührleitung 3 und er Kanal 10 eht außerhalb des Gehauses 7 in die Rückführleitung 4 über. Die Austrittsmündung 33 führt in die Mischtülle 8. Ein aus Ventilkörper 11 und Ventilsitz 31 bestehendes Austrittsventil verschließt oder öffnet diese Mündung 35. Ein aus Ventilkörper 12 und Ventilsitz 30 bestehendes Xückführventil öffnet bzw. verschließt die Rückführleitung 4 bzw. den dieser Leitung zugeordneten Kanalabschnitt 10. Den möglichen Fluß der Kunststoffkomponente deuten die in Fig. 2 eingetragenen Pfeile 34 an. Die Ventilkörper 11 und 12 sind jeweils an Membranen 13 und 14 befestigt, die ihrerseits in geeigneter Weise in Gehäuse 7 mehrteilig ausgebildet, so daß die Montage beispielsweise dieter Membranen durchgeführt werden kann. Jede Membran 13 und 14 begrenzt nun eine Kammer 15 und 16. Diese Kammern münden in einen gemeinsamen Zylinder 17, in welchen ein mittels einer doppelten Kolbenstange 15 gelagerter und gegen die Kraft einer Feder 20 versohiebbarer Kolben 18 angeordnet ist,. Durch den Kolben 18 wird der Zylinder 17 in zwei Teilräume 17' und 17" getrennt, in welche auch nach außen führende Einfüllkanäle 21 und 22 münden, welche mittels der Vorschlußschrauben 23 und 24 dichtend verschlossen werden können.
• Die Verschiebung des Kolbens 18 wird durch den mit dessen Kolbenstange 19 fest verbundenen Kolben 25 erreicht. Uber Bohrungen 27 und 28 kann der Kolben 25 wechselseitig beaufschlagt bzw. belüftet werden, wobei die Schraube 29 als Drosselorgan dient.
• Die in Zusammenhang mit Fig. 2 für eine Kunststoffkomponente beschriebenen Teile sind nun in korrespondierender und analoger Weise innerhalb des Gehäuses 7 auch für die zweite Kunststoffkomponente vorgesehen, was beispielsweise aus den Schnittzeichnungen Fig. 3 und Fig. 4 entnehmbar ist, welche allerdings das zum Austrittaventil 11 - 31 korrespondierende Austrittsventil für die zweite Komponente nicht zeigen, das jedoch in genau derselben Weise hinter dem in Fig. 3 ersichtlichen rechten Rückführventil 35 vorgesehen ist, wie dies in Zusammenhang mit der Fig. 2 für die eine Kunststoffkomponente beschrieben wurde. Dem den Ventilen 11 - 31 bzw. 12 - 30 zugeordneten Zylinder 17 und dem darin verschiebbar gelagerten Kolben 18 entsprechen nun in analoger Weise fEr du Austrittaventil und das RUckführventil der zweiten Kunststoffkomponente der Zylinder 170 und der darin gelagerte, verschiebbare Kolben 180. Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß die durch die Kolben 18 bzw. 180 getrennten Teilräume 17' und 170' bzw. 17" und 170" der Zylinder 17 und 170 Jeweils durch Querbohrungen 36 und 37 miteinander hydraulisch rerbunden sind. Eine Bohrung 38 durchsetzt das Gehäuse 7 sur Gänze und diese Bohrung dient beispielsweise zur Aufnahme einer Antriebswelle für eine Rührspindel, die in der Mischtülle 8 der Verarbeitungsstation vorgesehen ist. Die Einrichtung ist bezüglich der Qu.rschnittsebenen 39 und 40 vollständig symmetrisch.
• Wie bereits einleitend erwähnt, dient die Einrichtung dem Zweck, die im Bereich der Verarbeitungastelle anstehenden und noch voneinander getrennten Kunststoffkomponenten unter mdglichst gleichem Druck zu halten, und zwar unabhängig von ihrer jeweiligen Temperatur, Viskosität und Fördermenge. Die Einrichtung arbeitet nun wie folgt, wobei von der aus ?ig. 2 ersichtlichen Stellung ausgegangen wird und vorausgesetzt sei, daß die in sich geschlossensen Kammern 15 und. 16 bzw. die Teilräume der Zylinder 17 und 170 zur Gänse mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt sind. Die Austrittsvontile sind geschlossen, die Rückführventile sind geöffnet und der Kolben 18 bzw. der Kolben 180 befindet sich in der aus der Fig. 2 ersichtlichen Stellung. Die ron den Pumpen 2 (Schemazeichnung Fig. 1) geförderten Kunststoffkomponenten fließen über die Zuführleitungen 3 und 5 zur Einrichtung 1 und über die darin angeordneten und vorgegebenerweise geöffneten Rückführvontile und die Rückführleitungen 4 und 6 in ihren jeweiligen Vorratsbehälter getrennt zurück. Da der Druck der beiden Kunststoffkomponenten in den Ventilkammern in der Regel unterschiedlich ist, beispielsweise sei der Druck in der Kammer 41 gegenüber jenem in der Kammer 45 geringer, so findet nun über die Kammern 15 und 16, über die Zylinderräume 17' und 170' sowie über die Ausgleichsleitung 37 ein Druckausgleich statt, so daß sich das Ventil 35 etwas öffnet, wogegen sich das Ventil 12 - 30 etwu schließt, bis in den beiden Ventilkammern 41 und 42 wiederum dieselben DrUcke herrschen, wobei die beiden Ventile unterschiedliche Öffnungsweiten in der Regel aufweisen. Sollten nun die Kunststoffkomponenten der Mischtülle und somit der Verarbeitung zugelei@@t werden, so wird die Leitung 28 (Fig. 2) entlüftet und die Leitung 27 belüftet oder unter Druck gesetzt, wodurch der Kolben 18 bzw.
• der Kolben 180 schlagartig nach links geschoben wird. Dabei wird die in den Kammern 15 und 43 bzw. 17' und 170' befindliche Flüssigkeitsmenge oder Flüssigkeitssäule räumlich verschoben. wodurch sich die Rückflußventile schließen, welche - siehe oben - unterschiedliche Öffnungsweiten aufgewiesen haben. Aus diesem Grunde liegen auch die beiden Flüssigkeitssäulen oder Flüssigkeitsmengen, einerseits 15 - 17' und andererseits 43 - 170' unterschiedliche Wege zurück, was sich auf den Verschiebeweg der Kolben 18 und 180 unmittelbar überträgt, so daß die den Austrittsventilen zugeordneten Flüssigkeitsmengen bzw. -säulen ebenfalls unterschiedlicht Wegstrecken ausweichen, eo daß die Auslaßventile stich nur um Jenes Ausmaß öffnen, welches, das ihnen zugeordnete Rüokführventil bei einem Schließwege zurückgelegt hat.
• Die paar- und wechselweise Umschaltung der Austrittsventile und der Rückführventile wird - wie vorstehend erwähnt, - durch die Verschiebung der Kolben 18 und 180 vorgenommen, deren Verschiebewege in der Regel unterschiedlich groß sein werden. Werden die Kolben 25 bzw. 250 rechtseitig mit einem Druckmedium beaufschlagt, so werden die beiden Kolben 18 und 180 schlagartig nach links geschoben,-wobei ihr Verschiebeweg in der oben geschilderten Weise vorgegeben ist, nämlich durch das Ausmaß der Jeweiligen möglichen räumlichen Verschiebung der Flüssigkeitsmengen und Säulen, dir jeweils von der Öffnungsweite der Ventile abhängig ist. Dadurch wird nun die von den Teilräumen 15 und 172 bzw. 43 und 170' aufgenommene Flüssigkeitssäule oder Menge räumlich verschoben, so daß die Membranen 13 und 44 nach unten ausweichen und dabei die Ventilkörper auf ihre Ventilsitze in schließende Stellung drücken.
• Hingegen liegen die Verhältnisse bei den Austrittsventilen gerade umgekehrt, weil nun dort die korrespondierenden Flüssigkeitssäulen oder Mengen gegenüber den Membranen der Ventile zurückweichen, so daß1 da dort ein Vakuum nicht entstehen kann, die Membranen und die daran befestigten Ventilkörper beispielsweise 11 nach oben gezogen und damit das Austrittsventil geöffnet wird.
• Ein mit den Zylinderräumen 17 bzw. 170 in Verbindung stehendes Leitungsstück 45 kann eine Verdrängerschraube 46 aufweisen, mit welcher die Ventile mehr oder weniger vorgespannt werden können, in den mit dieser Schraube auf das in den Zylinderräumen vorhandeln flüssige Medium mehr oder weniger Druck ausgeübt wird.
• Bei der vorstehend beschriebenen Einrichtung wurden sogenannte Membranventile gezeigt. Da solche Membranen formlabil sind, sind für die Ventilkdrper Führungsorgane vorzusehen, welche doch der Übersiehtlichkeit wegen nicht dargestellt wurden. Anstelle solcher Membranen können aber auch Bälge verwendet werden, was Fig. 5 schematisch zeigt. Grundsätzlich wäre es auch möglich, den Ventile körper an einem Kolben zu befestigen, der frei beweglich in der entsprechenden Ventilkammer zu lagern ist. Da solche Kolben jedoch in der Regel größere Verstellkräfte für die Überwindung der Haftreibung benötigen als Membranen oder Bälge, dürfte den letzteren der Vorzug einzuräumen sein.
• Die Einrichtung wurde ferner in Zusammenhang mit zwei u verarbeitenden Kunststoffkomponenten erläutert. Sie kann ab.r aueh für mehr als zwei Komponenten ausgelegt werden. In diesem Fall sind die entsprechenden Ventilpaare in entsprechenden Vielfachen vorzusehen. Es ist auch möglich, zumindest theoretisch, die Kumern 13 und 16 so weit zu verkürzen, daß die Membranen 13 - 14 unmittelbar im Bereich der Wandung des Zylinders 17 liegen.

Claims (10)

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Einrichtung zum Verarbeiten von Mehrkouponenten-Kunststoffen, wobei di. Einrichtung einerseits für Jede Kunststoffkomponente mit mindestens einem Vorratsbehälter sowohl über eine ZufUhr- -als auch über eine Rückführleitung verbindbar ist und andererseits in ene Mischtülle od. dgl. mündende Austrittsöffnungen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen durch hydraulische Austrittsventile und die Rückführleitungen durch hydraulische Rückführventile wechselweise zu öffnen bzw. zu schließen sind und die du hydraulisch. Medium aufnehmenden Kammern sowohl der.Austrittsventile miteinander wie auch jene der Rückführventile miteinander hydraulisch verbunden sind.

2. Einrichtung. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß die Kammern der Rückführventile und jene der Austrittsventile für du hydraulische Medium in einen gemeinsamen Zylinder münden, in welchem ein Kolben hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch od.dgl. verschiebbar gelagert ist und der Kolben den Zylinder in zwei Teilräume trennt, wobei. in den einen Teilraum die Kammern der Austrittsventile und in den anderen Teilraum die Kammern der Rückführventile münden.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teilräume nach außen führende, verschließbare Bohrungen als Füllkanäle aufweisen.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bia 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils den Kammern eines Rückführventiles und eines Austrittsventiles, also eines einer Kunststoffkomponente zugeordneten Ventilpaares ein einziger Zylinder zugeordnet ist und die Teilräume der einzelnen Zylinder unterschiedlicher Ventile paare miteinander verbunden sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile als Balg- oder Menibranventile ausgebildet sind, in dem die schließenden Ventilkörper mit einem Balg oder einer Membran verbunden sind, welche einen Teil der Kammer bilden, bzw. diese begrenzen.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einen der Füllkanäle ein von außen betätigbarer Verdrängerschaft ragt.

L Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Füllkanal eine Querbohrung vorgesehen ist, in welche der Schaft einer Schraube ragt.

8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gegkennzeichnet, daß der Kolben nur über einen Teil der Länge des ihn aufnehmenden Zylinders verschiebbar ist.

iL Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Länge des Verschiebeweges des Kolbens gegeben ist durch den Abstand der Kammermündungsöffnungen unterschiedlicher Ventilgruppen.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern und die ihnen zugeordneten Teilräume der Zylinder in sich geschlossene Räume bilden, welche durch Verschiebung des Kolbens eine wechselweise räumliche Verlagerung der von ihnen aufgenommenen Flüssigkeitssäulen oder Mengen ermöglichen.