DE2364501B2 - Einspritzdüse fur Schaummaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse für Schäummaschinen zum Einspritzen der Reaktionskomponenten in die rührwerkslose Mischkammer eines Mischkopfes, bestehend aus einem Gehäuse mit darin geführter Düsennadel, die einerseits über einen Schaft mit einer Zwangssteuervorrichtung korrespondiert und andererseits mit einer Düsenöffnung zusammenwirkt, wobei eine Zuleitung, bestehend aus einer Gehäusebohrung und einer im Gehäuse angeordneten Ringnut, vor der Düsenöffnung endet.

Derartige Einspritzdüsen werden insbesondere in den Mischköpfen für Schäummaschinen, beispielsweise in der Polyurethan-Verarbeitungstechnik, verwendet.

Allgemein üblich sind auch heute noch federbelastete, auf Druckunterschied ansprechende Düsennadeln. Das Schließen der Düsen wird durch Druckabfall beim öffnen von Rückströmventilen in Kreislaufleitungen bewirkt; das öffnen der Düsen durch Schließen der Rückströmventile infolge Druckaufbaues. Im letzteren Fall muß das gesamte Leitungssystem auf denjenigen Druck gebracht werden, bei dem die Feder der Düsennadel nachgibt. Dieser Vorgang ist gleichbedeutend mit einer zusätzlichen Kapazität der Leitung, die zeitverschiebend wirkt. Dadurch wirkt sich auch die Anlaufströmung, die den öffnungsdruck aufbaut und die Düsennadel schließlich in einem Einschwingungsvorgang vom DUsensitz abhebt, zeitverschiebend aus. Diese asynchronen Anlaufströmungen der verschiedenen Komponenten sowie das Einschwingungsverhalten des Masse-Feder-Systems der Einspritzdüse wird zur Zeit mit einem sogenannten Speicherkolben ausgeglichen. Dadurch ist aber ein weiteres Masse-Feder-System mit eigenem Schwingungsverhalten in dem dynamisch empfindlich reagierenden System enthalten.

Je mehr Komponenten bzw. Einspritzdüsen an dem Vorgang beteiligt sind, desto unwahrscheinlicher wird es, daß alle Komponenten das gleiche Vorlaufsverhalten zeigen, d.h. daß eine rezepturgetreue Mischung zustande kommt Das unerwünschte Vor- und Nacheilen einer Komponente beim öffnen oder Schließen der Düsen, das Fehler in den durch Formverschäumung hergestellten Fertigteilen verursacht, läßt sich also kaum verhindern.

Es sind auch zwangsgesteuerte Einspritzdüsen bekanntgeworden, um das Vor- und Nacheilen zu vermeiden. Die Rückströmventile liegen dabei weit vor den Einspritzdüsen im Leitungssystem. D.h., beim Schließen der Rückstromventile und gleichzeitigem öffnen der Einspritzdüsen hat sich die Strömung in den zwischen den Rückströmventilen und den Einspritzdüsen liegenden Leitungsstücken noch nicht beruhigt, so daß ein gleichzeitiges Einströmen im vorbestimmten Mengenverhältnis pro Zeiteinheit gerade in diesem wichtigen Anfangss&dium auch hier nicht gewährleistet ist. Ähnliche Probleme liegen beim Umschalten auf Rücklauf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einspritzdüse zu schaffen, die frei von Einschwingvorgängen ist und die deshalb sowohl ein zeitsynchrones Einbringen der Komponenten als auch das Einbringen in die Mischkammer im vorbestimmten Mengenverhältnis gewährleistet, so daß die Herstellung einwandfreier Formteile ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schaft der Düsennadel eine Ringnut aufweist, über die in Ruhestellung die Zuleitung mit einer Rücklaufleitung verbunden ist, während in Arbeitsstellung der Schaft die Verbindung von Zuleitung und Rücklaufleitung unterbricht.
Dadurch wird erreicht, daß das Umschaltorgan für Vorlauf und Rücklauf gleichzeitig durch die Einspritzdüse gebildet ist. Der besondere Vorteil liegt darin, daß bei dieser Ausführungsform die Einspritzdüse selbst dauernd mit dem Förderdruck der Komponente beaufschlagt bleibt, so daß dieser auch bei geschlossener Düse unmittelbar vor der Düsenöffnung ansteht. Die Düsenöffnung wird dauernd, auch während der Zeit der Kreislaufförderung, durch das hindurch- bzw. daran vorbeiströtnende Material auf gleichbleibender Temperatur gehalten, wodurch die Dichtigkeit im Schließzustand verbessert wird und zum anderen auch die geförderte Komponente selbst keine Änderung ihrer Eigenschaften erfährt. Das verbleibende Lei.stungsstück zwischen Rücklaufleitung und Düsenöffnung ist derart klein, daß dynamische Störungen beim Umschaltvorgang nicht auftreten können.

An sich sind bei Schäummaschinen Mischköpfe bekannt, die Ventile zur Zuführung der Komponenten aufweisen, die in ähnlicher Weise wie bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse die Verbindung von Umleitung und Rücklaufleitung gestatten. Es handelt sich dabei um einen anderen, unter Niederdruck arbeitenden Maschinentyp, dem solche Anwendungsgebiete vorbehalten sind, die ein kontinierliches Arbeiten über längere Zeiträume erfordern, wie beispielsweise die Blockschäumtechnik oder die Sandwickplattenherstellung. Bei jenen Anwendungsgebieten fällt die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik nicht ins Gewicht. Deshalb war es für den Fachmann auch nicht möglich, aus diesem Stand der Technik Anregungen für die Lösung des bei rührwerkslosen Mischköpfen anstehenden Problems zu entnehmen.

Die Erfindung erlaubt zwei wesentliche Ausführungsformen: Nach der ersten Ausführungsform überdecken

sich in Ruhestellung die Ringnut des Gehäuses und die Ringnut des Schaftes mindestens teilweise. Hierbei führt also die Rücklaufleitung unmittelbar vor der Düsenöffnung ab.

Nach der zweiten Ausführungsform zweigt von der Gehäusebohrung ein Stichkanal ab, der in Ruhestellung die Zuleitung über die Ringnut des Schaftes mit der Rücklaufleitung verbindet. Dabei ist der Abstand des Stichkanals von der Düsenöffnung zwar etwas größer, aber immer noch klein genug, damit sich keine negativen Einflüsse bemerkbar machen.

In einer Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einspritzdüse im Zusammenhang mit einem Mischkopf in zwei Ausführungsbeispielen rein schematisch im Schnitt dargestellt und nachstehend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Mischkopf gemäß erstem Ausführungsbeispiel mit geöffneter Einspritzdüse,

F i g. 2 den Mischkopf nach F i g. 1 mit geschlossener Einspritzdüse,

F i g. 3 den Mischkopf gemäß zweitem Ausführungsbeispiel mit geöffneter Einspritzdüse und

F i g. 4 den Mischkopf nach F i g. 3 mit geschlossener Einspritzdüse.

In F i g. 1 und 2 ist ein Mischkopf 1 in einem Formwerkzeug 2 integriert. Der Mischkopf 1 besteht aus den beiden Einspritzdüsen 3, die gegeneinandergerichtet in eine zugehörige Mischkammer 4 weisen. Sie öffnet über einen Angußkanal 5 in einen Formhohlraum 6. Die Formtrennebene 7 durchzieht auch die Mischkammer 4 und den Angußkanal 5. Die Einspritzdüsen 3 bestehen jeweils aus einem Gehäuse 8, in dem eine Düsennadel 9 geführt ist. Die Nadelspitze 10 korrespondiert mit dem Dichtsitz 11 einer Düsenöffnung 12, vor der eine Ringnut 13 im Gehäuse 8 angeordnet ist, die zusammen mit einer Gehäusebohrung 14 die Zuleitung für die Komponente bildet. Der Schaft 15 der Düsennadel 9 weist eine Ringnut 16 auf, die derart angeordnet ist daß sie bei geschlossener Düse 3 (F i g. 2) sich mit der Ringnut 13 des Gehäuses 8 überdeckt und auch dann noch im Bereich einer Rücklaufleitung 17 liegt, die aus dem Gehäuse 8 herausführt und ein Drosselorgan 18 aufweist. Das andere Ende der Düsennadel 9 ist als beidseitig beaufschlagbarer Hydraulikkolben 19 ausgebildet, der in einer zylindri· sehen Erweiterung 20 geführt kt. In sie münden hydraulische Zu- und Ableitungen 21, 22. Eine einstellbare Schraube 23 dient der Hubbegrenzung. Um die Düsennadel 9 während der Pausenzeit in Schließstellung zu halten, ist eine Druckfeder 24 vorgesehen.

ίο Das Ausführungsbeispiel nach Fig.3 und 4 unterscheidet sich von dem gemäß F i g. 1 und 2 nur unwesentlich:

Ein Mischkopf 31 ist in einem Formwerkzeug 32 integriert. Der Mischkopf 31 umfaßt zwei Einspritzdüsen 33, die gegeneinandergerichtet in eine zugehörige Mischkammer 34 weisen. Diese öffnet über einen Angußkanal 35 in einen Formhohlraum 36. Die Formtrennebene 37 durchzieht auch die Mischkammer 34 und den Angußkanal 35. Die Einspritzdüsen 33 bestehen jeweils aus einem Gehäuse 38, in dem eine Düsennadel 39 geführt ist. Die Nadelspitze 40 korrespondiert mit einem Dichtsitz 41 der Düsenöffnung 42, vor der eine Ringnut 43 im Gehäuse 38 angeordnet ist, die zusammen mit einer Gehäusebohrung 44 die Zuleitung für die Komponente bildet Von der Gehäusebohrung 44 zweigt ein Stichkanal 55 zum Schaft 45 der Düsennadel 39 hin ab. Diese weist eine Ringnut 46 auf, die so angeordnet ist, daß sie nur bei geschlossener Düse 33 den Stichkanal 55 mit einer Rücklaufleitung 47 verbindet, die aus dem Gehäuse 38 herausführt und ein Drosselorgan 48 aufweist. Das andere Ende der Düsennadel 39 ist als beidseitig beaufschlagbarer Hydraulikkolben 49 ausgebildet, der in einer zylindrischen Erweiterung 50 geführt ist In sie münden hydraulische Zu- und Ableitungen 51, 52 einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) ein. Eine einstellbare Schraube 53 dient der Hubbegrenzung. Um die Düsennadel 39 während der Pausenzeiten in Schließstellung zu halten, ist eine Druckfeder 54 vorgesehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einspritzdüse für Schäummaschinen zum Einspritzen der Reaktionskomponenten in die rührwerkslose Mischkammer eines Mischkopfes, bestehend aus einem Gehäuse mit darin geführter Düsennadel, die einerseits über einen Schaft mit einer Zwangssteuervorrichtung korrespondiert und andererseits mit einer Düsenöffnung zusammenwirkt, wobei eine Zuleitung, bestehend aus einer Gehäusebohrung und einer im Gehäuse angeordneten Ringnut, vor der Düsenöffnung endet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (15, 45) der Düsennadel (9, 39) eine Ringnut (16, 46) aufweist, über die in Ruhestellung die Zuleitung (13, 14 bzw. 43, 44) mit einer Rücklaufleitung (17, 47) verbunden ist, während in Arbeitsstellung der Schaft (15, 45) die Verbindung von Zuleitung (13, 14 bzw. 43,44) und Rücklaufleitung (17,47) unterbricht

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Ruhestellung sich die Ringnut (13) des Gehäuses (8) und die Ringnut (16) des Schaftes (15) mindestens teilweise überdecken.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Gehäusebohrung (44) ein Stichkanal (55) abzweigt, der in Ruhestellung die Zuleitung (13,14) über die Ringnut (46) des Schaftes (45) mit der Rücklaufleitung (47) verbindet