DE2419961A1

DE2419961A1 - Verfahren und giesskopf zum taktweisen einspritzen bzw. giessen von fliessfaehigen kunststoffen, insbesondere polyurethan

Info

Publication number: DE2419961A1
Application number: DE2419961A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: WIKOLIN POLYMER CHEMIE
Current assignee: WIKOLIN POLYMER CHEMIE
Priority date: 1974-04-25
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1975-11-06

Description

Verfahren und Gießkopf zum taktweisen Einspritzen bzw. Gießen von fließfähigen Kunststoffen, insbesondere Polyurethan.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum taktweisen Einspritzen bzw. Gießen von fließfähigen Kunststoffen, insbesondere Polyurethan, in Formen od. dgl., mit einem Gießkopf, der in einer Kammer, vorzugsweise einer Mischkammer zum Vermischen von den Kunststoff bildenden, gesondert zuyeführten Komponenten, den Werkstoff für einen Gieß- bzw.
Spritztakt aufnimmt, wobei zur Beendigung eines Spritztaktes die Materialzufuhr zum Gießkopf bzw. zu dessen Mischkammer unterbrochen wird. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Gießkopf zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Verarbeitung fließfähiger Kunststoffe, insbesondere Polyurethan-Kunststoffe, werden üblicherweise die miteinander vermischten Komponenten aus dem Mischkopf von oben her in eine Form od. dgl. eingeführt. Bei einem Niederdruck- Mischkopf gelangt dabei der Kunststoff überwiegend durch freien Fall in die Form.
Bei taktweise arbeitenden mischköpfen dieser Ãrt besteht ein wesentlicher Nachteil darin, daß bei Beendigung eines Gießtaktes noch eine gewisse nicht erwünschte Menge des Kunststoffes aus dem Mischkopf in die Form od. dgl. nachläuft. Dieser Nachlauf bzw dieses Nachtropfen ist darauf zurückzuführen, daß die bisher üblichen Niederdruck-Mischköpfe nicht schlagartig und ohne Nachlauf abgeschaltet werden können. Überwiegend wird bei derartigen Mischköpfen der Gießvorgang dadurch beendet, daß die Zufuhr der Materialkomponenten zur Mischkammer unterbrochen wird. Diese Unterbrechung der Komponentenzufuhr hat jedoch nicht zur Folge, daß die Abgabe der gemischten Komponenten aus dem Mischkopf an eine Form sofort beendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Arbeitsverfahren sowie einen hierfür geeigneten Gießkopf vorzuschlagen, und zwar insbesondere einen Niederdruck-Gießkopf für die Verarbeitung von Polyurethan, durch das bzw durch den das Nachfließen oder Nachtropfen des Werkstoffes bei Beendigung eines Gießtaktes zuverlässig unterbunden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Beendigung eines Gießtaktes in der Kammer des Mischkopfes, insbesondere in der Mischkammer, ein Unterdruck erzeugt wird.
Durch diesen Unterdruck wird verhindert, daß der bei Beendigung eines Gießtaktes in der Mischkammer noch vorhandene mehr oder weniger bereits durchmischte Werkstoff aus der Mischkammer infolge Eigengewicht austritt. Die Wirkung des Unterdrucks erstreckt sich über einen ausreichenden Zeitraum, nämlich bis zum Beginn des nächsten Gießtaktes.
Vorzugsweise wird der Unterdruck in der Mischkammer des Gießkopfes dadurch hergestellt, daß bei Beendigung des Gießtaktes das Volumen der Kammer vergrößert wird. Hierdurch entsteht ein Unterdruck, mit der Wirkung, daß in einer Austrittsöffnung der Mischkammer bzw. in einem Gießkanal vorhandene und leicht austropfende Rückstände der Kunststoffmischung in die vergrößerte Kammer zurückgezogen werden.
Der Gießkopf gemäß Erfindung ist mit einer Mischkammer ausgestattet, die aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen besteht, derart, daß durch Relativbewegung dieser Teile zueinander eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Kammervolumens erfolgt. Die beiden beweglichen Teile, vorzugsweise teleskopartig ineinanderfassende Kammerhälften, sind zwischen zwei Endstellungen bewegbar, wobei die eine Endstellung der Gießphase und die andere Endstellung den tropffreien Pausen zwischen zwei Gießtakten zugeordnet ist.
Die Erzeugung des Unterdrucks in der Mischkammer durch Vergrößerung des Volumens hat dabei den besonderen Vorteil, daß zugleich mit der Unterdruckerzeugung der für den Werkstoff zur Verfügung stehende Raum im Mischkopf vergrößert wird.
An die Mischkammer schließt üblicherweise ein Gießkanal bzw.
ein kanalförmiges Mundstück an. Der sich bei Beendigung eines Spritztaktes notwendigerweise in diesem Mundstück befindende Kunststoff wird durch die Volumenerweiterung der Mischkammer in diese zurückgezogen, wobei das größere Volumen der Kammer die Aufnahme dieser Kunststoffmenge ermöglicht. Insgesamt kann aber das Volumen der Mischkammer im Verhältnis zu bisher bekannten Konstruktionen klein gehalten werden, da durch die Volumenveränderung eine Anpassung an den unterschiedlichen Raumbedarf während des Gießtaktes und danach gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 den Gießkopf in Ausgangsstellung, im Längs- bzw. Vertikalschnitt, Fig. 2 den Gießkopf gemäß Fig. 1 in Gießstellung.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Gießkopfes ist für die Verarbeitung von Polyurethan bestimmt. Der Gießkopf ist zu diesem Zweck mit einer Mischkammer 10 ausgerüstet, in die die Komponenten des Kunststoffes über Zuführungsleitungen 11 und 12 eingeführt werden. In den Zuführungsleitungen 11 und 12 sind pneumatisch verstellbare Absperrventile 13 und 14 angeordnet.
In der Mischkammer 10 ist ein Rührwerk 15 für die Durchmischung der Komponenten angeordnet. Eine Rührwerkswelle 16 tritt oben aus dem Gehäuse der Mischkammer 10 aus. Diese Rührwerkswelle 16 wird in geeigneter, bekannter Weise angetrieben.
Am unteren Ende ist die Mischkammer mit einer Austrittsöffnung 17 und einem diese umgebenden Mundstück 18 versehen. Der Giesskopf wird mit dieser Austrittsöffnung 17 bzw. dem Mundstück 18 über den Bereich einer Form oder, entsprechend dem bevorzugten Anwendungsgebiet, einen Bereich eines Verpackungsteils, z. B.
eines Deckels für einen Behälter, gefahren. Für die Ausgabe einer Kunststoffcharge werden die Absperrventile 13 und 14 durch Druckluftbeaufschlagung geöffnet. Über die Zuführungsleitungen 11 und 12 werden von Dosierpumpen (nicht dargestellt) aus Vorratsbehältern die einzelnen Komponenten in die Mischkammer 10 gefördert. Gleichzeitig wird das Rührwerk 15 in Gang gesetzt. Damit beginnt auch der Austritt des durchmischten Kunststoffes aus der Austrittsöffnung 17 in die Form od. dgl. Zur Beendigung eines Gießtaktes werden die Absperrventile 13 und 14 durch Entlüften unter Wirkung einer Rückstellfeder geschlossen, so daß die Zufuhr der Materialkomponenten unterbrochen ist. Zugleich wird das Rührwerk stillgesetzt.
Um bei Beendigung bzw. danach einen weiteren Austritt von Werkstoff aus der Mischkammer zu vermeiden, wird in dieser ein Unterdruck mit Beendigung des Gießtaktes, nämlich beim Schließen der Absperrventile 13 und 14 erzeugt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieser Unterdruck durch Vergrößern der Mischkammer 10 hervorgerufen. Das Gehäuse der Mischkammer besteht zu diesem Zweck aus zwei Teilen, nämlich einem äußeren Führungsgehäuse 19 und einer in diesem verschiebbaren Gehäusehülse 20. Die beiden Gehäuseteile 19 und 20 sind gegeneinander abgedichtet. Die Gehäusehülse 20 bildet den unteren bzw. innenliegenden Teil des die Mischkammer 10 umgebenden Gesamtgehäuses. In der unteren Wandung der Gehäusehülse wird die Austrittsöffnung 17 mit dem Mundstück 18 gebildet. Die Gehäusehülse 20 ist in dem äußeren Führungsgehäuse 19 axial, nämlich in Vertikalrichtung, verschiebbar, und zwar in Aufwärtsrichtung gegen den Druck einer Feder 21.
Diese Feder 21 belastet die Gehdusehülse 20 stets in die Ausgangsstellung gemäß Fig. 1. In dieser Stellung hat die Mischkammer 10 das maximale Volumen. Die Gehäusehülse 20 stützt sich dabei mit einem unteren Bereich, nämlich einer ringsherum laufenden Schulter 22 über einen Druckring 23 unter Zwischenschaltung eines Membranringes 24 auf einen nach innen vorspringenden ringförmigen Ansatz 25 des c-iußeren Führungsgehäuses 19 ab.
Während eines Gießtaktes haben die einzelnen Teile des Gießkopfes die Stellung gemäß Fig. 2. Die innere Gehausehülse 20 ist hierbei innerhalb des ë.ußeren Führungsgehauses 19 in eine obere Endstellung gefahren, in der der obere Rand der Gehäusehülse 20 an der Innenseite des Führungsgehäuses 19 anschlägt. Die Feder 21 ist hierbei zusammengedrückt. In dieser Stellung sind auch durch Druckluftbeaufschlagung über Druckluftleitungen 26 und 27 die Absperrventile 13 und 14 geöffnet.
Die Gehäusehülse 20 ist bei dem vorliegenden Ausführung sbeispiel mit Hilfe von Druckluft aus der Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 in die gemäß Fig. 2 bewegt worden. Zu diesem Zweck ist der Ansatz 25 des äußeren Führungsgehäuses 19 mit einem ringsherum laufenden Luftkanal 28 ausgerüstet. Dieser ist zum Membranring 24 hin offen. Eine Druckluftleitung 29 ist an diesen Luftkanal 28 angeschlossen. Die Druckluftleitung 29 schließt vorzugsweise an das Druckluftsystem der Absperrventile 13 und 14 an, so daß gleichzeitig mit dem Öffnen dieser Absperrventile 13 und 14 der Luftkanal 28 beaufschlagt wird. Der Druck in diesem Luftkanal 28 bewirkt eine Verformung des Nembranringes 24 in dem Sinne, daß dadurch die Gehäusehülse 20 über den Druckring 23 gegen die Feder 21 axial verschoben, nämlich aufwärtsbewegt wird.
Bei Beendigung eines Gießtaktes durch Entlüften der Absperrventile 13 und 14 wird zugleich der Luftkanal 28 entlüftet.
Die Folge davon ist, daß die Gehäusehülse 20 unter Wirkung der Feder 21 in die Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 zurückkehrt.
Dadurch wird das Volumen der sich aus den Gehäuseteilen 19 und 20 zusammensetzenden mischkammer 10 vergrößert. Der hierdurch erzeugte Unterdruck verhindert einen weiteren Austritt von Werkstoff. Eventuell vorhandene Rückstände im Mundstück 18 werden in die vergrößerte Mischkammer 10 zurückgezogen.
Der dargestellte Gießkopf ist einfach aufgebaut und leicht zu Reinigungszwecken od. dgl. demontierbar. Das äußere Führungsgehäuse 19 besteht aus einem fest mit dem Gießkopf verbundenen Grundstück 30. An dieses schließt über Gewinde ein Zwischenstück 31 an. Hierauf sitzt wiederum, ebenfalls mit Gewinde, der Ansatz 25. In den Ansatz 25 ist, wiederum mit Gewinde, eine den unteren Teil der Gehäusehülse 20 dicht umgebende Dichthülse 32 eingesetzt.

Claims

Ansprüche

t Verfahren zum taktweisen Einspritzen bzw. Gießen n n fließfähigen Kunststoffen, insbesondere Polyurethan, in Formen od. dgl., mit einem Gießkopf, der in einer Kammer, vorzugsweise einer Mischkammer zum Vermischen von den Kunststoff bildenden, gesondert zugeführten Komponenten, den Werkstoff für einen Gieß- bzw. Spritztakt aufnimmt, wobei zur Beendigung eines Spritztaktes die Material zufuhr zum Gießkopf bzw. zu dessen Mischkammer unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beendigung eines Spritz-bzw. Gießtaktes in der Kammer (Mischkammer 10) des Gießkopfes ein Unterdruck erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck durch Vergrößerung des Volumens der den Kunststoff aufnehmenden Kammer des Gießkopfes, insbesondere der Mischkammer (10), erzeugt wird.
3. Gießkopf zum taktweisen Einspritzen bzw. Gießen von fließfähigem Kunststoff, insbesondere Polyurethan, in normen od. dgl., mit einer Kammer zur Aufnahme des Werkstoffes für einen Spritz- bzw. Gießtakt, insbesondere einer Mischkammer zum Vermischen von den Kunststoff bildenden, gesondert zugeführten Komponenten, wobei zur Beendigung eines Gieß- bzw.

Spritztaktes die Material zufuhr zum Gießkopf bzw. zur Mischkammer unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (Mischkammer 10) an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.
4. Modifikation eines Gießkopfes nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Kammer (Mischkammer 10) veränderbar ist.
5. Gießkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne-L, daß ein die Mischkammer (10) begrenzender Teil des Gießkopfes zur Vergrößerung oder Verkleinerung der Mischkammer (10) relativ zum übrigen Teil des Gießkopfes verschiebbar ist.
6. Gießkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mischkammer (10) durch wenigstens zwei teleskopartig ineinanderfassende Gehäuseteile gebildet ist, die relativ zueinander bewegbar sind.
7. Gießkopf nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mischkammer (10) durch ein festsitzendes Führungsgehause (19) und durch eine zum Teil in das Führungsgehäuse (19) eintretende, relativ zu diesem verschiebbaren Gehäusehülse (20) besteht.
8. Gießkopf nach einem der Ansprüche 5 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Gehäuseteil, insbesondere die Gehäusehülse (20), gegen die Belastung einer Feder (21) aus einer dem maximalen Volumen der Mischkammer (10) entsprechenden Stellung in eine dem minimalen Volumen der Mischkammer (10) entsprechenden Stellung bewegbar ist.
9. Gießkopf nach einem der Ansprüche 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Gehäuseteil, insbesondere die Gehäusehülse (20), bei Beendigung eines Gießtaktes durch Druckluft beaufschlagbar ist, derart, daß es in die dem minimalen Volumen entsprechende Stellung bewegbar ist.
10. Gießkopf nach Anspruch 9 sowie einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Gehäuse teil (Gehäusehülse 20) über einen elastischen £embranring (24) beaufschlagbar ist, der einerseits einen Luftkanal (28) überdeckt und andererseits an einem Teil der Gehusehülse (20) anliegt.
11. Gießkopf nach Anspruch 10 sowie einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftzufuhr zum Luftkanal (28) mit der Druckluftzufuhr zu absperrvenXilen (13, 14) der Mischkammer (10) synchron gesteuert ist, vorzugsweise durch Anschluß an eine gemeinsame Druckluftleitung.
12. Gießkopf nach Anspruch 10 sowie einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen des Membranringes (24) über einen Druckring (23) auf eine Schulter (22) der Gehäusehülse (20) übertragbar sind.
13. Gießkopf nach einem der Ansprüche 5 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Gehäuseteil (Führungsgehäuse 19) aus mehreren durch Schraubgewinde lösbar miteinander verbundenen Teilen besteht.

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