DE2536883C2

DE2536883C2 - Düsenvorrichtung zum Spritzen eines Reaktionsgemisches zur Bildung von Schaumstoff

Info

Publication number: DE2536883C2
Application number: DE19752536883
Authority: DE
Inventors: Sven Olle Hästveda Andersson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-19
Filing date: 1975-08-19
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE7526243U; SE378075B; DE2536883A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Düsenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Herstellung von Schaumstoffartikeln laßt sich ein Reaktionsgemisch in flüssigem Zustand in einer Gießform verteilen, in welcher das Reaktionsgemisch unter Schäumen reagiert, so daß ein Schaumstoffkörper der gewünschten Gestalt erhalten wird. Die Verteilung des flüssigen Reaktionsgemisches muß möglichst gleichmäßig erfolgen, damit man ein gewünschtes Endprodukt erhält, besonders wenn die angewandte Gießform eine offene Gießform ist, in der das Reaktionsgemisch frei schäumen kann. Das sich in Reaktion befindende ReaktionsgemiscEi muß demnach so gleichmäßig wie möglich über die ganze Bodenfläche der Gießform verteilt werden, denn sonst wird die Höhe (Dicke) des gebildeten Schaumstoffkörpers schwanken. Die Verteilung des Reaktionsgemisches über die ganze Länge einer langgestreckten Gießform kann dadurch erfolgen, daß die Gießform mit gleichmäßiger Geschwindigkeit im Verhältnis zu der Düse bewegt wird, durch die das Reaktionsgemisch gespritzt wird. Theoretisch könnte auch die Verteilung des Gemisches über die Breite der Gießform dadurch erfolgen, daß die Form im Verhältnis zur Düse seitlich verschoben wird, wobei die Gesamtverteilung des Reaktionsgemisches in der Gießform durch eine Zickzackbewegung der Form erfolgen könnte. Alternativ kann selbstverständlich die Düse im Verhältnis zur Gießform bewegt werden. Eine Bewegung der Düse oder der Gießform in seitlicher Richtung ist dadurch nachteilig, daß die Bewegung mit hoher Geschwindigkeit erfolgen muß, wodurch eine beträchtliche Menge von Spritzern entstehen kann.

Die mit dem Spritzen eines Reaktionsgemisches in einer offenen Gießform verknüpften Probleme sind bei großen Gießformen, z. B. solchen zur Herstellung einer Schaumstoffschicht, die das Polsterungsmaterial in z. B. einem Bett bilden soll, besonders schwer zu bewältigen.

Die bisher zur Herstellung von großen Schaumstoffkörpern in offenen Gießformen verwendeten Düsen sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie das zur Bildung des Schaumstoffes bestimmte R^aktionsgemisch in unbefriedigender Weise über die ganze Gießformfläche verteilen. In den Fällen, wo man nach verschiedenen Seiten gerichtete Düsen zu gebrauchen versuchte, ist man bei der Reinigung der Düsen nach dem Spritzvorgang auf Schwierigkeiten gestoßen. Eine vollständige Reinigung ist jedoch notwendig, da das Reaktionsgemisch sonst die gesonderten Düsenaustritte schnell verstopfen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Düsenvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß eine bessere Verteilung des Reaktionsgemisches gewährleistet ist.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausbildung des Düsengehäuses mit einer runden Verteilungskammer läßt sich die Schleuderkraft des mit einer Drehbewegung zugeführten Reaktionsgemisches beim Spritzen des Gemisches durch die verschiedenen Düsenaustritte ausnützen. Wichtig ist, daß die verschiedenen Düsenaustrittskanäle von dem Randbereich der Verteilungskammer ausgehen, so daß das Reaktionsgemisch annähernd gleichmäßig und mit annähernd der gleichen Kraft durch die verschiedenen Düsenaustritte hinausgetragen wird.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So wird durch die Maßnahmen nach Patentanspruch 2 das Reaktionsgemisch zwangsläufig in einer von dem spitzen Randbereich gebildeten »Rinne« geleitet, aus welcher das Reaktionsgemisch

durch die verschiedenen Dosenaustrittskanäle hinausströmt, die rund um den Umfang der Verteilungskammer verteilt sind.

Wenn die Düsenvorrichtung zum Spritzen des Reaktionsgemisches über eine große rechteckige Gießformfläche benutzt werden soll, sind die Düsenausiritte vorzugsweise gemäß Patentanspruch 3 so nach verschiedenen Seiten gerichtet, daß sie zusammen einen linien- oder bandförmigen Bereich bespritzen. Die Düsenvorrichtung und/oder die Gießform werden dann in Bezug aufeinander entlang einer Bewegungsbahn verschoben, die zu dem von den Düsenaustritten bespritzten linien- oder bandförmigen Bereich zweckmäßigerweise etwa senkrecht ist.

Dadurch, daß die Verteilungskamrner rund ist und die verschiedenen Düsenaustrittykanäle von dem Randbereich der Verteilungskammer ausgehen, läßt sich die Düsenvorrichtung nach beendetem Spritzen des Reaktionsgemisches sehr leicht reinigen. Die Waschflüssigkeit wird sich nämlich annähernd gleichmäßig zwischen den verschiedenen Düsenaustrittskanäien verteilen, so daß sämtliche Düsenaustritte gereinigt werden. Dis Waschflüssigkeit, die eine beträchtlich niedrigere Viskosität hat als das Reaktionsgemisch, hat nämlich eine sehr viel größere Neigung zu einer ungleichmäßigen Verteilung zwischen den verschiedenen Düsenaustrittskanälen, falls diese nicht alle von dem Randbereich der runden Verteilungskammer ausgingen.

Beim Spritzen von Reaktionsgemischen zur Bildung von insbesondere Urethanschaumstoff ist es vorteilhaft, daß die Verteilungskammer ein möglichst geringes Volumen hat. Zu diesem Zweck kann gemäß Patentanspruch 4 die schalenförmige Verteilungskammer mit einer in der Mitte des Bodens der Verteilungskammer vorgesehener, das Volumen erniedrigende Erhöhung versehen werden. In dieser Erhöhung ist eine vorzugsweise kreuzförmige Vertiefung ausgefräst, deren Boden sich an die Schalenform des Verteilungskammerbodens anschließt. Hierdurch wird sich die nach dem Reinigungsvorgang zurückbleibende Menge Waschflüssigkeit in der Mitte des schalenförmigen Bodens zu Verteilungskammer ansammeln, von wo sie aus der Düse hinausgeblasen werden kann, indem ein Druckluftstrom gegen die Mitte des schalenförmigen Bodens der Verteilungskammer gerichtet wird.

Der mit der Verteilungskammer verbundene Mischer hat gemäß Patentanspruch 5 zweckmäßigerweise eine ringförmige Einmündung in die Verteilungskammer. Die Einmündung ist mit der runden Verteilungskammer annähernd konzentrisch. Hierdurch wird das unter Drehbewegung zugeführte Reaktionsgemisch mit etwa gleich großer Schleuderkraf' gegen den Randbereich der Verteilungskammer hinausgetragen.

Um eine Feineinstellung des gewünschten Spritzmusters zu ermöglichen, sind gemäß Patentanspruch 6 die verschiedenen Düsenaustritte als in der Mündungspartie der Düsenaustrittskanäle eingesetzte Düsen ausgebildet, die durch Drehung einstellbar sind und von denen der Durchlauf zumindest innerhalb des Durchlaufmündungsendes im Verhältnis zur Mündungspartie des zugehörigen Düsenaustrittskanals sehräggestellt ist. Eine Drehung der Düse wird demnach den Winkel zwischen dem Mündungsende der Düse und der Axialrichtung des Mischers ändern.

Der Mischer der Düsenvorrichtung besitzt gemäß Patentanspruch 7 zweckmäßigerweise als Mischorgan einen Läufer, dessen in der Verteilungskammer gelegenes Ende spitz ausgebildet ist, um sich annähernd

der Form des schalenförmigen Bodens der Verteilungskammer anzuschließen. Diese spitze Ausbildung des Mischerläufers reduziert auch das Volumen der Verteilungskammer und bringt außerdem den Vorteil, daß sie das Reaktionsgemisch gegen den Randbereich der Verteilungskammer hinausIenkL

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Düsenvorrichtung von unten gesehen,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1, und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-IlI in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Düsenvorrichtung besitzt einen Mischer mit einer Mischkammer, von welcher ein Mischrohr 1 ausgeht, in dem als Mischorgan ein Läufer 2 sitzt, der mit einem nicht gezeigten Motor verbunden ist, damit er mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden kann. Der Läufer 2 ist außerdem mit flachen, schraubenlinienförmigen Nuten in seiner Außenfläche versehen, um auch als Förderschraube zu dienen, so daß der Läufer gleichzeitig üas Reaktionsgemisch genau mischen und zum unteren Ende der Düsenvorrichtung hinabbefördern kann.

Das Mischrohr 1 ist an dem unteren Ende mit einem Düsengehäuse 3 verbunden. Das Gehäuse grenzt eine runde Verteilungskammer 4 ab. Das Gehäuse 3 ist schalenförmig, so daß die Verteilungskammer 4 ungefähr Schalenform erhält. Die Verteilungskammer 4 ist innerhalb ihres Randbereiches 5 spitz ausgebildet, so daß der genannte Bereich als eine Art »Rinne« dienen kann, in welcher sich das vom Mischer 1, 2 hinausgetragene Reaktionsgemisch unter der Einwirkung seiner Schleuderkraft ansammeln kann. Von dem Boden der Verteilungskammer nahe dem Randbereich derselben geht eine Anzahl Düsenaustrittskanäle 6 aus. Die der Verteilungskammer 4 nächstgelegenen Teile dieser Düsenaustrittskanäle sind in annähernd demselben Winkel zur Längsachse des Läufers 2 gestellt. Diese Düsenaustrittskanäle 6 sind an ihrem Mündungsende mit Düsen 7 verbunden, die in die Düsenaustrittskanäle 6 eingeschraubt sind. Die Düsen 7 sind im Verhältnis zum Düsengehäuse 3 drehbar und haben einen im Winkel gestellten Durchlauf (in Fig. 3 ist lediglich der äußere Teil des Durchlaufes in einem Winke! λ zur Längsachse der Düse gestellt), so daß eine Drehung der Düse 7 im Verhältnis zum Düsengehäuse 3 eine geringe Änderung des Spritzwinkels im Verhältnis zur Längsachse des Läufers 2 ergibt.

Damit die Verteilungskammer, 4 ein möglichst kleines Volumen erhält, ist der Boden der Kammer 4 mit kreisausschnittähnlichen Erhöhungen 8 ausgebildet, die von einer kreuzförmigen Ausfräsung 9 untereinander getrennt werden. Der boden der Ausfräsung 9 ist entsprechend dem schalenförmigen Boden der Kammer 4 ausgebildet. Das Volumen der Verteilungskammer 4 ist gleichfalls reduziert worden, indem der Läufer 2 mit einer Spitze 10 in die Verteilungskammer 4 hineinragt.

Wie besonders aus Fig.] ersichtlich ist, sind die Düsen 7 in verschiedene Winkel zur Längsachse des Läufers 2 (diese Achse ist senkrecht zur Zeichnungsebene in Fig. 1 gerichtet) gestellt worden. Zu diesem Zwecke haben einige Düsenaustrittskanäle 6 Winkelform erhalten, wie aus F i g. 2 hervorgeht.

Durch die in Fig. 1 gezeigte Winkelstellung der verschiedenen Düsen ⁷ wird die dargestellte Düsenvorrichtung einen linien- oder bandförmigen Bereich bespritzen, dessen Längsrichtung parallel zur X-Achse in Fig. 1 und 3 ist. Falls die Vorrichtung zum Spritzen

eines Reaktionsgemisches über eine große rechteckige Gießformiläche benutzt werden soll, wird die X-Achse zweckmäßigerweise parallel zu den kurzen Seiten der rechteckigen Gießform gerichtet und wird die Vorrichtung und/oder die Gießform längs der V-Achse in Fig. I und 2 verschoben. Die Verbreitung des Reaktionsgemisches wird hierdurch sukzessiv von dem einen kurzen Ende der rechteckigen Gießform zu deren anderem kurzen Ende erfolgen. Die Relativgeschwindigkeit zwischen der Vorrichtung und der Gießform wird hierdurch auf die Höhe oder Dicke der verbreiteten .Schaumstoffschicht einwirken.

Die erfindungsgemäße Düsenvorrichtung eignet sich insbesondere zum Spritzen von Urethanschaunistoff besonders bei der Herstellung von Polsterungslage in Sprungfederbetten. Gerade beim Spritzen von Urethan· schaumstoff ist es wichtig, daß das Vermischen und das Hinaustragen des Reaktionsgemisches, welches von zwei miteinander schnell reagierenden Komponenten gebildet ist, sehr schnell und gleichmäßig über die Fläche der Gießform stattfindet. Die hohe Reaktionsgeschwindigkeit erfordert außerdem nach jedem einzelnen Spritzvorgang eine genaue Reinigung der Düse, da der Urethanschaumstoff sonst die Düsenvorrichtung schnell verstopfen und unbrauchbar machen würde.

Dadurch, daß die verschiedenen Düsenaustrittskanäle 6 von Stellen ausgehen, die von der Mitte der Verteilungskammer etwa gleich weit weg liegen, wird das mit einer schnellen Drehbewegung abgegebenen Reaktionsgemiseh durch seine Schleuderkraft gleichmäßig und schnell zwischen den verschiedenen Austrittskanälen 6 verteilt, so daß eine gleichmäßige Verteilung des Reaktionsgemisches unter den verschiedenen Düsen erhalten wird. Nach Abschluß der Spritzvorgangs wird die Waschflüssigkeit hinzugeführt, welche ebenfalls unter den verschiedenen Düsen 7 gleichmäßig verteilt wird, so daß sämtliche Düsen 7 genau gereinigt werden. Nach Beendung der Zufuhr der Waschflüssigkeit werden sich die Reste der Flüssigkeit in der Mitte der schalenförmigen Verteilungskammer 4 ansammeln. Hiernach wird ein Druckluftstoß in die Verteilungskammer 4 geleitet, so daß die in der Ausfräsung 9 angesammelte Flüssigkeit restlos durch die Düsen 7 hinausgetragen wird.

Die oben beschriebene Ausführungsform ist lediglich als Beispiel angegeben und beschränkt somit nicht die Erfindung, denn der Verteilungskammer kann eine andere runde Form gegeben werden, wobei die Düsenaustrittskanäle jedoch immer noch von dem Randbereich der Verteilungskammer ausgehen müssen. Das im Ausführungsbeispiel gewählte linien- oder bandförmige Muster für die Düsen 7 läßt sich in Abhängigkeit von der Form des Gebietes variieren, das man ni't Reaktionsgemiseh abzudecken wünscht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Dusenvorrichtung zum Spritzen eines Reaktionsgemisches zur Bildung von Schaumstoff mit einem Mischer, dessen Mischorgan das Reaktionsgemisch mit einer Drehbewegung an ein Düsengehäuse abgibt und der eine runde Mischkammer besitzt, in die das Mischorgan mündet und die mit einem Düsenaustritt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsengehäuse (3 bis 9) eine runde Vertetlungskammer (4) besitzt in welche der Micher (1,2) einmündet und welche mit einer Anzahl Düsenaustritten (7) verbunden ist, die nach verschiedenen Seiten gerichtet sind, um das aus der Düse heraustretende Reaktionsgemisch in einem vorausbestimmten Muster zu verteilen, und daß die Verteilungskammer (4) und die verschiedenen Düsenaustritte (7) durch Düsenaustrittskanäle (6) miteinander verbunden sind, welche von dem Randberejch (5) der runden Verteilungskammer ausgehen.

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilungskammer (4) schalenförmig und an ihrem Randbereich (5) spitz ist, wobei die Düsenaustrittskanäle (6) von dem schalenförmigen Boden der Verteilungskammer (4) an dem spitzen Randbereich ausgehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenaustritte (7) nach verschiedenen Seiten so gerichtet sind, daß sie zusammen einen linien- oder bandförmigen Bereich bespritzen.

4. Vorrichtung nacb Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß üie schalenförmige Verteilungskammer (4) eine in der Wi .te des Bodens der Verteilungskammer angeordnete, das Volumen erniedrigende Erhöhung (8) hat, die eine vorzugsweise kreuzförmige Ausfräsung (9) aufweist, deren Boden sich an die Schalenform des Verteilerkammerbodens anschließt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung des Mischers (1, 2) in die Verteilungskammer (4) ringförmig ist und annähernd konzentrisch im Verhältnis zur runden Verteilungskammer (4) angebracht ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Düsenaustritte (7) als in der Mündungspartie der Düsenaustrittskanäle (6) eingesetzte, durch Drehung ^ro einstellbare Düsen (7) ausgebildet sind, von denen der Durchlauf zumindest innerhalb seines Mündungsendes im Verhältnis zur Mündungspartie des zugehörigen Düsenaustrittskanals (6, F i g. 3) schräggestellt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (1, 2) als Mischorgan einen Läufer (2) hat, dessen in der Verteilungskammer (4) gelegenes Ende (10) spitz ausgebildet ist, um sich der Form des schalenförmigen Bodens der Verteilungskammer (4) anzuschließen.