DE2758297A1

DE2758297A1 - Mischkopf zur formschaeumung von polyurethanen

Info

Publication number: DE2758297A1
Application number: DE19772758297
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Desma Werke GmbH
Current assignee: Desma Werke GmbH
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1979-06-28

Description

Mischkopf zur Formschäumung von Polyurethanen.
Die Erfindung betrifft einen Mischkopf zum Dosieren und Mischen von wenigstens zwei fließfähigen Materialkomponenten, insbesondere zur Formschäumung von Polyurethanen, mit einer Mischkammer, in die Düsen für die Materialkomponenten einmünden, und mit einem Rückflußsystem für die Materialkomponenten bei Beendigung eines Mischtaktes.
Beim Formschäumen von Polyurethanen werden zwei oder mehr Materialkomponenten unmittelbar vor dem Gießvorgang zusammengeführt und miteinander vermischt. Dosierung der Komponenten und innige Durchmischung derselben ist eine wesentliche Forderung an die Eigenschaften eines derartigen Mischkopfes.
Je nach dem Anwendungsbereich unterscheidet man zwischen Hochdruck-und Niederdruck-Mischköpfen. Die vorliegende Erfindung spricht in erster Linie - keineswegs aber ausschließlich - Mischköpfe für das Niederdruckverfahren an. Die Besonderheit dieses Niederdruckverfahrens besteht darin, daß die in die Mischkammer eingeführten Materialkomponenten in dieser durch ein bewegbares Mischwerkzeug miteinander vermischt werden, Die bisher in der Praxis eingesetzten Mischköpfe fAr Niederdruckverfahren sind so ausgebildet, daß in die Mischkammer mündende radiale Düsen für die Materialkomponenten durch axial bewegbare Ventilstößel sperrbar sind. Der Ventilstößel bildet dabei mit seinem unteren Ende eine Art Ventilkegel, der an einer entsprechend kegelförmig ausgebildeten, die Düse umgebenden Fläche in Absperrstellung Anlage erhält.
Die Arbeitsweise eines derartigen Mischkopfes ist in der Praxis unbefriedigend. Insbesondere ist es erforderlich, das Ventil für die Regelung des Materialflusses häufig zu reinigen, da Materialrückstände die Dichtigkeit in Schließstellung beeinträchtigen. Dieser Nachteil macht sich besonders dann bemerkbar, wenn die Materialkomponenten mit Füllstoffen, wie z. B. Kreide, versetzt sind. Die Verwendung derartiger Füllstoffe nimmt andererseits in der Praxis zu. Schließlich müssen bei den bekannten Ventilen bei einer notwendigen Veränderung des Durchflußquerschnitts die Düsen ausgebaut und durch andere, entsprechend bemessene ersetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischkopf zum Dosieren und Mischen von wenigstens zwei gießfähigen Materialkomponenten vorzuschlagen, bei dem die Nachteile bekannter Mischköpfe vermieden werden Insbesondere soll auch nach langer und häufiger Benutzungsdauer eine exakte Dosierung der Materialkomponenten auch bei kurzen Taktzeiten ermöglicht werden. Des weiteren wird durch die Erfindung eine einfachere Veränderung der Durchflußquerschnitte angestrebt. Schließlich soll der Mischkopf gemäß Erfindung einfacher und übersichtlicher aufgebaut sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jeder Materialkomponente ein Drehschieber zugeordnet ist, durch den die Materialkomponente alternativ über die Düse in die Mischkammer oder in das Rückflußsystem leitbar ist.
Bei der Verarbeitung von beispielsweise zwei Materialkomponenten sind demnach zwei Drehschieber in einem Gehäuse des Mischkopfes drehbar gelagert, und zwar derart, daf3 in einer Stellung die Materialkomponente über einen axial verlaufenden Schieberkanal mit radialer Anschlußbohrung und über die Düse in die Mischkammer gelangt, während nach Drehung des Drehschiebers um 900 die Materialkomponente in das Rückflußsystem geleitet wird (Rezirkulation).
Ein derartiger Mischkopf mit Drehschiebern kann besonders vorteilhaft für die Verarbeitung von Materialkomponenten mit Füllstoffen eingesetzt werden. Auch nach längerer Benutzungsdauer treten keine Undichtigkeiten und keine Verklemmungen auf. Durch die Drehbewegung des Absperrorgans werden Materialrückstände nach jedem Arbeitstakt selbsttätig wieder beseitigt.
Innerhalb des zentrischen Schieberkanals ist eine axial verstellbare Dosiernadel gelagert, die den Durchflußquerschnitt im Bereich der Umlenkung vom Schieberkanal in die radiale Anschlußbohrung zu verändern vermag.
Weitere Merkmale der Erfindung betreffen die Ausgestaltung des Drehschiebers, insbesondere im Hinblick auf dessen einwandfreie Lagerung sowie auf eine dauerhafte Dichtigkeit im Bereich der Abzweigung zur Mischkammer bzw. zum Rückflußsystem. Sodann beziehen sich weitere Merkmale der Erfindung auf die konstruktive Ausbildung des gesamten Mischkopfes.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Mischkopf im Querschnitt durch deren Mischkammer, zugleich Längsschnitt durch zwei Drehschieber, Fig. 2 einen um 900 versetzten Schnitt des Mischkopfes in Längsrichtung der Mischkammer, Fig. 3 den Mischkopf in Seitenansicht.
Der vorliegende Mischkopf besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 10: in dem etwa mittig durch eine zylindrische Bohrung eine Mischkammer 11,' gebildet ist. Diese Mischkammer 11, die sich üblicherweise senkrecht erstreckt, endet unten in einer Gleßmündung 12). Aus dieser tritt der fließfähige Werkstoff, gebildet aus wenigstens zwei innig miteinander vermischten Materialkomponenten, aus. Die Vermischung der Materialkomponenten erfolgt bei diesem für Niederdruckverfahren konzipierten Mischkopf durch ein in der Mischkammer 11 angeordnetes, drehbares Mischwerkzeug 13).
Zu beiden Seiten der Mischkammer 11' ist ein Kanalsystem für die ZufUhrung von jeweils einer Materialkomponente zur Mischkammer 11 vorgesehen. Die taktweise im wesentlichen gleichzeitige Zuführung von Chargen dieser Materialkomponenten zur Mischkammer 11 wird jeweils durch Drehschieber 14, 15 gesteuert und dosiert. Die Drehschieber 14, 15) bestehen jeweils aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse, welches in einer entsprechenden Gehäusebohrung 16 bzw. 17 drehbar gelagert ist. Die Drehschieber 14, 15 und damit deren Gehäusebohrungen 16, 17 erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene um 900 versetzt zu der Längsmittelebene der Mischkammer 11. Die Drehschieber 14, 15 kreuzen dadurch an zwei einander gegenüberliegenden Seiten die Mischkammer 11, und zwar mit geringem Abstand von dieser.
Die Materialkomponenten treten jeweils über Düsen 18 bzw. 19 in die Mischkammer 11 ein. Die vorgenannten Düsen 18, 19 sind radialgerichtet.
In den Drehschiebern 14, 15 bzw. in deren Gehäuse wird ein zentrischer Schieberkanal 20 bzw. 21 gebildet. An diesen schließen am Ende der Drehschieber 14, 15 Zuführungsleitungen 22, 23 im Bereich der Stirnflächen der Drehschieber 14, 15 an. Von den Schieberkanälen 20, 21 führen jeweils radialgerichtete Anschlußbohrungen 24, 25 zu den zugeordneten Düsen 18, 19. Die Relativstellung ist derart, daß während eines Arbeitstaktes (Fig. 1 und 2) die Anschlußbohrungen 24, 25 mit den Düsen 18, 19 im wesentlichen gleichachsig liegen.
Nach Beendigung eines Gießtaktes werden die Drehschieber 14, 15 um 900 gedreht, so daß die Anschlußbohrungen 24, 25 nunmehr an einen Rückflußkanal 26, 27 des in bekannter Weise wirkenden Rückflußsystems anschließen. Zur langfristigen Erhaltung der Dichtigkeit der Drehschieber 14, 15 sind diese im Bereich der Anschlußbohrungen 24, 25 und damit im Bereich der Düsen 18, 19 mit einer Abdichtung aus elastischem Material versehen. Diese besteht im vorliegenden Fall aus einem zylindrischen Dichtungsmantel 28 bzw. 29, der als feststehendes Teil in das Gehäuse 10, nämlich in die Gehäusebohrungen 16, 17, eingebaut ist. Die Drehschieber 14, 15 sind demnach in diesem Dichtungsmantel 28, 29 drehbar. Die Düsen 18, 19 erstrecken sich mit einer entsprechenden Verlängerung durch den Dichtungsmantel 28, 29 hindurch. Desgleichen sind mit einer um 900 versetzten Achse die Rückflußkanäle 26, 27 durch den Dlchtungs.
mantel 28, 29 hindurchgeführt.
Der Dichtungsmantel 28, 29, der vorzugsweise aus Teflon oder ähnlichem Werkstoff besteht, ist in den Gehäusebohrungen 16, 17 fixiert. Hierfür ist einerseits eine von außen bedienbare Spannschraube 30 bzw. 31 vorgesehen, die den Drehschieber 14, 15 umgibt und den Dichtungsmantel 28, 29 in Längsrichtung gegen Schultern 32, 33 des Gehäuses 10 sowie des Drehschiebers 14, 15 verspannt. Weiterhin ist eine in das Gehäuse 10 eingeftlhrte Radialschraube 34 vorgesehen, die insbesondere eine Sicherung gegen Verdrehen des Dichtungsmantels 28, 29 bildet.
Für eine langfristige, exakte Funktionsfähigkeit der Drehschieber 14, 15 sind diese in besonderen Gleitlagern innerhalb der Gehäusebohrungen 16, 17 bzw. innerhalb der Spannschrauben 30, 31 gelagert. Dieses Gleitlager wird durch im Prinzip bekannte DU-Buchsen 35, 36gebildet.
Diese aus kunststoff beschichtetem Metall bestehenden DU -Buchsen 35, 36 sind in einem entsprechenden zylindrischen Spalt zwischen Drehschieber 14, 15 und Spannschraube 30, 31 angeordnet.
Der Durchflußquerschnitt für die Materialkomponenten ist hier von außen stufenlos veränderbar. Zu diesem Zweck sind in den Schieberkanälen 20, 21 Dosiernadeln 37, 38 axial verschiebbar gelagert. Ein Kegelkopf 39 dieser Dosiernadeln 37, 38 befindet sich im Bereich der Umlenkung des Fließweges der Materialkomponenten vom Schieberkanal 20, 21 in die Anschlußbohrung 24, 25. Der Kegelkopf 39 bestimmt hier den Durchfluß querschnitt. Die Dosiernadeln 37, 38 treten mit einem Ende 40, 41 aus dem Gehäuse 10 heraus und können so durch Drehen verstellt werden.
Zu dem Mischkopf gehört im vorliegenden Fall ein Spülventil 42 für die Zuführung eines Reinigungsmittels zur Mischkammer 11. Dieses Spülventil 42 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet.
Die Betätigung der Drehschieber 14, 15 ist aus Fig. 3 zu ersehen.
Ein Betätigungszylinder 43 ist mit einer Kolbenstange 44 über einen Betätigungsarm 45 mit dem aus dem Gehäuse 10 heraustretenden Ende eines Drehschiebers 15 verbunden. Axialbewegungen der Kolbenstange 44 werden als Drehbewegungen auf den Drehschieber 15 übertragen. An diesen ist ein Übertragungsarm 46 angeschlossen, der durch eine Zwischenstange 47 mit einem an den anderen Drehschieber 14 angeschlossenen Betätigungsarm 48 verbunden ist. Übertragungsarm 46 und Betätigungsarm 48 sind parallelgerichtet und werden bei diesem Getriebe gemeinsam jeweils um 900 geschwenkt. Die Endstellungen werden durch Anschläge 49 bestimmt.

Claims

Mischkopf zur Formsehäumung von Polyurethanen.

Ansprüche Mischkopf zum Dosieren und Mischen von wenigstens zwei flie ßfahigen Mate rialkomponenten, insbesondere zur Fo rms chäumung von Polyurethanen, mit einer Mischkammer in die Düsen für die Materialkomponenten münden, und mit einem Rückflußsystem für die Mate rialkomponenten bei Beendigung eines Mischtaktes, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Materialkomponente ein Drehschieber (14, 15) zugeordnet ist, durch den die Materialkomponenten alternativ über die Düse (18, 19) in die Mischkammer (11) oder in das Rückflußsystem leitbar sind.
2. Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschieber (14, 15) zwischen der Düse (18, 19) und dem Anschluß (Rtckflußkanal 26, 27) an das Rückflußsystem um 900 drehbar sind.
3. Mischkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschieber (14, 15) zylindrisch mit zentrischem Schieberkanal (20, 21) und einer radialen Anschlußbohrung (24, 25) ausgebildet sind.
4. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte, insbesondere zylindrische Mischkammer (11) quer zu den zu beiden Seiten der Mischkammer (11) angeordneten, insbesondere parallel zueinander gerichteten Drehschiebern (14, 15) angeordnet ist, wobei im Bereich geringsten Abstandes (Kreuzungsstelle) Düsen (18, 19) als radiale Bohrungen in die Mischkammer (11) münden.
5. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Drehschieber (14, 15) umgebenden Gehäuse (10) zwei 0 unter einem Winkel von insbesondere 90 zueinandergerichtete Bohrungen (Düse 18, 19) und Rückilußkanal (26, 27) gebildet sind, an die die radiale Anschlußbohrung (24, 25) des Drehschiebers alternativ anschließbar ist.
6. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (14, 15) im Bereich der Anschlußbohrung (24, 25) durch eine Dichtung umgeben ist, insbesondere durch einen feststehenden, zylindrischen Dichtungsmantel (28, 29) aus elastischem Werkstoff, wie Teflon.
7. Mischkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsmantel (28, 29) zur Abdichtung der Spalte zwischen Drehschieber (14, 15) und Gehäuse (10) in Axialrichtung verspannt ist.
8. Mischkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Di chtungs mantel (28, 29) durch eine von außen bedienbare Spannschraube (30, 31) spannbar ist.
9. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (14, 15) durch Gleitlager, insbesondere aus einer DU-Buchse (35, 36) , in einer Gehäusebohrung (16, 17) des Gehäuses (10) gelagert ist.
10. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrungsleitung (22, 23) für die Materialkomponente in Axialrichtung an den Schieberkanal (20, 21) im Drehschieber (14, 15) anschließt.
11. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt zur Düse (18, 19) regelbar ist, vorzugsweise durch eine Dosiernadel (37, 38) im Schieberkanal (20, 21), der mit einem Kegelkopf (39) im Bereich der Anschlußbohrung (24, 25) den Querschnitt bestimmt.