DE2823189A1

DE2823189A1 - Mischkopf, insbesondere fuer die formschaeumung von polyurethanen

Info

Publication number: DE2823189A1
Application number: DE19782823189
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl Ing Fink
Original assignee: Desma Werke GmbH
Current assignee: Desma Werke GmbH
Priority date: 1978-05-27
Filing date: 1978-05-27
Publication date: 1979-11-29
Also published as: SE7904478L; IT7949190A0; GB2022429A; JPS54156069A; FR2426560A1; IT1116190B

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischkopf zum Mischen von wenigstens zwei fließfähigen Materialkomponenten unter Beimischung von Zusätzen, wie Füllstoffen, Glasfasern etc., insbesondere zur Formschäumung von Polyurethanen, mit einer Mischkammer, in die Düsen für die Materialkomponenten einmünden,und mit einem Reinigungsstößel zum Austragen des durchmischten Materials.

Die innige Durchmischung der Materialkomponenten ist bei der Verarbeitung von Polyurethan und anderen Reaktionskunststoffen ein besonderes Problem. Aus diesem Grunde wird der konstruktiven Ausbildung von Mischköpfen für die Verarbeitung der Materialkomponenten besondere Aufmerksamkeit gewidmet.

Die Mischköpfe für Polyurethan-Komponenten sind vielfach so ausgebilde daß für jede Materialkomponente ein für sich regelbares Zuleitungssystei zu einer gemeinsamen Mischkammer vorgesehen ist. Dieses Zuleitungssystem umfaßt Ventileinrichtungen und in die Mischkammer mündende Düsen. Die Mischkammer selbst kann als länglicher, zum Beispiel zylindrischer Hohlraum ausgebildet sein, der unmittelbar in eine Austritts-Öffnung des Mischkopfes übergeht. Die aus den Materialkomponenten

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gebildete Werkstoff mischung wird durch einen Reinigungsstößel aus der Mischkammer über die Austritts öffnung ausgestragen.

Ein Beispiel für einen derartigen Mischkopf zeigt die DE-OS 24 Γ6 686. In einem blockartige α Mischkopf ist eine durchgehende zylindrische Bohrung angeordnet. Diese bildet in einem Teilbereich die Mischkammer und an der Austrittsseite des Mischkopfes die Austritts öffnung. In dieser Bohrung ist ein entsprechend gestalteter Reinigungsstößel hin- und*herbewegbar. Während des Mischtaktes wird durch den Reinigungsstößel die Rückseite der Mischkammer begrenzt. Danach wird der Reinigungsstößel bis zur Austritts öffnung verschoben, derart, daß der durchmischte Werkstoff rückstandslos aus der Mischkammer sowie der Austrittsöffnung gefördert wird. Quer zur Mischkammer sind bei diesem bekannten Mischkopf Ventilstößel mit längsgerichteter Bohrung und radialgerichtete ι Düse angeordnet. Über, diese werden die Materialkomponenten bei entsprechender Relativstellung der Ventilstößel in die Mischkammer eingebracht.

Den Materialkomponenten werden vielfach Zusätze beigemischt, und zwar insbesondere Füllstoffe, wie zum Beispiel Kreidemehl, oder auch Armierungen, wie zum Beispiel Glasfasern. Es ist üblich, diese Zusätze einer oder beiden Materialkomponenten beizumischen und mit diesen in die Mischkammer einzubringen. Dadurch wird das Zuleitungssystem für die Materialkomponenten erheblichen mechanischen, insbesondere Abriebbeanspruchungen ausgesetzt. Die Mischköpfe verschleißen demnach bei der Verarbeitung solcher Füllstoffe oder Armierungen sehr schnell.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischkopf der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln und zu verbessern, daß die Verarbeitung von Zusätzen, insbesondere Füllstoffen, Glasfasern etc. keine nennenswerten Abrieberscheinungen verursacht.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Mischkopf dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze, insbesondere Glasfasern, gesondert von den Materialkomponenten unmittelbar in die Mischkammer einführbar sind.

Grundgedanke der Erfindung ist demnach, die betreffenden Zusätze so ¹¹ spät" wie möglich dem Material zuzusetzen, ohne dadurch den Durchmischungseffekt zu beeinträchtigen. Durch die Einführung der Zusätze unmittelbar in die Mischkammer nehmen diese an der Durchmischung der Materialkomponenten teil, werden jedoch nicht durch das komplexe und empfindliche Zuleitungssystem transportiert. Dieses bleibt demnach frei von Beanspruchungen, die durch die Zusätze ausgelöst werden.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden die Zusätze über bzw. durch den Reinigungsstößel in die Mischkammer eingeführt. Dabei kann der Reinigungsstößel einzelne Chargen der Zusätze taktweise in die Mischkammer fördern, wobei in zurückgezogener Stellung des Reinigungsstößeis die Charge in die Bohrung zur Aufnahme des Reinigungsstößels eingegeben wird. Dieser bleibt dabei konstruktiv unverändert.

Alternativ können die Zusätze auch über einen im Reinigungs stößel gebildeten Zuführkanal in die Mischkammer gefördert werden. Dieser Transport kann durch mechanische Mittel (Kolben), oder durch pneumatische Mittel (Druckluft),oder durch ein fließfähiges Medium, insbesondere einen Anteil einer der zu vermischenden Komponenten erfolgen. Bei der letztgenannten Alternative bedarf es keiner besonderen Einrichtung oder keines besonderen, zusätzlichen Mittels für den Transport des Zusatzes in die Mischkammer.

Die Mischkammer bzw. mindestens ein Teil derselben einschließlich der Austritts öffnung sind nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung in besonderer Weise gegenüber Verschleißbeanspruchungen ausgebildet. In

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diesem Sinne ist eine auswechselbare Verschleißbuchse in der Mischkammer einschließlich Austritts öffnung angeordnet.

Ausführungsbeispiele des e rf indungs gemäßen Mischkopfes werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Mischkopf einschließlich

Reinigungsstößel,

Fig. 2 einen Mischkopf in verkleinertem Maßstab mit Zuführungs-

system für Zusätze, ebenfalls im Längsschnitt,

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 einer anderen Ausführungs-

form eines Mischkopfes bzw. eines Reinigungsstößels.

Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele von Misch köpfen für Polyurethan oder dergl. können in bezug auf die nichtgezeigten Einzelheiten im Sinne des Mischkopfes der DE-OS 24 16 686 ausgebildet sein. Es ..oramen aber auch andere Ausführungen hierfür in Betracht, insbesondere etwa Mischköpfe für mehr als zwei Materialkoniponenten.

In einem blockartigen Gehäuse 10 wird eine Mischkammer 11 für die Materialkomponenten gebildet. Die Materialkomponenten werden durch Düsen 12 und 13 in die Mischkammer 11 eingeführt. Diese Düsen 12, sind im vorliegenden Fall als radiale Bohrungen jeweils eines Ventilstößels 14, 15 ausgebildet. Die Materialkomponenten werden in den Ventilstößeln 14, 15 über axiale Kanäle 16 und 17 den Düsen 12, 13 zugeführt. Die Ventilstößel 14, 15 sind bewegbar, nämlich drehbar oder axial verschiebbar gelagert. Dv.rch entsprechende Bewegung der Ventilstößel 14, 15 wird die Zufuhr der Materialkomponenten in die Mischkammer 11 eingeleitet oder unterbrochen. Bei abgeschalteter Materialzufuhr sind die Düsen 12, 13 bzw. die Kanäle 16, 17 an eine Rücklaufleitung (nicht gezeigt) angeschlossen.

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Die Mischkammer 11 ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen Teil einer durchgehenden Bohrung 18 im Gehäuse 10. In der im vorliegenden Fall zylindrischen Bohrung 18 ist ein entsprechend ausgebildeter und bemessener Reinigungsstößel 19 axial verschiebbar geführt. Dieser hat einmal die Funktion, in der Mischstellung (z. B. Fig. 1) die Mischkamini 11 auf der zu ihrer Austritts öffnung 20gegenüberliegenden Seite zu begren zen. Nach Beendigung eines MiscVitaktes wird der Reinigungsstößel 19 in Richtung zur Austritts öffnung 20 bewegt, und zwar etwa bis zur bündigen Lage mit der Austritts öffnung 20. Dabei wird der durchmischte Werkstofi aus der Mischkammer 11 ausgetragen und in eine Gießform oder dergl. eingeführt. Die Ventilstößel 14, 15 sind bei diesem Hub des Reinigungs stößeis 19 durch entsprechende Bewegung in eine Relativstellung gebracht die ein Vorbeibewegen des Reinigungsstößels 19 ermöglicht.

Vor, während oder gegebenenfalls nach Einführen der Materialkomponent in die Mischkammer 11 sollen Zusätze in diese bzw. in den Werkstoff eingebracht werden. Es handelt sich dabei vornehmlich um Füllstoffe, wi zum Beispiel Kreidemehl,oder um Bewehrungen, wie zum Beispiel Glasfasern. Diese Zusätze gelangen unter Umgehung der Ventilstößel 14, 15 sowie der Düsen 12, 13 unmittelbar in die Mischkammer 11.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist zu diesem Zweck im Reinigungsstößel 19 ein axial verlaufender Zuführkanal 21 gebildet. Dieser mündet an der Stirnfläche des Reinigungsstößels 19 in die Mischkammer 3

Die Einspeisung der Zusätze über den Zuführkanal 21 kann auf verschiede ne Weise erfolgen. Wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, kann innerhalb des Zuführkanals 21 ein Eins chub kolben 22 bewegbar gelagert sein. Diese fördert abgemessene Chargen des jeweiligen Zusatzes im bestimmten Moment in die Mischkammer 11. Die betreffende Charge kann an einer in Fig. 1 nicht gezeigten Stelle in den Zuführkanal 21 bei zurückgezogenei Einschubkolben 22 eingegeben werden.

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Alternativ kann aber auch im Zuführkanal 21 ein durchgehender, ununterbrochener Strang des Zusatzes gebildet sein, der taktweise um einen abgemessenen Bereich in die Mischkammer 11 eintritt und auf der Rückseite durch Nachfördern entsprechend ergänzt wird. Der Transport der Zusätze innerhalb des Zuführkanals 21 kann aber auch durch strömende Medien, zum Beispiel durch Pressluft oder durch eine Flüssigkeit erfolgen.

Für die letztgenannte Alternative ist vorgesehen, daß ein Anteil, «um Beispiel zehn Prozent, einer der beiden Materialkomponenten vor dem Mischkopf abgezweigt und unter Vermischung mit dem jeweiligen Zusatz, insbesondere unter Vermischung mit Glasfasern, über den Zuführkanal 21 in die Mischkammer 11 eintritt. Der über die Düse 12 oder 13 eingeführte Anteil dieser Materialkomponente ist dabei entsprechend geringer bemessen. Das Mischungsverhältnis bleibt dadurch unverändert

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann für diese Alternative an das rückseitige Ende des entsprechend verlängerten Reinigungsstößels 19 eine Leitung 23 angeschlossen sein. Diese leitet das zweckmäßigerweise dosierte Gemisch aus der betreffenden Materialkomponente mit Zusatz, zum Beispiel Glasfasern, je nach Verbrauch in den Reinigungsstößel 19 ein. Dieser ist im übrigen als Kolbenstange eines Druckmittelzylinders 24 ausgebildet. Innerhalb desselben ist eine als Kolben/virkende Verbreiterung 25 des Reinigungsstößels 19 wechselseitig beaufschlagbar. In Fig. 2 ist die äußerste Endstellung des Reinigungs stößeis 19 beim Austragen der Materialmischung gezeigt.

Fig. 3 zeigt ein Detail in bezug auf die Ausbildung und Anordnung des Reinigungsstößels 19. Dieser ist hier in Mischstellung so nahe an die Ventilstößel 14 und 15 he range fahren, daß der überwiegende Bereich der Mischkammer 11 auf der der Austritts öffnung 20 zugekehrten Seite gebildet wird. Durch einen in den Bereich zwischen den Ventilstößeln 14 und 15 eintretenden Ansatz 26 am Stirnende des Reinigungsstößels 19 ist

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gewährleistet, daß die aus dem Zuführkanal 21 austretenden Zusätze, insbesondere Glasfasern, an den Ventilstößeln 14, 15 und damit an den Düsen 12, 13 vorbei in den der Austritts öffnung 20 zugekehrten Bereich gefördert und hier mit den Materialkomponenten vermischt werden. Die Düsen 12, 13 sind bei dieser Version zweckmäßigerweise quer zur Mischkammer 11 gerichtet.

Um die Verschleißwirkung der Zusätze, insbesondere von Glasfasern, bei dem vorliegenden Mischkopf weiter herabzusetzen, sind in Fig. 1 besondere Maßnahmen in bezug auf die Ausgestaltung der Innenwand der Mischkammer 11 vorgesehen. Diese ist mit einer leicht auswechse baren Verschleißbuchse 27 ausgekleidet, die aus einem Material von hoher Verschleißfestigkeit besteht. Die Verschleißbuchse 27 erstreckt sich im vorliegenden Fall bis etwa zu den Ventilstößeln 14, 15, kann bei entsprechend konstruktiver Ausbildung jedoch über die gesamte Lan der Mischkammer 11 bis zur Austritts öffnung 20 reichen. Die Verschle buchse 27 schließt mit dem übrigen Bereich der Bohrung 18 bündig ab.

Meissner & Bolte Patentanwälte

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ORIGINAL JNSPECTPn

Claims

Ansprüche

1.1 Mii. hkopf zum Mischen von wenigstens zwei fließfähigen Material-Komponenten unter Beimischung von Zusätzen wie Füllstoffen, Glasfasern etc. , insbesondere zur Formschäumung von Polyurethanen, mit einer Mischkammer, in die Düsen für die Materialkomponenten einmünden,und mit einem Reinigungsstößel zum Austragen des durchmischten Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze, insbesondere Glas fasern, gesondert von den Materialkomponenten unmittelbar in die Mischkammer (11) einführbar sind.

2. Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze durch den Reinigungs^tößel (19) in die Mischkammer (11) einführbar sind.

ORIGINAL INSPECTED

Eingesandte Modelle werden noch ? Monaten, fells nicht zurückgefordert, vernichtet. Mundliche Abrednn, insbesondere durch Fprnsprortifii, bedürfen schriftlicher Bestätigung. — 0Ie in Rechnung gestellten Kosten sind mit Rechnungsdatum ohne Ab/uq IaIIIg — Bei verspäteter Zahlung werden Bankzinsen berechnet.

Gerichtsstand und ErlUllunnsnM Brennen. Bi»m«r Bank, nr«m«n. Nr. '/i10 0?b · DI· Sparkasse in Rramen. Ni. 1D< ShbS ■ Postscheckkonto: Hamburg iJV5?-20?

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3. Mischkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

der Reinigungsstößel (19) mit einem in Längsrichtung verlaufenden, vorzugsweise zentrischen, in die Mischkammer (11) mündenden Zuführkanal (21) für die Zusätze versehen ist.

4. Mischkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführkanal (21) an einer die Mischkammer (11) in Mischstellung begrenzenden Stirnfläche des Reinigungsstößels (19) mündet.

5. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze, insbesondere Glasfasern, durch ein strömendes Medium, insbesondere durch Pressluft oder durch einen dosierten Anteil wenigstens einer der Materialkomponenten, in die Mischkammer (11) einführbar sind, vorzugsweise durch den Zuführkanal (21) hindurch.

6. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze durch mechanische Förderung, insbesondere durch den Reinigungsstößel (19) unmittelbar oder durch einen im Zuführkanal (21) desselben bewegbaren Einschubkolben (22) in die Mischkammer (11) förderbar sind.

7. Mischkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze durch den Reinigungsstößel (19) bis in einen einer Austritts öffnung (20) der Mischkammer (11) zugekehrten Bereich jenseits der Düsen (12, 13) förderbar sind.

8. Mischkopf nach Anspruch 7 sowie einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsstößel (19) an dem der Mischkammer (11) zugekehrten Ende mit einem bis in den Bereich der Düsen (12, 13) reichenden Ansatz (26) versehen ist.

9. Mischkopf zum Mischen von wenigstens zwei fließfähigen Materialkomponenten unter Beimischung von Zusätzen wie Füllstoffen, Glasfasern etc., insbesondere zur Formschäumung von Polyurethanen, mit einer Mischkammer, in die Düsen für die Materialkomponenten einmünden, und mit einem Reinigungsstößel zum Austragen des durchmischten Materials, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Mischkammer (11) mit einer Auflage (27) aus verschleißfestem Werkstoff versehen ist.

10. Mischkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Mischkammer (11) wenigstens in einem der Austrittsöffnung (20) zugekehrten Bereich als auswechselbare Verschleißbuchse (27) ausgebildet ist.

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