DE2925173C2

DE2925173C2 - Vorrichtung zum Gegenstrom-Injektions-Mischen von mindestens zwei miteinander reagierenden, flüssigen Kunststoffkomponenten

Info

Publication number: DE2925173C2
Application number: DE2925173A
Authority: DE
Inventors: Manfred 8021 Straßlach Kelterbaum
Original assignee: Elastogran Machinenbau GmbH and Co
Current assignee: Elastogran Machinenbau GmbH and Co
Priority date: 1979-06-22
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE2925173A1; JPS5626537A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Gegenstrom-Injektions-Mischen von mindestens zwei miteinander reagierenden, flüssigen Kunststoffkomponenten, mit einer Mischkammer, die Eintrittsöffnungen für die einzelnen Komponenten und eine Austrittsöffnung für das Komponentengemisch besitzt, und mit in den Eintrittsöffnungen in bezug auf die Mischkammer derart angeordneten Einspritzdüsen, daß ihre Strahlen unter einem Winkel in der Mischkammer aufeinandertreffen, wobei die Einspritzdüsen zur Veränderung des Treffpunkts der Komponentenstrahlen verstellbar angeordnet sind.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist in der DE-OS 24 16 686 beschrieben und dient zur besseren Durchmischung der Kunststoffkomponenten. Dabei treten die Komponenten über Düsenöffnungen aufweisende Ventilstößel unter einem Winkel zu- Ausströmrichtung des Komponentengemisches in eine Mischkammer ein. Die Ventilstößel sind jedoch nur in axialer Richtung bewegbar, so daß eine Anpassung der Vorrichtung an in ihrem Verhalten beim Mischen unterschiedlich reagierende Komponenten, wenn überhaupt, nur bedingt möglich ist.

Bei einer weiteren, in der DE-AS 17 79 037 beschriebenen Vorrichtung der genannten Art sind die Einspritzdüsen zur Veränderung des Treffpunkts der Komponentenstrahlen in der Mischkammer schwenkbar in Lagern angeordnet, deren Schwenkachsen senkrecht zur Mischkammerachse verlaufen. Dadurch können die eingedüsten Strahlen schräg zueinander entgegen der Auslaufrichtung des fertigen Gemisches gerichtet werden. Das Gemisch muß somit die eingedüsten Strahlen durchqueren, bevor es schließlich ausgetragen wird. Auf diese Weise wird der voreilende Anteil einer Komponente beim Anfahrvorgang weitgehend kompensiert und vermengt. Für eine Anpassung an in ihrem Verhalten beim Mischen unterschiedlich reagierende Komponenten ist diese Vorrichtung weder bestimmt noch geeignet, da bei der gegebenen Verstellmöglichkeit der Einspritzdüsen der Treffpunkt der Strahlen nur im wesentlichen längs der Mischkammerachse verändert werden kann.

Aus der DE-OS 23 14 459 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Erzeugen -eines vorzugsweise chemisch reaktionsfähigen Gemisches aus mindestens zwei Kunststoffkomponenten bekannt, bei der Düsenöffnungen derart an der Mischkammer angeordnet sind, daß die Strahlen der in die Mischkammer eintretenden Komponenten in einer Ebene senkrecht zur Mischkammerachse unter einem Winkel aufeinandertreffen. Eine Beeinflussung des Strahlenbildes und des Strahlenvcrlaufs und damit eine Verbesserung der Mischungsintensität während des Mischtaktes ist indes nicht möglich, da die Einspritzdüsen nicht verstellbar sind,
ίο Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Mischgüte bei Mehrkomponenten-Kunststoffen noch zu verbessern und insbesondere eine größere Einflußmöglichkeit auf die Art der Mischung in der Mischkammer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einspritzdüsen am Gehäuse der Mischkammer in radialer Richtung senkrecht zur Längsachse der Mischkammer verschiebbar und/oder um diese Achse schwenkbar angeordnet sind.

Hierdurch können insbesondere die Strahlenenergieverluste und die Strahlausbreitung bzw. das Strahlvolumen für eine optimale Vermischung der Komponenten beeinflußt werden. Eine weitere Verbesserung in diesem Sinne läSt sich dadurch erreichen, daß der Winkel, unter dem die Komponentenstrahlen aufeinandertreffen, veränderbar ist.

Mit der Vorrichtung können Kunststoffe mit den unterschiedlichsten Eigenschaften zur Erzeugung der

jo unterschiedlichsten Endprodukte gemischt und verarbeitet werden, wobei es in einfacher Weise möglich ist, eine Anpassung an die Rezeptur der jeweils eingesetzten Kunststoffkomponenten vorzunehmen und damit auch die Eigenschaften und die Qualität des Endproduktes zu beeinflussen. Die Mischung kann so genau und gut eingestellt werden, daß häufig notwendige Nachmischorgane (Formteilangüsse) verkleinert oder ganz vermieden werden können. Der Vor- bzw. Nachlauf einer Komponente gegenüber der anderen, kann eingestellt bzw. verstellt werden. Dadurch, daß die Komponenten in einein Winkel, vorzugsweise unter einem Winkel von 70 bis 110°, in der Mischkammer aufeinandertreffen, und der eine Komponentenstrahl gegenüber dem andereil einen Vorlauf aufweisen kann, ist es möglich, in der Mischkammer, insbesondere wenn diese einen kreisrunden Querschnitt aufweist, eine Wirbelbewegung zu erzeugen, die einen entsprechenden Einfluß auf die Mischung hat. Die Komponenten vermischen sich also nicht nur durch das plötzliche Aufeinandertreffen, sondern durch einen Art Rühreffekt, der durch ihre Strömung selbst erzeugt wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform gemäß der Linie I-I der F i g. 2;

Fig.2 einen Längsschnitt gemäß der Linie H-II der Fig. 1; und

Fig.3 einen der Fig. 1 entsprechenden Querschnitt, jedoch durch eine andere Ausführungsform.

Die in der Zeichnung dargestellte Mischvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, in dem in einer Mischkammer 17 ein Steuerkolben 2 hin- und herbewegbar angeordnet ist. Der Steuerkolben 2 ist in seinem Querschnitt demjenigen der Mischkammer 17 angepaßt. In dem Steuerkolben 2 sind zwei Rücklaufnuten 3 und 4 vorgesehen. Zu der Mischkammer führen Eintrittsöfffnungen 13 und 14. Die Austritlsöffnung ist in

F i g. 2 abgeschnitten, sie liegt noch weiter unterhalb der Eintrittsöffnungen 13 und 14.

Die Einspritzdüsen 9 und 10 für die miteinander zu vermischenden Kunststoffkomponenten sind in Düsenhaltern 7 und 8 angeordnet, die wiederum auf Platten 5 und 6 befestigt sind.

Die Platten 5 und 6 sind bei der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 senkrecht zur Längsachse der Mischkammer verschiebbar. Dieses ist durch Doppelpfeile angedeutet Befestigt sind die Platten 5 u:id 6 ic durch Schrauben 20 in Langlöchern, die die Verschiebbarkeit ermöglichen. Die Verschiebung selbst wird durch Verstellschrauben 12 durchgeführt, die in entsprechenden Vorsprüngen des Gehäuses 1 gelagert sind. Wenn die gewünschte Stellung erreicht ist, werden ι s die Schrauben 20 gesichert, damit diese Stellung nicht mehr verändert werden kann. Die Schrauben sind durch strichpunktierte Linien lediglich angedeutet.

Wie ebenfalls durch Doppelpfeile angedeutet, sind die Düsen 9 und 10 auch in ihrem Abstand zur Längsachse der Mischkammer verstellbar. Außerdem >st es möglich, die Platten 5 und 6 in Richtung der Längsachse der Mischkammer 17 zu verstellen, wie durch Doppelpfeile in F i g. 2 angedeutet.

Wie die Verstellung konstruktiv durchgeführt wird, ist für den Fachmann auf dem Gebiet des Maschinenbaus eine Maßnahme, die für ihn selbstverständlich ist und den jeweiligen konstruktiven Möglichkeiten angepaßt werden kann.

Skalen 19 ermöglichen die Wiederherstellung einer jo einmal als günstig erkannten Einstellung bzw. das Erkennen einer vorgenommenen Verstellung.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind die Platten 5 und 6 nicht verschiebbar, sondern schwenkbar. Das Gehäuse ist daher wie auch die entsprechende j> Oberfläche der Platten 5 und 6 kreisrund. Auch hier sind Skalen 19 vorgesehen. Die Schrauben 12 und 20 zur Durchführung der Verstellung und zur Arretierung sind wiederum durch strichpunktierte Linien angedeutet. Doppelpfeile zeigen die Art der Verstellung.

Die Einspritzdüsen sind in der unterschiedlichsten Weise verstellbar, verschiebbar und/oder schwenkbar, so daß die Strahlen auch asymmetrisch innerhalb der Mischkammer aufeinandertreffen können.

In Fig.2 ist der Steuerkolben 2 in Schließ- oder Rücklaufstellung dargestellt. Wenn in dieser Stellung Kunststoffkomponenten von nicht gezeigten Vorratsbehältern durch die Düsen 9 und 10 gefördert werden, strömen die Komponentenströme durch die Eintrittsöffnungen 13 bzw. 14 in die Rücklaufnuten 3 bzw. 4 und durch Austrittsöffnungen 15 und 16 zurück in den jeweiligen Lagertank. Wenn nun eine Mischung durchgeführt werden soll, wird der Steuerkolben 2 aus dem Bereich 18 der Eintrittsöffnungen 13.14 herausbewegt, so daß die Strahlen der Kunststoffkomponenten in die Mischkammer eintreten, dort je nach Einstellung der Einspritzdüsen aufeinandertreffen und sich miteinander vermischen. Der Austritt des Gemisches erfolgt dann aus der nicht gezeigten Austrittsöffnung beispielsweise in eine Foim. Dadurch, daß die Strahlen nicht in einem Winkel von 180° aufeinandertreffen, entsteht in der Kammer eine starke Wirbelbewegung, die einen entsprechenden Einfluß auf die Mischung hat. Beispielsweise kann eine Einspritzdüse anders angeordnet werden als die andere, so daß sich die Strahlen nicht auf einer Symmetrielinie der Mischkammer treffen. Hierdurch läuft eine Komponente vor und die andere nach. Dieses hat Einfluß auf die Mischung, d. h. auf das erzeugte Endpiodukt. Beispielsweise durch eintache Vorversuche mit den zu verarbeitenden Kunststoffkomponenten kann herausgefunden werden, welche Einstellung der Einspritzdüsen am günstigsten und ökonomischsten ist. Diese Einstellung kann dann festgehalten werden. Sie bleibt so lange unverändert, bis andere Kunststoffkomponenten verarbeitet und andere Endprodukte hergestellt werden sollen. Wenn dann zu einem späteren Zeitpunkt Kunststoffkomponenten mit bekannten Eigenschaften und in bekannten Rezepturen verarbeitet werden sollen, so ist es mit Hilfe der Skalen möglich, die einmal als richtig erkannte Einstellung von vorneherein vorzunehmen.

Insbesondere in Abweichung von dem in Fig. I und 3 gezeigten symmetrischen Strahlenverlauf, ist es möglich, die Strahlen außerhalb einer Symmetrielinie aufeinandertreffen zu lassen. Der eine Strahl legt dann einen längeren Weg zurück, bis er auf den anderen trifft. Hierdurch wird die Entstehung einer Wirbelbewegung in der Mischkammer unterstützt.

Die Mischkammer kann auch andere Querschnittsformen aufweisen, die von derjenigen der Kreisform abweicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Gegenstrom-Injektions-Mischen von mindestens zwei miteinander reagierenden, flüssigen Kunststoffkomponenten, mit einer Mischkammer, die Eintrittsöffnungen für die einzelnen Komponenten und eine Austrittsöffnung für das Komponentengemisch besitzt, und mit in den Eintrittsöffnungen in bezug auf die Mischkammer derart angeordneten Einspritzdüsen, daß ihre Strahlen unter einem Winkel in der Mischkammer aufeinandertreffen, wobei die Einspritzdüsen zur Veränderung des Treffpunkts der Kcmponentenstrahlen verstellbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüsen (9, 10) am Gehäuse (1)der Mischkammer(17) in radialer Richtung senkrecht zur Längsachse der Mischkammer (17) verschiebbar und/oder um diese Achse schwenkbar angeordnet sind.