DE3040922C2

DE3040922C2 - Hochdruck-Mischkopf

Info

Publication number: DE3040922C2
Application number: DE3040922A
Authority: DE
Inventors: Vincent L. Seabrook Tex. Johnson; Kurt 8990 Lindau Moser
Original assignee: Admiral Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1980-10-30
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1985-03-28
Also published as: US4707339A; GB2086747B; JPS57105325A; US4418041A; IT8168389A0; IT1144995B; GB2086747A; DE3040922A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochdruck-Mischkopf zum Vermischen von mindestens zwei reaktiven Kunststoffkomponenten und zum nachfolgenden Verschäumen derselben in einer Form mit einer Mischkammer, in die den Kunststoffkomponenten und einem Treibmittel zugeordnete Düsen münden, einem in der Mischkammer hin- und herverschiebbaren Steuerkolben sowie einem in einem sich etwa senkrecht zur Mischkammer erstreckenden, sich an diese anschließenden Auslaufstück hin- und herverschiebbaren Reinigungskolben, wobei das Auslaufstück als Beruhigungszone größer dimensioniert ist als die Mischkammer.

Ein derartiger Mischkopf ist aus der DE-OS 25 13 492 bekannt Bei diesem Mischkopf sollen die Hauptkomponenten unter hohem Druck in eine erste Mischkammer eingedüst werden und das Reaktionsgemisch in eine zweite, in einem Winkel zur ersten verlaufende Mischkammer größeren Querschnitts strömen, wo das Treibmittel im Bereich der Mündung der ersten in die zweite Mischkammer mit niedrigerem Druck zudosiert wird. Die Vergrößerung des Querschnitts der zweiten Mischkammer gegenüber dem der ersten Mischkammer dient in erster Linie dem Zweck, das Einspeisen des Treibmittels im Bereich der Mündung der ersten in die zweite Mischkammer, d. h. unmittelbar nach der Querschnittserweiterung, unter einem relativ niedrigen Druck vornehmen zu können. Hierzu ist erforderlich, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Reaktionsgemisches auch nach Zudosierung des Treibmittels gleichgehalten wird. Ils findet somit keine Drosselung der Geschwindigkeit des Kunststoffkomponentengemisches beim Übergang von der ersten in die zweite Mischkammer statt

Aus der DE-OS 26 12 812 ist ein Mischkopf aum Vermischen mindestens zweier bei ihrer Reaktion schaum-

!0 stoffbildender Komponenten bekannt, der ein Gehäuse aufweist, in dem eine Führungsbohrung für einen Ausstoßkolben angeordnet ist wobei ein Abschnitt dieser l'ührungsbohrung als Mischkammer ausgebildet ist in welche Eintrittsöffnungen für die Komponenten münde Ti und die in der zurückgefahrenen Stellung des Ausstoßkolbens durch dessen Stirnseite begrenzt ist während auf der gegenüberliegenden Seite die Austrittsöffnung vorgesehen ist Mit diesem bekannten Mischkopf soll die Aufgabe gelöst werden, eine Vergrößerung der Vermischungsturbulenz in der Mischkammer bei fast vollständiger Beruhigung der Strömung vor dem Austritt derselben aus dem Mischkopf bzw. Auslaufstück zu erzielen. Dies wird dadurch erreicht daß an die Austrittsöffnung anschließend, quer zu der Führungsbohrung des Ausstoßkoibens, eine Führungsbohrung für einen Drosselschieber angeordnet ist, wobei der Drosselschieber einen Durchlaß aufweist, dessen Querschnitt mindestens dem Querschnitt des Ausstoßkolbens entspricht wobei der Durchlaß in jeder Stellung des Drosselschiebers die Mischkammer mit einem Auslaufstück verbindet, dessen freier Querschnitt mindestens dem Querschnitt des Ausstoßkolbens entspricht, und daß der Ausstoßkolben und der Drosselschieber an eine Steuereinrichtung angeschlossen sind. Bei diesem bekannten Mischkopf werden somit die Vorteile der Vorvermischung in der Mischkammer bei hoher Vermischungsturbulenz und der Nach Vermischung bei beruhigter Strömung im Auslaufstück voll aufrechterhalten, wobei durch die minimal bemeßbare Mischkammer eine extrem hohe Vermischungsturbulenz erzielbar ist. Diese erfährt durch die Drossel am Mischkammerauslaß eine starke Reduzierung, so daß in dem anschließenden größer als die Mischkammer bemessenen Auslaufstück eine nahezu vollständige Beruhigung der Strömung eintritt.

Das Gemisch verläßt den Mischkopf so ruhig, daß es ohne weiteres auch in eine offene Form hinein verschäumt werden kann. Dieser bekannte Mischkopf ist jedoch hinsichtlich seiner Konstruktion sehr aufwendig und hinsichtlich seiner Arbeitsweise sehr umständlich.

so So muß der Drosselschieber bei jedem Mischvorgang aus der Drosselstellung in eine Lage, in der er den Reinigungskolben ungehindert passieren läßt, und nach Abschluß des Ausstoßvorganges wieder in die Drosselstellung gefahren werden. Dies erfordert eine Abstimmung der Bewegungen des Drosselschiebers und des Reinigungskolbens und verlängert den Mischvorgang nicht unerheblich.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mischkopf der anfangs genannten Art zu schaffen, der trotz einer hohen Vermischungsturbulenz in der

Mischkammer und fast vollständiger Beruhigung der Strömung vor deren Austritt aus dem Mischkopf sehr

einfach aufgebaut ist und kurze Mischzeiten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß im Mischkammerauslaß eine durch das freie, dem Auslaufstück zugewandte Ende des Reinigungskolbcns gebildete, variierbare Drossel vorgesehen ist, wobei der Kuhcslcllung-Endanschlag für den Reinigungskolben

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ρ, variierbar ist, derart, daß das freie Ende des Reinigungs- als auch der Reinigungskolben 12 jeweils in ihrer Ruhe-

ϊ| kolbens mehr oder weniger von dem Mischkammeraus- stellung. Die Ruhestellung des Reinigungskolbens 12

IaB freigibt. wird durch einen in das Zylindergehäuse 14 einschraub-

§ Bei dieser Ausbildung sind zur Drosselung der Vermi- baren Verstellkolben 28 begrenzt Der Verstellkolben

Sj schungsturbulenz keine zusätzlichen Kolben oder dgl. 5 28 bildet zugleich die dem Auslaufstück 16 gegenüber- SJ erforderlich. Der Reinigungskolben übernimmt eine liegend angeordnete Stirnseite des Zylindergehäuses 14,

si Doppelfunktion, nämlich das Reinigen des Auslauf- wobei die Abdichtung des Zylinderraums gegenüber

H Stücks sowie die erwähnte Drosselung. der Umgebung durch einen zwischen der Innenseite der Die Lage ds κ Ruhesteliung-Endanschlages 1·$. vorteil- Seitenwandung des Zylindergehäuses 14 und dem Ver-

:a haft während der Produktionsperiode ohne Unterbrc- io stellkolben 28 angeordneten Dichtring 38 (O-Ring) er- !?; chung derselben durch einen Schrittantrieb oder dgl. folgt.

If veränderbar. Der Verstellkolben 28 ist, wie ein Vergleich der V; Der Ruhestellung-Endanschlag wird vorzugsweise Fig. 2 mit Fig. 3 erkennen läßt, verschieden weit in das

r ί durch einen in das den Reinigungskolben aufnehmende Zylindergehäuse 14 einschraubbar. Entsprechend läßt

.ΐ> Zylindergehäuse einschraubbaren Verstellkolben gebil- 15 sich die Ruhestellung des Reinigungskolbens 12 variie-

]ä det In diesem kann ein mit dem Reinigungskolben zu- ren. In Fig.2 ist der Verstellkolben 28 so weit in das

S;| sammenwirkender elektrischer Endschalter zur Fest- Zylindergehäuse 14 eingeschraubt, daß das freie Ende

f| stellung der Ruhestellung des Reinigungskolbens ange- des Reinigungskolbens 12 in der Ruhestellung bzw. voll-

,'S ordnet sein. Nachstehend werden bevorzugte Ausfüh- kommen zurückgezogenen Stellung den Mischkammer-

ff rungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung nfi- 20 auslaß 26 vollkommen freigibt

her erläutert Es zeigen !n F i g. 3 äst der VersteHkolben 28 jedoch etwas wei-F i g. 1 bis 3 eine erste Ausführungsform cnes Hoch- ter in das Zylindergehäuse 14 eingeschraubt, so daß das druck-Mischkopfes im Schnitt mit unterschiedlichen freie Ende des Reinigungskolbens 12 in seiner Ruhestel-Stellungen des Reinigungskolbens und lung nur noch einen Teil des Mischkammerauslasses 26 F ig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Hoch- 25 freigibt Dadurch erfolgt beim Austritt der in der Mischdruck-Mischkopfes mit in seiner Ruhestellung befindli- kammer 18 vermischten Kunststoffkomponenten eine ehern Reinigungskolben, ebenfalls im Schnitt. Drosselung, die zu einer erheblichen Reduzierung der Es wird vorausgeschickt daß in sämtlichen Figuren Vermischungsturbulenz führt Bei der Ausführungsform gleiche Teile des Mischkopfes mit denselben Sezugszif- gemäß den F i g. 1 bis 3 muß natürlich darauf geachtet fern bezeichnet sind. 30 werden, daß der Verstellkolben 28 nicht zu weit in das Der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Mischkopf weist Zylindergehäuse 14 eingeschraubt wird, da dann die Geeine sich horizontal erstreckende Mischkammer 18 auf, fahr besteht, daß das freie Ende des Reinigungskolbens in die zwei Kunststoffkomponenten-Düsen und zwei in der Ruhestellung die Treibmitteldüse 24 verschließt Anschlüsse für den Zirkulationsrücklauf 22 münden. In Um dieser Gefahr zu begegnen, ist bei der Ausfühder Mischkammer 18 ist ein Steuerkolben 20 hin- und 35 rungsform gemäß F i g. 4 die Treibmitteldüse 24 etwas herverschiebbar angeordnet wobei das in den F i g. 1 nach unten, d. h. in Richtung zur Austrittsöffnung des bis 3 linke Ende des Steuerkolbens eine in einem Zylin- Auslaufstückes 16 hin versetzt. Im übrigen ist die Ausdergehäuse 23 zweiseitig beaufschlagbare Kolbenschei- führungsform gemäß F i g. 4 sowohl in Koi;struk*Jon als be zum Antrieb des Steuerkolbens aufweist Die Beauf- auch in Funktion mit dem Mischkopf 10 gemäß den schlagung der Steuerkolbenscheibe erfolgt über zwei in 40 F i g. 1 bis 3 identisch.

das Zylindergehäuse 23 mündende Hydraulik- oder dgl. Im VersteHkolben 28 ist noch ein Endlagenschalter 31 -leitungen 19, 21. Die Mischkammer 18 mündet über angeordnet, der zur Endlagenkontrolle des Reinigungscinen Mischkammerauslaß 26 in ein sich senkrecht zur kolbens 12 dient. Der Endlagenschalter 31. der nicht Mischkammer 18 erstreckendes Auslaufstück 16, in dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, umfaßt eiein Reinigungskolben 12 hin- und herverschiebbar an- 45 nen mit der Scheibe des Reinigungskolbens 12 zusamgeordnet ist. An dem dem Auslaufstück 16 abgewandten menwirkenden Schaltstift 30, der gegen den Druck einer Ende des Reinigungskolbens 12 ist ebenfalls eine zwei- Druckfeder 32 durch die Scheibe des Reinigungskolseitig beaufschlagbare Kolbenscheibe vorgesehen, der bens 12 nach oben bewegbar ist und mit einem elektriin einem Zylindergehäuse 14 längsverschieblich gel;i- sehen Endtaster zusammenwirkt, der über eine elektrigert ist. Die Beaufschlagung der Reinigungskolben- 50 sehe Leitung mit einer entsprechenden Steuereinrichscheibe erfolgt über in das Zylindergehäuse 14 münden- tung der Gesamtanlage verbunden ist.
de Hydraulik-oder dgl.-leitungen 25,26. Durch den Endschalter 31 wird eine exakte Auslö-Das Auslaufstück 16 ist, wie die F i g. 1 bis 3 deutlich rung der Schäumzeit und exakte Steuerung des Steuererkennen lassen, etwas größer dimensioniert als die kolbens erreicht

Mischkammer 18; d. h. der freie Querschnitt des Aus- 55 In den F i g. 1 bis 4 ist der Verstellkolben 28 manuell

laufstückes 16 ist größer als der freie Querschnitt der verstellbar. Die Lage des Verstellkolbens läßt sich in

Mischkammer 18. Gegenüber dem Mischkammerauslaß einfacher Weise durch eine nicht dargestellte Konter-

26 mündet in das Auslaufstück 16 eine Treibmitteldüse schraube oder dgl. fixieren.

24. Um eine Veränderung während der Produktion zu

In Fig, 1 befinden sich der Steucrkolben 20 in seiner w erreichen, Kann der Yerstellkolben 28 auch mit einem Ausstoßstellung und der Reinigungskolben 12 in seiner Schrittantrieb gekoppelt sein. Dadurch wird db Bedie-

ausgefahrenen Arbeitsstellung. In dieser Stellung nung der Gesamtanlage erheblich vereinfacht.

schließt das freie Ende des Reinigungskolbens mit der

Stirnseite des Auslaufstücks 16 bündig ab. Dadurch ist Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

gewährleistet, dau durch den Reinigungskolben 12 65

sämtliche Rückstände »us dem Auslaufstück 16 herausgeschoben werden.
In Fie.2 befinden sich sowohl der Steucrkolben 20

Claims

Patentansprüche:

1. Hochdruck-Mischkopf zum Vermischen von mindestens zwei reaktiven Kunststoffkomponenten und zum nachfolgenden Verschäumen derselben in einer Form mit einer Mischkammer, in die den Kunststoffkomponenten und einem Treibmittel zugeordnete Düsen münden, einem in der Mischkammer hin- und herverschiebbaren Steuerkolben sowie einem in einem sich etwa senkrecht zur Mischkammer erstreckenden, sich an diese anschließenden Auslaufstück hin- und herverschiebbaren Reinigungskolben, wobei das Auslaufstück als Beruhigungszone größer dimensioniert ist als die Mischkammer, dadurch gekennzeichnet, daß im Mischkammerauslaß (26) eine durch das freie, dem Auslaufstück (16) zugewandte Ende des Reinigungskolbens (12) gebildete variierbare Drossel vorgesehen ist, wobei' der Ruhestellung-Endanschlag (28) für den Reinigungskolben variierbar ist, derart, daß das freie Ende des Reinigungskolbens (12) mehr oder weniger von dem Mischkammerauslaß (26) freigibt.

2. Hochdruck-Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Ruhesteilung-Endanschlags (28) während der Produktionsperiode ohne Unterbrechung derselben durch einen Schrittantrieb oder dgl. veränderbar ist

3. Hochdruck-Mischkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruhestellung-Endanschlag (28) f> in das den Reinigungskolben (12) aufnehmende Zylindergehäuse (14) einschraubbarer Verstellkolben ist

4. Hochdruck-Mischkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Verstellkolben (28) ein mit dem Reinigungskolben (12) zusammenwirkender elektrischer Endschalter (31) zur Feststellung der Ruhestellung des Reinigungskolbens (12) angeordnet ist.