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Vorrichtung für die Vermischung von Mehrkomponentenkunststoffen
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Die E#rfindung betrifft eine Vorrichtung für die Vermischung von flüssigen
oder teigigen Komponenten eines durch Reaktion in der Mischkammer vermischten Kunststoffes,
insbesondere die Vermisellung der Polyurethankomponenten Polyol, Isocyanat und eventuell
Farbzusätze und Treibmittel.
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Die Vermischung derartiger Kunststoffe gesciiieht i.A. entweder unter.
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hohem Druck oder bei niedrigem Druck mit Hilfe von Vermischungsorganen
wie Rührern in Mischkammern. Dabei ist die Vermischung ein kontinuierlicher Vorgang,
d. h. stetig werden die Materialkomponenten der Mischkammer zugeführt, dort wie
beschrieben vermischt und mit kontinuierlichen Durch fluß aus einer Mischkammeröffnung
ausgetragen.
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Die vermischten Komponenten reagieren anschließend in einem Reaktionsraum.
Bei der Formteileherstellung ist das z. B. der Formenhohlraum.
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Bei der Unterbrechung des Vermischungsvorganges, was insbesondere
bei der Formteilherstellung in sehr kurzen Zyklen auftritt, reagieren die in der
Mischkammer verbliebenen Komponenten auch hier miteinander.
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Vor dem folgenden Vermischungsbeginn, ist daher i.A. eine Reinigung
erforderlich. Dies geschieht bei den Hochdruckvermischungseinrichtungen i.A. durch
Ausstoßen mittels Stößel aus der Mischkammer. Bei den Vermischungsvorrichtungen
mit Rühren sind 2
grundsätzliche Lösuiigen bekannt: a) Die Reinigung geschieht mittels Lösungsmittel.
Dies hat mehrere Nachteile wie Reduzierung der Wirtschaftlichkeit durch Lös ungsmittelverbrauch
uiid Schwierigkeiten bei der Beseitigung der gebrauchten Lösungsmittel und die Notwendigkeit
der Absaugung der Lösungsmitteldämpfe zum Schutz des Bedienungspersonals.
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b)Der Rührer ist konisch ausgebildet, insbesondere eine konisch ausgebidete
hochtourig laufende Schnecke in einer konischen Mischkammer.
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Beim Reinigungsvorgang wird diese Schnecke so weit in axialer Richtung
verschoben, daß das reagierte Kunststoffgemisch, daß auf den Schneckenflanken haftet,
mechanisch abgerieben wird und dadurch die geschlossene Kunststoffhaut
auf der Schnecke zerstört wird. Dadurch und durch die großen Fliehkräfte der hochtourig
laufenden Schnecke wird das auf der Schnecke haftende Kunststoffgemisch von der
Schnecke gelöst und durch die Förderwirkurig der Schnecke von dieser ausgetragen.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß kein Lösungsmittel eingesetzt wird. Ein Nachteil
besteht jedoct darin, daß die mechanische Schneckenreinigung nicht vollkommen erfolgt,
sondern Reste des Kunststoffgemisches auf der Schnecke haften bleiben.
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I.A. werden diese Reste auch beim nächsten Reinigungsvorgang nicht
entfernt, sondern es entsteht vielmehr eine Vergrößerung der Schnecke verschmutzung
von Reinigungsvorgang zu Reinigungsvorgang Es ist dabei erforderlich, die Schnecke
nach einer bestimmten Anzahl von Vertni schun vorgängen gründlich zu reinigen.
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Dies wird durch Auswechseln der Schnecke gelöst. Nachteilig ist dabei
die erforderliche Betriebsunterbrechung für das Auswechseln der ScI0t0t'k ke. Da
der Durchmesser der Schnecke voni Materialeintritt zulu Materialaustritt hin abnimmt,
und der Antrieb der Schnecke von der Materialeintrittsseite her geschieht, muß zum
Schneckenwechsel zuerst das Misch kammergehäuse demontiert werden und anschließend
kann die Schnecke ausgewechselt werden. Wegen der Notwendigkeit der MOntage und
Demon des Mischkammergehäuses ist es konstruktiv nur sehr aufwendig lösbar, eine
automatisch arbeitende Schneckenwechselvorrichtung zu konstruieren Ein weiterer
Nachteil besteht bei dieser Lösung: Durch den mechanischen Austrag und die Nachreaktion
entsteht eine starke Verschmutzung des stirnseitigen Endes der Mischkammer, des
sogenannten Mundstückes.
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Beim Anlegen des Mundstückes an eine Form entstehen dadurch Undichtigkeiten.
Daher wird das Mundstück i.A. manuell gereinigt. Eine automatische Reinigung, z.B.
mittels Schaber ist zwar möglich, bedingt aber daß das Schneckenende und das Mundstück
beim Reinigungsvorgang in einer Ebene liegen. Durch den mechanischen Verschleiß
der Schneckenflanken ist das bei gebrauchten Schnecken nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vermischungseinrichtung
für flüssige oder teigige Materialkomponenten so zu gestalten, daß sowohl eine mechanische
Reinigung eines Vermischungsorganes in den Vermischungspausen möglich ist als auch
die kotistruktive Möglichkeit gegeben ist, die Schnecke ohne Mischkammerdemont@ge
zu wechseln und ferner für die Mundstückreinigung ein ebener Abschluß von Schnecke
und Mundstück vorhanden sind.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine zylindrische Schnecke
eingesetzt wird, die stich in einer zylindrischen Mischkammer befindet, wobei der
Durchmesser der Mischkammer größer ist als der der Schnecke.
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Für den Reinigungsvorgang wird die Schneckenachse exzentrisch uin
die Differenz zwischen dem Mischkammerradius und dem Schneckenradius verschoben
und mit dieser Exzentrizität um die Mischkammerachse gedreht. Bei starkem Material
auf den Schneckenflanken wird die Exzentrizität kleiner gewählt. Dadurch ist die
mechanische Berührung des Kunststoffes auf den Schneckenfla nketi tiiid der Mischkammerinnenwandung
zum Lösen des auf deti Flanken haftenden Materials gegeben.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen besonders darin, daß
eine zylindrische Schnecke ohne technische Probleme von der Mischkammer-Öffnung
her herausgezogen und eiiie neue wieder eingesetzt werden kann, so daß der Wechselvorgang
keine Produktionsausfälle erzeugt, Der mit der Erfindung erzielte weitere Vorteil
liegt darin, daß die Schnekkenachsenexzentrizität für den Zweck der Reinigung auch
nach Abnutzung der Schneckenflanken verändert werden kann, ohne daß das Schnecke
ende relativ zum Mundstück verändert wird.
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Die Erfindung ist im Einzelnen anhand der Zeichnungen dargestellt
und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 : Einen Mischkopf init Schnecke in Mischstellung
Fig. 2 : Eineii Mischkopf mit Schnecke in Reinigungsstellung Die Fig. 1 stellt einen
Mischkopf 1 mit einer Schnecke 2 dar. Der hohlraum zwischen der Schnecke und der
Innenwandung des Mischkopfes ist die Mischkammer. 3. Der Materialeintritt erfolgt
durch die Öffnungen 4a und 4b in die Mischkammer.
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L)ie Fig. 2 zeigt die Schnecke in der Reinigungsstellung. Die Achse
5 der Schnecke ist exzentrisch zur Achse 6 der Mischkammer versetzt. Die Achse 5
rotiert um die Achse 6, sO daß eine Berührung des Restmaterials auf den Flanken
mit der Mischkammerwandung erfolgt. Das Mundstück 7 bleibt dabei in der selben Ebene
wie das freie Lr'de der Schnecke, so daß eine Reinigung durch z. R. einer Schaber
8 möglich ist. Die Schnecke kann ohne Demontage des Mundstückes dadurch die Öffnung
9 herausgezogen bzw. montiert werden.
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