-
-
Düse und Mischvorrichtung mit Düse.
-
Die Erfindung betrifft eine strömungsrichtende Düse zum Erzeugen einer
turbulenten Strömung einer viskosen Flüssigkeit, insbesondere einer mit Teilchen
oder Fasern gefüllten viskosen Flüssigkeit. Zusätzlich bezieht sich die Erfindung
auf eine Prallflächen-Flüssigkeitsmischvorrichtung, insbesondere einen Mischkopf
einer Reaktions-Spritzgußvorrichtung, welcher eine solche Düse und einen Mischkammereinsatz
mit einer flachen Fläche zum dichtenden Kontakt mit der Düse aufweist.
-
Das Reaktions-Spritzgußverfahren, welches auch als RIM (Reaction Injection
Molding) bekannt ist, hat sich zu einem wichtigen und in großem Umfang angewandten
Verfahren zum Erzeugen von Kunststoffgegenständen entwickelt. Das Verfahren hat
in der Automobilindustrie zum Herstellen von Kfz-Kunststoffteilen, wie beispielsweise
Stoßstangen oder Kotflügeln, beachtliche Verbreitung gefunden. Mit dem RIM-Verfahren
wurden in großem Umfang Formen aus Polyurethan- und Nylon-Kunststoffen hergestellt.
Viele solche Kunststofformen enthalten teilchenförmiges Füllmaterial und/oder kurze
Fasern (beispielsweise Glasfasern) als Verstärkung, um Kosten zu reduzieren und/oder
die Eigenschaften der Formteile zu verbessern.
-
Bei dem RIM-Verfahren werden zwei oder mehr reaktionsfreundliche Flüssigkeiten
(beispielsweise Monomere) kontinuierlich innig zusammengemischt und in eine Form
eingefüllt, worauf die Mischung reagiert, um den geformten Gegenstand mit der Gestalt
des Formhohl raumes zu bilden. Wenn die reaktive Flüssigkeit viskos ist, wird die
Flüssigkeit üblicherweise erwärmt, um ihre Viskosität zu reduzieren, um auf diese
Weise das Pumpen der Flüssigkeit zu vereinfachen und das Durchmischen der Flüssigkeit
mit anderen
Flüssigkeitskomponenten des RIM-Verfahrens zu verbessern.
Das Durchmischen der Flüssigkeitskomponenten wird bei dem RIM-Verfahren durch eine
kontinuierliche Pralltechnik realisiert, wobei die separaten Hochdruckströme der
Flüssigkeitsbestandteile so ausgerichtet sind, daß sie sich in einer Mischkammer
bei hoher Geschwindigkeit schneiden oder aufeinanderprallen, wobei die hieraus resultierende
Mischung kontinuierlich aus der Mischkammer in die Form fließt.
-
Oblicherweise drückt die Kraft der neu in die Mischkammer hineingelangenden
und hier zusammengemischten Flüssigkeit das bereits gemischte Material aus der Mischkammer
heraus und in die Form. Jedwede gemischte reaktive Flüssigkeit, die am Ende des
Mischzyklusses in der Mischkammer verbleibt, wird mittels eines Kolbens, der sich
entlang der Kammer nach unten bewegt, aus der Kammer herausbewegt.
-
Ziemlich oft enthält zumindest eine der reaktiven Flüssigkeiten (d.
h. Monomere) einen Füllstoff, um die Kosten zu reduzieren und/ afer die Eigenschaften
des Formstücks zu verbessern. Der Füllstoff ist üblicherweise ein anorganisches
teilchenförmiges Material (beispielsweiseTon, Kieselgur usw.) ein Festkörperpigment
oder ein faseriges Material (beispielsweise Glasfasern). Wenn Glasfasern verwendet
werden, sind dies üblicherweise kurze Fasern (beispielsweise weniger als 1/2 inch).
Die Verwendung von gefüllten Flüssigkeiten bei dem RIM-Verfahren stellt jedoch sowohl
Probleme bei der Vorrichtung zur Durchführung des RIM-Verfahrens (d. h. der RIM-Vorrichtung)
als auch Mischprobleme und Gießprobleme. Diese Probleme entstehen in erster Linie
aufgrund des Sedimentierens oder der Separation des Füllmaterials aus der Flüssigkeit
während der Rezirkulation der gefüllten Flüssigkeit in der RIM-Vorrichtung.
-
Dieses Separationsproblem ist insbesondere in den Durchgängen des
Mischkopfes akut. Besonders schwerwiegende Probleme ergeben sich, wenn das Füllmaterial
Glasfaser ist, nachdem die Glasfasern abfasern bzw. sich abnutzen (in sehr feine
Fäden aufbrechen) und den Fluß der Flüssigkeit blockieren. Das Problem der Separation
des Füllmaterials hindert nicht nur den Fluß der Flüssigkeit, sondern es bringt
auch das Verhältnis der die Mischkammer des Mischkopfes betretenden reaktiven Flüssigkeiten
aus dem Gleichgewicht und bewirkt daher, daß fehlerhafte Formen erzeugt werden.
Es ist daher in hohem Maße wünschenswert, dieses Problem der Separation des
Füllmaterials
zu überwinden und die Separation des Füllmaterials aus der Flüssigkeit innerhalb
des Mischkopfes der RIM-Vorrichtung zu verhindern.
-
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Mischkopfvorrichtung
zum Mischen von zumindest zwei Flüssigkeiten zu schaffen.
-
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, die Mängel der
Mischkopfvorrichtung'gemäß dem Stand der Technik zum Mischen von zwei oder mehreren
Flüssigkeiten mittels einer Mischkopfvorrichtung zum Mischen von zwei oder mehreren
Flüssigkeiten, wobei zumindest eine Flüssigkeit ein Füllmaterial enthält, zu vermeiden,
wobei eine Separation des Füllmaterials von der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsversorgungsdurchgang
des Kopfes durch Erzeugung einer turbulenten Strömung innerhalb des Durchgangs reduziert
oder vermieden wird.
-
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Mischkopfvorrichtung
zum Mischen von zwei oder mehreren Flüssigkeiten mit einem eine turbulente Strömung
erzeugenden Düsenelement zu schaffen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine einen turbulenten Flüssigkeitsstrom
erzeugende Düsenvorrichtung vorgesehen mit einem langgestreckten,hohlen zylindrischen
Körper mit einer Wandung, die einen Hohlraum definiert,und undmit einer Längsachse,
mit zumindest drei beabstandeten Uffnungen im Körper, wobei zumindest eine der oeffnungen
mit der Längsachse des Körper koaxial ist, und mit einem stationären, einen Flüssigkeitsstrom
richtenden Glied innerhalb des Hohlraums, welches eine gefaltete Flüssigkeitsströmungsbahn
zwischen zwei der Uffnungen erzeugt. Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Mischkopfvorrichtung zum Prallmischen von zumindest zweier Flüssigkeiten vorgesehen
mit einem Gehäuse, mit der oben beschriebenen Düsenvorrichtung, wobei ein Mischkopfeinsatz
eine zentrale zylindrische Kammer aufweist, die an beiden Enden offen ist und die
durch eine Wandung mit einer Mehrzahl von oeffnungen definiert ist, die mit der
Kammer in Verbindung stehen, wobei ein Kolben in Längs-
richtung
der Kammer hin- und herbewegbar ist, um die Uffnungen zu öffnen und zu schließen
und um die Kammer von Flüssigkeit zu reinigen, und wobei weiterhin eine Einrichtung
zum Hin- und Herbewegen des Kolbens in Längsrichtung innerhalb der Kammer vorgesehen
ist.
-
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Düsenvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung von oben, Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht
einer erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung entlang der Linie 2-2 gemäß Fig.-l, Fig.
3 eine Draufsicht auf eine bevorzugte erfindungsgemäße Düsenvorrichtung von oben,
Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht der bevorzugten Düsenvorrichtung entlang der
Linie 4-4 gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht einer Mischkopfvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung, Fig. 6 eine gedrehte Schnittansicht entlang der Linie
6-6 gemäß Fig. 5, Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht des unteren mittleren Bereichs
gemäß Fig. 6, Fig. 8 eine Draufsicht auf den Mischkammereinsatz der Mischkopfvorrichtung
von oben, Fig. 9 eine Seitenansicht des Mischkammereinsatzes der Mischkammervorrichtung.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine neuartige Düsenvorrichtung
vorgesehen, welche insbesondere zum Richten eines Flüssigkeitsstroms, insbesondere
einer gefüllten Flüssigkeit, ausgebildet ist, sowie eine verbesserte Mischkopfvorrichtung,
die diese Düse enthält,
zur Prallmischung zweier oder mehrerer
Flüssigkeiten, insbesondere zweier oder mehrerer reaktiver Flüssigkeiten, von denen
zumindest eine eine gefüllte Flüssigkeit ist, zum Formen eines Kunststoffgegenstands.
Die Düsenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt gemäß einem Aspekt
der Erfindung folgendes: a) Einen langgestreckten bzw. länglichen, hohlen, zylindrischen
Körper mit einer Längsachse und einer Wandung, welche einen Hohlraum entlang dieser
Achse definiert; b) drei voneinander beabstandete ffnungen innerhalb des Körpers,
welche mit dem Hohlraum in Verbindung stehen, um einen Eintritt und einen Austritt
einer Flüssigkeit in den und aus dem Hohlraum zu ermöglichen, wobei zumindest eine,
jedoch nicht alle Uffnungen mit der Längsachse koaxial ist; und c) ein strömungsrichtendes
Glied, welches innerhalb des Hohlraums stationär befestigt ist und sich in den Hohlraum
hinein in Richtung der Längsachse erstreckt, um eine um 1800 gefaltete Flüssigkeitsstrombahn
zwischen zwei der Uffnungen zu erzeugen.
-
Bei einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung weist
der Körper eine flache Oberfläche mit einem Kanal zur Aufnahme eines O-Rings auf.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch ein verbesserter Mischkopf
zum Prallmischen einer Mehrzahl von Flüssigkeiten vorgesehen, insbesondere einer
Mehrzahl von Flüssigkeiten, von denen zumindest zwei reaktive Flüssigkeiten sind,
und insbesondere einer Mehrzahl von Flüssigkeiten, von denen zumindest zwei reaktive
Flüssigkeiten sind und von denen zumindest eine einen Füllstoff beinhaltet. Diese
Mischkopfvorrichtung umfaßt: a) Ein Aufnahmegehäuse, b) einen Mischkopfeinsatz mit
einer Wandung, welche eine zentrale zylindrische Kammer definiert, die an beiden
Enden offen ist und eine Mehrzahl von öffnungen in der Wandung aufweist, welche
mit
der Kammer in Verbindung stehen, c) einen zylindrischen Kolben mit einer hydraulischen
Passung mit der Wandung der Kammer, welcher in Längsrichtung der Kammer hin- und
herbewegbar ist, um die Uffnungen zu öffnen und zu schließen und verbleibende Flüssigkeit
aus der Kammer auszustoßen, d) eine Antriebseinrichtung zum Hin- und Herbewegen
des Kolbens in Längsrichtung, und e) eine Einrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit
zu-der Mischkammer durch die oeffnungen, wobei die Einrichtung zum Zuführen von
Flüssigkeit im wesentlichen aus einer Düse besteht, welche folgendes umfaßt: f)
einen langgestreckten, hohlen zylindrischen Körper mit einer Längsachse und einer
Wandung, welche einen Hohlraum entlang der Achse definiert, g) drei voneinander
beabstandete oeffnungen in dem Körper, welche mit dem Hohlraum in Verbindung stehen,
um einen Zugang und einen Ausgang der Flüssigkeit in den bzw. aus dem Hohlraum zu
ermöglichen, wobei zumindest eine, jedoch nicht alle Uffnungen mit der Langsachse
koaxial ist, und h). en strömungsrichtendes Glied, welches im Hohlraum stationär
befestigt ist und sich in den Hohlraum in Richtung der Längsachse hineinerstreckt,
um eine um 1800 gefaltete Flüssigkeitsströmungsbahn zwischen zwei Uffnungen zu definieren.
-
Gemäß einem besonderen Aspekt der erfindungsgemäßen Mischkopfvorrichtung
ist weiterhin vorgesehen, daß der Mischkopfeinsatz eine flache Oberfläche aufweist,
welche den Durchgang umgibt, um dichtend mit der Düse in Eingriff zu kommen, um
es zu ermöglichen, daß Flüssigkeit von der Düse durch die Mischkopfeinsatzöffnung
zu der Mischkammer des Einsatzes strömt.
-
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher beschrieben. In Fig. 1 und 2 ist eine Düsenvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Richten eines Flüssigkeitsstroms gezeigt, insbesondere einer Flüssigkeit
mit einem Füllmaterial, wie beispielsweise Glasfasern, um eine turbulente Strömung
der Flüssigkeit durch die Düse zu bewirken und hierdurch sogenannte tote Orte innerhalb
der DUse 10 zu reduzieren oder zu verhindern-(d. h. Orte mit wenig oder keinem Flüssigkeitsstrom
innerhalb der Düse zu reduzieren oder zu verhindern), was seinerseits das Absetzen
oder die Separation von Füllmaterial aus der durch die Düse strömenden gefüllten
Flüssigkeit reduziert oder verhindert. Der langgestreckte zylindrische Körper 21
der Düse 10 weist eine Längsachse auf, einen Hohlraum 22, der sich entlang dieser
Achse erstreckt, sowie offnungen 23, 24 und 25, und er endet mit einem kurzen, kegelstumpffUrm;-gen
konischen Ende mit der Uffnung 25. Die Uffnungen 23 und 25 sind mit der Längsachse
des Körpers 21 koaxial und am weiten bzw. engen Ende des Körpers 21 angeordnet.
An der Innenseite des Körpers 21 ist an seinem weiten Ende ein langgestrecktes,
hohles, zylindrisches strömungsrichtendes Glied 27 mit einer Uffnung 28 an seinem
unteren Ende und mit einer mit der Uffnung 23 konzentrischen Uffnung an seinem oberen
Ende beispielsweise durch Schweißen befestigt. Das strömungsrichtende Glied 27 weist
einen Flansch 29 auf, welcher sich in enger Passung in der Bohrung 31 des Körpers
21 an dessen oberen Ende befindet, sowie einen langgestreckten rohrförmigen Abschnitt
30, der sich in den Hohlraum 22 des Körpers 21 erstreckt und der in einem kurzen,
kegelstumpfförmigen, konischen Abschnitt mit einer Uffnung 28 nahe der Uffnung 25
des Körpers 21 endet. Die Uffnung 23 der Düse wird von der oberen Uffnung des strömungsrichtenden
Gliedes 27 gebildet Der kegelstumpfförmige, konische Abschnitt des Körpers 21 endet
mit einer flachen Fläche mit einer einen O-Ring aufnehmenden, kreisförmigen Nut
oder Kanal 26, in die ein O-Ring eingesetzt ist, um die Düse gegenüber dem Mischkopfeinsatz
abzudichten. Im Betrieb definiert die DUse 10 in der erfindungsgemäßen Mischkopfvorrichtung
zwei Flüssigkeitsströmungsbahnen, die durch den Betriebsmodus des Mischkopfes definiert
sind. Der Mischkopf gemäß der Erfindung weist einen Rezirkulationsmodus und einen
Reinigungsmodus auf.
-
Beim Rezirkulationsmodus wird dem Kopf vom Vorratstank mittels einer
Pumpe Flüssigkeit zugeführt und dem Vorratstank in einer kontinuier-
lichen
Umlaufbahn zurückgeführt. Während dieses Betriebsmodus schließt der Kolben des Mischkopfes
die ffnungen des Mischkopfeinsatzes, um so zu verhindern, daß Flüssigkeit in den
Mischkopf gelangt. Beim Gießmodus jedoch ist der Kolben zurückgezogen, wodurch er
die oeffnungen des Mischkopfeinsatzes freigibt, woraufhin die dem Mischkopf zugeführte
Flüssigkeit zur Mischkammer des Mischkopfeinsatzes gerichtet wird und mit anderen
Flüssigkeiten vermischt wird und die hieraus resultierende Mischung in üblicher
Weise von der Mischkammer in die Form entladen wird. Beim Rezirkulationsmodus wird
eine Flüssigkeitsströmung durch die Uffnung 25 der Düse 10 durch Abschließen der
mit der Uffnung 25 zusammenwirkenden Einsatzöffnung vermieden und die Flüssigkeit
betritt die Düse 10 bei der Uffnung 23, wandert innerhalb des strömungsrichtenden
Gliedes 27 zur Uffnung 28 und durch diese Uffnung hindurch, fließt nach oben durch
den Raum zwischen dem Glied 27 und der Innenseite des Körpers 21 und verläßt die
Düse 10 bei der Uffnung 24. Diese Strömungsbahn bewirkt eine turbulente Strömung
der Flüssigkeit durch die Düse, wobei die Flüssigkeit innerhalb des Raumes zwischen
den Uffnungen 28 und 25 ständig erneuert wird, wodurch das Absetzen von Füllmaterialien,
wie beispielsweise Glasfasern, vermieden wird, wie dies auftreten würde, wenn das
strömungsrichtende Glied 27 nicht in der Düse 10 enthalten wäre. In Abwesenheit
des strömungsrichtenden Gliedes 27 würde sich während des Rezirkulationsmodus eine
dricke, stillstehende Flüssigkeitsschicht nahe der Uffnung 25 aufbauen. Diese stillstehende
Schicht aus gefüllter Flüssigkeit würde zur Folge haben, daß sich das Füllmaterial
von der Flüssigkeit separiert und daß die Uffnung 25 verstopft wird. Ein solches
Verstopfen wird durch die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Düsenvorrichtung reduziert
oder verhindert.
-
Ein bevorzugts Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung
ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Düse 30 weist
an ihrem oberen Ende zwei nebeneinanderliegende, nicht mit Bezugsziffern versehene
oeffnungen auf, welche durch das Anbringen (beispielsweise Anschweißen) des blattartigen,
strömungsrichtenden Gliedes 46 an den Körper 41 gebildet werden. Im Betrieb innerhalb
der Mischkopfvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese nebeneinanderliegenden
Uffnungen ohne Bezugs-
ziffern vom Gehäuse des Mischkopfes geschlossen.
In aternativer Weise können diese oeffnungen ohne Bezugsziffern mittels einer Platte
geschlossen werden, die die Uffnungen abdecken, und die am Körper 41 (beispielsweise
mittels Schweißen) befestigt ist.
-
Um die Betriebsweise der Düse 30 in der öffnungsgemäßen Mischkopfvorrichtung
zu veranschaulichen, muß in Betracht gezogen werden, daß die benachbarten Uffnungen
ohne Bezugszeichen am Oberende des Körpers 41, die zwischen dem Körper 41 und dem
strömungsrichtenden Glied 46 ausgebildet sind, in einer der beiden vorbeschriebenen
Weisen verschlossen sind. Die Düse 30 umfaßt daher einen langgestreckten, zylindrischen
Körper 41 mit einer Längsachse, einen Hohlraum 42, der sich entlang dieser Achse
erstreckt und vom Körper 41 definiert ist, ffnungen 43, 44 und 45 im Körper 41,
wobei die Uffnung 44 koaxial mit der Längsachse des Körpers 41 ausgerichtet ist,
ein plattenähnliches, strömungsrichtendes Glied 46, welches (beispielsweise mittels
Schweissung) am Körper 41 über den Durchmesser des Hohlraums 42 befestigt ist sowie
eine ringförmige Nut bzw. Kanal 47 zur Aufnahme eines 0-Rings, um die Düse 30 gegenüber
dem Mischkopfeinsatz der erfindungsgemäßen Mischkopfvorrichtung abzudichten. Der
Körper 41 weist ein weites oberes Ende und ein kurzes, kegelstumpfartiges, konisches,
enges unteres Ende auf, welches in einer flachen Oberfläche endet, die die Uffnung
44 und die O-Ring-aufnehmende, ringförmige Nut oder Kanal 47 aufweist. Eine der
oeffnungen 43 oder 45 dient als Einlaß und die andere als Auslaß für Flüssigkeit.
Bei dem weiter oben beschriebenen Rezirkulationsmodus wird eine Flüssigkeitsströmung
durch die Uffnung 44 dadurch verhindert, daß die Einlaßöffnung, die mit der Uffnung
44 in Verbindung steht, geschlossen wird, und daß die Uffnúngen 43 und 45 offen
sind. Im Rezirkulationsmodus betritt daher die Flüssigkeit die Düse 30 beispielsweise
durch die Uffnung 45, fließt an der Seite des strömungsrichtenden Gliedes 46, die
der Uffnung 45 gegenüberliegt, hinunter in den Hohlraum 42, kehrt ihre Strömungsrichtung
um 1800 um und fließt an derjenigen Seite des strömungsrichtenden Gliedes nach oben,
die der Uffnung 43 gegenüberliegt und fließt aus der Uffnung 43 hinaus. Diese Flüssigkeitsströmungsbahn
überstreicht die Flüssigkeit im Bereich nahe der Uffnung 44 kontinuierlich, wodurch
die Ausbildung einer ruhenden Flüssigkeitsschicht bei der Uffnung 44 reduziert oder
verhindert wird.
-
Wenn die Flüssigkeit ein Füllmaterial enthält (beispielsweise Siliziumteilchen
oder Glasfasern), erzeugt diese Strömungsbahn Turbulenzen im Flüssigkeitsstrom und
reduziert bzw. verhindert hierdurch das Absetzen von die Uffnung 44 möglicherweise
verstopfendem Füllmaterial aus der Flüssigkeit. Während des weiter oben beschriebenen
Gießzyklusses ist die Uffnung 44 geöffnet und die Uffnung 43 wird mittels einer
geeigneten, nicht dargestellten Ventileinrichtung, die außerhalb der Düse 30 angeordnet
ist, geschlossen, wodurch die Flüssigkeit, die durch die Uffnung 45 eintritt, gezwungen
wird, bei der Uffnung 44 auszutreten, ohne einer gefalteten Bahn gefolgt zu sein.
-
In den Fig. 5, 6 und 7 ist eine erfindungsgemäße Mischkopfvorrichtung
50 dargestellt. Das Gehäuse 51 der Mischkopfvorrichtung 50 weist im allgemeinen
zylindrische Gestalt mit einer flanschähnlichen Konfiguration am unteren Ende auf.
Ein Düsenblock 52 ist am Gehäuse befestigt (beispielsweise angebolzt), um die Düse
30 zu tragen und in das Gehäuse 51 einzufügen, um die Uffnung 44 der Düse 30 mit
der Eingangsversorgungsöffnung 61 des Mischkopfeinsatzes 60 auszurichten.
-
Die Düse 30 ist im Block 52 beispielsweise eingeschweißt, um die Uffnung
45 mit dem Einlaß 64 auszurichten, und sie ist mit dem Dichtkopfeinsatz 60 mittels
eines O-Rings 75 in dichtendem Eingriff. Anschlüsse 55 und 56 stehen mit den Uffnungen
43 und 45 der Düse 30 in Verbindung und verbinden die Mischkopfvorrichtung mit einem
konventionellen Flüssigkeitsspeichertank (nicht dargestellt) mittels konventioneller
Schläuche (nicht dargestellt) zum Transport von Flüssigkeit zu der und von der Mischkopfvorrichtung
50. Das Gehäuse 51 weist Wandungen auf, die einen Hohlraum 66 definieren, der einen
hin- und herbewegbaren Kolben 70 enthält, an welchem über einen Kopf 67 ein Plunger
63 befestigt ist. Ein Verschlußteil 65 mit einem Einlaß 71 schließt den Hohlraum
66 ab, um einen hydraulischen Zylinder zu bilden, an dem eine konventionelle Hydraulikölversorgung
und ein Auslaßsystem (nicht dargestellt) über den Einlaß 7f und Hydraulikölanschlüsse
69 verbunden sind. Die Stange 68 des Plungers 63 erstreckt sich nach unten in die
Kammer 62 des Mischkopfeinsatzes 60 über eine hydraulischen Sitz, um hin- und hergehend
nach oben und nach unten in der Kammer 62 gleiten zu können, wodurch die Uffnung
72 geöffnet und verschlossen wird und restliche Flüssigkeit aus der Kammer 62 ausgebracht
wird. Wenn sich der Plunger 63 nach oben bewegt, so wird die
Uffnung
72 geöffnet, um Flüssigkeit in die Kammer 62 eintreten zu lassen. Wenn der Plunger
63 nach unten bewegt wird, so wird die Uffnung 72 verschlossen und restliche Flüssigkeit
aus der Kammer 62 ausgebracht. Der Mischkopfeinsatz 60 ist im Gehäuse 51 mittels
eines Halterings rings 53 gehalten, der am Gehäuse 51 mittels nicht dargestellter
Bolzen befestigt ist. Im Rezirkulationsmodus der vorstehend beschriebenen Mischkopfvorrichtung
wird hydraulisches U1 dem Hohlraum 66 durch den Einlaß 71 zugeführt, um den Kolben
70 in die vollständig nach unten bewegte Position zu bewegen, wodurch bewirkt wird,
daß der Plunger 63 vollständig nach unten bewegt wird und die Stange 68 den Hohlraum
72 schließt und die Kammer 62 vollständig besetzt.
-
Flüssigkeit, die eine der zu mischenden Komponenten darstellt, betritt
von einer Pumpe und einem Flüssigkeitsversorgungstank (nicht dargestellt) kommend
die Zuführöffnung 64 des Blocks 52, und gelangt durch die Uffnung 45 der Düse 30
in den Hohlraum 42 (Fig. 4), fließt entlang dem strömungsrichtenden Glied 46 zur
Uffnung 44 hin, kehrt am Ende des Gliedes 46 ihre Strömungsrichtung um 1800 um,
um entlang der entgegengesetzten Seite des Gliedes 46 an der Uffnung 43 (in Fig.
4 dargestellt) in der Düse 30 auszutreten und über einen (nicht dargestellten) Rückführschlauch
zum Flüssigkeitsversorgungstank (nicht dargestellt) zurückzufließen. Im Gießzyklus
wird der Kolben 70 angehoben, indem dem unteren Ende des Hohlraums 66 über einen
Hydraulikölanschluß 69 Hydrauliköl zugeführt wird, wodurch der Plunger 63 angehoben
wird, so daß die Stange 68 die Kammer 62 freigibt und die Uffnung 72 öffnet, wodurch
Flüssigkeit in die Kammer 62 zwecks Prallmischung einströmen kann. Das Prallmischen
wird durch gleichzeitiges Freigeben einer Mehrzahl von Uffnungen 72 erreicht, um
es einer Mehrzahl von Flüssigkeitsströmen zu ermöglichen, die Kammer 62 unter hohem
Druck und unter hoher Geschwindigkeit zu betreten, so daß sich die Flüssigkeitsströme
in der Kammer 62 treffen bzw. schneiden. Die in der Kammer 62 gebildete Flüssigkeitsmischung
fließt kontinuierlich von der Kammer 62 unter der Kraft der die Kammer 62 betretenden
Flüssigkeitströme und mit Unterstützung der Schwerkraft aus der Kammer heraus. Jedweder
geringer Anteil an nach dem Mischen in der Kammer 62 verbleibender gemischter Flüssigkeit
wird aus der Kammer 62 aufgrund der Kraft des die Kammer herunterfahrenden Plungers
63 ausgestoßen, welcher die Uffnung 72 verschließt und den Gießzyklus beendet. Während
des Gießzyklusses ist die Uffnung 43 der Düse
30 mittels einer
nicht dargestellten äußeren Ventileinrichtung verschlossen und die die Zuführöffnung
64 betretende Flüssigkeit gelangt durch die Uffnung 45 in den Hohlraum 42 (Fig.
4) und fließt entlang des strömungsrichtenden Gliedes 46, um die Düse 30 bei der
Uffnung 44 zu verlassen und durch die Einsatzversorgungsöffnung 61 und die Uffnung
72 des Mischkopfeinsatzes 60 in die Mischkammer 62 zu gelangen. Die flache Endfläche
78 der Düse 30 ist mit einer 0-Ring-aufnehmenden Nut 47 (s. Fig. 4) und mit einem
O-Ring 75 versehen, um die Düse 30 gegenüber der flachen Oberfläche 77 des Mischkopfeinsatzes
60 abzudichten.
-
Nachdem üblicherweise beim Herstellen eines Kunststofformteils das
Mischen einer Mehrzahl von Flüssigkeiten gewünscht wird, von denen zumindest zwei
reaktive Flüssigkeiten sind, wird die erfindungsgemäße Mischkopfvorrichtung üblicherweise
zwei oder mehrere erfindungsgemäße Düsenvorrichtungen beinhalten. Im Falle der Fig.
6 und 7 weist die erfindungsgemäße Mischkopfvorrichtung zwei Düsenvorrichtungen
30 auf, die in gegenüberliegenden Positionen im Kontakt mit dem Mischkopfeinsatz
60 angeordnet sind. Es ist jedoch auch eine Anordnung möglich, bei der die Düsen
im Mischkopf nicht gegenüberliegend angeordnet sind.
-
Die Fig. 8 und 9 zeigen den Mischkopfeinsatz 60 der erfindungsgemäßen
Mischkopfvorrichtung gemäß Fig. 5, 6 und 7 in größerem Detail.
-
Der Einsatz 60 weist einen rechteckförmigen Körperabschnitt 90 auf,
mit abgeschrägten Kanten, der an einem Ende in einem kreisförmigen Flanschabschnitt
91 mit einem zylindrischen Glied 92, welches sich von der flachen Fläche hiervon
erstreckt, endet. Eine zentrale Bohrung, welche sich durch den Einsatz 60 mit ihrer
Längsachse im rechten Winkel zum Durchmesser des Flanschabschnitts erstreckt, bildet
die Mischkammer 62. Eine jede Fläche des rechtwinkeligen Körperabschnitts 90, welche
parallel zur Längsachse der Kammer 62 ist, weist eine längliche Zuführöffnung 61
auf, welche mit der Uffnung 72, die sich in die Kammer 62 öffnet, in Verbindung
steht.
-
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf unterschiedliche Ausführungsbeispiele
beschrieben. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung liegen aufgrund der vorstehenden
Beschreibung für den Fachmann
auf der Hand und können realisiert
werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung, wie er in der Beschreibung beschrieben
und in den Ansprüchen beansprucht ist, abzuweichen.
-
- Leerselte -- L e ers eite -