DE3620456A1

DE3620456A1 - Verfahren zum spritzen von mehrkomponentigen organisch/anorganischen materialgemischen

Info

Publication number: DE3620456A1
Application number: DE19863620456
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: ROTHENAICHER FRANZ
Current assignee: ROTHENAICHER FRANZ
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1987-12-23

Description

Es ist bekannt, ein- oder mehrkomponentige, auch z. T. lösungsmittelfreie, flüssige Kunstharzsysteme über Schlauch- bzw. Förderleitungen zu den jeweiligen Spritzpistolen zu fördern, wobei die flüssigen Kompo nenten z. T. mittels unterschiedlicher Mischtechniken, dynamisch, statisch oder Außenmischung, gemischt werden und per Hochdruck (Airless- oder ähnliche Verfahren) die fertigen Harzgemische über eine Spritzdüse auf das jeweilige Objekt aufzubringen.

Es ist weiterhin bekannt, Füllstoffe per Außenmischung in den Spritznebel einzufügen.

Weiterhin ist bekannt, mit Zinkstaub, Eisenglimmer und/ oder ähnlichen Metallstaub- oder mineralischen Staub partikeln angefüllte, zumeist lösungsmittelhaltige, Harzsysteme mittels Airless- oder ähnlicher Spritzver fahren zu verarbeiten.

Alle diese Verfahren haben, mehr oder weniger ausgeprägt gravierende Nachteile aufzuweisen, die da sind:

1. Einkomponenten-Harzsysteme sind in der Regel lösungsmittelhaltig, was sowohl eine Belastung der Umwelt, als auch der jeweiligen Arbeits plätze beinhaltet.
2. Mehrkomponenten-Systeme sind zwar in der Regel lösungsmittelfrei, können jedoch entweder gar nicht oder nur schwach mit Füllstoffen zumeist, Feinststäube wie Quarzmehl, Zinkstaub, etc ge füllt werden.
3. Trotz Zugabe von Toxothropiermitteln in Harz systemen, sind größere Schichtdicken nur in mehreren Arbeitsgängen zu erzielen.
4. Das Herstellen von homogenen Materialgemischen am Verarbeitungsort bleibt dem jeweiligen Ver arbeiter nach eigenem Gutdünken und Fachwissen überlassen.

Nachdem diese Mängel beim Verarbeiten von ungefüllten und/oder schwach gefüllten Harzsystemen bekannt sind, wurden Entwicklungen bzw. Erfindungen notwendig, die diese Mängel von vornherein ausschließen, einen Beitrag zur besseren Umwelt leisten und zur allgemeinen Kosten senkung beitragen.

Um außerdem der Forderung von Anwendern und Betreibern gerecht zu werden, mit geringsten Anteilen von orga nischen Harzen, als schwächstes Glied jeder Beschichtung auszukommen, d. h. gerade soviel Harzbindemasse zu ver arbeiten die notwendig ist, die einzelnen Füllstoffpar tikel zu binden und dieses fertige, hochgefüllte Material gemisch aufzubringen, waren etliche Verfahrens- und Vorrichtungstechnische Hürden zu überwinden, die Gegenstand der Erfindung des nachstehend beschriebenen Verfahrens, sowie der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind.

Über den Vorratsbehälter für Füllstoffe (1) und der stufenlos regelbaren Dosier- und Fördereinheit für Füll stoffe (3) werden die Füllstoffpartikel in der nachge schalteten, speziell ausgebildeten Wirbelkammer (4) in eine bestimmte Rotation versetzt, welche es möglich gemacht hat, auch spezifisch schwere Partikel wie z. B. Zinkpartikel, Bleipartikel, etc. in den Beschleunigungs stutzen (5) dosiert einzubringen und über die Füllstoff- Förderleitung (6) zum Misch-Stator (13) zu fördern und mit dem kombinierten Misch-/Förderrotor (14) die Füll stoffe mit den bereits vorgemischten Harzsystemen zu einem homogenen, hochgefüllten organisch/anorganischen Materialgemisch zu verarbeiten und über die Austritts düse (16) auf die jeweiligen Trägerobjekte aufzubringen.

Es hat sich im Laufe der Entwicklungen und empirischen Versuche herausgestellt, daß die Wirbelkammer (4), je nach verwendetem Füllstoff, im Inneren mit Eckenradien bis maximal R 100 und einem Kammervolumen von/bis zum 1-fachen des Volumens des dem Stand der Technik ent sprechenden Förderrohres des Schneckenförderers der Dosier- und Fördereinheit (3) versehen sein muß. Es ist weiterhin auch Gegenstand der Ansprüche, den Austritt aus der Wirbelkammer (4) zylindrisch auszu führen (siehe auch Fig. 1) und zwar mit einem Durch messer von mindestens dem 0,2-fachen bis maximal dem 0,6-fachen der Tiefe der Wirbelkammer (4). Der anschließend angebaute Beschleunigungsstutzen (5) hat am Eingang den gleichen Durchmesser wie der Austritt an der Wirbelkammer (4) und muß, je nach geforderter oder erforderlicher Beschleunigung der unterschied lichsten Füllstoffe, mit Konusen von 1 : 5 bis maximal 1 : 20 ausgeführt werden.

Vom Beschleunigungsstutzen (5) gelangen die mengendo sierten Füllstoffe über die Füllstoff-Förderleitung (6) in den Misch-Stator (13) und werden dort vom Misch-/ Förderrotor (14) mit den bereits vorgemischten Harz systemen zu einem homogenen, hochgefüllten organisch/ anorganischen Materialgemisch verarbeitet und über eine dem Stand der Technik entsprechenden Austrittdüse (16) auf den jeweiligen Träger aufgebracht.

Bereits im EP 00 53 411-B1 wird eine Art der Füllstoff einbringung beschrieben. Hierbei werden Füllstoffpar tikel entgegen dem Förderstrom der Bindemasse einge bracht und in einem Hohlraum miteinander in Kontakt ge bracht.

Für das vorgenannte Verfahren, homogen gemischte, hoch gefüllte organisch/anorganische Materialgemische herzu stellen und zu Verspritzen, war das im EP 00 53 ×411-B1 beschriebene Verfahren und die beschriebene Spritz pistole vollkommen ungeeignet.

Aus diesem Grund wurde am Misch-Stator (13) ein Einlaß stutzen für Füllstoffe (17) mit einem Einlaßwinkel von 10° bis maximal 45° angebracht, wobei der Einlaßwinkel in Strömungsrichtung ausgeführt sein muß. Der im Misch-Stator (13) angeordnete, speziell ausge bildete Misch-/Förderrotor (14) hat die Aufgabe, sowohl die flüssigen mehrkomponentigen Harzsysteme unterein ander zu mischen, als auch die Füllstoffe homogen mit den vorgemischten Harzen zu mischen und dieses fertige extrem hochgefüllte Materialgemisch zur Austrittsdüse (16) zu fördern, wo es unter Beifügung von etwas Luft auf den jeweiligen Träger hochverdichtet aufgebracht wird.

Bereits im DE 33 45 049-A1 wird bei der Umschreibung einer Mehrkomponenten-Spritzpistole von einer Misch kammer und einem sich drehenden Mischrotor gesprochen. Es wird in diesem Patent das Schutzrecht beansprucht, die Mischkammer kegelig auszubilden und den Mischrotor dieser Formgebung der Mischkammer anzupassen.

Diese Art der Vermischung mag für ungefüllte, flüssige Harzsysteme ausreichend sein.

Um jedoch organisch/anorganische Materialgemische, hochgefüllt und homogen vermischt, herstellen und Ver spritzen zu können, muß sowohl der Misch-Stator (13) als auch der Misch-/Förderrotor (14) zylindrisch, ge mäß Fig. 2, ausgeführt werden.

Dabei dienen die geraden Rotorzapfen (15) an der An triebsseite des Misch-/Förderrotors (14) zum Mischen der an dieser Stelle eingespeisten flüssigen Harzkompo nenten, während die schräggestellten Rotorzapfen (15) sowohl zum weiteren Mischen der Füllstoffe mit dem Harzgemisch, als auch zum Transport des fertigen orga nisch/anorganischen Materialgemisches zur Austritts düse (16) zwingend erforderlich sind.

Es sei an dieser Stelle besonders erwähnenswert, daß gerade die Erfindung der beschriebenen und in den Zeichnungen räumlich dargestellten Vorrichtungsteile zur Realisierung des beschriebenen Verfahrens führten und somit, neben dem Verfahren, als erfindungswesent lich beansprucht werden.

Der Erfindungsgegenstand der vorgenannten Erfindung er gibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kobination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Die in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten, räumlichen Ausbildungen werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Liste der Bezugszeichen: Vorratsbehälter für Füllstoffe (1) Antrieb mit Getriebe für Dosier- und
Fördereinheit (2) Dosier- und Fördereinheit für Füllstoffe (3) Wirbelkammer für Füllstoffe (4) Beschleunigungsstutzen für Füllstoffe (5) Förderleitung für Füllstoffe (6) Vorratsbehälter für Flüssig-Harz-
komponenten (7) Antrieb mit Getriebe für Hochdruck-
Förderpumpen (8) Hochdruck-Förderpumpen für Flüssig-
Harzkomponenten (9) Förderleitungen für Flüssig-Harz-
komponenten (10)
elektro/pneum. Regel- und Steuereinheit (11)
elektro/neum. 2-Komponenten-Spritz-
pistole (12)
Misch-Stator (13)
kombinierter Misch-/Förderrotor (14)
Rotorzapfen - gerade und schräg - (15)
Austrittsdüse (16)
Einlaßstutzen für Füllstoffe (17)Murrhardt, 10. Juni 1986Erfinder - gleich Anmelder:
Ulrich Keller
Marxenhof 1
D-7157 MurrhardtPaul Wünning
Heinrichstr. 2
D-4795 DelbrückFranz Rothenaicher
Rathausgasse 3
D-7157 Murrhardt

Claims

Verfahren zum Spritzen von mehrkomponentigen organisch/ anorganischen Materialgemischen.
1. Verfahren zum Spritzen von kugeligen und/oder kubischen Füllstoffpartikeln ausgewählter Sieblinien und Korngrößen, in Verbindung mit kalthärtenden, lösungsmittelfreien 2-Komponenten-Kunstharzsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Vorratsbehälter für Füllstoffe (1) über eine stufenlose regelbare Dosier- und Fördereinheit (3) mit angebauter, spe ziell ausgebildeter Wirbelkammer (4) und eines da nach angebauten, besonders ausgebildeten Beschleu nigungsstutzens (5) die Füllstoffpartikel pneumatisch über die Füllstoff-Förderleitung (6) zum Misch-Stator 13) gefördert, dort mit den getrennt per Hochdruck-Förderpumpen (8) über die Flüssig- Komponenten-Förderleitungen (10) geförderten und im Misch-Stator (13) mittels Misch-/Förderrotor (14) vorgemischten Harzsystemen zu einem hochgefüllten, homogen organisch/anorganischen Materialgemisch ver mischt und über die Austrittsdüse (16) ausgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus kugeligen Zinkpartikeln mit sphärisch glatter Oberfläche, einem Größtkorndurch messer bis maximal 0,5 mm und einem Zinkreinheits grad von größer 92% besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Füllstoff auch aus anderen Metall partikeln mit sphärisch glatter Oberfläche, einem Größtkorndurchmesser bis maximal 0,5 mm bei kugeliger und/oder kubischer Kornform und einem Metallreinheits grad größer 92% besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Füllstoff auch mineralischen Ursprungs sein kann, wobei auch hier eine sphärisch glatte Oberfläche, ein Größtkorndurchmesser bis maximal 0,5 mm, eine kugelige und/oder kubische Kornform und eine bestimmte Sieblinie verhanden sein muß.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das kalthärtende, lösungsmittelfreie Kunstharzsystem vorzugsweise aus dem Stand der Technik entsprechenden Mehr-Komponenten-Epoxidharz systemen besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die pneumatische Förderung der Füll stoffpartikel von dem Vorratsbehälter für Füllstoffe (1) über die Dosier- und Fördereinheit (3) in die Wirbelkammer (4) und dem Beschleunigungsstutzen (5) in die Füllstoff-Förderleitung (6) zum Misch-Stator (13), mittels großer Luftmenge bis maximal 6 bar, kontinuierlich erfolgt.
7. Verfahren zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, außer dem Stand der Technik entsprechenden Maschinenbau elementen wie: Antriebsmotoren, stufenlos regelbaren Getrieben, Dosier- und Fördereinheit (Förderrohr mit Schneckenförderer), Flüssigkeits-Hochdruck-Förder pumpen, Flüssigkomponenten-Druckbehälter, Schlauch- und Förderleitungen, Mehrkomponenten-Spritzpistole, notwendige Anschluß-, Regel- und Steuerarmaturen, sowie den wesentlichen Neuentwicklungen:
7.1 Wirbelkammer (4) mit Beschleunigungsstutzen (5) siehe Fig. 1
7.2 kombinierter Misch-/Förderrotor (14) für Misch-Stator (13), siehe Fig. 2
7.3 Anlaufsteuerung der verschiedenen Aggregate, siehe unter Anspruch 10, näher erläutert, diese miteinander eine Kombination bilden, welche er ermöglicht, daß unter Anspruch 1 bis 6 beschrie bene Verfahren durchzuführen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosier- und Fördereinheit (3) zusammen mit der Wirbelkammer (4) und dem Beschleunigungsstutzen (5) eine Baueinheit darstellt, einschließlich des im Inneren vorhandenen maximalen Luftdrucks von/bis zu 6 bar, wobei die Wirbelkammer (4) im Inneren mit Eckenradien von/bis zu maximal R 100 versehen sein muß, (die Größe der Eckenradien ist abhängig vom jeweils verwendeten Füllstoff) und ein Kammervolumen von maximal das 1-fache des Förderrohres hat, jeweils abhängig vom geforderten Fördervolumen, da mit die kugeligen und/oder kubischen Füllstoffpar tikel in eine bestimmte Rotation versetzt werden kann, welche erst eine pneumatische Förderung garantiert, um über den Beschleunigungsstutzen (5) mit einer enorm hohen Fördergeschwindigkeit zum Misch-Stator (13) gefördert und dort mit den flüssigen, bereits vorgemischten Harzsystemen innig gemischt und über die Austrittsdüse (16 auf das jeweilige Objekt auf gebracht werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekenn zeichnet, daß sich der im Misch-Stator (13) drehende Misch-/Förderrotor (14) mit bis zu sechs in Reihe angeordneten Rotorzapfen (15) ausgeführt sein muß, (die Anzahl der Rotorzapfen ist abhängig vom gefor derten Materialvolumen) wobei die ersten beiden in Reihe angeordneten Rotorzapfen (15), gesehen von der stufenlos regelbaren Antriebsseite des Misch-/Förder rotors (14) ohne Schrägstellung versehen sein müssen, während die restlichen der in Reihe angeordneten Rotorzapfen (15) mit einer Schrägstellung von min destens 10° Winkelstellung bis zu maximal 45° Winkel stellung ausgeführt sein müssen, damit ein kontinu ierlicher Ausstoß des homogenen, hochgefüllten organisch/anorganischen Materialgemisches gewähr leistet ist. Die Auswahl der jeweiligen Winkel stellung steht in Abhängigkeit von Füllgrad und Materialvolumen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anlaufreihenfolge der einzelnen Aggregate steuertechnisch so entwickelt wurde, daß die Förderluft für Füllstoffe nach dem Starten der Vorrichtung zunächst einen Luftdruck bis zu maximal 6 bar im Misch-Stator (13) aufbaut, damit vom Misch- Stator (13) keine vorgemischten flüssigen Harzbinde massen in die Förderleitung für Füllstoffe (6) ein dringen können, was zu Verklebungen der Förderlei tungen für Füllstoffe führen kann, und danach erst die Förderung der Füllstoffe synchron mit den flüssigen Harzkomponenten beginnt. Beim Beenden des Spritzvorgangs schaltet zuerst die Einheit für die flüssigen Harzkomponenten ab und einige Sekunden verzögert die Füllstoffkomponente.