DE4019715A1 - Hochdruckmischvorrichtung zum mischen von mehrkomponenten-kunststoffen, insbesondere polyurethan - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckmischvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Hochdruckmischvorrichtung ist aus der DE-OS 30 40 922 be­ kannt. Bei dieser bekannten Hochdruckmischvorrichtung erfolgt die Steue­ rung der verschiedenen Kolben durch zwei Wegeventile, die elektro­ magnetisch betätigt werden. Die Wegeventile sind parallel zueinander ge­ schaltet, so daß von jedem Wegeventil zwei Leitungen, d. h. in der Praxis zwei Schläuche, zum Mischkopf führen. Das erste Wegeventil dient der Steuerung und Betätigung des Mischkopfes. Das zweite Wegeventil steuert den Reinigungskolben in dem Ausströmkanal. Der Mischkolben ist so dimensioniert, daß er in seiner vorgeschobenen Ausgangs- oder Misch­ stellung nicht in den Ausströmkanal hineinragt. Der Reinigungskolben in dem Ausströmkanal kann mit Hilfe eines Anschlages so gesteuert werden, daß er den Austritt des Gemisches aus der Mischkammer mehr oder weniger drosselt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die möglichst kompakt aufgebaut ist und sehr sicher betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Patentanspruches l gelöst.

Dadurch, daß die beiden Wegeventile in der genannten Weise geschaltet sind, ist es möglich, das zweite Wegeventil unmittelbar am Mischkopf anzu­ ordnen, so daß lediglich zwei Hydraulikleitungen oder Schläuche zum Misch­ kopf führen. Hierdurch entsteht nicht nur ein geringerer Bauaufwand (Ver­ meidung von zwei Schläuchen), sondern es wird auch die Verwechslungsgefahr beim Verbinden der Schläuche herabgesetzt. Schließlich kann der Mischkopf insgesamt klein gebaut werden, was bei vielen Einbaumöglichkeiten erhebliche Vorteile bietet. Bei bestimmten Anwendungsfällen, z. B. bei technisch aufwendigen Lösungen, verbunden mit dem Einsatz von Robotern oder dergleichen, wird das Wegeventil nicht unmittelbar am Mischkopf, sondern in der Nähe des Mischkopfes angeordnet. Auch hier ergeben sich grundsätzlich die vorstehend erwähnten Vorteile, da über die wesentliche Länge nach wie vor nur zwei Schläuche vorhanden sind. Der Begriff "am Mischkopf angeordnet" beinhaltet also auch solche Lösungen, bei denen die Anordnung "in der Nähe" erfolgt.

In vorteilhafter Weise kann die Hochdruckmischvorrichtung so ausgestaltet sein, wie in Anspruch 2 angegeben. Wenn nicht eine besondere Ventil­ konstruktion gewählt wird, stellt ein Rückschlagventil eine besonders vorteilhafte Möglichkeit dar, um den Reinigungskolben des Ausströmkanals in der gewünschten Drosselstellung zu halten.

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

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausührungsform eines Mischkopfes mit einer schematischen Darstellung der hydraulischen Steuerung; und

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform eines Mischkopfes, der an die hydraulische Steuerung nach Fig. 1 angeschlossen ist.

Der Mischkopf besteht aus einer Mischkammer 1 mit Mischkolben 15 und einem rechtwinklig hierzu angeordneten Ausströmkanal 2 mit Austrittsöffnung 6. In dem Ausströmkanal ist ein Reinigungskolben 14 hin- und herbewegbar. Dieser Reinigungskolben 14 kann auch eine Drosselstellung zur Androsselung der Austrittsöffnung der Mischkammer 1 einnehmen.

Das erste Wegeventil ist mit 3, das zweite Wegeventil mit 4 bezeichnet. In der tatsächlichen Ausführungsform ist das zweite Wegeventil 4 am Mischkopf baulich angeordnet und mit einem Rückschlagventil 5 kombiniert. Es ist auch eine andere Ausführungsform denkbar, bei der die Funktion des Rück­ schlagventiles 5 durch eine entsprechende Charakteristik des Wege­ ventiles 4 selbst übernommen wird.

Den beiden Kolben 14 und 15 ist ein Hydraulikteil mit Hydraulikkolben 7 für den Reinigungskolben 14 und Hydraulikkolben 16 für den Mischkolben 15 zugeordnet. Die entsprechenden Hydraulikleitungen sind mit 10 und 11 bzw. 17 und 18 bezeichnet. Dem Hydraulikkolben 7 und damit dem Reinigungs­ kolben 14 ist ein verstellbarer Anschlagkolben 13 zugeordnet, durch den die Drosselstellung des Reinigungskolbens 14 einstellbar ist. Der Schaft 12 dieses Anschlagkolbens 13 führt ins Freie. Dort ist ein bei 8 angedeuteter einstellbarer Anschlag für den Schaft vorgesehen. In den Schaft 12 ist ein Initiator 21 eingebaut. Der Initiator 21 dient zur Oberwachung der Drosselposition des Reinigungskolbens 14. In der Drosselstellung hat der Hydraulikkolben 7 des Reinigungskolbens 14 seinen Anschlag am Anschlagkolben 13.

Hydraulisch wird der Mischkopf durch eine Hydraulikpumpe 19 versorgt, die die Hydraulikflüssigkeit aus einem Hydraulikbehälter 20 ansaugt. Die Stellungen der Wegeventile 3 und 4 sind mit Y2 bzw. Y3 und Y4 bezeichnet. Die Anschlüsse der Hydraulikleitungen an dem Wegeventil 3 sind in üblicher Weise mit A, B, P und T bezeichnet.

Der Mischkolben 14 dient der Steuerung des Komponentenzulaufs und Rück­ laufs. Die in der Mischkammer gemischten Komponenten treten nach der wesentlichen Mischung in den Ausströmkanal 2 ein, wobei sie mit Hilfe des Reinigungskolbens 14 mehr oder weniger angedrosselt werden. d. h. diese Drosselstellung ist einstellbar.

Das Wegeventil 13 dient der Betätigung des Hydraulikkolbens 16 und damit des Mischkolbens 15. In der gezeigten Grundstellung wird die Kolbenseite des Hydraulikkolbens 16 über die Leitung 18 mit Druckflüssigkeit versorgt. Die Stangenseite ist über die Leitung 17 mit dem Hydraulikbehälter 20 ver­ bunden. Sobald das Wegeventil 3 geschaltet wird, ändern sich die Fließ­ richtungen in den Leitungen 17 und 18, und der Mischkolben 15 bewegt sich in seine zurückgezogene Schuß- oder Mischstellung. Wird das Wegeventil 3 wieder in seine Grundstellung geschaltet, fährt der Mischkolben wieder in seine gezeichnete Schließstellung. Nach Schußende muß der Reingungs­ kolben 14 bewegt werden.

Der Reinigungskolben 14 in dem Ausströmkanal 2 wird erst in die zurückge­ zogene Stellung bewegt, bevor er den Reinigungshub durchführt. Dieses hat den Vorteil, daß die gesamte Stirnfläche des Mischkolbens 15 abgereinigt wird.

Die Betätigung des Reinigungskolbens erfolgt mit Hilfe des Wegeventils 4. Zur Bewegung des Reinigungskolbens 14 in die zurückgezogene Stellung "nach oben" wird das Wegeventil 4 in seine Position Y4 geschaltet. Zum Reinigen, d. h. zur Bewegung des Reinigungskolben 14 mit Hilfe des Hydraulikkolbens 7 "nach unten", wird das Ventil in seine Position Y3 geschaltet. Mit Hilfe der Druckleitungen 10 und 11 werden die hydraulischen Räume des Reini­ gungskolbens mit dem Wegeventil 4 verbunden. In der Grundstellung des Wegeventils 4 sind beide Druckleitungen 10 und 11 über das Rückschlag­ ventil 5 mit dem Hydraulikbehälter 20 verbunden. Da der Reinigungs­ kolben 14 nach Durchführung des Reinigungshubes wieder in seine obere Stellung "fährt", kann er bei der Grundstellung des Wegeventiles 4 mit Hilfe des Anschlagkolbens 13 in die eingestellte Drosselposition gedrückt werden. Die dafür erforderliche hydraulische Kraft ergibt sich aus dem Druck in der Leitung 9, die zum Zeitpunkt mit der ebenfalls unter Druck stehenden Leitung 18 verbunden ist, sowie aus der Ringfläche des Anschlag­ kolbens 13. Da die hydraulische Ringfläche des Hydraulikkolbens 7 größer ist als die hydraulische Ringfläche des Anschlagkolbens 13, wird der An­ schlagkolben bei der "Aufwärtsbewegung" des Reinigungskolbens 14 wegge­ drückt. Es ist also sichergestellt, daß die Drosselstellung immer von oben angefahrt wird.

Grundsätzlich unterscheidet sich der Bewegungsablauf nicht von demjenigen nach dem Stand der Technik. Im Unterschied hierzu ist die Versorgung des Wegeventiles 4 mit hydraulischer Flüssigkeit bzw. die Verbindung dieses Ventiles mit dem Tank, anders. Während bei den bekannten Lösungen die Wegeventile parallel geschaltet sind, sind sie bei der dargestellten Aus­ führungsform nach der Erfindung in Reihe geschaltet. Hierdurch ist es mög­ lich, das Wegeventil 4 am Mischkopf anzuordnen und nur zwei hydraulische Leitungen, d. h. Schläuche, vorzusehen. Eine Bewegung des Reinigungs­ kolbens 14 während eines Schusses wird verhindert, da während dieses Schusses die Leitung 17 mit Druck beaufschlagt ist und aufgrund des Rück­ schlagventiles 5 eine Versorgung des Wegeventiles 4 nicht möglich ist.

Die Schaltung der Wegeventile ist unabhängig davon, ob es sich um einen Mischkopf mit zur Drosselung einstellbarem Reinigungskolben oder um einen Mischkopf mit einem zusätzlichen Drosselstift handelt. Grundsätzlich ist die Reihenschaltung dort anwendbar, wo sich der Bewegungsablauf der ent­ sprechenden Kolben nicht überschneidet. Die Schaltung ist auch weitgehend unabhängig von der Ausführung des zweiten Wegeventiles 4. Wegeventile mit anderer Schaltcharakteristik können ebenfalls in der beschriebenen Weise in Reihe geschaltet werden. Die Charakteristik des zweiten Wegeventiles 4 ist für diesen Anwendungsfall günstig. Mit anderen Wegeventilen könnte es durchaus sein, daß das Rückschlagventil 5 nicht zwingend erforderlich ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich dadurch von der Aus­ führungsform nach Fig. 1, daß die hydraulische Leitung 9 zu der Seite der Stange 12 des Verstellkolbens 13 entfällt. Der Verstellkolben 13 wird durch eine Feder 22 vorgespannt. Die Stangenseite des Verstellkolbens 13 ist zum kolbenseitigen Druckraum des Hydraulikkolbens 7 (durch die hydraulische Leitung 11 beaufschlagt) nicht abgedichtet. Dieses ist in Fig. 2 deutlich daran zu erkennen, daß die ringförmige Dichtung an dem Verstellkolben 13 fehlt. Durch diese bauliche einfache Ausführungsform mit der Feder 22 wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der Verstell­ kolben 13 während des Misch- und Schäumvorganges unter Federkraft bleibt.

Claims (2)

1. Hochdruckmischvorrichtung zum Mischen von Mehrkomponenten-Kunststoffen, insbesondere Polyurethan, mit einem Mischkopf mit einer Mischkammer (1) und einem winklig dazu verlaufenden Ausströmkanal (2), in denen jeweils querschnittsgleiche Kolben (15, 14) vorgesehen sind, von denen der Mischkolben (15) in der Mischkammer (1) aus einer hinteren, den Komponenteneintritt freigebenden Stellung, bis zur Einmündung der Mischkammer in den Ausströmkanal und der Reinigungskolben (14) in dem Ausströmkanal (2) aus einer hinteren, die Einmündung freigebenden Stellung, bis in die Austrittsöffnung (6) hin- und herbewegbar ist, wobei zur Steuerung des Mischkolbens (15) ein erstes Wegeventil (3) und zur Steuerung des Reinigungskolbens (14) ein zweites Wegeventil (4) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Wegeventil (4) am Mischkopf angeordnet und in Reihe hinter das erste Wegeventil (3) geschaltet ist.

2. Hochdruckmischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hydraulikleitung (B) zwischen den Wegeventilen, die in der Ausgangs- oder Nichtmischstellung des ersten Wegeventils (4) zum Tank (20) entlastet ist, ein in Richtung auf das zweite Wegeventil (4) sperrendes Rückschlagventil (5) angeordnet ist.