DE7715602U1

DE7715602U1 - Spritzkopf zum mischen und ausstossen von miteinander zusammenwirkenden fliessfaehigen stoffen

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Publication number: DE7715602U1
Application number: DE7715602U
Authority: DE
Original assignee: AFROS Srl CARONNO PERTUSELLA VARESE (ITALIEN)
Current assignee: AFROS Srl CARONNO PERTUSELLA VARESE (ITALIEN)
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1978-05-03
Also published as: IT1063585B; FR2351711A1; GB1531197A; FR2351711B3; US4096585A

Description

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VON KREISLER SCHONWALD " MEYER "EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

Anmelderin

APROS S.R.L.

Via Galileo Ferraris J5j5 21042 - Caronno Pertusella (Varese) Italien

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing, G. Selling, Köln

Sg-en 3. Feb.

5 KÖLN 1

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

1978

< Spritzkopf zum Mischen und Ausstoßen von miteinander zusammenwirkenden fließfähigen Stoffen ·\

Die Erfindung betrifft einen Spritzkopf zum Mischen und Ausstoßen von miteinander zusammenwirkenden fließfähigen Stoffen, mit einem eine Mischkammer für die Stoffe enthaltenden Körper, der Eintrittskanäle mit Schaltventilensowie an seinem einen Ende einen Auslaß für das Stoffgemisch aufweist, und mit einem in der Mischkammer axial verschiebbaren Reinigungsdorn, der mit dem Kolben eines Steuerzylinders verbunden ist.

Bekannte Spritzköpfe dieser Art haben eine Mischkammer mit gleichbleibendem Querschnitt, die an ihren Enden offen ist und Eintrittskanäle für die einzelnen Komponenten sowie einen Austrittskanal für das Stoffgemisch aufweist. In der Mischkammer wird ein Reinigungsdorn hin und her bewegt, um die Mischkammer ständig bis zum En(?e eines jeien Arbeitszyklus sauber zu halten.

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Bei Umlaufsystemen ist es bekannt, die einzelnen Stoffe oder Komponenten mit relativ vermindertem Druck, der nachstehend als niedriger Druck bezeichnet wird, rückzuführen und unter Steuerung durch einen Thermostaten warm 2U halten. Die Temperaturregelung ist für die sehr empfindlichen chemischen Reaktionen von großer Wichtigkeit. Pur die Gieß- und Spritzvorgänge muß die homogene Mischung der Stoffe sehr genau in dem vorgegebenen Verhältnis erfolgen. Der Rücklauf der nicht vermischten Stoffe muß also bei annähernd gleichem Wert des Spritzgußdruckes mit höherem Druck als dem vorausgegangenem erfolgen, um immer ein Stoffgemisch mit gleichförmiger Zusammensetzung zu erhalten, wodurch die Qualität des aus dem Stoffgemisch hergestellten Endproduktes gewährleistet ist.

Der Rücklauf erfolgt jeweils über den einzelnen Spritzkopf, ohne daß hierdurch die Bauweise oder die Betriebsweise des Spritzkopfes wesentlich kompliziert würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spritzkopf der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Stoffrücklauf sowohl bei niedrigem Druck als auch bei hohem Druck über den Spritzkopf erfolgen kann. Außerdem soll der Spritzkopf ein Ventilsystem enthalten, das den Übergang vom RücklaufVorgang bei niedrigem Druck zum Misch- und Spritzgießvorgang bestimmt, während der Rücklauf bei hohem Druck eines jeden Stoffes für mehrere Spritzköpfe gemeinsam bewirkt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, I

daß die Schaltventile Schieberventile sind, deren Kolben- \

schieber axial sowohl untereinander als auch mit einem . f

gemeinsamen Betätigungskolben, der in einem in dem Körper ; angeordneten,dem Auslaß für das Stoffgemisch zugewandten

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doppelt-wirkenden Zylinder verschiebbar ist, mechanisch verbunden sind, und daß an dem dem Auslaß abgewandten Ende des Körpers ein federbelastetes Steuerventil für den Steuerzylinder angeordnet ist, das mit einem Ende in den Weg des Steuerkolbens hinein in den Steuerzylinder vorsteht.

Durch die Freigabe des Steuerventils im Spritzkopf werden die Schieberventile verstellt und gleichzeitig wird der Reinigungsdorn vorgeschoben. Während des Stoffrücklaufs werden die Stoffe über die Ventile den betreffenden Rücklaufleitungen zugeführt, während sie während des Mischvorganges in die Mischkammer eingeleitet werden. Die Mischkammer läßt sich in unbegrenzter Länge realisieren.

Dadurch besteht die Möglichkeit^ ein laminar fließendes, vollkommen turbulenzfreies Stoffgernisch, das stets homogen ist, auszuwerfen, im Gegensatz zu den bekannten Mischkammern, deren Länge begrenzt ist. Wird nämlich die Länge der Mischkammer vergrößert, so kann die kinetische Energie der einzelnen Stoffe besser ausgenützt werden, um am Ausgangsende der Kammer ein homogenes und laminar fließendes Stoffgemisch zu erhalten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer Anlage, die zwei Spritzköpfe enthält;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Spritzkopf,

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Pig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2

und Fig. 4 ein Hydraulikschema der einzelnen Verbindungen der Steuerzylinder im Spritzkopf.

Fig. 1 zeigt generell das Schema einer Vorrichtung, die zwei Spritzköpfe 1 zum Mischen der in zwei entsprechenden Behältern 2 enthaltenen Stoffe aufweist.

Der Behälter 2 für einen jeden Stoff ist über eine Zulaufleitung 4 mit einem Eintrittskanal des Spritzkopfes verbunden. Der betreffende Austrittskanal ist mit dem Eintrittskanal des nächstfolgenden Spritzkopfes 1 für denselben Stoff verbunden. Der Austrittskanal des letzten Spritzkopfes ist über eine Rücklaufleitung 5 an den Behälter 2 angeschlossen. Dies gilt für jeden der miteinander zu vermischenden Stoffe separat.

In jede Stoff-Zulaufleitung 4 ist eine erste Förderpumpe 6 geschaltet, die den Stoff aus dem Behälter 2 über einen Wärmeaustauscher 7 und einen Filter 8 einer Verdrängerpumpe zur Versorgung der einzelnen Spritzköpfe 1 zuführt. In jeder Rücklaufleitung 5 liegt ein automatisches Absperrventil 9* dem für den Rücklauf bei hohem Druck ein automatisches Ventil 10 parallel geschaltet ist. In Reihe zu den Ventilen 9 und 10 liegt ein Eichkopf 11.

Der Ausgang des Wärmeaustauschers 7 ist mit der Rücklaufleitung 5 hinter dem Eichkopf 11 durch ein automatisches Gegendruckventil 12 kurzgeschlossen, um einen

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Rücklauf des von der Pumpe 6 gelieferten überschüssigen Fluids in den Behälter 2 zu ermöglichen.

Jeder Spritzkopf 1 enthält eine Mischkammer für die Stoffe, in der ein Reinigungsdorn gleitet. Außerdem enthält jeder Mischkopf Schaltventile in Form von Schieberventilen, die betätigt werden, um den Stoffumlauf zur Mischkammer bzw. zur Rücklaufleitung 5 für einen Rücklauf bei hohem oder niedrigem Druck zu ermöglichen. Sowohl der Reinigungsdorn als auch die Schieberventile werden von Hydraulikzylindern betätigt, die von einer mit 13 bezeichneten Zentralschmieranlage oder einer Druckmittelquelle versorgt werden.

Die Hydraulikkreisläufe der verschiedenen Spritzköpfe können parallel zueinander an die Zentralschmieranlage 13 angeschaltet werden, wobei entsprechende automatische Ventile 14 die Zufuhr von Druckfluid zu dem Kreislauf eines jeden Spritzkopfes steuern.

An Hand der Fig. 2 und 3 wird nachstehend eine Ausführungsform des Spritzkopfes erläutert, während an Hand von Fig. 4 das Hydraulikschema beschrieben wird.

Jeder Spritzkopf 1 weist einen Körper auf, der die Mischkammer 15, die konstanten Querschnitt hat, begrenzt. Das untere Ende 16 der Mischkammer ist offen. Es kann beispielsweise mit einer Form verbunden v/erden, in die das Stoffgemisch eingegossen oder eingespritzt wird. Die beiden miteinander zu vermischenden Stoffe bilden beim Mischen ein Harz, das beim Einfüllen in eine Form deren Gestalt annimmt.

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Wie aus Pig. 3 hervorgeht, wird jeder der zu mischenden Stoffe über eine Eingangsleitung 17 einem Schieberventil l8 in Form eines Dreiwegeventils zugeleitet. Der Ventilkolben 18' verbindet entweder die Eingangs- „ f leitung 17 mit einer Ausgangsleitung 19 oder mit einer Ausgangsleitung 20, die über ein Nadelventil 21 (Fig. 2) oder eine öffnung in die Mischkammer 15 hineinführt. j

Wie aus Fig. ]5 ersichtlich ist, sind die Kolbenschie- j

ber l8' untereinander mechanisch in axialer Richtung !

verbunden, und sie werden von einem Kolben 22' eines ^:

einzigen doppelt wirkenden Zylinders 22 gesteuert. ,

Auf diese Weise können durch ein einziges Steuer- j

organ alle Stoffe oder Komponenten gleichzeitig in die j Mischkammer 15 eingeleitet oder in die entsprechenden Behälter zurückgeführt werden.

Die Querschnitte der Eingangsleitungen 17 und der Ausgarigsleitungen 19 sind so dimensioniert,daß sie einen Rücklauf mit einem ersten Druckwert ermöglichen, der nachstehend als Niedrigdruck-Rücklauf bezeichnet wird. Der Niedrigdruck-Rücklauf erfolgt über das |

Ventil 9 der Rücklauf leitung 5» wenn das Schieberven- .· til 10 geschlossen bleibt. Wenn das Ventil 9 gesehlos- ι sen ist, erfolgt ein Hochdruck-Rücklauf über das j

Ventil 10. j

Der Spritzkopf enthält außerdem einen zweiten doppelt $ wirkenden Zylinder 2J>, der koaxial zur Mischkammer 15 I (Fig. 2) angeordnet ist. In dem Zylinder 23 gleitet |

ein mit dem Reinigungsdorn 25 verbundener Kolben 25, der in seiner Rückzugsstellung (Fig. 2) die den Ein- '

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laß der einzelnen Gemischkomponenten (Stoffe) durch die Eingangsöffnungen des Ventils 21 ermöglicht, und einer Vorschub- oder Sperrstellung verschiebbar ist. Der Steuerzylinder des Schieberventils 18 und der Steuerzylinder 23 des Reinlgungsdornes 25 werden von einem Druckmittel betätigt, das von einer Zentralschmieranlage oder Druckquelle 13 kommt. Die beiden genannten Zylinder sind zueinander parallel geschaltet.

Die von der Druckquelle I3 kommende Leitung 26 verzweigt sich, wobei eine Leitung 2? zur vorderen Seite des Zylinders 23 führt, während eine andere Leitung über das Steuerventil 29 und die Leitungen 30 und 30^f zur Steuerung der Schieberventile l8 mit dem doppelt wirkenden Zylinder 22 verbunden ist. Die von der Zentralschmieranlage 31 kommende andere Leitung 31 verzweigt sich und ist über die Leitung 32 mit der rückwärtigen Seite des Zylinders 23 zur Steuerung des Reinigungsdornes 25 verbunden, während sie über die andere Leitung 33 mit der rückwärtigen Seite des Steuerzylinders für die Schieberventile l8 verbunden ist. Zwischen der Leitung 30 und der Leitung 36 für den Rücklauf des auf der Vorderseite des Kolbens 29 befindlichen Fluid ist eine Ableitung 34 mit einem Rückschlagventil 35 (Fig. 4) vorgesehen. Das Hydrauliksohema der Steuerschaltung für die beiden doppelt wirkenden Zylinder ist in Fig. 4 dargestellt. Aus den Fig. 2 und 4 ist ersichtlich, daß das Steuerventil 29 von dem Kolben 24 des Zylinders 23 am Ende von dessen Rückhub betätigt wird.

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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich 1st, ist das Steuerventil 29 mit einem zylindrischen Verschluß 36 versehen, der von einer Feder 37 ständig in die Sperrstellung der Leitungen 28 und 30 vorgeschoben wird. Der Verschluß 36 ragt in die Kammer des Betätigungszylinders fUr den Reinigungsdorn 25 hinein, um von dem Betätigungskolben 24 nach oben gedrückt zu werden, wenn dieser sich in seiner oberen Endstellung (Fig. 2) befindet.

Im folgenden wird die Funktion des Spritzkopfes erläutert, wobei davon ausgegangen wird, daß sich alle Spritzköpfe in dem Zustand des Niedrigdruck-Rücklaufs befinden, wobei in den Mischkanal 15 der Dorn 25 vollständig abgesenkt ist. Die Ventile 29 befinden sich in Sperrstellung und die Schieberventile l8 haben eine Stellung, die der in Fig. 3 gezeigten Stellung entgegengesetzt ist. Dabei werden die Eingangsleitungen I7 mit den Ausgangsleitungen 19 verbunden.

In dieser Lage werden die einzelnen Stoffe durch die Pumpen 6 und 6^T mit einem ersten Druckwert in die einzelnen Spritzköpfe 1 eingeführt und von dort zurückgeführt. Wird jetzt einer der Spritzköpfe betätigt, dann werden die Ventile 10 für den Hochdruck-Rücklauf geöffnet und gleichzeitig die Sperrventile 9 geschlossen. Dabei erfolgt ein Rücklauf mit einem höheren Druck als der vorausgegangene. Dann wird über eine der hydraulischen Zentralschmieranlage I3 gegebene entsprechende Steuerung das Druckmittel in die Leitung 26 und anschließend über Leitung 27 der Vorderseite des Zylinders 23 zugeführt. Gleichzeitig entsteht auch in der Leitung ein Druck, da das Steuerventil 29 noch geschlossen ist.

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f Unter diesen Bedingungen zieht sich der Kolben 24 des

ν Zylinders 23 zurück, wobei er den Reinigungsdorn 25 in-·

i! folge der öffnungen des Ventils 21 in der Mischkammer

ί zurückfahren läßt. Wenn der Betätigungskolben 24 fast

|! am oberen Ende seines Hubes angelangt ist, stößt er ■' · gegen den Verschluß 36 des Steuerventils und verschiebt

;' ihn gegen die Wirkung der Feder 37 nach oben. Hier-

ä durch wird das Steuerventil 29 geöffnet. Jetzt kann

das sich in der Leitung 28 befindliche Druckmittel ι

durch das Ventil 29 strömen und wird von hier aus der

Leitung 30 zur Vorderseite des Betätigungskolbens 22' geführt. Der Betätigungskolben 22* steuert somit die Schieberventile 18, die sich in die in Fig. 3 gezeigte Stellung bewegen, in welcher die Eingangsleitungen mit den zur Mischkammer 15 führenden Leitungen 20 ver-

V bunden werden. Dabei wird das Stoffgemisch ausgeworfen,

d.h. in die entsprechenden Formen gegossen oder gespritzt.

Nach Beendigung des Gieß- oder Spritzvorganges kehrt ein der Zentralschmieranlage 13 gegebenes Steuersignal I die Fließrichtung im Hydraulikkreislauf des Spritz-

'■ kopfes um, wobei der Betätigungskolben 22' zurückge-

;■ zogen wird. Dadurch werden die Schaltventile 18 umgeschaltet und dementsprechend wird der Steuerkolben mit dem Reinigungsdorn 25 gesenkt. Dieser läuft die • Mischkammer 15 entlang und reinigt sie vollständig.

Sobald sich der Steuerkolben 24 senkt, drückt die Feder 1 den Verschluß 36 des Ventils 29 nach unten und schließt

5 dam.'t die Leitungen 28 und 30. In der Zwischenzeit sind

I die Ventile 10 für den Hochdruck-Rücklauf geschlossen

$ worden und die Ventile 9 wurden geöffnet, so daß die

einzelnen Stoffe erneut mit niedrigem Druck bis zum nachfolgenden Gieß- oder Spritzvorgang zurücklaufen können.

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Claims

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

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AFROS S.R.L.

Via Galileo Ferraris 33 21042 - Caronno Pertusella (Varese) Italien

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. AIeIc von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Sg-Is 5 KÖLN 1 22. Dez. 1977

DEICHMANNHAUS AM HAUPTPAHNHOF

Schutzanspruch

Spritzkopf zum Mischen und Ausstoßen von miteinander zusammenwirkenden fließfähigen Stoffen, mit einem eine Mischkammer für die Stoffe enthaltenden Körper, der Eintrittskanäle mit Schaltventilen sowie an seinem einen Ende einen Auslaß für das Stoffgemisch aufweist, und mit einem in der Mischkammer axial verschiebbaren Reinigungsdorn, der mit dem Kolben eines Steuerzylinders verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltventile (18) Schieberventilo sind, deren Kolbenschieber (18¹) axial sowohl untereinander als auch mit einem gemeinsamen Betätigungskolben (22¹), der in einem in dem Körper angeordneten, dem Auslaß (16) für das Stoffgemisch zugewandten doppeltwirkenden Zylinder verschiebbar ist, mechanisch verbunden sind, und daß an dem dem Auslaß (16) abgewandten Ende des Körpers ein federbelastetes Steuerventil (36) für den Steuerzylinder (23) angeordnet ist, das mit einem Ende in den Weg des Steuerkolbens (24) hinein in den Steuerzylinder vorsteht.

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