DE890713C

DE890713C - Verfahren und Vorrichtung zum Mischen der Komponenten von Schaumstoffen aus Kunststoff

Info

Publication number: DE890713C
Application number: DENDAT890713D
Authority: DE
Inventors: Dwoberg über DeImenihorst Hans Gunter Möller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1953-08-13

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBENAM 21. SEPTEMBER 1953

M 11304 XIIj39a

Zum Zweck der Herstellung eines Schaumstoffes, wie er z. B. unter dem Namen Moltopren auf dem Markt ist, benötigt man verschiedene Kunststoffkomponenten, und zwar eine dickflüssige Masse, die durch einen Polyester gebildet wird und eine dünnflüssigere Masse, die durch ein Diisocyanat gebildet ist.

Mischt man beide Produkte in bestimmten Mischungsverhältnissen miteinander, so werden auf Grund der schon bei Raumtemperatur einsetzenden Isocyanatreaktion hochmolekulare Polyurethane gebildet. Durch gleichzeitig frei werdende Kohlensäure wird das Reaktionsprodukt zu einem Schaumstoff ausgebildet. Derartige Schaumstoffe, die zugleich als Leichtstoffe bezeichnet werden, sind hinsichtlich ihrer Zustandsvariation (starr und flexibel) leicht veränderlich.

Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, die Herstellung der Schaumkunststoffe je nach ihrer gewünschten Beschaffenheit an Ort und Stelle bei jeder dafür in Frage kommenden Industrie zu ermöglichen.

Durch die Erfindung wird in einfachster Weise eine zwangsweise Vermischung der Komponenten im gewünschten Verhältnis ermöglicht. Die dazu erforderliche Vorrichtung ist einfach und billig; sie ermöglicht, daß man neben starren Schaumstoffen auch elastische Schaumstoffe herstellen kann.

Durch die einfache Ausbildung der Vorrichtung läßt es sich ermöglichen, die ganze Anlage voll-

kommen zu kapseln und mit einem Gebläse zu versehen, so daß austretende Dämpfe und Spritzer auf die Bedienungsperson ohne Einfluß sind.

Entsprechend dem Aufbau läßt sich die Anlage für jede Menge Stoff verwenden. Man kann mit ihr kontinuierlich arbeiten als auch nur einzelne Mengen verarbeiten.

Die Mischvorrichtung ist dabei gegebenenfalls auch zum Vormischen für den Polyesteransatz zu io/ verwenden. Durch einfache. Austauschbarkeit der ' Misch- bzw. Zusatzbehälter wird erreicht, daß das Wechseln der Mischmengen schnell erfolgen kann.

Die Erfindung besteht darin, daß während des Rührens der einen dickflüssigen Masse (Polyester) zwangsläufig über den Rührer, beispielsweise einen Propeller, unter gleichzeitiger relativer axialer Verschiebung desselben gegenüber der Masse der Zusatz der anderen dünnflüssigen Masse (Düsocyanat) fein verteilt bzw. versprüht erfolgt.

Dabei ist es. neu, die Zuführung der flüssigen Masse in der der Rührerdrehrichtung entgegengesetzten Richtung vorzunehmen.

Neu ist ferner, daß die Zuführung der flüssigen Masse in den Mischbehälter bei gleichzeitiger relativer Aufwärtsbewegung des Rührers in der Masse, beispielsweise bei Abwärtsbewegung des die Masse enthaltenden Behälters, spiralförmig erfolgt.

Weitere Erfindungen bestehen in der Anordnung eines insbesondere als Meß'behälter ausgeführten oberen Zuführungsbehälters für die flüssige Masse, an den der Rührer angeschlossen ist.

Erfindungen bestehen auch in der besonderen Wahl des Verhältnisses der Grundflächen der übereinanderliegenden, die Massen aufnehmenden Behälter sowie in der besonderen Ausbildung der Vorrichtung selbst.

Die Erfindung läßt sich in verschiedener Weise

ausführen. Sie ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. ι schematiseh die Vorrichtung zum Mischen

mit teilweise geschnittenen Behältern;

Abb. 2 zeigt einen Grundriß eines zweiflügeligen, propellerförmigen Rührers;

Abb. 3 zeigt in größerem Maßstabe einen Schnitt nach Linie III-III der Abb. 2 durch einen Propellerflügel;

Abb. 4 zeigt schematisch im Grundriß einen Drehtisch mit beispielsweise drei Mischbehälter-Untersätzen;

Abb. 5 zeigt eine schematische Anordnung des Mischbehälters unter einem verschiebbaren Ent- _____ leerungskolben.

Um eine Säule 10 ist ein Drehtisch 11 schwenkbar und feststellbar, an dessen schlittenförmigen Führungen 12 die Untersätze 13 für die Mischbehälter 14 in senkrechter Richtung verschiebbar sind. Man kann die Untersätze mit den aufgesetzten topfförmigen Behältern 14 beispielsweise mittels eines Griffes 15 von Hand lotrecht verschieben, wobei die Schlittenführungen mit genügender Reibung versehen sind. Gegebenenfalls können aber auch die Untersätze 13 an den Schlittenführungen 12 mittels Druckschrauben feststellbar sein.

Der Drehtisch ist beispielsweise mit drei Armen, die die Untersätze 13 bilden, versehen, wie in Abb. 4 schematisch im Grundriß dargestellt.

In der Stellung M erfolgt die Mischung im Behälter 14, in der Stellung B die. Entleerung der fertiggestellten Schaumstoffmasse und in der Stellung F die neue 'Füllung.

Gegebenenfalls können an einem Drehtisch auch mehr Untersätze als dargestellt angebracht werden.

Wie in Abb. 1 gezeigt, nimmt der Mischbehälter 14 eine dickflüssige Masse 16 (Polyester) auf. In den Behälter 14 ist ein Rührer, beispielsweise ein Propeller 17, eingesetzt, dessen Antriebswelle 18 als Rohr ausgeführt ist, das unter Zwischenschaltung geeigneter Kupplungen oder Stoffbüchsen an das Auslauf rohr 19 eines, lotrecht über dem Mischbehälter 14 angeordneten Zuführungsbehälters 20 angeschlossen ist. Dieser Behälter 20 enthält die dünnflüssige Masse 23 (und zwar ein Diisocyanat).

Von einem Motor 21 wird zweckmäßig mit Hilfe eines stufenlosen Getriebes 22 die Rührwelle 18 in Rotation versetzt. Während der Rotation wird die dünnflüssige Masse 23 durch das Rohr 18 dem Propeller 17 zugeführt, der mit düsenförmigen Austrittsöffnungen 24 versehen ist. Diese Austrittsöffnungen sind in der der Rührerdrehrichtung entgegengesetzten Richtung angeordnet. Der Pfeil in Abb. 2 zeigt die Drehrichtung des Rührers an.

Der Propeller wird beispielsweise durch eine untere Platte. 17^s gebildet, auf der eine den Hohlraum 17^s bildende gebogene Platte ij^c aufgelegt ist. An der Rückseite des Propellerflügels sind dann die düsenförmigen öffnungen 24 vorgesehen. Die Verbindung der Platten 17° und ij^c kann in beliebiger Weise geschehen.

Während des Rührens- der dickflüssigen Masse 16 (Polyester) im Behälter 14 wird nunmehr zwangsläufig über den Rührer 17, 18 unter gleichzeitiger relativer axialer Verschiebung desselben gegenüber der Masse der Zusatz der dünnflüssigen Masse 23 (Diisocyanat) fein verteilt bzw. versprüht vorgenommen. Die Zuführung der flüssigen Masse 23 in den Mischbehälter erfolgt bei gleichzeitiger relativer Aufwärtsbewegung des Rührers, indem der die Masse 16 enthaltende Behälter 14 nach unten bewegt wird, so daß also· die Zuführung der flüssigen Masse in den Behälter 14 spiralförmig erfolgt.

Zu diesem Zweck wird beispielsweise von Hand, also während der Zuführung der dünnflüssigen Masse 23 in die dickflüssige Masse 16, der Mischbehälter 14 langsam abwärts bewegt. Der Behälter 14 wird vorteilhaft an dem Untersatz 13 festgeklemmt.

Die Zuführung der flüssigen Masse 23 aus dem oberen Behälter 20 erfolgt durch einen Ausdrückkolben 25, der durch eine entsprechend gebogene Kolbenstange 26 mit dem Mischbehälter 14 bzw. dessen Untersatz 13 lösbar gekoppelt ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Kolbenstange 26 mit einer Abbiegung 27 hakenföfmig unter dein verschiebbaren Mischbehälter

bzw. Untersatz 13 faßt. Wird also der Untersatz und damit der Mischbehälter 14 langsam abwärts bewegt, so wird der Kolben 25 ebenfalls abwärts bewegt, die Masse langsam in den Rührer gedrückt, und gleichzeitig tritt diese dünnflüssige Masse spiralförmig in die dickflüssige Masse 16 ein, wobei sich der Rührer relativ zur Masse aufwärts bewegt.

Der obere, die dünnflüssige Masse enthaltende Behälter 20 ist zweckmäßig als Meßbehälter ausgeführt. Zu diesem Zweck ist das Verhältnis der Grundfläche des mit dem Ausdrückkolben 25 versehenen oberen, die flüssige Masse 23 enthaltenden Behälters 20 zur Grundfläche des unteren Mischbehälters 14 dem volumenmäßigen Verhältnis der verwendeten beiden Massen angepaßt. Man kann also durch Wahl eines einen entsprechend großen Querschnitt besitzenden oberen Zuführungsbehälters 20 das Verhältnis der zu mischenden Massen leicht verändern, abgesehen davon, daß man auch die Menge der Masse im oberen Zuführungsbehälter regeln kann.

Die Zuführung der zu mischenden Massen zum Meßibehälter 20 und Mischbehälter 14 kann auch automatisch, beispielsweise durch Zuführungsrohre 28, 29, die in die Behälter münden und mit Regelorganen versehen sind, erfolgen.

Der Mischbehälter 14 bzw. sein Untersatz 13 muß so weit nach unten verschiebbar sein, daß der Rührer 17 über den Mischbehälter 14 gelangt, so daß nunmehr der Behälter 14 frei abgenommen _r_ werden kann.

= Der untere Mischbehälter 14, der in senkrechter Richtung verschiebbar ist, wird zweckmäßigerweise nach Zuführung der dünnflüssigen Masse mehrfach, beispielsweise von Hand, auf- und abwärts bewegt, um bei Rotation des Rührers eine Nachmischung auch ohne weiteren Zufluß von dünnflüssiger Masse vorzunehmen, bis der Schaumprozeß den erforderlichen Zustand zum Vergießen der Schaummasse erreicht hat.

Der Mischbehälter 14 besitzt an seiner Unterkante eine Auslauföffnung 30. Nimmt man den Behälter 14 ab, so kann man ihn entweder durch Umstülpen ausgießen; verwendet man aber, wie in der Zeichnung dargestellt, einen Drehtisch mit mehreren Untersätzen 13, so wird, nachdem der Mischvorgang beendet ist, dieser gedreht. Der Mischbehälter gelangt dann von der StellungM (Mischen), wie in Abb. 4 dargestellt, zur Stellung E (Entleeren), und hier wird dann durch Abwärtsbewegung eines Ausstoßkolbens 31 die Masse aus der Öffnung 30 herausgedrückt, nachdem das Abschlußorgan einseitig geöffnet ist. Während der Zeit wird in der Stellung F ein anderer Behälter > mit dickflüssiger Masse neu gefüllt.
^:— An dem oberen Meßbehälter 20 kann ein besonderer Zuführungsbehälter an das Rohr 29 angeschlossen sein. Dazu kann beispielsweise ein Glasballon dienen, der eine Meßskala aufweist und die flüssige Masse enthält. Dadurch wird es ermöglicht, die Auffüllung des Meßbehälters entsprechend der jeweilig benötigten Menge prüfen zu können.

Durch Wahl verschiedener Durchmesser für den oberen und unteren Behälter, die beispielsweise 6g zylindrisch oder topfförmig ausgebildet sind, lassen sich die Mischverhältnisse variieren, wobei der Weg des Rührers 17 und des Kolbens 25 immer eine bestimmte Größenordnung haben muß. Man kann mit der Erfindung neben starren Schaumstoffen auch elastische Schaumstoffe fahren.

Bei gekapselter Ausbildung der Anlage kann man innerhalb derselben eine Beleuchtung vorsehen und Fenster anbringen und dadurch ein gutes Beobachten des Schaumprozesses ermöglichen.

Die Anlage ist zweckmäßig so zu bauen, daß alle Teile leicht und einfach auszuwechseln sind und eventuell gereinigt werden können. Man kann auch mit dem Mischer eine Vormischung für den Polyesteransatz bewirken. Infolge der schnellen Austauschbarkeit der Einzelteile der Vorrichtung kann man das Wechseln der Mischmengen wesentlich vereinfachen.

Unter Umständen wäre es möglich, an Stelle der senkrechten Verschiebung des Behälters 14 auch bei entsprechender Ausbildung der Rührwelle, beispielsweise einer ausziehbaren Rührwelle, den Rührer während des Mischens auf- und abwärts zu bewegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Mischen der Komponenten von Schaumstoffen aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß während des- Rührens der einen dickflüssigen Masse zwangsläufig über den Rührer, beispielsweise einen Propeller, unter gleichzeitiger relativer axialer Verschiebung desselben gegenüber der Masse der Zusatz der anderen dünnflüssigen Masse fein verteilt bzw. versprüht erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der dünnflüssigen Masse in der der Rührerdrehrichtung entgegengesetzten Richtung erfolgt.

3. Vorrichtung .zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des die dickflüssige Masse aufnehmenden Behälters (14) ein Zufüh- no rungsbehälter (20) für die dünnflüssige Masse vorgesehen ist, von dem durch ein mit dem Rührer gekuppeltes Rohr (18, 19) die Zuführung der dünnflüssigen Masse beispielsweise durch einen Ausdrückkolben (25) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Grundfläche des mit Ausdrückkolben (25) versehenen oberen, die flüssige Masse (23) enthaltenden Behälters (20) zur Grundfläche des unteren Mischbehälters (14) dem volumenmäßigen Verhältnis der verwendeten beiden Massen entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührerzuführungsrohr (18) drehbar mit einem Auslauf rohr (19) des oberen Meßbehälters (20) gekuppelt ist

und seinen Antrieb zweckmäßig unter Zwischenschaltung eines stufenlosen Getriebes von einem elektrischen Antriebsmotor erhält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdrückkolben (25) des oberen Meßbeihälters (20) mit dem Mischbehälter (14) bzw. dessen Untersatz (13), der axial zum oberen Meßbehälter (20) verschiebbar ist, lösbar gekoppelt ist, beispielsweise indem eine am Ausdrückkolben angreifende Kolbenstange (26) hakenförmig unter den verschiebbaren Mischbehälter faßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischbehälter (14) an einer Führung· (12), beispielsweise einem Schlitten, einer Säule od.dgl., gegebenenfalls mit Reibung, so weit nach unten verschiebbar ist, daß der Rührer (17) über den Mischbehälter gelangt und der Behälter frei abnehmbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der als zwei- oder mehrfLügeliger Propeller ausgebildete Rührer (17) an seiner der Drehrichtung entgegengesetzten hinteren Fläche an den Flügeln düsenförmige Öffnungen (24) aufweist, während die. ■ Zuführung der dünnflüssigen Masse zu den Flügeln zentral durch das mit dem oberen Meßbehälter (20) verbundene Rohr (18) erfolgt.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, beispielsweise, topfförmige Behälter (14) gemeinsam um einen mittleren Ständer, beispielsweise Säule (10), nach Arteines Drehtisches (11) angeordnet sind, und daß durch Drehen dieses Tisches nach erfolgter Mischung der erste Behälter (14) mit fertig bearbeiteter Masse unter einen Ausstoßkolben (31) geführt wird, der .während des Mischens in einem zweiten, nunmehr unter dem Meßbehälter (20) stehenden Mischbehälter (14) die_fertige_Masse aus dem ersten Behälter (14) ausdrückt, wobei die Bedienung des Ausstoß-

' kolbens (31) automatisch oder von Hand erfolgen kann.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen Meßbehälter (20) ein Zuführungsbehälter, beispielsweise Glasballon, angeschlossen ist, der die dünnflüssige Masse enthält und eine Meßskala zur Kontrolle der benötigten Menge trägt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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