JPH024333B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、供給段階乃至ステージではそれぞれ
が圧力下に且つ配量弁乃至供給弁
（Dosierventil）を介してミキシングチヤンバへ
同時に一緒に送り込まれ、戻し循環段階乃至ステ
ージでは前記供給弁を介して循環流へ戻される２
又はそれ以上の人造材料成分乃至プラスチツク材
料成分（kunststoffkomponenten）をリアクテイ
ブミキシング（reaktiven Mischung）するミキ
サヘツドに関する。

従来技術とその問題点 この種のミキサヘツドは、反応性プラスチツク
材料成分、例えばポリオールと（アクセラレータ
としての）イソシアネートの如きプラスチツク材
料成分処理に用いられる。この種のミキサヘツド
が用いられねばならない分野は、バルブキヤツプ
とバルブグラスを結合したバルブ（bulb）に用い
られるシール乃至ジヨイントの製造分野である。
また、機器キヤビネツト及びその類のものにおけ
る囲いドアジヨイントの製造分野でも用いられ
る。

この種の周囲ジヨイントを作るには、わずかの
プラスチツク材料が用いられるだけである。典型
的な例では、一方の成分と他方の成分との混合比
は５：１であり、供給速度は毎秒１グラムであ
る。

しかしながらこのような少量のプラスチツク材
料の処理は、記述の如きミキサヘツドにて周囲ジ
ヨイントを作る場合には大層困難であることが知
られている。該ミキサヘツドは、処理トラツクに
沿つて動かされ、供給段階では、例えば５mm径の
プラスチツク材料押出しが例えば毎秒20cmの早さ
でバルブキヤツプの溝に対し行われる。該ミキサ
ヘツドは、該溝に沿つて移動し、その押し出し材
料を入れて行く。該溝は再びそれ自身に戻るよう
に循環しているので、ミキサヘツドはその当初位
置へ復帰し、２つのプラスチツク押出し材料端間
にシームレス接続を完成させねばならない。該接
続は、プラスチツク材料の複数のストリングが反
応して発泡する前に一諸に供給され、その結果、
平滑な外皮と均一高さの発泡ジヨイントが製造作
業完了後に得られる。

しかしそれは今日まで適切には行われなかつ
た。というのは、今日までに知られているミキサ
ヘツドは、供給段階の終り頃よりは開始時におけ
る方が単位時間当りのプラスチツク材料押し出し
量が多かつたからである。これは、戻し循環操作
から供給操作へ移るときに圧力ピークが発生し、
その結果供給段階の終り頃よりも始期において単
位時間当りの供給量が多くなつたからである。該
圧力ピークは、主として、流体圧力が制御され
ず、供給及び戻りラインがそのフレキシビリテイ
のために蓄圧器として作用し、それが、戻し循環
時にチヤージされ、供給段階の初期にデイスチヤ
ージされ、そのために供給段階の初期において放
出されるプラスチツク材料が多くなることに基づ
いている。

流体中のエアーチヤージのため、該流体それ自
身は、圧縮性となり、これが、供給段階の終期よ
り初期において多量のプラスチツク材料が押し出
されるという問題を生ぜしめる。

従つて本発明の目的は、流体圧が、供給段階及
び戻り循環段階を通じて正確に一定に保たれ、そ
の結果記述の如き圧力ピークがもはや発生しない
記述のタイプのミキサヘツドを提供することにあ
る。

発明の説明 本発明のこの目的は、前記供給弁が、それぞれ
圧力調節弁乃至圧力制御弁として構成され、該供
給弁の下流側に同様に構成された戻し循環弁
（Rezirkulationsventil）が連続して接続され、該
供給弁及び戻し循環弁のいずれかが通し
（throughflow）位置へ切り換えられるようにす
ることにより達成される。

前記供給弁及び戻し循環弁がそれぞれ圧力制御
弁として構成され、双方の弁が一方のあとに他方
が続くように連続的に接続されていることは本発
明の一つの特徴である。圧力制御弁構造の供給弁
のために、流体内圧が、供給ステージ、戻し循環
ステージのいずれかが進行中であつても、正確に
一定に保持される。

供給弁又は戻し循環弁が通し位置へ切り換えら
れるように供給弁を戻し循環弁に続けて接続する
ことにより、圧力ピークが、戻し循環段階から供
給段階へ移るときに発生しない。これに関連し
て、前記供給弁の制御圧力が戻し循環弁の制御圧
力に等しく、従つて戻し循環弁から供給弁へ切り
かわるときに何等圧力ピークが発生しないことが
好ましい。何故なら、供給システムが変更されな
いからである。

等しい制御圧力下の２つの連続する弁の接続に
より、供給システムは常にプリセツトされ、戻し
循環段階の間は所定の弁にのみ流体が通過し、ミ
キシングチヤンバに接続された供給弁には、流体
の滞留を防止するために、ニードルによつて閉じ
られたノズル孔のそばを流体が流れるようにされ
る。

供給段階の間、流体の静圧と調節可能なスプリ
ング力との間に均衡が保たれる。しかしながら該
スプリングは、ニードルがノズル孔を開けるよう
に調節されている。ニードルの一側に作用する流
体圧が増加すると、そのために増加したスプリン
グ力がニードルの他方の側に作用し、ニードルは
常にバランス状態に維持され、一定断面の環状ギ
ヤツプの形にノズルを開ける。

供給段階においては、戻し循環弁が閉じられ、
ポンプ圧送された流体は所定圧力制御下の供給弁
を介してエキサヘツドのミキシングチヤンバへ導
入される。

次に１つのプラスチツク材料成分の流れを説明
する。他の成分の流れはまつたくこれと同一であ
り、従つてここでは一方の成分の流れのみを説明
する。

供給弁及び戻し循環弁の圧力制御は、リストリ
クタの原理に従つて実行される。ここに説明する
ものは、調節可能なリストリクタの定作動スロツ
トル弁である。何故なら、ニードル端が供給弁の
開状態において環状ギヤツプを開けるようになつ
ていて、該ギヤツプサイズがシステム内の圧力と
スプリング力に依存するからである。

斯くして全圧力制御弁（フローバルブ）が、そ
れが用いている絞り原理に関係なく、本発明原理
によりカバーされている。スロツトル及び戻し循
環弁の開閉を確実に行うためには、該弁がエアー
コントロールにてプリセツトされるのが好まし
い。

該コントロールエアーは、戻し循環操作の間、
供給弁がコントロールエアーにて確実に閉成さ
れ、戻し循環弁がエアーによつて作動せずにその
通常状態におかれるように与えられる。

反対に、供給操作の間、供給弁は、エアーにて
作動せず、その通常状態を維持し、他方、戻し循
環弁がコントロールエアーにて確実に閉成され
る。

極く少量のプラスチツク材料が、既述の圧力制
御システムにより単位時間毎にうまく、均一に処
理され得る。本発明によるミキサヘツドを用いる
と、１つの成分の場合、毎秒たつた0.2グラムの
排出も可能であり、この排出量は長期にわたり正
確に一定に維持される。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

第１図に戻し循環段階乃至ステージが線図的に
示されている。１つのプラスチツク材料成分Ａ
が、ポンプ２によりタンク１０から吸引パイプ２
０を介して供給弁１２中へ送り込まれている。こ
の間ポンプ２の圧力は圧力ゲージ４にて監視され
る。供給弁１２は圧力制御弁として構成されてお
り、流体が通路６２を通つて戻し循環弁１３のコ
ネクタへ送られるようにバイパス位置へ切換えら
れている。弁１３では、流体が圧力制御下に戻し
循環パイプ２１へ流れ、タンク１０へ戻つてい
る。

同様にして、プラスチツク材料成分Ｂが、ポン
プ３によりタンク１１から吸引パイプ２２を介し
て供給弁１４へ送り込まれ、ポンプ圧力はゲージ
５にて監視される。弁１４は、単に流体通り抜け
状態におかれており、流体は戻し循環弁１５に入
り、圧力コトロール下に戻し循環パイプ２３に達
し、そこからタンクへ戻る。

供給段階乃至ステージでは、供給弁１２，１４
及び戻し循環弁１３，１５はエアーコントロール
１６，１７にて切り換えられる。そのために、コ
ントロールエアー１６が供給弁１２，１４から断
たれ、弁位置が変更され、プラスチツク材料成分
が圧力制御下にノズル孔４３を通つてミキシング
チヤンバ６中へ進入する。

ミキシングチヤンバ６内にはアジテータ８が設
けられていて、モータ７にて駆動されるようにな
つており、該アジテータは、そこにおくられてく
る二種のプラスチツク材料成分を混合し、それら
を出口ノズル９から次の処理ステーシヨンへ送り
出す。

斯かる供給ステージ中、コントロールエアー
６，１８が供給弁１２，１４から断たれると、戻
し循環弁１３，１５が、同時に、コントロールエ
アー１７，１９にて作動し、これら弁は確実にブ
ロツクされる。供給弁１２，１４の制御圧力は戻
し循環弁１３，１５のそれに対応しているので、
ポンプ２，３は、戻し循環ステージから供給ステ
ージへの移行を何等感知せず、そのため供給ステ
ージの始期に圧力ピークが発生しない。たとえ流
体が気泡含有により圧縮性のものとなつていて
も、そして圧縮性ダクト中を送られても、チヤー
ジされたアキユムレータから何等の排出現象も生
じない。何故なら、戻し循環ステージにおける圧
力は同等に保たれるからである。

弁１２乃至１５は同一であるため特に全体構造
が簡素化されている。

供給弁１２と１４の制御機能、並びに戻し循環
弁１３と１５の制御機能を１つの弁にまとめるこ
とは可能である。というのは、何時も（供給弁、
戻し循環弁のいずれか）一方の弁のみが圧力制御
下に作動し、その間他方は確実に閉成されるべき
であるからだ。

前掲の問題は、従つて、３／２ウエイ（way）
弁である圧力制御弁を並列接続することによつて
解決され得る。３／２ウエイ弁は、戻し循環位置
と供給ポジシヨンの間を切りかわり、他方前接続
（fore−connected）圧力制御弁が常時システム中
を定圧力に保持する。４つの弁１２〜１５が同一
性質のものである故、図２から図７では１つの弁
のみを説明する。

第２図に示された供給弁１２は、ノズルユニツ
ト２６を備えている。該ユニツトは、バツクカバ
ー２７へ密封螺着結合されており、間にオーリン
グ５２が挿入されている。エアーチヤンバ２８と
して説明される凹所が提供されている。ノズル孔
４３へ向かう途中で、エアチヤンバ２８はフレキ
シブルダイヤフラム３９により仕切られ、該ダイ
ヤフラムは流体チヤンバ２９からエアチヤンバ２
８を分離している。プラスチツク材料成分Ａ又は
Ｂは、接続孔４１から流体チヤンバ内へ導入さ
れ、戻し循環ステージの間ニードル３７のまわり
を流れて接続孔４２から再び弁１２の外へ流出す
る。この間ニードル３７はノズル孔４３を閉じて
いる。圧力制御動作は、流体チヤンバ２９側から
ダイヤフラム３９に流体圧が働き、ニードル３７
がスプリング５７の復元力により他方へ寄せられ
ることにより得られる。

ニード３７はスプリング５７に対し関節接続様
に設けられているので、ニードルの先がノズル孔
４３に正確にぴつたりと当接するように調節して
おくことが重要である。

スプリング５７の歪み動作はシリンダ３６中の
ニードル３７の関節様接続により吸収されるの
で、ニードル端は常にノズル孔４３に同心的に且
つ密封可能にセツトされる。第６図によると、ニ
ードル３７はそのスプリングに近い方の側にデイ
スク５５を備えている。デイスク５５には、ボル
ト乃至プランジヤ３８の先端４８（第５図参照）
が作用するようになつており、プランジヤ３８の
スプリング側の端には中央凹所４６が設けられて
いる。該プランジヤは、オーリング５１によりシ
リンダ３６の凹所５６に気密に嵌合され（第７図
参照）、ポール４９がプランジヤ３８の凹所４６
に嵌められている。ボール４９の反対側はベアリ
ングスリーブ３３における対応凹所５８に係合し
ている。該ベアリングスリーブは、中央デイスク
乃至プレートを有し、それにコイルスプリング５
７の一端が支えられており、スプリング他端はベ
アリングスリーブ３２に支えられている。軸線方
向に移動可能のスピンドル３１のピンがベアリン
グスリーブ３２の中央孔に嵌合しており、該スピ
ンドルは弁ユニツトのカバー２７に螺着されてい
る。スピンドル３１の捩れ変位はナツト４７にて
止められる。該スピンドル３１はオーリング５３
にてカバー２７に気密に接続されている。

ダイヤフラム３９は、圧力バランスプレート３
４及びナツト４０にてシリンダ３６の一端ストツ
プに密着するように押し付けられている。

該ナツト４０はその雌ネジがシリンダ３６突出
部上の対応する雄ネジに螺合している。

ダイヤフラム３９の外周は、ブツシング３５の
端とノズルユニツト２６の対応する内面との間に
保持されている。

このために、ノズルユニツト２６は保持プレー
ト３０を介してカバー２７に接続されている。

ミキサヘツド６０のケースメンバ６４は、オー
リング５４を介してノズルユニツト２６の前側に
密封接続されている。

このために、ノズルユニツト２６がテーパ付き
ノズル開口４３を提供しており、その中にニード
ル３７の対応するテーパ付き先端部が密着嵌合す
るようになつている。

供給弁１２が戻し循環状態で作動するとき、コ
ントロールエアー１６はネジ接続部５０を介して
送り込まれ、ダイヤフラム３９が図上右方へ押さ
れ、ニードル３７がノズル孔４３に密嵌せしめら
れる。この接続状態では、シリンダ３６はブツシ
ング３５の中央凹所４４に軸線方向に移動可能に
収められ、制御用エアーが凹所４４の外周に半径
方向に設けられた溝４５を通つてダイヤフラム３
９に到達できることが大切である。

供給状態の動作に達すると、コントロールエア
ー１６はネジ接続部５０から断たれ、供給弁１２
は、圧力制御動作へ移る。スプリング５７の復元
力は、ニードル３７端がノズル孔４３域に断面環
状の空所を開け、流体が流体チヤンバ２９からノ
ズル孔４３を通つて流出し、ミキサヘツド１のミ
キシングチヤンバ６に進入するように調節され
る。

流体チヤンバ２９内の圧力上昇は、ダイヤフラ
ム３９を介してスプリング５７に作用し、その結
果スプリング５７の復元力を増す恰好となる。該
圧力は常時流体チヤンバ２９に存在する。４つの
弁１２〜１５を備えた完全なミキサヘツドのこの
接続部分が、第８図及び第９図に示されている。
処理の容易なプラスチツク材料成分の場合には戻
し循環操作を省略することが可能である。この場
合、戻し循環弁１３，１５も省略可能で、供給弁
１２，１４のみが設けられる。（戻し循環弁のな
い）この実施例も本発明に含まれる。

第８図及び第９図に示されるミキサヘツド１
は、適当なネジ８３により結合された上部ケース
メンバ６６及び下部ケースメンバ６４を含んでい
る。

上部ケース部６６は、その上に中央フランジ６
９を有し、該フランジ中には、第１図に線図的に
示したアジテータを駆動回転させるように駆動ス
ピンドル７６が設けられている。

駆動スピンドル７６は、すぐ下のスリーブ６８
端に螺着したトツプナツト８７を備えておりスリ
ーブ６８内において、小さいラジアルプレート７
０を備えている。

駆動スピンドル７６は、上下のボールベアリン
グ９５，９６に回転可能に支承されており、スピ
ンドルシール１０５を通つてミキサヘツド１のア
ジテータのあるミキシングチヤンバ６へ密封状態
で延び入つている。

処理されるべきプラスチツク材料成分は、上側
供給ユニツト（図示せず）を介して流体用継手９
８，９９（第９図参照）へ特に図示はされていな
い方法で送られる。次に該流体はそれぞれ通路６
１に進入し、供給弁１２，１４の流体通路２９の
コネクタ４１（第２図及び第８図参照）に達す
る。該流体はノズル孔４３の後方に配置され、コ
ントロールエアーが供給モードにおける動作中に
コネクタ５０から断たれてニードルが圧力制御モ
ードに移された場合のみミキシングチヤンバ６へ
送られ、その結果、プラスチツク材料成分が制御
圧力下に（供給動作の）供給弁１２，１４を介し
てミキシングチヤンバ６へ入る。

戻し循環は次のように始まる。即ち、ニードル
３７が、孔４１から来る流体がニードル３７のま
わりを流れて孔４２を介して接続通路６２へ入る
ように供給弁１２，１４のノズル孔４３を閉じ
る。通路６２から来た流体は、次に戻し循環弁１
３，１５の流体チヤンバ２９に入る。ダイヤフラ
ム３９が流体圧を受け、予め負荷された、スプリ
ング５７との間に釣合い状態ができ、ニードル３
７がノズル孔４３を開ける。

流体は次にノズル孔４３を通つて戻し循環パイ
プ（第９図参照）へ流入する。ミキサヘツド１の
コンストラクシヨンキツト（kit）様の構造が第
８図及び第９図から明らかであり、該図は、実際
問題として、通路６２を有する下側ケースセクシ
ヨン６４が対応するオーリング１０３を介してミ
キサヘツド１側へ付けられていることを示してい
る。供給弁１２，１４は、ケースセクシヨン６４
と共に、異なる種類の供給弁におき代えることが
できる。弁１２〜１５はそれ自体適当なネジ８４
にてミキサヘツド１のケース６４，６６に結合さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２種のプラスチツク材料成分を混ぜる
混合回路線図、第２図は本発明による供給弁又は
戻し循環弁の縦断面図、第３図は第２図に示すブ
ツシングの側面図、第４図は第３図のブツシング
の端面図、第５図は第２図に示されたボルトの一
部を断面で示す側面図、第６図は第２図に示され
たニードルの側面図、第７図は第２図に示された
シリンダの断面図、第８図は本発明によるミキサ
ヘツドの第９図中Ａ−Ａ線に沿う断面図、第９図
は第８図のミキサヘツドのＢ−Ｂ線に沿う断面図
である。 Ａ，Ｂ……プラスチツク材料成分、１……ミキ
サヘツド、１２，１４……供給弁、１３，１５…
…戻し循環弁、１６，１７，１８，１９……エア
ーコントロール、６……ミキシングチヤンバ、９
…出口ノズル、４３……ノズル孔、２８……エア
ーチヤンバ、２９……流体チヤンバ、３３……ベ
アリングスリーブ、３６……シリンダ、３７……
ニードル、３８……ボルト乃至プランジヤ、３９
……ダイヤフラム、５５……デイスク、５６……
シリンダの凹所、５７……スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給段階ではそれぞれが圧力下に且つ供給弁
   を介してミキシングチヤンバへ同時的に一緒に送
   り込まれ、戻し循環段階では、前記供給弁を介し
   て循環流へ戻される２以上のプラスチツク材料成
   分を混合反応させるためのミキサヘツドにして、
   前記供給弁が、それぞれ圧力調節弁として構成さ
   れており、該供給弁の下流側には圧力調節弁とし
   て構成された戻し循環弁が連続して接続されてお
   り、該供給弁及び戻し循環弁のいずれかが通し位
   置へ切り換えられるようになつていることを特徴
   とするミキサヘツド。 ２ 戻し循環段階から供給段階への移り変りの間
   に圧力ピークが発生することを防止するように、
   前記供給弁の制御圧力が前記戻し循環弁の制御圧
   力に相当することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のミキサヘツド。 ３ 前記供給弁及び戻し循環弁がエアーコントロ
   ールによりプリセツトされることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載のミキサヘツ
   ド。 ４ 前記各供給弁及び戻し循環弁が、流体チヤン
   バの出口孔を形成しているノズル孔に密着脱離自
   在の部分を有するニードルを備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３
   項記載のミキサヘツド。 ５ 前記ノズル孔に前記ニードルを密着させるた
   めに、スプリングに対し前記ニードルを関節様に
   接続させてあることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載のミキサヘツド。 ６ スプリング力を付与される前記ニードル端
   が、デイスク状に形成されており、該ニードル端
   は、シリンダ孔に軸線方向に変位可能に配置され
   たボルトの頂部により直角にスラスト力を受け、
   該ボルトのスプリング側の端は、そこに関節接続
   様に設けられたベアリングスリーブ又はその類の
   ものを有し、該スリーブ又はその類のものに前記
   スプリングの片方の端が接触していることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載のミキサヘツ
   ド。 ７ 前記ボルトの前記スプリングに近い方の端に
   前記ベアリングスリーブがボールにより関節様に
   接続され、該ボールは、該ボルトの端の凹所に係
   合していると共に該ベアリングスリーブの対応す
   る端の凹所に係合していることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載のミキサヘツド。 ８ 前記供給弁及び戻し循環弁をエアーコントロ
   ールによりプリセツトするために、前記流体チヤ
   ンバがフレキシブルダイヤフラムによりエアーチ
   ヤンバから分離され、該ダイヤフラムは、ニード
   ルを可動に受け入れている前記シリンダに密封接
   続されていると共にブツシングに固着されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項から第７
   項のいずれかに記載のミキサヘツド。 ９ 前記シリンダが、前記ブツシングの軸方向凹
   所に可動に配置されており、数個の軸線方向溝が
   該凹所周囲に半径方向外方へ向け設けられている
   特許請求の範囲第８項記載のミキサヘツド。