WO2004085138A1

WO2004085138A1 - Mischkopf für eine reaktionsgiessmaschine

Info

Publication number: WO2004085138A1
Application number: PCT/EP2004/002003
Authority: WO
Inventors: Stefan Ehrlicher; Robert Brunner
Original assignee: Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2004-02-28
Publication date: 2004-10-07
Also published as: CN1795089A; EP1613464A1; US20060050607A1; CA2519924A1; DE10314117B3

Abstract

Die Grösse einer Mischkammer (2) eines Mischkopfs (1) für eine Reaktionsgiessmaschine begrenzt die Anzahl der möglichen zusätzlich zuführbaren Komponenten. Um die wahlweise Einspeisung verschiedener zusätzlicher Komponenten zu ermöglichen, wird ein Mischkopf (1) vorgestellt, der neben Zugabevorrichtungen (6) für mindestens zwei reaktionsfähige Komponenten, insbesondere Polyol und Polyisocyanat, und mindestens einer Impfbohrung (10) für die Zuführung mindestens einer zusätzlichen Komponente, zumindest zwei Zuführvorrichtungen (16, 36, 56) zum Zuführen von unterschiedlichen zusätzlichen Komponenten sowie eine bewegbare Verbindungseinheit (14, 28, 50) aufweist, mittels derer die Zuführvorrichtungen (16, 36, 56) wahlweise mit der mindestens einen Impfbohrung (10) in Verbindung bringbar sind.

Description

Mischkopf für eine Reaktionsgießmaschine

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mischkopf einer Reaktionsgießmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Mischköpfen für Reaktionsgießmaschinen, insbesondere für Polyurethanschäumarilagen bekannt, in denen mindestens zwei reaktionsfähige Komponenten, im Falle von Polyurethan zumindest Polyol und Polyisocyanat miteinander vermischt werden, um in der Folge auszureagieren.

So gibt es beispielsweise den sogenannten Umlenkmischkopf, bei dem eine Mischkammer in einem rechten Winkel zu einem Auslaufrohr für das fertige Gemisch angeordnet ist. In der Mischkammer ist ein beweglicher Steuerkolben verfahrbar angebracht und die reaktionsfähigen Komponenten werden von Zugabevorrichtungen auf gleicher Höhe unter Hochdruck in die Mischkammer eingebracht. Die Komponenten vermischen sich, wobei insbesondere auch die Strahlrichtung der zugeführten Komponenten eine

Bedeutung bei der Vermischung hat, da durch di e erzeugte Turbulenz eine innigere Durchmischung erreicht werden kann. Üblicherwei s: e werden deshalb die Komponenten im wesentlichen gegeneinander injiziert. Das ferti gi e Gemisch wird von dem Steuerkol- ben aus der Mischkammer über eine einstellbare Drossel in das senkrecht zur Mischkammer angeordnete Auslaufrohr ausgetragen, wodurch die Turbulenz des Gemisches reduziert wird. Im allgemeinen ist der in der Mischkammer verfahrbar angeordnete Steuerkolben derart ausgebildet, dass er Kreislaufnuten aufweist, wodurch sichergestellt wird, dass die Zugabevorrichtungen für die reaktionsfähigen Komponenten immer unter Druck stehen, und in einer sogenannten Ruhephase, d. h. wenn keine Vermischung der Komponenten stattfinden soll, jede Komponente über eine Kreislaufnut zurück in das jeweilige Reservoir für die entsprechende Komponente zirkulieren kann. Dies hat den Vorteil, dass keinerlei Einstellung an der Zugabevorrichtung selbst, die beispielsweise die Komponente über eine Düse in die Mischkammer einleitet, vorge- nommen werden muss, sondern die Düse vielmehr in der Ruhephase lediglich durch die Kreislaufnut überdeckt wird und so eine stationäre Betriebsweise garantiert werden kann.

Eine weitere bekannte Mischkopfausbildung ist der sogenannte Kreislaufnutenmisch- kopf in Verbindung mit Beruhigungsstiften. Hier ist eine Längsachse der Mischkammer mit der Austragsrichtung identisch, und am Mischkammeraustritt sind mehrere Beruhigungsstifte angeordnet, die dafür sorgen, dass das austretende Reaktionsgemisch keine zu inhomogene Strömungsverteilung aufweist. Auch hier werden die reaktionsfähi- gen Komponenten während des Mischvorgangs unter Hochdruck in die Mischkammer eingespritzt, und während einer Ruhephase über Kreislaufnuten in einem Steuerkolben zurück in die jeweiligen Reservoirs zirkuliert.

Verschiedene Arten von Mischköpfen sind beispielsweise im Kunststoffmaschinenfüh- rer, Herausgeber Dr.-Ing. Friedrich Johannaber, 3. Ausgabe, Carl Hanser Verlag beschrieben.

man dem reaktionsfähigen Gemisch noch zusätzliche Komponenten beimischen, wofür insbesondere verschiedene Farben oder Zusatzstoffe wie Flammschutzmittel, Aktivatoren und Katalysatoren in Frage kommen, ergibt sich das Problem der Zuführung der zusätzlichen Komponenten. Herkömmlicherweise wird die zusätzliche Komponente gleichzeitig mit den reaktionsfähigen Komponenten in die Mischkammer eingespeist, wobei die Einspeisung meist über ansteuerbare Ventile, beispielsweise Nadelventile erfolgt. Üblicherweise ist die Zuführvorrichtung für die zusätzliche Komponente in der Wand der Mischkammer auf derselben Höhe wie die Zugabevorrichtungen für die reaktionsfähigen Komponenten vorgesehen.

Eine derartige Ausführungsform ist beispielsweise aus der DE 41 40 787 C1 bekannt, bei der die Ansteuerung der Ventile von Zuführvorrichtungen und Zugabevorrichtungen über eine um die Achse der Mischkammer drehbar angeordnete Steuerscheibe erfolgt, wodurch es möglich ist, die Zugabe der einzelnen Komponenten exakt zu synchronisieren. Allerdings sind bei einer dergestalten Ausführung Wechsel in der Zusammenstellung der jeweils eingespeisten Komponenten nur mit großem Aufwand durchzuführen. Es ist auch bekannt, die Zuführvorrichtung in Bezug auf die Austragsrichtung vor den Zugabevorrichtungen für die reaktionsfähigen Komponenten anzubringen, wodurch in jedem Fall eine sehr gute Untermischung der zusätzlichen Komponenten gewährleistet wird. Gemäß einer alternativen Variante kann die Farbe über eine Stirnseite des Steu- erkolbens in die Mischkammer zugeführt werden. In jedem Fall aber begrenzt die Größe der Mischkammer die Anzahl der möglichen zusätzlich zuführbaren Komponenten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Mischkopf für das Reaktionsgießen bereitzustellen, der - unabhängig von der Mischkammergröße - mehrere auto- matisch anwählbare zusätzliche Komponenten verarbeiten kann. Zusätzlich soll eine möglichst geringe Verschleppung von Restbeständen einer zuvor verarbeiteten zusätzlichen Komponente gewährleistet werden.

Diese Aufgabe wird von einem Mischkopf für eine Reaktionsgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Mischkopf für eine Reaktionsgießmaschine, der eine Mischkammer mit Zugabevorrichtungen für mindestens zwei reaktionsfähige Komponenten, insbesondere Polyol und Polyisocyanat, und mindestens eine Impfbohrung für die Zuführung mindestens einer zusätzlichen Komponente, insbesondere einer Farbe, aufweist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass mindestens zwei Zuführvorrichtungen zum Zuführen unterschiedlicher zusätzlicher Komponenten, also beispielsweise zweier verschiedener Farben, und eine bewegbare Verbindungseinheit vorgesehen sind, die dazu dient, die mindestens zwei Zuführvorrichtungen wahlweise mit der mindestens einen Impfbohrung in Verbindung zu bringen, über die die jeweilige zusätzliche Komponente in die Mischkammer des Mischkopfes eingespeist wird. Während des Betriebs eines solchen Mischkopfes werden die mindestens zwei reaktionsfähigen Komponenten, die bevorzugt unter Hochdruck stehen, und die zusätzliche Komponente gleichzeitig in die Mischkammer eingespeist, wo sie sich zu einem homogenen Gemisch vermengen. Um die Vermischung der Komponenten zu optimieren, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Mischkopfgeometrien bekannt. Vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch, dass die zusätzliche Komponente von Mischkopffüllung zu Mischkopffüllung wahlweise wechselbar ist. Ein erfindungsgemäßer Mischkopf ist demgemäß flexibler als herkömmliche Mischköpfe einsetzbar, da sich von Schuss zu Schuss beispielsweise die Farbe ändern kann, was z. B. bei der Herstellung von vielfältigen gleichartigen Teilen mit unterschiedlichen Farben direkt nacheinander oder von großflächigen Automobilinnenteilen mit verschiedenen Schichten von großem Interesse ist.

Besonders bevorzugt sind die mindestens zwei Zuführvorrichtungen für die zusätzlichen Komponenten in die bewegbare Verbindungseinheit integriert, die diese wechselweise mit der Impfbohrung in Verbindung bringt. Durch Bewegen der Verbindungseinheit wird so jeweils eine Austrittsöffnung einer Zuführvorrichtung mit der Impfbohrung zur De- ckung gebracht.

Vorteilhaft ist die Mischkammer eines erfindungsgemäßen Mischkopfes derart ausgestaltet, dass die Zugabevorrichtungen für die reaktionsfähigen Komponenten und die Impfbohrung im wesentlichen in derselben Ebene senkrecht zu einer Austragsrichtung der Mischkammer liegen. Hierdurch wird gewährleistet, dass es zu einer optimalen Vermischung der reaktionsfähigen Komponenten mit den zusätzlichen Komponenten kommt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die reaktionsfähigen Komponenten unter hohem Druck stehen und im wesentlichen gegeneinander gerichtet in die Misch- kammer injiziert werden, so dass sie sich aufgrund der resultierenden Wirbelbildung besonders gut miteinander aber auch mit der in derselben Höhe der Mischkammer eingespeisten zusätzlichen Komponente vermischen. Die zusätzliche Komponente muss dabei jedoch nicht unter einem so hohem Druck wie die reaktionsfähigen Komponenten stehen. Die Austragsrichtung bezüglich derer die Impfbohrung und die Zugabevorrichtungen für die reaktionsfähigen Komponenten auf derselben Höhe in der Mischkammer liegen, wird bevorzugt durch die Bewegungsrichtung eines in der Mischkammer verfahrbaren Steuerkolbens vorgegeben, der auch dem Ausstoßen des Gemisches aus der Mischkammer dient.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verfügen die Zuführvor- richtungen für die zusätzlichen Komponenten an ihrer Austrittsöffnung über Düsenvorrichtungen, die der exakten Dosierung der zusätzlichen Komponenten über die Impfbohrung in die Mischkammer dienen. Die Zuführvorrichtungen für die zusätzlichen Komponenten sind mit Reservoirs verbunden, in denen diese zusätzlichen Komponen- ten gelagert, gegebenenfalls temperiert und umgewälzt werden, um sie in einen optimalen Verarbeitungszustand zu bringen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich eine Vakuumvorrichtung vorgesehen, die mit der bewegbaren Verbindungseinheit zum Reinigen der Impfbohrung verbindbar ist. Diese Vakuumvorrichtung wird zwischen zwei Schüssen, denen verschiedene zusätzliche Komponenten zugesetzt worden sind, mit der Impfbohrung verbunden, wodurch mögliche Reste der zuvor ausgetragenen zusätzlichen Komponente aus der Impfbohrung entfernt werden. So wird gewährleistet, dass die Qualität des Gemisches beim nachfolgenden Schuss, bei dem eine andere zusätzliche Komponente zum Einsatz kommt, nicht vermindern ist.

Erfindungsgemäß kann die bewegbare Verbindungseinheit gegenüber der Mischkammer linear verfahrbar ausgebildet sein, es gibt aber auch Ausführungsformen, in der sie gegenüber der Mischkammer rotierbar oder aber sowohl rotierbar als auch linear verfahrbar ist.

Gemäß einer speziellen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist die bewegbare Verbindungseinheit als Schlitten ausgebildet, in dem die Austrittsöffnungen der Zuführvorrichtungen, die mit der Impfbohrung in Verbindung bringbar sind, bezüglich einer Bewegungsrichtung des Schlittens hintereinander angeordnet sind. Der Schlitten ist im wesentlichen tangential zur Mischkammer verfahrbar, wobei die Impfbohrung im wesentlichen den Berührungspunkt der Tangente bildet. Der von der Bewegungsrichtung und einer Achse der Mischkammer eingeschlossene Winkel kann den baulichen Begrenzungen angepasst werden. Durch die lineare Bewegung des Schlittens kann eine beliebige Zuführvorrichtung für zusätzliche Komponenten mit der Impfbohrung in Verbindung gebracht werden, und diese Komponente beim nächsten Schuss mit den beiden reaktionsfähigen Komponenten vermischt werden. Die Bewegung ist von außen ansteuerbar, so dass die zusätzliche Komponente von Schuss zu Schuss gewechselt werden kann.

Besonders bevorzugt weist der Schlitten neben den Austrittsöffnungen der Zuführvorrichtungen mindestens eine weitere Bohrung auf, die mit der Impfbohrung in Deckung bringbar ist, und die an eine Vakuumvorrichtung anschließbar ist, um die Impfbohrung zu reinigen. Vorteilhaft liegt diese mindestens eine Bohrung zwischen zwei Austrittsöffnungen für zusätzliche Komponenten, da so ein Reinigungsvorgang der Impfbohrung zeit- und weg-optimal zwischen Schüssen mit verschiedenen zusätzlichen Komponenten durchgeführt werden kann. Bevorzugt wird bei dieser Ausgestaltungsform zwischen jeweils zwei Austrittsöffnungen für zusätzliche Komponenten eine Vakuumbohrung vorgesehen sein.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltungsform ist die bewegbare Verbindungseinheit im wesentlichen kolbenförmig ausgebildet oder weist zumindest einen kol- benförmigen vorderen Bereich auf. Hierbei wird unter vorderem Bereich ein Bereich der bewegbaren Verbindungseinheit verstanden, der im wesentlichen an die Mischkammer bzw. die Impfbohrung angrenzt.

Besonders bevorzugt liegt die Längsachse dieses kolbenförmigen Bereichs in einer zur Austragsrichtung der Mischkammer senkrechten Ebene.

Zusätzlich liegt die Längsachse des kolbenförmigen Bereichs gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung parallel aber nicht koaxial zu einer Mittelachse der Impfbohrung. Die Austrittsöffnungen der Zuführvorrichtungen für die zu- sät∑lichen Komponenten sind in diesem Fall in einer Stirnfläche des kolbenförmigen Bereichs vorgesehen. Die Stirnfläche überdeckt die Impfbohrung, und die Austrittsöff- nungen sind durch Drehen der bewegbaren Verbindungseinheit, und somit auch des kolbenförmigen Bereichs, relativ zur Impfbohrung mit dieser in Deckung bringbar. In dieser Ausgestaltungsform umfassen die Zuführvorrichtungen für die zusätzlichen Komponenten im kolbenförmigen Bereich achsparallele Zuführbohrungen, während an einer den Austrittsöffnungen und somit der Stirnfläche entgegengesetzten Seite der bewegbaren Verbindungseinheit Anschlüsse zu den Reservoirs für die zusätzlichen Komponenten vorgesehen sind. Diese Anschlüsse können einen Winkel mit der Achse des kolbenförmigen Bereichs einschließen, und beispielsweise über flexible Schläuche versorgt werden. In dieser Ausführungsform ist die bewegbare Verbindungseinheit im wesentlichen nach Art eines Revolverschalters ausgestaltet, durch die Drehbewegung kann zwischen den Zuführvorrichtungen für unterschiedliche zusätzliche Komponenten geschaltet werden. Die Anzahl der auf diese Weise zuführbaren unterschiedlichen zu- sätzlichen Komponenten ist nur durch die Größe der Stirnfläche der bewegbaren Verbindungseinheit begrenzt.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die bewegba- re Verbindungseinheit einen kolbenförmigen Bereich, der im wesentlichen tangential zur Mischkammer verfahrbar und/oder drehbar ausgebildet ist, wobei die Impfbohrung im wesentlichen den Berührungspunkt der Tangente bildet. Austrittsöffnungen der Zuführvorrichtungen sind hierbei in einer Ebene senkrecht zur Achse des kolbenförmigen Bereichs angeordnet und im wesentlichen radial orientiert. Sie werden von achsparallelen Zuführbohrungen versorgt, die im kolbenförmigen Bereich vorgesehen sind, und die wiederum bevorzugt von Anschlüssen versorgt werden, die im Bereich der Mantelfläche des kolbenförmigen Bereichs vorgesehen sind. Diese Anschlüsse sind durch axiale Bewegung des kolbenförmigen Bereichs mit Reservoirs für die zusätzlichen Komponenten in Verbindung bringbar, und gegeneinander axial versetzt. Die einzelnen An- Schlussbereiche sind bevorzugt gegeneinander abgedichtet, damit keine Verschleppung von zusätzlichen Komponenten wie beispielsweise Farbresten vorkommen kann. Hierfür kommen vorteilhafterweise mit Dichtmasse ausgeklebte Nuten zum Einsatz, die um den kolbenförmigen Bereich außerhalb bzw. axial versetzt zu den jeweiligen Anschlüssen angebracht werden.

Bei einer derart ausgebildeten bewegbaren Verbindungseinheit für die zusätzlichen Komponenten wird der kolbenförmige Bereich durch Drehbewegungen derart positioniert, dass die Austrittsöffnung für die gewünschte zusätzliche Komponente mit der Impfbohrung zur Deckung kommt, wobei für den Wechsel zwischen verschiedenen zu- sätzlichen Komponenten eine reine Drehbewegung ausreicht. Hierbei muss dann in der jeweiligen Stellung der bewegbaren Verbindungseinheit eine Verbindung von einem Reservoir zu dem entsprechenden Anschluss für die achsparallele Zuführbohrung bestehen. Dies kann beispielsweise durch im Kolbenraum vorgesehene, ringförmige Anschlussvorrichtungen erfolgen, die gegeneinander axial entsprechend dem axialen Ver- satz der Anschlüsse der Zuführvorrichtungen versetzt sind. So ist gewährleistet, dass eine Verbindung zwischen dem Reservoir für die zusätzliche Komponente und der Austrittsöffnung besteht, die mit der Impfbohrung in Deckung ist. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die reaktionsfähigen Komponenten in die Mischkammer injiziert werden, kann ein im Bereich des Reservoirs vorgesehener Bypass geschlossen werden, so dass die zusätzliche Komponente zeitgleich mit den anderen Komponenten in die Mischkammer eintritt. Bei Schussende öffnet dieser Bypass wieder.

Alternativ kann der kolbenförmigen Bereich gegenüber der Impfbohrung derart in Axialrichtung verfahren sein, dass sich die Austrittsöffnung für die gewünschte zusätzliche Komponente und die Impfbohrung gerade nicht in Deckung befinden, während jedoch bereits ein Anschluss zwischen Zuführvorrichtung und Reservoir besteht und unter Druck gesetzt ist, d.h. der Bypass geschlossen ist. Zu bzw. kurz vor dem Zeitpunkt, zu dem auch die reaktionsfähigen Komponenten in die Mischkammer injiziert werden, wird der kolbenförmige Bereich derart axial verfahren, dass die Austrittsöffnung für die zusätzliche Komponente mit der Impfbohrung zur Deckung kommt und diese ebenfalls in die Mischkammer eingebracht werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist beabstandet zu den Austrittsöffnungen für die zusätzlichen Komponenten in dem kolbenförmigen Bereich mindestens eine Bohrung vorgesehen, die mit der Impfbohrung und mit einer Vakuumvorrichtung in Verbindung bringbar ist, so dass zwischen Wechseln der zusätzlichen Kom- ponenten die Impfbohrung durch das Anlegen eines Vakuums von evtl. Resten der Vorgängerkomponente reinigbar ist. Bevorzugt befindet sich diese mindestens eine Bohrung axial beabstandet zu den Austrittsöffnungen, es ist aber durchaus auch denkbar, dass sie in Bereichen zwischen den Austrittsöffnungen vorgesehen ist.

Generell kann es von Vorteil sein, die bewegbare Verbindungseinheit unabhängig von ihrer speziellen Ausgestaltungsform beheizbar auszubilden, da so die Viskosität der zusätzlichen Komponenten positiv beeinflusst werden kann.

Des weiteren ist es von Vorteil, die bewegbare Verbindungseinheit derart auszubilden, dass sie gegen die Impfbohrung anpressbar ist. In diesem Fall kann während des Ein- speisens einer zusätzlichen Komponente in die Mischkammer die bewegbare Verbindungseinheit gegen die Impfbohrung gepresst werden, so dass keine Gefahr eines möglichen Leckens der zusätzlichen Komponente in Bereiche um die Impfbohrung besteht. Auch während eines Reinigungsschritts mit Anlegen eines Vakuums an die Impf- bohrung wird ein hoher Druck ausgeübt, um die Impfbohrung abzudichten. Wenn jedoch ein Wechsel zwischen zusätzlichen- Komponenten durch Bewegen der Verbindungseinheit gegenüber der Impfbohrung erfolgt, wird der Druck zwischen der Verbindungseinheit und der Impfbohrung verringert. Die Aufbringung dieses Anpressdrucks erfolgt bevorzugt über hydraulische oder elektromagnetische Mittel.

Für die Bewegung der bewegbaren Verbindungseinheit gegenüber der Mischkammer werden bevorzugt elektrische oder hydraulische Mittel vorgesehen.

Bei den zusätzlichen Komponenten, die den reaktionsfähigen Komponenten beigemischt werden, handelt es sich häufig um unterschiedliche Farben. Ohne großen Um- bauaufwand kann so mit einem einzigen Mischkopf Kunststoffmaterial verschiedener Farben ausgebracht werden, was beispielsweise bei der Herstellung eines mehrfarbigen bzw. mehrschichtigen Teils in verschiedenen Farben oder aber verschiedenfarbiger gleichartiger Teile hintereinander von Vorteil sein kann. Es gibt jedoch eine Vielzahl weiterer zusätzlicher Komponenten, wie beispielsweise Flammschutzmittel oder Aktivatoren und Katalysatoren für die reaktionsfähigen Komponenten.

Besonders bevorzugt verfügen die Reservoirs für die zusätzlichen Komponenten über ein Zirkulationssystem, das eine Bypass-Schaltung aufweist, so dass die Zusatzkomponenten entweder in die Zuführvorrichtungen eingespeist werden können oder aber an diesen vorbei zirkulieren. Dies ist insbesondere auch bei der Verwendung von Farben als Zusatzkomponenten von Interesse, da dadurch eine gleichbleibende Qualität und Homogenität der Farben gewährleistet wird. Bei geschlossener Bypass-Schaltung steht die zusätzliche Komponente in der Zuführvorrichtung unter Druck, bei geöffnetem Bypass zirkuliert die zusätzliche Komponente in einem geschlossenen Kreislauf.

Im folgenden sollen verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischkopfes im Längsschnitt, Fig. 2: eine bewegbare Verbindungseinheit in Form eines Schlittens zum Einsatz bei einem erfindungsgemäßen Mischkopf,

Fig. 3: den Schlitten aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie A-A,

Fig. 4: eine Ausführungsform einer Austrittsöffnung einer Zuführvorrichtung, Fig. 5: eine weitere Ausführungsform einer bewegbaren Verbindungseinheit zum

Einsatz an einem erfindungsgemäßen Mischkopf,

Fig. 6: einen erfindungsgemäßen Mischkopf mit einer bewegbaren Verbindungseinheit gemäß Fig. 5 im Schnitt,

Fig. 7: eine weitere Ausführungsform einer bewegbaren Verbindungseinheit zum Einsatz an einem erfindungsgemäßen Mischkopf im Schnitt,

Fig. 8: einen Schnitt längs der Linie B-B durch die bewegbare Verbindungseinheit gemäß Fig. 7 und

Fig. 9: die Abwicklung der bewegbaren Verbindungseinheit in Form des Zuführkolbens gemäß Fig. 7.

In Fig. 1 ist ein Kreislauf-Nutenmischkopf 1 mit Beruhigungsstiften 12 als Beispiel einer Ausführungsform eines Mischkopfes dargestellt, bei dem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommen kann. Der Mischkopf 1 umfasst eine Mischkammer 2, in der ein Steuerkolben 4 axial beweglich gelagert ist. In die Mischkammer 2 münden Zugabevor- richtungen 6, von denen nur eine dargestellt ist, für die Zugabe von reaktionsfähigen Komponenten wie Polyisocyanat und Polyol, die jeweils über einen Zulauf 7 gespeist werden. Diese Zugabevorrichtungen 6 befinden sich bevorzugt in derselben Höhe in Bezug auf eine Ausläse- bzw. Ausstoßrichtung der Mischkammer, die durch die Bewegung des Steuerkolbens vorgegeben wird und in der vorliegenden Figur nach unten verläuft. Ebenfalls auf derselben Höhe befindet sich eine Impfbohrung 10, durch die zusätzliche Komponenten in die Mischkammer 2 eingespeist werden können. In einem Leerlauf bzw. geschlossenem Zustand befindet sich der Steuerkolben 4 in einer nach unten verfahrenen Position, so dass jede Zugabevorrichtung 6 für reaktionsfähige Komponenten von jeweils einer Zirkulationsnut 5 überdeckt wird und die reaktionsfähigen Komponenten jeweils frei zwischen dem Zulauf 7 und einem Ablauf 8 zirkulieren, der zurück in ein Vorratsreservoir für die jeweilige Komponente führt. Erst wenn die Misch- kammer 2 gefüllt werden soll, wird der Steuerkolben 4 nach oben verfahren, die Zugabevorrichtung 6 dadurch gegenüber der Mischkammer 2 geöffnet, und ein Injektions- prozess in die Mischkammer 2 mit dortigem Vermischen der Komponenten erfolgt. Da die reaktionsfähigen Komponenten unter Druck stehen und bevorzugt im wesentlichen gegeneinander in die Mischkammer 2 injiziert werden, wird eine gute Vermischung der Komponenten gewährleistet. Am Mischkammeraustritt sind mehrere um 90° zur Auslaufrichtung versetzte Beruhigungsstifte 12 angeordnet, die durch eine Logik angesteuert werden und unmittelbar nach Freigabe durch den Steuerkolben 4 in das Auslaufsystem eingeschoben werden. Sie sorgen für die gewünschte Mischkammerbegren- zung und beruhigen das austretende Reaktionsgemisch. Durch die zusätzlich zu den Zugabevorrichtungen 6 vorgesehene Impfbohrung 10 kann eine zusätzliche Komponente zeitgleich mit den reaktionsfähigen Komponenten in die Mischkammer 2 eingespeist werden. Für diese zusätzliche Komponente ist im Steuerkolben 4 keine Zirkulationsnut vorgesehen, wodurch sich eine Verschleppung der zusätzlichen Komponente weitgehend vermeiden lässt.

In Fig. 2 ist ein Schlitten 14 dargestellt, wie er erfindungsgemäß als bewegbare Verbindungsvorrichtung zum Zuführen von unterschiedlichen zusätzlichen Komponenten zu einer Impfbohrung 10 zum Einsatz kommen kann. Dieser Schlitten ist an einer Misch- kammer 2 gemäß Fig. 1 derart angebracht, dass er tangential zu der Mischkammer 2 derart verfahrbar ist, damit Zuführvorrichtungen 16, die in Fig. 2 angeschnitten dargestellt sind, über an ihren Austrittsöffnungen vorgesehene Düsenvorrichtungen 18 mit der Impfbohrung 10 zur Deckung gebracht werden können. Der Schlitten 14 weist hierfür im Bereich der Düsenvorrichtungen 18 eine Gleitfläche 24 auf, die ein möglichst wider- standsfreies Verschieben des Schlittens 14 längs der durch den Pfeil 15 vorgegebenen Richtung ermöglicht. Außerdem sind Anpressflächen 22 vorgesehen, auf die während eines Einspeisevorgangs einer zusätzlichen Komponente über eine Zuführvorrichtung 16 durch die Impfbohrung 10 in die Mischkammer 2 ein Druck ausgeübt werden kann, um so eine möglichst dichte Verbindung zwischen Schlitten 14 und Impfbohrung 10 bzw. der zur Gleitfläche 24 korrespondierenden Fläche zu gewährleisten. Zusätzlich ist zwischen zwei Düsenvorrichtungen 18 eine Austrittsöffnung 20 eines Vakuumkanals 21 gezeigt, die zwischen zwei verschiedenen Einspeisevorgängen von unterschiedlichen zusätzlichen Komponenten in die Mischkammer 2 mit der Impfbohrung 10 zur Deckung gebracht werden kann. Über den Vakuumkanal 21 wird dann eine Verbindung mit einer nicht. näher dargestellten Vakuumvorrichtung hergestellt, wodurch eventuell in der Impfbohrung 10 verbliebene Reste der vorhergehenden zusätzlichen Komponente abge- saugt.werden. Während dieses Reinigungsschrittes befindet sich der Steuerkolben 4 in einer Verschluss- bzw. Kreislaufstellung, d. h. er überdeckt die Impfbohrung 10 und die Zugabevorrichtungen 6 und die reaktionsfähigen Komponenten können über die Zirkulationsnuten 5 zirkulieren.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch den Schlitten 14 gemäß Fig. 2 entlang der Schnittlinie A-A dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, dass die Austrittsöffnung 20 des Vakuumkanals 21 im wesentlichen den Durchmesser der Impfbohrung 10 aufweist, während der Vakuumkanal 21 längs des gesamten Schlittens 14 an den Zuführvorrichtungen 16 vorbeigeführt wird, um so beispielsweise auch mehrere Austrittsöffnungen, die zwischen verschiedenen Düsenvorrichtungen 18 von Zuführvorrichtungen 16 vorgesehen sind, versorgen zu können. Bevorzugt ist in einem Schlitten 14 gemäß Fig. 2 zwischen jedem Paar von Zuführvorrichtungen 16 eine Austrittsöffnung 20 des Vakuumkanals 21 vorgesehen, wodurch der Reinigungsschritt noch einfacher erfolgen kann.

Die Länge des Schlittens 14 wird nur durch die Größe des Mischkopfes 1 begrenzt, und ansonsten durch die Anzahl der im Wechsel zuzuführenden zusätzlichen Komponenten bestimmt.

Die genaue Art des Anschlusses der jeweiligen Zuführvorrichtung 16 an ein Reservoir für die zusätzliche Komponente ist nicht näher dargestellt, es sind jedoch aus dem Stand der Technik vielfältige Anschlussformen zwischen relativ bewegten Elementen bekannt.

In Fig. 4 ist eine Ausgestaltungsform einer Düsenvorrichtung 18 dargestellt, wobei an der Austrittsöffnung der Zuführvorrichtung 16 in einer Nut eine Dichtungsvorrichtung 26, beispielsweise in Form eines O-Rings, vorgesehen ist, vor der ein Düsenplättchen 19 angeordnet ist, das an die Eigenschaften der jeweils zugeführten zusätzlichen Komponente bezüglich Form und Durchmesser angepasst ist. Durch den Einsatz dieses Dü- senplättchens 19 im Zusammenspiel mit der Dichtungsvorrichtung 26 lässt sich zusätzlich eine bessere Vorspannung der Düsenvorrichtung 18 gegenüber der Impfbohrung 10 mit besserer Dichtfunktionalität durch das Aufbringen eines geringen Drucks erzeugen.

In Fig. 5 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform einer bewegbaren Verbin- dungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Art Revolverschalter, d. h. die bewegbare Verbindungseinheit 28 verfügt, zumindest in einem vorderen, kolbenförmigen Bereich 30, über Rotationssymmetrie zu einer Längsachse. Dieser kolbenförmige Bereich 30 weist eine Stirnfläche 32 auf, in die Austrittsöffnungen 34 der Zuführvorrichtungen 36 münden. Diese Austrittsöffnungen 34 können wieder die Form einer Düsenvorrichtung annehmen und beispielsweise auch gemäß Fig. 4 ausgebildet sein. Neben den Austrittsöffnungen 34 umfassen die Zuführvorrichtungen 36 im kolbenförmigen Bereich 30 achsparallele Zuführbohrungen 38, die an ihren hinteren Enden über Anschlüsse 40 mit Reservoirs für die zusätzlichen Komponenten verbunden sind. Diese Verbindungen sind nicht näher dargestellt und können beispielsweise über flexible Schlauchverbindungen erfolgen. Im Bereich des Übergangs von den Zuführbohrungen auf die Anschlüsse 40 ist weiterhin eine Anpressfläche 42 vorgesehen, auf die ein Druck ausgeübt werden kann, durch den die Austrittsöffnungen 34 in der Stirnfläche 32 des kolbenförmigen Bereichs 30 gegen die Impfbohrung 10 ge- presst werden, um so eine dichtende Verbindung herzustellen.

In Fig. 6 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Mischkopf senkrecht zur Austragsrichtung der Mischkammer 2 dargestellt, bei dem eine bewegbare Verbindungseinheit 28 gemäß Fig. 5 zum Einsatz kommt. Schematisch sieht man zwei Zugabevorrichtungen 6, die in einer Ebene und im wesentlichen gegeneinander orientiert in die Mischkammer 2 münden, in der sich der Steuerkolben 4 in der Zirkulationsstellung befindet, d. h. die Austrittsöffnungen der Zugabevorrichtungen 6 sind über die Zirkulationsnuten 5 mit nicht näher dargestellten Reservoirs für die reaktionsfähigen Komponenten verbunden. Generell ist die Funktionsweise solcher Zugabevorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt. An der in derselben Ebene wie die Austrittsöffnungen der Zugabevorrichtungen 6 liegenden Impfbohrung 10 endet eine Passbohrung 48, deren Längsachse parallel aber nicht koaxial zu der Längsachse der Impfbohrung 10 ist, und in die die bewegbare Verbindungseinheit 28 passgenau einsetzbar ist. Durch Verdrehen der Verbindungseinheit 28 um die Längsachse der Passbohrung 48 können verschiedene Austrittsöffnungen 34 der in die bewegbare Verbindungseinheit 28 integ- rierten Zuführvorrichtungen 36 wechselweise mit der Impfbohrung 10 in Überlappung gebracht werden, so dass bei zurückgezogenem Steuerkolben 4 die entsprechende zusätzliche Komponente gleichzeitig mit den reaktionsfähigen Komponenten aus den Zugabevorrichtungen 6 in die Mischkammer 2 injiziert werden kann. Während eines solchen Injektionsschritts kann die bewegbare Verbindungseinheit 28 zusätzlich durch Aufbringen von Druck in einem Druckraum 44, der auf die bereits beschriebene Anpressfläche 42 der Verbindungseinheit wirkt, dichtend gegen die Stirnfläche der Passbohrung 48 abgeschlossen werden. Um eine besondere Dichtheit auch zwischen den beiden im Steuerkolben 4 vorgesehenen Zirkulationsnuten 5 und den jeweiligen zusätz- liehen Komponenten zu gewährleisten, können diese Nuten 5 und der Bereich der Impfbohrung 10 gegeneinander zusätzlich durch Dichtungen 46 abgedichtet werden.

In Fig. 7 ist eine weitere mögliche Ausführungsform einer bewegbaren Verbindungseinheit in Form eines sogenannten Zuführkolbens 50 mit Zurührvorrichtungen 56 und einer nur schematisch gezeigten Mischkammer 2 mit Steuerkolben 4 im Schnitt dargestellt. Der Steuerkolben 4 in der Mischkammer 2 befindet sich in der Zirkulationsstellung. Der Zuführkolben 50 ist im wesentlichen kolbenförmig ausgeführt und in einer Kolbenkammer 51 axial und rotatorisch beweglich gelagert, wie dies durch die Pfeile auf der rechten Seite angedeutet ist. In der Figur befindet sich eine den Zuführkolben 50 durchset- zende Vakuumbohrung 52 in Deckung mit der Impfbohrung 10 und in Verbindung mit einer Vakuumvorrichtung 54, die hier nur schematisch dargestellt ist. Zusätzlich kann noch eine weitere Vakuumbohrung vorgesehen sein, die genau im rechten Winkel zu der hier gezeigten Vakuumbohrung vorläuft. In einer axial nach rechts gegen die Vakuumbohrung 52 versetzten Ebene, der Schnittebene B-B, befinden sich Verdüsungsboh- rungen 64, die im wesentlichen radial im Zuführkolben 50 verlaufen und jeweils in Verbindung mit axialen Zuführbohrungen 62 stehen, die wiederum über eine radial gerichtete Einlassbohrung 60 in Verbindung mit Zuführanschlüssen 59 bringbar sind. Eine Zuführvorrichtung 56 umfasst im wesentlichen als Austrittsöffnung eine Verdüsungsboh- rung 64, eine axiale Zuführbohrung 62 und eine Einlassbohrung 60. Die Zuführan- Schlüsse 59 sind in der Wand der Kolbenkammer 51 und bevorzugt ringförmig um den Zuführkolben 50 angeordnet und stehen in Verbindung mit nicht näher dargestellten Zirkulationssystemen 58 für die jeweiligen zusätzlichen Komponenten. Zwischen den Vakuumbohrungen 52, den Verdüsungsbohrungen 64 und den verschiedenen axial gegeneinander versetzten Einlassbohrungen 60, sind um den Kolben Dichtungen 66 an- gebracht, die ein Austragen der zusätzlichen Komponenten außerhalb der ihnen zugeordneten Bereiche möglichst verhindern und so eine Vermischung der zusätzlichen Komponenten vermeiden. Als Dichtungen 66 können mit Dichtmasse ausgeklebte Nuten vorgesehen sein, wie sie vom Steuerkolben eines Mischkopfs bekannt sind. Entlang der Achse des Zuführkolbens 50 ist zusätzlich eine Heizpatrone 70 vorgesehen.

In Fig. 8 ist ein Schnitt durch den Zuführkolben 50 entlang der Schnittlinie B-B dargestellt, der hier dargestellte Zuführkolben 50 ist für die wechselweise Zuführung von vier verschiedenen zusätzlichen Komponenten ausgebildet. Die axialen Zuführbohrungen 62, die die Zirkulationssysteme 58 für die zusätzlichen Komponenten mit den Verdü- sungsbohrungen 64 verbinden, weisen unterschiedliche Durchmesser auf, die von der Länge der jeweiligen axialen Zuführbohrung 62 und dem damit einhergehenden, in ihr auftretenden Druckverlust sowie den Eigenschaften der zusätzlichen Komponente, wie ihrer Viskosität, abhängen. Der Durchmesser der Verdüsungsbohrungen 64 kann e- benfalls an die auszubringende Komponente angepasst sein. Des weiteren ist es auch möglich, statt der einfachen Verdüsungsbohrungen 64 spezielle Düsenvorrichtungen vorzusehen.

In Fig. 9 ist der Zuführkolben 50 gemäß Fig. 7 in der Abwicklung dargestellt. Deutlich sind die senkrecht zur Längsachse durchgehenden Dichtungen 66 sichtbar, durch die die verschiedenen Bereiche des Zuführkolbens 50 gegeneinander abgedichtet sind. Zwei Vakuumbohrungen 52 sind im rechten Winkel zueinander durch die Achse des Kolbens 50 gelegt. Die Verdüsungsbohrungen 64 und die jeweils zugeordneten Einlassbohrungen 60 weisen jeweils in einem kleinen Bereich um die Bohrung etwas Raum zwischen der Oberfläche des Zuführkolbens 50 und der Kolbenkammer 51 auf, der Zuführkolben ist hier beispielsweise angeschliffen, während die Bereiche, die sich entlang des Umfangs zwischen den einzelnen Bohrungen befinden und schraffiert dargestellt sind, bevorzugt möglichst passgenau, d.h. gegen die Wand der Kolbenkammer 51 dichtend ausgebildet oder aber mit Dichtmasse beschichtet sind. Aus der Fig. 9 geht ebenfalls sehr gut hervor, dass die einzelnen Einlassbohrungen 60 gegeneinander axial und entlang des Umfangs versetzt sind. Der im regulären Betrieb maximal auftretenden Hub H ist durch den axialen Abstand zwischen den Mittelpunkten der Vakuumbohrungen 52 und der Verdüsungsbohrungen 64 gegeben. Durch eine entsprechende Breite der jeweiligen Dichtungen 66 kann gewährleistet werden, dass auch bei Hubbewegun- gen des Zuführkolbens 50 keine bzw. keine direkte Verschleppung der zusätzlichen Komponenten zwischen den einzelnen Zulaufbereichen stattfindet.

Im Betrieb wird, wie in Fig. 7 dargestellt, bei in Zirkulationsstellung befindlichem Steuerkolben 4 die Vakuumbohrung 52 zur Deckung mit der Impfbohrung 10 gebracht und mit einer Vakuumvorrichtung 54 verbunden, wodurch evtl. Restbestände einer zusätzlichen Komponente oder aber auch der aus der Mischkammer im vorigen Schritt ausgebrachten reaktiven Mischung aus der Impfbohrung 10 abgesaugt werden, um diese zu reinigen.

In einem nächsten Schritt wird durch Drehen des Zuführkolbens 50 die zur gewünschten zusätzlichen Komponente gehörige Verdüsungsbohrung 64 derart positioniert, dass sie lediglich einen axialen Versatz zur Impfbohrung 10 hat. Nun wird der Zuführkolben 50 nach links verschoben, so dass sich die Verdüsungsbohrung 64 über der Impfboh- rung befindet und gleichzeitig über den zugehörigen Zuführanschluss 59 eine Verbindung zwischen der Einlassbohrung 60 und dem entsprechenden Zirkulationssystem 58 hergestellt ist. Gesteuert über eine Logik wird jetzt ein nur schematisch dargestellter Bypass des Zirkulationssystems 58 in Relation zum Öffnen des Steuerkolbens 4 des Mischkopfs 1 so geschlossen, dass die zusätzliche Komponente zeitgleich mit den re- aktionsfähigen Komponenten in die Mischkammer eintritt, da sich durch Schließen des Bypasses an der Verdüsungsbohrung 64 ein Druck aufbaut. Im allgemeinen wird der Druck, mit dem die zusätzliche Komponente in die Mischkammer 2 eingeführt wird unter dem der reaktionsfähigen Komponenten liegen, der Druck für die reaktionsfähigen Komponenten liegt beispielsweise im Bereich von 150-200 bar, während die zusätzli- chen Komponenten zumeist mit einem Druck im Bereich von 80-150 bar eingespeist werden. Durch die Hochdruckeinspeisung der reaktionsfähigen Komponenten wird jedoch eine derartige Wirbelströmung in der Mischkammer hervorgerufen, dass auch die unter geringerem Druck eingespeisten Komponenten gut untermischt werden.

In einem folgenden Schritt schließt der Steuerkolben 4 timergesteuert und der Bypass öffnet wieder, so dass die zusätzliche Komponente wieder frei im Zirkulationssystem 58 zirkuliert. Der Zuführkolben 50 wird wieder nach rechts verfahren, so dass die Impfbohrung 10 und eine Vakuumbohrung 52 zur Deckung kommen, und die Impfbohrung 10 mittels eines angelegten Vakuums gereinigt werden kann. Der nächste Mischvorgang erfolgt analog, wobei eine andere zusätzliche Komponente in die Einspritzposition an der Impfbohrung 10 gebracht werden kann. Falls in aufeinanderfolgenden Mischvorgängen dieselbe Komponente zugegeben werden soll, kann auch auf den Reinigungsschritt verzichtet werden. Die Verdüsungsbohrung 64 bleibt dann in Position hinter der Impfbohrung 10, und nur der Bypass wird gleichzeitig mit dem Schließen des Steuerkolbens 4 geschlossen. Alternativ zu dieser Bypass-Lösung ist es durchaus auch möglich, den Zuführanschluss 59 über ein verschließbares Ventil zu öffnen und zu schließen.

In einer alternativen Betriebsform wird in einem ersten Schritt, wie bereits beschrieben, die Impfbohrung 10 des Zuführkolbens 50 mittels Vakuum gereinigt, anschließend wird die Verdüsungsbohrung 64 der gewünschten zusätzlichen Komponente durch Drehen des Zuführkolbens 50 in die korrekte Umfangsposition gebracht, wobei allerdings noch ein axialer Versatz zur Impfbohrung 10 besteht und der Bypass des zugehörigen Zirkulationssystems 58 geschlossen. Hierdurch erfolgt bereits ein Druckaufbau am Zuführanschluss 59.

Im nächsten Schritt wird der Zuführkolben 50 so angesteuert, dass er kurz vor oder gleichzeitig mit dem Öffnen des Steuerkolbens 4 in die vordere Position verfährt, in der sich die Verdüsungsbohrung 64 in Deckung mit der Impfbohrung 10 befindet. Sobald der Steuerkolben 4 des Mischkopfes öffnet, kann die zusätzliche Komponente unter Druck in die Mischkammer 2 eintreten. Nach Schussende schließt der Steuerkolben 4, und der Zuführkolben 50 fährt zurück, der Bypass des Zirkulationssystems 58 öffnet und die Impfbohrung 10 wird mittels Vakuum gereinigt.

Die exakte Position des Zuführkolbens 50 kann gegebenenfalls durch zusätzlich vorgesehene Positionsgeber 68 bestimmt werden.

Auch in der Ausführungsform als Zuführkolben 50 ist die Anzahl der möglichen zusätzlichen Komponenten nur durch die Größe bzw. den Durchmesser des Zuführkolbens 50 bzw. durch die Gesamtgröße des Mischkopfes 2 beschränkt, an dem der Zuführkolben 50 untergebracht werden muss. Die Ansteuerung der anderen Ausgestaltungsformen 14, 28 eines erfindungsgemäßen Mischkopfes erfolgt analog zu der hier für den Fall eines Zuführkolbens 50 beschriebenen.

Der Vorteil eines erfindungsgemäßen Mischkopfes ist also darin zu sehen, dass unabhängig von der eigentlichen Mischkammergröße eine beliebige Anzahl von zusätzlichen Komponenten dem reaktionsfähigen Gemisch zugesetzt werden kann und ein Wechsel zwischen den verschiedenen zusätzlichen Komponenten automatisch von Schuss zu Schuss erfolgen kann. Hierbei tritt nur eine minimale Verschleppung der jeweiligen zu- sätzlichen Komponenten auf. Zusätzlich können Reinigungsmaßnahmen unter Zuhilfenahme einer Vakuumvorrichtung vorgesehen werden. Eine solche Ausgestaltung des Mischkopfes macht das Reaktionsgießen bei weitem flexibler, denn es erlaubt das Austragen von reaktionsfähigen Gemischen mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise mit unterschiedlichen Farben direkt nacheinander mit einem einzigen Mischkopf. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn größere Teile wie Gießhäute bei Automobilinnenteilen aus verschiedenen Komponenten in einem Arbeitsschritt gefertigt werden sollen.

Das bei bekannten Mischköpfen auftretende Problem der Begrenzung der möglichen Anzahl von zusätzlichen Komponenten durch die Größe der Mischkammer, die entsprechend ihrem Umfang nur Raum für eine geringe Anzahl von zusätzlichen Impfbohrungen bietet, wird durch die Erfindung überwunden.

Bezugszeichenliste

Mischkopf

Mischkammer

Steuerkolben

Zirkulationsnut

Zugabevorrichtung

Zulauf

Ablauf

Impfbohrung

Beruhigungsstifte

Schlitten

Bewegungsrichtung

Zuführvorrichtung

Düsenvorrichtung

Düsenplättchen

Austrittsöffnung

Vakuumkanal

Anpressfläche

Gleitfläche

Dichtungsvorrichtung bewegbare Verbindungseinheit kolbenförmiger Bereich

Stirnfläche

Austrittsöffnung

Zuführvorrichtung

Zuführbohrung

Anschluss

Anpressfläche

Druckraum

Dichtung

Passbohrung

Zuführkolben Kolbenkammer

Vakuumbohrung

Vakuumvorrichtung

Zuführvorrichtung

Zirkulationssystem

Zuführanschluss

Einlassbohrung axiale Zuführbohrung

Verdüsungsbohrung

Dichtungen

Positionssensor

Heizpatrone

Claims

Patentansprüche

1. Mischkopf für eine Reaktionsgießmaschine mit einer Mischkammer (2), Zugabevorrichtungen (6) für mindestens zwei reaktionsfähige Komponenten, insbesondere Polyol und Polyisocyanat, und mindestens einer Impfbohrung

(10) für die Zuführung mindestens einer zusätzlichen Komponente, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Zuführvorrichtungen (16, 36, 56) zum Zuführen von unterschiedlichen zusätzlichen Komponenten sowie eine bewegbare Verbin- dungseinheit (14, 28, 50) vorgesehen sind, mittels derer die Zuführvorrichtungen (16, 36, 56) wahlweise mit der mindestens einen Impfbohrung (10) in Verbindung bringbar sind.

2. Mischkopf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabevorrichtungen (6) für die reaktionsfähigen Komponenten und die Impfbohrung (10) im wesentlichen in derselben Ebene senkrecht zu einer Austragsrichtung der Mischkammer (2) liegen.

3. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtungen (16, 36, 56) für die zusätzlichen Komponenten an ihrer Austrittsöffnung Düsenvorrichtungen (18, 19) für die Dosierung der zusätzlichen Komponenten über die Impfbohrung (10) in die Mischkammer (2) aufweisen.

4. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vakuumvorrichtung (54) vorgesehen ist, die mit der bewegbaren Ver- bindungseinheit (14, 28, 50) zum Reinigen der Impfbohrung (10) verbindbar ist.

5. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Verbindungseinheit (14, 28, 50) gegenüber der Mischkammer

(2) linear verfahrbar ausgebildet ist.

6. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Verbindungseinheit (28, 50) gegenüber der Mischkammer (2) rotierbar ausgebildet ist.

7. Mischkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Verbindungseinheit als Schlitten (14) ausgebildet ist, in dem die Austrittsöffnungen der Zuführvorrichtungen (16) bezüglich der Bewegungsrichtung hintereinander angeordnet sind.

8. Mischkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (14) im wesentlichen tangential zur Mischkammer (2) verfahrbar ausgebildet ist, wobei die Impfbohrung (10) im wesentlichen den Berührungspunkt der Tangente bildet.

9. Mischkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (14) neben den Austrittsöffnungen mindestens eine weitere Bohrung (20) aufweist, die mit der Impfbohrung (10) in Deckung bringbar ist, wobei diese Bohrung (20, 21) an eine Vakuumvorrichtung anschließbar ist.

10. Mischkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bohrung (20) zwischen zwei Austrittsöffnungen vorge- sehen ist.

11. Mischkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Verbindungseinheit (28, 50) im wesentlichen kolbenförmig ausgebildet ist oder zumindest einen kolbenförmigen vorderen Bereich (30) umfasst.

12. Mischkopf nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des kolbenförmigen Bereichs (30, 50) in einer zur Austragsrichtung der Mischkammer (2) senkrechten Ebene liegt.

13. Mischkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des kolbenförmigen Bereichs (30) parallel aber nicht koaxial zu einer Mittelachse der Impfbohrung (10) liegt.

14. Mischkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (34) der Zuführvorrichtungen (36) für die zusätzlichen

Komponenten in einer Stirnfläche (32) des kolbenförmigen Bereichs (30) vorgesehen sind, wobei die Stirnfläche (32) die Impfbohrung (10) überdeckt und die Austrittsöffnungen (34) durch Drehen der bewegbaren Verbindungseinheit (28) mit dieser zur Deckung bringbar sind.

15. Mischkopf nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtungen (36) für die zusätzlichen Komponenten in dem kol- benförmigen Bereich (30) achsparallele Zuführbohrungen (38) umfassen.

16. Mischkopf nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass

Anschlüsse (40) zum Verbinden der Zuführvorrichtungen (36) mit Reservoirs für die zusätzlichen Komponenten auf einer der Stirnseite (32) entgegengesetzten Seite der bewegbaren Verbindungseinheit (28) vorgesehen sind.

17. Mischkopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (40) einen Winkel mit der Achse des kolbenförmigen Bereichs (30) einschließen.

18. Mischkopf nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der kolbenförmige Bereich (50) im wesentlichen tangential zur Mischkammer

(2) verfahrbar und/oder drehbar ausgebildet ist, wobei die Impfbohrung (10) im wesentlichen den Berührungspunkt der Tangente bildet.

19. Mischkopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (64) der Zuführvorrichtungen (56) in einer Ebene senkrecht zur Achse des kolbenförmigen Bereichs (50) angeordnet sind.

20. Mischkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem kolbenförmigen Bereich (50) im wesentlichen achsparallele Zuführbohrungen (62) zu den Austrittsöffnungen (64) für die zusätzlichen Komponenten vorgesehen sind.

21. Mischkopf nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass

Einlassbohrungen (60) für die achsparallelen Zuführbohrungen (62) im Bereich der Mantelfläche des kolbenförmigen Bereichs (50) vorgesehen sind, die durch axiale Bewegung des kolbenförmigen Bereichs (50) mit Reservoirs für die zusätzlichen Komponenten in Verbindung bringbar sind.

22. Mischkopf nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassbohrungen (60) für die achsparallelen Zuführbohrungen (62) gegeneinander axial versetzt sind.

23. Mischkopf nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungen (66) vorgesehen sind, die die Einlassbohrungen (60) und die

Austrittsöffnungen (64) der Zuführvorrichtungen (56) gegeneinander abdichten.

24. Mischkopf nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Dichtungen (66) mit Dichtmasse gefüllte Nuten vorgesehen sind, die um den kolbenförmigen Bereich (50) angebracht sind.

25. Mischkopf nach einem der Ansprüche 19 - 24, dadurch gekennzeichnet, dass beabstandet zu den Austrittsöffnungen (64) in dem kolbenförmigen Bereich (50) mindestens eine Vakuumbohrung (52) vorgesehen ist, die mit der Impfbohrung (10) und mit einer Vakuumvorrichtung (54) in Verbindung bringbar ist.

26. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 - 25, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Verbindungseinheit (14, 28, 50) beheizbar ausgebildet ist.

27. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 - 26, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Verbindungseinheit (14, 28, 50) gegen die Impfbohrung (10) anpressbar ausgebildet ist.

28. Mischkopf nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass hydraulische oder elektromagnetische Mittel zum Aufbringen des Anpressdrucks vorgesehen sind.

29. Mischkopf nach einem der Ansprüche 1 - 28, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bewegung der bewegbaren Verbindungseinheit (14, 28, 50) gegenüber der Mischkammer (2) elektrische oder hydraulische Mittel vorgesehen sind.