DE102009018294B4

DE102009018294B4 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE102009018294B4
Application number: DE102009018294.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hobelsberger; Sven Stein
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2018-08-09
Anticipated expiration: 2029-04-22
Also published as: DE102009018294A1

Abstract

Mischvorrichtung zum Aufbringen einer Sprühschicht auf eine Oberfläche, bestehend aus einem Mischkopf (1), die einerseits mit einer Austragsdüse versehen ist und in die andererseits mindestens eine Materialzufuhr-Leitung (3, 4) und eine Reinigungsmittel-Leitung (5) mündet, wobei im Bereich des Mischkopfes (1) in die Reinigungsmittel-Leitung (5) eine weitere Zufuhrleitung (6) für ein Fluid mündet, wobei die Verbindungsstelle (8) derart ausgestaltet ist, dass - bei gesperrter Reinigungsmittel-Leitung (5) - durch das Einführen des Fluids durch die weitere Zufuhrleitung (6) eine Verwirbelung erzeugt wird, wodurch zumindest die Reinigungsmittel-Leitung (5) von Reinigungsmittelresten befreit wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Aufbringen einer Sprühschicht auf eine Oberfläche.
Aus der DE 690 02 176 T2 ist eine Zerstäubungsdüse für eine Zerstäubungspistole zur Erzeugung einer Polyurethan-Schicht auf einer Oberfläche bekannt. Mit dieser Zerstäubungsdüse können Kunststoffhäute erzeugt werden, die dann in einem weiteren Schritt hinterspritzt oder hinterpresst werden. Derartige Kunststoffhäute werden beispielsweise in der Automobilindustrie für Türverkleidungen oder Armaturentafelverkleidungen verwendet.
Die bekannte Mischvorrichtung weist zwei Zufuhrleitungen auf, in denen die zu mischenden Produkte zu einem Mischkopf geführt werden. In dem Mischkopf werden sie vermischt und dann über eine Zerstäubungsdüse ausgetragen.
Aus der WO 2007/017319 A1 ist ebenfalls eine Zerstäubungsdüse mit einem Sprühkopf bekannt. Auch hier werden in der Regel zwei reaktive Ausgangsmaterialien, beispielsweise Polyol und Isocyanat in einem nicht näher dargestellten Mischkopf gemischt und dann über eine Mischkopflanze, an deren vorderen Ende eine Sprühdüse befestigt ist, ausgetragen.
Nicht in der WO 2007/017319 A1 beschrieben, aber in der Praxis notwendig, ist noch eine Reinigungsmittelzufuhrleitung, durch die ein Spül- oder Lösungsmittel geschickt wird, beispielsweise um den Mischkopf und die Mischkopflanze zu reinigen, wenn der Mischkopf längere Zeit nicht in Betrieb genommen wird, beispielsweise am Ende einer Produktionsschicht.
Mit dem aus der WO 2007/017319 A1 bekannten Sprühkopf ist es möglich, kurzzeitige Sprühunterbrechungen durchzuführen, bei der allerdings kein Reinigungsmittel zum Reinigen von Mischkopf und Mischkopflanze vorgesehen wird. Vielmehr wird hierbei über eine separate Spülluftleitung der Mischkopf und die Mischkopflanze mit der Sprühdüse freigeblasen.
Hierbei entsteht der Nachteil, dass Reste des Reinigungsmittels aus einem Reinigungsvorgang in der Reinigungsleitung haften bleiben und dann durch die Spülluft aus der Reinigungsmittelleitung mitgerissen wird und durch die Düse ausgetragen wird. Damit besteht das hohe Risiko, dass sich dieses Reinigungsmittel im Bauteil wieder findet und damit zu Ausschuss führt.
Weiterhin ist aus der DE 10 2005 037 991 A1 eine Mischvorrichtung zur druckgasgestützten Verdüsung von Flüssigkeiten bekannt. Die Mischvorrichtung weist eine Flüssigkeitsleitung und eine Druckgasleitung auf. Zur Reinigung der Mischvorrichtung ist weiterhin eine Reinigungsmittelleitung vorgesehen. Das Reinigungsmittel wird an einer Einspeisestelle in die Druckgasleitung eingebracht und von dem vorbeiströmenden Druckgas mitgerissen.
Die DE 103 42 188 A1 offenbart weiterhin einen Glockenteller für einen Rotationszerstäuber mit einem Beschichtungskanal zur Zuführung von Beschichtungsmittel. Zur Reinigung des Glockentellers ist ein Spülmittelkanal vorgesehen, der mit einem Spülmittel betrieben wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Lösung vorzuschlagen, mit der während einer Schussunterbrechung verhindert wird, dass Reinigungsmittel ausgetragen wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen beschreiben die Ansprüche 2 bis 7.
Durch die Verbindung einer weiteren Fluidleitung mit der Reinigungsmittelleitung wird der Vorteil erreicht, dass nach einem Reinigungsvorgang die in der Reinigungsmittelleitung verbleibenden Reste der Reinigungsflüssigkeit durch das Fluid aus der weiteren Zufuhrleitung herausgetragen wird. Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, dass die Verbindungsstelle derart ausgestaltet ist, dass - bei gesperrter Reinigungsmittel-Leitung - durch das Einführen des Fluids durch die weitere Zufuhrleitung zumindest die Reinigungsmittel-Leitung von Reinigungsmittelresten befreit wird. Dadurch ist sichergestellt, dass das Reinigungsmittel über den entstehenden Unterdruck oder durch bewusst eingebrachte Verwirbelungen ausgetragen und mitgerissen wird. Damit ist dann im späteren Betrieb bei einer Schussunterbrechung sichergestellt, dass bei einem Freispülen des Mischkopfes und der Mischkopflanze kein Reinigungsmittel mit ausgetragen wird. Dadurch kann die Mischvorrichtung in ihrem Arbeitsbereich bei Schussunterbrechungen verharren.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 schlägt als Fluid Spülluft vor. Damit werden keine weiteren Verunreinigungen eingetragen.
Sinnvollerweise wird die Reinigungsmittelleitung nach dem Reinigungsvorgang abgesperrt, wie Anspruch 3 vorschlägt.
Die Ansprüche 4 bis 7 beschreiben unterschiedliche Ausgestaltungen der Erfindung, wobei bei der Anordnung nach Anspruch 4 durch das rechtwinklige Auftreffen der Spülluft in die Reinigungsmittelleitung eine Verwirbelung mit Unterdruck erzielt wird, die die Reinigungsmittelreste herausträgt. Die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 5 und 6 erzeugen bewusst eingebrachte Verwirbelungen durch den perforierten Bereich bzw. durch die Strömungsumkehr der Spülluft. Anspruch 7 betrifft eine Ausgestaltung, bei der die Mischvorrichtung ein Polyurethan-Mischkopf ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Es stellen dar:

1 Eine schematisierte Ansicht eines Mischkopfes mit seinen wesentlichen Zuleitungen;
2 a bis c: Schematisierte Darstellungen der Verbindung der Spülluftleitung mit der Reinigungsmittelleitung.

In 1 ist schematisiert ein Mischkopf 1 dargestellt. An dem Mischkopf 1 schließt sich eine nur andeutungsweise dargestellte Mischkopflanze 2 an, an deren vorderem, nicht dargestellten Ende, eine Austragsdüse angeordnet ist.
In den Mischkopf führen zwei Materialzufuhrleitungen 3 und 4, wobei beispielsweise durch die Leitung 3 Polyol und durch die Leitung 4 Isocyanat zugeführt werden. Beide Materialien mischen sich im Mischkopf und werden durch die Mischkopflanze und die Austragsdüse ausgetragen als fein verteilte Tröpfchen, die dann auf eine Oberfläche aufgebracht werden, wo sie ausreagieren und eine Kunststoffhaut bilden. Diese Vorgehensweise ist allgemein bekannt und beispielsweise in der DE 690 02 176 T2 oder der WO 2007/017319 A beschrieben.
Weiterhin münden in dem Mischkopf 1 noch eine Reinigungsmittelleitung 5 und eine weitere Leitung 6, in der als Fluid Spülluft zugeführt werden.
Beide Leitungen 5 und 6 werden über ein sogenanntes Y-Stück 8 zusammengeführt und treten dann als eine Leitung in den Mischkopf 1 ein.
In der Reinigungsmittelleitung 5 ist noch ein Absperrventil 7 vor dem Y-Stück 8 eingebaut.
Nach Beendigung des letzten Sprühvorganges bzw. vor einer größeren Unterbrechung wird ein Reinigungsmittel bei geöffnetem Absperrventil 7 über die Reinigungsmittelleitung 6 zugeführt, um den Mischkopf, die Mischkopflanze und die Austragsdüse zu reinigen. Hierzu muss die Mischvorrichtung an einem vom Arbeitsbereich entfernten Ort gefahren werden, damit die Reinigungsflüssigkeit die gerade hergestellte Kunststoffhaut bzw. das Werkzeug, in der die Kunststoffhaut hergestellt wird, nicht verunreinigt.
Während kurzer Produktionsunterbrechungen, sogenannte Schussunterbrechungen, ist es nicht notwendig, den Mischkopf und die Mischkopflanze mit der Austragsdüse mittels Reinigungsmittel zu reinigen. Hier wird dann vielmehr Spülluft verwendet, die durch den Mischkopf, die Mischkopflanze und die Austragsdüse geleitet wird. Hierbei kann aber nicht sichergestellt werden, dass mit Hilfe der Spülluft nicht noch Reinigungsmittelreste aus der Reinigungsmittelleitung, auch nach mehreren Spülvorgängen, herausgerissen wird und dann, da bei Schussunterbrechungen der Mischkopf nicht aus seinem Arbeitsbereich entfernt wird, die gerade hergestellte Kunststoffhaut oder das Werkzeug verunreinigt.
Erfindungsgemäß wird deshalb die Spülluft über ein Y-Stück 8 mit der Reinigungsmittelleitung verbunden.
Um sicherzustellen, dass auch wirklich alle Reinigungsmittelreste aus der Reinigungsmittelleitung entfernt werden, werden die Ausgestaltungen der Übertrittsstelle der Spülluft in die Reinigungsmittelleitung nach 2a bis c vorgeschlagen.
Bei der ersten Ausgestaltung gemäß 2a trifft die Spülluftleitung 6 senkrecht bzw. nahezu senkrecht auf die Reinigungsmittelleitung 5. Dadurch entsteht in der Reinigungsmittelleitung 5 ein Unterdruck, der sicherstellt, dass Reinigungsmittelreste aus ihr entfernt werden.
Bei der Lösung der Erfindung gemäß 2b trifft die Spülluftleitung 6 unter einem Winkel auf die Reinigungsmittelleitung 5. In einem gewissen Bereich ist die Reinigungsmittelleitung 5 perforiert und wird in diesem Bereich von der Spülluftleitung 6 umschlossen.
Aufgrund der Perforation tritt die Spülluft unter Wirbelbildungen in die Reinigungsmittelleitung 5 ein und stellt damit sicher, dass sämtliche Reinigungsmittelreste entfernt werden.
Den gleichen Effekt erhält man mit der Ausbildung nach 2c. Dort ist die Reinigungsmittelleitung 5 ebenfalls in einem gewissen Bereich von der Spülluftleitung 6 ummantelt. Jedoch fehlt hier in diesem Bereich die Perforation. Vielmehr sind nur im oberen Bereich Übertrittsöffnungen für die Spülluft vorgesehen, so dass die Spülluft im Gegenluftstrom erst einmal an der Reinigungsmittelleitung 5 entlang strömen muss, um dann ihre Strömungsrichtung um 180° zu ändern. Auch damit entstehen Verwirbelungen, die sicherstellen, dass das Reinigungsmittel sicher mitgerissen wird.
Sobald nach einem Reinigungsvorgang mit Reinigungsmittel Spülluft unter Absperren der Spülmittelleitung 5 durch das Absperrventil 7 zugeführt wird, wird die Reinigungsmittelleitung von Reinigungsmitteln gereinigt. Bei allen weiteren Schussunterbrechungen und Zuführen von Spülluft ist dann sichergestellt, dass keine Reinigungsmittelreste mehr mitgerissen werden und in das Werkzeug oder auf die gerade frisch erzeugte Kunststoffhaut gelangen.

Claims

Mischvorrichtung zum Aufbringen einer Sprühschicht auf eine Oberfläche, bestehend aus einem Mischkopf (1), die einerseits mit einer Austragsdüse versehen ist und in die andererseits mindestens eine Materialzufuhr-Leitung (3, 4) und eine Reinigungsmittel-Leitung (5) mündet, wobei im Bereich des Mischkopfes (1) in die Reinigungsmittel-Leitung (5) eine weitere Zufuhrleitung (6) für ein Fluid mündet, wobei die Verbindungsstelle (8) derart ausgestaltet ist, dass - bei gesperrter Reinigungsmittel-Leitung (5) - durch das Einführen des Fluids durch die weitere Zufuhrleitung (6) eine Verwirbelung erzeugt wird, wodurch zumindest die Reinigungsmittel-Leitung (5) von Reinigungsmittelresten befreit wird.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Zufuhrleitung (6) als Fluid Spülluft fließt.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verbindungsstelle der Reinigungsmittel-Leitung (5) mit der weiteren Zufuhrleitung (6) in der Reinigungsmittel-Leitung (5) ein Absperrventil (7) angeordnet ist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zufuhrleitung (6) in einem rechten Winkel in die Reinigungsmittel-Leitung (5) mündet.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsmittel-Leitung (5) zumindest in ihrem Anfangsbereich perforiert ist und von der weiteren Zufuhrleitung (6) zumindest im perforierten Bereich umschlossen ist.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zufuhrleitung (6) derart in die Reinigungsmittel-Leitung (5) mündet, dass das Fluid nach dem Einströmen in die Reinigungsmittel-Leitung seine Strömungsrichtung umdreht.
Mischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung ein Polyurethan-Mischkopf ist.