DE2838772A1 - Mixing head esp. for quick-setting adhesive - has mixing chamber immediately adjoining nozzle with plunger to expel components - Google Patents
Mixing head esp. for quick-setting adhesive - has mixing chamber immediately adjoining nozzle with plunger to expel componentsInfo
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Abstract
Description
Mischkopf Mixing head
Die Erfindung betrifft einen Mischkopf zum Vermischen zweier Flüssigkeiten und anschließenden Ausspritzen aus einer Spritzdüse.The invention relates to a mixing head for mixing two liquids and then spraying out from a spray nozzle.
Ein solcher Mischkopf wird beispielsweise in einer Hochdruck-Verdüsungsanlage für Polyurethane verwendet. Eine solche Anlage ermöglicht es, kleinste Mengen an Kunststoff, beispielsweise Klebstoff, bei sehr hohem Druck durch Düsen zu verspritzen. Es sind heute Mengen bis unter 1 g und Drücke bis ca. 200 bar möglich.Such a mixing head is used, for example, in a high-pressure atomization system used for polyurethanes. Such a system enables the smallest amounts of To spray plastic, for example adhesive, through nozzles at very high pressure. Quantities of less than 1 g and pressures of up to approx. 200 bar are possible today.
Diese Verdüsungsanlagen werden für die Herstellung von Kleinstformteilen aus Polyurethan oder in der Möbelindustrie zum Verbinden von Möbelteilen, Holzteilen oder Preßspanplatten, verwendet. Zur Verleimung von Holzteilen braucht bei Verwendung der Verdüsungsanlage bei einer Nut und-Feder Verbindung die Feder nicht mehr ausgebildet zu werden. In die Nut des einen der miteinander zu verleimenden und zusammengelegten Holzteile wird mit der Verdüsungsanlage ein Klebstoff eingebracht, welcher innerhalb von wenigen Sekunden aushärtet. Der Klebstoff ersetzt dabei die Feder. Es braucht also nicht mehr im einen Teil eine Nut und im anderen Teil eine dareinpassende Feder ausgeführt zu werden, sondern es genügt, wenn in einem Bauteil eine Nut vorhanden ist.These atomization systems are used for the production of small molded parts made of polyurethane or in the furniture industry for joining furniture parts, wooden parts or chipboard is used. For gluing wooden parts needs when using of the atomization system with a tongue and groove connection, the tongue is no longer formed to become. In the groove of one of the pieces to be glued and folded together An adhesive is applied to wooden parts with the atomization system, which within hardens in a few seconds. The glue replaces the spring. It takes So there is no longer a groove in one part and a tongue that fits in the other part to be executed, but it is sufficient if there is a groove in a component is.
Das Verdüsen erfolgt so, daß zwei Klebstoffkomponenten, beispielsweise Isocyanat und Polyolüber zwei getrennte Hochdruckschläuche in den Mischkopf geleitet und dort vermischt werden. Jede Komponente wird in dem Mischkopf durch eine eigene Düse ausgespritzt. Der Durchmesser der Düsen kann bei kleinen Mengen zwischen 0,2 und 3,0 mm liegen.The atomization takes place so that two adhesive components, for example Isocyanate and polyol fed into the mixing head via two separate high-pressure hoses and get mixed up there. Each component is in the mixing head by its own Nozzle sprayed out. The diameter of the nozzles can be between 0.2 for small quantities and 3.0 mm.
Die beiden Komponentenstrahlen werden aneinander gespritzt und miteinander vermischt. Das vermischte Material kann dann aus dem Mischkopf ausfließen und aushärten.The two component jets are sprayed together and with one another mixed. The mixed material can then flow out of the mixing head and harden.
Bekannte Mischköpfe haben den Nachteil, daß die beiden vermischten Komponenten schon innerhalb des Mischkopfes aushärten, wenn sie nicht schnell genug daraus entfernt werden. Die Mischkammern bekannter Mischköpfe ermöglichen es nicht immer, sämtliches vermischte Material nach außen zu führen, wenn die Zufuhr der beiden Komponenten unterbrochen wird. Soll also ein Spritzvorgang beendet werden und wird die Zufuhr der Komponenten unterbrochen, so bleibt in der Regel ein Anteil bereits vermischten Materiales in dem Mischkopf und härtet dort aus, so daß der Mischkopf verklebt und für den weiteren Einsatz ungeeignet ist. Der Mischkopf muß dann zunächst mit Hilfe eines Lösungsmittels freigespült werden.Known mixing heads have the disadvantage that the two mingled Components harden within the mixing head if they do not harden quickly enough be removed from it. The mixing chambers of known mixing heads do not allow this always to lead all mixed material to the outside when the supply of the both components is interrupted. So should an injection process be ended and if the supply of the components is interrupted, a portion usually remains already mixed material in the mixing head and hardens there, so that the Mixing head is stuck and unsuitable for further use. The mixing head must then first flushed free with the aid of a solvent.
Mit der Erfindung soll ein einfach aufgebauter Mischkopf geschaffen werden, bei welchem die Gefahr des Aushärtens des Flüssigkeitsgemisches innerhab des Mischkopfes vermieden wird, so daß auf jegliche Durchspülungen des Mischkopfes mit Lösungsmitteln verzichtet werden kann.The invention aims to create a mixing head of simple construction in which there is a risk of the liquid mixture hardening of the mixing head is avoided, so that any flushing of the mixing head can be dispensed with with solvents.
Die Mischkammer dieses Mischkopfes soll daher möglichst klein sein und bei Unterbrechung des Verdüsungsvorganges vollständig von Klebstoff geräumt werden können.The mixing chamber of this mixing head should therefore be as small as possible and completely cleared of adhesive when the atomization process is interrupted can be.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Spritzdüse an einem Mischkopfgehäuse anliegend befestigt ist, in welchem eine unmittelbar an die Spritzdüse angrenzende Mischkammer ausgebildet ist.According to the invention it is proposed that the spray nozzle on a mixing head housing is attached adjacent, in which a directly adjacent to the spray nozzle Mixing chamber is formed.
Die Spritzdüse und das Mischkopfgehäuse weisen bevorzugt eine gemeinsame zentrale Bohrung auf, wobei die Mischkammer in dem im Mischkopfgehäuse befindlichen Teil dieser Bohrung angeordnet ist.The spray nozzle and the mixing head housing preferably have a common one central bore, the mixing chamber in the one located in the mixing head housing Part of this hole is arranged.
Bevorzugt ist in der gemeinsamen Bohrung ein verschiebbarer Stößel angeordnet, welcher in seiner ausgeschobenen Endstellung die Bohrung vollständig ausfüllt und in seiner eingezogenen Endstellung den in der Spritzdüse befindlichen Teil der Bohrung und die Mischkammer freidie K lbensta gibt. Der Stößel ist bevorzugt eines ioibens, welcher in einem in dem Mischkopfgehäuse angeordneten Zylinderraum verschiebbar angeordnet ist.A displaceable plunger is preferred in the common bore arranged, which in its extended end position the hole completely fills and in its retracted end position the one located in the spray nozzle Part of the bore and the mixing chamber free the K lbensta there. The plunger is preferred of an ioibens, which is located in a cylinder space arranged in the mixing head housing is arranged displaceably.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patentansprüchen enthalten.Further preferred embodiments of the invention are in the claims contain.
Der Schutzumfang der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale, sondern auch auf deren Kombination.The scope of the invention extends not only to those claimed Individual features, but also on their combination.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Ansicht des Mischkopfgehäuses von der Rückseite (Anschlußseite); Fig. 2 eine Ansicht des Mischkopfgehäuses von der Vorderseite -(Austrittsseite des Flüssigkeitsgemisches); Fig. 3 den Schnitt gemäß Linie III-III der Fig.1 durch den Mischkopf und eine teilweise Ansicht des Mischkopfes im Bereich der Spritzdüse, wobei der Kolben in seiner ausgeschobenen Stellung dargestellt ist; Fig. 4 den Schnitt durch den Mischkopf gemäß Linie IV-IV der Fig.1mit teilweise eingezogenem Kolben; Fig. 5 den Schnitt durch das Mischkopfgehäuse gemäß Linie V-V der Fig.1.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. 1 shows a view of the mixer head housing from the rear (connection side); FIG. 2 is a view of the mixer head housing from FIG the front - (exit side of the liquid mixture); 3 shows the section according to line III-III of Figure 1 through the mixing head and a partial view of the Mixing head in the area of the spray nozzle, with the piston in its extended position Position is shown; 4 shows the section through the mixing head according to line IV-IV of Figure 1 with partially retracted piston; 5 shows the section through the mixing head housing according to line V-V of Fig.1.
Der Mischkopf besteht aus einem einstückig ausgeführten Mischkopfgehäuse 10, welches als Rotationskörper ausgebildet ist. Das Mischkopfgehäuse 10 besteht aus zwei ungefähr gleichlangen Teilen, einem in Ausspritzrichtung vorderen Teil, an dessen vorderem Ende eine Spritzdüse 11 mit Hilfe einer Überwurfmutter 12 befestigt ist und einem in Ausspritzrichtung hinteren Teil, in welchem ein Zylinderraum 13 angeordnet ist. Der vordere Teil ist in Längsrichtung mit einer Bohrung 14 versehen, die auch durch die Spritzdüse 11 hindurch verläuft. Die Achse der Bohrung 14 fällt mit der Achse des Mischkopfgehäuses 10 zusammen.The mixing head consists of a one-piece mixing head housing 10, which is designed as a body of revolution. The mixing head housing 10 consists from two parts of approximately the same length, one at the front in the direction of injection, a spray nozzle 11 is attached to its front end with the aid of a union nut 12 and a rear part in the ejection direction, in which a cylinder chamber 13 is arranged. The front part is provided with a bore 14 in the longitudinal direction, which also runs through the spray nozzle 11. The axis of the bore 14 falls with the axis of the mixing head housing 10 together.
Die Bohrung 14 geht an ihrem hinteren Ende in den ebenfalls als coaxiale Bohrung ausgebildeten Zylinderraum 13 über. Der Zylinderraum 13 ist an seinem hinteren Ende nach außen geöffnet und läßt sich mit Hilfe eines Verschlußdeckels 15, welcher in ein in den Zylinderraum 13 eingeschnittenes Gewinde 16 einschraubbar ist, verschließen.The bore 14 goes at its rear end in the also as a coaxial Bore formed cylinder space 13 over. The cylinder space 13 is at its rear Opened end to the outside and can be with the help of a closure cover 15, which can be screwed into a thread 16 cut into the cylinder space 13.
Der Verschlußdeckel 15 weist eine zu dem Zylinderraum 13 coaxiale Bohrung auf, welche ein Druckmittelkanal 17 ist.The closure cover 15 has a coaxial to the cylinder space 13 Bore, which is a pressure medium channel 17.
Nach hinten verjüngt sich der Verschlußdeckel 15 und geht in ein Schlauchanschlußstück 18 über. Ein weiterer Druckmittelkanal 19 führt in dem Mischkopfgehäuse 10 von dessen Rückseite aus zu dem stirnseitigen Ende des Zylinderraumes 13, welches dem Verschlußdeckel 15 gegenüberliegt.The closure cap 15 tapers towards the rear and goes into a hose connector 18 over. Another pressure medium channel 19 leads in the mixing head housing 10 from the latter Back from to the front end of the cylinder space 13, which is the closure cover 15 opposite.
Dieser Druckmittelkanal 19 besteht aus zwei zur Achse des Mischkopfgehäuses 10 parallelen Bohrungen und aus einer dazu senkrechten Bohrung, welche die parallelen Bohrungen miteinander verbindet. Die senkrechte Bohrung ist am Mischkopfgehäuse 10 nach außen mit Hilfe eines eingeschraubten Gewindestiftes 20 verschlossen.This pressure medium channel 19 consists of two to the axis of the mixing head housing 10 parallel holes and a hole perpendicular to it, which the parallel Connects holes to each other. The vertical hole is on the mixer head housing 10 closed to the outside with the aid of a screwed-in threaded pin 20.
In dem Zylinderraum 13 ist ein Kolben 21 angeordnet, er ist in Richtung der Achse des Mischkopfgehäuses 10 verschiebbar. An der Stirnseite des Kolbens 21, welche der Spritzdüse 11 zugewandt ist, ist an diesem eine Kolbenstange befestigt, die einen Stößel 22 bildet. Mit Hilfe eines Druckmittels, beispielsweise eines Drucköles, läßt sich der Kolben 21 in dem Zylinderraum 13 hin-und herbewegen. Es kann einmal Druckmittel durch den Druckmittelkanal 19 und andererseits durch den Druckmittelkanal 17 zugeführt werden. Entsprechend dieser Zuführung bewegt sich der Kolben 21.In the cylinder space 13, a piston 21 is arranged, it is in the direction the axis of the mixing head housing 10 is displaceable. On the face of the piston 21, which is facing the spray nozzle 11, a piston rod is attached to this, which forms a plunger 22. With the help of a pressure medium, for example a pressure oil, the piston 21 can be moved back and forth in the cylinder space 13. It can be once Pressure medium through the pressure medium channel 19 and on the other hand through the pressure medium channel 17 are fed. The piston 21 moves in accordance with this supply.
Mit dem Kolben 21 bewegt sich der Stößel 22, dessen in Ausspritzrichtung vorderes Ende sich in dem Teil der Bohrung 14 befindet, der in der Spritzdüse 11 liegt, wenn der Kolben 21 ganz ausgefahren ist. In diesem Falle liegen das vordere Ende der Spritzdüse 11 und das vordere Ende des Stößels 22 in einer Ebene.With the piston 21, the plunger 22 moves, its in the ejection direction The front end is located in the part of the bore 14 that is in the spray nozzle 11 is when the piston 21 is fully extended. In this case the front ones lie End of the spray nozzle 11 and the front end of the plunger 22 in one plane.
In dem Mischkopfgehäuse 10 sind weitere Kanäle angeordnet, ein Flüssigkeitskanal 23 für eine Komponente des zu bildenden Kunststoffklebers und ein Flüssiffkiltskanal 24 für die andere Komponente. Diese Kanäle 23,bestehen aus zur Achse des Mischkopfgehäuses 10 parallelen Bohrungen und aus dazu senkrechten Bohrungen, die am Mischkopfgehäuse 10 mit Hilfe von Gewindestiften 25 verschlossen sind.Further channels, a liquid channel, are arranged in the mixing head housing 10 23 for a component of the plastic adhesive to be formed and a liquid kilt channel 24 for the other component. These channels 23 consist of the axis of the mixer head housing 10 parallel holes and holes perpendicular to them on the mixer head housing 10 are closed with the help of set screws 25.
Die beiden Flüssigkeitskanäle 23 und 24 verlaufen durch das ganze Mischkopfgehäuse in Längsrichtung getrennt voneinander, am vorderen Ende des Mischkopfgehäuses 10 münden sie in die Bohrung 14 ein und bilden dort eine Mischkammer 26.The two liquid channels 23 and 24 run through the whole Mixing head housing separated from each other in the longitudinal direction, at the front end of the mixing head housing 10 they open into the bore 14 and form a mixing chamber 26 there.
Wenn der Kolben 21 ausgeschoben ist, wird der gesamte Raum der Mischkammer 26 von dem Stößel 22 ausgefüllt. Die Flüssigkeitskanäle 23 und 24 sind dann am vorderen Ende des Mischkopfgehäuses geschlossen. Wenn der Kolben 21 eingezogen wird, muß sich auch der mit dem Kolben 21 fest verbundene Stößel 22 entgegen der Ausspritzrichtung nach hinten bewegen. Von einer bestimmten Stellung an gibt der Stößel 22 die Austrittsenden der Flüssigkeitskanäle 23 und 24 und die Mischkammer 26 frei, so daß die Kanäle 23 und 24 über die Mischkammer 26 mit der Bohrung 14 verbunden sind.When the piston 21 is extended, the entire space becomes the mixing chamber 26 filled in by the plunger 22. The liquid channels 23 and 24 are then at the front End of the mixing head housing closed. When the piston 21 is retracted, must the plunger 22, which is firmly connected to the piston 21, also moves against the ejection direction move backwards. From a certain position on, the plunger 22 gives the exit ends the liquid channels 23 and 24 and the mixing chamber 26 free, so that the channels 23 and 24 are connected to the bore 14 via the mixing chamber 26.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in dem Mischkopfgehäuse 10 noch zwei weitere Flüssigkeitskanäle 27 und 28 angeordnet, die aus achsparallelen Bohrungen und zur Achse des Mischkopfgehäuses 10 senkrechten Bohrungen zusammengesetzt sind. Die senkrechten Bohrungen sind am Mischkopfgehäuse 10 mit Hilfe von Gewindestiften 29 verschlossen.In the present exemplary embodiment, the mixing head housing 10 still two further fluid channels 27 and 28 arranged, which consist of axially parallel Holes and holes perpendicular to the axis of the mixer head housing 10 composed are. The vertical holes are on the mixer head housing 10 with the help of threaded pins 29 locked.
Diese Flüssigkeitskanäle 27 und 28 sind im Bereich der Mischkammer 26 mit Hilfe eines Verbindungskanales 30, der als zur Achse des Mischkopfgehäuses 10 senkrechte Bohrung ausgeführt und nach außen mit Hilfe eines Gewindestiftes 31 verschlossen ist, verbunden. In axialer Richtung sind die Flüssigkeitskanäle 27 und 28 mit Hilfe von weiteren Gewindestiften 32 verschlossen. Die Flüssigkeitskanäle 27 und 28 dienen der Zuführung und Abführung von Heizwasser, welches den Mischkopf und insbesondere die Mischkammer 26 auf einer bestimmten Temperatur halten kann.These liquid channels 27 and 28 are in the area of the mixing chamber 26 with the help of a connecting channel 30, which is used as the axis of the mixer head housing 10 vertical hole and outwards with the help of a threaded pin 31 is closed, connected. The liquid channels 27 are in the axial direction and 28 closed with the aid of further threaded pins 32. The fluid channels 27 and 28 are used for the supply and discharge of heating water, which the mixing head and in particular can keep the mixing chamber 26 at a certain temperature.
Das Heizwasser kann beispielsweise durch den Flüssigkeitskanal 27 in Richtung auf die Mischkammer 26 zu strömen und über den Verbindungskanal 30 und den Flüssigkeitskanal 28 von dort aus dem Mischkopfgehäuse 10 wieder abströmen. Bei einer Heizwassertemperatur von etwa 450 C kann sich die 0 Temperatur der beiden Klebstoffkomponenten bei ca. 40 C einstellen. Mit einer solchen Heizung läßt sich die Viskosität der beiden Komponenten beeinflussen.The heating water can, for example, pass through the liquid channel 27 to flow in the direction of the mixing chamber 26 and via the connecting channel 30 and the liquid channel 28 flow from there out of the mixing head housing 10 again. At a heating water temperature of around 450 C, the temperature of both Set adhesive components at approx. 40 C. With such a heater can affect the viscosity of the two components.
Der erfindungsgemäße Mischkopf arbeitet wie folgt. Vor Arbeitsbeginn ist der Kolben 21 in seiner ausgeschobenen Stellung, die mit Hilfe von Druckmittel erzeugt wird, welches durch den Druckmittelkanal 17 in den Zylinderraum 13 eingeleitet wird. Die Flüssigkeitskanäle 23 und 24 sind mit den beiden Komponenten des Kunststoffklebers vollständig gefüllt. Durch die Flüssigkeitskanäle 27 und 28 und deren Verbindungskanal 30 strömt Heizwasser, welches die Komponenten auf der gewünschten Temperatur hält. Der Arbeitsvorgang wird dadurch eingeleitet, daß dem Zylinderraum 13 über den Druckmittelkanal 19 ein Druckmittel zugeführt wird,.welches ein Einziehen des Kolbens 21 bewirkt.The mixing head according to the invention works as follows. Before starting work the piston 21 is in its extended position, which is achieved with the aid of pressure medium is generated, which is introduced into the cylinder chamber 13 through the pressure medium channel 17 will. The liquid channels 23 and 24 are with the two components of the plastic adhesive completely filled. Through the liquid channels 27 and 28 and their connecting channel 30 heating water flows, which keeps the components at the desired temperature. The operation is initiated in that the cylinder chamber 13 via the pressure medium channel 19 a pressure medium is supplied, which causes the piston 21 to be drawn in.
Mit der Bewegung des Kolbens 21 erfolgt die Bewegung des Stößels 22. Sobald dieser die Austrittsöffnungen der Flüssigkeitskanäle 23 und 24 und damit die Mischkammer 26 freigibt, erfolgt die Mischung der beiden Komponenten in der Mischkammer 26. Während die Reaktion der Komponenten miteinander beginnt, wird das Gemisch durch das nachströmende Material aus den Flüssigkeitskanälen 23 und 24 in die Spritzdüse 11 und durch die Bohrung 14 nach außen gedrückt. Außerhalb der Spritzdüse 11 erfolgt nun am Werkstück das Aushärten des Klebers. Wenn der Ausspritzvorgang beendet werden soll, wird der Druckmittelkanal 19 drucklos gemacht und Druckmittel durch den Druetmi-ttel-\--kanal 17 in den Zylinderraum 13 eingeleitet. Nun wird der Kolben 21 infolge des Druckes im Zylinderraum 13 ausgeschoben. Gleichzeitig mit dem Kolben 21 fährt der Stößel 22 aus, verschließt die Flüssigkeitskanäle 25 und 24, so daß kein weiteres Material mehr nachströmen kann und schiebt das bereits vermischte Material aus der Mischkam mer 26 in die Spritzdüse 11 und durch die Bohrung 14 aus dem Mischkopf heraus. Da die Mischkammer 26 keinen grösseren Durchmesser als die Bohrung 14 hat, muß aufrdiese Weise zwangsläufig das gesamte vermischte Material aus dem Mischkopf herausgefördert werden, so daß ein Aushärten von Material innerhalb des Mischkopfes nicht erfolgen kann. Der erfindungsgemäße Mischkopf ist daher frei von Punktionsstörungen durch Verkleben. Der erfindungsgemäße Mischkopf ermöglicht es darüber hinaus, geringste~Mengen des Kunststoffklebers dosiert an die miteinander zu verleimenden Werkstücke zu bringen.With the movement of the piston 21, the movement of the plunger 22 takes place. As soon as this the outlet openings of the liquid channels 23 and 24 and thus the mixing chamber 26 releases, the two components are mixed in the Mixing chamber 26. While the components begin to react with one another, the Mixture through the material flowing in from the liquid channels 23 and 24 in the spray nozzle 11 and pushed through the bore 14 to the outside. Outside the spray nozzle 11, the hardening of the adhesive takes place on the workpiece. When the injection process is to be ended, the pressure medium channel 19 depressurized and pressure medium is introduced into the cylinder chamber 13 through the pressure medium channel 17. The piston 21 is now pushed out as a result of the pressure in the cylinder chamber 13. Simultaneously The plunger 22 extends with the piston 21 and closes the liquid channels 25 and 24, so that no more material can flow in and that already pushes it mixed material from the Mischkam mer 26 into the spray nozzle 11 and through the bore 14 out of the mixing head. Since the mixing chamber 26 does not have a larger diameter as the bore 14 has, in this way the whole must inevitably be mixed Material can be conveyed out of the mixing head, so that a hardening of material cannot take place inside the mixing head. The mixing head according to the invention is therefore free from puncture problems caused by sticking. The mixing head according to the invention It also enables the smallest ~ amounts of the plastic adhesive to be dosed to bring the workpieces to be glued together.
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1978
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