DE3239551A1

DE3239551A1 - Vorrichtung zum zuleiten eines insbesondere chemisch reaktionsfaehigen kunststoffgemisches zu einer form (mischkopf)

Info

Publication number: DE3239551A1
Application number: DE19823239551
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8084 Inning Krompaß; Horst Ing.(grad.) 8000 München Schmitz
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 1982-10-26
Filing date: 1982-10-26
Publication date: 1984-04-26
Also published as: GB2129324B; GB2129324A; JPS5998830A; IT8349178A1; DE3239551C2; IT8349178A0; GB8326156D0; FR2534845B2; FR2534845A2; IT1172350B

Description

Bei einem Hochdruck-Mischkopf für Reaktionskunststoffe nach der DE-PS 23 27 269 hat ein der Mischkammer nachgeordneter Kanal die Aufgabe, das turbulent aus der Mischkammer austretende Kunststoffkomponentengemisch zu beruhigen, ehe es in die Form gelangt. Ein Reinigungsstempel reinigt den Kanal nach jeder Mischphase. Es ist bekannt, in Mischköpfen zur Steuerung des Druckes in der Mischkammer und zur guten Dosierung auch bei kleinen Austragsleistungen (wenige Gramm pro Mischphase) bewegliche Staukörper vorzusehen, und zwar in der Mischkammer selbst (vgl. DE-PS 20 65 841, DE-AS 26 12 812) oder hinter der Mischkammer in einem Angießkanal (vgl. DE-AS 25 44 749). Nachteilig ist bei den bekannten Anordnungen der konstruktive, platzmäßige und steuerungstechnische Aufwand.

Durch die DE-OS 30 40 922 ist bereits ein Mischkopf bekannt, bei dem der Reinigungsstempel eine solche hintere Stellung einnimmt, daß die Mischkammeraustrittsöffnung teilweise abgedeckt ist und also eine einstellbare Drosselung des aus der Mischkammer austretenden Reaktionskunststoffgemisches erlaubt. Auch die Anordnung weist noch, einen Nachteil auf, nämlich den, daß sich an dem vor der Mischkammeraustrittsöffnung liegenden Teil des Reinigungsstempeis Gemischreste ablagern, die - bereits mehr oder weniger erhärtet - sofort oder später in den FormhoHraum gelangen und die Qualität des Formlings beeinträchtigen.

Nach dem Hauptpatent wird dieser Nachteil behoben, indem zwischen dem Reinigungsstempel und dessen Arbeitskolben eine willkürlich betätigbare, gegenseitige Verschiebeeinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Drosselstellung des Reinigungsstempels aufgehoben werden kann. Dem Zusatzpatent liegt die Aufgabe zugrunde, dem-

gegenüber eine einfachere Vorrichtung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe, ausgehend von einem Mischkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die Maßnahme nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Der Anspruch 1 offenbart somit eine konstruktiv einfache Lösung, gemäß der der Reinigungsstempel und der Arbeitskolben starr miteinander verbunden sind und ein verstellbarer Anschlag vorgesehen ist. Die hintere Stellung (Drosselstellung) und die hinterste Stellung (Drosselstellung aufgehoben) des Reinigungsstempeis werden dadurch bewirkt, daß der Arbeitskolben an seiner dem Reinigungsstempel zugewandten Fläche durch ein Druckmedium beaufschlagt wird und bis zum Anschlag bewegt wird. In der hintersten Stellung kann der verstellbare Anschlag in seiner Endlage oder ein fester Gehäuseanschlag wirksam werden.

Der verstellbare Anschlag ist zweckmäßigerweise mittels eines Druckmittels betätigbar (Anspruch 2), wobei nach Anspruch 3 der vom Druckmittel betätigte Kolben selbst den beweglichen Anschlag darstellt und nach Anspruch 4 für die Drosselstellung sich eine besonders einfache Bauart ergibt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigt:

Fig. 1 eine Mischkammer mit quer zu dieser angeordnetem Kanal zur Beruhigung des Gemisches und Fig. 2 einen Teil eines anders ausgebildeten Kanals, beides im Längsschnitt.

In der Mischkammer 1 zum Erzeugen eines Polyurethangemisches aus zwei Kunststoffkomponenten ist nach Fig. 1 ein längs der Mischkammerachse verschiebbares Steuerorgan

2 angeordnet. Dieses am rechten Ende als Kolben 3 ausgebildete Steuerorgan 2 wird von einer Kolbenzylinderanordnung 4 betätigt, die an der der Mischkammeraustrittsöffnung 5 entgegengesetzten Seite am Steuerorgan und Mischkammergehäuse 6 angearbeitet ist. Der Kolben

3 gibt in der hinteren Endlage (dargestellt) mit seiner Stirnfläche 7 den Zugang der Eintrittsöffnungen 8, 9 für die Kunststoffkomponenten zur Mischkammer 1 frei. In der vorderen (rechten) Endlage verschließt der Kolben 3 die Eintrittsöffnungen 8, 9 im Hinblick auf die Mischkammer 1 und die Mischkammeraustrittsöffnung 5· Im Mantel des Kolbens 3 sind Überströmkanäle 21, 22 eingearbeitet, die in der vorderen Endlage des Kolbens 3 die EintrittsÖffnungen 8, 9 mit voneinander getrennt im Mischkammergehäuse 6 angeordneten Rückführleitungen 10, 11 verbinden.

In einem Winkel von 90 zur Längsrichtung der Mischkammer 1 und unmittelbar hinter deren Mischkammeraustrittsöffnung 5 ist ein Kanal 12 zur Beruhigung des in der Mischkammer 1 turbulent erzeugten und danach in den Kanal eintretenden Kunststoffgemisches angeordnet. Der etwa einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisende Kanal 12 mündet in hier nicht weiter gezeigter V/eise frei über dem Hohlraum einer jeweils offenen, also noch unverschlossenen Form oder ist an den Hohlraum einer geschlossenen Form oder an eine zu einer Form führenden Zuleitung angeschlossen. Die Stirnfläche 7 des Kolbens 3 ist der Form der Wandung des Kanals 12 angepaßt.

In dem Kanal 12 ist ein Reinigungsstempel 14 so längsbewegbar, daß er mit seinem unteren Ende die Mischkammeraustrittsöffnung 5 ganz oder teilweise freigibt bei sonst freiem Kanal 12 oder diese auf seinem Wege bis

zum Erreichen der Kanalaustrittsöffnung 17 abschließt. Dadurch, daß der Kolben 3 und der Reinigungsstempel 14 in ihren vorderen Endlagen eine zumindest bündige Stellung zu der Austrittsöffnung 5 bzw. 17 einnehmen können, wird nach jedem Misch- und Füllvorgang das Verbleiben von Mischungsresten in der Mischkammer 1 und im Kanal 12 verhindert.

Der Reinigungsstempel 14 wird über eine im Querschnitt kreisförmige Verbindungsstange 16 von einem Arbeitskolben 13 betätigt, der in einem zylindrischen Gehäuse 19 geführt ist. Das Gehäuse 19 ist über ein Gehäuseteil 18 an dem den Reinigungsstempel 14 aufnehmenden Gehäuseteil 20 angeflanscht. Das Gehäuse 19 wird oben von einem mittels Schrauben 24 befestigten Deckel 23 abgeschlossen, der im unteren Zylinderteil 23a einen ringförmigen Kolben 25 mit einem Anschlag 25a und im oberen Teil ein ein Innengewinde aufweisendes Gewindeteil 26 aufnimmt, das mittels einer Gegenmutter 29 gesichert ist. Der Gewindeteil 26 setzt sich nach unten in einen Schaft 27 fort, der in einen Bund 28 endet. Der Bund 28 begrenzt die Bewegungsmöglichkeit des Anschlagkolbens 25 nach unten, während dieser in der obersten Stellung an einer Stirnfläche 30 des Deckels 23 anliegt. Zwischen der Stirnfläche 30 und der oberen Stirnfläche des Anschlagkolbens 25 liegt ein Druckraum 31, der über eine Bohrung 32 mit einem Druckmedium gefüllt werden kann, wobei der Anschlagkolben 25 nach unten bis zum Anschlag am Bund 28 bewegt wird.

Der Arbeitskolben 13 wird mittels eines über eine Bohrung 33 zugeführten Druckmediums nach unten und mittels eines über eine Bohrung 34 zugeführten Druckmediums nach oben bewegt. Wird der Arbeitskolben 13

8 -

3239bbl

aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung, die er nach einem Mischvorgang eingenommen hat, wobei die Mischreste aus dem Kanal 12 nach unten ausgedrücktworden sind, durch Zuführen des Druckmediums über die Bohrung 34 nach oben bewegt, bis er an dem Anschlagkolben 25 anliegt und das untere Ende des Reinigungsstempels 14 (Staustück 15) die Mischkammeraustrittsöffnung 5 teilweise verdeckt, und befindet sich der Kolben 3 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, ist der Mischkopf für den nächsten Mischvorgang vorbereitet. Dieser wird eingeleitet durch Zuführen von Kunststoffkomponenten unter hohem Druck in die Mischkammer 1. Dort erfolgt eine innige Vermischung der Komponenten untereinander. Der Gemischstrom gelangt über die durch das Staustück 15 gedrosselte Mischkammeraustrittsöffnung 5 unter einer Umlenkung von 90° in den Kanal 12, in dem anfangs ggf. eine weitere Gemischverbesserung, aber dann jedenfalls eine Beruhigung der turbulenten Strömung erreicht wird, so daß das Gemisch in einem laminaren Strom aus der Kanalaustrittsöffnung 17 austritt.

Soll der Mischvorgang beendet werden, wird der Kolben 3 durch die KoIben-Zylinderanordnung 4 nach rechts verschoben. Dadurch wird dreierlei bewirkt: a) die Verbindung der Eintrittsöffnungen 8, 9 mit der Mischkammer 1 wird unterbrochen; die Komponentenströme werden jetzt über die Überströmkanäle 21, 22 zu den Rückführleitungen 10 und 11 und dann zu nicht dargestellten Behältern zurückgeführt (Rezirkulation); b) das in der Mischkammer 1 befindliche Gemisch wird ausgedrückt, und c) werden die Wände der Mischkammer 1 von Gemischresten gereinigt. Gleichzeitig mit der Bewegung des Kolbens 3 wird das Staustück 15 soweit nach oben bewegt, daß es

BAD ORfGfNAL

die Mischkammeraustrittsöffnung 5 völlig freigibt. Dabei werden nicht nur die Arbeitsschritte nach b) und c) erleichtert, sondern insbesondere die Gemischreste abgestreift, die sich an der linken Fläche des Staustücks 15 angesammelt haben.

Die oberste (hinterste) Stellung des Staustücks 15 wird dadurch erreicht, daß im Druckraum 31 der Druck, der während des Mischvorgangs den Anschlagkolben 25 trotz Anliegens des Arbeitskolbens 13 in der gezeigten Stellung gehalten hat, abgebaut wird. Dadurch gelangt der Anschlagkolben 25 in die obere Endstellung (Anlage an Stirnfläche 30), und der Arbeitskolben 13 kann sich entsprechend weiter nach oben bewegen, wodurch die Mischkammeraustrittsöffnung 5 völlig freigegeben wird.

Die Größe der Abdeckung der Mischkammeraustrittsöffnung 5 in der Drosselstellung des Staustücks 15 wird bestimmt durch die Stellung des Gewindeteils 26 und damit des Bundes 28. Dadurch entsteht ein Hub h, der die Drosselstellung bestimmt.

Es ist denkbar, in dem Druckraum 31 eine Druckfeder (Tellerfeder) vorzusehen, die an der Stirnfläche 30 anliegt und den Anschlagbolzen 25 nach unten drückt. Wenn dann ferner im Druckraum oberhalb des Arbeitskolbens 13 ein konstanter Druck (Zuleitung des Druckmediums über Bohrung 33) ansteht, können die drei Stellungen des Reinigungsstempeis 14 lediglich durch Änderung des Druckes des über die Bohrung 34 eintretenden Druckmittels bewirkt werden.

- 10 -

Fig. 2 zeigt entsprechend Fig. 1 eine (diesmal kleinere) Mischkammer 41, den Kolben 43, die Mischkammeraustrittsöffnung 35, das Mischkammergehäuse 36, die Eintrittsöffnungen 8, 9 und den Gehäuseteil 18 mit der kreisförmigen Ausnehmung zur Aufnahme des Reinigungsstempels 38. Dieser ist bei diesem Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser des von einem Gehäuseteil 41 gebildeten Kanals 39 zur Beruhigung des Gemisches größer ist als der Durchmesser der Mischkammer 41. Fig. 2 zeigt eine mögliche Stellung der Drosselung des aus der Mischkammer 41 in den Kanal 39 einströmenden Gemisches. In dieser Drosselstellung deckt das untere Ende des Reinigungsstempels 38, nämlich das Staustück 40, etwas mehr als die Hälfte der Mischkammeraustrittsöffnung 35 ab.

BAD ORIGINAL

Claims

Krauss-Maffei
Aktiengesellschaft
8000 München 50 TK 240

Vorrichtung zum Zuleiten eines insbesondere chemisch reaktionsfähigen Kunststoffgemisches zu einer Form

(Mischkopf)

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 31 20 482.1-16)

Patentansprüche

11y Vorrichtung (Mischkopf) zum Zuleiten eines insbesondere chemisch reaktionsfähigen, aus mindestens zwei Komponenten bestehenden Kunststoffgemisches zu einer Form, mit einer Mischkammer in der ein einen Kolben aufweisendes Steuerorgan sitzt, das aus einer die Eintrittsöffnungen für die Komponenten offen lassenden hinteren Stellung bis in den Bereich der Mischkammeraustrittsöffnung in eine vordere Stellung hin- und herbewegbar ist, und mit einer sich vorzugsweise unmittelbar an die Mischkammeraustrittsöffnung anschließenden, unmittelbar oder über weitere Zuleitungen zum Formwerkzeug führenden Kanal, der gegenüber der Mischkammerachse in einem insbesondere rechten Winkel umgelenkt ist und in dem ein durch einen Arbeitskolben antreibbarer Reinigungsstempel zwischen einer hinteren Stellung im Bereich der Mischkammeraustrittsöffnung und

einer vorderen Stellung hin- und herbewegbar ist, wobei der Reinigungsstempel so feststellbar ausgebildet ist, daß sein vorderes Ende als drosselndes Staustück die Mischkammeraustrittsöffnung teilweise abdeckt, und wobei der Arbeitskolben oder der Reinigungsstempel in seiner hinteren Stellung gegen einen Anschlag anliegt, der zur Einstellung unterschiedlicher Drosselstellungen verschiebbar ist und mit einer Einrichtung, durch die die Mischkammeraustrittsöffnung völlig freigegeben werden

kann, nach Patent (Patentanmeldung

P 31 20 482.1-16), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine zeitweise Verschiebbarkeit des Anschlags (25a) während des Betriebs des Mischkopfes gestattet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag (25a) mit einem Kolbenzylinderaggregat (25, 23a, 28) in Wirkverbindung steht, das mit einem Druckmedium arbeitet, vorzugsweise Hydrauliköl.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Kolbens (25) des Kolbenzylinderaggregats als Anschlag (25a) dient.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben(25) des Kolbenzylinderaggregats als Ringkolben ausgebildet ist, in dessen Ringbohrung ein Schaft (27) angeordnet ist, der im Gehäuse (18/19/23) des Reinigungsstempels (14) in verschiedenen LängsStellungen arretierbar ist, z.B. mittels eines Schraubgewindes auf einem Gewindeteil (26), und der Schaft einen Bund (28) aufweist, der die vordere Stellung des Staustücks (15) bestimmt, während ein wei-

— 3 —

terer unveränderlicher Anschlag (30) am Gehäuse des Reinigungsstempels dessen hinterste Stellung (Freigabe der Mischkammeraustrittsöffnung 5» 35) bestimmt.