DE2145547C3 - Gegenstrominjektionsmischkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gegenstrominjektionsmischkopf zum Erzeugen eines chemisch rcak-,ionsfähigen Gemisches aus mindestens zwei Kunststoffkomponenten, mit einer in einem Gehäuse angeordneten Mischkammer, die Düsenöffnungcn für Sie einzelnen Kunststoffkomponenten und eine unmittclbar an einen Formhohlraum anschließende Austrittsöffnung für das Kunsts.offkomponenten-Gemisch aufweist, und einem in der Mischkammer aus einer die Düscnöffnuntien offen assenden Stellung bis ZAtSnu'; dabei die Düsenöffmmgen gegenübcr der Mischkammer gleichzeitig absperrend. hin- und herbewegbaren Sch.eberkolbcn, wobei in dem Gehäuse Rückflußöffnungen vorgesehen s,nd, die mit dem Abschluß der Düsenöffnungcn von der

SSÄS ^{CWClllgCn KOmPOnC}

dem \ -. .

nentcnzuführungen mn ^n .->.^,..^~,._...— gen verbinden, während der Schieberkolben sich zur Austrittsöffnung der Mischkammer bewegt. Durch diese Ausbildung ergeben sich erhebliche Nachteile in der Praxis.

Während des Schließvorganges durch die Schicberkolbenbewegung werden die Düsenöffnungen verkleinert, wodurch die Fließgeschwindigkeit entsprechend der Kontinuitätsgleichung zunimmt, da keine Maßnahmen vorgesehen sind, den Druck oder die Fördermenge der Komponenten zu verändern. Durch diese bis zum Schließende stetig anwachsende Fließgeschwindigkeitserhöhung der Komponentenströme in den Düsen erfolgt eine Separierung der Komponentenbestandteile durch die auftretende Siedepunkterniedrigung durch den hierbei erzeugten Unter ' ' die Siedepunkterniedrigung und du -etende Kavitation im Bereich der An- - und die unterschiedlichste:

Verlarbungen iicivumuu, so daß das Anbringen ck; Austrittsöffnung der Mischkammer unmittelbar ;·;> einen Formhohlraum zu Fehlstellen im Formkörp·. ■ führen muß.

Da während des Schließvorganges kein Druckai. gleich stattfindet, resultiert hierbei ein Druckstm¹.. der um so größer ist, je langsamer die Schieberkr.^; bengesehwindigkeit ist. Hierdurch werden die L:.-i lungen. Dichtungen und insbesondere die Pumpen π Mitleidenschaft gezogen.

Nachteilig ist auch die Tatsache, daß für je:¹-Komponente auf dem Schieberkolben, der nur ciiii·:·. geringen Umfang aufweist, je eine Nut vorgesehen

werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eiiv.· Vorrichtung der einleitend Kschriebenen Art so /■.. verbessern, daß während des Verschließens tier Dusenöffnungcn keine Beschleunigung der Komponentenströme in den Düsen auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Gehäuse zur Mischkammer parallel ver-Koiiiponentenziiführungcn mit den gen verbindende Rückflußkanäle an in denen je ein mit dem Schiebcrkolben verouiiuener Kolben axial verschiebbar ist, in den ein beim Abschluß der Düsen die Rückflußöffnungen zeitsynchron mit den Komponentenzuführungen verbindender Strömungsweg eingearbeitet ist, wobei die Düsen und die Rückflußöffnungen gleiche Querschnitte aufweisen.

Bei dieser Ausbildung rufen die Düsen während des Schließvorgangcs trotz der hierdurch vcrkleiner-

Bcschlcunigung der Komzur gleichen Zeit ein den witer Querschnitt der Rückflußöffnungen von den in den Rückflußkanälen beweglichen Kolben geöffnet wird, wodurch die Fließgeschwindigkeit der Komponenten in den Düoen keine Beschleunigung erfahren kann.

Bei der genannten deutschen Gebrauchsmusterschrift 7 006 182 erfolgt bei der Bewegung des Schieberkolbens dagegen kein zcitsynchroncs Öffnen der

Schließen der Düsen, da

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_une „messen von der Stirnflüche bis zum Anfang fluten die Düsen zur Mischkammer hin abdeckt. oi Her weiteren Abwärtsbewegung überdecken dann 5, Muten die Düsen und stellen erst dann die Ver-Sürfune: mit den Rüekflußöffnungen her. Es ergibt • Γη so ein zeitlich abgestuftes Nacheinander des Senverschlusses durch die Mantelfläche des Schie-PSbens und erst dann das ÖITnen der Düsen SS Sc Nuten und damit die Herstellung der Ver-SSunßzwischen den Düsenöffnungen und den

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt JLiι kein zeitliches Nacheinander von öffnen der ÄS und Schließen der Rüekflußöffnungen - oder Sen der Düsen und öifnen der Rückflußöfffun en sondern durch die Kupplung des Schieber-KS mit den in den Rückflußkanälen zwangläu-S ' egten Kolben erfolgt gewissermaßen ein nloser leitsynchroner Schließ-Öffnungsvorgang Dü<enöffnungen und Rüekflußöffnungen. Auf *o VVe .,· werden auch Dichiunuspmbleme vermie- ίζ die M einem Schieberkolben Luftroten können, Tr'Zc Jurch Nuten unterbrochene Mantelfläche J _itz AWerdern ist ein unmittelbarer Anschluß der Ekammeröffnung an den Formhohlruum mög- ,5 » lau keinerlei Angußverluste auftreten. Durch elcKl.hleibendc Strömungsgeschwindigkeit der teiHute·., Komponenten während des Schl.eßvoreinigt bis zum Schußende emc npnmale Genjektionsvermischung. so daß sich im Be-

ar

30

Ä3i?ÄÄS_dLh die Vor _ricLL wobei die F i g. 1 die Misch-, die F i g. 2 d,e 35 mit Rezirkülations-Stellung zeigen; die widers

FiE. * und 4 sind Vertikal-Schniite durch eine andere Ausführungsform der Vorrichtunu. die F i g. £gt die Misch-, die F ig. 4 die R_wi_rku.ati.,ns_Stc.-Linie von unten in den Rückflußkanälen. In dieser Stellung sind die Düsen 8 noch völlig offen und1 üie Rückflußöffnungen 3 noch völlig geschlossen·"*?;, nun beispielsweise der Schieberkolben I und owimjihen 2Ü mit ihren Stirnflächen die M"e zw.schenden gestrichelten Linien erreicht, so sind ⁰J? "^u?="J!^l _f ^l _f" nungen zur Hälfte geschlossen und d,e R««*™; nungen zur Hälfte geöffnet. Trotzdem hat sich du: Fließgeschwindigkeit in den ^bgejchteneη Dusen nicht verändert, da sich d!e durchfließende Kon

ponentenmenge halbiert hat und die andere Hälfte durch die Rückflußöffnung strömt. _Vprmischune

Die Aufrechterhaltung der fur die Vermischung vorgesehenen Fließgeschwind^eUen auf möglichst gleicher Höhe ist von großer Wiehpß. da eine zu geringe oder zu hohe Fließgeschwindigkeit gleicher maßen zu Fehlstellen im Angußbereich fuhrt.

Die Abwärtsbewegung der Kolben 20£hrt tonen Druckstoß herbei, da ^ te^mto Jj blick, wo die untere gestrichelte Lm«erreicht ist, Düsenöffnungen also völlig g^eschlossenj'"^d _hab_e" Stellang im Rückflu&kanal 7 emgeno J « haben die mit Rückflußöffnui.gen 3 volhg en so datt bei der weiterfolgenden Aowambewegung das xo" den Kolben 20 verdrängte Volumen m Richmng de.

Rüekflußöffnungen ^w'^rk^/£ J^be/die chung der unterer, gestncnelten Line war^aD Schließung der Düsen noch.icht beendet gleicherweise war ^J^^Z^dfortöffnungen .n ^«""^^iX^gung der

-nd4 ,eigen

Jwen 1 :_eweiligen Korngen von der Mischkammer mit demj B

ponentenstrom verb "dba^{r 5}^ "^*⁶

den F' i,g.

1?„ Gehäuse 16 sind die RückfluBöffnungen 3 mit den Rii'-kflußkanälen 7 in \ erbniuung und stellen auch di^Verbindung her zu den Komponen.enzuführunpen 4. die sich zu den Düsen 8 fortsetzen, welche

_in die Mischkammer6 einmünden, wöbe, die Misch- 45 F.g kammer 6 oberhalb de. Düsen 8 von den, Sclueber- gesetzt kolbenl abgeschlossen wird. Die öffnung der bewegt wc^rüLn ^"fnJers.heidet sich von der der die Kolben 20 entgegenrlhtung des Schieberkolbens _{als0 s}f_{cls eine} gerade umgc- · hn Hierdurch

die Kolbenstange 19. Die Verbindung /w.schcn ..cn Kolben 20 und dem Schießkolben 1 ,;rfolgt durch die Verbindungsscheibe 14 und Kolbu.s.t.ngen 2. ist die Schlicßplattc des Zylindern 17.

Durch die Betätigung des Hydrauhk/Umdcrs / lassen sich Schicbcrkolbcn 1 und Kolben 20 ,rar Mischkammer 6 und in den Rückfiußkanälen 7 h.n- «» und herbewegen. Beim Nicderfnh.cn des Schieberkolbensl entleert dieser den Inhalt des Kornponc,,-tengcmisches aus der Mischkammer woben d.c Mantclflächc des Schieberkolbcns d.c öffnungen der Dnsen 8 ve« AHcBt. Erreicht der Schieberkolhen au ,5 diesem Wege die erste gestr.cheltc I ..me mi de Mischkammcre. so erreichen gle.ch.e.t.g ehe Kolben 20 in den Rückflußkanälen 7 die zwe.tc gestrichelte |^ ^ί, die Kugchimlaufhohlspindcln ge J ^; ^durt^ ^J r J¹ V ^ _sdl,i_cr,_p,a„c 15 drehen pef.,1. s d d.c sicn 1.^ _{K dumiaufmuttcrn}

ve," unden sind die sich dahc. gleichfalls drehen μ hmukr smUt Kueciunilaufspmdeln

»., cn Du.ch c/t cre s, _Rückfhlßka„alcn7

* ^^^7^" und gegen Verdrehung gc-

J 12 bes.tzcn

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siehe ^K ^

^ t / _kolbcn , _ahwärts bewegt so

,,',,„,, _die Verbindung-Leihe 14 an dieser Be— ü κh d.e V ^ ^ _{dic K lum},_auf-Hoh wcgunfe te I. u. _fcststchcndc Kugclumlaufmut-

sp ndcl U)Oi Kugelumlaufmutter

Kr) und aa.iiu

[icrdiirch wird die Aufwärtsbewegiing der Kugelumlufspindcln 11 mit den Kolben 20 bewirkt und die czirkulationsstellung hergestellt. Diese Stellung ^rird in der F i g. 4 gezeigt.

Beim Hochfahren der Vcrbindungsschcibc 14 und es Schiebet kolbens 1 erfolgt daher ein Niedergehen er Kolben 20 durch die Kugelumlaufspindel!! 11.

Damit ist ,lic Misch- b/sv. die komponenlenzufiihrimgsstelhing erreicht. Diese Stellung zeigt die F i g. 3.

Durch die kreisförmige Anordnung der Rückflußkanäle? kann eine große Anzahl derartiger Kanäle untergebracht werden, ohne dadurch Abdichtungsschwicrickeitcn in Kauf nehmen zu müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gegenstrominjektionsmischkopf zum Erzeugen eines chemisch reaktionsfähigen Gemisches aus mindestens zwei Kunststofrkomponenten mit einer in einem Gehäuse angeordneten M.schkaromer, die Düsenöffnungen für die einzelnen Kunütstoffkomponenten und eine unmittelbar an einen Formhohlraum anschließende Austnttsoff- » nung für das Kunststoffkomponentengemisch aufieist. und einem in der Mischkammer aus einer die Düsenöffnungen offenlassenden Stellung bis zur Austrittsöffnung, dabei die Düsenöffnungen gegenüber der Mischkammer gleichzeitig absperrend, hin-und herbewegbaren Sch.eberkolben, wobei in dem Gehäuse Rückflußöffnungen vorgesehen sind, die mit dem Abschluß der Düsenöffnungen von der Mischkammer mit dem jeweiligen Komponentenstrom verbindbar *° sind, dadurch gekennzeichnet, daß .m Gehäuse (16) zur Mischkammer (6) parallel verlaufende, die Komponentenzuführungen (4) mit den Rückflußöffnungen (3) verbindende Ruckflußkanäle (7) angeordnet sind, in denen je ein *5 mit dem Schieberkolben (1) verbundener Kolben (20) axial verschiebbar ist, in den ein beim Ab-Schluß der Düsen (8) die Rückflußöffnungen (3) zeitsynchron mit der. Komponentenzufuhrungen (4) verbindender Stromungsweg eingearbeitet .st, lcibei die Düsen (8) und die Rückflußüffnungen (3) Bleiche Querschnitte aufweisen.

ί Mischkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede als _.egen Verdrehung gesicherte Gewindespindel (11) ausgebildete KoI-benstange der Kolben (20) durch eine in einer gemcinsamen Schließplatte (15) drehbar gelagerte Mutter (12) geführt ist, welche mit einer Gewinde-Hohlspindel (10) fest verbunden ,st, die durch eine in einer gemeinsamen Verbindungsscheibc (14) verdrehungssicher angebrachte Mutter (9) geführt ist, wobei an der Verbindungsscheibe (14) auch die Kolbenstange (19) des Schieberkolbens (1) angreift.

3. Mischkopf nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückflußkanalc (7) im Gehäuse (16) kreisförm.g angeordnet sind.