DE2315867A1 - Vorrichtung zum dosieren und mischen von zwei oder mehr kunststoff-komponenten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Dosieren und Mischen von zwei oder mehr Kunststoff-Komponenten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren und Blischen von zwei oder mehr Kunststoff-Komponenten zum Erzeugen eines hochviskosen, vorzugsweise chemisch reaktionsfähigen Gemisches, mit einen Sammelbehälter für jede Komponente, einer Fördereinrichtung für jede omponente und einem Mischlcopf, ferner mit einer Zuführleitung für jede Komponente vom zugehörigen Sammelbehälter zum Mischkopf und einer Rückführleitung für jede Komponente vom Mischkopf zum zugehörigen Sammelbehälter, wobei der Mischkopf mittels eines Steuerorgans zumindest so umsteuerbar ist, daß die Komponenten entweder gemischt werden und dann die Mischung durch eine Austrittsöffnung im Mischkopf austritt oder die Komponenten ungemischt über die Rückführleitung zurückströmen, und wobei während der Umsteuerung die Zuführleitung im oder am Mischkopf kurzzeitig abgesperrt oder zumindest gedrosselt ist.
• Beim Betrieb einer solchen Anlage treten bei jeder Umsteuerung des Mischkopfes Druckstöße in den Zuführleitungen auf, die eine Komprimierung der Komponenten und eine gewisse Dehnung der Zuführleitungen zur Folge hat. Abgesehen von den auf die Dauer für die Vorrichtungsteile unangenehmen Druckstößen bewirkt die Dehnung der Leitungen und deren Entspannung nach der Umsteuerung für den Islischvorgang eine kurzzeitige mengenmäßig unterschiedliche Zusammenführung der Komponenten, so daß das gelrinschte Mischungsverhältnis verandert wird und u. U. Fehlstellon im Formteil entstehen.
• Diese in manchen Fällen als Nachteil zu wertende Erscheinung bei derartigen Mischköpfen wurde bereits durch Maßnahmen nach dem DT-Gm 7 136 674 zu beheben versucht. Hierbei wurde ein aus dem DT-Gm 7 006 182 bekannter Mischkopf, der eine Mischkammer und eine Einlaß- und eine Rückführöffnung je Komponente, eine gemeinsame Auslaßöffnung und einen in der Mischkammer bewegbaren und mit tberströmnuten versehenen Kolben aufweist, mit von den Zuführleitungen vor der Alischkammer abzweigenden Kanälen versehen, die außerhalb der Mischkammer in den Zylinderraum des Kolbens münden. In der Mischstellung dieses Mischlcopfes, bei der die Einlaßöffnungen mit der Auslaßöffnung über die Mischkammer verbunden sind, sind diese Kanäle abgesperrt. Auf dem Wege des Kolbens in die Rückführstellung des Mischkopfes sollen im gleichen Maß, wie die Einlaßöffnungen geschlossen werden, die Mündungsöffnungen der Kanäle geöffnet werden. Der Durchflußquerschnitt der Komponenten über die Öffnungen soll hierbei sowohl in der Mischstellung und in der Rückführstellung des Kolbens als auch während der Umsteuerung gleich bleiben.
• Diese }abnahme führt gleichwohl nicht ganz zum Ziel, da in der Rückführstellung des Kolbens sich die Komponenten über jc zwei Kanäle verzweigen und sowohl durch die Einlaßöffnungen als auch durch die Kanäle in die ÜberströmnUten eintreten. Ferner erfordert die bekannte Maßnahme eine erhebliche Fertigungsgenauigkeit des Kolbens und der Öffnungen. Insbesondere ist aber die Ausbildung der Kanäle an sich sehr aufwendig; sie hat auch eine Verlängerung des Mischkopfes zur Folge. Nicht zuletzt tritt durch die Parallelanordnung zweier Leitungsteile der verfahrenstechnische Nachteil auf, daß die Komponenten unabhängig von der Stellung des Kolbens nicht mehr in einer dauernden Strömung begriffen sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für die Vermeidung des Druckanstiegs in der Zuführleitung zu schaffen, die einen erheblich geringeren Aufwand verursacht und den genannten verfahrenstechnischen Nachteil vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in der Zuführleitung ein elastisches Bauelement vorgesehen wird, das bei Auftreten eines höheren Druckes in der Zuführleitung eine Raumausdehnung derselben gestattet. Each diesem Vorschlag wird zwar das Auftreten eines höheren Druckes nicht vollständig verhindert. Jedoch reicht ein Ansteigen um wenige Atmosphären aus, um das elastische Bauelement ansprechen zu lassen, wobei ein weiterer Druckanstieg zumindest im wesentlichen nicht mehr cintritt. Ein derartig kleiner Druckanstieg, z. 33.
• von 11F0 auf 143 atü, ist verfahrenstechnisch ohne weiteres zulässig. Derartige elastische nauelementc sind prciswert, zuverlässig und lassen sich leicht einbauen, wobei hierfür eine beliebige Stelle der Zuführleitung vor dem Steuerorgan gewählt werden kann.
• Die Maßnahme nach der Erfindung hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß die von den Dosierpumpen herrührenden Druckschwankungen in den Zuführleitungen gedämpft werden.
• Als elastisches Bauelement kommt in erster Linie ein Druckspeicher, wie ein Elasenspeicher oder ein federbelasteter Kolben, in Frage. Eine sehr einfache, aber doch auch wirksame Maßnahme besteht darin, einen Teil der oder sogar die ganze Zuführungsleitung selbst als elastisches Bauelement auszubilden, z. B. in Form von Schläuchen (aus Kunststoff, Gummi od. dgl.) oder von Leitungsschleifen.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen gezeigt, wobei darstellt: Fig. 1 eine Gesamtvorrichtung (schematisch) mit Blasenspeichern als elastisches Bauelement, rig. 2 ein federbelasteten Kolben, Fig. 3 ei" Schlauch und Fig. 4 eine Leitungsschleife jeweils als elastisches nauelement.
• In Fig. 1 sind mit 1 und 2 zwei Sammelbehälter für je eine Komponente bezeichnet. Jede Komponente wird über eine Leitung 3 bzw. 4 von einer Pumpe 5 bzw. 6 angesaugt, sodann über eine Zuführleitung 7 bzw. 8 zu einem Mischkopf 9 gedrückt. In diesem werden die komponenten gemischt und dann in den IIohlraum 10 eines Formwerkzeugs 11 gedrückt oder einzeln über eine Rückführleitung 12 bzw. 13 in den Sammelbehälter 1 bzw. 2 zurückgeführt.
• Der Mischkopf 9 weist einen Steuerkolben 14 als Steuerorgan auf, der mit einem Verschiebekolben 15 verbunden ist. Dieser wird iiber eine Öffnung 16 oder 17 auf der einen bzw. anderen Seite von einem Druckmedium beaufschlagt und in die untere bzw. obere Endlage gebracht.
• Demgemäß wird auch der Steuerkolben 14 bewegt. Die Darstellung in Fig. 1 zeigt den Steuerkolben in der linken Hälfte in der unteren Endlage (Rückführstellung), in der die Rlickführung der Komponente in den Sammelbehälter über einen Überströmkanal 18 erfolgt, und in der rechten Hälfte in der oberen Endlage (Mischstellung), in der die Komponenten in einer Mischkammer 34 gemischt werden und die Mischung dann in den Hohlraum 10 gedrLickt wird.
• Während des Umsteuerns des Steuerkolbens 14 wird auch dann, wenn der Abstand zwischen dem unteren Ende dos Überströmkanals 1S und dem mischJammerseitigen Ende des Steuerkolbens 14 klein ist, der Durchflußquerschnitt der Zuführleitung 7 bzw. 8 im Bereich des MiscNcopfes 9 kurzzeitig verkleinert, was naturgemäß zu einer unerwünschten Drucksteigerung in der Zuführleitung 7 bzw. 8 führen kann.
• Zum Auffangen dieser Drucksteigerung ist an die Zuführleitung 7 bzw. 8 über eine Stichleitung 19 bzw. 20 ein Druckspeicher in Form eines fllasenspeichers 21 bzw. 22 angeschlossen. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 23 und einer elastischen Membran 24. Letztere teilt den Gehäuseinnenraum in zwei Bereiche auf. Der eine Bereich 25 ist mit einem Gas gefüllt, das zusammen mit der Membran 24 das eigentliche elastische Bauelement bildet; der andere Bereich 26 ist mit der Stichleitung 19 bzw. 20 verbundene Bei Druckanstiegen-in der Zuführleitung 7 bzw.
• 8 wird die Membran unter Zusammendrückung des Gasvolumens bewegt, wodurch eine Ausweichmöglichkeit für das Volumen der Komponente gegeben ist und der Druckanstieg in engen Grenzen bleibt. In der Praxis wird man bemüht sein, die' Stichleitung 19 bzw. 20 möglichst kurz zu halten oder sogar entfallen zu lassen und die Membran möglichst nahe an die Zuführleitung 7 bzw. 8 heranzuführen, damit Bereiche vermieden werden, in denen die Komponenten sich nicht in dauernder Strömung befinden.
• In den Fig. 2 bis 4 ist anstelle des Blasenspeichers 21 nach Fig. 1 in die Zuführleitung 7 ein anderes elastisches Bauelement eingebaut, nämlich nach Fig. 2 ein durch eine Feder 27 belasteter Kolben 28, nach Fig. 3 ein hochelastischer Schlauch 29, der mittels Schellen 30 an der dort unterbrochenen Zuführleitung 7 befestigt ist, und nach Fig. 4 zwei Leitungsschlcifen 31 und 32. Letztere bilden in diesem Bereich die Zuführleitung 7, ermöglichen aber bei Druckanstieg eine Vergrößerung des Leitungsvolumens, wobei sich der Abstand 33 vergrößert.

Claims (3)

1. Patentansprüche

   D Vorrichtung zum Dosieren und Mischen von zwei oder mehr Kunststoffkomponenten zum Erzeugen eines hochviskosen, vorzugsweise chemisch reaktionsfähigen Gemisches, mit einen Sammelbehälter für jede Komponen te, einer Fördereinrichtung für jede Komponente und einem Misclikopf, ferner mit einer Zuführleitung für jede Komponente vom zugehörigen Sammelbehälter zum Mischkopf und einer Rückführleitung für jede Komponente vom Mischkopf zum zugehörigen Sammelbehälter, wobei der Mischkopf mittels eines Steuerorgans zumindest so umsteuerbar ist, daß die Komponenten entweder gemischt werden und dann die Mischung durch eine Austrittsöffnung im Mischkopf aus tritt oder die Komponenteq ungemischt über die Rückführleitung zurückströmen, und wobei während der Umsteuerung die Zuführleitung im oder am Mischkopf kurzzeitig abgesperrt oder zumindest gedrosselt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung (7, 8) ein elastisches Bauelement (Membran 24 mit Gaskissen bzw. Feder 27 bzw. Schlauch 29 bzw. Leitungsschleifen 31, 32) vorgesehen ist, das bei Auftreten eines höheren Druckes in der Zuführleitung eine Raumausdehnung derselben gestattet.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Druckspeicher (z. B. Blasenspeicher 21 oder federbelasteter Kolben 28) als ein das elastische Bauelement aufweisendes Aggregat.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausbildung eines Teils oder der gesamten Zuführungsleitung selbst als elastisches Bauelement (z.B. in Form von Schläuchen 29 oder leitungsschleifen 31, 32).

   L e e r s e i t e