DE2803311A1

DE2803311A1 - Verfahren und vorrichtung zum fuellen von hohlraeumen mit einem reaktionsgemisch

Info

Publication number: DE2803311A1
Application number: DE19782803311
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Althausen; Ulrich Osinski; Ferdinand Dr Proksa
Original assignee: Hennecke GmbH
Current assignee: Hennecke GmbH
Priority date: 1978-01-26
Filing date: 1978-01-26
Publication date: 1979-09-06
Also published as: US4520947A; US4309373A; DE2803311C2

Description

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MASCHINENFABRIK HENNECKE GMBH Leverkusen, 25. Januar 1978

Mr-kl

Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Hohlräumen mit einem Reaktionsgemisch

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Füllen von Hohlräumen mit einem fließfähigen Reaktionsgemisch, wobei das Reaktionsgemisch, in den unteren Bereich des Hohlraumes eingeführt wird.

Als Reaktionsgemische kommen in diesem Zusammenhang vornehmlich solche in Frage, die Polyurethan, insbesondere Schaumstoffe, bilden. Die zu füllenden Hohlräume können solche von Hohlprofilen oder solche von Formwerkzeugen sein.

Beim Einfüllen des Reaktionsgemisches in den Hohlraum läßt sich das hydrodynamische Einschließen von Luft oft nicht vermeiden, insbesondere dann, wenn aufgrund der kurzen Startzeit des Reaktionsgemisches eine gegebene Gemischmenge mit großer Dosierleistung eingetragen werden muß.

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Da die hydrodynamisch eingeschlossene Luft erst nach Ende des Einströmvorganges freigegeben wird, gelingt es, insbesondere bei länglichen Hohlräumen, der Luft häufig nicht mehr, im sich verfestigenden Gemisch nach oben zu entweichen. Es entstehen Lufteinschlüsse und damit Ausschuß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen der Einschluß von Luftblasen in der ausreagierten Hohlraumfüllung bzw. im Fertigteil vermeidbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe verfahrenstechnisch dadurch, daß zunächst eine solche Menge an Reaktionsgemisch eingebracht wird, daß die Mündung der Einfüllöffnung mindestens überdeckt wird, dann der Füllvorgang kurzzeitig unterbrochen wird, und daß daraufhin die restliche erforderliehe Menge an Reaktionsgemisch eingetragen wird.

Dabei ist unter dem Begriff "Einfüllöffnung" die Auslaßöffnung der Mischkammer, in der das Reaktionsgemisch hergestellt wird zu verstehen, oder die Mündung eines an die Mischkammer angesetzten Auslaßstutzens oder die Mündung eines Angußkanals, wie er beispielsweise häufig bei Formwerkzeugen vorhanden ist.

Die erfinderische Maßnahme hat den Zweck, daß durch die kurzzeitige Unterbrechung des Gemischeintrages die lufteinschlußstabilisierende Wirkung der Strömung unterbrochen wird, so daß sich die Lufteinschlüsse frühzeitig aus dem Angußbereich lösen und aufsteigen können. Bei ausreichend hohem Füllstand - die Einfüllöffnung soll mindestens

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überdeckt sein; bei hoher Einströmgeschwindigkeit sollte der Gemischspiegel entsprechend höher liegen - kann nun beim Einbringen der restlichen Gemischmenge keine Luft mehr eingeschlagen werden, weil der Gemischstrahl in der zuerst eingebrachten Gemischmenge sofort seine Energie verliert.

Wie groß die erste Teilmenge an Reaktionsgemisch sein muß und wie lange die Unterbrechung dauern sollte/ läßt sich am besten empirisch ermitteln, denn sie hängen im wesentlichen vom Hohlraumquerschnitt, der Viskosität des Reaktionsgemisches, der Einströmgeschwindigkeit und der Reaktionsgeschwindigkeit ab.

Zur Durchführung des Verfahrens bedient man sich handelsüblicher Vorrichtungen, bestehend aus Mischkopf mit Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung erfindungsgemäß Zeitgeber für ein erstes Füllzeitintervall, ein ünterbrechungszeitintervall und ein zweites Füllzeitintervall aufweist.

Als Zeitgeber eignen sich beispielsweise Zeitrelais oder Digitalzeitgeber.

Bei Dosiervorrichtungen, die mit Verdrängerkolben und Rezirkulation arbeiten, also den Formfüllvorgang während eines einzigen Kohlenhubes je Komponente durchführen, ist die Füllmenge bei vorgegebenem Kolbendurchmesser von der Größe des Hubes abhängig. Auch hier lassen sich die erfindungsgemäßen Zeitgeber anwenden.

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Vorzugsweise sind jedoch bei solchen Vorrichtungen gemäß der Erfindung der Steurvorrichtung ein Endkontakt und ein Endschalter zum Unterbrechen des Füllvorganges und ein zweiter Endkontakt sowie ein zweiter Endschalter zugeordnet, wobei die Endkontakte an mindestens einem der Dosierkolben angeordnet sind. Endkontakte bzw. Endschalter sind vorzugsweise bezüglich der Hubweite einstellbar.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in zwei Ausführungsbeispielen rein schematisch dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Durchlaufmischvorrichtung und Fig. 2 eine Dosiervorrichtung mit Verdrängerkolben

In Fig. 1 führt eine Zuleitung 1 für Polyol, zu einem Mischkopf 2, in der ein Umschaltventil 3, von dem eine Rücklauflietung 4 abfühlt, angeordnet ist. Für die Isocyanat-Komponente ist ebenfalls eine Zuleitung 5 vorhanden, in der ein Umschaltventil 6 vorgeschaltet ist, von dem eine Rücklaufleitung 7 abführt. Den Umschaltventilen 3,6 sind Stellmotoren 8,9 zugeordnet. Der Mischkopf 1 ist an ein schräggelagertes Formwerkzeug 10 angesetzt, dessen Einfüllöffnung 11 sich im unteren Bereich befindet. Von einem Steuergerät 12 führt eine Impulsleitung 13 zu einem Zeitgeber 14 für ein erstes Füllzeitintervall. Von ihm zweigen Impulsleitungen 15,16 ab. Die Impulsleitung 16 führt zu einem zweiten Zeitgeber 17 für ein Unterbrechungszeitintervall. Dieser ist über eine weitere Impulsleitung 18 mit einem dritten Zeitgeber 19, der auf ein zweites Füllzeitintervall einstellbar ist, verbunden. Vom Zeitgeber 19 führt schließlich eine Impulslei-

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leitung 20 ab, die sich mit der vom Zeitgeber 14 kommenden Impulsleitung 15 zur Impulsleitung 21 vereinigt. Letztere verzweigt sich zu den beiden Stellmotoren 8,9.

In Figur 2 besteht das Dosierkolbengerät aus je einem Dosierkolben 30,31 für die Komponenten. Die Dosierkolben 30,31 sind elektrisch gekoppelt (nicht dargestellt) und hydraulisch betätigbar. Von der Dosierzylindern 32,33 führen Leitungen 34,35 zu einem Mischkopf 36, wo sie in eine mit einem Steuerkolben 37 versehene Mischkammer 38 öffnen.

Rücklaufleitungen sind mit 39,40 bezeichnet. Die Mischkammer 38 öffnet in einen Angußkanal 41, der in einem Zwischenstück 42 angeordnet ist, auf den sich das Formwerkzeug 43 abstützt. Die Gemischeinlaßöffnung ist mit 44 bezeichnet.

Dem Dosierkolben 30 sind Endschalter 45, 46, 47 zugeordnet, die von an Dosierkolben 30 angeordneten Endkontakten 48, 49, 50 schaltbar sind.

Dem Endschalter 45 und Endkontakt 48 ist ein solcher Hubweg zugeordnet, daß bei Betätigung der Füllspiegel des Gemisches im Formwerkzeug 43 über der Gemischeinlaßöffnung 44 liegt. Dabei wird die den Steuerkolben 37 steuernde Steuervorrichtung 51 angesprochen, die nun den Steuerkolben 37 auf Rezirkulationsstellung schaltet. Die Dosierkolben 30,31 fahren jedoch weiter. Sobald der Endkontakt 49 den Endschalter 46 erreicht, wird der Steuerkolben 37 mittels der Steuervorrichtung 51 wieder auf

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Mischstellung geschaltet. Das zwischen den beiden Signalen liegende Zeitintervall dient der erfindungsgemäßen Beruhigung der Strömung im Formwerkzeug 43. Dann setzt sich der Füllvorgang fort, bis er durch Erreichen des Endschalters 47 mittels des Endkontaktes 50 abgebrochen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren sei an zwei Beispielen näher erläutert:

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Beispiel 1

Es wurden Fensterprofile in einer Länge von 5 m aus braun eingefärbtem hartem Polyurethan-Integralschaumstoff in einem Formwerkzeug hergestellt. Verwendet wurde eine Dosiermaschine der Maschinenfabrik Hennecke GmbH, 5205 St. Augustin 1, BRD, vom Typ HK 245 mit Anbaumischkopf, der zwangsgesteuerte Rezirkulationsdüsen aufwies. Es wird ein schräggelagertes Formwerkzeug mit Einlaßöffnungen im unteren Bereich verwendet. 375 g/sec Reaktionsgemisch ist die Dosierleistung. Für die erste Teilmenge hat sich eine Eintragszeit von 0,5 bis 1 see entsprechend einer Füllmenge von etwa 185 g bis 375 g, als geeignet erwiesen. Die ünterbrechungszeit wurde ebenfalls zwischen 0,5 und 1 see variiert. Die Restmenge wurde innerhalb von 11,5 bis 12 see eingetragen. Es zeigten sich keinerleit Lufteinschlüsse.

Vergleichsversuch:

Es wurde die gleiche Vorrichtung verwendet, wie im Beispiel 1; auch wurden die gleichen Bedingungen eingehalten, jedoch mit der Abweichung, daß das gesamte Reaktionsgemisch ohne unterbrechung eingetragen wurde. Etwa in 1,5 m Abstand von der Angußstelle zeigte sich eine Blase von etwa 1 cm Volumen. Diese Blase war jederzeit reproduzierbar.

Beispiel 2

6 m lange Aluminium-Hohlprofile wurden mit hartem Polyurethan-Integralschaumstoff ausgefüllt. Es wurde eine Dosiermaschine vom Typ HK 165 der Maschinenfabrik Hennecke GmbH,

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5205 St. Augustin 1, BRD, verwendet, der ein Hubschieber-Handmischkopf mit Absperrorgan zugeordnet war. Die Hohlprofile waren schräg gelagert und wurden von der abgedichteten unteren Stirnseite befüllt. Die Dosierleistung betrug 500 g/sec.

Die erste Teilmenge an Reaktionsgemisch wurde innerhalb 0,5 see eingefüllt, also eine Menge von 250 g. Die Unterbrechungszeit betrug 1 see. Die Restmenge wurde innerhalb weiterer 8 see eingetragen. Es wurden keinerlei Blasen festgestellt.

Vergleichsversuch;

Mit der gleichen Vorrichtung wurden die gleichen Bedingungen eingehalten wie im Beispiel 2, jedoch mit der Ausnahme, daß die gesamte Menge an Reaktionsgemisch ohne Unterbrechnung eingetragen wurde. Etwa 2 m vom Einfüllpunkt entfernt zeigte sich reproduzierbar ein ca. 30cm langer Lufteinschluß.

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Claims

P 28 03 311.6 Anlage zur Eingabe vom

He 50 - jf - 28. Mai 1979 (Mr/RBg)

NACHGEttfflCHT

Patentansprüche

Verfahren zum Füllen von Hohlräumen mit einem fließfähigen Reaktionsgemisch, wobei das Reaktionsgemisch in den unteren Bereich des Hohlraumes eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine solche Menge an Reaktionsgemisch eingebracht wird, daß die Mündung der Einfüllöffnung mindestens überdeckt wird, daß dann der Füllvorgang kurzzeitig unterbrochen wird, und daß daraufhin die restliche erforderliche Menge an Reaktionsgemisch eingetragen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Mischkopf mit Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) Zeitgeber (14, 17, 19) für ein erstes Füllzeitintervall, ein Unterbrechungszeitintervall und ein zweites Füllzeitintervall aufweist.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer Dosiervorrichtung mit Verdrängerkolben und Rezirkulation sowie einer Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuervorrichtung (51) ein Endkontakt (45) und ein Endschalter (48) zum Unterbrechen des Füllvorganges und ein zweiter Endkontakt (46) sowie ein zweiter Endschalter (49) zugeordnet sind, wobei die Endkontakte (45, 58) mindestens an einem der Dosierkolben (30) angeordnet sind.

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