DE3212777A1

DE3212777A1 - Schaeumpistole

Info

Publication number: DE3212777A1
Application number: DE19823212777
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Krautzberger & Co GmbH
Current assignee: Krautzberger & Co GmbH
Priority date: 1982-04-06
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1983-10-06

Description

Dipl.-Phys. Heinrich Seids -Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 · ί§Γ (0 6121) 56 20 22

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schäumpistole zum Erzeugen eines Mehrkomponenten-Schaumes aus Kunststoff, insbesondere auf Polyurethan-Basis, im Niederdruckverfahren, die einen Mischkopf mit Lufteinlaß und Zuführungen für die Materialkomponenten aufweist, Ventile zur steuerbaren Zufuhr der Aufschäumluft und der Materialkomponenten enthält, und bei der vor dem vorderen Ende des Mischkopfes eine in Art einer Düse ausgebildete Schaumaustrittsöffnung in einer den Mischkopf abdeckenden Düsenkappe ausgebildet ist, wobei der Mischkopf mit konischer Mantelfläche und die Düsenkappe mit dazu passender konischer Innenfläche ausgebildet sind und die konische Innenfläche der Düsenkappe in die in der Kegelspitze der Düsenkappe angebrachte Schaumaustrittsöffnung führt.

Aus DE-OS 26 21 810 bekannte Schäumpistolen dieser Art zeichnen sich durch gute Arbeitsweise und besonders vorteilhafte Möglichkeiten zum Reinigen der die eigentliche Misch- und Aufschäumdüse bildenden Teile, nämlich des Mischkopfes und der Düsenkappe, aus.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsweise der Mischpistole noch wesentlich zu verbessern, insbesondere das Vermischen der den Schaum bildenden Materialkomponenten inniger und das Aufschäumen des Materials intensiver zu machen. Dabei soll die vorteilhafte Reini-

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gungsmöglichkeit der die "Düse bildenden Teile, nämlich, des Mischkopfes und der Düsenkappe im wesentlichen beibehalten bleiben.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Mischkopf in Form eines Kegelstumpfes an seiner vorderen Stirnseite mit einer Abplattung ausgebildet ist, vor der im Inneren der Düsenkappe 2 eine ringförmige Mischkammer mit der Schaumaustrittsöffnung an ihrer- Spitze gebildet ist, die Einführungskanäle für die Materialkomponenten in der durch die Abplattung gebildeten Bodenfläche dieser Mischkammer münden und

in der Mantelfläche des Mischkopfes Drallnuten als entlang der konischen Innenfläche der Düsenkappe führende und mit tangentialer Neigung in den Umfangsrand der kegeligen Mischkammer mündende Luftzuführungen angebracht sind.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Aufschäumluft als zyklonartiger Wirbel an der sich kegelig verengenden Umfangswand der Mischkammer entlangstreicht und die am Boden der Mischkammer zugeführten Materialkomponenten mitreißt. In diesem zyklonartigen Luftwirbel werden die Material komponenten zu besonders feinen Teilchen dispergiert und innig miteinander vermischt, so daß ein Schaum hoher Qualität entsteht. Dieser Schaum wird durch das unmittelbare Anschließen der Schaumaustrittsöffnung an die kegel-

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förmige Umfangsflache der Mischkammer ungehindert und unverzögert aus der düsenartigen Öffnung der Pistole ausgestoßen.

Der in der erfindungsgemäßen Schäumpistole gebildete zyklonartige Luftwirbel bietet den weiteren Vorteil, daß er die Materialkomponenten aus ihren Zuführungen am Boden der Mischkammer heraussaugt und quasi herausreißt, wobei zugleich verhindert wird, daß Teile der Materialkomponenten in die Luftzuführung oder in Zuführungen für andere Materialkomponenten gelangen könnten. Die erfindungsgemäße Schäumpistole ist daher während des Betriebes gegen jegliches Verstopfen durch polymerisierenden Kunststoff geschützt.

Das Reinigen der erfindungsgemäßen Schäumpistole ist besonders einfach, da hierzu praktisch nur die Düsenkappe abzunehmen ist, um die Mischkammer und die Luftzufuhr zur Mischkammer vollständig freizulegen. Die Zuführungskanäle für die Materialkomponenten können bei abgenommener Düsenkappe ebenfalls leicht gereinigt werden, weil ihre Mündungen an der Abplattungsfläche des Mischkopfes freiliegen. Falls es erwünscht ist, die Zuführungskanäle für die Materialkomponenten noch einer intensiveren Reinigung zu unterziehen, genügt es, nur noch zusätzlich den Mischkopf von der Schäumpistole abzunehmen.

Zur wesentlichen Verbesserung und Intensivierung sowie

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Vergleichmäßigung der Luftzufuhr"durch die Drallnuten in die Mischkammer ist es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, hinter den Drallnuten eine Ringnut in der Mantelfläche des Mischkopfes anzubringen, die zusammen mit der konischer. Innenfläche der Düsenkappe eine zu den Drallnuten führenden Luftverteilerraum bildet.

Bei der erfindungsgemäßen Schäumpistole kann die oftmals erwünschte Anordnung des Lufteinlasses mittig zur Schäumdüse in einfacher Weise dadurch beibehalten werden, daß dieser Lufteinlaß in Art einer mittigen, rückwärtigen Sackbohrung im Mischkopf ausgebildet ist und von dieser Sackbohrung zu der Mantelfläche des Mischkopfes, insbesondere in die Ringnut, führende Verbindungskanäle im Mischkopf angebracht sind. Der rückwärtige Rand der Sackbohrung kann dabei zugleich als ringförmiger, konischer Ventilsitz des Luftzuführungsventils ausgebildet sein und mit dem vorderenbmfangsrand einer Ventilnadel zusammenwirken .

Eine besonders günstige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in der Druckluft-Zufuhr ein Mehrwegehahn mit

Anschlußmöglichkeit an eine zweite Druckluftquelle vorgesehen ist. Hierdurch wird eine besonders günstige Reinigungsmöglichkeit für die Schäumpistole eröffnet. Es ist ν dann nämlich möglich, aus einer zweiten Drucklüftquelle,

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insbesondere einer solchen mit höherem Druck Reinigungsluft in die Schäumpistole einzuführen, während die Zuführ der Materialkomponenten geschlossen ist oder geschlossen gehalten wird. Der durch die aus den Drallnuten austretenden Luftströme gebildete zyklonartige Wirbel bläst dann jegliche Reste aus der Mischkammer und reißt restliches Ma- terial aus den Zuführungskanälen für die Materialkomponenten mit. Auf diese Weise kann die Schäumpistole wirksam gereinigt werden ohne auch nur die Düsenkappe abzunehmen.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung im Rahmen der Erfindung sieht vor, daß die Ventile für die Zufuhr der Materialkomponenten der Luft in ihrer Steuerung derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Ventil für die Luftzufuhr vor dem Öffnen und nach dem Schließen der Ventile für die Zufuhr der Materialkomponenten, sowie überhaupt ohne Betätigung dieser Ventile offenbar ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß vor der Zufihr der Materialkomponenten bereits der zyklonartige Wirbel mit der Aufschäumluft aufgebaut wird, und mit diesem zyklonartigen Luftwirbel sämtliche R^est und evtl. Verunreinigungen aus der Mischkammer und ■ den Zuführkanälen für die Materialkomponenten herausgerissen und abgeblasen werden. Wenn dann die Zufuhr der Materialkomponenten geöffnet wird, tritt sofort das vollwirksame Verteilen der Komponenten und deren innige Vermischung sowie die Schaumentwicklung ein. Nach Beendigung

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der Zufuhr der Materialkomponenten wird der zyklonartige Luftwirbel in der Verteilerkammer noch aufrecht erhalten. Hierdurch werden die in der Mischkammer enthaltenen Schaumreste und die in den Zuführungskanälen der Materialkomponenten enthaltenen Rest wirksam aus der Schäumpistqle entfernt. Schließlich bietet diese Ausbildung der Ventilanordnung den Vorteil, daß auch beim Reinigen der Pistole mit aus einer zweiten Druckluftquelle kommenden Reinigungsluft lediglich der Mehrwegehahn auf diese zweite Druckluftquelle umzustellen ist und die Ventilanordnung nur zur Zufuhr von Luft geöffnet, nicht aber zur Zufuhr von Materialkomponenten weiter betätigt wird. Es tritt dann die Reinigung der Schäumpistole mit Reinigungsluft ein, ohne daß wesentliche Umstellungen an dem Gerät vorgenommen werden müßten.

Ein Ausführungsbeispiel·der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schäurnpistole gemäß der Erfindung in der Seitenansicht;
Fig. 2 einen Mischkopf gemäß der Erfindung in der

Seitenansicht;
Fig. 3 einen Mischkopf gemäß der Figur 2 in der

Draufsicht;

Fig. 4 einen Mischkopf gemäß Figur 2 im Schnitt IV-IV, befestigt auf dem Mischkopf-Trägerteil

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mit aufgeschraubter Düsenkappe und Fig. 5 einen Mischkopf gemäß Figur 2 im Schnitt V-V.

Wie die Seitenansicht der in der Figur 1 dargestellten, erfindungsgemäßen Schäumpistole zeigt, ist der Mischkopf-Trägerteil 1 an einem abgewinkelten Flansch la befestigt, welcher den Griffbereich und den Düsenbereich miteinander verbindet. Dazwischenliegend sind die Betätigungseinrichtungen angeordnet. Auf dem Mischkopf-Trägerteil 1 ist eine Düsenkappe 2 aufgeschraubt, wobei beide Teile durch einen Dichtring 3 gegeneinander abgedichtet sind. Die Luftnadel 4 sowie die Materialnadeln 5, von denen je eine links und rechts am Flansch la vorbeigeführt werden, sind mit dem Abzugsbügel 6 verbunden. Hinter dem Abzugsbügel 6 ist eine Führungs- und Anschlagstange 7 angeordnet, welche gleichfalls durch den Abzugsbügel 6 betätigt wird.

Die Steuerung der Material-Durchflußmenge erfolgt in ansich bekannter Weise durch eine am rückwärtigen Ende angeordnete Gewindestange 8, indem die Spindel in Richtung der Anschlagstange 7 oder von dieser weggedreht wird, so daß der Weg der Materialnadeln 5 verkürzt oder verlängert wird. Die Zuführungsleitungen 9 für das Schäummaterial werden an den am Mischkopf-Trägerteil 1 angeordneten Gewindeansatzstücken 9a befestigt. Unterhalb des Handgriffes 10 befindet sich ein Mehrweghahn 11, beispielsweise ein Drei-

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wegehahn, mit welchem die Druckluft und die Reinigungsluft gesteuert werden kann.

Die Ausbildung und Funktion des von der Düsenkappe 2 überdeckten Mischkopfes 12 ist aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlieh. Die kegelstumpfförmige Spitze 13 des Mischkopfes 12

in ist mit einer Abplattung 14 versehen, deren Fläche/die beiden Materialzuführungskanäle 15 münden. Die Abplattung 14 bildet mit der Innenfläche der Düsenkappe 2 - wie aus der Schnittdarstellung der Figur 4 ersichtlich - eine kegelförmige Mischkammer 14a vor dem Mischkopf 12. Wie die Zeichnung zeigt, stellen die Materialzuführungskanäle 15 je eine Verbindung zwischen dem jeweiligen Materialventil 16 und der Mündung in der Abplattung 14 dar.

Das Luftnadelventil 17 endet in eine Sackbohrung 18, welche am flanschartig ausgebildeten unteren Ende des Mischkopfes 12 ausgebildet ist und über beispielsweise vier Verbindungskanäle 18a mit einem ringförmigen Luftverteilerraum 19 in Verbindung steht, der durch eine Ringnut in der koniachen Umfangsfläche des Mischkopfes 12 und die Innenfläche 2a der Düsenkappe 2 gebildet ist. In den vorderen Teil der konischen Umfangsfläche des Mischkopfes 12 sind Drallnuten 22 eingeschnitten, die den Luftverteilerraum 19 mit der Mischkammer 14a verbinden. /

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Das zylindrische Ansatzstück 20 zentriert den Mischkopf 12 auf dem Mischkopf-Trägerteil 1 und wird in eine entsprechend ausgebildete Bohrung in dem Trägerteil eingesetzt. Im Winkel von 90 versetzt zu den Material-Zuführungskanälen 16 sind Bohrungen 21 zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Schraubenbolzen angeordnet, mit denen der Mischkopf 12 auf dem Trägerteil 1 befestigt wird.

Die im Mischkopf-Trägerteil 1 befindlichen Materialventile 16 sind durch O-Ringe 16a gegenüber dem Mischkopf 12 abgedichtet. Ein weiterer O-Ring 20a ist zwischen dem zylindrischen Ansatzstück 20 und der entsprechend im Trägerteil 1 ausgebildeten Bohrung vorhanden. Durch diese O-Ringe wird ein Übertritt von Material in die Sackbohrung bzw. dem Lufteinlaßkanal wirksam verhindert.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Schäumpistole ist wie nachstehend erläutert:

Vor Betätigung des Abzugsbügels 6 wird der Hahn 11 in Schäumstellung gebracht, so daß die Druckluftzufuhr nur ■ noch durch das Luftnadelventil 17 bzw. die Luftnadel 4 abgesperrt ist (Fig. 4). Wird nun der Abzugsbügel 6 in Richtung des Pfeiles 6a gezogen, bewegt sich die Luftnadel 4 ebenfalls in diese Richtung, so daß das Luftnadelventil 17 geöffnet wird. Die ausströmende Druckluft wird nun durch

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die Sackbohrung 18 und die Verbindungskanäle 18a in den Luftverteilerraum 19 geführt. Von dort strömt sie durch die Drallkanäle 22, um schraubenlinienförmig und konvergierend entlang der Innenfläche 2a der Düsenkappe 2 zyklonartig in die Mischkammer 14a zu gelangen und in diesem Zustand aus der Düsenkappenöffnung 23 herausgeblasen zu werden. Durch die austretende Luft wird innerhalb der Mischkammer 14a ein Unterdruck erzeugt, durch welchen etwaige Materialreste oder Schmutzteilchen herausgesaugt werden.

Wird der Abzugsbügel 6 weiter nach hinten gedrückt, bis die Anschlagstange 7 gegen die Gewindespindel 8 anschlägt, so werden die Materialnadeln 5 ebenfalls zurückgezogen und öffnen die Materialventile 16. Das mittels Druck zugeführte Mehrkomponenten-Schaummaterial wird durch den zusätzlichen herrschenden Unterdruck in die Materialzuführungskanäle 15 gesaugt und gleichmäßig in den in der Mischkammer 14a herrschenden zyklonartigen Luftwirbel eingesaugt, durch die wirbelartig austretende Druckluft erfaßt und innig miteinander vermischt, so daß an der Düsenkappenöffnung 23 ein homogenes Gemisch austritt.

Wird nun der Schäumvorgang beendet, so werden in der umgekehrten Reihenfolge zuerst die Material-Durchlaßöffnungen durch die Materialnadel 5 geschlossen und dadurch der Ma-

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terialzufluß gestoppt. Da sich die Luftnadel 4 zu diesem Zeitpunkt noch in zurückgezogener Stellung befindet, kann weiterhin wirbelartige Druckluft aus den Drallnuten 22 in die Mischkammer 14a übertreten und durch den erzeugten Unterdruck werden die Materialzuführungskanäle 15 sowie die Materialventile 16 und die Düsenkappenöffnungen 23 von Materialresten gesäubert. Um den Reinigungsvorgang zu beschleunigen, kann durch Umstellen des Mehrwegehahnes 11 die Druckluftzufuhr verstärkt werden. '

Ist es z.B. notwendig, den Mischkopf zu reinigen, so kann dies einfach und problemlos durchgeführt werden, da hierzu nur die Düsenkappe 2 vom Mischkopf-Trägerteil 1 abgeschraubt wird, und die Mischkopfspitze 13 mit den Drallnuten 22 und den Mündungen der Materialzuführungskanäle 15 und der Luftverbindungskanäle 18a liegt frei. Dies kann auch bei unter Druck stehendem Gerät vorgenommen werden.

Sollen beispielsweise tiefer gelegene Hohlräume ausgeschäumt werden, so dann in vorteilhafter Weise auf die zylindrische Verlängerungsspitze 24 ein Schlauch aufgesteckt werden.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es möglich, den Mischkopf mit drei oder vier Material-Zuführungskanälen auszubilden. Die Befestigung des Mischkopfes sowie die Aufbauweise ist die gleiche wie schon vorher beschrieben.

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Claims

j PATENTANWALT DIPL.-PHYS.HEINRICH SEIDS ; 6200 Wiesbaden ι · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · Telefon (o 6x 21) $6 20 22 Postschedc Frankfurt/Main 1810 08 - 602 · Bank Deutsche Bank 306 571 ■ Nass. Sparkasse X20 040 995 Wiesbaden, den 05. April 1982 \ K 225 VNR: 107565 S/ha j Krautzberger GmbH & Co. I 6228 Eltville ί Schäumpistole P_a_t_e_n_t_a_n_s_p__r_ü_c_h_e

1) Schäumpistole zum Erzeugen eines Mehrkomponenten-Schaumes

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ι aus Kunststoff, insbesondere auf Polyurethan-Basis im

Niederdruckverfahren, die einen Mischkopf mit Luftein— i laß und Zuführungen für die Materialkomponenten aufweist, j 5 Ventile zur steuerbaren Zufuhr der Aufschäumluft und ' der Materialkomponenten enthält und bei der vor dem

vorderen Ende des Mischkopfes eine in Art einer Düse : ausgebildeten Schaumaustrittsöffnung in einer : den Mischkopf abdeckenden Düsenkappe gebildet ist, wo-

; 10 .. bei der Mischkopf mit konischer Mantelfläche und die

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; kappe in die in der Kegelspitze der Düsenkappe angebrachte Schaumaustrittsöffnung führt, 15'^: dadurch gekennzeichnet, daß

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Dipl.-Phys. Heinrich Seid« ■ Patentanwalt · ßferstadter Höhe 15 · Postfach' 5105 · 6200 Wiesbaden 1 · §? (0 61 21) 56 20

der Mischkopf (12) in Form eines Kegelstumpfes an seiner vorderen Stirnseite mit einer Abplattung (14) ausgebildet ist, vor der im Inneren der Düsenkappe (2) eine kegelförmige Mischkammer (14a) mit der Schaumaustrittsöffnung (23) an ihrer Spitze gebildet ist, die Zuführungskanäle (15) für die Materialkomponenten in der durch die Abplattung (14) gebildete Bodenfläche der Mischkammer (14a) münden und in der Mantelfläche des Mischkopfes (12) Drallnuten (22) als entlang der konischen Innenfläche (2a) der Düsenkappe (2) führende und mit tangentialer Neigung in den Umfangsrand der kegeligen Mischkammer (14a) mündende Luftzuführungen angebracht sind

2) Schäumpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Drallnuten (22) eine Ringnut in der Mantelfläche des Mischkopfes (12) angebracht ist, die zusammen mit der konischen Innenfläche (2a) der Düsenkappe (2) einen zu den Drallnuten (22) führenden Luftverteilerraum (19) bildet.

3-) Schäumpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mittiger Anordnung des Lufteinlasses in Art einer Sackbohrung (18) im Mischkopf (12) von dieser Sackbohrung (18) zu der Mantelfläche des Mischkopfes (12), insbesondere in die Ringnut, führende Verbindungskanäle (18a) angebracht sind.

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4) Schäumpistole nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Rand der Sackbohrung (18) als ringförmiger, konischer Ventilsitz des Luftzuführungsventils (17) ausgebildet ist und mit dem vorderen Umfangsrand einer Ventilnadel (4) zusammenwirkt.

5) Schäumpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckluft-Zufuhr ein Mehrwegehahn (11) mit Anschlußmöglichkeit an eine zweite Druckluftquelle vorgesehen ist.

6) Schäumpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (16, 17) für die Zufuhr der Materialkomponenten und der Luft in ihrer Steuerung derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Ventil (17) für Luftzufuhr vor dem Öffnen und nach dem Schließen der Ventile (16) für die Zufuhr der Materialkomponenten, Sowie überhaupt ohne Betätigung dieser Ventile (16) offenbar ist.

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