DE4316380A1 - Vorrichtung zum Mischen chemisch miteinander reagierender Kunststoffkomponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 29 07 938 bekannt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung, die wiederum auf eine Vorrich­ tung nach der DE-AS 23 27 269 zurückgeht, sind die beiden Kammern in einem bestimmten Größenverhältnis zueinander ausgebildet, so daß die Mischung in der ersten Kammer nicht abgeschlossen, son­ dern in der zweiten Kammer, die als Auslaufkammer bezeichnet wird, vervollständigt wird.

Aus der DE-PS 30 40 922 ist ebenfalls eine sog. Winkelmischvor­ richtung bekannt, bei der der Räumkolben in der Auslaufkammer die Strömung des Komponentengemischs aus der Mischkammer in die Auslaufkammer "androsseln" kann, um auf die Gemischbildung Ein­ fluß zu nehmen.

Aus der EP-PS 347 712 ist noch eine Winkelmischvorrichtung be­ kannt, bei der die Mischkammer nicht rechtwinklig, sondern in einem spitzen Winkel in die Auslaufkammer einmündet. Die spitz­ winklige Anordnung wurde gewählt, um einer unerwünschten Drallausbildung entgegenzuwirken.

Bei sämtlichen bekannten Vorrichtungen treten Probleme auf, wenn eine besonders intensive Vermischung erreicht werden soll, bei hohen Austragsleistungen ein beruhigter Gemischaustrag erforder­ lich ist, bzw. mit extremen Mischungsverhältnissen gearbeitet wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Mischvor­ richtung für hohe Austragsleistungen und gleichzeitig beruhigten Gemischaustrag zu schaffen, bzw. eine besonders intensive Vermi­ schung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird ganz bewußt durch die versetzte Anordnung der Auslaufkammer zu der Mischkammer die Ausbildung eines Dralls im Unterschied zu der Lehre des Standes der Technik (EP-PS 347 712) in Kauf genommen. Dieser Drall wird dann durch die Stifte wieder gebrochen. Durch die Ausbildung der Mischvor­ richtung als "Zyklon" in Kombination mit den Beruhigungsstiften in der Auslaufkammer, wird für große Austragsleistungen eine überraschend gute Mischung mit gleichzeitig ruhigem, laminaren Austritt ermöglicht, so daß auch große Mengen von Gemisch pro Zeiteinheit ohne Spritzen in offene Formen eingefüllt werden kön­ nen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüchen 2 bis 11.

Die in Anspruch 2 angegebene kreisförmige Ausbildung der Kammern ist die übliche bei derartigen Winkelmischköpfen. Der Versatz er­ folgt vorzugsweise so, daß eine tangentiale Einmündung erfolgt, die die Ausbildung des Dralls fördert. Die Größenverhältnisse sind hierbei so, wie in Anspruch 4 angegeben, d. h. das dort ge­ nannte Verhältnis stellt einen maximalen Versatz dar.

Wenn die Vorrichtung so ausgebildet ist, wie in Anspruch 11 ange­ geben, dann ist es möglich, das Auslaufrohr auch gegen ein sol­ ches ohne Beruhigungsstifte auszuwechseln, um einen universellen Einsatz der Mischvorrichtung, beispielsweise für den Fall zu er­ möglichen, daß in geschlossene Formen eingefüllt wird, bei denen eine intensive Beruhigung nicht unbedingt erforderlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungs­ form der Mischvorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch die Auslaufkammer mit Beruhigungsstiften, eingefahren aus der Wand, die der Mischkammer gegenüberliegt;

Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch die Auslaufkammer mit Beruhigungsstiften, die seitlich eingefahren sind;

Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch die Auslaufkammer mit von beiden Seiten seitlich eingefahrenen Beruhigungs­ stiften; und

Fig. 6 einen der Fig. 2 entsprechenden Längsschnitt, jedoch mit auswechselbarem Auslaufrohr.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Mischvorrichtung besteht aus einer Mischkammer 2 mit einem in dieser hin- und herbewegbaren Steuerkolben 1 sowie mit zwei Eintrittsöffnungen 3 und 4 für zwei Kunststoffkomponenten. Derartige Mischkammern sind in der unter­ schiedlichsten Ausgestaltung bekannt. Rechtwinklig hierzu schließt sich eine Auslaufkammer 5 an, die, wie es beim Betrach­ ten der Fig. 1 deutlich wird, einen größeren Querschnitt als die Mischkammer 2 aufweist und seitlich versetzt ist. Die Einmündung der Mischkammer 2 in die Auslaufkammer 5 erfolgt hierbei ungefähr tangential.

Die Mischvorrichtung kann, wie Fig. 2 zeigt, auch so gestaltet sein, daß die Mischkammer 2 in einem Gehäuseteil und die Auslauf­ kammer 5 in einem getrennten Gehäuseteil angeordnet sind. Da Ver­ schleiß hauptsächlich im Mischkammerteil auftritt, können so Re­ paraturen kostengünstiger durchgeführt werden.

In der Auslaufkammer 5 ist ein Räumkolben 6 hin- und herbewegbar, um die Auslaufkammer 5 zu reinigen. In der hinteren Stellung des Räumkolbens 6, die in Fig. 2 dargestellt ist, sind Beruhigungs­ stifte 7 in die Auslaufkammer 5 einfahrbar. Der Abstand X zwi­ schen der Ebene der Mischkammer 2 und der Ebene der Beruhigungs­ stifte 7 ist hierbei in vorteilhafter Weise größer als 0,5 D (D ist Durchmesser der Auslaufkammer). Der entsprechende Abstand Y zur Austrittsöffnung der Auslaufkammer 5 ist hierbei in vorteil­ hafter Weise für alle Baugrößen kleiner als 140 mm. Diese Maße haben sich bei Versuchen als besonders wirkungsvoll herausge­ stellt.

In den Fig. 3 bis 5 sind unterschiedliche Ausführungsformen für das Einfahren von Beruhigungsstiften 7 dargestellt.

In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform veranschaulicht, bei der die Auslaufkammer 5 geteilt ist. Das Auslaufrohr 8 ist als getrenntes Bauteil ausgeführt. Es kann die Beruhigungsstifte 7 enthalten und somit auch gegen ein glattes Auslaufrohr ohne Beru­ higungsstifte ausgetauscht werden, wenn dieses bei besonderen An­ wendungsfällen wünschenswert erscheint. Dieses gilt insbesondere dann, wenn eine Beruhigung beim Füllen von geschlossenen Formen nicht erforderlich ist.

Im Betrieb werden die Kunststoffkomponenten durch die Öffnungen 3 und 4 unter hohem Druck in die Mischkammer 2 eingedüst. Die Kol­ ben 1 und 6 nehmen die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stellungen ein. Die Mischung erfolgt im wesentlichen in der Mischkammer 2.

Das Gemisch tritt dann in die Auslaufkammer 5 ein und wird hier­ bei rechtwinklig umgelenkt. Gleichzeitig erhält das Gemisch einen Drall, wie es beim Betrachten der Fig. 1 ohne weiteres deutlich wird. Die Ausbildung und Anordnung ist derjenigen eines Zyklons ähnlich.

Anschließend erfolgt dann eine Beruhigung durch die eingefahrenen Beruhigungsstifte 7, wobei sich innerhalb der angegebenen Berei­ che für die Strecken X und Y ein optimales Strömungsprofil ein­ stellt.

Wenn ein Mischvorgang, d. h. ein sog. Schuß, beendet ist, werden die Beruhigungsstifte 7 zurückgezogen, der Steuerkolben 1 wird vorgefahren, bis in den Übergangsbereich zwischen Mischkammer 2 und Auslaufkammer 5, wobei die Eintrittsöffnungen 3 und 4 ver­ schlossen werden. Gleichzeitig wird der Räumkolben 6 bis in den Bereich der Austrittsöffnung der Auslaufkammer 5 vorgefahren, um diese Kammer zu reinigen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Mischen chemisch miteinander reagierender Kunststoffkomponenten, insbesondere Polyurethan, mit einer Eintrittsöffnungen für die Komponenten aufweisenden Misch­ kammer (2) und einer unmittelbar rechtwinklig anschließenden Auslaufkammer (5), wobei beide Kammern jeweils einen durchge­ hend gleichen Querschnitt haben und mit jeweils querschnitts­ gleichen Kolben (1, 6) versehen sind, von denen der Kolben (1) in der Mischkammer aus einer hinteren, die Komponentenein­ trittsöffnungen freigebenden Stellung bis zur Einmündung in die Auslaufkammer und der Kolben (6) in der Auslaufkammer aus einer hinteren, die Einmündung freigebenden, bis in den Be­ reich ihrer Austrittsöffnung hin- und herbewegbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auslaufkammer (5) im Quer­ schnitt seitlich versetzt zur Mischkammer (2) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Auslaufkammer (5) größer ist als der Quer­ schnitt der Mischkammer (2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Auslaufkammer (5) bei in seiner hinteren Stellung stehendem Räumkolben (6) Beruhigungsstifte (7) einfahrbar sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2, 5) und ihre Kolben (1, 6) einen kreisrunden Querschnitt aufwei­ sen, daß der maximale seitliche Versatz der Auslaufkammer (5) kleiner als die halbe Differenz der Durchmesser von Räumkol­ ben (6) und Steuerkolben (1), ist, und daß die eine Quer­ schnittswand der Mischkammer (2) tangential in die entspre­ chende Wand der Auslaufkammer (5) mündet (Fig. 1).

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsstifte (7) seit­ lich quer zur Mischkammerachse in die Auslaufkammer (5) ein­ fahrbar sind (Fig. 4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsstifte (7) von beiden Seiten in die Auslauf­ kammer (2) einfahrbar sind (Fig. 5).

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Beruhigungsstifte (7) von der der Mischkammer (2) gegenüberliegenden Seite in die Auslauf­ kammer (2) einfahrbar sind (Fig. 3).

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (X) der Ebene, in der die Beruhigungsstifte (7) einfahrbar sind, von der Mischkammerachse größer als 0,5 D ist, wobei D der Durch­ messer der Auslaufkammer (5) ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü­ che 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (Y) der Ebene der Beruhigungsstifte (7) zur Ebene der Austritts­ öffnung der Auslaufkammer (5) kleiner als 140 mm ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufkammer (5) aus­ wechselbar an der Mischkammer (2) angebracht ist (Fig. 2).

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufkammer zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Beruhigungsstifte (7) in dem in Strömungsrichtung zweiten Teil, einem Auslaufrohr (8), an­ geordnet sind.