EP1915216B1 - Mischkopf - Google Patents

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EP1915216B1
EP1915216B1 EP06777591A EP06777591A EP1915216B1 EP 1915216 B1 EP1915216 B1 EP 1915216B1 EP 06777591 A EP06777591 A EP 06777591A EP 06777591 A EP06777591 A EP 06777591A EP 1915216 B1 EP1915216 B1 EP 1915216B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
swirl
mixing head
constructed
insert
Prior art date
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Active
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EP06777591A
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English (en)
French (fr)
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EP1915216A1 (de
EP1915216B8 (de
Inventor
Ernst Scheidt
Stefan Hobelsberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KraussMaffei Technologies GmbH
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
KraussMaffei Technologies GmbH
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Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG, KraussMaffei Technologies GmbH filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to PL06777591T priority Critical patent/PL1915216T3/pl
Publication of EP1915216A1 publication Critical patent/EP1915216A1/de
Publication of EP1915216B1 publication Critical patent/EP1915216B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1915216B8 publication Critical patent/EP1915216B8/de
Active legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B05B1/3421—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber
    • B05B1/3431—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves
    • B05B1/3436—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with channels emerging substantially tangentially in the swirl chamber the channels being formed at the interface of cooperating elements, e.g. by means of grooves the interface being a plane perpendicular to the outlet axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0408—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing two or more liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/10—Spray pistols; Apparatus for discharge producing a swirling discharge

Definitions

  • the present invention relates to a polyurethane mixing head with a spray nozzle according to the preamble of claim 1 and the use of a nozzle for a spray head of a polyurethane mixing head according to the preamble of claim 13.
  • Methods and devices for applying a spray layer on a surface, in particular a polyurethane spray layer are, for example, from EP 0 303 305 B1 as well as the EP 0 389 014 B1 known.
  • a nozzle which is used for a sputtering gun and serves to produce a polyurethane layer on a surface by spraying the reaction components.
  • the atomizing nozzle comprises a sputtering piece having a substantially funnel-shaped cavity which is connected on the one hand at its widest side to a supply channel for the reaction components for obtaining the polyurethane and on the other hand terminates at its narrowest point in a substantially cylindrical channel.
  • a core member is provided which is adapted to direct the reaction components in a screw or swirling motion through said atomizing opening.
  • the object of the present invention is to provide a polyurethane mixing head, with which a material discharge with a desired Austragskegel is achieved in an optimal manner.
  • the swirl body of the nozzle of the polyurethane mixing head is substantially disc-shaped or plate-shaped and has an annular web arranged thereon.
  • the disk-shaped or plate-shaped part has radially outside the annular web at least one, but preferably a plurality of openings. These can be provided in the form of holes or grooves.
  • the ring land is also broken at least at one point, but preferably at several points, radially from outside to inside by at least one straight or spiral groove.
  • the swirl body and the nozzle insert is arranged in the nozzle body and the nozzle body is formed such that i) between the material inlet and the at least one opening opening there is a flow connection, ii) radially outside of the ring land and between the substantially disc-shaped or plate-shaped part and the nozzle insert, an annular channel is formed, which is in flow communication with the at least one aperture opening, iii) radially within the annular web, the swirl chamber is formed, iv) the swirl chamber is in flow communication via at least one straight or spiral groove formed with the annular channel.
  • a discharge material is supplied to the nozzle body via a material supply. From the material inlet, the material flows in the direction of the breakthrough openings. About the breakthrough openings, it enters the annulus outside of the ring land. From there it enters the swirl chamber via the essentially spiral-shaped grooves.
  • the Austragsmaterial is provided in terms of movement with a swirl component and receives a rotational velocity component. From the swirl chamber, the discharge material is then sprayed through the nozzle bore. Due to the swirl component and the shape of the nozzle bore, an optimal discharge cone is created.
  • the breakthrough openings can, as already mentioned above, be realized in the form of bores, but also of peripheral grooves in the essentially disc-shaped or plate-shaped part of the swirl body. Both the holes, as well as the grooves are quite easy to produce. It has proven to be particularly advantageous if the breakthrough openings are already realized with an inclination relative to the vertical of the disk-shaped or plate-shaped part. In this case, a swirl component is already given to the discharge material as it passes through the breakthrough openings and when flowing into the radially outer annular channel. Of course, in such a case, the inclination of the apertures and the shape of the helical grooves should be made coordinated with each other so as to enhance the swirling effects.
  • the breakthrough openings and the spirally formed grooves are preferably circumferentially offset from each other. In this way, it is avoided that the starting material passing through the apertures openings immediately immediately through the spiral grooves flow through, without first in the circumferential direction to flow through the radially outer annular channel at least partially.
  • the present nozzle should be particularly simple, easy to install and service friendly. This is ensured by the fact that both the swirl body and the nozzle insert are in principle removable.
  • the nozzle insert is screwed into the nozzle body, being held by screwing the nozzle insert into the nozzle body of the swirl body in the nozzle body.
  • the nozzle body, the swirler and the nozzle insert can be made separately and then mounted in the simplest way.
  • the ease of service and maintenance is given, since by simply unscrewing the nozzle insert and the swirl body can be removed and all elements are easy to clean.
  • the swirl body can then be easily inserted into the nozzle body when the cavity in the form of a narrowing from the outside inward bore, in particular a stepped bore is formed.
  • the swirler can rest against the wall of the cavity or be supported on a step.
  • a spray nozzle for a spray head is shown.
  • a spray nozzle is attached to a mixing head lance 10, which is arranged on a mixing head, not shown, a polyurethane system.
  • a mixing head lance 10 which is arranged on a mixing head, not shown, a polyurethane system.
  • a mixing head - including such a mixing head - can for example Fig. 1 of the EP 0 389 014 B1 be removed.
  • such a mixing head is supplied with two reactive starting materials, for example polyol and isocyanate. These materials are then mixed together in the mixing head and then discharged.
  • the reactive Austragsgemisch can then be applied to a surface where it reacts and forms a plastic skin.
  • this skin may be formed with a ridged surface or an otherwise structured surface. These skins can be further processed by injection molding or foam back, the skins themselves form the decorative surfaces.
  • a mixing head lance 10 is initially arranged on the mixing head - not shown - at the lower end of which (in the present case an adapter piece 12) a spray nozzle is attached.
  • the mixing head lance 10 makes it possible to spray even inaccessible areas to which the mixing head otherwise could not penetrate.
  • the mixing head lance 10 is provided with a central flow passage through which discharge material flows from the mixing head via the spray head port to the spray nozzle.
  • the adapter piece 12 adjoining the downstream end of the mixing head lance 10 is the adapter piece 12, which is fastened to the mixing head lance 10 by means of a union nut in such a way that the discharge material flows via the central channel in the mixing head lance flows directly into the aligned flow channel of the adapter piece 12.
  • an external thread is arranged, on which a nozzle body of the spray nozzle can be screwed.
  • an internal thread 32 is arranged on a mounting flange 30 of the spray nozzle.
  • the spray nozzle is presently substantially cylindrical and has perpendicular to the longitudinal axis of a provided with two stages 34 and 36 step bore.
  • the step bore narrows through the steps 34 and 36 from outside to inside, wherein the steps 34 and 36 form a total annular heels or -auflagen.
  • a swirl body 18 is supported radially on the outside. This swirler 18 is held by the nozzle insert 16 in abutment against the step 36.
  • the nozzle insert 16 is formed substantially disc-shaped or cup-shaped with a central nozzle bore 26 and has at its radial outer periphery a thread 42. With this thread, the nozzle insert 16 can be screwed into the step bore, which has an internal thread at this point. When the nozzle insert 16 is completely screwed in, its lower end adjoins the swirl body 18 and holds it firmly in the nozzle body 14.
  • the swirl body 18 has a substantially disc-shaped central part, which is broken by four edge grooves 44.
  • the peripheral grooves have an inclination relative to the perpendicular to the disk-shaped part.
  • an annular web 46 is arranged, which is also broken by four, from radially outward to radially inwardly extending grooves 48.
  • the grooves may be straight or spiral.
  • the annular rib 46 is formed flat at its upper, side facing away from the disc-shaped part side, so that it can rest tightly on the underside of the nozzle insert 16.
  • a swirl chamber 24 is formed in the nozzle bore 26th empties.
  • two engagement grooves 40 are still provided, in which a corresponding tool for tightening or loosening of the nozzle insert 16 can be recognized.
  • reactive material is supplied via the central channel of the mixing head lance 10 and the adapter piece 12 of the spray nozzle.
  • the reactive material flows through a material inlet into a flow in front of the swirler 18 inflow chamber 20. From the inflow chamber 20, the material flows through the four edge grooves 44 in the radially outside of the annular ridge 46 and between the nozzle insert 16, the plate-shaped part of Swirl body 18 and the nozzle body formed annular space 28th
  • the material enters through the spiral grooves 48 in the swirl chamber 24, wherein it comes on passing through the spiral grooves 48 again to an increase of the twist. That in the Swirl chamber 24 material has thus been placed on the peripheral grooves 44, the passage of the annular channel 28 and the spiral grooves 48 in a corresponding swirling motion and exits the swirl chamber through the nozzle bore 26 to the outside environment.
  • the presently formed nozzle provides a simply constructed, easy-to-clean and cost-effective nozzle that provides optimal spray results.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polyurethan-Mischkopf mit einer Sprühkopfdüse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie die Verwendung einer Düse für einen Sprühkopf eines Polyurethan-Mischkopfes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 13.
  • Verfahren und Vorrichtungen zum Aufbringen einer Sprühschicht auf eine Oberfläche, insbesondere einer Polyurethan-Sprühschicht, sind beispielsweise aus der EP 0 303 305 B1 sowie der EP 0 389 014 B1 bekannt.
  • In der EP 0 389 014 B1 ist eine Düse beschrieben, die für eine Zerstäubungspistole verwendet wird und zur Erzeugung einer Polyurethan-Schicht auf einer Fläche durch Aufsprühen der Reaktionskomponenten dient. Die Zerstäubungsdüse weist ein Zerstäubungsstück mit einem im wesentlichen trichterförmigen Hohlraum auf, der einerseits an seiner breitesten Seite mit einem Zufuhrkanal für die Reaktionskomponenten zum Erhalten des Polyurethans verbunden ist und andererseits an seiner engsten Stelle in einem im wesentlichen zylindrischen Kanal ausläuft. Überdies ist ein Kernelement vorgesehen, das ausgebildet ist, um die Reaktionskomponenten in einer Schrauben- oder Wirbelbewegung durch die genannte Zerstäubungsöffnung zu leiten.
  • Aus den Dokumenten FR 2 116 973 , US 3,441,223 , WO 96/21517 sowie DE 101 38 622 sind verschiedene Düsen aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen -wie beispielsweise der Kraftstoffeinspritzung, einer landwirtschaftlichen Anwendung etc. - bekannt, denen gemein ist, dass einem zu versprühendem Medium durch tangentiale Zufuhrkanäle ein Drehimpuls beim Eintritt in eine vor der Austrittsöffnung angeordnete Kammer mitgegeben wird. Der Einsatz einer solche Düse bei einem Polyurethan-Mischkopf geht daraus allerdings nicht hervor.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Polyurethan-Mischkopf anzugeben, mit dem ein Materialaustrag mit einem gewünschten Austragskegel in optimaler Weise erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird alternativ durch die im Anspruch 1 bzw. durch die im Anspruch 13 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß der EP 0 389 014 B1 ist der Drallkörper der Düse des Polyurethan-Mischkopfes im wesentlichen scheiben- oder plattenförmig ausgebildet und weist einen darauf angeordneten Ringsteg auf. Der scheiben- oder plattenförmig ausgebildete Teil besitzt radial außerhalb des Ringstegs zumindest eine, vorzugsweise aber mehrere, Durchbruchsöffnungen. Diese können in Form von Bohrungen oder Nuten vorgesehen sein. Der Ringsteg ist überdies zumindest an einer Stelle, vorzugsweise jedoch an mehreren Stellen, radial von außen nach innen durch zumindest eine gerade oder spiralförmig ausgebildete Nut durchbrochen. Überdies ist der Drallkörper sowie der Düseneinsatz derart im Düsenkörper angeordnet und der Düsenkörper derart ausgebildet, dass i) zwischen dem Materialzulauf und der zumindest einen Durchbruchsöffnung eine Strömungsverbindung besteht, ii) radial außerhalb des Ringstegs sowie zwischen dem im Wesentlichen scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teil und dem Düseneinsatz ein Ringkanal gebildet ist, der mit der zumindest einen Durchbruchsöffnung in Strömungsverbindung steht, iii) radial innerhalb des Ringstegs die Drallkammer ausgebildet ist, iv) die Drallkammer über zumindest eine gerade oder spiralförmig ausgebildete Nut mit dem Ringkanal in Strömungsverbindung steht.
  • Mit einer solchermaßen ausgebildeten Düse wird ein Austragsmaterial über einen Materialzulauf dem Düsenkörper zugeführt. Vom Materialzulauf fließt das Material in Richtung der Durchbruchsöffnungen. Über die Durchbruchsöffnungen tritt es in den Ringraum außerhalb des Ringstegs ein. Von dort tritt es über die im wesentlichen spiralförmig ausgebildeten Nuten in die Drallkammer ein. Dabei wird das Austragsmaterial bewegungsmäßig mit einer Drallkomponente versehen und erhält eine rotatorische Geschwindigkeitskomponente. Von der Drallkammer wird das Austragsmaterial dann über die Düsenbohrung ausgesprüht. Aufgrund der Drallkomponente sowie der Form der Düsenbohrung entsteht ein optimaler Austragskegel.
  • Bei den Tests mit der vorliegend beschriebenen Düse sind hervorragende Sprühergebnisse erzielt worden. Dies wird unter anderem darauf zurückgeführt, dass durch die im wesentlichen vollständig radial verlaufende Überführung vom Ringsteg in die Drallkammer eine besonders gute Drallwirkung erzielt wird.
  • Die Durchbruchsöffnungen können, wie vorgenannt bereits erwähnt, in Form von Bohrungen, aber auch von randseitigen Nuten in dem im wesentlichen scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teil des Drallkörpers realisiert sein. Dabei sind sowohl die Bohrungen, wie auch die Nuten recht einfach herzustellen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn bereits die Durchbruchsöffnungen mit einer Neigung gegenüber der Senkrechten des scheiben- oder plattenförmig ausgeführten Teils realisiert sind. In diesem Fall wird dem Austragsmaterial bereits beim Durchtritt durch die Durchbruchsöffnungen und beim Einströmen in den radial äußeren Ringkanal eine Drallkomponente mitgegeben. Natürlich sollte in einem solchen Fall die Neigung der Durchbruchsöffnungen und die Form der spiralförmigen Nuten derart aufeinander abgestimmt ausgebildet werden, dass sich die Drallwirkungen verstärken. Um die Möglichkeit zur Ausbildung eines Dralleffekts sowohl im radial äußeren Ringraum wie auch in der Drallkammer zu verstärken, sind die Durchbruchsöffnungen sowie die spiralförmig ausgebildeten Nuten vorzugsweise umfangsmäßig gegeneinander versetzt. Auf diese Weise wird vermieden, dass das durch die Durchbruchsöffnungen hindurchtretende Ausgangsmaterial unmittelbar auch gleich durch die spiralförmigen Nuten hindurchströmen, ohne zuvor in Umfangsrichtung den radial äußeren Ringkanal zumindest teilweise zu durchströmen.
  • Natürlich sollte die vorliegende Düse besonders einfach, montage- und servicefreundlich aufgebaut sein. Dies ist dadurch gewährleistet, dass sowohl der Drallkörper wie auch der Düseneinsatz prinzipiell entnehmbar sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Düseneinsatz in den Düsenkörper einschraubbar, wobei durch das Einschrauben des Düseneinsatzes in den Düsenkörper der Drallkörper im Düsenkörper gehalten wird. Auf diese Art und Weise können der Düsenkörper, der Drallkörper und der Düseneinsatz separat hergestellt und dann auf einfachste Weise montiert werden. Auch ist die Service- und Wartungsfreundlichkeit gegeben, da durch einfaches Herausschrauben des Düseneinsatzes auch der Drallkörper entnommen werden kann und alle Elemente leicht zu reinigen sind. Der Drallkörper lässt sich dann leicht in den Düsenkörper einsetzen, wenn der Hohlraum in Form einer sich von außen nach innen verengenden Bohrung, insbesondere einer Stufenbohrung, ausgebildet ist. Der Drallkörper kann an der Wand des Hohlraums aufliegen oder an einer Stufe abgestützt zur Anlage kommen.
  • Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
    • Fig. 1:
    eine schematische Teilschnittdarstellung einer an einer Mischkopflanze angeordneten erfindungsgemäßen Sprühdüse,
    Fig. 2:
    eine Perspektivschnittdarstellung durch die Sprühdüse für den erfindungsgemäßen Mischkopf aus Fig. 1 und
    Fig. 3:
    eine Perspektivansicht der Sprühdüse aus Fig. 1 in Explosivansicht.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird lediglich die Sprühdüse für einen Sprühkopf dargestellt. Eine solche Sprühdüse ist an einer Mischkopflanze 10 befestigt, welche an einem nicht näher dargestellten Mischkopf einer Polyurethan-Anlage angeordnet ist. Eine solche Anlage - inklusive eines solchen Mischkopfes - kann beispielsweise aus Fig. 1 der EP 0 389 014 B1 entnommen werden. Dabei sind einem solchen Mischkopf in der Regel zwei reaktive Ausgangsmaterialien, beispielsweise Polyol und Isocyanat, zugeführt. Diese Materialien werden dann im Mischkopf miteinander vermischt und anschließend ausgetragen. Über die Sprühdüse kann das reaktive Austragsgemisch dann auf eine Oberfläche aufgebracht werden, wo es ausreagiert und eine Kunststoff-Haut bildet.
  • Entsprechend der Oberflächenausgestaltung kann diese Haut mit einer genabten Oberfläche oder einer anderweitig strukturierten Oberfläche ausgebildet sein. Diese Häute können durch Hinterspritzen oder Hinterschäumen weiterverarbeitet werden, wobei die Häute an sich die dekorativen Oberflächen bilden.
  • Zum Ausbilden einer qualitativ guten Polyurethan-Haut ist es erforderlich, das Austragsmaterial mit optimaler Verteilung und in optimaler Tröpfchengröße auf die besagte Formoberfläche aufzusprühen. Zu diesem Zweck ist an dem - nicht dargestellten - Mischkopf zunächst eine Mischkopflanze 10 angeordnet, an deren unteren Ende (vorliegend über ein Adapterstück 12) eine Sprühdüse befestigt ist. Die Mischkopflanze 10 ermöglicht es, auch unzugängliche Stellen, zu denen der Mischkopf ansonsten nicht vordringen könnte, zu besprühen.
  • Die Mischkopflanze 10 ist mit einem zentralen Strömungskanal versehen, durch den Austragsmaterial vom Mischkopf über den Sprühkopfanschluss zur Sprühdüse hindurchströmt. Vorliegend schließt sich an das strömungsabwärtsseitige Ende der Mischkopflanze 10 das Adapterstück 12 an, welches an der Mischkopflanze 10 mittels einer Überwurfmutter derart befestigt ist, dass das Austragsmaterial über den zentralen Kanal in der Mischkopflanze unmittelbar in den dazu fluchtend ausgebildeten Strömungskanal des Adapterstücks 12 fließt. Am austragsseitigen Ende des Adapterstücks 12 ist ein Außengewinde angeordnet, an dem ein Düsenkörper der Sprühdüse aufgeschraubt werden kann. Zu diesem Zweck ist an einem Befestigungsflansch 30 der Sprühdüse ein Innengewinde 32 angeordnet.
  • Die Sprühdüse ist vorliegend im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist senkrecht zu deren Längsachse eine mit zwei Stufen 34 und 36 versehene Stufen-Bohrung auf. Die Stufen-Bohrung verengt sich über die Stufen 34 und 36 von außen nach innen, wobei die Stufen 34 und 36 insgesamt Ringabsätze bzw. -auflagen bilden.
  • Auf der innersten Stufe 36 stützt sich radial außen ein Drallkörper 18 ab. Dieser Drallkörper 18 wird durch den Düseneinsatz 16 im Anschlag an die Stufe 36 gehalten. Der Düseneinsatz 16 ist im wesentlichen scheiben- oder becherförmig mit einer zentralen Düsenbohrung 26 ausgebildet und besitzt an seinem radialen Außenumfang ein Gewinde 42. Mit diesem Gewinde kann der Düseneinsatz 16 in die Stufen-Bohrung eingeschraubt werden, welche an dieser Stelle ein Innengewinde aufweist. Beim vollständig eingeschraubten Düseneinsatz 16 lagert sich deren unteres Ende an dem Drallkörper 18 an und hält dieses fest in dem Düsenkörper 14.
  • Der Drallkörper 18 besitzt einen im wesentlichen scheibenförmigen zentralen Teil, der durch vier Randnuten 44 durchbrochen ist. Die Randnuten weisen dabei eine Neigung gegenüber der Senkrechten zum scheibenförmigen Teil auf. Auf dem scheibenförmigen Teil ist ein Ringsteg 46 angeordnet, der ebenfalls von vier, von radial außen nach radial innen verlaufenden Nuten 48 durchbrochen ist. Die Nuten können gerade oder spiralförmig angeordnet sein. Der Ringsteg 46 ist an seiner oberen, vom scheibenförmigen Teil abgewandten Seite plan ausgebildet, so dass er dicht auf der Unterseite des Düseneinsatzes 16 aufliegen kann. Innerhalb des Ringstegs 46 ist eine Drallkammer 24 ausgebildet, die in die Düsenbohrung 26 mündet.
  • Zum Ein- und Ausschrauben des Düseneinsatzes 16 sind noch zwei Eingriffsnuten 40 vorgesehen, in denen ein entsprechendes Werkzeug zum Festziehen oder zum Lockern des Düseneinsatzes 16 angesetzt werden kann.
  • Der soeben beschriebene Aufbau ist insbesondere aus Fig. 3 besonders gut zu erkennen.
  • Die Funktionsweise der vorliegenden, erfindungsgemäßen Düse soll nun - insbesondere mit Bezug zu den Figuren 1 und 2 - erläutert werden.
  • Das von einem nicht dargestellten Mischkopf zur Verfügung gestellte, reaktive Material wird über den zentralen Kanal der Mischkopflanze 10 und des Adapterstücks 12 der Sprühdüse zugeführt. In der Sprühdüse fließt das reaktive Material über einen Materialzulauf in eine strömungsmäßig vor dem Drallkörper 18 befindliche Einströmkammer 20. Von der Einströmkammer 20 fließt das Material über die vier Randnuten 44 in den radial außerhalb des Ringstegs 46 und zwischen dem Düseneinsatz 16, dem plattenförmigen Teil des Drallkörpers 18 und dem Düsenkörper gebildeten Ringraum 28.
  • Bereits beim Durchtritt des Materials durch die Randnuten 44 in den Ringraum 28 wird dem Material eine erste Drallbewegung mitgegeben. Da - wie in Fig. 3 zu erkennen ist - die randseitigen Nuten 44 sowie die den Ringsteg 46 durchbrechenden Nuten 48 umfangsmäßig versetzt angeordnet sind, muss das Material im Ringkanal 28 zunächst in Umfangsrichtung fließen. Hier wird dem Material noch mal ein weiterer Drall mitgegeben.
  • Anschließend tritt das Material durch die spiralförmigen Nuten 48 in die Drallkammer 24 ein, wobei es beim Durchtritt durch die spiralförmigen Nuten 48 nochmals zu einer Erhöhung des Dralls kommt. Das in der Drallkammer 24 befindliche Material ist somit über die randseitigen Nuten 44, dem Durchlaufen des Ringkanals 28 sowie die spiralförmigen Nuten 48 in eine entsprechende Drallbewegung versetzt worden und tritt aus der Drallkammer über die Düsenbohrung 26 an die Außenumgebung aus.
  • Aufgrund des mitgegebenen Dralls kommt es zu einer optimalen Ausbildung eines Sprühkegels mit einer guten Verteilung der Tröpfchen sowohl in ihrer Größe wie auch in der Form des Sprühkegels selbst.
  • Insgesamt wird durch die vorliegend ausgebildete Düse eine einfach aufgebaute, leicht zu reinigende und kostengünstig herzustellende Düse zur Verfügung gestellt, die optimale Sprühergebnisse liefert.

Claims (24)

  1. Polyurethan-Mischkopf mit einer Sprühkopfdüse, umfassend einen Düsenkörper (14) mit einem Hohlraum, der über einen Materialzulauf (22) mit Austragsmaterial versorgbar ist und in dem ein Drallkörper (18) angeordnet ist, auf welcher ein Düseneinsatz (16) mit einer Düsenbohrung (26), über die das Austragsmaterial ausgesprüht werden kann, angeordnet ist, wobei der Drallkörper (18) sowie der Düseneinsatz (16) derart im Düsenkörper (14) angeordnet sind, dass eine Drallkammer (24) vom Düseneinsatz (16) abgedeckt ist, derart, dass beim Betrieb das Ausgangsmaterial über die Düsenbohrung (26) aus der Drallkammer (24) austritt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drallkörper (18) einen scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teil aufweist, auf dem ein Ringsteg (46) angeordnet ist, wobei
    - der scheiben- oder plattenförmig ausgebildete Teil durch zumindest eine radial außerhalb des Ringstegs (46) angeordnete Öffnung (44) durchbrochen ist,
    dass der Ringsteg (46) an zumindest einer Stelle radial von außen nach innen durch zumindest eine gerade oder spiralförmig ausgebildete Nut (48) durchbrochen ist und
    - der Drallkörper (18) sowie der Düseneinsatz (16) weiter derart im Düsenkörper (14) angeordnet sind und der Düsenkörper (14) derart ausgebildet ist, dass
    - - zwischen dem Materialzulauf (22) und der zumindest einen Durchbruchsöffnung (44) eine Strömungsverbindung besteht,
    - - radial außerhalb des Ringstegs (46) sowie zwischen dem scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teil und dem Düseneinsatz (16) ein Ringkanals (28) gebildet ist, der mit der zumindest einen Durchbruchsöffnung (44) in Strömungsverbindung steht,
    - - radial innerhalb des Ringsteges (46) die Drallkammer (24) ausgebildet ist,
    - - die Drallkammer (24) über die zumindest eine gerade oder spiralförmig ausgebildete Nut (48) mit dem Ringkanal (28) in Strömungsverbindung steht.
  2. Polyurethan-Mischkopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Umfangsrichtung des scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teils eine Mehrzahl von Durchbruchsöffnungen (44) angeordnet sind.
  3. Polyurethan-Mischkopf nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchbruchsöffnungen (44) in Form von randseitigen Nuten ausgebildet sind.
  4. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchbruchsöffnungen (44) derart mit einer Neigung gegenüber einer Senkrechten auf den scheiben- oder plattenförmigen Teil ausgeführt sind, dass das Material mit einer Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung des Ringkanals (28) in diesen einleitbar ist.
  5. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Mehrzahl von spiralförmig ausgebildeten Nuten (48) vorgesehen ist.
  6. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Neigung der Durchbruchsöffnungen (44) sowie die Ausrichtung der spiralförmig ausgebildeten Nuten (48) in gleicher Drallerzeugungsrichtung gewählt sind.
  7. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchbruchsöffnungen (44) umfangsmäßig gegenüber den spiralförmig ausgebildeten Nuten (48) versetzt sind.
  8. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Düseneinsatz (16) in den Düsenkörper (14) einschraubbar ausgebildet ist.
  9. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hohlraum in Form einer sich von außen nach innen verengenden Bohrung, insbesondere einer Stufenbohrung, ausgebildet ist, wobei der Drallkörper (18) an der Wand des Hohlraums abgestützt zur Anlage kommt.
  10. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drallkörper (18) vom Düseneinsatz (16) im Düsenkörper (14) gehalten wird.
  11. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Austragsrichtung aus der Düsenbohrung (26) im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Düsenkörpers (14) ausgerichtet ist.
  12. Polyurethan-Mischkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drallkörper (18) und der Düseneinsatz (16) einteilig ausgebildet sind.
  13. Verwendung einer Düse für einen Sprühkopf eines Polyurethan-Mischkopfes, umfassend einen Düsenkörper (14) mit einem Hohlraum, der über einen Materialzulauf (22) mit Austragsmaterial versorgbar ist und in dem ein Drallkörper (18) angeordnet ist, auf welcher ein Düseneinsatz (16) mit einer Düsenbohrung (26), über die das Austragsmaterial ausgesprüht werden kann, angeordnet ist, wobei der Drallkörper (18) sowie der Düseneinsatz (16) derart im Düsenkörper (14) angeordnet sind, dass eine Drallkammer (24) vom Düseneinsatz (16) abgedeckt ist, derart, dass beim Betrieb das Ausgangsmaterial über die Düsenbohrung (26) aus der Drallkammer (24) austritt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drallkörper (18) einen scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teil aufweist, auf dem ein Ringsteg (46) angeordnet ist, wobei
    - der scheiben- oder plattenförmig ausgebildete Teil durch zumindest eine radial außerhalb des Ringstegs (46) angeordnete Öffnung (44) durchbrochen ist,
    dass der Ringsteg (46) an zumindest einer Stelle radial von außen nach innen durch zumindest eine gerade oder spiralförmig ausgebildete Nut (48) durchbrochen ist und
    - der Drallkörper (18) sowie der Düseneinsatz (16) weiter derart im Düsenkörper (14) angeordnet sind und der Düsenkörper (14) derart ausgebildet ist, dass
    - - zwischen dem Materialzulauf (22) und der zumindest einen Durchbruchsöffnung (44) eine Strömungsverbindung besteht,
    - - radial außerhalb des Ringstegs (46) sowie zwischen dem scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teil und dem Düseneinsatz (16) ein Ringkanal (28) gebildet ist, der mit der zumindest einen Durchbruchsöffnung (44) in Strömungsverbindung steht,
    - - radial innerhalb des Ringsteges (46) die Drallkammer (24) ausgebildet ist,
    - - die Drallkammer (24) über die zumindest eine gerade oder spiralförmig ausgebildete Nut (48) mit dem Ringkanal (28) in Strömungsverbindung steht.
  14. Verwendung einer Düse nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in Umfangsrichtung des scheiben- oder plattenförmig ausgebildeten Teils eine Mehrzahl von Durchbruchsöffnungen (44) angeordnet sind.
  15. Verwendung einer Düse nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchbruchsöffnungen (44) in Form von randseitigen Nuten ausgebildet sind.
  16. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchbruchsöffnungen (44) derart mit einer Neigung gegenüber einer Senkrechten auf den scheiben- oder plattenförmigen Teil ausgeführt sind, dass das Material mit einer Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung des Ringkanals (28) in diesen einleitbar ist.
  17. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche13 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Mehrzahl von spiralförmig ausgebildeten Nuten (48) vorgesehen ist.
  18. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Neigung der Durchbruchsöffnungen (44) sowie die Ausrichtung der spiralförmig ausgebildeten Nuten (48) in gleicher Drallerzeugungsrichtung gewählt sind.
  19. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche13 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchbruchsöffnungen (44) umfangsmäßig gegenüber den spiralförmig ausgebildeten Nuten (48) versetzt sind.
  20. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche13 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Düseneinsatz (16) in den Düsenkörper (14) einschraubbar ausgebildet ist.
  21. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hohlraum in Form einer sich von außen nach innen verengenden Bohrung, insbesondere einer Stufenbohrung, ausgebildet ist, wobei der Drallkörper (18) an der Wand des Hohlraums abgestützt zur Anlage kommt.
  22. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drallkörper (18) vom Düseneinsatz (16) im Düsenkörper (14) gehalten wird.
  23. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche13 bis 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Austragsrichtung aus der Düsenbohrung (26) im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Düsenkörpers (14) ausgerichtet ist.
  24. Verwendung einer Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 23,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drallkörper (18) und der Düseneinsatz (16) einteilig ausgebildet sind.
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