DE2416780C3

DE2416780C3 - Angußvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten eines insbesondere zellbildenden Kunststoffes

Info

Publication number: DE2416780C3
Application number: DE2416780A
Authority: DE
Inventors: Richard 8051 Eching Herbst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-05
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1981-04-02
Also published as: DE2416780A1; DE2416780B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Angußvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten eines insbesondere zellbildenden Kunststoffs mit einer Ringspaltdüsen zum Einleiten der Komponenten aufweisenden Mischkammer, an deren Auslaßöffnung sich ein Formhohlraum anschließt, und einem koaxial zu der Mischkammer angeordneten Steuerkolben, der zwischen einer die Düsen offen lassenden Stellung und einer Verschlußstellung, in der er die Mischkammer ausfüllt und mit seiner Stirnfläche dsn Formhohlraum begrenzt, hin- und herbewegbar ist, wobei die Komponenten in der Verschlußstellung einzeln rückführbar sind.

^: Bei einer bekannten Angußvorrichtung der vorstehend genannten Art ist in einer zylindrischen Mischkammer ein längs der Mischkammer verschiebbarer Steuerkolben vorgesehen, der von einer hydraulischen Kolbenzylinderanordnung betätigbar ist In die Mischkammer münden den ganzen Umfang der Mischkammer umfassende Ringspaltdüsen, durch die zwei Kunststoffkomponenten in die Mischkammer eingespritzt werden. Der Steuerkolben befindet sich während der Einspritzphase in einer hinteren, die Düsen offen lassenden Stellung und füllt in der Verschlußstellung die Mischkammer aus, wobei er mit seiner Stirnfläche den Formhohlraum begrenzt

Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist daß der Abstand einander gegenüberliegender Ringspaltbereiche durch den Mischkammerdurchmesser bestimmt wird, wodurch einerseits der Mischgüte und andererseits der durchgesetzten Massenmenge Grenzen gesetzt sind.
Eine andere Ausführungsform einer Angußvorrichtung ist im DE-GM 72 39 497 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform hebt sich das Ausflußrohr in Arbeitsstellung — wenn sich ein entsprechend hoher Druck in einem äußeren Ringhohlraum aufgebaut hat, durch den die eine Komponente zugeführt wird — ab und in diesem Augenblick entsteht eine Art Ringspalt, der aber völlig Undefiniert ist Erst wenn der zweite, innere Ringspalt gebildet wird, nämlich durch das Abheben des Ventiltellers (also nach entsprechendem Druckaufbau im inneren Hohlraum, durch den die andere Komponente zugeführt wird) erfolgt das Mischen der beiden Komponenten. Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, daß sich erst in Arbeitsstellung eine Art Ringdüse bildet, deren Spalt sich aber nicht genau bestimmen läßt und druck- sowie viskositätsabhängig ist. Beeinflußt

^ wird dieser Vorgang von einer zum Schwingen neigenden Feder. Außerdem können die beiden aufeinandertreffenden Ringstrahlkomponenten nicht frei in die Düse treten, da sie entlang einer Stirnwand

des Austrittsrohres geführt werden, wodurch weitere Nachteile, wie zum zuerst genannten Stand der Technik ausgeführt, auftreten.

Ausgehend von dem einleitend genannten Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Angußvorrichtung so weiterzubilden, daß die Mischung der Komponenten unabhängig vom Durchmesser der Mischkammer sehr intensiv erfolgt und große Mengen durchgesetzt werden können.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe bei einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung dadurch, daß die Mischkammer als zylindrische Ringmischkamrner und der Steuerkolben als in der Ringmischkammer angeordneter Ringkolben ausgebildet sind, und daß die Ringspaltdüsen in die Mantelflächen der Ringmischkammer münden.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Steuerkolben in seinem dem Formhohlraum zugewandten Bereich mindestens einen kegeligen Abschnitt aufweist, der mit dem ihm umgebenden, entsprechend ausgebildeten Gehäuse die Mischkammer in Form einer Ringmischkammer bildet, in deren Mantelflächen die Ringspaltdüsen münden.

Der Strömungsquerschnitt in der Mischkammer kann durch die Wahl von Innen- und Außendurchmesser ohne Rücksicht auf den Düsenabstand bestimmt werden. Der große Anschnittdurchmesser kann damit wesentlich größer gewählt werden. Außerdem kann durch den Anguß bei gleicher Strömungsgeschwindigkeit eine größere Massenmenge durchgesetzt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigen

F i g. 1 eine Angußvorrichtung mit einer als Ringzylinder ausgebildeten Mischkammer,

F i g. 2 eine Angußvorrichtung mit einer als Ringhohlkegel ausgebildeten Mischkammer, bei der die kleine Grundfläche des Kegels vom Formhohlraum zugeordnet ist,

F i g. 3 eine Angußvorrichtung mit einer als Ringhohlkegel ausgebildeten Mischkammer bei der die große Grundfläche des Kegels dem Formhohlraum zugeordnet ist,

F i g. 4 die Anordnung von Ringspaltdüsen welche in Ruhestellung die Kurzschlußverbindung für je einen Komponentenkreislauf herstellt und in Arbeitsstellung die Ringspaltdüsen der komplementären Komponenten in Stellung zueinander bringt,

Fig.5 eine Angußvorrichtung mit einer Ringzylindermischkammer mit insgesamt vier Ringspaltdüsen, die paarweise mit den Kunststoffkomponenten gespeist werden,

Fig.6 eine Angußvorrichtung mit einer Ringzylindermischkammer mit zwei Ringspaltdüsen und Komponentenkreislauf über den Ringkolben und Rückführkanäle.

Die RingzylindermischknvTi^'tr 1 (Fig. 1) wird durch den mit der Form 18 verbundenen Hohlzylinder 2 und den innenliegenden Vollzylinder 3 gebildet. Der Ringkolben 4 gibt in der gezeichneten Stellung die Ringspaltdüse S im Hohlzylinder und die Ringspaltdüse 6 im Vollzylinder frei. Die Ringspaltdüsen 5 und 6 sind in der Düsenspaltweite getrennt einstellbar. Die Düsenspaltverstellung erfolgt beim innenliegenden Vollzylinder 3 durch Verstellung des ventiltellerartig ausgebildeten Teiles 14 des Vollzylinders 3 im Gewinde 15. Die Spaltverstellung der im Hohlzylinder 2 angeordneten Ringspaltdüse 5 erfolgt durch Verstellung des mit der Form verbundenen Flanschringes 16 über das Gewinde 17. Die Ringspaltdüse 5 im Hohlzylinder 2 wird durch die Bohrungen 7 und/oder 8 und über den Düsenkanal 12 gespeist Die Ringspaltdüse 6 im Vollzylinder erhält die Komponente durch die Bohrungen 9 und/oder 10 über den Düsenkanal 13. Nach beendetem Misch- und Formfüllvorgang werden die Ringspaltdüsen 5 und 6 durch den Ringkolben 4 verschlossen. Der Ringkolben 4 füllt die Ringzylindermischkammer aus und dessen Stirnfläche Aa ist mit der Formfläche bündig. Betätigt wird der Ringkolben 4 durch den Kolben 19, welcher hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar ist, zum Schließen durch den Anschluß 20, zum Öffnen durch den Anschluß 21. Bei geschlossenen Ringspaltdüsen wird die eine Komponente im Kreislauf durch die Bohrungen 7 und 8 über den Düsenkanal 12 und die zweite Komponente durch die Bohrungen 9 und 10 über den Düsenkanal 13 geführt Die Bohrungen, welche im geschlossenen Zustand zur Rückführung der Komponenten verwendet werden, können bei geöffneten Düsen gesperrt oder mit zur Komponentenzuführur.g verwendet werden.

Die Angußvorrichtung nach F i g. 2 weist eine als Ringhohlkege! ausgebildete Mischkammer 23 auf. Die kleine Grundfläche 26 des Kegels ist dem Formhohlraum 29 zugeordnet Der linke Halbschniu zeigt die Angußvorrichtung geschlossen. Der rechte Halbschnitt zeigt die Angußvorrichtung geöffnet. Der den Kegelstumpf tragende Kolben 24 ist mit dem Kolben 19 fest verbunden. Durch hydraulische oder pneumatische Beaufschlagung wird durch den Anschluß 20 das Schließen, durch den Anschluß 21 das öffnen der Düsen gesteuert Die im Kegelstumpf angeordnete Ringspaltdüse 6 wird über die Bohrungen 9 und/oder 10 über den Düsenkanal 13 mit der einen Komponente beaufschlagt, die außen liegende Ringspaltdüse 5 wird durch die Bohrungen 7 und/oder 8 über den Düsenkanal 12 mit der zweiten Komponente gespeist. In Mischstellung liegen sich die Ringspaltdüsen 5 und 6 gegenüber, so daß die mit hoher Geschwindigkeit aus den Düsen austretenden Komponenten innig vermischt werden.

Die als Ringhohlkegel ausgebildete, sich zur Form 18 hin verjüngende Mischkammer 23 hat bei Öffnungsstellung im Bereich der Ringspaltdüsen 5 und 6 ihren größten Querschnitt und am Übergang zu der Zwischenmischkammer 25 den kleinsten Querschnitt. Die Zwischenmischkammer 25 wird durch den von dem Kolben 19 zurückgezogenen Kegelstumpf gebildet Diese Kammer erbringt eine Nachmischung und eine Geschwindigkeitsreduzierung des aus der Mischkammer 23 kommenden Reaktionsgemisches. Eine Freistrahlbildung mit der damit verbundenen Turbulenz und den Lufteinschlüssen in der Kunststoffmasse, wird dadurch verhindert.

In Schließstellung sind die Ringspaltdüsen gegeneinander versetzt, die Düsen werden durch die jeweils gegenüberliegende Kegelmantelfläche verschlossen. Die Kegelstumpffläche 26 schließt mit der Formwandung 11 bündig ab. Durch die Bohrungen 7 und 8 wird dit eine Komponente über den Düsenkanal 12 im Kreislauf umgewälzt. Die zweite Komponente wird durch die Bohrungen 9 und 10 über den Düsenkanal 13 geführt. Das Reaktionsgemisch aus der Mischkammer 23 wurde beim Schließvorgang in den Formhohlraum 29 verdrängt.

Eine weitere Ausführungsform zeigt eine Angußvorrichtung mit einer als Ringhohlkegel ausgebildeten Mischkammer 28, bei der die große Grundfläche 30 dem Formhohlraum zugekehrt ist (F i g. 3). Der linke Halbschnitt zeigt die Angußvorrichtung geschlossen, der rechte Halbschnitt die Vorrichtung geöffnet. Der Aufbau ist ahn ich der Vorrichtung wie in F i g. 2 gezeigt. Der Kegelstumpf mit der großen Grundfläche 30, welcher in geschlossener Stellung mit der Formwand 11 abschließt, wird beim öffnen in den Formhohlraum geschoben. Die Grundfläche 30 des Kegelstumpfes kann bis zur Anlage an die Formfläche 11a verschoben werden. Die Mischkammer hat am kleinen Querschnitt des Kegelstumpfes 26 den kleinsten Querschnitt und vergrößert sich ständig zum Formhohlraum 29 hin. Die Ringspaitdüsen 5 und 6 liegen sich in öffnungsstcüung gegenüber und werden in Schließstellung durch die Kegelmantelflächen abgesperrt. Beim Schließen wird das Reaktionsgemisch aus der Mischkammer 28 in den Formhohlraum 29 gedruckt.

Bei einer weiteren Angußvorrichtung mit einer Ringhohlkegelmischkammer 28 und einer Ringspaltdüsenanordnung (F i g. 4) stehen in Verschlußstellung die mit gleicher Komponente beaufschlagten Düsen miteinander in Verbindung (das sind 5a und 6a bzw. 5 und 6), so daß durch die Düsen hindurch ein Einkomponentenkreislauf ausgeführt wird. In der Arbeitsstellung sind die Düsen, welche mit den komplementären Komponenten beaufschlagt sind, gegeneinander gerichtet. Die Funktion dieser Angußvorrichtung ist sonst gleich der in F i g. 3 beschriebenen.

Eine Angußvorrichtung mit einer Ringzylindermischkammer 1 und insgesamt 4 Ringspaltdüsen, die mit zwei Komponenten beaufschlagt werden zeigt F i g. 5. Die Düsenkanäle 12 und 13a sowie 13 und 12a führen jeweils gleiche Komponenten. Durch die Düsen 5 und 6 sowie 5a und 6a werden gegensätzliche Komponenten mit hoher Geschwindigkeit in die Mischkammer 1 eingespritzt und dort sehr innig vermischt In Sperrstellung wird die Mischkammer 1 durch den Ringkolben 4 ausgefüllt. Das Reaktionsgemisch aus der Mischkammer 1 wird beim Schließvorgang von dem Ringkolben 4 in den Formhohlraum 29 gedrückt Durch die in dem Ringkolben 4 angebrachten Nuten 36, 37, 38 und 39 werden die aus den Düsen 5,5a, 6 und 6a austretenden Komponenten aufgenommen und über die Bohrungen 32 und 33 im Kreislauf geführt In Verbindung sind dabei nur jeweils die Räume, weiche mit gleicher Komponente beschickt sind.

Eine weitere Ausführungsform einer Angußvorrichtung weist eine Hohlzylindermischkammer 1 und insgesamt zwei Ringspaitdüsen 5 und 6 auf, die mit zwei Komponenten beaufschlagt werden, und ist mit zwei Rückführkanälen 34 und 35 versehen. In Arbeitsstellung wird die Mischkammer 1 von dem Ringkolben 4 freigegeben. Die Ringspaitdüsen 5 und 6 sind von komplementären Komponenten beaufschlagt In Sperrstellung wird die Komponente aus der Düse 5 von der Ringnute 37 aufgenommen und durch die Bohrungen 32 über die Ringnute 38 dem Rückführkanal 35 zugeleitet. Weiter erfolgt dann der Kreislauf durch die Bohrung 8 und die nachgeschalteten Elemente. Die zweite Komponente wird von der Bohrung 9 durch den Düsenkanal 13, die Ringspaltdüse 6, die Nute 36, die Bohrungen 33, die Rückführnute 36, den Rückführkanal 34 und die Bohrung 10 im Kreislauf geleitet

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Angußvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten eines insbesondere zellbildenden Kunststoffs mit einer Ringspaltdüsen zum Einleiten der Komponenten aufweisenden Mischkammer, an deren Auslaßöffnung sich ein Formhohlraum anschließt, und einem koaxial zu der Mischkammer angeordneten Steuerkolben, der zwischen einer die Düsen offen lassenden Stellung und einer Verschlußstellung, in der er die Mischkammer ausfüllt und mit seiner Stirnfläche den Formhohlraum begrenzt, hin- und herbewegbar ist, wobei die Komponenten in der Verschlußstellung einzeln rückführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer als zylindrische Ringmischkammer (1) und der Steuerkolben als in der Ringmischkammer angeordneter Ringkolben (4) ausgebildet sind und daß die Ringspaltdüsen (S, 6) in die Mantelflächen der Ringmischkammer (1) münden.

2. Angußvorrichtung zum Mischen von mindestens zwei flüssigen Komponenten eines insbesondere zellbildenden Kunststoffs mit einer Ringspaltdüsen zum Einleiten der Komponenten aufweisenden Mischkammer, an deren Auslaßöffnung sich ein Formhohlraum anschließt, und einem koaxial zu der Mischkammer angeordneten Steuerkolben, der zwischen einer die Düsen offen lassenden Stellung und einer Verschlußstellung, in der er die Mischkammer ausfüllt und mit seiner Stirnfläche den Formhohlraum begrenzt, h:n- und herbewegbar ist, wobei die Komponenten in der Verschlußstellung einzeln rückführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (24, 26) in seinem dem Formhohlraum zugewandten Bereich mindestens einen kegeligen Abschnitt aufweist, der mit dem ihn umgebenden, entsprechend ausgebildeten Gehäuse die Mischkammer in Form einer Ringmischkammer (23,28) bildet in deren Mantelflächen die Ringspaltdüsen (5, 6) münden.

3. Angußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die große Grundfläche (30) des kegeligen Abschnitts zum Formhohlraum (29) weist.

4. Angußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Grundfläche (26) des kegeligen Abschnitts zum Formhohlraum (29) weist.

5. Angußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite jeder Ringspaltdüse (5,6) einzeln einstellbar ist.

6. Angußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Ringspaltdüsen paarweise angeordnet, in Arbeitsstellung die Ringspaltdüsen, welche die komplementäre Komponente führen, gegeneinander gerichtet und in Verschlußstellung die die gleiche Komponente führenden Ringspaltdüsen miteinander verbindbar sind.

7. Angußvorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der die gleiche Komponente führenden Ringspaltdüsen im Ringkolben (4) Rückführkanäle (32, 33) vorgesehen sind.

8. Angußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende Ringspaltdüsen in einem Winkel zueinander geneigt sind.

9. Angußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Ringspaltdüsen auf eine gemeinsame Kreisringlinie oder Kreisringoberfläche ausgerichtet sind.

10. Angußvorrichtung nach einem der Ansprache 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (4 bzw. 24, 26) während und/oder nach dem Mischvorgang drehbar ist.

11. Angußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspaltdüsen (5, 6) durch viele kleine nebeneinander angeordnete Düsenbohrungen gebildet sind.