DE2446729A1 - Verfahren zur herstellung von aus reaktionsschaumkunststoff bestehenden formteilen im niederdruck-reaktionsschaeumverfahren sowie einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von aus Reaktionsschaumkunststoff bestehenden Formteilen im Ni-ederdruck-Reaktionsschäumverfahren sowie Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus Reaktions-Schaumkunststoff bestehenden Formteilen im Niederdruck-Reaktionsschäumverfahren, bei dem aus monomeren Ausgangsstoffen bestehende Kunststoffkomponentenin dosierten Mengen einer Mischkammer zugeführt werden und nach intensivem Mischen das Kunststoffgemisch in entsprechende Formwerkzeuge eingespritzt wird.
• Bei der Herstellung von Kunststoffteilen, deren Kunststoff durch Mischen zweier Komponentenn wie Polyol und Isocyanat, hergestellt wird, bringt das Vermischen dieser Komponenten, z.B. wegen ihrer verschiedenen ViskositEt, Probleme mit sich, die es bisher nicht gestatten, die Produktion entsprechender Formteile auf geeigneten Anlagen über mehrere Stunden konstant zu halten. Bisher wurden zwar auch schon Formteile aus Reaktionsschaumkunststoff hergestellt, doch war es dabei unumgänglich, dass die die Kunststoffkomponenten miteinander vermischende Mischkammer bereits nach wenigen Schüssen, worunter jeweils der Ausstoss einer bestimmten Kunststoffmenge zur Herstellung eines Formteiles verstanden wird, geöffnet und gereinigt werden musste, weil sich ein Aufbau von ausgehärtetem Schaum im Innern der Mischkammer nicht verhindert liest Trotz des Umstandes dass die entsprechende Einrichtung jeweils nur i-urzzeitig betriebsbereit war, liessen sich grössere Formkörper mit einem Stückgewicht von ca 500 g bis zu 20 kg in einem Guss vorteilhaft herstellen, da bei der verhältnismässig pressen Menge des hierfür pro StücL benötigten Kunststoffes es bei den relativ grossen Wandstärken der Formteile nicht so sehr auf eine einwandfreie Homogenität des Kunststoffe ankam. Bisher war es jedoch ein ungelöstes Problem, Klein- und Kleinstteile mit Gewichten von 50 g und darunter serienmassig rationell zu produzieren.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Schusszahl beliebig lange konstant zu halten und auch kleinere Formkörper mit einem Gewicht von 10 bis 200g serienmässig herzustellen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöste dass die Kunststoffkomponenten mit einer solchen Temperatur zusammengebracht und in der Mischkammer derart gemischt werden, dass das Kunststoffgemisch beim Austritt aus der Mischkammer eine Temperatur hat, die wesentlich unterhalb der das Aufschäumen des Kunststoffgemisches auslösenden ReakLionswärme liegt. Der nrfindu liegt damit die Erkenntnis zugrunde, dass sich das Ziel der Erfindung nur dann erreichen lässt, wenn die in der )-ischkammer durch die Lagerreibung sowie durch die zwangsläufig entstehende dynamische Reibungsenergie entstehende ärme den Reaktionsablauf nicht in solchem Maße beschleunigt, dass sich sit der Zeit bereits innerhalb der Mischkammer ausgehärtete Rückstände aufbauen und dadurch den Verfahrensablauf stören bzw. ganz verindern können.
• rutil Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens lassen stich demgemäss relativ grosse als auch sehr kleine Formteile gleich vorteilhaft erstellen. Es lassen sich somit in der gleichen Zeiteinheit in einem bestimmten Gewichtsbereich Formteile unterscniedlichster Grössen herstellen. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist es günstig, wenn nach einer vorbestimmten Anzahl von Spritzoperationen die Mischkammer innerhalb der Startzeit des Kunststoffgemisches mittels eines Spülmittels, insbesondere mit Methylenchlorid, durchgespült wird. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Kunststoffkomponenten vor Einbringen in die Mischkammer auf ungefähr 14 bis 180 C, vorzugsweise 160 C, gekühlt werden. Dieser Temperaturbereich hat sich hinsichtlich der während des .Iischvorganges in der Mischkammer entstehenden ,Värme als günstig erwiesen. Zweckmässig wird hierbei die Mischkammer derart gekühlt, dass durch die durch den Mischvorgang entstenende dynamische Re ibungs energie und die Lagerreibung das Kunststoffgemisch auf eine Einspritztemperatur von ungefähr 23 bis 240 C erwärmt wird. Bei den vorgenannten Kühl- und Einspritztemperaturen ist es dabei günstig, wenn in Abständen von ca.20 Sekunden jeweils ein Spritzvorgang durchgeführt wird.
• Die letztere Massnahme verhindert dabei ein Austropfen von Kunststoffmaterial zwischen den Ausstoss- bzw. Spritzintervallen und gewährleistet ausserdem konstante Ausstossmengen.
• Das Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft mit einer Einrichtung durchführen, die in bekannter Weise eine mit einem Mischrotor ausgestattete Mischkammer aufweist, der eine als Kolbenpumpe ausgebildete, einstellbare Dosierpumpe vor- und eine Auslaufdüse nachgeschaltet ist und die erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens der Mischrotor am Umfang radiale Mischstäbe aufweist und dass diese in dessen Achsrichtung gruppenweise in verschiedenen Ebenen übereinander angeordnet sind und bis in die unmittelbare Nähe der Mischkammerinnenwand reichen. Eine derartige Konstruktion gewährleistet eine gründliche Durchmischung der zugeführten Komponenten, wobei die Ausstattung des Mischrotors speziell mit Mischstäben innerhalb der Mischkammer Strdmungsverhiltnisse des Mischgutes schafft, die einen Aufbau von ausgehärtetem Schaum im Inneren der Mischkammer weitgehend verhindern. Dabei ist es günstig3 wenn der die Mischstäbe tragende Rotationskörper des Mischrotors zusätzlich zu den Mischstäben an der Eintrittsseite der Mischkammer einen sich in einem erweiterten Teil derselben befindenden Zerstäuberflügel aufweist, mit dessen Hilfe sich der Mischprozess weiter intensivieren un-d ein optimales Mischergebmis erzielen lässt.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind dabei die Mischkammer und der Rotationskörper des Mischrotors im Querschnitt kreiszylindrisch ausgebildet und an der Mischkammerinnenwand sind weitere, zwischen die verschiedenen Gruppen von Mischstäben des Mischrotors eingreifendeD feststehende Mischstäbe angeordnet, die ihrerseits bis in die unmittelbare Nähe des Umfanges des Mischrotors reichen. Eine derartige konstruktive Ausbildung des Mischers verhindert auf jeden Fall, dass sich in toten Räumen der Mischkammer Material ablagern und aushärten kann. Günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Rotationskörper des Mischrotors auf der Austrittsseite der Mischkammer einen stabförmigen, sich in die Auslaufdüse hineinerstreckenden Dorn.
• aufweist, an dessen Umfang in entsprechenden Achsabständen ebenfalls Mischstäbe angeordnet sind, die sich in radialer Richtung bis in die Nähe der Innenumfangswand der Auslaufdüse erstrecken. Mit der Einrichtung lassen sich besonders vorteilhaft kleine und kleinste Formteile mit Gewichten von 50 g und darunter rationell serienmässig herstellen, wenn sich deren Mischkammer in Auslaufrichtung konisch verjüngt und wenn die übereinander angeordneten Gruppen von Mischstäben des Mischrotors einen Achsabstand haben, der ungefähr der Dicke bzw. dem Durchmesser der Stäbe entspricht. In diesem Falle ist es ausreichend, wenn lediglich der Mischrotor mit Mischstäben ausgestattet ist.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen Mischerkonstruktion sind die Mischstäbe benachbarter Gruppen des Mischrotors auf Lücke versetzt zueinander angeordnet.
• Damit die Betriebstemperatur des Mischers sich derart steuern lässt, dass das austretende Kunststoffgemisch ständig eine Temperatur von ca. 23 bis 240 C hat, ist in weiterer zweckmässiger Ausgestaltung vorgesehen, das Gehäuse des Mischers mit einem Kühlmedium, insbesondere mit gekühltem Wasser, zu kühlen, wobei dasselbe vorteilhaft als vom Kühlmedium durchflossener Kühlmantel ausgebildet und die Temperatur des Kühlmediums veränderbar ist. Damit sich, wie oben erwähnt, nach einer vorbestimmten Anzahl von Spritzoperationen die Mischkammer innerhalb der Startzeit des Kunststoffgemisches durchspülen lässt, um stets optimale Betriebsverhältnisse aufrechtzuerhalten, ist an der Mischkammer in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eine Spülvorrichtung angeschlossen> die eine in den erweitertena den Zerstäuberflügel aufnehmenden Teil der Mischkammer mündende Düse aufweist, hinter der ein sich selbst reinigendes Ventil angeordnet ist. Der Spül- und Reinigungseffekt des unter hohem Druck injizierten Spülmittels ist dadurch besonders gut, dass dasselbe auf den mit hoher Drehzahl rotierenden Zerstäuberflügel geleitet wird, woraus eine starke Beschleunigung und Verwirbelung des Spülmittels und damit eine intensive Reinigung der Mischkammer resultiert. Die Spülvorrichtung ist konstruktiv derart ausgelegt, dass nach Schliessen ihres Ventils mit Sicherheit keine Spuren des Spülmittels mehr in die Mischkammer gelangen können, da sie dort den erzeugten Kunststoffschaum unbrauchbar machen würden. Dieser sichere Verschluss ist dadurch gewährleistet, dass das Ventilglied des in der Düse vorgesehenen, sich selbst reinigenden Ventils mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, der durch einen aus elastisch nachgiebigem Material hergestellten Ring gebildet ist. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Es zeigen; Fig. 1 eine Draufsicht auf das Mischaggregat der Einrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Mischaggregat entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 um 900 gedreht mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines Mischers, Fig. 3 eine Ansicht des Mischaggregates, senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 gesehen, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Dosierpumpe der Einrichtung, Fig. 5 eine teilweise aufgebrochen gezeichnete Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform eines Mischaggregates in Kombination mit einer Spülvorrichtung und mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines Mischers, Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Spülvorrichtung.
• Das Aufnahmegehäuse des in Fig. 1 und 2 dargestellten Mischaggregates ist mit 10 bezeichnet. An seinem gemäss Fig. 2 rechten Ende befindet sich an dessen Unterseite ein als Ganzes mit 12 bezeichneter Mischer, in dem ein Mischrotor 14 drehantreibbar gelagert ist. Dieser wird über eine Kupplung 16 von einer Antriebswelle 18 angetrieben, die ihrerseits mittels eines auf das Aufnahmegehäuse aufgesetzten Antriebs teiles 20 antreibbar ist, der seinerseits beliebig ausgebildet sein kann.
• Der Mischer enthält einen den Mischrotor 14 aufnehmenden Mischraum 22, dem über zwei von oben schräg einmündende, im Aufnahmegehäuse vorgesehene Zuführkanäle 24, 26 Kunststoffkomponenten in dosierten Mengen zuführbar sind. Diese Zuführkanäle sind jeweils mit Hilfe eines im Aufnahmegehäuse horizontal verschiebbar angeordneten, druckmediumbetätigten, elektrisch gesteuerten Ventilstössels 28 bzw. 29 verschliessbar, indem diese mit einer kegelförmigen Stirnfläche an einen einen Ventilsitz bildenden Dichtring 30 angelegt werden. Die beiden Zuführkanäle sind über jeweils einen Anschlussnippel 32 bzw. 34 an einer als Kolbenpumpe ausgebildeten Dosierpumpe 36 angeschlossen, die in Fig. 4 dargestellt ist. Wie Fig. 1 zeigt, sind die beiden Ventilstössel 28, 29 über ein Joch 38 durch ein Zylinderaggregat 40 gemeinsam gegen die Wirkung von Druckfedern 42 verschiebbar.
• Die Dosierpumpe weist zwei Zylinder 449 46 au£, deren Zylinderräume druckseitig Anschlußstellen 48 aufweisen, an denen Verbindungsschläuche angeschlossen sind, die zu den Anschlussnippeln 32 bzw. 34 des Aufnahmegehäuses 10 führen. Die Dosierpumpe ist konstruktiv derart ausgelegt, dass sich der Hub der in den Zylindern geführten Kolben für einen Ausstoss von Komponentenniengen mit einem Gewicht von beispielsweise 5 bis 100 g verändern lässt, wobei das jeweils vorgeschriebene Komponentenverhältnis erhalten bleibt und demgemäss Formkörper mit einem Gewicht von 10 bis 200 g herstellbar sind-.
• Die elektromagnetisch gesteuerten Ventilstössel 28, 29 verhindern hierbei Störungen des Mischvorgangs durch Komponentennachlauf, da das Öffnen und Schliessen der durch die Ventilstössel 28, 29 und die Dichtringe 30 gebildeten Ventile zwangsläufig erfolgt und nicht von einer mehr oder weniger wirksamen und daher störanfälligen Federkraft abhängig ist.
• Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der im Mischraum 22 des Mischers 12 angeordnete Mischrotor 14 einen im Querschnitt kreiszylindrischen Rotationskörper 62 aufS der, in seiner Achsrichtung gesehen, gruppenweise in verschiedenen Ebenen übereinander am Umfang verteilt vorgesehene, radiale Mischstäbe 64 trägt, die sich bis in die unmittelbare Nähe der zylindrischen Innenwand des Mischraumes 22 erstrecken. Diesen Mischstäben 64 sind an der Mischrauminnenwand weitere, zwischen die verschiedenen Gruppen von Mischstäben des Mischrotors eingreifende, feststehende Mischstäbe 66 zugeordnet, die ihrerseits bis in die unmittelbare Nähe des Umfanges des Rotationskörpers 62 des Mischrotors reichen.
• Die Ausbildung und Zuordnung der stationären und der umlaufenden Mischstäbe ist so getroffen, dass sich, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, in der Zeichenebene an allen Stellen ungefähr gleich breite, meanderförmige Zwischenräume ergeben.
• An der Eintrittseite der Zuführkanäle 24, 26 in den Mischraum 22 ist dieser erweitert, und in diesem erweiterten Mischraumteil befindet sich ein als Ganzes mit 68 bezeichneter Zerstäuberflügel, der drehfest auf den Rotationskörper des Mischrotors aufgesetzt ist. An der Austrittsseite der Mischkammer 12 befindet sich eine Auslaufdüse 70, die koaxial zum Mischrotor 14 angeordnet ist.
• An dessen Rotationskörper 62 ist an dessen dem Zerstäuberflügel gegenüberliegenden Stirnende ein stabförmiger, sich in die Auslaufdüse hineinerstreckender Dorn 72 angeformt, an dessen Umfang ebenfalls entsprechende Mischstäbe 74 vorgesehen sind, die sich in radialer Richtung bis in die Nähe der Innenumfangswand der Auslaufdüse 70 erstrecken. Sämtliche Mischstäbe haben vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt. Dadurch werden während der Rotation des Mischrotors vorteilhaft mit 2800 - 3000 U/min erhebliche Scherkräfte frei, die zusammen mit der durch die schnelle Drehung des Mischrotors erzeugten Beschleunigung und der sich nach unten in Auslaufrichtung steigernden Geschwindigkeit des Mischgutes eine vollkommen homogene Durchmischung der Kunststoffkomponenten gewährleistet.
• nntsprechend der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung muss gewährleistet sein, dass die Kunststoffkomponenten mit einer solchen Temperatur zusammengebracht und in der Mischkammer derart gemischt werden, dass das Kunststoffgemisch beim Austritt aus der Mischkammer eine Temperatur hat, die wesentlich unterhalb der das Aufschäumen des Kunststoffgemisches auslösenden Reaktionswärme liegt. Dies lässt sich nur erreichen, wenn Vorsorge getroffen ist, dass die Austrittstemperatur des Mischgutes entsprechend niedrig ist Aus diesem Grunde ist, was nicht näher dargestellt ist, eine Kühlung der Komponenten bzw. des Mischgutes von ihrem Austritt aus den Pumpenzylindern bis zum Austritt aus der Auslaufdüse 70 der Mischkaemer 12 notwendig. Aus diesem Grunde ist die Einrichtung mit einem einen Verdampfer und einen Kondensator aufweisenden Kühlaggregat ausgestattet, bei dem mit einem geeigneten Kühlmittel, beispielsweise Frigen oder Ammoniak, Wasser gekühlt und dieses in einem separaten Kreislauf sowohl entlang der Verbindungsleitungen der Dosierpumpe zum Mischaggregat als auch in die Mischkammer selbst in einem entsprechenden Kühlmantel geführt wird, das auf einer konstanten Temperatur, beispielsweise 16° C, gehalten wird. Zu diesem Zweck sind die nicht näher gezeigten Verbindungsleitungen von der Dosierpumpe zum Mischaggregat mit einem Doppelmantel versehen, in dem mittels des Kühlaggregates gekühltes Wasser geführt ist, und der Mischer weist in dessen Gehäuse einen den Mischraum 22 umgebenden Ringkanal 76 auf, in dem ebenfalls Kühlwasser zirkuliert. Das beschriebene Mischaggregat ermöglicht es, ohne Unterbrechung sehr lange -Kunststoffkomponenten mischen und das Mischgut schussweise verarbeiten zu können. Damit hierbei eine beliebig grosse Schusszahl erreichbar ist, ist der Mischer, gemäss Fig. 3, mit einem als Ganzes mit 78 bezeichneten Spülmittelventil kombiniert, das eine in wenigen Sekunden durchzuführende Reinigung des Mischraumes und des Mischrotors ermöglicht. Mit seiner Hilfe wird hierbei ein geeignetes Lösungsmittel, vorzugsweise Methylenchlorid, in den Mischraum dosiert eingesprüht, wobei nach Abschluss des Einsprühens die Konstruktion dieses Spülmittelventils sicherstellt, dass auch nicht in geringsten Mengen noch Spülmittel in den Mischraum eindringen und das Kunststoffgemisch unbrauchbar machen kann.
• Mit Hilfe der Spülvorrichtung, die, wie aus dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 zu ersehen ist, radial an das erweiterte, den Zerstäuberflügel 68 aufnehmende Teilstück des Mischraumes 22 angeschlossen ist, gelangt das Lösungsmittel auf den sich mit hoher Umfangsgeschwindigkeit drehenden Zerstäuberflügel. Durch die hierbei erfolgende starke Beschleunigung und radiale Verwirbelung des Lösungsmittels wird eine intensive Reinigung bzw. Durchspülung des Mischraumes erzielt. Zum Zwecke der Zufuhr und des sicheren Verschlusses der Spülvorrichtung weist diese in einem zylindrischen Ansatz 80- eines Gehäuses 82 ein Ventil auf, dessen Ventilsitz durch einen aus federelastischem Material bestehenden säurefesten Ring 84 gebildet ist, der koaxial zu einer eine Düse bildenden Austrittsöffnung 86 angeordnet ist. Diesem Ring ist ein Ventilstössel 88 zugeordnet, an dessen Vorderende ein eine konische Stirnfläche 90 aufweisender zylindrischer Ansatz 92 angeformt ist, wobei sich von der konischen Stirnfläche 90 ein Dorn 94 axial wegerstreckt, der sich durch die Düsenöffnung 86 hindurcherstreckt und dadurch aus dem zylindrischen Ansatz 80 des Gehäuses 82 ständig herausragt. Mit diesem zylindrischen Ansatz 80 ist die Spülvorrichtung in einer entsprechenden Fassung 96 des Mischaggregates verschwenkbar und mittels einer Feststellschraube 98 feststellbar gehalten. Nach Lösen der Feststellschraube und durch Hin- und Her-Verschwenken lässt sich die Spülvorrichtung leicht vom Mischaggregat abnehmen. Der Ventilstössel 88 des Ventils der Spülvorrichtung ist in einem im Gehäuse 82 axial verschiebbar geführten Führungszylinder 100 gegen die Wirkung einer Druckfeder 102 gleichfalls axial verschiebbar gelagert, wobei ein den Ventilstössel quer durchdringender Anschlagstift 104, der in einem Längsschlitz 106 des Führungszylinders angeordnet ist, den Verstellweg des Ventilstössels im letzteren begrenzt. Der Führungszylinder weist eine Umfangsnut auf, die zusammen mit der den Führungszylinder aufnehmenden Führungsbohrung des Gehäuses 82 einen Ringkanal 108 definiert, der über einen Anschlussnippel 110 mit einem Spülmittelyorratsbehälter in Verbindung steht, in dem das Spülmittel unter konstantem Druck steht. Der Führungszylinder 100 ist mit Hilfe eines Druckluftzylinders 112 axial verschiebbar, wobei im vorliegenden Falle der letztere ungefähr senkrecht zum Führungszylinder angeordnet ist und dessen Kolbenstange 114 über ein zur Kraftumlenkung dienendes Druckübertragungsstück 116 mit dem Führungszylinder zusammenwirkt. Der Druckluftzylinder wird elektrisch gesteuert. Durch die Kombination des aus hartem Material, insbesondere Stahl, bestehenden zylindrischen Ansatzes 92 mit einem aus federnd elastischem Material, beispielsweise säurefestem Kunststoff, bestehenden VentilsitYst ein absolut dichter Verschluss des Ventiles gewährleistet, wobei der Dorn 94 sicherstellt, dass gegebenenfalls sich vor der Düsenöffnung 86 aufbauende und aushärtende Kunststoffrückstände beseitigt werden und dadurch ein evtl. Verschluss der Spüldüse mit Sicherheit verhindert wird. Die Spüldüse ist damit selbstreinigend ausgebildet.
• Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführumgsbeispiel eines am Mischaggregat anbringbaren Mischers 118, der besonders geeignet ist, kleine Mengen und Kleinstmengen von Reaktionskunststoff unter exakter Einhaltung und Reproduzierbarkeit des Komponentenverhältnisses herzustellen. Bei dieser Konstruktion verjüngt sich der mit 120 bezeichnete Mischraum in Auslaufrichtung konisch, und die sich in mehreren Etagen übereinander befindenden, im Querschnitt vorzugsweise quadratischen Mischstäbe 122 sind in ihrer Länge der Konizität des Mischraumes derart angepasst, dass sie stets im wesentlichen den gleichen Abstand von der Umfangswand des Mischraumes haben0 Der Rotationskörper 124 bildet an seinem unteren Ende einen zyllndris¢hen7 seinem freien Ende zu sich verjüngenden Dorn 126, der sich in die mit 128 bezeichnete Auslaufdüse hineinerstreckt. Der Durchmesser dieses Dornes ist geringftigig kleiner als der Durchmesser der Düsenbohrung der Auslaufdüse, wodurch mit Sicherheit verhindert wird, dass Mischgut zwischen den einzelnen Schussintervallen nachtropfen kann. Der sich nach unten konisch verjüngende Mischraum 120 ist durch einen entsprechenden dünnwandigen Formkörper 130 gebildet, der seinerseits in ein Aufnahmegehäuse 132 eingesetzt ist, wobei in dem Zwischenraum zwischen dem Formkörper 130 und dem Aufmahmegehäuse 132 Kühlwasser zirkuliert.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Mischstäbe 122 gruppenweise, beispielsweise in sechs Etagen, übereinander angeordnet, wobei die Mischstäbe der obersten Gruppe den Zerstäuberflügel bilden.

Claims (23)

1. Patentansprüche

   1¢ Verfahren zur Herstellung von aus Reaktionsschaumkunststoff bestehenden Formteilen im Niederdruck-Reaktionsschäumverfahrn bei dem aus monomeren Ausgangsstoffen bestehende E(unststoffkomponenten in dosierten Mengen einer Mischkammer zugeführt werden und nach intensivem Mischen das Kunststoffkomponente gemisch in entsprechende Formwerkzeuge eingespritzt wirds dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass die Kunststoffkomponenten mit einer solchen Temperatur zusammengebracht und in der Mischkammer derart gemischt werden, dass das Kunststoffgemisch beim Austritt aus der Mischkammer eine Temperatur hat, die wesentlich unterhalb der das Aufschäumen des Kunststoffgemisches auslösenden Reaktionswärme liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer vorbestimmten Anzahl von Spritzoperationen die Mischkammer innerhalb der Startzeit des Kunststoffgemisches mittels eines Spülmittels, insbesondere Methylenchlorid, durchgespült wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkomponenten vor Einbringen in die Mischkammer auf eine Temperatur von 14 bis 180 C, vorzugsweise 160 C, gekühlt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer-derart gekühlt wird, dass durch die durch den Mischvorgang entstehende dynamische Reibungsenergie und die Lagerreibung das Kunststoffkomponentengemisch auf eine Einspritztemperatur von ungefähr 23 bis 240 C erwärmt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abständen von ca. 20 Sekunden jeweils eine Spritzoperation durchgeführt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Kunststoffkomponentenmenge so bemessen ist, dass der Kunststoff-Formkörper ein Gewicht unter 50 g besitzt.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischkammer eine Kunststoffmenge zugeführt wird, die grösser ist als deren Fassungsvolumen.
8. 8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Mischrotor, dem eine als Kolbenpumpe ausgebildete, einstellbare Dosierpumpe vorgeschaltet und eine Auslaufdüse nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Mischrotor (14, 124) am Umfang radiale Mischstäbe (64, 122) aufweist, die, in Achsrichtung des Mischrotors gesehen, gruppenweise in verschiedenen Ebenen übereinander angeordnet sind und bis in die unmittelbare Nähe der Mischkammerinnenwand (22, 120) reichen.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Mischstäben (64) des Mischrotors (14) an der Eintrittsseite der Mischkammer am Mischrotor ein sich in einem erweiterten Teil der Mischkammer befindender Zerstäuberflügel (68) angeordnet ist.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (22) und der Rotationskörper (62) des Mischrotors im Querschnitt kreiszylindrisch ausgebildet sind und dass an der Mischkammerinnenwand weitere, zwischen die verschiedenen Gruppen von Mischstäben (64) des Mischrotors (14) eingreifende, feststehende Mischstäbe (66) angeordnetlsind, die bis im die unmittelbare Nähe des Umfanges des Rotationskörpers (62) des Mischrotors (14) reichen.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (62) des Mischrotors (14) auf der Austrittsseite der Mischkammer (22) einen stabförmigen, sich in die Auslaufdüse (70) hineinerstreckenden Dorn (72) aufweist, an dessen Umfang in entsprechenden Achsabständen Mischstäbe (74) vorgesehen sind, die sich in radialer Richtung bis in die Nähe der Innenumfangswand der Aus auf düse (70) erstrecken.
12. 12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer (120) sich in Auslaufrichtung konisch verjüngt und dass die übereinander angeordneten Gruppen von Mischstäben (122) des Mischrotors (124) einen Achsabstand haben, der ungefähr ihrer Dicke bzw.

    ihrem Durchmesser entspricht.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischstäbe (122) benachbarter Gruppen zueinander auf Lücke versetzt angeordnet sind.
14. 14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Mischers (14, 118) von einem Kühlmedium, insbesondere Wasser, durchflossen ist.
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Kühlmediums veränderbar ist.
16. 16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischstäbe (64, 122) zumindest des Mischrotors (14, 124) im Querschnitt mehrkantig, insbesondere quadratisch sind.
17. 17. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der Mischkammer (22, 120) eine Spülvorrichtung (78) zum Durchspülen derselben angeschlossen ist.
18. 18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülvorrichtung (78) eine in den erweiterten, den Zerstäuberflügel (68) aufnehmenden Teil der Mischkammer (22, 120) mündende Düse (86) aufweist, hinter der ein sich selbst reinigendes Ventil (84, 90, 92) angeordnet ist.
19. 19. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbare Dosierpumpe (36) eine Wählautomatik (56 bis 60) aufweist, mit deren Hilfe der Pumpenhub zum Zwecke einer änderung der Komponentendosierung selbsttätig veränderbar ist.
20. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wählautomatik eine Vielzahl von auf einem gemeinsamen Träger (54) angeordneten, verstellbaren und feststellbaren, mit jeweils einem Endschalter (56) einer Wendeschützkombination (60) zusammenwirkenden Kurvenscheiben (58) aufweist.
21. 21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in die von der Dosierpumpe (36) zum Mischrotor (14, 124) führenden Zuführkanäle (24, 26) elektromagnetisch betätigbare Steuerventile (28, 30, 29, 30) zwischengeschaltet sind.
22. 22, Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (92) des hinter der Düse (86) vorgesehenen, selbstreinigenden Ventils mit einem durch einen aus elastisch nachgiebigem Material bestehenden Ring gebildeten Ventilsitz (84) zusammenwirkt.
23. 23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass am Vorderende des Ventilgliedes (92) ein dornartiges, den Ventilsitz (84) auch in Offenstellung des Ventils mit radialem Spiel durchgreifendes Ansatzstück (94) angeformt ist.

    L e e r s e i t e