DE2613719A1

DE2613719A1 - Vorrichtung zum herstellen von formkoerpern aus einem gemisch von kunststoffkomponenten

Info

Publication number: DE2613719A1
Application number: DE19762613719
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Schlueter
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1976-03-31
Publication date: 1977-10-06
Also published as: DE2613719B2; IT1086876B; FR2346126B1; FR2346126A1

Description

Krauss-Maffei TK 216

Aktiengesellschaft

München 50 2613

Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus einem Gemisch von Kunststoffkomponenten.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (vgl. DT-AS 19 43 930). Bekanntlich ist es zweckmäßig, daß die Komponenten zumindest eine Zeitlang vor der Mischphase in getrennten Kreisläufen gefördert werden, damit bei dem darauffolgenden Mischvorgang Unregelmäßigkeiten der Gemischqualität vermieden werden, die dann entstehen können, wenn die Kunststoffkomponenten - insbesondere, wenn diese Teilgemische sind - in der Nichtmischphase gestaut, also unbewegt, der Entmischung oder sonstigen Veränderungen unterliegen und z.B. andere (z.B. durch Abkühlung) viskose Zustände annehmen oder sich an den Leitungswänden absetzen (vgl. DT-AS 20 07 935).

Bei größeren Anlagen dieser Art werden die Komponenten in der Nichtmischphase in einem Niederdruckbereich einer Kreislaufförderung unterworfen, wobei der Niederdruckbereich Werte zwischen 5 und 40 bar, vorzugsweise

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unterhalb 20 bar, umfassen kann, die sich u.a. auf

Grund der Viskosität und des Reibungswiderstands der \

Komponenten im Leitungssystem einstellen. In der Mischphase (Formenfüllung) werden die Komponenten nicht im Kreislauf zurückgeführt, sondern treten über Düsen in die Mischkammer ein, wobei ein Druckbereich von 100 bis 250 bar, vorzugsweise um 150 bar, erreicht wird, und zwar bei etwa gleichen Fördermengen. Die Förderpumpen laufen also während der Misch- und der Nichtmischphase fortdauernd durch.

Dadurch werden zwar einerseits Schaltvorgänge u.a. mit dem Nachteil von Stromspitzen vermieden und die oben genannten verfahrenstechnischen Vorteile erzielt. Auf der anderen Seite wird aber auch in der Nichtmischphase eine erhebliche und für.den beabsichtigten Zweck unnötig große Menge an Komponenten umgewälzt. Das erfordert zunächst einmal entsprechend groß ausgelegte Rohrleitungen, um überhaupt Niederdruckwerte zu erzielen, die eine unzulässige Erwärmung der Komponenten verhindern. Neben dem Energieaufwand ist die trotz der verhältnismäßig großen Rohrquerschnitte stattfindende Erwärmung der Komponenten auch im Niederdruckbereich ein erheblicher Nachteil, der dazu geführt hat, aufwendige Kühlanlagen (Wärmetauscher) in den Komponentenkreisläufen vorzusehen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung der im Kreislauf zurückgeführten Komponenten zu vermeiden und somit den konstruktiven und energiemäßigen Aufwand der Mischvorrichtung zu verringern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahme, nach dem Kennzeichen des Anspruchs gelöst. Mit der Förderpumpe mit einstellbarer Fördermenge pro Zeiteinheit ist man in der Lage, in der Nichtmischphase die im Kreislauf umgewälzten Mengen an Komponenten wesentlich herabzusetzen, und zwar derart, daß nicht einerseits eine Entmischung und andererseits eine zu starke und damit nachteilige Erwärmung der Komponenten eintritt. Dabei kann jede Art von Pumpe verwendet werden (z.B. Axial- oder Radialkolbenpumpe), sofern nur die Fördermenge steuerbar ist. Es gehört zum Rahmen der Erfindung, daß statt der Verstellpumpe auch eine Pumpe verwendbar ist, bei der die Änderung der Fördermenge durch Änderung der Pumpendrehzahl (z.B. über ein Verstellgetriebe oder über eine Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors) bewirkt wird.

In Kreisläufen mit mehreren Kunststoffkomponenten ist es aus der DT-AS 17 78 060 zwar bekannt, Axialkolbenpumpen mit einer Hubverstellung zu benutzen. Die Fördermengenregelung ist dort aber ausdrücklich auf die Mischphase beschränkt, damit das Verhältnis der Komponenten und

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damit die Struktur und das spezifische Gewicht des zu fertigenden Teiles veränderbar ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei zeigt die Zeichnung eine zwei Mischköpfe aufweisende Anlage zur Verarbeitung zweier Komponenten, z.B. Polyol und Isocyanat. üblicherweise weist eine solche Anlage mehr als zwei Formen, z.B. sechs Formen, auf. Für die Erläuterung der Erfindung genügt es jedoch, wenn zwei Formen A und B angedeutet sind. Unmittelbar vor deren Einspritzöffnung befindet sich je ein Mischkopf 1 bzw. 2, der über eine Leitung 3 bzw. 4 mit Polyol und über eine Leitung 5 bzw. 6 mit Isocyanat beschickt wird; dabei wird das Polyol aus einem Behälter über eine Hauptleitung 11 und das Isocyanat aus einem Behälter 16 über eine Hauptleitung 12 zu den Leitungen 3 bis 6 herangeführt.

Die Mischköpfe 1 und 2 werden von Hydraulikaggregaten 17 und 18 betätigt, wobei zwei Endstellungen des Mischkopfsteuerorgans erreichbar sind. Die eine Endstellung erlaubt die Weiterführung der Komponenten in die Mischkammer der Mischköpfe 1 und 2 und nach gegenseitiger Vermischung der Komponenten den Austritt des Gemischs aus der Mischkammer und Eintritt in die nicht dargestellten

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Formen, in denen das Gemisch durch eine chemische Reaktion der beiden Komponenten erstarrt. Die andere Endstellung der Steuerorgane der Mischköpfe 1 und 2 gestattet die Rückführung der über die Leitungen 3 bis 6 den Mischköpfen 1 und 2 zugeführten Komponenten über Leitungen 7 bis IO und über zwei Hauptleitungen 13 und 14 zu den Behältern 15 und 16.

Die Leitungen 3 bis 10, ferner die zu den Hydraulikaggregaten 17 und 18 führenden Leitungen 19 bis 22 führen durch zwei ümschalteinheiten 23 und 24 hindurch und weisen dort Steuerschieber auf. Steuerschieber 25 bis 28 erlauben bei den Leitungspaaren 5/9, 3/7, 6/1Ο und 4/8 entweder für alle Leitungen Durchgang oder für die jeweils erstgenannten Leitungen Sperrung. Steuerschieber •29 und 30 versorgen je nach Stellung die Leitung 19 bzw. 2O oder die Leitung 21 bzw. 22 mit Drucköl, während die jeweils anderen Leitungen 21 und 22 bzw. 19 und 20 drucklos sind. Die Leitungen 19 bis 22 sind an ein Drucksystem mit Leitungen 31 und 32, mit einer motorgetriebenen Pumpe 33 und mit einem Behälter 34 angeschlossen.

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In den Hauptleitungen 11 und 12 befindet sich zwischen den Behältern 15 und 16 einerseits und den ersten Abzweigungen (Leitungen 4 und 5) andererseits je eine Pumpe 35 bzw. 36, die von einem Motor 37 bzw. 38 angetrieben wird. Nach der Erfindung sind die Pumpen 36 und 3jr in ihrer Fördermenge verstellbar.

Die Behälter 15 und 16 weisen ferner je eine Temperatureinrichtung 39 bzw. 40 und einen Druckluftanschluß 41 bzw. 42 auf. Letzterer dient dazu, den Flüssigkeitsspiegel in den Behältern 15 und 16 mit Druckluft zu beaufschlagen .

Die Anlage wird wie folgt betrieben:

Die Pumpen 33, 36 und 3y arbeiten. Dabei sind die Hydraulikaggregate 17 und 18 zunächst so geschaltet, daß die Ober die Leitungen 3 bis 6 geförderten Komponenten über die Mischköpfe 1 und 2 und über die Leitungen 7 bis 10 zum Behälter 15 bzw. 16 zurückgeführt werden. Die Steuerschieber 25 bis 28 sind somit auf Durchgang geschaltet.

ζ.
Die Pumpen 36 und 3/ sind dabei auf kleine Fördermenge eingestellt, so daß die Zirkulation der Komponenten mit Niederdruck erfolgt.

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Soll nunmehr eine Formfüllung eingeleitet werden, so werden mit Ausnahme des die Formfüllung bewerkstelligenden Mischkopfes, z.B. Mischkopf 1, alle übrigen Mischköpfe, im vorliegenden Beispiel also Mischkopf 2, von der Zirkulationsströmung abgeschaltet; d.h., die Steuerschieber 26 und 28 werden auf Sperrung geschaltet, während die Steuerschieber 25 und 27 in ihrer Stellung belassen werden. Nunmehr werden die Pumpen 36 und Vf Z auf Sollfördermenge hochgefahren, wodurch sich ein Hochdruckrücklauf über den Mischkopf 1 ergibt. Durch Betätigung des Steuerschiebers 29 wird am Mischkopf 1 die Zirkulation abgestellt und auf die Mischstellung geschaltet, wodurch das Gemisch in die Form A strömt.

Ist die Form gefüllt, werden nach Umschaltung des Misch-

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kopfes 1 auf Rücklauf die Pumpen 36 und ψί auf kleinere Fördermenge umgestellt und alle übrigen Steuerschieber für die Zirkulation, hier also die Steuerschieber 26 und 28, auf Durchgang gestellt.

Soll die Form B gefüllt werden, wird in sinngemäßer Weise verfahren.

Sha/Z - 8 -

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Claims

Patentanspruch

Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus einem vorzugsweise chemisch reaktionsfähigen Gemisch aus Kunststoff komponenten, mit Behältern für die einzelnen Komponenten, mit einer Mischkammer, in der die Komponenten miteinander vermischt werden, und mit einem gesonderten Leitungssystem für jede Komponente, das eine Verbindungsleitung vom Behälter über eine Förderpumpe zur Mischkammer und eine in der Mischphase abschaltbare, zum Behälter zurückführende und somit einei: Kreislaufströmung der Komponenten erlaubende Rückleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Förderpumpe (35,36) eingesetzt ist, deren Fördermenge pro Zeiteinheit verstellbar und so steuerbar ist, daß bei eingeschalteter Rückleitung (Nichtmischphase) die Fördermenge der Pumpe gegenüber der Mischphase herabgesetzt ist.

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ORIGINAL INSPECTED