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Dokumentenidentifikation DE3739642A1 17.11.1988
Titel Spritzeinrichtung mit Mischschnecke, insbesondere für eine Vorrichtung zum Spritzen von Polyurethanharz
Anmelder Ottogalli S.p.A., Padua/Padova, IT
Erfinder Ottogalli, Benito, Padua/Padova, IT
Vertreter Zumstein, F., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Klingseisen, F., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 23.11.1987
DE-Aktenzeichen 3739642
Offenlegungstag 17.11.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.11.1988
IPC-Hauptklasse B29C 45/47
IPC-Nebenklasse B29C 67/20   
IPC additional class // B29K 75:00  

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzeinrichtung, insbesondere für eine Vorrichtung zum Spritzen von Polyurethanharz. Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt eine Misch- und Spritzschnecke mit einer Anzahl von zylindrischen Sektoren mit abnehmendem Durchmesser, wobei jeder der Sektoren mit einer Reihe von Facetten für ein richtiges Mischen der in die Form einzuspritzenden Bestandteile versehen ist. Die Facetten sind während der verschiedenen Schritte (Stufen) versetzt, um weiter den Mischvorgang zu verbessern.

Es sind verschiedene Vorschläge zur Lösung des Problems gemacht worden, die richtige Menge von Materialien im flüssigen Zustand in Formen einzuspritzen, wobei die Materialien aus zwei oder mehr Bestandteilen bestehen, die vor dem Spritzen homogen vermengt und vermischt werden müssen.

Bei den bekannten Vorrichtungen wird im allgemeinen eine Endlosschraube bzw. -schnecke mit hoher Drehzahl um ihre Achse gedreht, um den Rohmaterialien den erforderlichen Druck zu geben.

Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die einzige Funktion der Schnecke darin besteht, das Material zu vermischen, während das Ausstoßen durch die Längsbewegung der Schnecke entlang ihrer Achse erfolgt, als ob diese ein Kolben sei.

Spätere Verbesserungen haben dann dazu geführt, daß konische Schnecken hergestellt wurden, bei denen das Gewinde und die Abschnitte geeignet in Abhängigkeit von verschiedenen Gebrauchsanforderungen eingestellt waren, nämlich Nehmen der zu spritzenden Stoffe bzw. Substanzen, deren homogenes Mischen, Füllen der Form mit der richtigen Produktmenge.

Bei der Vorrichtung mit dieser Art von Schnecken werden das Zuführen und das Mischen des Materials ausschließlich durch die Drehung der Schnecke bewirkt.

Trotz sämtlicher durchgeführten Verbesserungen weisen die derzeit bekannten Vorrichtungen noch einige Nachteile auf, insbesondere im Fall kurzer Zyklusdauern. Dies hängt vom unzulänglichen Mischen der Bestandteile ab, die das zu spritzende Material bilden.

Dieses Problem ist erfindungsgemäß bei einer Spritzeinrichtung mit einer Mischschnecke, insbesondere für eine Vorrichtung zum Spritzen von Polyurethanharz, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weitergestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Erfindung ist eine Spritzeinrichtung mit einer Mischschnecke geschaffen worden, die aus einer Reihe zylindrischer Sektoren mit unterschiedlichem Durchmesser besteht, von denen jeder eine Reihe von Facetten aufweist, die parallel zur Schneckenachse, aber in bezug auf die Facetten benachbarter Sektoren versetzt sind.

Aufgrund dieses Merkmals sowie aufgrund der Axialbewegung der Schnecke ist es möglich, ein vollkommen homogenes und äußerst rasches Mischen der Bestandteile zu erzielen.

Die Erfindung wird im folgenden mehr im einzelnen anhand eines Ausführungsbeispiels, das als nicht einschränkend angesehen werden darf, und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Spritzeinrichtung, die mit der erfindungsgemäßen Schnecke versehen ist,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Schnecke,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht der in Fig. 2 dargestellten Schnecke,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs Linie A-A in Fig. 2 und

Fig. 5 eine Ansicht der Schnecke, von rechts in Fig. 2 gesehen.

Die erfindungsgemäße Spritzeinrichtung umfaßt eine Schnecke bzw. Schraube 1, die aus einer Reihe bzw. Anzahl zylindrischer Sektoren 2, 3 und 4 mit abnehmendem Durchmesser besteht und im Inneren einer Mischkammer mit komplementärer Form angeordnet ist und um ihre Achse gedreht wird.

Die Schnecke ist auf einer Auflage bzw. Abstützung angebracht, die mittels bekannter und daher nicht dargestellter Einrichtungen bewirkt, daß die Schnecke begrenzte axiale Bewegungen ausführt.

Wie oben erwähnt, umfaßt die Kammer, in der sich die Schnecke dreht, ferner drei zylindrische Abschnitte, deren Innendurchmesser im wesentlichen mit dem Außendurchmesser der Schnecke zusammenfällt. Zur ersten der Kammern führen zwei Rohre bzw. Leitungen 4 und 5, aus denen das richtige (geeignete) Material, im speziellen Fall Isocyanat und Polyol, gespritzt wird.

Aufgrund ihrer axialen Beweglichkeit kann sich die Schnecke von einer Position aus, bei der die Enden der verschiedenen zylindrischen Abschnitte an die entsprechenden Stirnwände der Kammer stoßen, zu einer rückwärtigen Position verstellen, die in Fig. 1 dargestellt ist. In der letzteren Position sind einige Zwischenräume oder Ringkammern 6 bzw. 7 zwischen den Wänden der Kammer und der Schnecke gebildet.

Die verschiedenen Schneckenabschnitte weisen eine Anzahl von Facetten (vgl. Fig. 2) auf, die durch Schneiden des Schneckenkopfes durch eine Ebene parallel zur Schneckenachse erhalten worden sind.

Jede Facettenreihe ist in bezug auf benachbarte um einen bestimmten Winkel versetzt, der im gezeigten Beispiel etwa 120° beträgt.

Während die Vorrichtung arbeitet, werden die Bestandteile des zu spritzenden Materials, nämlich Isocyanat und Polyol, durch Rohre 4 und 5 zur Mischkammer getrieben. Diese Materialien werden beide durch die Drehung der Schnecke und durch den durch die entsprechenden Zuführungspumpen aufgebrachten Druck vorbewegt und zur Ringkammer 6 getrieben, wo ihre Bewegungsgeschwindigkeit zuerst verlangsamt wird; dies trägt zum Mischen und Homogenisieren der Materialien mittels des Schneckenkopfes bei.

Dann wird auf die Materialien durch den mittleren Abschnitt der Schnecke eingewirkt, sie werden gemischt und zur zweiten Ringkammer 7 getrieben, wo sie weiter verlangsamt werden. Dies führt zu einer Optimierung der Homogenisierung.

Der Endabschnitt der Schnecke übt einen optimalen Schub auf das so gemischte Material aus, wobei er bewirkt, daß dieses aus der Spritzöffnung 9 ausströmt, und es zur Form treibt bzw. drückt.

Die auf dem Schneckengewinde vorhandenen Facetten verhindern, daß die beiden Polyurethanharzbestandteile während des Misch-Schritts durch den einzigen, durch den Schneckenkopf gebildeten Kanal nach außen getrieben werden; hierdurch wird jegliche mögliche Laminarströmung verhindert und die Bewegung wird zwangsweise turbulent, was somit zu einer perfekten Mischung führt.

Sobald die zum Füllen der Form erforderliche, richtige Materialmenge erhalten worden ist, legen die an der Vorrichtung vorhandenen Einrichtungen die Rohre 4 und 5 still und beenden so die Zuführung von Isocyanat und Polyol. Die im Inneren der Schnecke zurückgelassene Restmischung wird durch die Wirkung der Drehung der Schnecke selbst ausgestoßen.

Die Schnecke kann sich dann verstellen und gegen die Stirnwände der verschiedenen Kammerabschnitte anstoßen, so daß die Ringkammern 6 und 7 geleert werden.

Die Schnecke 1 kann mit einer Anzahl zylindrischer Abschnitte versehen sein, die von den erwähnten verschieden sind, und die relevanten Facettenreihen werden in einem geeigneten Winkel versetzt sein.

Im speziellen Fall sind ausgezeichnete Ergebnisse mit einer Schnecke erhalten worden, die Durchmesser von 25, 21 und 17 mm aufweist und in axialer Richtung in einem Weitenbereich von 17 bis 22 mm verstellbar ist.

Zusammengefaßt ist durch die Erfindung eine Spritzeinrichtung geschaffen worden, die eine Mischschnecke mit einer Anzahl zylindrischer Sektoren mit abnehmendem Durchmesser umfaßt, von denen jeder mit einer Anzahl von Facetten zur Unterstützung der richtigen Mischung der zu spritzenden Bestandteile versehen ist.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Ringkammern 6 und 7 entsprechend ebenso vielen Schneckensektoren mit unterschiedlichen Durchmessern, kombiniert mit den Facetten derselben, vorgesehen werden. Dies ermöglicht ein perfektes Mischen der verschiedenen Bestandteile.

Selbstverständlich können eine Anzahl von Modifikationen und Veränderungen ausgeführt werden, die jedoch noch im Bereich der Erfindung liegen.


Anspruch[de]
  1. 1. Spritzeinrichtung mit Mischschnecke, insbesondere für eine Vorrichtung zum Spritzen von Polyurethanharz, gekennzeichnet durch eine Mischschnecke (1) mit einer Anzahl zylindrischer Sektoren (2, 3 und 4) mit abnehmendem Durchmesser, wobei die Schnecke (1) im Inneren einer Kammer mit komplementärer Form um ihre Achse drehbar ist und in der Lage ist, axiale Bewegungen zum Verstellen von einer ersten Position aus, in der Misch-Ringkammern (6, 7) zwischen der Schnecke und den Enden der Kammersektoren gebildet sind, zu einer zweiten Position auszuführen, in der die Schnecke (1) das noch in der Kammer gebliebene Material ausstößt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schneckensektoren mit einer Reihe von Facetten (8) versehen ist, die auf einer Ebene parallel zur Schneckenachse angeordnet sind, wobei jede Facettenreihe in bezug auf die benachbarten Facetten versetzt ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Facettenreihen um 120° versetzt sind.






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