專利名稱：制造含聚氨酯層的成型件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法和一種裝置，用來在注射操作過程中制造含 聚氨酯層的成型件，其中在至少兩個位置處將氣流導(dǎo)入所述噴射裝置 的流動通道中。
背景技術(shù)：
如果涉及到這樣的情況，即反應(yīng)塑料(例如聚氨酯)要平整地涂 敷在基底上，則至少要進行噴射作為涂敷技術(shù)。在高反應(yīng)的原料系中， 尤其是在注射操作中要使用所謂的高壓混合器，其后再接上專門的噴
射噴嘴。在EP 0 303 305 Bl中描述了這種噴射系統(tǒng)的實施例。
因為這種噴射混合頭通常由機器人控制，此機器人必須進行極快 的運動，所以噴射混合頭構(gòu)造得小且(因而也)輕便，是特別有利的。
但是，對于三維的噴射層來說，尤其對于具有狹窄凹坑或倒凹部 位的成型件來說(例如用于汽車工業(yè)的表層零件)，小型的噴射混合 頭就會碰到它自身的局限性。
對于最佳的噴射過程來說，尤其重要的標準在于注射中斷。因為 成型件越復(fù)雜，混合頭重新定位的頻率就越高，以便以期望的噴射層 厚度和最佳的表面效果來得到無瑕疵的噴射層。
但在這種必要的注射中斷之后，噴射系統(tǒng)必須維持全部工作能 力，即在注射中斷時，不允許在涂熟^幾構(gòu)或噴射^L構(gòu)中添加反應(yīng)混合 物。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的是，提供一種方法和一種裝置，用來在注射 操作過程中制造含聚氨酯層的成型件，其中使用的噴射系統(tǒng)可實現(xiàn)
- 即使在成型件的狹窄凹坑中和倒凹部位中，也能產(chǎn)生無瑕瘋噴
射層；
- 在注射中斷時，不會在涂敷機構(gòu)或噴射機構(gòu)中粘結(jié)反應(yīng)混合物。本發(fā)明涉及一種方法，用來在注射操作過程中制造含聚氨酯層的 成型件，其中
a) 反應(yīng)成份多元醇和異氰酸酯首先在混合頭中進行混合；緊接
著
b) 在步驟a)中產(chǎn)生的反應(yīng)混合物導(dǎo)引通過噴射裝置的流動通
道；
c) 從噴射裝置中排出的反應(yīng)混合物噴射到基底的表面上，并在
基底上面》更化，
其特征在于
d) 在至少兩個位置處將氣流導(dǎo)入所述噴射裝置的流動通道中， 其中這兩個位置之間的距離l這樣進行選擇，即距離l除以噴射裝置
的流動通道的直徑d所得的商〉10,優(yōu)選>15,尤其優(yōu)選>20。
L d J max
在所述位置或輸入管(氣流由此導(dǎo)入)多于兩個的情況下，此距 離1是指彼此相隔最遠的位置或輸入管之間的距離。
噴射裝置在此可以指例如噴射噴槍或噴射噴嘴或其它適合噴射 聚氨酯反應(yīng)混合物的裝置。
圖1、 2和5示例性地示出了所述任務(wù)的解決方案。它們圖示出 了一種在注射操作過程中制造含聚氨酯層的成型件的方法，在此，首 先把反應(yīng)成份在混合頭中進行混合，緊接著這樣產(chǎn)生的反應(yīng)混合物導(dǎo) 引通過噴射噴槍(圖2)或噴射噴嘴(圖1和5)的流動通道，從噴 射噴槍或噴射噴嘴中排出的反應(yīng)混合物噴射到基底的表面上，并在其 上硬化，其中在至少兩個位置處分別將氣流導(dǎo)入噴射噴槍或噴射噴嘴 的流動通道中。
借助這個新方法，完全滿足了在任務(wù)中提到的標準，以便在注射 操作過程中制造含聚氨酯層的成型件。
因為通過幾乎隨意地布置涂敷機構(gòu)作為噴射噴槍或噴射噴嘴，即 使在成型件的狹窄凹坑中和/或倒凹部位中，也能產(chǎn)生無瑕疵噴射層。 例如借助圖l和5也示出這一點。
在至少兩個位置處將氣流導(dǎo)入噴射噴槍或噴射噴嘴的流動通道 中，使得首先把反應(yīng)混合物分成由噴射點滴組成的流體，然后在流動通道的整個長度上輸送這些噴射點滴。優(yōu)選通過氣流相對于液體流是 足夠大的，來實現(xiàn)這一點。另一方面，此氣流也不能太大，因為會存 在著強烈的氣流把噴射的反應(yīng)混合物部分地吹走的危險。因此，引入
的氣流與從混合頭中排出的反應(yīng)混合物流的質(zhì)量比在0.002至0.1之 間，優(yōu)選在0.004至0.05之間，尤其優(yōu)選在0.006至0.03之間。
在流動通道的至少兩個位置處導(dǎo)入氣體，另 一個重要的效果在 于，即使在注射中斷時，即在反應(yīng)混合物停止時，仍然在流動通道的 所述至少兩個位置處繼續(xù)氣體導(dǎo)入，以致吹光了流動通道的整個長度 上的反應(yīng)混合物，從而使它能以完整的功能性用于其它的噴射過程。
多級氣體導(dǎo)入的重要優(yōu)點在于以下兩個任務(wù)
- 良好的噴射圖形，具有良好的質(zhì)量分布；以及
-保持噴射噴槍的清潔。
可明顯更靈活且更好地實現(xiàn)。在較長的噴射噴槍中應(yīng)用單級氣體 導(dǎo)入的問題是， 一方面，主要由于氣體注入而形成的細微點滴會再次 聚合成更粗大的點滴，另一方面，反應(yīng)混合物在噴射噴槍的后面區(qū)域 中會粘結(jié)在壁體上，于是在長時間運行的情況下至少使噴射噴槍積聚 到損害射束的程度。盡管這兩種效應(yīng)原則上可以通過在一個注入位置 處提高氣體量來避免，但由于強烈的氣流會部分地將噴射層吹走，因 而無法再達到均勻的噴射涂敷，質(zhì)量分布也不再能符合要求。相反在 多級氣體送入的情況下，就可明顯更好地控制或優(yōu)化這些效應(yīng)的相互 作用。
但是，只有兩個最外面的氣體注入位置(即混合區(qū)后面的第一氣 體注入位置以及噴射裝置的出口前面的最后一個氣體注入位置)之間 具有確定的最小距離，才能實現(xiàn)在流動通道的至少兩個位置處進行氣 體導(dǎo)入的優(yōu)點。如果它們彼此離得非常近，則是無用的，因為它們在 原理上與唯——個氣體注入位置的方法技術(shù)效果是一樣。因此引入了 一個方法技術(shù)的特征值，用來確定兩個最外面的氣體注入位置(即混 合區(qū)后面的第一氣體注入位置以及噴射裝置的出口前面的最后一個
氣體注入位置)的最小距離。這個特征值{丄} 代表氣體注入位置的軸向距離與噴射裝置的內(nèi)直徑之間的比例。在噴射裝置的流動通道的 幾何形狀與這個連續(xù)的、無階梯的圓柱形區(qū)域不同的情況下(例如呈 錐形走向或在具有不同直徑的多個圓柱形區(qū)域的情況下)，參考直徑
d由公式d^ J5Z算出。這相當于連續(xù)的、無階梯的圓柱形區(qū)域所具
有的直徑，此圓柱形區(qū)域與兩個最外面的氣體注入位置之間的實際的
流動通道具有相同的體積和相同的長度。在此，v相當于兩個最外面 的氣體注入位置之間的流動通道的體積，1相當于這兩個氣體注入位
置之間的距離。
在這個新方法的另一方案中，所述進入噴射噴槍或噴射噴嘴的流 動通道中的第 一 氣體導(dǎo)入是在反應(yīng)混合物進入流動通道中的入口范 圍內(nèi)進行的，最后一次氣體導(dǎo)入是直接在反應(yīng)混合物自流動通道中出 來的出口范圍附近進行的，也就是說，最后一次氣體導(dǎo)入到出口橫截
面的距離優(yōu)選在約3至50mm之間，尤其優(yōu)選在5至40mm之間，更 優(yōu)選在8至30mm之間。
因此，這項措施不僅對保持流動通道的整個長度上的清潔特別有 效，它還使輸入的氣體體積達到最小，從而實現(xiàn)了幾乎無氣霧的射束， 即射束中幾乎沒有有害的噴射霧。此外，這種氣流最小的射束可在整 個寬度上實現(xiàn)幾乎恒定的質(zhì)量分布。
這些在生產(chǎn)技術(shù)方面都有很大的優(yōu)勢
因此，不管是在最開始的注射開始時，還是在注射中斷后，都能 幾乎無損失地直接在成型件的邊緣上進行噴射起動。此外，用這樣的 射束還能實現(xiàn)單層的涂層。這又可使原料的消耗降至最低，并使節(jié)拍 時間最小。
此方法可如下進行擴展，即也可在中間位置處進行其它的氣體導(dǎo) 入。按照反應(yīng)混合物的反應(yīng)性，這可使噴射噴槍或噴射噴嘴的長度高 至1000mm。在方法技術(shù)方面的限制比化學(xué)方面的少。因為，反應(yīng)混 合物在整個混合和噴射系統(tǒng)中的停留時間必然要顯著少于由化學(xué)決 定的反應(yīng)混合物的開始時間。
單個氣體導(dǎo)入之間的距離由方法技術(shù)方面的特征值_ opt.
決定。尺寸li代表兩個相鄰的氣體注入位置之間的軸向距離，尺寸d 代表這個部段的參考直徑。在噴射裝置的流動通道的幾何形狀與這個 連續(xù)的、無階梯的圓柱形區(qū)域不同的情況下(例如呈錐形走向或在具
有不同直徑的多個圓柱形區(qū)域的情況下)，則參考直徑d由公式d=
j5Z重新算出。這相當于連續(xù)的、無階梯的圓柱形區(qū)域所具有的直 V兀'l
徑，此圓柱形區(qū)域與兩個最外面的氣體注入位置之間的實際的流動通
道具有相同的體積和相同的長度。在此，V相當于兩個相鄰的氣體注 入位置之間的流動通道的體積，1相當于這兩個氣體注入位置之間的距離。
依照使用的原料系，此特征值在5至100的范圍內(nèi)，優(yōu)選在7至 70的范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選在10至50的范圍內(nèi)。對于活性低的原料系， 可把特征值40作為首次估算值，對于活性高的原料系，可把特征值 20作為首次估算值。最好依照經(jīng)驗來決定最佳的特征值。在此的標準 是， 一方面保持噴射噴槍的清潔，另一方面保證噴射涂敷的質(zhì)量。
尤其對于較長的噴槍，太小的距離會需要大量的、非常小的進氣 口。但因為單個的進氣口通常只能由壓縮空氣存儲器(例如管道網(wǎng)， 必要時其下設(shè)有減壓閥)供應(yīng)，所以存在這樣的危險，即流經(jīng)單個注 入位置的空氣非常不均勻并使單個的孔洞發(fā)生積聚。雖然單從理論上 講，可單獨地控制每個氣流，但這在進氣口數(shù)量很多時顯然非常繁瑣。 此外，在產(chǎn)生點滴的效果方面，大量的脈沖相對低的氣體注入射束不 如較少量的、但加載了脈沖的氣體注入射束。
單個注入位置之間的軸向距離太大也會導(dǎo)致一種后果，即為了在 噴射過程中保持噴管的清潔，必須輸入太多的空氣。但這對噴射涂敷 會產(chǎn)生不利的影響，因為很大的氣流會部分地把噴射好的材料吹走， 乂人而形成波紋。如果氣體導(dǎo)入到噴射噴槍或噴射噴嘴的流動通道中是切向地進 行，則可以進一步改善噴射點滴的形成，并改善噴射點滴的輸送以及 整個噴射系統(tǒng)的清潔。
在這種新方法的另一方案中，氣體導(dǎo)入的氣流是可調(diào)整或可調(diào)節(jié) 的。在反應(yīng)混合物的質(zhì)量流發(fā)生變化時，也可以這種方式來相應(yīng)地4吏 得氣流相適配。
在特殊的變型方案中，可相互分開地調(diào)整或調(diào)節(jié)單個的氣流。因 此這是尤其重要的，因為所有輸入的氣流都與反應(yīng)混合物的噴射點滴 一起流過流動通道的出口，從而影響射束的排出速度。此射束也必須 是低氣霧的，而且是低脈沖的，因此在涂敷上去后還是流體狀的噴射 層不會被射束自身"吹壞，，。
有利的是，把所有的氣體導(dǎo)入的總和(即總氣流量)降至最低， 并對單個的氣體導(dǎo)入進行分級，即例如第一氣體導(dǎo)入的氣流必須足夠 高，使得它能把流入流動通道中的反應(yīng)混合物分成點滴。其它氣體導(dǎo) 入的氣流必要時則可明顯更小。它們只須高到足以避免噴射點滴聚合 的程度就可以了。按照流動通道的大小，并因此最終依照反應(yīng)混合物
的涂敷效率，所有氣體導(dǎo)入的總體積流量可在5 Nl/min至200 Nl/min 之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選在10Nl/min至150Nl/min之間，尤其優(yōu)選在15 Nl/min至100 Nl/min之間。標記1表示Nl(標準升)在此指在2(TC和 1.013bar絕對壓力下的1升氣體體積。
在用于氣流的導(dǎo)管中設(shè)置壓力指示器，也可以監(jiān)控噴射噴槍或噴 射噴嘴的流動通道的功能性(即清潔度)。因為，如果在氣流恒定的 情況下出現(xiàn)了壓力上升，則這是已反應(yīng)的反應(yīng)混合物粘附在流動通道 中的跡象。
原則上，在第一氣體導(dǎo)入的導(dǎo)管中設(shè)置壓力指示器就足夠了。但 如果在每個導(dǎo)氣管中都設(shè)置壓力指示器，則可以辨別出，特別涉及到 流 動通道的哪個區(qū)域。
對于例如圖5所示的噴射層來說，無法用唯——個噴射機構(gòu)來完 成。在此在噴射循環(huán)過程中，要么必須更換噴射機構(gòu)(這可利用噴射 噴嘴或噴射噴槍更換站來實現(xiàn))，要么這樣的成型工具必須配備至少 兩個帶相應(yīng)的噴射機構(gòu)的噴射混合頭，所述噴射機構(gòu)按位置關(guān)系、要 么同時要么交替地進行噴射。為了保持噴射噴槍或噴射噴嘴的流動通道的功能性(即清潔)， 尤其有效的措施在于，在注射中斷時和尤其在注射結(jié)束后脈沖發(fā)出氣 流，即以脈沖的方式增大氣流，使它超過噴射過程所需的數(shù)值。
在本發(fā)明的有利方案中，流動通道分成多個直徑各不相同的區(qū)
域。參考直徑d在此再次由公式d= ^算出。這相當于連續(xù)的、
無階梯的圓柱形區(qū)域所具有的直徑，此圓柱形區(qū)域與兩個最外面的氣 體注入位置之間的實際的流動通道具有相同的體積和相同的長度。在 此，V相當于兩個相鄰的氣體注入位置之間的流動通道的體積，l相 當于這兩個氣體注入位置之間的距離。
在尤其有利的構(gòu)造中，此直徑從一個區(qū)域到另 一個區(qū)域在流動方 向上一直變大。因此可能的是，在噴射噴槍的第一部分中用相對地脈 沖加載的流來克服相對較大的距離。隨后，通過橫截面擴展來降低此 脈沖。有利的是，與圖4所示的相似，在該橫截面擴展之后設(shè)置氣體 注入位置，因為這樣可以避免這一區(qū)域中的死角。
本發(fā)明還涉及一種在注射操作過程中用于制造含聚氨酯層的成
型件的裝置，此裝置包含
a) 用于反應(yīng)成份多元醇和異氰酸酯的存儲容器和計量設(shè)備；
b) 用來混合反應(yīng)成份的混合頭；
c) 從所述存儲容器到計量設(shè)備以及從計量設(shè)備到混合頭的連
接管；
d) 噴射裝置，其具有與混合頭液壓相連的流動通道， 其特征在于，此裝置還包含
e) 設(shè)置在流動通道的入口區(qū)域中的第一輸入管，用來把第一氣
流輸入流動通道中；
f) 設(shè)置在流動通道的出口區(qū)域中的第二輸入管，用來把第二氣
流輸入流動通道中，其中第一輸入管和第二輸入管設(shè)置得彼此相距距
離1,所以距離1除以噴射裝置的流動通道的直徑d所得的商pj
L d j max
〉10,優(yōu)選> 15，尤其4尤選〉20。在所述位置或輸入管(氣流由此導(dǎo)入)多于兩個的情況下，此距 離l是指彼此相隔最遠的位置或輸入管之間的距離。
流動通道的入口區(qū)域在此理解為這樣的區(qū)域，即基于流動通道的
朝向混合頭的進入口 ，此區(qū)域位于流動通道的整個長度的前20%中。
相應(yīng)地，流動通道的出口區(qū)域在此理解為這樣的區(qū)域，即基于流動通
道的朝向混合頭的進入口，此區(qū)域位于流動通道的整個長度的后20% 中。
通過提供氣源或壓縮機，并通過提供從氣源或壓縮機通到伸入流 動通道中的第 一 和第二輸入管的連接管，可把氣體輸入到流動通道中。
噴射裝置在此可以指例如噴射噴槍或噴射噴嘴或其它適合噴射 聚氨酯反應(yīng)混合物的裝置。
在注射操作中，作為混合頭使用了所謂的高壓混合頭，通常是滑 閥控制的混合頭，其中借助控制滑閥來實現(xiàn)再循環(huán)操作到注射操作的 控制轉(zhuǎn)換，其同時也是用于混合腔的清潔機構(gòu)。
噴射噴槍或噴射噴嘴的流動通道直接與混合腔相連，其中直接在 流動通道的開端4巴氣流第一次輸入到流動通道中。其優(yōu)點是，在注射 中斷時或注射結(jié)束后，不僅流動通道、而且前方的即處于清潔位置處 的控制滑閥的端面都可以借助吹入的空氣來吹干凈。
依照原料系，即按反應(yīng)混合物的反應(yīng)性或粘度，在噴射過程中使 用的壓力約為0.2至50bar,優(yōu)選為0.3至30 bar，尤其優(yōu)選為0.5至 10 bar。因此，即使在更長的噴射通道中，也可以使點滴尺寸明顯低 于100m m。點滴尺寸分布例如在測量技術(shù)方面可借助Malvern公司的 噴射技術(shù)激光繞射頻譜儀(Spraytec-Laser-Beugungsspektro- meter)來 確定。
在清潔吹氣時應(yīng)用的壓力為1.0至100 bar,優(yōu)選為2.0至50 bar, 尤其優(yōu)選為3.0至20bar。
通常試用壓縮空氣作為氣體，既用于噴射，也用清潔吹氣。但同 樣也可使用其它的惰性氣體如氮氣。但還可考慮的是，尤其在清潔吹 氣時，在氣流中混合固體顆?；蛞褐?，用來在高反應(yīng)的原料系中確保 所需的清潔效果。
優(yōu)選直接在反應(yīng)混合物從噴射噴槍或噴射噴嘴的流動通道中流出來的出口附近，即在流動通道的端部前面約3.0至50.0mm處，伊C選5.0至40.0mm處，尤其優(yōu)選8.0至30.0mm處，把氣流最后一次導(dǎo)入到流動通道中。
對于長度長于200mm的噴射噴槍或噴射噴嘴，有意義的是，在第一氣體導(dǎo)入管和最后一個氣體導(dǎo)入管之間，在中間位置處設(shè)置其它的氣體導(dǎo)入管。
因為，如果單個的氣體導(dǎo)入管之間的距離太大，則噴射點滴會聚合，由此會大大影響噴射點滴在流動通道中的輸送。單個的氣體導(dǎo)入管之間的距離通過方法技術(shù)特征值
來確定。依照應(yīng)用的原料系，此特征值優(yōu)選在5至100之間的范圍內(nèi)，尤其優(yōu)選在7至70的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在10至50之間的范圍內(nèi)。對于低活性的原料系，可把特征值40作為首次估算值，對于高活性的原料系，可把特征值20作為首次估算值。
按照反應(yīng)混合物的排放量、粘度和反應(yīng)性，并按照流動通道所需的總長度L,流動通道的直徑d可從2.0至30.0mm,優(yōu)選3.0至20.0mm，尤其優(yōu)選4.0至lO.Omm。
只有在實際嘗試中才能明確最終選擇哪個直徑d,此實際嘗試按
原料系、排出量和流動通道的長度只實施一次。
但還有利的是，噴射噴槍具有多個直徑各不相同的圓柱形區(qū)域。
在尤其有利的方案中，此直徑從一個區(qū)域到另一個區(qū)域朝著排出口的
方向一直變大。因此可能的是，在噴射噴槍的第一部分中用相對脈沖
加載的流來克服相對較大的距離。隨后，通過橫截面擴展來降低此脈
沖。有利的是，與圖4所示的相似，在該橫截面擴展之后設(shè)置氣體注
入位置，因為這樣可以避免這一區(qū)域中的死角。參考直徑d在此也再
次由公式d= j ^算出。這相當于連續(xù)的、無階梯的圓柱形區(qū)域所
具有的直徑，此圓柱形區(qū)域與兩個最外面的氣體注入位置之間的實際的流動通道具有相同的體積和相同的長度。在此，V相當于兩個相鄰的氣體注入位置之間的流動通道的體積，1相當于這兩個氣體注入^f立
置之間的距離。
用于氣體導(dǎo)入的進入口可切向地設(shè)置在噴射噴槍或噴射噴嘴的流動通道中。這改善了噴射點滴的形成，并因而還改善了噴射點滴的輸送以及整個噴射系統(tǒng)的清潔。每個注入位置都可由多個進入口組成，它們優(yōu)選均勻地分布在圓周上。但還可考慮的是，從屬于一個注入位置的進入口在軸向上是稍微偏置的。
在此新裝置的另一方案中，在氣源和輸入管(用來把氣流輸入到噴射噴槍或噴射噴嘴的流動通道中)之間的氣體連接管中設(shè)置有調(diào)節(jié)機構(gòu)，用來調(diào)節(jié)相應(yīng)的氣體量。因此，在反應(yīng)混合物的排出量發(fā)生變化時，也可相應(yīng)地調(diào)節(jié)氣體量。
此外還可能的是，按照方法技術(shù)的要求，分級地調(diào)節(jié)單個氣體連接管的氣流，即，例如在氣體連接管是兩個的情況下，第一氣體連接
管獲得總氣體體積流的60至80%，第二氣體連接管獲得總氣體體積流的約20至40%。以這種方式可使總氣體體積最小，這也可實現(xiàn)了
低氣霧和低脈沖的射束。
如果在此調(diào)節(jié)機構(gòu)的后面設(shè)置有壓力指示器，則可監(jiān)控噴射噴槍
或噴射噴嘴的流動通道的功能性(即清潔度)。因為，如果在氣流恒定的情況下出現(xiàn)了壓力上升，則這是已反應(yīng)的反應(yīng)混合物粘附在流動通道中的跡象。
在此新裝置的一個特別的方案中，使用了流量控制閥，作為調(diào)節(jié)氣體量的調(diào)節(jié)機構(gòu)，其中此流量控制閥和壓力指示器通過脈沖控制線(電信號線)與控制器相連。
以這種方式可實現(xiàn)，在壓力上升時自動地通過提高氣體量來抵抗流動通道的積聚。當然，這項措施也是有限度的，因為氣體量只能提高到不損害噴射過程的重要標準(低氣霧和低脈沖的射束)的程度。
如果控制器還通過其它的脈沖控制線(電信號線)與計量設(shè)備相連，則在反應(yīng)混合物的排出量發(fā)生變化時，也可相應(yīng)地自動使得氣體量相適配。
在與噴射噴槍或噴射噴嘴更換站共同作用的情況下，甚至可實現(xiàn)完全自動化的噴射過程，或優(yōu)選自動地更換噴射噴槍或噴射噴嘴，即當
_噴射噴槍或噴射噴嘴被非常"粘附"的反應(yīng)混合物弄得過度
積聚；
- 反應(yīng)混合物的排出量發(fā)生變化時，例如噴射層的厚度不同；-在噴射層的輪廓特殊時，噴射開始時首先例如用噴射噴嘴(也見圖5)進行，然后必須改為噴射噴槍。


下面借助示意圖詳細地闡述了本發(fā)明。其中
圖1 示意性地示出了具有噴射噴嘴的混合頭，此噴射噴嘴包
含90。的弧度；
圖2 示意性地示出了具有噴射噴槍的噴射系統(tǒng)；
圖3 示意性地示出了噴射噴槍的特殊實施例；
圖4 示意性地示出了噴射噴槍的另一特殊實施例；
圖5 示意性地示出了具有噴射噴嘴或噴射噴槍更換站的噴射系統(tǒng)。
具體實施例方式
在圖1中示出了具有混合頭2和噴射噴嘴3 (它作為噴射裝置，包含90°的弧度4)的裝置1，用來把聚氨酯反應(yīng)混合物噴射到基底5上。反應(yīng)成份多元醇A和異氰酸酯B從存儲容器中通過計量設(shè)備(示意圖中未示出)借助連接管輸送到高壓混合頭2中，并在此高壓混合頭2中相互混合。緊接著，反應(yīng)混合物被擠壓通過噴射噴嘴3 (具有90°的弧度)的流動通道，并在射束6中涂lt在基底5上，基底5在此處是指具有明顯的凹坑和倒凹部位(即很難接近的凹坑)的工具的工具表面。
噴射出的反應(yīng)混合物在工具表面(基底5)上發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生表層7,此表層7隨后可在后續(xù)的加工步驟(在未意圖中未示出)中進行后發(fā)泡，或例如可進一步加工成用于汽車工業(yè)的成型件。
沿流動方向直接在混合頭2后方，將氣流8導(dǎo)入到噴射噴嘴3的環(huán)形通道中。氣體從環(huán)形通道9起通過三個氣體導(dǎo)入管10a、 10b、 10c進入到噴射噴嘴3的流動通道11中，氣流在此先把反應(yīng)混合物分成噴射點滴，反應(yīng)混合物然后從流動通道中繼續(xù)輸送到出口，緊接著噴射出來。
在圖2中，反應(yīng)成份A和B同樣從存儲容器中通過計量設(shè)備(示意圖中未示出)借助連接管輸送到高壓混合頭2,并在此高壓混合頭2中相互混合。緊接著，反應(yīng)混合物被構(gòu)成為噴射噴槍3，的噴射裝
置的流動通道ir擠壓。
直接在混合頭2后方進行第一氣體導(dǎo)入，即設(shè)置在流動通道11，的入口區(qū)域中的第一輸入管10a，伸入噴射噴槍3，的流動通道ll，中。反應(yīng)混合物因此一皮分成噴射點滴，并朝著出口方向從流動通道中l(wèi)t送出來。
因為噴射點滴在流經(jīng)流動通道時容易聚合，于是在距離h的位置處通過輸入管10b，進行第二氣體導(dǎo)入，從而抵抗噴射點滴的聚合。
通過設(shè)置在流動通道ir的出口區(qū)域中的輸入管ioc，，在另一距
離12的位置處進行第三氣體導(dǎo)入10c，(在此實施例中它是最后一次氣體導(dǎo)入)，它的任務(wù)也是抵抗所述聚合。在流動通道的整個長度L上
以這種方式形成級聯(lián)式的氣體輸入，其產(chǎn)生了細微分布的氣體/液體擴散，其隨后作為射束從噴射噴槍3，的流動通道ir中排出。即使在更
長的流動通道中，以這種方式也能達到點滴尺寸小于lOOium的點滴范圍。
圖2還示出了與氣源相連的壓縮機13，導(dǎo)氣管16a、 16b、 16c從該壓縮機13起通過流量控制閥14a、 14b、 14c和壓力指示器15a、 15b、15c通到氣體導(dǎo)入管10a，、 10b，、 10c，。壓力指示器15a、 15b、 15c和流量控制閥14a、 14b、 14c通過脈沖控制線17與控制器18相連。
此控制器借助另一脈沖控制線19與示意圖中未示出的、用于反應(yīng)成份A和B的計量機器相連。以這種方式可實現(xiàn)，在反應(yīng)混合物的排出量改變時，也可以自動地使導(dǎo)入到噴射噴槍的流動通道中的氣流相適配。
此外還可能的是，借助壓力指示器15a、 15b、 15c來監(jiān)控流動通道ll，的狀態(tài)。即，如果在流動通道U，中積聚越來越多的已反應(yīng)的反應(yīng)混合物，則可以提高氣流來抵抗這種累積。但氣流的提高只能在射束不受損害的程度內(nèi)進行，因為射束必須保持幾乎無氣霧和無脈沖，以便能產(chǎn)生無瑕疵的噴射層。如果太多的反應(yīng)混合物粘結(jié)在流動通道
ir中，則必須更換噴射噴槍3，。這可在圖5示意示出的噴射噴槍-噴射噴嘴-更換站的共同作用下自動地進行。
借助壓力指示器還可確定，在噴射噴槍3，的哪些區(qū)域中流動通
道ir具有增大的反應(yīng)混合物的粘結(jié)。即，如果升高的粘結(jié)出現(xiàn)在流動通道ir的端部區(qū)域內(nèi)，則所有三個壓力指示器上的壓力都會提高。如果升高的粘結(jié)只出現(xiàn)在流動通道ir的上部區(qū)域內(nèi)，則只有用于第
一氣體導(dǎo)入10a，的壓力指示器15a上的壓力會提高。
在注射中斷時或注射結(jié)束后，混合頭把反應(yīng)成份切換到再循環(huán)，從而終止計量過程。
噴射過程還維持很短暫的時間，直到流動通道被完全吹空。
緊接著，混合頭2連同噴射噴槍3，擺動到清潔位置處，并通過流量控制閥14a、 14b、 14c自動地把氣流調(diào)高，從而使最后所有的反應(yīng)混合物殘余都從流動通道ll，中吹進清潔站中。由此產(chǎn)生的氣霧通過排氣裝置吸走。
圖3示出了噴射噴槍3"的特殊實施例，其具有下面的特征-流動通道ll，，中的氣體導(dǎo)入管10a"、 10b"、 10c，，是由環(huán)形地圍繞著流動通道設(shè)置的通道構(gòu)成的。這會最佳地形成噴射點滴，并可使噴射點滴實現(xiàn)完全均勻、無干擾(即無死角的)地流動。此外由于氣體流經(jīng)這些通道，還有利于保持噴射噴槍的流動通道的清潔。
-通過特別簡單的構(gòu)造，可在流動通道ir'的出口區(qū)域中使噴射
霧轉(zhuǎn)動90° ，這可在極窄凹坑中的倒凹部位處或甚至在管道的內(nèi)表面
進行噴射。
圖4示出了相對較短的噴射噴槍3'"(長度約為100至200mm),其只有兩個氣體導(dǎo)入管(10a"，、 lOc，，，)。
但此實施例的特征在于，流動通道分為部段19a、 19c，它們在流動方向上呈錐形(約1°至5° )收縮。
首先，這種結(jié)構(gòu)在作用方式方面跟圖3的流入相比是一種特殊的變型方案。
但是，尤其在氣體導(dǎo)入是切向地流入時，所述錐度還可實現(xiàn)特別寬的射束。在圖5中示意性地示出了具有噴射噴嘴3"，，的混合頭2,此噴射 噴嘴3，，，，配備了 180°的圓弧。這在此實施例中是必要的，因為待涂 敷的表面(基底5)的一部分位于工具空腔中。
在此實施例中，進入噴射噴嘴3"，，的流動通道中的氣體導(dǎo)入也如 圖1所示的一樣，借助圍繞著流動通道設(shè)置的環(huán)形通道(圖5中未示 出)來進行。
在圖5中示意示出的噴射裝置l，，"也配備了噴射噴槍或噴射噴嘴 -更換站20,它可在整個噴射過程中更換噴射噴嘴或噴射噴槍，這在 此實施例中是必要的，因為幾乎每個表面都需要單獨的噴射噴嘴或單 獨的噴射噴槍。
還可考慮的是，在這個特殊的實施例中用兩個混合頭來操作，它 1 ]同時地或交替地工作。這至少節(jié)約了在只有 一 個混合頭的情況下為
更換噴射噴槍或噴射噴嘴所需的時間。
在圖5中示意示出的噴射噴槍或噴射噴嘴-更換站可與圖2示出的
噴射站一起工作，以實現(xiàn)完全自動化的噴射過程。
權(quán)利要求
1.一種用來在注射操作過程中制造含聚氨酯層的成型件的方法，其中a)反應(yīng)成份多元醇和異氰酸酯首先在混合頭(2)中進行混合；b)緊接著將在步驟a)中產(chǎn)生的反應(yīng)混合物導(dǎo)引通過噴射裝置(3、3’、3”、3”’3””)的流動通道(11、11’、11”、11”’、11””)；以及c)將從噴射裝置中排出的反應(yīng)混合物噴射到基底(5)的表面上，并在其上硬化，其特征在于，d)在至少兩個位置處將氣流導(dǎo)入所述噴射裝置的流動通道中，其中這兩個位置之間的距離1這樣進行選擇，即距離1除以噴射裝置的流動通道的直徑d所得的商<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mrow><mo>{</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mi>d</mi></mfrac><mo>}</mo> </mrow> <mi>max</mi></msub><mo>></mo><mn>10</mn><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2008800114060002C1.tif" wi="24" he="10" top= "107" left = "90" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>優(yōu)選＞15，尤其優(yōu)選＞20。
2. 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一氣體導(dǎo)入通過設(shè) 置在流動通道的入口范圍內(nèi)的第一輸入管(10a、 10a，、 10a"、 10a"，) 進行，第二氣體導(dǎo)入通過設(shè)置在流動通道的出口范圍內(nèi)的第二輸入管(10c、 10c，、 10c"、 10c，")進行。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在多于兩個位置 處將氣流導(dǎo)入所述噴射裝置的流動通道中。
4. 按權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，所述氣體導(dǎo)入切向地進入到流動通道(ii、 ir、 ii"、 ir"、 ir"，)中。
5. 按權(quán)利要求i至4中任一項所述的方法，其特征在于，所述流 動通道包括多個具有不同直徑的圓柱形區(qū)域。
6. 按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述流動通道的直徑朝著排出口的方向階梯式地變大。
7. 按權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，直接在橫截面擴展后 面設(shè)置有用于氣流導(dǎo)入的輸入管。
8. 按權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述氣 體導(dǎo)入的氣流是可調(diào)整或可調(diào)節(jié)的。
9. 按權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，可相互分開地調(diào)整或 調(diào)節(jié)單個的氣流。
10. 按權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，所述流動通道中的壓力借助壓力指示器(15a、 15b、 15c)來監(jiān)控。
11. 按權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，在噴 射循環(huán)過程中借助噴射裝置更換站(20)來更換噴射裝置(3、 3，、 3"、 3，"、 3"")。
12. 按權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，所述 基底(5)是成型工具。
13. 按權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，給一個成型工具配 備有兩個噴射混合頭，這些噴射混合頭要么同時、要么交替地進行噴射。
14. 按權(quán)利要求1至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述 氣流在注射結(jié)束后被脈沖發(fā)出。
15. —種用來在注射操作過程中制造含聚氨酯層的成型件的裝 置，此裝置包含a) 用于反應(yīng)成份多元醇和異氰酸酯的存儲容器和計量設(shè)備；b) 用來混合反應(yīng)成份的混合頭(2);c) 從所述存儲容器到計量設(shè)備以及從計量設(shè)備到混合頭的連接官，d) 噴射裝置(3、 3，、 3"、 3"，、 3，，，，)，該噴射裝置具有與混合頭 (2)液壓相連的流動通道(ll、 11，、 11"、 11"，、 11，，"),其特征在于，此裝置還包含e) 設(shè)置在流動通道的入口區(qū)域中的第一輸入管(10a、 10a，、 10a"、lOa"，)，用來4巴第一氣流導(dǎo)入到流動通道中；f) 設(shè)置在流動通道的出口區(qū)域中的第二輸入管(10c、 10c，、 10c"、lOc，，，)，用來把第二氣流導(dǎo)入到流動通道中，其中這兩個位置之間 的距離1這樣選擇，即距離1除以噴射裝置的流動通道的直徑d的所
16.按權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，在流動通道(ll、 11,、 11"、 11，，，、 ll，，，，)中，在第一輸入管(10a、 10a，、 10a"、 10a，") 和第二輸入管(10c、 10c，、 lOc"、 lOc，")之間設(shè)置另外至少一個輸〉10,優(yōu)選>15，尤其優(yōu)選〉20。入管(10b、 10b，、 10b")用來輸入另一氣流。
17. 按權(quán)利要求15或16所述的裝置，其特征在于，伸入到流動通道中的輸入管的輸入管進入口相對流動通道切向地布置。
18. 按權(quán)利要求15至17中任一項所述的裝置，其特征在于，所述流動通道由多個具有不同直徑的圓柱形區(qū)域組成。
19. 按權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述流動通道的直徑朝著排出口的方向階梯式地變大。
20. 按權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，直接在橫截面擴展后面設(shè)置有用于氣流導(dǎo)入的輸入管。
21. 按權(quán)利要求15至20中任一項所述的裝置，其特征在于，在通向輸入管(10a、 10a，、 10a"、 10a，" 、 10b、 10b，、 10b"、 10c、10c，、 10c"、 lOc"，)的導(dǎo)氣管(16a、 16b、 16c)中設(shè)置有調(diào)節(jié)機構(gòu)(14a、 14b、 14c)用來調(diào)節(jié)相應(yīng)的氣流。
22. 按權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，在所述調(diào)節(jié)機構(gòu)的后面設(shè)置有壓力指示器(15a、 15b、 15c)。
23. 按權(quán)利要求15至22中任一項所述的裝置，其特征在于，使用流量控制閥作為用于調(diào)節(jié)氣流的調(diào)節(jié)機構(gòu)(14a、 14b、 14c)。
24. 按權(quán)利要求15至23中任一項所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)(14a、 14b、 14c)和壓力指示器(15a、 15b、 15c)通過脈沖控制線(17)與控制器(18)相連。
25. 按權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，所述控制器(18)通過另 一脈沖控制線與用于反應(yīng)成份多元醇和異氰酸酯的計量設(shè)備中的至少一個計量設(shè)備相連。
26. 按權(quán)利要求15至25中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置配備有噴射裝置更換站。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法和一種裝置，用來在注射操作過程中制造含聚氨酯層的成型件，其中在至少兩個位置處將氣流導(dǎo)入所述噴射裝置(3)的流動通道(11)中。
文檔編號B05B7/00GK101652187SQ200880011406
公開日2010年2月17日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者D·奧貝洛爾, I·克萊巴, W·波利克 申請人:亨內(nèi)克股份有限公司