пистолет-распылитель для дозированной выдачи пеноматериала, в частности, для заполнения пеноматериалом полостей деталей в автомобильной промышленности и способ дозирования пеноматериала

Формула изобретения

1. Пистолет-распылитель для дозированной выдачи пенопласта, в частности, для заполнения пеноматериалом полостей деталей в автомобильной промышленности, содержащий переходную деталь для присоединения напорного резервуара для вытеснительного агента и пенообразователя, выпускную трубу и запорный элемент, перекрывающий пистолет-распылитель со стороны мундштука и соединенный посредством управляющего элемента с управляющим рычажком для выдачи пеноматериала, отличающийся тем, что он снабжен дозирующей камерой для приема очередного количества пенообразователя при еще не полностью вспенившемся материале, уплотнительным элементом, перекрывающим дозирующую камеру со стороны переходной детали и соединенным посредством управляющего элемента с управляющим рычажком, причем запорный элемент выполнен с возможностью перекрытия пистолета-распылителя при открытом уплотнительном элементе и соединен посредством управляющего элемента с управляющим рычажком с возможностью синхронного управления с уплотнительным элементом.

2. Пистолет-распылитель по п.1, отличающийся тем, что дозирующая камера расположена в зоне перехода от корпуса пистолета-распылителя к выпускной трубе.

3. Пистолет-распылитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что управляющий элемент выполнен в виде управляющего штока, проходящего по оси выпускной трубы пистолета-распылителя и дозирующей камеры.

4. Пистолет-распылитель по п.3, отличающийся тем, что уплотнительный элемент концентрично расположен в дозирующей камере на ее отверстии со стороны клапана вокруг управляющего штока.

5. Пистолет-распылитель по п.4, отличающийся тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде поршня с коническим концом или конусом с посадочным местом на выпускной трубе пистолета-распылителя.

6. Пистолет-распылитель по п.5, отличающийся тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде конуса с кольцом круглого сечения.

7. Пистолет-распылитель по одному из пп.3 6, отличающийся тем, что конец управляющего штока одновременно образует запорный элемент для мундштука, причем конус распылителя мундштука выполнен в виде посадочного места.

8. Пистолет-распылитель по одному из пп.2 7, отличающийся тем, что дозирующая камера и/или выпускная труба соединены посредством разъемного соединения с корпусом пистолета-распылителя.

9. Пистолет-распылитель по п.8, отличающийся тем, что разъемное соединение выполнено резьбовым или байонетным соединением.

10. Пистолет-распылитель по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что дозирующая камера выполнена изменяемой по форме.

11. Способ дозирования пеноматериала, в частности для выдачи дозированного количества пеноматериала для закрытия полых профилей изделий в автомобилестроении, заключающийся в том, что в дозирующую камеру определенного объема вводят определенное количество смеси вытеснительного агента и пенообразователя и в случае необходимости предварительно вспенивают ее, отличающийся тем, что после заполнения дозирующей камеры прекращают ввод смеси и выдают введенное или предварительно вспененное количество пенообразователя с использованием оставшейся силы вытеснения вытеснительного агента и полного вспенивания.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что при выдаче введенного и при определенных обстоятельствах предварительно расширившегося пеноматериала блокируют подвод вытеснительного агента и пенообразователя в дозирующую камеру.

13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что в фазе ввода и предварительного расширения дозирующая камера закрыта наружу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для дозированной выдачи пеноматериалов, в частности, для заполнения пеноматериалом полостей в автомобильной промышленности для предупреждения коррозии. Другими областями применения являются звуко- и теплоизоляция, а также защита чувствительных деталей от механического повреждения. В последнее время для защиты от шума заполняют, соответственно закрывают, пеноматериалом полые профили, чтобы демпфировать воздушные колебания. Такого рода полые профили содержатся во многих местах в самонесущих автомобильных кузовах, используемых в современном автомобилестроении. Они возникают за счет образования сгибов и прокатки деталей из листового металла там, где кузову должно сообщаться дополнительное ужесточение. Особенно проблематичным является выполнение крыши, которая должна иметь жесткость в отношении опрокидывания через нее. Установлено, что особенно подвержена воздушным колебаниям задняя поперечина крыши.

Наиболее простой путь демпфирования воздушных колебаний в полых профилях заключается в полном заполнении этих полых профилей пеноматериалом, либо в закрывании их на концах достаточным для этой цели количеством пеноматериала. Уже за счет закрытия пеноматериалом концов полых профилей обмен воздуха с окружающей атмосферой прекращается что приводит к эффективной защите от коррозии и в значительной степени устраняет воздушные колебания. Так как закрытие полых профилей пеноматериалом на концах приводит к экономии материала и массы, оно является предпочтительным по сравнению с полным заполнением профиля пеноматериалом.

Известен пистолет-распылитель для дозированной выдачи пеноматериала, содержащий переходную деталь для присоединения напорного резервуара для вытеснительного агента и пенообразователя, впускную трубу и запорный элемент для перекрытия пистолета-распылителя со стороны мундштука, соединенный с управляющим рычажком для подачи пеноматериала посредством управляющего элемента.

Однако при этом проблематична точная дозировка вспенивающегося средства. В то время как передозирование материала, помимо излишнего расхода его, не влечет отрицательных последствий, недодозирова- ние приводит к недостаточному демпфированию колебаний, вследствие чего желаемый эффект не достигается. Однако недодозирования вряд ли можно избежать при обычных способах вспенивания, так как дозирующие механизмы не работают с необходимой надежноcтью. При этом прежде всего играют роль следующие два эффекта.

Во-первых, вспенивающееся средство подается в форме снабженного вытеснительным агентом преполимера, находящегося под давлением. При нерегулярностях в давлении или уменьшении давления вытеснительного газа в питающем резервуаре изменяется количество пеноматериала, выдаваемого за единицу времени, что при превышении по нижнему пределу критического количества влечет за собой прекращение демпфирующего действия. Во-вторых, все используемые в обычной автомобильной технике пенообразователи имеют тенденцию к преждевременной полимери- зации уже в распылительном, соответственно дозирующем, устройстве. За счет этого механизмы временного включения и переключения изменяются настолько, что приводит к последовательному уменьшению количества пеноматериала за срок службы устройства. Очистка этих механизмов требует больших затрат по времени и больших расходов.

Поэтому задачей изобретения является представление распылительного устройства, с помощью которого возможно надежное дозирование пеноматериала для заполнения или закрытия им полостей. При этом указанное устройство, в частности, должно быть нечувствительным к преждевременной полимеризации пенообразователя, и в значительной степени должно исключать такую преждевременную полимеризацию.

Технический результат достигается с помощью пистолета-распылителя, снабженного дозирующей камерой для приема определенного количества пенообразователя или еще неполностью расширившегося пеноматериала, уплотнительным элементом, перекрывающим дозирующую камеру со стороны переходной детали и соединенным посредством управляющего элемента с управляющими рычажками, причем запорный элемент выполнен с возможностью перекрытия пистолета-распылителя при открытом уплотнительном элементе и соединен посредством управляющего элемента с управляющим рычажком с возможностью управления синхронно с уплотнительным элементом.

На фиг.1 изображен пистолет-распылитель; на фиг.2 разрез выпускной трубы и дозирующей камеры пистолета-распылителя при открытой дозирующей камере, на фиг. 3 разрез выпускной трубы и дозирующей камеры пистолета-распылителя при закрытой дозирующей камере и открытой выпускной трубе; на фиг.4 разрез выпускной трубы и дозирующей камеры пистолета-распылителя, другой вариант; на фиг.5 третья форма выполнения пистолета-распылителя.

К корпусу пистолета-распылителя 1 с переходной деталью 2, напорным резервуаром 3, управляющим (спусковым) рычажком 4 и регулировочным винтом 5 привинчена дозирующая камера 6, на которой находится выпускная (дистанционная) труба 7 с мундштуком 8 и распылителем 9. Дозирующая камера 6 имеет цилиндическую форму и определенный объем, уплотнена уплотнительным элементом 10, который выполнен с возможностью синхронного управления, как в сторону корпуса пистолета-распылителя, так и наружу. Уплотнительный элемент 10 выполнен с возможностью синхронного управления управляющим рычажком 4 посредством управляющего элемента 11, причем в исходном положении пистолет- распылитель закрыт наружу, а дозирующая камера 6 открыта со стороны переходной детали 2, и при приведении в действие рычажка 4 дозирующая камера 6 закрывается и выходное отверстие 8 синхронно этому освобождается.

Дозирующая камера 6 через резьбовое соединение 12 соединена с корпусом пистолета-распылителя 1. Герметичность обеспечивается через уплотнение 13, например кольцо круглого сечения. Через резьбовое соединение 12 дозирующая камера 6 может освобождаться от корпуса пистолета-распылителя 1, например, для очистки или технического обслуживания или для замены на дозирующую камеру 6 другого объема. Как дозирующая камера 6 в корпус пистолета-распылителя 1, так и мундштук 8 ввинчен в выпускную трубу 7, так что он может заменяться.

Внутри корпуса пистолета-распылителя 1 проходит подводящий канал 14 для смеси вытеснительный агент/преполимер, входящий в дозирующую камеру 6, которая, со своей стороны, переходит в выпускной канал 15 к выходному отверстию (на чертеже не обозначено). Внутри каналов 14 и 15 и камеры 6 находится управляющий элемент 11, выполненный в виде управляющего штока, который обычным образом соединен с управляющим или спусковым рычажком 4. Управляющий элемент 11 концентрично расположен в камере и в каналах. Он заканчивается в запорном элементе 16, садящемся в конусе 17 распылителя 9.

На конце дозирующей камеры 6 со стороны переходной детали 2 концентрично вокруг управляющего штока 11 расположен уплотнительный элемент 10, который при приведении в действие управляющего рычажка 4, уплотняет подводящий канал 14 относительно дозирующей камеры 6 и блокирует подвод смеси вытеснительный агент/преполимер.

Этот уплотнительный элемент 10 состоит преимущественно из поршня или конуса, садящегося на входные кромки канала 14. На уплотнительном элементе 10 или его посадочном месте на корпусе пистолета-распылителя 1 могут предусматриваться дальнейшие мероприятия для уплотнения, например, расположение эластичных уплотнительных элементов и т.д. Для улучшения уплотняющего действия могут иметься пружинные элементы, прижимающие уплотнительный элемент 10 в состоянии уплотнения к его посадочному месту.

На фиг.2 показан запорный элемент 16 при освобожденном управляющем рычажке 4. В этом случае запорный элемент 10 уплотняет своим коническим концом выпускной канал 15 и дозирующую камеру 6 относительно конуса распылителя 9 наружу. Уплотнительный элемент 10 в этом состоянии освобождает дозирующую камеру 6 относительно подводящего канала 14.

Если приводится в действие управляющий (спусковой) рычажок 4, уплотнительный элемент 10 запирает дозирующую камеру 6 относительно подводящего канала 14, тогда как запорный элемент 16 освобождает отверстие распылителя 9. При этом находящаяся в камере 6 предварительно расширившаяся смесь может выходить из нее.

Запорный элемент 16 можно располагать на выходном отверстии камеры 6 так, что выпускная дистанционная труба открыта наружу. Однако это создает возможность беспрепятственному поступлению воздуха и влаги из воздуха в выходной канал 15, что приводит к его последовательному закрытию полимеризатом, поэтому такое расположение элемента 16 не является предпочтительным.

На фиг. 3 показан разрез пистолета-распылителя согласно фиг.2 в состоянии, при котором мундштук 8 освобожден от запорного элемента 16 и одновременно подводящий канал 14 отделен уплотнительным элементом 10 от камеры 6. Это имеет место при приведении в действие спускового рычажка 4. В этом случае смесь вытеснительный агент/преполимер, притекающая от напорного резервуара 3, находится в канале 14 перед уплотнительным элементом 10, тогда как находящаяся в то же самое время в камере предварительно расширившаяся смесь под действием ее остаточного давления вытекает через выходной канал 15 и мундштук 8.

На фиг. 4 показан разрез дозирующей камеры 6 и выпускной трубы 7 по другому варианту осуществления изобретения. В этом случае дозирующая камера 6 частично интегрирована в корпус пистолета-распылителя 1; резьбовое соединение 12 и уплотнение 13 соединяют заднюю часть 18 камеры с передней 19 частью камеры, которые вместе образуют дозирующую камеру 6. Изменение объема дозирующей камеры 18 может осуществляться за счет соответствующего увеличения или уменьшения передней части 19 камеры. В экстремальном случае объем дозирующей камеры 6 может быть значительно уменьшен за счет исключения передней части 19 камеры и образования прямого перехода к выпускной (дистанционной) трубе 7.

На фиг. 5 показан третий вариант осуществления изобретения, по которому выпускная (дистанционная) труба 7 соединена с дозирующей камерой 6 через резьбовое соединение 20. Таким образом возможна простая замена выпускной трубы 7.

Пистолеты-распылители согласно изобретению могут использоваться преимущественно для закрытия пеноматериалом концов полых профилей в автомобилестроении, например, в виде гомогенных блоков, устанавливаемых для применения в различных местах. Однако они также могут устанавливаться в виде автоматов и таким образом использоваться в автоматических линиях при серийном производстве. Хотя пистолеты-распылители особенно пригодны для автомобилестроения, однако их применение не ограничено этой областью, они могут использоваться во всех областях, где является актуальным заполнение полостей, соответственно полых профилей, точно дозированным количеством пеноматериала, например, в машиностроении и строительстве, а также в холодильной технике и технике кондиционирования.

Сущность способа заключается в следующем.

Согласно изобретению смесь из пенообразователя и вытеснительного агента сначала направляют из напорного резервуара 3 через переходную деталь 2 в дозирующую камеру 6 определенного объема. Дозирующая камера 6 закрыта наружу и заполняется, следовательно, до уравнивания давления со смесью из вытеснительного агента и пенообразователя таким образом, что при определенных обстоятельствах происходит предварительное расширение. По завершении процесса заполнения отверстие распылителя 9, через которое подводится смесь, блокируется и дозирующая камера 6 открывается наружу, так что при определенных обстоятельствах предварительно расширившаяся смесь при остаточном давлении содержащегося в ней вытеснительного агента может выходить из дозирующей камеры 6 в закрываемый или заполняемый пеноматериалом объект.

Вытеснительное давление в предварительно расширившейся смеси настолько высокое, что с использованием оставшейся силы вытеснения вытеснительного агента и полного вспенивания обеспечивается практически полное опорожнение дозирующей камеры 6. После ее опорожнения выходное отверстие вновь закрывается, и синхронно этому освобождается подводящее отверстие для новой смеси из вытеснительного газа и пенообразователя. Таким образом, при каждом цикле предварительно расширяется точно определенное количество смеси и направляется в то место, которое должно быть снабжено пеноматериалом.

Закрытие выходного отверстия в значительной степени предупреждает поступление влаги и тем самым преждевременную полимеризацию. Соответствующим образом проявляет себя также регулярно создаваемое внутри давление и вытеснение предварительно расширившейся смеси.

Пенообразователи, используемые согласно изобретению, как правило, являются обычными полиуретановыми преполимерами для однокомпонентных пеноматериалов, выдаваемых с помощью вытеснительного агента из напорной емкости. Эти преполимеры за короткое время отвердевают в присутствии воды, как правило, за счет содержащейся в воздухе влаги. Однако могут также применяться обычные двукомпонентные пенополиуретаны, в этом случае непосредственно перед применением полиуретановый преполимер смешивают с содержащим активный водород соедине- нием-отвердителем, как правило, многоатомным спиртом, аминоалкоголем или полиамином: через короткий промежуток времени от отвердевает. Пригодными являются переходные формы от однокомпонентных к двукомпонентным пеноматериалам, при которых применяют недостаточное для полного отверждения количество отвердителя и окончательное отверждение происходит за счет влажности воздуха.

В качестве вытеснительного агента для названных выше дву- и однокомпонентных пеноматериалов рассматриваются обычные полностью и частично галогенизированные углеводороды такие, которые используются в технике пеноматериалов. Далее, также могут использоваться углеводороды, соответственно смеси углеводородов, с низкой точкой кипения, например пропан и/или бутан. Эти углеводородсодержащие вытеснительные агенты известны специалисту.

Благодаря выбору объема дозирующей камеры можно дозировать освобождаемое количество пеноматериала, пригодного для надежного закрытия пеноматериалом концов полых профилей, что создает эффективное демпфирование воздушных колебаний. За счет закрытия пеноматериалом концов профилей обмен воздуха с окружающей атмосферой прекращается, что приводит к эффективной защите от коррозии и в значительной степени устраняет воздушные колебания. Надежное дозирование пеноматериала при заполнении или закрытии полостей профилей влечет за собой экономию материала и массы.