DE2228630A1

DE2228630A1 - Vorrichtung zum herstellen von kunststoffkoerpern in einer doppelwandigen form

Info

Publication number: DE2228630A1
Application number: DE2228630A
Authority: DE
Inventors: Adolf Bauer
Original assignee: THERMOVOX GmbH
Current assignee: THERMOVOX GmbH
Priority date: 1972-06-13
Filing date: 1972-06-13
Publication date: 1973-12-20
Also published as: JPS4952263A; GB1424831A; CA1007022A; FR2187510B2; SE377670B; GB1424832A; FR2187510A2; US3880227A; IT1045941B

Description

Therm-o vox- Th

Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffkörpern in einer doppelwand!gen Form

Zusatz zum Patent 1 296 333

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffkörpern in einer doppeIwandigen Form, insbesondere einer Rotationsgießform, deren Wandhohlraum über Zulauf- und Rücklaufleitungen von jeweils einem besonderen Vorratsbehälter wahlweise ein Heiz- und ein Kühlmedium aufnimmt und abgibt, und eine Förderpumpeneinrichtung für den Rücklauf, deren auf den Ausgang des Wandhohlraums wirkender Saugdruck etwas höher liegt als der Druck mit dem das Heiz- und Kühlmedium in den Wandhohlraum eintritt.

Doppelwandige Formen sollen möglichst dünnwandig sein, damit sie schnell erhitzt und schnell wieder abgekühlt

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werden können. Andererseits müssen sie dem Druck der durchgepumpten Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit standhalten können. Dies macht Insbesondere bei großen Formen Schwierigkeiten_v.Ferner sollen die Formen, die im Rotationsverfahren eingesetzt werden, möglichst leicht und platzsparend sein. Deshalb wurde von dem Anmelder eine Vorrichtung der eingangs genannten Art nach dem Patent 1 296 333 geschaffen, bei der in der Rücklaufleitung eine Saugpumpe eingebaut ist, deren Förderleistung vorzugsweise etwas höher ist als die der Druckpumpe. Dadurch wird in Auslegung, auf eine bestimmte Form, d.h. auf einen bestimmten Durchlaufwiderstand der Form, und auf eine bestimmte Viskosität einer Durchlaufflüssigkeit das Entstehen eines Überdruckes vermieden, so daß auch sehr große Formen verhältnismäßig dünnwandig gebaut und damit gut beheizt bzw. gekühlt werden können. Dabei ist es möglich, infolge gleichzeitigen Einpumpens und Absaugens der Flüssigkeit diese mit großer Geschwindigkeit umzuwälzen, so daß das Temperaturgefälle vom Eingang zum Ausgang der Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit klein ist und demnach auch sehr große Formen auf einer genau bestimmbaren, gleichbleibenden Temperatur gehalten werden können. Dies ist wichtig, da gerade bei großen Formen eine gleichmäßige Beheizung häufig für die Qualität der damit hergestellten Kunststoffkörper ausschlaggebend ist. Die diese Vorteile vermittelnde Vorrichtung nach Patent 333 hat bei einem Ausführungsbeispiel je Heiz- und

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Kühlkreis zwei Umwälzpumpen und dann sogar drei Umwälzpumpen, wenn jedem Kreis zusätzlich je ein Wärmetauscher zugeordnet ist.

Zur weiteren Verbesserung der vorerwähnten Vorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der Umwälzpumpen zu verringern und trotzdem die Vorteile der bisherigen Vorrichtung zu erhalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorratsbehälter als Druckbehälter ausgebildet sind. Auf diese Weise gelangt in dem Heiz- und Kühlkreis jenachdem, ob der Vorratsbehälter als hydrostatischer oder als Gaspolsterspeicher ausgebildet ist - das Heiz- und Kühlmedium durch den Schwere- und/oder Speicherdruck durch die Zulauflei- · tung zum Wandungshohlraum der Form. Werden zugleich die Wärmetauscher in die Rücklaufleitungen der Heiz- und Kühlkreise zwischen die jeweilige Förderpumpe und den Vorratsbehälter gelegt, so genügt in jedem einzelnen Kreis diese einzige Pumpe.

Bei einer anderen Ausführungsart der Erfindung bezieht sich diese, insbesondere in Verbindung mit der ersten Ausführung, auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffkörpern in einer doppelwandigen Form, insbesondere eine Rotationsgießform, deren Wandhohlraum jeweils über eine Zulaufleitung und eine Rücklaufleitung von jeweils einem besonderen Vorratsbehälter wahlweise ein Heiz- und Kühlmedium aufnimmt und abgibt, und eine Förderpumpe für

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jede Rücklaufleitung, deren auf den Ausgang des Wandhohlraums wirkender Saugdruck etwas höher liegt als der Druck, mit dem das Heiz- und Kühlmedium In den Wandhohlraum eintritt. Dabei 1st erfindungsgemäß jede Rücklaufleitung unter Einschluß der Förderpumpe und des Vorratsbehälters über eine Verbindungsleitung und über die zugehörige Zulaufleitung oder über eine besondere Leitung kurxschUsflbar. Durch die Kurzschließbarkeit der Rücklaufleitungen kann bei dem Heizen oder Kühlen der Form das Kühl- oder Heizmedium, das dabei nicht durch den Wandungshohlraum fließt, durch die Förderpumpe der Rücklaufleitung des jeweiligen Kühl- oder Heizkreises bzw. die einzige Förderpumpe desselben weiter umgewälzt werden. Eine gleichbleibende Temperatur der Heiz- und Kühlmedien ist damit bei jedem Heiz- und Kühlvorgang gewährleistet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Grundzuge dargestellt.

Auf einem Maschinenständer 1 ist eine Rotationsgießmaschine angeordnet, die aus einem um eine Hauptwelle 2 umlaufenden Bügel 3 und einem Quersteg 4 besteht, in dem eine Nebenwelle 5 gelagert ist. Diese Nebenwelle trägt einen Formhalteteller^6. Die auf diesem Formhalteteller aufsitzende und befestigte Form 7 ist hohl- bzw. doppelwandig ausgebildet. An die Hohlwand der Form sind in an sich bekannter Weise je eine Vor- und Rücklaufleitung 8,9 über abdichtende Stopfbüchsen u. dgl. angeschlossen.

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Di· Vor- und Rücklaufleitungen 8, 9 sind in Vorlaufteilleitungen 81, 82 und in Rücklaufleitungen 91, 92 verzweigt. Die Vorlaufteilleitung 81 geht von dem Boden eines Vorratsbehälter 10 für das Heizmedium, hier Heifiöl, aus. Die Vorlaufteilleitung 81 kann durch ein steuerbares Ventil, z.B. ein Magnetventil 11, unterbrochen werden. Die Vorlaufteilleitung 82 schließt in sich ein Magnetventil 12 ein und geht von dem Boden eines Vorratsbehälters 13 für ein Kühlmedium, hier KaItUl, aus. Der von dem Spiegel des HeiB- und Kaltöle der Vorratsbehälter 10 und 13 begrenzte ölfreie obere Raum 14,15 der Vorratsbehälter ist mit einem Druckgas, z.B, inertem Stickstoff, gefüllt, so daß das Heiß- und Kaltöl unter überdruck steht, und auf Pumpen zur Förderung des Heiß- und Kaltöls durch die Vorlaufleitungen 8, 81, 82 in die hohle Formwand Hhein verzichtet werden kann. Auf das Füllen der Vorratsbehälter oder eines derselben mit Druckgas kann mit gleichem Erfolg verzichtet werden, wenn die oder der Vorratsbehälter genügend hoch über der Form 7 angeordnet werden. Bei jeder dieser beiden Ausführungeformen wirkt der Vorratsbehälter als Druckbehälter, dessen Inhalt (Heiz- oder Kühlmedium) allein, also ohne Unterstützung durch eine Pumpe, unter dem Einfluß des Schwerebzw. Speicherdrucks der Formhohlwand zufließt.

Sind die Vorratsbehälter mit Druckgas in der oben angegebenen Weise gefüllt, dann führen von deren Deckel Druck-

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gaaleitungen 16, 17 mit eingebauten federbelastet·** Sicherheitsventilen 18, IS in das Freie« Bine Zuleitung 20 für da« Druckgas (Stickstoff) führt über ein Sicherheits-Oberdruckventil 2t sum Deckel der beiden Vorratsbehälter 10,13.

Die Rücklaufteilleitung 91 führt über den oberen Raum 14 des Vorratsbehälter 10 i». den Heiß- öl raum des VorratsbeüLters hinein. Außerhalb dieses Vorratsbehälters sind, von der Form aus zum Vorratsbehälter hin gesehen, ein Magnetventil 22, eine Förderpumpe 23 und ein Wärmetauscher 24 in die Rücklaufleitimg Sl eingebaut. Der Wärmetauscher 24 dient der Zufuhr von Wärmeenergie in das Heißöl als Wärmeträger.

Die Rücklaufteilleitung 92 mündet in den oberen Raum 15 des Vorratsbehälters 13 für das Kaltöl und taucht in das Kaltöl des Vorratsbehälters hinein. Vor dem Vorratsbehälter 13 sind in die Rücklaufteilleitung 92, ebenfalls von der hohlwand!gen Form aus gesehen, ein Magnetventil 25, eine Förderpumpe 26 und ein Wärmetauscher 27 eingebaut. Dieser Wärmetauscher dient zur Abnahme der Wärmeenergie von dem Kaltöl als Wärmeträger.

Von einer Stelle der Vorlaufteilleitung 82, die zwischen dem Vorratsbehälter 13 und dem Magnetventil 12 liegt, führt eine durch ein Magnetventil 28 unterbrechbare Verbindungsleitung 29 zu einer zwischen dem Magnetventil 25

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und der Förderpumpe 26 liegenden stelle der Rücklaufteilleitung 92. Die Verbindungeleitung 29 bildet mit den Enden 820, 920 der Vorlaufteilleitung 82 und der

Rücklaufteilleitung 92 sowie dem Vorratsbehälter 13

ψ.

unter Einschluß der·Umwälzpumpe 26 und des Wärmetauschers 27 einen Kaitölnebenkrei·lauf K 2 zum aus den Teilen 13, 620, 82, 12, 8, 7, 9, 92, 25, 920, 26, 27, 13 bestehenden Kaitölhauptkreislauf Kl.

Ebenso kann im Bereich vor der Saugseite der Förderpumpe 23 in die Rücklaufleitung 91 mit dem Ende 910 eine Verbindungsleitung 310 münden, die zwischen dem Vorratsbehälter 10 und dem Magnetventil 11 von der Vorlaufteilleitung 81 mit dem Ende 810 ausgeht. In der Verblndungsleitung 310 liegt ein Magnetventil 300, das bei Bedarf geöffnet oder geschlossen werden kann. Auf diese Weise ist die Bildung eines die Teile xO_r 810, 300, 310, 910, 23, 24, 10 bildenden Heißölnebenkreislaufs H3 anstelle eines Heißölhauptkreislaufs Hl mit den Teilen 10, 810, 81, 11, 8, 7, 9, 91, 22, 910, 23, 24, 10 möglich.

Diese Vorrichtung abändernd kann von jedem Bodenbereich der Vorratsbehälter 10, 13, mindestens aber nach der Zeichnung vom Vorratsbehälter 10 ausgehend, je eine zusätzliche Vorlaufleitung 31 vorgesehen sein, die im Ansaugbereich der Pumpe 23 bzw. 26 hinter dem Magnetventil 22 bzw. 25 in die Rücklaufleitung 91 bzw. 92 mündet. In

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die zusätzliche Vorlaufleitung 31 ist ein Magnetventil 30 eingeschlossen. Dadurch ist die Bildung z.B. eines Heißölnebenkreislaufes H 2 zu dem aus den Teilen 81, 11, 8, 7, 9, 91, 22 bis 24,10 bestehenden Heißölhauptkreislauf β Hl möglich.

Beide Vorratsbehälter 10, 13 sind miteinander durch eine immer offene Ausgleichsleitung 32 zum Verhindern eines ungleichen Überdrucks in einem der Vorratsbehälter verbunden .

Der obere Raum 15 des Vorratsbehälters 13 ist weiterhin über eine Leitung 33 mit der Vorlaufleitung 8 verbunden. Diese Leitung kann zum Absaugen des jeweiligen Wärmeträge rs aus der Hohlwand der Form 7 bzw. zu deren Durchlüftung durch ein Magnetventil 34 geöffnet werden.

Alle Magnetventile können, ebenso wie die anderen Organe der Vorrichtung, von Hand bedient werden. Zu einer kontinuierlichen Arbeitsweise ist es zum aufeinanderfolgenden Herstellen von Formartikeln jedoch vorteilhaft, alle Organe und insbesondere auch die Magnetventile 11, 12, 22, 25, 28, 30, 34 und 300 in Abhängigkeit von einem an sich bekannten Programmwerk wirksam werden zu lassen.

Die Wirkungsweise der vorstehend dem Aufbau nach erläuterten Vorrichtung ist folgende.

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Die aus den Teilen 1 bis 7 bestehende Rotationsvorrichtung ist betriebsbereit, wenn diese und das zugehörige Wärmeleitsystem 8-12, 22 bis 31, 300, 310 den hier aus öl bestehenden Wärmeträger enthält. Ist die Vorrichtung für eine Arbeitsweise mit Druckgas vorgesehen, dann muß zugleich dafür gesorgt sein, daß der in den Vorratsbehältern 10, 13 anstehende Wärmeträger über die Zuleitung 20 mit Druckgas beaufschlagt ist.

Ist die Betriebsbereitschaft gegeben, dann werden die Umwälzpumpen 23,26 in Gang gesetzt und die Magnetventile 30 bzw. 300, 28 geöffnet. Dadurch kommt der aus öl bestehende Wärmeträger in den Heiß- und Kaltölnebenkreisläufen H2 bzw. H3 und K 2 zum Umlauf. Heiß- und Kaltöl bestimmter Temperatur wird gebildet. Nicht weiter dargestellte Regler bestimmen dabei die unterschiedlichen Temperaturen und überwachen deren Einhaltung.

Mit der wahlweisen Umschaltung des Heiß- und Kaltölflusses auf die Heiß- und Kaitölhauptkreisläufe Hl, Kl durch das zeitlich unterschiedliche Betätigen der Magnetventile 11, 12, 22, 25, 28 und 30 bzw". 300 beginnt die Beheizung und Kühlung der hohlwand!gen Form 7. Die Beheizung und Kühlung der Form wird zweckmäßig von vorneherein durch die zumindest um zwei Achsen erfolgende Drehung der Rotationsvorrichtung unterstützt.

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Die Art und Weise der Beheizung und Kühlung der Form 7 während des Herstellzyklusses eines Kunststofformkörper? innerhalb der Herstellung einer Folge gleicher Kunststoffformkörper ist aus nachstehender Tabelle ersichtlich:

AB CD

Magnetventile Umstellung Kontinuier- Umstellung Kontinu- und Pumpen auf Form lich.Behei- a.Form KALT ierlich.

Heiß zen der Form Kühlen d.Form

D	30	offen	schließt	zu	öffnet
2)	22	Zu	öffnet	Offen	Schließt
3)	11	öffnet	Offen	Schließt	zu
4)	28	Zu	öffnet	Schließt	Zu
5)	12	Zu	Zu	öffnet	Offen
6)	25	öffnet	Schließt	Zu	öffnet
7)	23	Läuft	Läuft	Läuft	Läuft
8)	26	Läuft	Läuft	Stoppt	Läuft
				bzw.Läuft
				bei Neben
				lei tg.30,
				31)

Der Heißnebenkreislauf H 2 wird durch die Einstellungen A, 1), 7) aktiviert. Die Einstellungen A, 3) bedingen den Zulauf von Heißöl vom Vorratsbehälter 10 aus über die Vorlaufleitungsteile 81, 11 und 8 zur Hohlwand der Form 7. Zugleich saugt die Pumpe mit unter atmosphärischem Druck

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liegendem Druck Kaltöl aus der Form 7 ab und fördert dieses in den Vorratsbehälter 13 hinein über die Rücklaufleitungen 9, 92, 25, 26 und 27.

ψ.

Die Einstellungen B, 2), 3), 7 und B, 4), 26) lassen den HeiBölhauptkreislauf H 1 und den Kaltölnebankreislauf K 2 wirkeaa werden. Di« hohlwandige Form 7 wird aufgeheizt und das Kaltöl wird auf die vorgeschriebene Temperatur gebracht und auf dieser gehalten.

Die Vorgänge C, 2), 7) und C, 5) führen zum Absaugen und Abfördern von Heißöl unter weiter oben zu Kaltöl bereits erwähnten Druckverhältnissen aus der Hohlwand der Form 7 in den Vorratsbehälter 10 und zum gleichzeitigen Nach·⁶ drücken und Einlauf von Kaltöl in die Hohlwand der Form

Die Antriebs- und Schaltzustände D, 1} bis 7) lassen den Heie&lnebenkreislauf H 2 und den Kaitölhauptkreislauf K 1 wirksam werden. Die Form wird über deren Hohlwandung gekühlt und das Heißöl wird auf die vorgeschriebene Temperatur gebracht und auf dieser gehalten.

An die abgeschlossene Kühlphase D und die Entnahme des Kunststofformkörpers aus der Form 7 schließt sich wieder der Vorgang A der Tabelle, d.h. der Anlauf der Vorrichtung zum kontinuierlichen Heizen an.

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Ist eine Folge anders gearteter Kunststofformkörper herzustellen, ist also eine andere eine Hohlwandung besitzende Form 7 in die Rotationsvorrichtung 1 bis 7 eingebracht worden, dann kann diese neue Form nach Öffnung des*Magnetventils 34 in Verbindung mit der Einstellung E mit der Förderpumpe 26 leergesaugt bzw. belüftet werden. Der in den Vorratsbehältern 10, 13 herrschende über- bzw. Vor-* druck wird bei dem Wechsel der Form 7 vorübergehend abgelassen.

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Claims

Patentansprüche

1. ,/Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoff körpern in

einer doppelwand!gen Form, insbesondere einer Rotations gieß form, deren Wandhohlraum über Zulauf* und Rücklaufleitungen von jeweils einen besonderen Vorratsbehälter, wahlweise ein Heiz- und ein Kühlmedium aufnimmt und abgibt, und eine Förderpumpeneinrichtung für den Rücklauf, deren auf den Ausgang des Wandhohlraums wirkender Saug-Druck etwas höher liegt als der Druck, mit dem das Heiz- und Kühlmedium in den Wandhohlraum eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsbehälter (10, 13) als Druckbehälter ausgebildet sind.

2. Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffkörpern in einer doppelwand!gen Form, insbesondere einer Rotationsgießform, deren Wandhohlraum jeweils über eine Zulaufleitung und eine Rücklaufleitung von jeweils einem besonderen Vorratsbehälter wahlweise ein Heiz- und ein Kühlmedium aufnimmt und abgibt, und eine Förderpumpe für jede Rücklaufleitung, deren auf den Aus-

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gang des Wandhohlraumes wirkender Saug-Druck etwas höher liegt als der Druck, mit dem das Heiz- und Kühlmedium in den Wandhohlraum eintritt, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rücklaufleitung (91; 92) unter Einschluß der Förderpumpe (23; 26) und des Vorratsbehälters (10; 13) über eine Verbindungsleitung (310, 300; 29, 28) und über die zugehörige Zulaufleitung (81; 82) oder über eine besondere Leitung (31,30) kurzschließbar ist.

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