DE1196353B

DE1196353B - Verfahren zum kontinuierlichen Regeln der Wandstaerke eines Schlauches aus thermo-plastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1196353B
Application number: DEC30492A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Seiwert; Willi Wittmar
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1963-07-20
Filing date: 1963-07-20
Publication date: 1965-07-08

Description

Verfahren zum kontinuierlichen Regeln der Wandstärke eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff Beim Blasen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen wird bekanntlich an den StelIen, an denen eine größere Reckung infolge des größeren Umfangs oder infolge einer verschiedenen Richtung der Begrenzungsflächen, z. B. zwischen Zylinderwand und Boden einer Flasche auftritt, die Wanddicke des Hohlkörpers mehr oder weniger stark geschwächt, wenn der den späteren Hohlkörper bildende Schlauch mit einer gleichen Wanddicke aus dem Spritzkopf gepreßt wird. Um eine gleichmäßige Wanddicke im fertig geblasenen Hohlkörper zu erzielen, ist es bekannt, einen Schlauch zu extrudieren, der an den Stellen der größeren Reckung eine größere Wandstärke hat.
Die bekannten Spritzköpfe zur Herstellung eines solchen Schlauches mit geregelter Wandstärke arbeiten mit einem axial bewegbaren, konischen Dorn in einem ebenfalls konischen Mundstück, so daß sich bei seiner Axialbewegung der Austrittsspalt für den plastischen Schlauch vergrößert oder verkleinert je nach der Bewegungsrichtung des konischen Dorns.
Der Dorn selbst sitzt auf einer nach außen führenden Verlängerung, die dicht in der Pinole geführt ist.
An den oben aus dem Blaswinkelkopf herausragenden Teil der Verlängerung greift direkt oder über Hebel, Gewinde oder sonstige mechanische Untersetzungen die Kraft eines pneumatischen oder hydraulischen Betätigungszylinders an. Die Auslösung der Kolbenbewegung der Betätigungszylinder und somit der Bewegung des konischen Dornes zur Steuerung der Schlauchwandstärke erfolgt über Zeitglieder.
Diese zeitabhängige Steuerung ist jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet, die man bei normalen Blasanlagen in Kauf nehmen muß, bei denen das Material nicht durch eine axiale Ausschiebebewegung der Plastifizierschnecke oder des Kolbens eines Speicherzyiinders ausgestoßen wird.
Die zeitabhängige Steuerung setzt eine gleichmäßige Extrusions- bzw. Ausstoßgeschwindigkeit voraus, die sich jedoch je nach dem zu verarbeitenden Material (PVC-PE), seiner Dichte und seinen Fließeigenschaften ändert. Auch ist die Ausstoßgeschwindigkeit vom Schüttgewicht und der Form des Rohstoffes (Granulat, Agglomerat, Dry-blend) abhängig, so daß bei Anderung nur einer der genannten Größen der Blaszyklenverlauf neu ermittelt und eingestellt werden muß.
Aber auch während der Produktion ist die Ausstoßgeschwindigkeit nicht konstant zu halten, da hier Größen eingehen, die selbst bei großem apparativem Aufwand nicht alle in den Griff zu bekommen sind.
Einige dieser Größen sind: die Fließeigenschaft der plastischen Masse, abhängig u. a. von der Homogenität der Masse, der Massetemperatur, der Kopftemperatur, den Zylinder- und Schneckentemperaturen; die Schneckendrehzahl, abhängig von der sonstigen Belastung des elektrischen Versorgungsnetzes und von den Fließeigenschaften (s. o.) oder der Ausschiebegeschwindigkeit der Schnecken, bei sich axial bewegenden Ausschiebeschnecken, bzw. des Kolbens bei Blasanlagen mit Masse-Speicher-Zylinder. Diese Ausschiebegeschwindigkeit ist abhängig von dem gleichmäßigen Arbeiten des Aggregates, das die Ausschiebekraft erzeugt oder von dem jeweiligen Druckniveau, der Leistungsfähigkeit und der sonstigen Belastung des für die Ausschiebekraft herangezogenen Druckmittelnetzes.
So kann es bei der zeitabhängigen Steuerung leicht dazu kommen, daß der zeitliche Ablauf der Steuerung und die Ausstoßgeschwindigkeit auseinanderlaufen und daß die dann hergestellten Hohlkörper schlechter sind als solche, die aus einem Schlauch mit gleichmäßiger, also ungeregelter Wandstärke hergestellt werden.
Ferner erlaubt es auch die Trägheit des Verstellmechanismus für den die Schlauchwandstärke bestimmenden konischen Dorn bisher noch nicht, mit verschiedenen Verstellgeschwindigkeiten von einer Wandstärke auf eine andere überzugehen.
Die sich durch die obengenannten Nachteile ergebende Aufgabe, eine von der Vielzahl von Störgrößen unabhängige Wandstärkenverstellung zu erreichen, wurde in überraschend einfacher Weise bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Regeln der Wandstärke eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff, der zum Herstellen eines Hohlkörpers mit vorbestimmter Wandstärke nach dem Blasverfahren verwendet und aus dem Mundstück eines einer Schneckenpresse mit Schnecke nachgeschalteten mit einem in Austrittsrichtung des Materials axial bewegbaren Dorn versehenen Spritzkopfes ausgepreßt wird, gelöst, indem das Regeln in Abhängigkeit von der axialen Bewegung der Schnecken erfolgt.
Bei dem neuen Verfahren wird nicht mehr die verfahrensunabhängige Größe: »Zeit« zur Steuerung herangezogen, sondern entsprechend dem ausgeschobenen Volumen wird über die ausschiebende Schnecke die Wandstärke geregelt, von der Voraussetzung ausgehend, daß jedem Abschnitt der späteren Flasche ein bestimmtes Volumen der plastifizierten Masse und des dann ausgestoßenen plastischen Schlauches entspricht Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Ausführung des neuen Steuerverfahrens ist die, daß der konische Dorn 6 über sein Verlängerungsteil 5 mittels einer in Abhängigkeit von der Bewegung der Schnecke 1 drehbaren Kurvenscheibe 8 bewegbar ist, deren Weg dem Weg der Schnecke und damit dem ausgeschobenen Volumen proportional ist.
Ein wesentlicher Vorteil dieses neuen Verfahrens ist, daß man bei gegebener Form und gegebener Wandstärke des Hohlkörpers nur eine Kurvenscheibe braucht, unabhängig aus welchem Material der Hohlkörper gefnr:lgt wird Unter der Voraussetzung gleicher Form und gleicher Wandstärke gehen sämtliche Materialkonstanten oder sonstigen, obengenannten, bei der zeitabhängigen Steuerung störenden Größen nicht mit ein. Hierdurch wird eine wesentliche Vereinfachung der ganzen Hohlkörperfertigung im Blasverfahren erreicht.
An Hand der Zeichnung wird das neue Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung erläutert.
Die Plastifiziereinheit der Blasanlage ist mit einer von den Spritzgußmaschlnen her bekannten, im Schneckenzylinder 3 axial verschiebbaren Schneckel ausgerüstet. Während des Plastifiziervorgangs wird die plastifizierte Masse in den Zylinderraum 2 vor der Schneckenspitze gefördert, während sich die Schnecke 1 gleichzeitig durch den aufgebauten Druck in ihre hintere Endlage bewegt. Das Volumen des Zylinderraunies 2 entspricht dann dem Schußvolumen zur Herstellung der Hohlkörper.
Mittels einer Steuerung wird dann die Schnecke 1 automatisch bis in ihre vordere Endlage gedrückt und schiebt in der Funktion als Ausschiebekolben das plastische Material aus dem Zylinderraum 2 durch das Werkzeug 4 aus, wo es in dem veränderlichen Ringspalt 7 zu einem Schlauch mit verschiedener Wandstärke, entsprechend dem Ringspalt, geformt wird.
Wie aus der Spritzgußtechnik bekannt ist, verwendet man je nach der Viskosität der plastischen Masse eine Schnecke ohne oder mit an der Schneckenspitze angeordnetem Rückschlagventil, damit ein Rückströmen der plastischen Masse durch die Schneckengänge nicht erfolgt.
Der Ringspalt 7 wird von dem im Werkzeug 4 eingearbeiteten konischen Mundstück und dem axial bewegbaren konischen Dorn 6 gebildet. Wie auch bei den bisherigen Werkzeugen zur Herstellung von Schläuchen mit geregelter Wandstärke ist der konische Dorn 6 an einem Verlängerungsteil 5 befestigt, das oben aus dem Werkzeug 4 herausgeführt ist und an den dort die Verstellkräfte angreifen.
Eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist, daß die Axialbewegung des konischen Dorns 6 zur Wandstärkenregelung von der Kurvenscheibe 8 gesteuert wird, deren Winkelgeschwindigkeit der Ausschiebegeschwindigkeit der als Kolben wirkenden Schnecke 1 und damit dem austretenden Volumen pro Zeiteinheit entspricht.
Eine vorteilhafte Ausführung der Koppelung der axialen Ausschiebebewegung und der Drehbewegung der Kurvenscheibe ist die, daß zwischen der Schnecke 1 und der Kurvenscheibe 8 ein mechanischhydraulisches System angeordnet ist, wobei die Schnecke 1 mit dem Kolben einer Kolbenpumpe9 und die Kurvenscheibe8 mit dem drehbaren Teil eines Drehmotors 10 mechanisch sowie die Kolbenpumpe 9 und Drehmotor 10 hydraulisch miteinander mittels Rohren verbunden sind und ein geschlossenes System bilden.
Es ist aber auch möglich, diese Bewegung elektrisch zu koppeln.
Durch das neue Verfahren und mit der neuen Vorrichtung ist es zudem noch möglich, sehr komplizierte geblasene Hohlkörper herzustellen. Zunt Beispiel bei der Herstellung von Wellrohren wird ein Schlauch mit häufigem und sehr schnellem Wechsel von dicker und dünner Wandstärke verlangt.
Andere Hohlkörper verlangenzu ihrerHerstellung Schläuche, bei denen der Übergang auf verschiedene Wandstärken verschieden schnell erfolgen muß.
Dies mit einem sehr hohen Grad an Genauigkeit und Reproduzierbarkeit zu erzielen, ist in der überraschend einfachen Weise mit der neuen volumabhängigen Steuerung über eine Kurvenscheibe möglich.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum kontinuierlichen Regeln der Wandstärke eines Schlauches aus thermoplastischem Kunststoff, der zum Herstellen eines Hohlkörpers mit vorbestimmter Wandstärke nach dem Blasverfahren verwendet und aus dem Mundstück eines einer Schneckenpresse mit Schnecke nachgeschalteten mit einem in Austrittsrichtung des Materials axial bewegbaren Dorn versehenen Spritzkopfes ausgepreßt wird, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß das Regeln in Abhängigkeit von der axialen Bewegung der Schnecke erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Schneckenpresse mit axial verschiebbarer Schnecke und einem dieser nachgeschalteten mit einem in Austrittsrichtung des Materials zum Regeln der Breite des Austrittsspaltes axial bewegbaren konischen Dorn versehenen Spritzkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (6) über sein Verlängerungsteil (5) mittels einer in Abhängigkeit von der Bewegung der Schnecke (1) drehbaren Kurvenscheibe (8) bewegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schnecke (1) und der Kurvenscheibe (8) ein mechanischhydraulisches System angeordnet ist, wobei die Schnecke (1) mit dem Kolben einer Kolbenpumpe (9) und die Kurvenscheibe (8) mit dem drehbaren Teil eines Drehmotors (10) mechanisch sowie die Kolbenpumpe (9) und der Dreh- motor (10) hydraulisch miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1057781.