DE2160854C3 - Verfahren zum Kühlen eines nach dem Blasverfahren hergestellten Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff innerhalb einer Blasform - Google Patents
Verfahren zum Kühlen eines nach dem Blasverfahren hergestellten Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff innerhalb einer BlasformInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einem solchen, durch die DE-AS 12 72 525 bekannten Verfahren wird in den Vorformling, nachdem
er mit gasförmiger Kohlensäure aufgeblasen worden ist, als Kühlmedium flüssige Kohlensäure eingeführt, a a.
auch bei einem dem Tripelpunkt des Kühlmediums entsprechenden Einspritzdruck, bei dem eine Mischung
aur Feststoffen, Flüssigkeit und Gasen entsteht. Die
Verwendung von flüssiger Kohlensäure ist aber relativ teuer und vor allem mit betrieblichen Mängeln behaftet,
da die Ventile leicht vereisen. Gemäß der DE-PS
9 38 878 wird als Medium zum Blasen und gleichzeitig
auch zum Kühlen ein mit Feuchtigkeit gesättigtes inertes Gas verwendet; ein besonderes Kühlmittel wird
dort nicht eingeführt, vielmehr verbleibt das Blasmedium unverändert im Hohlkörper bis zu dessen Abkühlung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte bekannte Verfahren dahingehend zu
verbessern, daß mit weniger Aufwand und Kosten und bei einfacher betrieblicher Handhabung eine intensive
Kühlung des Hohlkörpers erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst
Die Erfindung bringt den wesentlichen technischen Fortschritt mit sich, daß durch die explosionsartige
adiabatische Expansion des unterkühlten Luft-Wassergemisches feine Eiskristalle an der gesamten inneren
Oberfläche des Hohlkörpers abgesetzt werden und unter Entzug der Schmelzwärme aus der Hohlkörperwandung schlagartig schmelzen und dadurch eine sehr
intensive Kühlung bewirken. Einen besonders hohen Anteil an Eiskristallen bei der Expansion erhält man,
wenn das Kühlmedium nach der Lehre der Unteransprüche ausgelegt und behandelt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Es zeigt
F i g. 1 ein Blockdiagramm der Teile des Systems, mit welchelm das Verfahren ausgeführt werden kann,
F i g. 2 ein Querschnitt eines typischen Blaskopfes und der zu ihm gehörenden Formstelle während der Bildung
eines Hohlkörpers, z. B. einer Flasche,
F i g. 3 ein Diagramm der zeitlichen Arbeitsweise der Magnetventile der F i g. 1 und besonders der zeitlichen
Beziehung zum Arbeitsablauf für die Bildung eines einzelnen Hohlkörpers,
F i g. 4 ein Blockdiagramm der Teile eines abgeänderten Systems,
F i g. 5 eine der F i g. 4 ähnliche Ansicht einer zweiten Abänderung und
Fig.6 eine der Fig.4 ähnliche Darstellung einer
dritten Abänderung.
F i g. 2 zeigt nur die Grundelemente der Formblasmaschine, mit der das Verfahren durchgeführt wird. Das
Verfahren kann mit Formblasmaschinen der bisherigen Technik praktiziert werden und ist für die Verwendung
bei Hochleistungsmaschinen besonders geeignet Solchen Maschinen ist gemein, daß ein einzelner Blaskopf
10 mit mehreren Blasformen 11 verwendet wird. Diese
Blasformen 11 können sich an einem Drehkopf oder einer anderen Einrichtung befinden, so daß jeweils eine
Blasform 11 zum Blasen mit dem Blaskopf 10 verbunden werden kann. Wenn bspw. vier solcher Blasformen 11 an
einem Drehkopf befestigt sind, kann an der 12 Uhr-Zeigerstellung geblasen und ein fertiger Gegenstand an der
9 Uhr-Stellung ausgeworfen werden, wobei der Drehkopf in der Zwischenzeit durch die 3 Uhr- und
6 Uhr-Stellung hindurchgeht. Mit mehr oder weniger Blasformen 11 kann das Blasen und Auswerfen
offensichtlich an verschiedenen gewünschten Stellun-
gen während einer Drehkopfumdrehung erfolgen.
Das heiße geschmolzene thermoplastische Material,
aus dem die Kunststoffgegenstände geblasen werden, gelangt über einen Durchgang 12 zum Blaskopf 10. Der
Blaskopf 10 besitzt eine Höhlung, deren unteres Ende 13 vorzugsweise spitz ausläuft In der Mitte der Höhlung
befindet sich ein Kern 14, so daß zwischen diesem und den Innenwänden des Blaskopfes 10 ein Durchgang 15
für das geschmolzene plastische Materia! durch den Blaskopf 10 hindurch gebildet ist. Im dargestellten Fall
besitzt der Kern 14 eine Mittelbohrung 16, die an ihrem oberen Ende mit einer Leitung 17 für die Blasluft
verbunden ist Durch die Mittelbohrung 16 hindurch verläuft ein KQhlrohr 18 nach unten. Dieses Kühlrohr 18
führt das Luft-Wasserkühlmittel einem frisch hergestellten Hohlkörper in der Blasform 11 durch den Blaskopf
10 hindurch zu.
Die Blasform 11 besteht aus zwei Formhälften 19 und
20, die zu- und voneinander durch (nicht dargestellte) LuftzyJinder bewegt werden können, die mittels
abgebrochen dargestellter Stangen 21 und 22 an den sprechenden Formhälften 18 bzw. 20 befestigt sind. Wie
bei bekannten Ausführungen besitzt jede Formhälfte 19, 20 Durchgänge 23, durch die ein Kühlmittel zum
äußeren Kühlen eines frisch hergestellten Gegenstandes umläuft Die Formhälften 19, 20 sind innen so
ausgebildet daß sie eine Ausnehmung 24 für einen Körperteil einer Flasche und eine Ausnehmung 25 für
einen verengten Halsteil aufweisen. Zwischen der Ausnehmung 25 für den Halsteil und dem unteren Ende
des Blaskopfes 10 ist in einem zylindrischen Gebiet 26 der Formhälften ein nadelartiges Auslaßrohr 27
vorgesehen, das unter Steuerung eines Ventils 28 selektiv geöffnet werden kann.
F i g. 1 zeigt die Teile des Systems für die Durchführung des Verfahrens im Blockdiagramm. Das Wasser
tritt durch die Leitung 30 in das System ein.
Durch die Leitung 31 tritt Luft aus dem Behälter eines (nicht dargestellten) üblichen Niederdruckkompressor
aus. Der Druck der Luft in der Leitung 31 ist für die Durchführung des Verfahrens nicht besonders wichtig.
Er kann bspw. 5,6 bis 6,3 kg/cm2 betragen und derselbe Druck wie der Blasdruck sein und aus derselben Quelle
stammen.
Die Leitung 30 führt zu einer Druckpumpe 32, die dem Wasser einen Druck von vorzugsweise 70 bis
140 kg/cm2 verleihen kann. Es sei bspw. angenommen, daß dieser Druck bei 100 kg/cm2 entsteht. Bei diesem
Druck verläßt das Wasser die Druckpumpe 32 durch eine Leitung 33. In der Leitung 33 kann ein
Druckbehälter 34 verwendet werden, so daß der Druck in der Leitung 33 in Strömungsrichtung auf einem
ziemlich konstanten Wert bleibt. In der Leitung 33 befindet sich ein Mengen-Meßventil 35, das durch einen
Knopf 36 eingestellt werden kann. Die gemessenen Volumen-Werte des Wassers verlassen das Mengenmeßventil 315 durch eine Leitung 37, in der sich ein
Magnetventil A befindet
Die Leitung 31 führt in einen Kompressor 38, der Luft im Bereich von 70 bis 140 kg/cm2 liefern kann. Bei einem
besonderen Beispiel wird die ' .uf: auf einen Druck von
70 kg/cm2 gebracht, was 35 kg/cm2 weniger als der angenommene Druck in der Leitung des Wassers 37 ist
Die Luft verläßt mit einem bestimmten Druck den Kompressor 38 durch die Leitung 39. In dieser Leitung
39 befindet sich ein Rückschlagventil 40, so daß der Durchgang durch dieses Rückschlagventil 40 nur nach
rechts verläuft, wie F i g. 1 zeigt. Der Druck in der
Leitung 39 kann durch einen Akkumulator 41 stabilisiert
werden. Das unter Druck stehende Wasser und die unter Druck stehende Luft treffen an einem T-Stück 42
zusammen, das die Leitungen 37 und 39 in Strömungsrichtung des Rückschlagventils 40 und in Strömungerichtung des Magnetventils A verbindet Vom T-Stück
42 verläuft eine Leitung 43 zu einem Wärmeaustauscher 44. Die Außenwand des Wärmetauschers 44 kann ein
Zylinder sein, der an beiden Enden mit einer Kappe versehen und mit einer Frostschutzflüssigkeit gefüllt ist
Die Leitung 43 geht durch den Wärmeaustauscher 44 hindurch und tritt als Leitungen 45 aus seinem rechten
Ende heraus in ein Magnetventil B. Die Leitung 45 und auch gleichartige Leitungen in den Beispielen nach den
Fig.4 bis 6 können aus flexiblem Material bestehen, wenn dies bei einer besonderen Maschine notwendig
sein sollte.
Der Wärmeaustauscher 44 nach F i g. 1 verwendet Freon als Kühlmittel. Er enthält das übliche System, in
dem das gasförmige Kühlmittel von einem Wärmeaustauscher 46 durch eine Leitung 47 an einen Kompressor
48 und von dort durch eine Leitung 49 zum Wärmeaustauscher 44 gelangt In der Leitung 49 sind
vorzugsweise zwei selbstregulierende Ventile 50 und 51
vorgesehen, von denen jedes, oder mindestens das Ventil 51, einstellbar ist, so daß die Temperatur des
Frostschutzmittels im Wärmeaustauscher 44 sorgfältig geregelt werden kann. Vom Wärmeaustauscher 44 führt
eine Rückführleiiung 52 für das Frostschutzmittel zum Wärmeaustauscher 46 zurück. Vorzugsweise ist die
Leitung 49 im Wärmeaustauscher 44 entsprechend der üblichen Praxis gewunden und tritt aus dem Wärmeaustauscher 44 als Leitung 52 heraus. Der Fluß des Freon
durch den Wärmeaustauscher 44 ist vorzugsweise so gerichtet, daß das Frostschutzmittel in ihm bei etwa 1°C
oder etwas über der Gefriertemperatur des Wassers gehalten wird.
Es wird angenommen, daß bei Betriebsbeginn beide Magnetventile A und B geschlossen sind. In den
Leitungen 33 und 37 befindet sich in Strömungsrichtung vor dem Magnetventil A Wasser unter einem Druck von
105 kg/cm2. In den Leitungen 39 und 43 befindet sich Luft bei einem Druck von 70 kg/cm2.
Im letzten Teil des vorhergehenden Zyklus war das Magnetventil ßoffen, so daß sich dort Wasser mit einem
Anfangsdruck von 105 kg/cm2 befindet, das in die Leitung 43 zum Wärmeaustauscher 44 und in der
Leitung 45 und zum Magnetventil B geführt wird. Das Volumen dieser Wassermenge kann durch das Mengenmeßventil 35 eingestellt werden. Da das Wasser in
größerem Maße als die Luft zusammengepreßt ist, wird ein Rückfluß durch die Leitung 39 am Rückschlagventil
40 verhindert Es befindet sich somit eine Mischung von unter Druck stehender Luft und unter Druck stehendem
Wasser in dem System in Strömungsrichtung hinter dem Rückschlagventil 40 durch den Wärmeauslauscher 44
zum Magnetventil B. Das Wasser im System in diesen Gebieten ist mit Luft übersättigt. Der reine Druck der
Mischung liegt etwa bei 70 bis 140 kg/cm2 und befindet sich wegen des kleinen Volumens des Wassers mehr an
der unteren Grenze.
Die horizontale »Ein-Zyklus«-Leitung in Fi g. 3 stellt
einen Zeitablauf für die Ausbildung des Hohlkörpers da.. Die Zeit des Zyklus hängt von der Geschwindigkeit
ab, mit der die Maschine selbst betrieben wird. Die erhältlichen Maschinen können bei sehr hohen Produktionsgeschwindigkeiten arbeiten, aber als spezifisches
Beispiel wird angenommen, daß der »Ein-Zyklus« in
einer Zeit von zwei Sekunden auftritt (er könnte auch geringer sein). Ungefähr während eines halben Zyklus,
oder einer Sekunde im gewählten Beispiel, dehnt die mit einem Druck von etwa 5,6 bis 6,3 kg/cm2 eingeblasene
Luft den Vorformling entsprechend der Innenausbildung der Formhälften 19 und 20 aus. Sobald das
plastische Material auf die Innenwände der Formhälften 19,20 auftrifft, beginnt es abzukühlen, da das Kühlmittel
durch die Durchgänge 23 zirkuliert. Ungefähr in der Mitte des Zeitablaufs, d. h. am Ende der ersten Sekunde,
öffnent sich das Magnetventil B. Im dargestellten Beispiel bleibt das Magnetventil B etwa '/2 Sekunde
offen. Während es offen ist, kann das Magnetventil ßdie
gekühlte und unter Druck stehende Mischung vom unteren Ende des Kühlrohres 18 unmittelbar in den
frisch hergestellten Gegenstand in den Formhälften 19 und 20 entladen. Am Ende der '^-Sekunden-Periode
schließt sich das Magnetventil B. Aus dem Kühlrohr 18 fließt nichts heraus, und während der letzten halben
Sekunde des Zyklus öffnet sich das Magnetventil A, um wieder eine abgemessene Menge Wasser bei
105 kg/cm2 in das System in Strömungsrichtung durchzulassen,
das sich in der Leitung 37, 43 durch den Wärmeaustauscher 44 befindet Es geht stets Luft bei
einem Druck von 70 kg/cm2 durch das Rückschlagventil 40 durch den Wärmeaustauscher 44 und auch durch das
Magnetventil B hindurch, wenn dieses offen ist Die Länge derZeit, in der das Magnetventil B offen ist, und
auch die unter Druck stehende Wassermenge für den Eintritt in das System durch das Mengenmeßventil 35,
können verändert werden.
Die Zeit, in der das Magnetventil B offen gehalten wird, hängt von dem inneren Volumen des zu kühlenden
Gegenstandes ab. Bei einem kleinen Gegenstand ist diese Zeit kurz. Größere Gegenstände erfordern mehr
Zeit. Es gibt praktische obere Grenzen für alle Größen. Das Magnetventil B muß nicht für eine so lange Zeit
offen bleiben, daß sich ein Innendruck in dem frisch hergestellten Gegenstand aufbaut. In dem beschriebenen
Beispiel ist die Öffnungszeit des Magnetventils A konstant, da das hindurchfließende Wasser am Mengenmeßventil
35 gemessen wird. Offensichtlich könnte die Messung auch durch Verändern der Zeitsteuerung des
Magnetventils A erfolgen. Das in einem Zyklus gebrauchte Wasservolumen hängt hier wiederum von
der Größe des zu kühlenden Gegenstandes ab.
Während eines Zyklus treten folgende Erscheinungen auf: Im System in Strömungsrichtung vor dem
Magnetventil B befindet sich Luft bei einem Druck von 70 kg/cm2. Wenn das Magnetventil A öffnet, tritt
Wasser mii einem Druck von 105 kg/Crt'i2 in das System
vor dem Magnetventil B ein. Die bestehenden Drücke lassen das Wasser mit Luft übersättigen. Die Mischung
wird auf einen Punkt gerade oberhalb des Gefrierpunktes von Wasser abgeschreckt Es gibt also eine
»Mischkammer« für Druckluft und unter Druck stehendes Wasser in dem in Strömungsrichtung hinter
dem Magnetventil A und dem Rückschlagventil 40 durch den Wärmeaustauscher 44zum Magnetventil B
führenden Teil des Systems. Bei entsprechender Wahl des Einspritzdruckes sind beim öffnen des Magnetventils
B die unter Druck stehende und abgeschreckte Mischung explosiv in den Zustand adiabatischer
Expansion entladen, um (1) eine wesentliche Menge äußerst feiner Eiskristalle und (2) Wasser in der Form
äußerst feiner abgeschreckter Tröpfchen und (3) eine Gasphase aus Wasserdampf und Luft zu bilden.
Im Idealfall besitzt man eine maximale Menge feiner Eiskristalle in der explosiven Entladung. Dies geschieht
im System nach F i g. 1, weil das durch das Magnetventil A hindurchgehende Wasser der niedrigen Temperatur
des Wärmeaustauschers 44 für etwa eine Sekunde in dem für diesen Zweck gewählten Zyklus ausgesetzt ist.
Dasselbe geschieht bei der Druckluft im System. Die beiden Komponenten werden somit vor der explosiven
Entladung abgeschreckt, so daß die adiabatische Expansion bei einer niedrigen Temperatur erfolgt was
ι einen plötzlichen und raschen Temperaturabfall der
Mischung zur Folge hat und dadurch ein Überwiegen von Feststoffen, wie kleine Eiskristalle, in der explosiven
Entladung erzeugt.
Bei den abgeänderten Systemen nach den F i g. 4 bis 6
> können die Waser- und Lufispeisdeiiuiigen und die
beiden von diesen Leitungen gespeisten Pumpen bzw. Kompressoren denen nach F i g. 1 ähnlich sein. Diese
Teile dieser Systeme sind mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen. Eine Leitung 53 in F i g. 4
verläuft in Strömungsrichtung von der Druckpumpe 32 und eine Leitung 54 geht in Strömungsrichtung vom
Kompressor 38 aus. In jeder dieser Leitungen kann, wie in Fig. 1, ein Druckbehälter verwendet werden. Die
beiden Leitungen 53 und 54 führen in die entsprechenden gegenüberliegenden Seiten einer Einrichtung 55, in
deren Innern eine Mischkammer 56 ausgebildet ist Die Gesamtkapäzität der Mischkammer 56 kann etwa 4 bis
5 ecm betragen. Zwischen der Mischkammer 56 und der Druckpumpe 32 in der Leitung 53 befindet sich ein
Ventil 57, das ein vorzugsweise einstellbares Meßventil ist, so daß die durch die Leitung 53 in die Mischkammer
56 fließende Wassermenge pro Zeiteinheit bestimmt und verändert werden kann. Die Leitung 53 hinter dem
Ventil 57 führt in den oberen Teil der Mischkammer 56, während die Druckluft führende Leitung 54 in den
Boden der Mischkammer 56 geht.
An der Seite der Mischkammer 56 befindet sich ein Auslaßdurchgang 58, der sich etwa in der Mitte
zwischen dem Oberteil und dem Boden der Mischkam-
■.·<■ mer 56 befindet. Der Auslaßdurchgang 58 ist in eine
Leitung offen, die ihren Weg durch einen Wärmeaustauscher 59 zu dessen Ausgang mit einem Ventil 61 führt
von dem aus in Strömungsrichtung ein Kühlrohr verläuft wie es in Fig.2 mit 18 bezeichnet ist Im
Γ) System nach Fig.4 befindet sich nur ein einziges
magnetisch betätigtes Ventil 61. Das Kühlmittel für den Wärmeaustauscher 59 tritt durch die Leitungen 62 ein
und verläßt es durch die Leitung 63. Die Konstruktion des Wärmeaustauschers 59 kann praktisch gleich der
ί" des Wärmeaustauschers 44 nach F i g. 1 sein.
Beim Betrieb des Systems nach Fig.4 und bei
Verwendung spezifischer Drücke führt die Leitung 53 Wasser bei einem Druck von etwa 105 kg/cm2, während
der Druck der Luft in der Leitung 54 etwa 98 kg/cm2
■'. beträgt Die Luft unter diesem Druck befindet sich in der
Mischkammer 56, in deren Auslaßdurchgang 58, und in der Leitung 60 im Wärmeaustauscher 59 und zum Ventil
61. Das Wasser aus der Leitung 53 durch das Ventil 57 in die Mischkammer 56 wird gemessen. Der einzige Grand
mi dafür, daß das Wasser einen Druck von 105 kg/cm2
aufweist, ist der, daß er ausreichend oberhalb des
Druckes der Luft in der Mischkammer 56 liegt und somit in diese Mischkammer eintreten kann. In diesem Fall ist
weder die Luft noch das Wasser abgeschreckt worden,
μ wenn diese in der Mischkammer 56 zusammentreffen.
Das Abschrecken der Mischung erfolgt, wenn sie beim
öffnen des Ventils 61 durch den Wärmeaustauscher 59 hindurchgeht wobei dieses Ventil 61 nur kurzzeitig
geöffnet wird, um eine explosive adiabatische Expansion
der jetzt abgeschreckten Mischung in den frisch hergestellten Hohlbehälter aus dem Kühlrohr 18
erfolgen zu lassen.
Das Ventil 61 wird durch Schließen eines Schalters ausgelöst, der in einfacher zeitlicher Beziehung zum
Betrieb des Blaskopfes 10 betätigt wird. Da mehrere Wege zur Zeitsteuerung dem Fachmann bekannt sind,
ist die Beschreibung einer besonderen Schaltung nicht erforderlich. Es ist nur notwendig, daß das Ventil 61
lange genug offen ist, damit eine entsprechende Menge Kühlmittel in den frisch hergestellten Hohlkörper
explosiv eingebracht werden kann. Die Länge der Zeit hängt von der Größe des zu blasenden Hohlkörpers ab,
ebenso dje Wassermenge, die während eines jeden Zyklus in die Mischkammer 56 eingemessen wird. Bei
einem besonderen Beispiel wird beim Blasen einer Flasche mit einer Kapazität von 1,1 Liter aus ungefähr
36 g plastischem Material etwa 1 ecm Wasser oder etwas weniger in die Mischkammer 56 pro Zyklus 2»
eingemessen.
Im System nach F i g. 5 werden zwei Wärmeaustauscher
verwendet, einer zum Kühlen des Wassers und einer zum Kühlen der Luft. Insbesondere verbindet eine
Leitung 64 die Druckpumpe 32 mit einem Wärmeaustauscher 65, während eine Leitung 66 den Kompressor
38 mit einem Wärmeaustauscher 67 verbindet. Das abgeschreckte Wasser verläßt den Wärmeaustauscher
65 durch eine Leitung 68, während die abgeschreckte Luft den Wärmeaustauscher 67 durch eine Leitung 69
verläßt. Im System nach F i g. 5 werden ein Ventil 57 derselben Art und Einrichtungen 55 wie die in F i g. 4 mit
57 bzw. 55 bezeichneten benutzt. Für dieselben Teile in diesen Figuren gelten somit dieselben Bezugszeichen.
Die hauptsächlischten Unterschiede zwischen den r, Systemen nach den F i g. 4 und 5 bestehen darin, daß in
dem System nach F i g. 5 zwei Wärmeaustauscher 65 und 67 verwendet werden und die Mischung von Luft
und Wasser in Strömungsrichtung hinter diesen Wärmeaustauschern 65, 67 in der Mischkammer 56 4<
> erfolgt. Ein Vorteil des Systems nach F i g. 5 besteht darin, daß zwei verschiedene Temperaturen in den
beiden Wärmeaustauschern 65 bzw. 67 vorgesehen sein können, wobei der Wärmeaustauscher 65 vorgesehen
sein können, wobei der Wärmeaustauscher 65 bei einer 4 > Temperatur gerade über dem Gefrierpunkt des Wassers
und die Temperatur des Wärmeaustauschers 67 auf einer etwas niedrigeren Temperatur, bspw. auf -120C
gehalten werden. Die Arbeitsweise des Systems nach F i g. 5 ist ähnlich der nach F i g. 4, in dem das zeitliche
öffner, des Ventils 61 eine explosive Entladung der
abgekühlten und unter Druck stehenden Mischung von Luft und Wasser aus dem Kühlrohr 18 gestattet.
In Fig.6 werden dieselben Bezugszeichen für die Teile des Systems verwendet, die auch dieselben wie in
Fig.4 sind. Es ist zu erkennen, daß der Hauptunterschied
zwischen der Fig.6 und der Fig.4 die Anordnung des Ventils 61 ist In diesem Fall beflndet
sich das Ventil 61 in Strömungsrichtung vor dem Wärmeaustauscher 59, so daß die unter Druck stehende bo
Mischung abkühlt, während sie durch den Wärmeaustauscher 59 zum Entladen aus dem Kühlrohr 18
hindurchgeht.
Bei allen vier Systemen wird die durch den Kompressor erzeugte Wärme, hauptsächlich in der Luft,
durch Abschrecken vor dem Entladen der Mischung beseitigt. Auch wird bei allen vier Systemen das Wasser
mit Luft übersättigt, so daß die adiabatische Expansion dieser Luft einschließlich freier Luft in der Ladung,
beginnend bei niedriger Temperatur auf die Mischung einen gründlichen Abschreckungseffekt erfährt.
Die Druckbereiche sind nur Beispiele. In allen Fällen wird das Wasser auf einen über dem der Luft liegenden
Druck gebracht, so daß das Wasser in die bereits unter Druck stehenden Luftgebiete des Systems gelangen
kann. Bei Versuchen mit diesen Systemen sind Luftdrücke von 35 kg/cm2 mit ausreichendem Erfolg
benutzt worden. Wenn die Drücke weit über 140 kg/cm2
gelangen, ist dies zweckmäßig und theoretisch wirksamer, aber es verlangt schwerere und teuerere Geräte.
Ein Kriterium ist, daß der Druckbereich wesentlich über dem zum Dehnen des Vorformlings in die Gestalt des
Gegenstandes benutzten Blasdruck liegt, so daß eine Einspritzung explosiver Art in einen noch gepreßten,
frisch gebildeten Gegenstand erfolgen kann, um die große gleichmäßige Streuung des Luft-Wassergemisches
zu erhalten, die für das Verfahren charakteristisch ist.
Der Gegenstand kann zur Freigabe des Druckes auf verschiedene Weise entlüftet werden. Nach F i g. 2 kann
ein Nadelverschluß oder ein Auslaßrohr 27 mit dem Ventil 28 verwendet werden, das zum öffnen unmittelbar
nach der explosiven Entladung in den Gegenstand gesteuert wird. Auf das Ventil 28 kann gegebenenfalls
auch verzichtet werden. Ein anderer Weg hierfür ist, einfach die Blasform 11 vom Blaskopf 10 wegzubewegen,
um den Gegenstand zum Atmosphärendruck hin zu entlüften. In diesem Fall kann das Auslaßrohr 27
wegfallen. Danach wird das zylindrische Gebiet 26 in der Blasform 11 nicht mehr benötigt. Ist er einmal vom
Blaskopf 10 entfernt und während der Führung durch die Stellungen zu seinem Platz geführt, wo er aus der
Blasform 11 ausgeworfen wird, bewirkt die restliche Wärme an den Wänden des Gegenstandes ein
Schnellverkochen des restlichen Wassers mit der Kühlwirkung, die die Temperatur des Gegenstandes auf
einen Punkt senkt, bei dem er beim Auswerfen aus der Blasform 11 ausreichend stabil wird. Das Verkochen
geschieht gleich nach dem Auswerfen und es erfolgt mindestens eine Verdampfung. Nach dem Auswerfen
oder unmittelbar danach ist somit der Gegenstand innerlich trocken.
Es ist somit zu erkennen, daß der Gegenstand innen zuerst durch eine feine vollständige Verteilung der
kalten Dreiphasenmischung gekühlt wird, so daß alle Teile des Gegenstandes gleichmäßig beschichtet werden.
Danach erfolgt die Abkühlung als Ergebnis des Verkochens der die Wände bedeckenden Feuchtigkeit
Schließlich ist dies, wenn etwas Feuchtigkeit zurückbleibt, ein sehr kleiner Betrag und bei guter Zerstreuung
verdampft dieser rasch und macht den Gegenstand von Wasser völlig frei.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verfahren zum Kühlen eines nach dem Blasverfahren hergestellten Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff innerhalb einer Blasform,
wobei ein rohr- oder külbelförmiger Vorformling in
der Blasform durch ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium aufgeweitet und anschließend
mittels eines anderen in den Hohlkörper eingeführten unter Druck stehenden, eine abgekühlte
Flüssigkeit enthaltenden Kühlmediums gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in an
sich bekannter Weise aus Luft und Wasser bestehende Kühlmedium abgeschreckt und unter
einem hohen Druck eingespritzt wird, und dabei im Hohlkörper eine explosionsartige adiabatische Expansion des Kühlmediums hervorgerufen wird und
feine Eiskristalle gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kühlmedium enthaltende
Wasser mit Luft übersättigt ist
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzdruck des Kühlmediums seinem Tripelpunkt entspricht und beim
Einspritzen dementsprechend in an sich bekannter Weise eine Mischung aus Feststoffen (in Form feiner
Eiskristalle), Flüssigkeit (in Form von feinen Wassertröpfchen) und Gasen (in Form von Wasserdampf und Luft) gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einspritzen
des Kühlmediums das Wasser zunächst auf einen höheren Druck als den der Luft gebracht wird und
daß dann Luft und Wasser in eine Mischkammer eingeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einspritzen
des Kühlmediums der Innenraum des Hohlkörpers auf Atmosphärendruck entlüftet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die explosive Einspritzung der Mischung ein Dreiphasensystem mit Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen
ergibt.
7. Verfahren nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe die Form feiner
Eiskristalle, die Flüssigkeiten die Form feiner Wassertröpfchen und die Gase die Form von
Wasserdampf und Luft besitzen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zuerst auf einem höheren Druck als dem der Luft
liegt und daß Luft und Wasser in eine Mischkammer (56) eingeführt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand auf einen wesentlich niedrigeren Druck als
den der Mischung gebracht wird und daß der Gegenstand auf Atmosphärendruck entlüftet wird,
worauf die Einspritzung der Mischung folgt
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