DE2830316C3

DE2830316C3 - Spritz- bzw. Gießkopf zum Beschichten von Gegenständen mit fließfähigem Material, insbesondere Kunststoff

Info

Publication number: DE2830316C3
Application number: DE19782830316
Authority: DE
Inventors: Theo 5501 Osburg Rauland
Original assignee: Desma Werke GmbH
Current assignee: Desma Werke GmbH
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1981-10-08
Also published as: DE2830316B2; DE2830316A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Spritz- bzw. Gießkopf zum Beschichten von Gegenständen mit fließfähigem Material, insbes, Kunststoff, mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Düsen, die mit einer Quelle für das fließfähige Material verbindbar sind, wobei der Materialfluß durch die Düsen durch einen Schieber steuerbar ist

Ein derartiger Spritz- bzw. Gießkopf ist aus der LIS-PS 31 82 867 bekannt Der bekannte Spritz- bzw. Gießkopf erlaubt jedoch lediglich die öffnurg einer mehr oder weniger größeren Anzahl von Düsen durch Verdrehen eines Ventilschiebers, der hohlzylindrisch ausgebildet ist und eine konturierte Mantelöffnung aufweist Eine individuelle Durchsatzsteuerung einer Gruppe von nebeneinanderliegenden Düsen ist bei dieser Konstruktion nicht möglich. Ferner ist bei der bekannten Konstruktion nachteilig, daß sich beim Verdrehen des Ventilschiebers auch das »Fließmuster« ändert

Auch bei den Lösungen gemäß der US-PS 36 90 518 sowie DE-OS 26 55 857 ist eine individuelle Steuerung des Materialflusses durch Gruppen von nebeneinanderiiegenden Düsen nicht möglich, so daß sich auch diese Lösungen insbesondere nicht zum gleichmäßigen Beschichten von kleineren Formgegenständen, wie z. B. Formflaschen, eignen.

Ein vorrangiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Beschichtung von Flaschen und ähnlich unregelmäßig geformten Körpern. Dabei geht es darum, eine möglichst genaue, gleichförmige Beschichtung der Gegenstände zu gewährleisten, und zwar auch dann, wenn die Werkstückbereiche unterschiedlichen Durchmesser haben, wie dies beispielsweise bei Formflaschen der Fall ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spritz- bzw. Gießkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine individuelle Durchsatzsteuerung einer Gruppe von nebeneinanderliegenden Düsen und damit eine bereichsweise unterschiedlich große Materialzufuhr erlaubt, so daß eine gleichmäßige Beschichtung v.us Kunststoff oder dgl. auch auf komplexen Gegenständen, z. B. Formflaschen, erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsen zu Gruppen zusammengefaßt sind, daß den Gruppen von nebeneinanderliegenden Düsen jeweils voneinander getrennte Verteilerkammern zugeordnet sind, und daß für alle Verteilerkammern ein gemeinsamer Ventilschieber vorgesehen ist, der jeweils einer der Ventilkammern zugeordnete, den Durchsatz durch die entsprechende Düsengruppe bestimmende Steuerabschnitte aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, dnß bei geometrisch komplexen Gebilden die Zufuhr des Schichtmaterials bereichsweise unterschiedlich gesteuert werden kann, so daß überall eine gleichförmige Schicht bzw. eine solche von durchgehend gleicher Dicke erhalten wird. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich zudem durch eine äußerst einfache Konstruktion mit nur einem einzigen Schaltelement, nämlich Ventilschieber, für sämtliche Ventilgruppen, aus. Ferner hat sich gezeigt, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Spritz- bzw. Gießkopf auch empfindliche Werkstoffe, wie Polyurethan, zuverlässig verarbeiten lassen, derart, daß keine Materialrückstände auftreten.

Bevorzugte konstruktive Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Spritz- bzw. Gießkopfes sind in den Unteranspriichen naher beschrieben.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen abgewinkelten axialen Schnitt durch einen Spritz- bzw. Gießkopf längs der Linie I-I von Fig.2,

Fig.2 einen transversalen Schnitt durch den Spritzbzw. Gießkopf nach F ig. 1, längs der Linie II-II,

F i g. 3 einen ähnlichen Schnitt wie F i g, 2, wobei jedoch die die Kunststoffzufuhr zu den Düsen steuernden Ventile in der Schließstellung gezeigt sind, und

Fig.4 verschieden ausgebildete Ventilschieber zur Verwendung in dem Spritz- bzw. Gießkopf nach den F i g. 1 und Z

Das in den Zeichnungen dargestellte Ausfiihrungsbeispiel eines Spritz- bzw. Gießkopfes 10 besteht im wesentlichen aus drei Hauptteilen, nämlich einer Düsenleiste 11, einer Rückwand 12 für die Düsenleiste 11 und mehreren auf die Rückwand 12 aufgesetzten Ventilgehäusen 13.

In der Düsenleiste 11 sind vier getrennte Verteilerkammern 14, 15, 16, 17 ausgebildet, welcne durch Wände 18 voneinander getrennt sind. Aus einer jeden der Verteilerkammern 14... 17 kann Kunststoff zu einer zugeordneten Gruppe von Düsen 19a, 196...; 20a, 206 ...; 21a, 216 ...; 22a, 226 ... fließen, welche kleine Durchmesser aufweisen. Zum Spritzen von zum Beispiel auf 330 bis 360⁰K erwärmten Polyurethans eignen sich Düsen mit einem Durchmesser von 0,8 mm bei einem Abstand von 8 mm. Bei einem Abstand des zu beschichtenden Gegenstandes vom Spritz- bzw. Gießkopf, der etwa 50 mm beträgt, erhält man bei dieser Auslegung homogene glatte Überzüge.

Die Steuerung der Kunststoffzufuhr zu den Düsen 19 ... 22 erfolgt durch ein Drehschieberventil, das eine Ventilbohrung 23 und einen in dieser drehbar angeordneten stabförmigen Ventilschieber 24 aufweist. Die Ventilbohrung 23 schneidet die Verteilerkammern 14 ... 17, in der Nachbarschaft der unteren, vorderen Längskante, das heißt in den F i g. 2 und 3 bei der unteren linken Ecke. Der Ventilschieber 24 hat an einer Umfangsstelle jeweils einer der Verteilerkainmern 14 ... 17 zugeordnete, axial fluchtende Abflachungen 25, 26, 27, 28. Der Ventilschieber 24 ist durch in seine Endabschnitte eingesetzte Sprengringe 29, 30 axial festgelegt. Auf das in Fig. 1 rechts gelegene Ende des Ventilschiebers 24 ist ein Stellhebel 31 drehfest aufgesetzt.

In der die Verteilerkammern 14 ... 17 verschließenden gemeinsamen Rückwand 12 ist jeweils in der axialen Mitte einer Verteilerkammer 14 ... 17 ein Zuführkanal 32 vorgesehen, der sich in Richtung von der Verteilerkammer 14 ... 17 weg kegelförmig erweitert und so einen ersten Ventilsitz 33 für eine erste Dichtfläche 34 eines Ventilkörpers 35 bildet. Der Ventilkörper 35 ist in einer Ventilbohrung 36 des Ventilgehäuses 13 axial verschiebbar und trägt einen Bund 37, der seinerseits eine zweite Dichtfläche 38 trägt, welche an einen zweiten Ventilsitz 39 anlegbar ist. Der letztere ist von einem Bund 40 der Ventilbohrung 36 getragen. Ein Speisekanal 41 für den Werkstoff ist mit einer in der Zeichnung nicht gezeigten Dosierpumpe oder dergl. verbunden und mündet in den in der Zeichnung links des Bundes 40 liegenden Abschnitt der Ventilbohrung 36, während ein Rückführkanal 42 für nicht verarbeitetes Material von dem in der Zeichnung rechts des Bundes 4W liegenden Abschnitt der Veniilbohrung 36 ausgeht. Der in der Zeichnung rechts gelegene Abschnitt ces Ventilkörpers 35 ist mit einem insbesondere fluidischen oder elektromagnetischen Stellmotor oder über eine Nockenanordnung mit einer Stellwelle verbunden. Dieser Antrieb ist in der ■> Zeichnung nicht näher dargestellt. Auf diese Weise ist der Ventilkörper 35 zwischen der in Fig.2 gezeigten Spritzstellung, in welcher der Zuführkanal 32 freigegeben wird und der Rückführkanal 42 verschlossen ist, und der in F i g. 3 gezeigten Rezirkulationsstellung verlager-

Hi bar. In der letztgenannten Stellung ist der Zuführkanal 32 geschlossen und der Rückführkanal 42 mit dem Speisekanal 41 verbunden. Damit wird erreicht, daß bei Nichtarbeiten des Kopfes der Kunststoff im Kreislauf bewegt wird, so daß sich keine Ablagerungen

ι ί verfestigten Kunststoffes bilden können.

Für jede der Verteilerkammern 14 ... 17 ist eine Einrichtung zum steuerbaren Zuführen des Materials vorgesehen, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
In der Düsenleiste 11 ist ferner eine in Längsrichtung

2D verlaufende Bohrung 43 vorgeseL-ivi, in der eine elektrische Zusatzheizung untergebracht werden kann, die in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist. Statt dessen kann auch ein erwärmtes Strömungsmittel durch diese Bohrung 43 umgewälzt werden.

-'■-> Der insoweit beschriebene Spritz- bzw. Gießkopf 10 bzw. die Einrichtung zur Beschichtung von Gegenständen arbeitet wie folgt:

Ein zu beschichtender Gegenstand, zum Beispiel eine in F i g. 1 gezeigte Flasche 44, wird erwärmt und dem

in Spritz- bzw. Gießkopf 10 durch einen nicht dargestellten Förderer zugeführt. Der Ventilkörper 35 wird sodann aus der Stellung gemäß Fig.3 in die gemäß Fig. 2 gebracht. Des weiteren wird der Ventilschieber 24 aus der Position It. Fig.3 in die gemäß Fig.2

r> bewegt. Letzteres erfolgt durch Verlagern des Ventilkörpers 35, damit beim Gießen bzw. Spritzgießen sofort der volle Druck des Werkstoffes bereitsteht.

Der Beschichtungsvorgang durch Spritzen bzw. Sprühen nimmt etwa einen Zeitraum von drei Sekunden

-><> in Anspruch. Der Gegenstand, also die Flasche 44, wird dabei einmal um die eigene Längsachse gedreht, und zwar vorzugsweise während des Weitertransports unter Mitbewegung des Spritz- bzw. Gießkopfes 'IQ. Danach wird der Ventilschieber 24 geschlossen und zweckmä-

■> ■"> ßigerweise kurz danach der Ventilkörper 35. Der Spritzbzw. Gießkopf wird dann in die Ausgangsstellung oberhalb der nächstfolgenden Flasche zurückbewegt.

Die Verteilerkammern 14, 15, 16, 17 können auch unterschiedlich mit Werkstoff versorgt werden, zum

■>" Beispiel auch derart, daß den Kammern 14 ... 17 unterschiedliche Materialien bzw. Materialien unterschiedlicher Farbgebung oder Zusammensetzung zugeführt warden. Zum Beispiel kann der einzelnen Verteilerkammern 14 ... 17 zugeführte Werkstoff mit

■" einem Blähmittel odtr dergl. versehen sein.

Zum Erzielen unterschiedlicher Schichtdicken auf dem Gegenstand kann man auch einen Ventilschieber verwenden, der in Winkelrichtung versetzt mehrere Sätze axial fluchiender Oberflächen aufweist, zum

m> Beispiel zwei. Im einfachsten Fall kann dabei ein Satz Abflachungen für alle Verteilerkammern vorgesehen sein (wie in Fig.4a gezeigt), während ein zweiter Satz nur eine Abflachung aufweist (vgl. Fig. 4b), die einem besonders dick zu überziehenden Abschnitt des

^h' Gegenstandes entspricht. Der Gegenstand wird dann zunächst unter Verwendung des Satzes nach Fig. 4a gleichmäßig mit Kunststoff überzogen und dann durch Verdrehen des Ventilschiebers unter Verwendung des

Satzes nach F i g. 4b lokal noch zusätzlich mit Kunststoff versehen.

Zur Einstellung der wirksamen axialen Länge des Spritz- bzw. GieQkopfes auf die jeweilige Länge der Gegenstände können sich die Abflachungen, die den Enden des Gegenstandes zugeordnet sind, auch nur über einen Teil der der zugehörigen Verteilerkammer zugeordneten Düsen erstrecken, wie dies in Fig.4c gezeigt ist (dort sind die Wände 18 gestrichelt •-•.ngedeutet). Der Ventilschieber 24 verschließt dann .· einige der Düsen sowohl in der SchlieDstellung wie auch in der Offenstellung. Nachdem der Abstand der Düsen sehr klein ist, kann man so die Länge des Sprühvorganges sehr genau auf die Länge des zu beschichtenden Gegenstandes abstimmen. Das Einsetzen eines jeweils besonders angepaßten Ventilschiebers kann sehr einfach nach Lösen des Stellhebels 31 und Entfernen der Sprengringe 29,30 erfolgen, und zwar auch während der Fertigung, da der Ventilkörper 35 im Schließzustand ein Herauslaufen von Kunststoff verhindert.

Zur in Abständen notwendig werdenden Reinigung der Verteilerkammern 14 ... 17 und der Düsen 19 ... 22 ist für jede der Verteilerkammern 14 ... 17 ein schematisch wiedergegebener Spülkanal 45 vorgesehen, der über ein nicht gezeigtes Steuerventil mit einer Druckpumpe für Reinigungsflüssigkeit, zum Beispiel ein geeignetes organisches Lösungsmittel verbunden ist.

Der oben beschriebene Sprit/- bzw. Gießkopf eignet sich auch /um Lackieren von Gegenständen oder zum I Iber/ichcn mit anderen flüssigen Materialien als Kunststoff, zum Beispiel zum Aufsprühen von Klebstoffen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J. Spritz- bzw, GieQkopf zürn Beschichten von Gegenständen mit fließfähigem Material, insbesondere Kunststoff, mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Düsen, die mit einer Quelle für das fließfähige Material verbindbar sind, wobei der Materialfluß durch die Düsen durch einen Schieber steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (19a, 196,...; 20a, 206,...; 21a, 216,...; 22a, 22b,...) zu Gruppen zusammengefaßt sind, daß den Gruppen von nebeneinanderliegenden Düsen jeweils voneinander getrennte Verteilerkammern (14, 15, 16, 17) zugeordnet sind und daß für alle Verteilerkammern (14, 15, 16, 17) ein gemeinsamer Ventilschieber (24) vorgesehen ist, der jeweils einer der Ventilkammern zugeordnete, den Durchsatz durch die entsprechende Düsengruppe bestimmende Steuerabschnitte (25,26,27,28) aufweist.
2. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventiischieber (24) ein in einer Ventilbohrung (23) drehbarer Stab ist und daß die Steuerabschnitte durch Abflachungen (25, 26, 27, 28) des Stabes gebildet sind, deren axiale Abmessungen der axialen Erstreckung der dem betrachteten Steuerabschnitt Fugeordneten Düsengruppe entspricht
3. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (24) eine Mehrzahl in Winkelrichtung gegeneinander versetzter Ac-flachungen (25,26,27,28) aufweist.
4. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine oder mehrere der Abflachungen (25,26,2/, 28> nur über einen Teil der Düsen (19a, 196,...; 20a, 206,...; 21 a, 21 b,...; 22a, 22b ...) einer Verteilerkammer (14, 15, 16, 17) erstrecken.
5. Spritz- bzw. Gießkopf nach den Ansprüchen 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verteilerkammer (14, 15, 16, 17) individuell an eine Rezirkulationsleitung anschließbar ist.
6. Spritz- bzw. Gießkopf nach einem der Ansprüche 2—4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verteilerkammern (14 ... 17) einen Einlaß (45) für eine Reinigungsflüssigkeit aufweist.
7. Spritz- bzw. Gießkopf nach einem der Ansprüche 2—6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbohrung (23) parallel zu den Verteilerkammern (14, 15, 16, 17) verläuft und diese bei einer Längskante schneidet und daß die Düsen in der Nachbarschaft dieser Längskante in die Ventilbohrung (23) einmünden.
8. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (25 ... 28) des Ventilschiebers (24) in der Offenstellung emen im wesentlichen glattflächigen Übergang von der durch die Ventilbohrung (23) geschnittenen Wand der Verteilerkammern (14 ... 17) zu den Düsen bilden.
9. Spritz- bzw. Gießkopf nach einem der Ansprüche 2—8, dadurch gekennzeichnet, daß den Verteilerkammern (14 ... 17) eine Heizvorrichtung zugeordnet ist.