DE4310980A1 - Verfahren und Anlage zum kontinuierlichen Befüllen von zweiteiligen geschlossenen Gießformen mit plastifiziertem Kunststoff, insbesondere mit stark verunreinigtem Kunststoff-Recycling - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen Befüllen von zweiteiligen, geschlossenen Gießformen mit plastifiziertem Kunststoff, insbesondere mit stark verunreinigtem Kunststoff-Recycling, zum Her­ stellen von Gegenständen mit Erhebungen und Vertiefungen in der Oberflächenkontur, bestehend aus einem Extruder, einer Schmelzezuflußleitung mit einem Verschlußventil und einem intermittierend angetriebenen, die Gießformen tragenden Rotor.

In der Zeitschrift Kunststoffe 83 (1993) 1, Carl Hanser Ver­ lag, München 1993, Seite 23, ist eine Intrusionsanlage zum Aufarbeiten gemischter Kunststoffe beschrieben. Von einem Einschneckenextruder mit angeschlossenem Vakuumfil­ ter gelangt die aufbereitete Schmelze in einen Verteiler­ kopf, der mit den in einem Doppelrevolver angeordneten Gießformen verbindbar ist. Nach diesem System können le­ diglich nur glatte Profilteile hergestellt werden, weil die Gießformen bis auf die Einspritzöffnung allseitig ge­ schlossen sind. Die Gießformen bestehen hierbei aus Rund- oder Eckprofilrohren. Nach der Füllung und Abkühlung wer­ den die erstarrten Gegenstände in Richtung Einfüllöffnung ausgestoßen. Mit dieser Anlage lassen sich Gegenstände mit einer Armierung kaum fertigen. Die erstarrten Gegen­ stände lassen sich leicht aus den Gießformen entfernen, bedingt durch das Schrumpfen der eingefüllten Schmelze beim Erstarren. Gegenstände mit stark profilierter Ober­ fläche sind jedoch in einteiligen Gießformen nicht her­ stellbar, diese lassen sich aus den Gießformen nicht ausstoßen; die Formkörper klemmen in der Gießform.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Intrusionsanlage zu erstellen, welche neben einem hohen Automatisierungs­ grad mit genügend großer Ausstoßleistung auch Gegenstän­ de mit stark profilierter Oberfläche kostengünstig pro­ duzieren kann.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination folgender Merk­ male gelöst:

• a) mehrere aus Formenoberteil und Formenunterteil beste­ hende Gießformen sind in gleichen Abständen über den Umfang eines Rotors verteilt angeordnet,
• b) das Befüllen der jeweiligen geschlossenen und verrie­ gelten Gießform und das Entleeren derselben während der Stillstandperiode des Rotors durchgeführt wird

und

• c) das Verriegeln und Entriegeln der Gießform, sowie das Schließen und Öffnen derselben durch Anheben und Absenken des Formenoberteils während der Bewegung des Rotors ausgeführt wird.

Dadurch können die Stillstandzeiten auf ein Minimum her­ abgesetzt werden. Der Rotor ist sozusagen beinahe stän­ dig in Bewegung. Selbstverständlich müssen die noch an­ stehenden Stillstandzeiten auch reduziert werden. So kann z. B. das Füllen der Gießform durch einen Druck- Dosierspeicher erfolgen, welcher die vom Extruder ankom­ mende Schmelze speichert und die gespeicherte, dosierte Schmelze dann mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit in die geschlossene Gießform preßt. Zur Entlüftung der Gießform können die an sich bekannten luftdurchlässigen Stopfen zur Anwendung kommen. Durch Umschalten auf einen weiteren Druck-Dosierspeicher kann die von dem kontinuierlich arbeitenden Extruder ausgestoßene Schmel­ ze während der Füllung der Gießform gespeichert und do­ siert werden und steht bereit zum Befüllen der nächsten durch den Rotor zur Einspritzstelle beförderten leeren Gießform. Darüber hinaus können für das Entleeren der Gießform zwei Stillstandperioden angesetzt werden, im Hinblick darauf, daß eine Armierung in die Gießform ein­ gebracht werden soll. Für das Abkühlen der gefüllten Gießform stehen gleichfalls zwei bis drei Stillstandpe­ rioden zur Verfügung.

Die Lösung der Aufgabe kann nach einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel auch dadurch erfolgen, daß

• a) mehrere aus Formenoberteil und Formenunterteil be­ stehende Gießformen in gleichen Abständen über den Umfang des Rotors verteilt angeordnet werden,
• b) das Befüllen der jeweiligen geschlossenen und ver­ riegeltem Gießform und das Entleeren sowie das Öff­ nen und Schließen derselben während der Stillperio­ de des Rotors durchgeführt wird und
• c) das Verriegelungen und Entriegeln der Gießform während der Bewegung des Rotors ausgeführt wird.

Diese Ausführung kann für größere geteilte Gießformen, die selbstverständlich schwerer sind, angewendet werden Das Formenoberteil besitzt eine Halterung in welche ein hydraulisch betätigter Greifer eingreift und das Formen­ oberteil zum Öffnen der Gießform und Entleeren dersel­ ben abhebt, bzw. die Gießform zum Befüllen schließt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Durchführung der Arbeitsabläufe während der Bewegung des Rotors mittels zentral zur Drehachse desselben an­ geordneten ortsfesten Kurvenscheiben gesteuert werden.

Ferner kann das Abheben des Formenoberteils vom orts­ fest mit dem Rotor verbundenen Formenunterteil durch Kniegelenke durchgeführt werden.

Die Kniegelenke geben dem Formenoberteil eine sichere Führung, so daß die beiden Formhälften präzise und über einstimmend aufeinander liegen. Darüber hinaus können im Formenoberteil auch noch konische Dübel und entspre­ chende Vertiefungen im Formenunterteil angeordnet sein. Das genaue Aufeinanderliegen der beiden Formhälften ist von Bedeutung, weil bei der erfindungsgemäßen Anordnung keine Säulenführung verwendet werden kann.

Ferner können die Kniegelenke zum Öffnen und Schließen der Gießform beiderseits am Formenoberteil und am For­ menunterteil angelenkt werden. Dadurch heben sich die Verschiebungskräfte gegenseitig auf, so daß das Formen­ oberteil genau in horizontaler Lage angehoben und abge­ senkt wird.

Außerdem können die Kniegelenke an beiden Längsseiten der Gießform und diese von je einer stillstehenden Kur­ venscheibe über ein Verbindungsgestänge betätigt wer­ den.

Dadurch kann das relativ schwere Formenoberteil mit kleinerem Kraftaufwand bewegt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Verriegeln des Formenoberteils mit dem Formenunterteil durch am letzteren angelenkte Krallenhebel durchgeführt werden, die durch Laschen miteinander verbunden sind und Rollen am Formenoberteil hintergreifen. Durch ent­ sprechende Formgebung der Krallenhebel kann auch ein Nachspannen der Verriegelung erzielt werden.

Darüber hinaus kann ein im Endbereich angeordneter Kral­ lenhebel durch eine Lasche mit einem Winkelhebel, wel­ cher über ein Gestänge mit einer stillstehenden Steuer­ kurve in Eingriff steht, verbunden werden. In diesem Falle genügt eine einseitige Betätigung des Gestänges für die Verriegelung und Entriegelung, weil hierzu nur kleinere Kräfte benötigt werden.

Außerdem kann durch die Schwenkachse die Pendelbewegung des Winkelhebels unterhalb der Gießform auf die gegen­ überliegende Seite derselben übertragen werden.

Ferner kann die Schwenkachse an der gegenüberliegenden Seite der Gießform einen Hebel tragen, welcher durch eine Lasche mit dem benachbarten Krallenhebel verbun­ den wird.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß

• a) mehrere aus Formenoberteil und Formenunterteil be­ stehende Gießformen in gleichen Abständen verteilt über den Umfang eines Motors angeordnet sind,
• b) das Befüllen der jeweiligen geschlossenen und ver­ riegelten Gießform durch mindestens einen in der Schmelze-Zufuhrleitung angeordneten einschaltbaren Druck-Dosierspeicher erfolgt und
• c) die Schmelze-Zufuhrleitung verschieblich angeordnet ist und an der Ausmündung ein Nadelverschlußventil trägt.

Ferner können die gefüllten Gießformen zum Abkühlen in ein Wasserbad eintauchbar sein.

Außerdem kann in die geöffnete Gießform eine Armierung (26) einlegbar sein.

Schließlich kann der Rotor als Doppelrotor ausgebildet sein und der Antrieb kann um einen halben Takt gegen­ einander versetzt sein.

Dadurch kann ein höchstmögliches Maß an Produktivität erreicht werden. Selbstverständlich wird die vom Extru­ der kommende Schmelze im Verteilerkopf auf zwei Druck- Dosierspeicher aufgeteilt, die so geschaltet sind, daß ein Druck-Dosierspeicher gefüllt wird, während der an­ dere die gespeicherte und dosierte Schmelze über die eigene Schmelze-Zufuhrleitung in die Gießform bringt.

Bei beiden Ausführungen ist eine vollkommene Automati­ sierung möglich und auch für ebene Produktionsanlagen anwendbar.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine Anlage in Ansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Anlage,

Fig. 3 eine geöffnete Gießform durch Kniege­ lenke in Teilansicht;

Fig. 4 eine Teilansicht einer Verriegelung für die Gießform,

Fig. 5 ein Detail zu Fig. 4,

Fig. 6 ein Teilauschnitt einer anderen Ver­ riegelung,

Fig. 7 eine Ansicht auf einen Rotor für grö­ ßere Gießformen und

Fig. 8 eine Ansicht auf einen Doppelrotor.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, besteht die Anlage aus einem Extruder 27, an welchem ein Verteilerkopf 28 angeflanscht ist, welcher den aufbereiteten Kunststoff an die Druck-Dosierspeicher 25 weiterleitet. Die Druck- Dosierspeicher 25 speichern die von Extruder kommende Schmelze für eine Füllung einer Gießform 1. Die dosier­ te Schmelze wird unter hohem Druck über die Schmelze- Zufuhrleitung 23 in die Gießform 1 gedrückt, während durch Umschaltung der andere Druck-Dosierspeicher ge­ füllt wird. Die Schmelze-Zufuhrleitung 23 ist mit einem Nadelverschlußventil 24 ausgestattet, welches beim Ab­ heben schließt.

Die Gießformen 1 sind auf einem intermittierend ange­ trieben Rotor 4 montiert, wobei die einzelnen Gießfor­ men 1 in gleichen Abständen über den Umfang desselben verteilt sind.

In der Fig. 2 ist die Stirnseite des Rotors 4 darge­ stellt, wobei der Umfang in acht Stationen I bis VIII aufgeteilt ist. In der Station I wird die Gießform 1 gefüllt. Die Schmelze-Zufuhrleitung 23 kontaktiert mit der Einfüllöffnung 29 der Gießform 1, die geschlossen und verriegelt ist. Aus dem Druck-Dosierspeicher 25 wird die gespeicherte dosierte Schmelze mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit in die Gießform 1 gedrückt. Nach dem Abheben der Schmelze-Zufuhrleitung 23 bringt der Rotor 4 die gefüllte Gießform 1 zur Station II, zum Abkühlen in ein Wasserbad 22. Die Gießform bleibt ge­ schlossen und verriegelt. Auch in der Station III bis VI verbleibt die Gießform 1 im Wasserbad 22. Im Verlauf der Bewegung zur Station VII wird die Gießform 1 entrie­ gelt. Die Steuerung erfolgt durch eine zur Drehachse 4′ des Rotors 4 zentriert angeordnete stillstehende Steu­ erkurve 13, in welche ein Gestänge 12 mit einer Rolle 12′ eingreift. Das Gestänge 12 ist durch eine Verbin­ dungslasche 9′ mit einem um eine Schwenkachse 1-5 beweg­ baren Winkelhebel 11 gelenkig verbunden. Der Winkelhe­ bel 11 betätigt über eine Lasche 9 die Krallenhebel 8, die durch weitere Laschen 9 miteinander verbunden sind, so daß der Winkelhebel 11 alle Krallenhebel 8 der an dieser Seite der Gießform 1 angeordneten Verriegelungs­ elemente steuert. Durch die Schwenkachse 15 wird die von der Steuerkurve 13 kommende Bewegung auch auf die andere Seite der Gießform 1 übertragen und be­ wegt, wie bereits beschrieben die Krallenhebel 8 auf die gleiche Art und Weise. Die Krallenhebel 8 sind dreh­ beweglich am Formenunterteil 3 gelagert und hintergrei­ fen die am Formenoberteil 2 in entsprechender Position angeordneten Rollen 10. Durch Formgebung der Krallenhe­ bel kann auch ein Nachspannen der Verriegelung erreicht werden. Die Anordnung der Schwenkachse 15 unterhalb des Formenunterteils 3 ist von Bedeutung, dahingehend, daß die Bewegung der Kniegelenke 5 räumlich besser plaziert werden kann.

Die Schmelze in der Gießform 1 ist nun soweit abge­ kühlt und erstarrt.

Im Verlauf der Bewegung des Motors 4 zur Station VII wird die Gießform 1 geöffnet, das Formenoberteil 2 wird durch die Kniegelenke 6 abgehoben, so daß die Gießform 1 während des Stillstandes des Motors 4 entleert werden kann. Hierzu sind nichtgezeichnete Ausstoßer behilflich welche den Formling auf ein nichtgezeichnetes Förder­ band bringen können.

In der Fig. 3 ist das Öffnen der Gießform 1 dargestellt. Eine zur Drehachse 4′ des Rotors 4 zentrierte stillste­ hende Kurvenscheibe 5 überträgt mittels einer in diese eingreifenden Rolle 7′ über das Verbindungsgestänge 7 die durch die Kurve vorgezeichnete Bewegung unter Zwi­ schenschaltung je einer Verbindungslasche 30 auf je ein auf beiden Seiten der Gießform 1 angeordnetes Kniege­ lenk 6. Die Kniegelenke 6 sind bündig zu beiden Stirn­ seiten an den Längsseiten der Gießform 1 montiert.

Ein Anziehen des Verbindungsgestänges 7 führt zu einer Streckung der Kniegelenke 6 und somit zu einem Anheben des Formenoberteils 2. Die auftretenden seitlichen Ver­ schiebungskräfte kompensieren sich gegenseitig. Die Steu­ erung der Kniegelenke 6 erfolgt von beiden Stirnseiten des Rotors 4. Das Öffnen und Schließen der Gießform 1 bzw. das Abheben und Absenken des Formenoberteils 2 er­ folgt präzise in der Bewegungsrichtung, so daß die Trennebene 31 von Formenoberteil 2 und Formenunterteil 3 wie erforderlich aufeinanderliegen.

Die geöffnete Gießform 1 bewegt sich anschließend in einem weiteren Takt zur Station VIII. Hier kann, wenn erforderlich, eine Armierung 26 in die offene Gießform 1 eingebracht werden.

Im weiteren Takt zur Station I wird die Gießform 1 gesteuert von der Kurvenscheibe 5, geschlossen und wäh­ rend der Bewegung von der Station VIII zur Station I erfolgt die Verriegelung. Somit ist der Zyklus geschlos­ sen und die Gießform 1 ist von Neuem zum Befüllen be­ reit. Es kann von diesem Zeitpunkt an laufend entformt, Armierung 26 eingelegt und die Gießformen 1 gefüllt werden.

In der Fig. 4 ist eine andere Verriegelungsart der Gieß­ form 1 dargestellt. Hier werden vom Gestänge 12 je ein an den Längsseiten der Gießform 1 angeordnete Verriege­ lungsbolzen 20 bewegt, die in am Formenoberteil 2 vorgesehene Halterungen 19 eingreifen. Beim Entriegeln werden die Verriegelungsbolzen 20 wieder ausgeschwenkt. Durch eine Zugstange wird die Bewegung zur anderen Sei­ te der Gießform 1 übertragen. Mehrere Verriegelungsbol­ zen 20 sind auf den beiden Wellen 21 angeordnet und wer­ den mit diesen bewegt. Das Verbindungsgestänge 7 und das Gestänge 12 werden durch Gleitlagerschalen 33 an den Streben 34 des Rotors 4 geführt.

Die Fig. 5 zeigt ein Detail, wie die Endlagen der Ver­ riegelungsbolzen 20 mittels einer Zugfeder 35 arretiert werden können.

Für größere Gießformen 1 kann, wie die fig. 7 zeigt, am Formenoberteil 2 ein Griffknopf 36 angeordnet sein, welcher das entriegelte Formenoberteil 2 mittels eines mit einem Greifer (17) ausgestatteten Hydraulikzylin­ ders 18 anhebt und so die Gießform 1 öffnet und bei der Abwärtsbewegung wieder schließt.

Die Fig. 8 zeigt einen Doppelrotor 4, wie dieser für gleiche Artikel, die in größerer Stückzahl herzustellen sind, verwendet werden kann. Die Taktzeit der beiden Ro­ toren 4 ist gegeneinander um einen halben Takt versetzt.

Claims (16)

1. Verfahren und Anlage zum kontinuierlichen Befüllen von zweiteiligen geschlossenen Gießformen mit plasti­ fiziertem Kunststoff, insbesondere mit stark verun­ reinigtem Kunststoff-Recycling, zum Herstellen von Ge­ genständen mit Erhebungen und Vertiefungen in der Oberflächenkontur, bestehend aus einem Extruder, einer Schmelze-Zuflußleitung mit einem Verschlußventil und einem intermittierend angetriebenen, die Gießformen tragenden Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) mehrere aus Formenoberteil (2) und Formenunterteil (3) bestehende Gießformen (1) in gleichen Abständen über den Umfang des Rotors (4) verteilt angeordnet werden,
• b) das Befüllen der jeweiligen geschlossenen und ver­ riegelten Gießform (1) und das Entleeren derselben während der Stillstandperiode des Rotors (4) durch geführt wird und
• c) das Verriegeln und Entriegeln der Gießform (1), so wie das Öffnen und Schließen derselben durch An­ heben und Absenken des Formenoberteils (2) während der Bewegung des Rotors (4) ausgeführt wird.

2. Verfahren und Anlage zum kontinuierlichen Befüllen von zweiteiligen, geschlossenen Gießformen mit plasti­ fiziertem Kunststoff, inbesondere mit stark verun­ reinigtem Kunststoff-Recycling, zum Herstellen von Ge­ genständen mit Erhebungen und Vertiefungen in der Oberflächenkontur, bestehend aus einem Extruder, einer Schmelze-Zuflußleitung mit einem Verschlußventil und einem intermittierend angetriebenen, die Gießformen tragenden Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) mehrere aus Formenoberteil (2) und Formenunterteil (3) bestehende Gießformen (1) in gleichen Abständen über den Umfang des Rotors (4) verteilt angeordnet werden,
• b) das Befüllen der jeweiligen geschlossenen und ver­ riegelten Gießform (1) und das Entleeren sowie das Öffnen und Schließen derselben während der Still­ standperiode des Rotors (4) durchgeführt wird und
• c) das Verriegeln und Entriegeln der Gießform (1) wäh­ rend der Bewegung des Rotors ausgeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchführung der Arbeitsabläu­ fe während der Bewegung des Rotors (4) mittels zen­ tral zur Drehachse (4′) des Rotors (4) angeordneten ortsfesten Kurvenscheiben (5) gesteuert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Abheben des Formenoberteils (2) vom orts­ fest mit dem Rotor (4) verbundenen Formenunterteil (3) durch Kniegelenke (6) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das Öffnen und Schließen der Gießform (1) durch einen mit einem Greifer (17) ausgerüsteten Hydraulikzylin­ der (18) durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniegelenke (6) zum Öffnen und Schließen der Gießform (1) beiderseits am Formenoberteil (2) und am Formenunterteil (3) angelenkt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniegelenke (6) an beiden Längsseiten der Gießform (1) und diese von je einer stillstehenden Kurvenscheibe (5) über ein Verbindungsgestänge (7) betätigt werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verriegein des Formenoberteils (2) mit dem Formenunterteil (3) durch am letzteren angelenkte Krallenhebel (8) durchgeführt wird, die durch Laschen (9) miteinander verbunden sind und Rollen (10) am Formenoberteil (2) hintergreifen.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Endbereich (14) angeordneter Krallenhebel (8) durch eine Lasche (9) mit einem Winkelhebel (11) welcher über ein Gestänge (12) mit einer stillstehen­ den Steuerkurve (13) in Eingriff steht, verbunden wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schwenkachse (15) die Pendelbewegung des Winkelhebels (11) unterhalb der Gießform (1) auf die gegenüberliegende Seite derselben übertragen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (15) an der gegenüberliegenden Seite der Gießform (1) einen Hebel (16) trägt, welcher durch eine Lasche (9) mit dem benachbarten Krallenhebel (8) verbunden wird.

12. Anlage zum kontinuierlichen Befüllen von zweiteiligen geschlossenen Gießformen mit plastifiziertem Kunst­ stoff, insbesondere mit stark verunreinigtem Kunst­ toff-Recycling, zum Herstellen von Gegenständen mit Erhebungen und Vertiefungen in der Oberflächenkon­ tur, bestehend aus einem Extruder, einer Schmelze- Zuflußleitung mit einem Verschlußventil und einem in termittierend angetriebenen, die Gießformen tragen­ den Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) mehrere aus Formenoberteil (2) und Formenunter­ teil (3) bestehende Gießformen (1) in gleichen Ab­ ständen über den Umfang des Rotors (4) verteilt angeordnet sind,
• b) das Befüllen der jeweiligen geschlossenen und ver­ riegelten Gießform (1) durch mindestens einen in der Schmelze-Zufuhrleitung (23) angeordneten um­ schaltbaren Druck-Dosierspeicher (25) erfolgt und
• c) die Schmelze-Zufuhrleitung verschieblich angeor­ dnet ist und an der Ausmündung ein Nadelverschluß­ ventil (24) trägt.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gefüllten Gießformen (1) zum Abkühlen in ein Wasserbad (22) eintauchbar sind.

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die geöffnete Gießform (1) eine Armierung (26) einlegbar ist.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) als Doppelrotor (4′′) ausgebildet ist.

16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame intermittierende Antrieb des Doppelrotors (4′′) um einen halben Takt zu einander versetzt ist.