DE69803396T2

DE69803396T2 - Giessvorrichtung mit abwärts bewegtem formtunnel

Info

Publication number: DE69803396T2
Application number: DE69803396T
Authority: DE
Inventors: Manfred Arno Alfred Lupke; Stefan A. Lupke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: CA2301769C; DE69803396D1; WO1999017916A1; CN1156363C; EP1019236A1; AU9248498A; KR20010030914A; JP2001519251A; ATE211433T1; EP1019236B1; DE69803396C5; JP3547706B2; DE29814457U1; CN1272815A; CA2301769A1

Description

Gießvorrichtung mit abwärts bewegtem Formtunnel Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung, bei der ein kontinuierlicher Strom aus geschmolzenem Kunststoff einem beweglichen Formtunnel zugeführt wird.
Bei einer bekannten Gießvorrichtung führt ein Extruder einen kontinuierlichen Strom aus geschmolzenem Kunststoff einem sich horizontal erstreckenden Formtunnel zu. Diese Art von Vorrichtung ist beispielsweise beim Formen von Kunststoffrohren besonders vorteilhaft. Sie ist dagegen für die Formung von irregulär geformten Kunststoffartikeln, die eine variable Positionierung der Kunststoffzufuhr zu dem Formtunnel erfordern, nicht gut geeignet.
Gleichwohl sind nur sehr wenige vertikal betriebene Extruder bekannt, wie sie z. B. in dem US-Patent 3,519,705 und dem britischen Patent 2,134,844 A beschrieben werden. In diesen beiden Patenten werden die Extruder im Wege des Blasformens betrieben, weswegen die als Formtunnel bekannten Produktformbereiche abgedichtet werden müssen. Darüber hinaus sind die Extruder in diesen beiden Patenten im Bereich des oberen Endes der Formtunnel verschlossen, wodurch eine Positionsanpassung der Extruder relativ zu dem Formtunnel verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Kunststoffgießvorrichtung mit einem Extruder und einem sich vertikal erstreckenden Formtunnel, der durch aneinander grenzende Formbacken gebildet ist, welche als Teil von einer kontinuierlichen Schleife von Formbacken um die Vorrichtung abwärts durch den Formtunnel bewegt werden. Der Formtunnel weist einen nach oben hin offenen Tunnelmund auf, wobei der Extruder dem Formtunnelmund einen Strom aus geschmolzenem Kunststoff abwärts zuführt.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere nützlich bei der Formung von irregulär geformten Artikeln, weil die Position entweder des Formtunnels und/oder des Extruders einfach einstellbar ist, während die Zufuhr des Kunststoffes von dem Extruder zu dem Formtunnel aufrechterhalten bleibt, womit die Voraussetzungen zum Formen von unregelmäßig geformten Kunststoffteilen gegeben sind.
Vorstehendes sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand von bevorzugten Ausführungsbespielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Die Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gießvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht des oberen Formtunnelbereichs der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
die Fig. 3 und 4 Schnittansichten entlang der Linien 3-3 bzw. 4-4 aus Fig. 2.
Die Fig. 1 zeigt eine Kunststoffgießvorrichtung, die allgemein mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet ist. Diese Vorrichtung weist einen Extruder 3 auf, der einen Strom aus geschmolzenem Kunststoff 13 einem produktformenden Bereich zuführt, welcher allgemein durch die Bezugsziffer 15 gekennzeichnet ist. In der dargestellten besonderen Ausführungsform enthält der produktformende Bereich ein Paar von nebeneinanderliegenden als Endlosschleife umlaufenden Trägerbahnen 17 und 19. Eine Vielzahl von Formbacken ist entlang jeder der Trägerbahnen befestigt. Die Trägerbahnen bewegen die Formbacken zu einem zentralen Formtunnel 20, wo die Formbacken einer Bahn sich mit Formbacken von der anderen Trägerbahn zusammenschließen und aneinander liegen. Wie aus Fig. 1 deutlich hervorgeht, erstreckt sich der Formtunnel 20 vertikal und die Formbacken bewegen sich, wenn sie aneinandergrenzen, abwärts durch den Formtunnel. Der Tunnelmund befindet sich an dem oberen Ende des Formtunnels, an welchen der Strom aus Kunststoff 13 dem Formtunnel zugeführt wird.
Jede der Bahnen wird durch ein Zahnrad 18 an einem Ende der Bahn angetrieben. Fig. 2 zeigt die Antriebszahnräder 18 an den oberen Enden der kontinuierlich umlaufenden Bahnen. Es ist jedenfalls möglich, die Antriebszahnräder 18 auch an den unteren Enden der Bahnen anzuordnen. Ebenfalls kann es wünschenswert sein, Antriebszahnräder an jedem Ende von beiden Bahnen vorzusehen.
Die Bewegung der Bahnen ist extrem effizient und erfordert nur eine sehr geringe Antriebskraft. Wie aus der Zeichnung deutlich wird, ist jede Bahn mit ihren Formbacken auf beiden Seiten so ausgewogen, dass die zum Heben der Formbacken auf einer Bahnseite erforderliche Hubkraft effektiv durch das Gewicht der auf der anderen Bahnseite sich abwärts bewegenden Formbacken aufgehoben wird.
Es entsteht eine Anzahl von Eigenschaften als Folge der vertikalen Orientierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Einer dieser Vorteile ist, dass die Vorrichtung weniger Stellplatz benötigt als eine herkömmliche, horizontal betriebene Gießvorrichtung vom Extrusionstyp.
Sogar noch wichtiger an der vorliegenden Erfindung ist die Leichtigkeit, mit welcher der Extruder mit dem Formtunnel, insbesondere mit dem Mund des Formtunnels, ausgerichtet werden kann. Weiterhin erfolgt die Zufuhr durch den Extruder unter Einfluss der Schwerkraft nach unten in den Formtunnel, was einen geringeren Arbeitsdruck an dem Extruder erfordert. Zusätzlich muss die eigentliche Extrusionsdüse 6 des Extruders nicht innerhalb des Formtunnels eingeschlossen sein, sondern kann beabstandet von diesem, wie in der Fig. 1 dargestellt, positioniert sein, wodurch die Möglichkeit verbessert wird, den Extruder mit dem Formtunnel auszurichten, sofern eine Bewegung von einem der beiden erforderlich sein sollte, wie es nachfolgend noch beschrieben wird. In diesem Fall erfolgt die Formung bevorzugt durch eine Beaufschlagung mit Vakuum in dem Formtunnel.
Die Extrusionsvorrichtung 1 ist insbesondere gut geeignet für die Formung von irregulär geformten Artikeln, wie beispielsweise Flaschen, Automobilteile oder andere Arten von kunststoffgeformten Artikeln.
In der gezeigten Ausführungsform werden die Trägerbahnen 17 und 19, wie vorstehend beschrieben, dazu verwendet, eine Vielzahl von Formbacken zu bewegen. Diese Formbacken umfassen verschiedene Sätze von Formbacken, welche miteinander in dem Formtunnel zusammentreffen. Die verschiedenen Sätze von Formbacken können je nach zu formendem Kunststoffteil verschiedenen Gestaltungen aufweisen. Beispielsweise trifft Formbacke 21 auf Bahn 17 in dem Formtunnel mit der Formbacke 25 auf Bahn 19 zusammen, wie es in Fig. 3 der Zeichnung gezeigt ist. Die Formbacke 21 weist einen inneren Formhohlraum 22 und die Formbacke 25 weist einen inneren Formhohlraum 26 auf. Wenn die beiden Formbacken auf ihrer entsprechenden Bahn an dem oberen Ende des Formtunnels, wo sie sich, wie in Fig. 3 gezeigt, zusammenschließen, zusammengebracht werden, wird der Mund des Formtunnels durch das Zusammentreffen der Formhohlräume 22 und 26 geformt. Der Strom 13 des geschmolzenen Vorformlings wird anschließend von dem Extruder 3 dem Formtunnelmund, welcher die vorgenannte Form aufweist und sich in einer bestimmten Position unter dem Extruder befindet, zugeführt.
Form und Position des Tunnelmunds sind nicht stets gleich mit den in Fig. 3 dargestellten. Beispielsweise können die Bahnen 17 und 19 mit verschiedenen Sätzen von Formbacken 23 und 27 ausgestattet sein, die ebenfalls in dem Formtunnel aneinander grenzen. Die Formbacke 23 weist einen inneren Hohlraum 24 auf, während die Formbacke 27 einen inneren Hohlraum 28, wie in Fig. 4 der Zeichnung gezeigt, besitzt. Wenn diese beiden Formbacken an das obere Ende des Formtunnels gebracht werden, dann formen sie den Formtunnelmund in einer von Fig. 3 verschiedenen Form. Zusätzlich hat sich die Position des Mundes des Formtunnels von der Position in Fig. 3 in einer horizontalen Ebene zu der Position in Fig. 4 verschoben. Das Verschieben, wie es mit der Trennlinie 22 der Formbacken in Fig. 2 angezeigt ist, erfolgt stufenweise so, dass der gesamte Tunnelmund frei wird.
Im Hinblick auf das oben beschriebene Verschieben des Tunnelmundes ist es von großer Bedeutung, dass die Vorrichtung einstellbar ist, um sicherzustellen, dass der Kunststoff-Fluss von dem Extruder direkt in den Formtunnelmund geht, unabhängig von dessen Form und Position. Dies wird, wie nachfolgend beschrieben, auf verschiedenen Wegen erreicht. Jedenfalls sollte an dieser Stelle festgehalten werden, dass jede der Einstellungen leicht bewerkstelligt werden kann, wegen der vertikalen Orientierung des Formtunnels, der Trennung des Extruders von dem Formtunnel und der Möglichkeit einer abwärts gerichteten Zuführung von dem Extruder in den Tunnelmund.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der Extruder 3 in seiner abwärts gerichteten Position durch eine Extruderabstützung 9 gehalten. Der Extruderkopf selber kann, wie durch das Bezugszeichen 4 angezeigt, an der Abstützung 9 einstellbar befestigt sein, was eine horizontale oder seitliche Einstellung des Extruderkopfes gestattet, wie sie durch die Pfeile 5 und 7 angezeigt wird.
Es ist ebenfalls möglich, dass der Sockel der Extruderabstützung 9 Einstellelemente 11 aufweist, die zum Einstellen auf dem Boden aufliegen. Dies gestattet wieder eine seitliche Einstellung des Extruderkopfes.
Eine weitere Methode, um die Ausrichtung des Kunststoff-Flusses mit einem variabel positionierbaren Tunnel sicherzustellen, besteht darin, die Trägerbahnen 17 und 19 für die Formblöcke in einer horizontalen Ebene beweglich anzuordnen. In der gezeigten Ausführungsform sind die beiden Bahnen durch Stützbalken 33 einer Trägerabstützung 29 gehalten. Die Trägerbahnen sind in Richtung der Pfeile 35 und 37 entlang den Balken 33 einstellbar. Während der Formgebung werden die beiden Bahnen gemeinsam miteinander bewegt, um den Formtunnel geschlossen zu halten. Während der Stillstandszeiten sind entweder eine oder beide Trägerbahnen in Richtung der Balken 33 unabhängig voneinander in entgegengesetzte Richtungen beweglich, um die beiden Bahnen für Reinigungszwecke und/oder zum Austausch von Formbacken zu trennen.
Wie ebenfalls in Fig. 1 dargestellt, kann die gesamte Abstützung 29 für die Formblockbahnen auf einem verstellbaren Sockel 31 sitzen, der eine seitliche Bewegung der Abstützung 29 relativ zum Boden gestattet.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorformlingführung 39 zwischen der Düse 6 des Extruders 3 und dem Formtunnelmund vorgesehen. Diese Führung ist wiederum seitlich in einer horizontalen Ebene beweglich, wie durch Pfeile 41 und 43 angedeutet.
Wenn die Führung in seitlicher Richtung eingestellt ist, erfolgt eine entsprechende Einstellung in Flussrichtung des Vorformlings aus dem Extruder. Diese Einstellung entspricht der Position der Mundöffnung relativ zu dem Tunnel, wobei die Position während des Betriebs von dem bestimmten Satz von aneinander grenzenden Formbacken abhängt, der sich an dem oberen Ende des Tunnels befindet.
Wenn mit einer Führung 39 gearbeitet wird, kann es vorteilhaft sein, einen Flüssigkeitsfluss um die Kanten der Führung vorzusehen, um ein Festkleben des Vorformlings an der Führung zu verhindern.
Die Einstellung der Ausrichtung des Vorformlingflusses von dem Extruder zu dem Tunnelmund erfolgt, unabhängig davon, welche Mittel für die Einstellung benutzt werden, bevorzugt durch eine Regeleinrichtung in der Vorrichtung, welche vorprogrammiert ist, um geeignete Einstellungen zur rechten Zeit vorzunehmen.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Geschwindigkeit mit welcher aneinander grenzende Formbacken sich durch den Formtunnel bewegen durch eine Änderung der Geschwindigkeit der Förderbahnen variiert werden kann. Dies ändert folglich die Dicke des geformten Kunststoffes oder den Durchmesser des in dem Formtunnel geformten Teils, ohne den Fluss des Kunststoffes von dem Extruder zu ändern. Alternativ hierzu kann die Geschwindigkeit des Kunststoff-Flusses von dem Extruder ebenfalls geändert werden, um die Wandstärke oder den Produktdurchmesser durch einstellbare Zwischenräume an dem Extruder oder durch Verwendung von in der Formgebungstechnik bekannten Einstellschrauben vorzunehmen.
Obwohl nur einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass Variationen vorgenommen werden können, ohne die Lehre der Erfindung, die in den nachfolgenden Ansprüchen beschrieben wird, zu verlassen.

Claims

1. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen (1) mit einem Extruder (3) und einem vertikal sich erstreckenden Formtunnel (20), der durch aneinandergrenzende Formbacken (21, 25) gebildet ist, welche als Teile einer kontinuierlich um die Vorrichtung laufenden Schleife von Formbacken durch den Formtunnel abwärts bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Formtunnel am oberen Ende des Tunnels eine Öffnung aufweist, der Extruder eine Düse aufweist, die auf die Öffnung des Tunnels gerichtet ist, ohne in dieser Öffnung angeordnet zu sein, und die Vorrichtung zur Formung eines Erzeugnisses innerhalb des Formtunnels ein Vakuum verwendet.

2. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 1, wobei die Formbacken Sätze von aneinandergrenzenden Formbacken (21, 25) mit unterschiedlichen Konfigurationen einschließen, und die Öffnung des Tunnels unterschiedliche Positionen in einer horizontalen Ebene einnimmt, je nachdem welcher Satz von Formblöcken zu einem bestimmten Zeitpunkt an der Öffnung des Tunnels vorliegt und wobei die Vorrichtung zur Ausrichtung des Kunststoffstroms (13) mit der Öffnung des Tunnels bei unterschiedlichen Positionen der Öffnung des Tunnels einstellbar ist.

3. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 2, wobei die Formbacken durch eine Trägereinrichtung (17, 19) bewegbar sind, die an einer Stützeinrichtung (29) angebracht und horizontal zu dieser einstellbar ist.

4. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 3, wobei die Trägereinrichtung ein Paar von nebeneinander liegenden Trägerbahnen (17, 19) für Formblöcke aufweist, die gemeinsam an der Stützeinrichtung horizontal einstellbar sind.

5. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 4, wobei wenigstens eine der Trägerbahnen (17, 19) für Formblöcke relativ zu der anderen an der Stützeinrichtung unabhängig einstellbar ist.

6. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 2, wobei der Extruder (3) horizontal einstellbar ist.

7. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 2 mit einer einstellbaren Führung (40), die zwischen dem Extruder und dem Formtunnel angeordnet ist und eine horizontale Einstellung des Kunststoffstroms (13) von dem Extruder zu der Öffnung des Tunnels gestattet.

8. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 2, wobei die Geschwindigkeit der Trägereinrichtung (17, 19) abhängig davon einstellbar ist, welcher Satz von Formbacken (21, 25) an dem oberen Ende des Formtunnels vorliegt.

9. Vorrichtung zum Formen von Kunststoffteilen nach Anspruch 2 mit einer Regeleinrichtung, die zur automatischen Einstellung der Vorrichtung programmiert ist, die Zufuhr des Stroms geschmolzenen Kunststoffs (13) bei verschiedenen Positionen der Öffnung des Tunnels aufrechtzuerhalten.