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Kolbenstrangpresse
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenstrangpresse zum kontinuierlichen Ausstossen von thermoplastischem Kunststoff aus einer Pressdüse, vorzugsweise zum Strangpressen von ununterbrochenen Strängen, z. B. Leisten oder Schläuchen, die als Kunstdärme verwendbar sind.
Insbesondere beim Strangpressen von Strängen in Rohrform bewirkt jede Änderung des Pressdruckes eine Änderung des Durchmessers und der Wandstärke des gepressten Rohres. Weiter führt jede Änderung der Ausstossgeschwindigkeit des Stranges zu einer Änderung seiner Spannung zwischen der Pressdüse und der nachfolgenden Führungsbahn, so dass der Strang entweder Schleifen bildet oder abgerissen wird.
Es ist deshalb von höchster Wichtigkeit, für einen gleichbleibenden Pressdruck bzw. eine gleichbleibende Ausstossgeschwindigkeit an der Pressdüse zu sorgen.
Aus der deutschen Patentschrift Nr. 1007053 ist bereits eine aus Spritzgusszylinder und vorplastifizierender Schnecke bestehende Spritzgussmaschine bekannt, bei der zwei wechselweise von der Schnecke gespeiste Spritzgusszylinder vorgesehen sind. Bei der in der Patentschrift dargestellten Ausführungsform der Spritzgussmaschine ist zwischen der Schneckenpresse und den Spritzgusszylindern ein erstes Zweiweg-Umsteuerventil und zwischen den Spritzgusszylindern und der Spritzdüse ein zweites Zweiweg-Umsteuerventil vorgesehen. Diese Umsteuerventile sind so ausgebildet, dass ihre Steuerkolben oder Schieber in und kurz vor den Endstellungen den Materialfluss zu bzw. von je einem der Spritzgusszylinder sperren und zu dem andern Zylinder öffnen ; in der Mittelstellung der Steuerkolben ist jeweils der Materialfluss zu bzw. von beiden Spritzgusszylindern gesperrt.
Dies hat jedoch zur Folge, dass ein kontinuierlicher Materialausstoss nicht möglich ist, so dass diese bekannte Spritzgussmaschine stossweise arbeitet.
Es ist ferner eine Kolbenstrangpresse zum kontinuierlichen Herstellen strangförmiger Gebilde mit zwei im wesentlichen abwechselnd auf eine Pressdüse arbeitenden Kolbenpresse bekannt, die durch eine hydraulische Einrichtung betätigt werden, welche durch mit den Presskolben der Kolbenpressen mechanisch verbundene, auf feststehende Schalter einwirkende Schaltglieder synchron mit der Bewegung der Presskolben gesteuert wird (USA-Patentschrift Nr. 2, 366, 417). Bei dieser bekannten Vorrichtung werden sowohl der Vorlauf oder Auspresshub als auch der Rücklauf der Presskolben hydraulisch betätigt, u. zw. ist für die Betätigung des Vorlaufes ein hydraulischer Hochdruckkreis und für die Betätigung des Rücklaufes ein hydraulischer Niederdruckkreis vorgesehen.
Die Füllung der heizbaren Presszylinder der beiden Kolbenpressen erfolgt hiebei getrennt über Trichter, aus denen die Presszylinder mit der granulierten thermoplastischen Pressmasse beschickt werden. In den beiden Auspressleitungen zwischen den Presszylindern und der gemeinsamen Pressdüse ist dabei je ein Schieber vorgesehen, der unter Steuerung durch die genannten Schalter hydraulisch geöffnet bzw. geschlossen werden kann.
Um bei dieser bekannten Kolbenstrangpresse einen kontinuierlichen Ausstoss der Pressmasse an der Pressdüse zu erzielen, ist eine zeitweise Überlappung der Auspresshübe der Kolbenpressen vorgesehen, wobei diese mit einer gegenüber ihrer normalen Pressgeschwindigkeit verringerten Pressgeschwindigkeit arbeiten.
Es versteht sich, dass es bei einer solchen Vorrichtung sehr schwierig ist, die Arbeitsweise der beiden zwangsgesteuerten Kolbenpressen so aufeinander abzustimmen, dass während der
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übergangsphase, in welcher der Pressvorgang von der einen Kolbenpresse auf die andere übertragen wird, der Ausstoss der Pressmasse einigermassen gleichmässig erfolgt. Ausserdem eignet sich die bekannte
Kolbenstrangpresse gemäss ihrer Konstruktion von vornherein nicht für die Verarbeitung von viskosen
Pressmassen bei normaler oder wenig erhöhter Temperatur, z. B. von Kunstdarmmassen.
Hier setzt nun die Erfindung ein, die nicht nur die kontinuierliche Verarbeitung von viskosen Pressmassen bei normaler oder wenig erhöhter Temperatur ermöglicht, sondern auch einen in hohem Masse ausgeglichenen Druck- und Geschwindigkeitsverlauf der Masse an der Pressdüse während der übergangsphase gewährleistet.
Gegenstand der Erfindung ist eine Kolbenstrangpresse zum kontinuierlichen Ausstossen von thermoplastischem Kunststoff aus einer Pressdüse, welche Strangpresse zwei abwechselnd arbeitende und mit der Pressdüse verbundene, hydraulisch angetriebene Kobenpressen aufweist, die während des
Rücklaufes der Kolben abwechselnd mit dem aus einer Füllpresse kommenden Kunststoff gefüllt werden, wobei zwischen der Füllpresse und den Kolbenpressen ein erstes Zweiweg-Umsteuerventil und zwischen den Kolbenpressen und der Pressdüse ein zweites Zweiweg-Umsteuerventil vorgesehen sind, welche Kolbenstrangpresse dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes Umsteuerventil einen vom Druck des
Kunststoffes beiderseits beaufschlagbaren Schieber aufweist, wobei der Druck zum Steuern der Schieber abwechselnd von den Kolbenpressen erzeugt wird,
und bei Mittelstellung des Schiebers des zweiten
Umsteuerventils die Wege aus beiden Kolbenpressen zur Pressdüse frei sind, und dass zur Steuerung der
Elektromotore für den hydraulischen Antrieb der Kolbenpressen an jeder Kolbenstange der
Kolbenpressen Schaltglieder vorgesehen sind, die auf feststehend angeordnete Motorschalter einwirken.
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemässen Kolbenstrangpresse besteht darin, dass in dem bei Arbeiten mit Pressmasse gefüllten Auspresssystem Zweiweg-Umsteuerventile vorgesehen sind, die allein unter der Wirkung der in diesem System auftretenden Druckänderungen umgesteuert werden. Die Umschaltung der Ventile erfolgt dabei selbsttätig genau in den Zeitpunkten, in denen der Druck auf der einen Seite des Ventils soeben den Druck auf der andern Seite überwindet, so dass ein völlig stetiger Verlauf des Druckes im Auspresssystem während der übergangsphase, in welcher der Pressvorgang von der einen Kolbenpresse auf die andere übergeht, gewährleistet ist.
Es liegt auf der Hand, dass sich ein derart glatter übergang bei Zwangssteuerung getrennter, in den Auspressleitungen befindlicher Schieber, wie dies bei der weiter oben beschriebenen bekannten Kolbenstrangpresse der Fall ist, nicht erzielen lässt, und dass die Einstellung des optimalen Arbeitsablaufes hiebei schwierig und umständlich ist, da eine genaue Abstimmung des gesamten Bewegungsablaufes der Steuerorgane einschliesslich der Ventile mit dem der Presskolben unumgänglich ist. Bei der erfindungsgemässen Kolbenstrangpresse erfolgt die Einstellung des optimalen Arbeitsablaufes demgegenüber durch die Verwendung von Ventilen, welche durch die im Auspresssystem auftretenden Druckänderungen umgesteuert werden, ganz selbsttätig ; zudem ergibt sich durch die Verwendung dieser Ventile ein erheblich vereinfachter Aufbau.
Im folgenden wird die erfindungsgemässe Kolbenstrangpresse durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert.
Die gezeigte Kolbenstrangpresse besteht aus zwei Kolbenpressen-1, 2-, die über Leitungen mi je einem Einlass eines Zweiweg-Umsteuerventils-3--verbunden sind, dessen Auslass in Verbindung mit einer symbolisch dargestellten Pressdüse-4-steht. Das Umsteuerventil --3-- weist einen vom Druck des Kunststoffes beiderseits beanschlagten Schieber auf, so dass es die den höchsten Druck aufweisende Leitung an die Pressdüse --4-- angeschlossen hält. über eine Rohrleitung --5-- und ein Schliessventil-6-wird plastisszierter thermoplastischer Kunststoff einer Füllpresse --7--
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Kolben mit Kolbenstangen-9 bzw.
10-vorgesehe. In der Füllpresse --7-- ist gleichfalls ein Kolben mit Kolbenstange --11-- vorgesehen. Zum Antrieb der'genannten Kolbenpressen und der Füllpresse dienen zwei hydraulische Pumpen-12, 13--, die durch je einen Motor-14 bzw. 15-
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--17--.Absperrventile--26 bzw. 27-zur Regelung der Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung angeordnet. An die Druckleitung --18-- ist ein Überdruckventil --28-- und an die Druckleitung-19gleichfalls ein Überdruckventil --29-- angeschlossen.
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den Kolbenstangen --9,10-- sind Schaltglieder in Gestalt von Vorsprüngen --34,35,36,37,38,39-zum Zusammenwirken mit feststehend angeordneten Motorschaltern --40,41,42,43,44,45-vorgesehen.
Um die Zerstörung der Vorrichtung zu verhindern, sind die Zylinder --20,21 und 25-mit Sicherheitsleitungen --46,47 bzw. 48-- versehen, welche die Flüssigkeit zum Behälter --16-ableiten, falls einer der zugehörigen Kolben über seine äussere Arbeitsendlage-49, 50 bzw. 51-hinaus geführt werden sollte. In diesem Falle würde der Kolben an der in der Zylinderwand befindlichen öffnung der genannten Leitungen vorbeigehen und die Kolbenbewegung zum Stillstand kommen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende. Es sei angenommen, dass durch die Rohrleitung --5-- die Füllpresse --7-- mit aus plastifiziertem Kunststoff bestehender Pressmasse gefüllt worden ist, dass das Schliessventil --6-- geschlossen ist und die Pumpe --12-- durch ihren Elektromotor - -14-- angetrieben wird, Es sei weiter angenommen, dass die Kolbenpressen-l und 2-und die zugehörigen Leitungen Pressmasse enthalten. Dann wird Flüssigkeit durch die Druckleitung --18-zum Zylinder --20-- und durch die Zweigleitung --22-- und das Zweiwegventil --24-- zum Zylinder --25-- gepumpt.
Das Zweiwegventil --24-- ist so ausgebildet, dass diejenige der Zweigleitungen --22,23-- an den Zylinder --25-- angeschlossen wird, die jeweils den grösseren
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Der Druck, z. B. etwa 400 at in der Kolbenpresse--l--ist bedeutend grösser als der Druck, z. B. etwa 200 at, in der Füllpresse--7--, was zur Folge hat, dass das Zweiweg-Umsteuerventil--8--die Verbindungsleitung zwischen den Pressen --1 und 7-- selbsttätig schliesst und die Verbindungsleitung zwischen den Pressen-2 und 7--, wie gezeigt, offen hält.
Infolge des Druckes in der Kolbenpresse - -1-- hält ausserdem das Umsteuerventil --3-- die Verbindungsleitung zu der Kolbenpresse - -2-- geschlossen. Pressmasse wird also aus der Kolbenpresse-l-durch die Pressdüse --4-ausgepresst. Während dieser Phase wird durch die Füllpresse --7-- Prssmasse in die Kolbenpresse - gepresst, wobei der Kolben des Zylinders --21-- durch die Kolbenstange --10-- zu der
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wird ;- in Richtung auf die hintere Endstellung --31-- hin verschoben werden.
Sobald das Schaltglied --34-- auf der Kolbenstange --9-- den Motorschalter --40-- betätigt, wird die genannte weitere Signallampe zum Aufleuchten gebracht, wodurch die vollendete Füllung der Kolbenpresse-l-angezeigt wird.
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geschlossen und die Pumpe --12-- beginnt zu arbeiten, um Arbeitsdruck im Zylinder-20aufzubauen. Wenn der volle Arbeitsdruck in diesem Zylinder erreicht ist, ist die Kolbenstange-10so weit verschoben, dass das Schaltglied --39-- den Motorschalter --45-- betätigt, wodurch der
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der Füllpresse-7--, kann diese ohne Unterbrechung nachgefüllt werden, so dass der Betrieb der Kolbenstrangpresse nicht unterbrochen zu werden braucht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kolbenstrangpresse zum kontinuierlichen Ausstossen von thermoplastischem Kunststoff aus einer Pressdüse, welche Strangpresse zwei abwechselnd arbeitende und mit der Pressdüse verbundene, hydraulisch angetriebene Kolbenpressen aufweist, die während des Rücklaufes der Kolben abwechselnd mit dem aus einer Füllpresse kommenden Kunststoff gefüllt werden, wobei zwischen der Füllpresse und den Kolbenpressen ein erstes Zweiweg-Umsteuerventil und zwischen den Kolbenpressen und der
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dass jedes Umsteuerventil (3 bzw.
8) einen vom Druck des Kunststoffes beiderseits beaufschlagbaren Schieber aufweist, wobei der Druck zum Steuern der Schieber abwechselnd von den Kolbenpressen (1, 2) erzeugt wird und bei Mittelstellung des Schiebers des zweiten Umsteuerventils (3) die Wege aus beiden Kolbenpressen (1, 2) zur Pressdüse (4) frei sind, und dass zur Steuerung der Elektromotore (14, 15) für den hydraulischen Antrieb der Kolbenpressen (1, 2) an jeder Kolbenstange der Kolbenpressen Schaltglieder (34-39) vorgesehen sind, die auf feststehend angeordnete Motorschalter (40-45) einwirken.
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