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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffartikeln mittels Rotationsformtechnik und ist insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rotationsformen im Ofen zur Herstellung von mehrschichtigen Gefäßen gerichtet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Rotationsgießen oder -formen ist eine Technik für die Herstellung von Hohlkörpern, wie Gefäßen, die aus einem thermoplastischen Material bestehen. Die Teilchen des thermoplastischen Materials in flüssiger Form, als Pulver oder als Granulat, werden in eine Hohlform gelegt und in einer heißen Umgebung gedreht, bis das thermoplastische Material an der gesamten inneren Oberfläche der Form schmilzt.
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Es gibt verschiedene Arten von Maschinen, von kleinen und einfachen bis zu anderen mit größeren Durchmessern zum Drehen mit aufwendiger elektrischer Steuerung. Die Auswahl erfolgt auf Basis bestimmter Parameter, die zu berücksichtigen sind, wie Teilgröße, Produktionsrate und geplante Investitionen.
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Es gibt auch verschiedene Systeme für das Rotationsformen, die einfachsten sind als Feste oder Statische bekannt, in welche die Formträger eintreten und austreten; andere mit einer zentralen Dreheinheit oder einem Karussell mit drei, vier oder mehr Armen, die sich zwischen den bestimmten Arbeitsstationen (Laden, Heizen, Kühlen, Be-/Entladen) bewegen. Für Teile mit größeren Dimensionen benutzt man Maschinen vom Typ eines Umlaufgreifers.
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Das Rotationsformungsverfahren wird traditionellerweise an der offenen Flamme durchgeführt, mit dem Nachteil, daß die Wandstärke des resultierenden Artikels nicht homogen wird aufgrund der ungleichmäßigen Erwärmung der Form. Im Gegensatz dazu erlauben Rotationsformungsverfahren im Ofen das Erhalten hochwertiger Artikel mit gleichmäßiger Wanddicke. Wenn man allerdings versucht, mehrschichtige Gegenstände zu erzeugen, ist die Verwendung eines Ofens unpraktisch, da, sobald die erste Schicht fertig ist, das folgende Befüllen des Materials zum Schmelzen im Allgemeinen bedeutet, die Form aus dem Ofen zu nehmen. Alternativ dazu, um das Entfernen der Form aus dem Ofen zu vermeiden, öffnet man eine Schleuse des Ofens und führt durch diese das thermoplastische Material ein, entweder mittels eines Behälters oder mittels eines Kastens, der üblicherweise "drop-box" genannt wird, oder durch irgendeine Sprühvorrichtung. Üblicherweise wird der Schritt des Zuführens, insbesondere bei Verwendung der "drop-box" in der Regel manuell durchgeführt, und in einigen Fällen ist es sogar erforderlich, die Erwärmung zu stoppen, damit das Material in der "drop-box" sich nicht verfestigen kann bevor es in die Form gefüllt wird. All dies bedeutet Verzögerungen im Gesamtprozess, Wärmeverluste aus dem Ofen und damit höheren Energieaufwand. Der Schritt des Zuführens wird weiter begrenzt, wenn es darum geht, mehrschichtige Artikel in einem einzigen Zyklus zu fertigen.
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Im Stand der Technik gibt es verschiedene Geräte, welche die Funktion des Einführens von Materialien in den Rotationsformofen aufweisen.
US 4 687 531 A von Potoczky beschreibt eine Vorrichtung zur Bildung von Hohlstrukturen mit einheitlichen Wänden, mittels der Rotation und Erwärmen einer Form, wobei die Form sich in horizontaler Form befindet, um dieses Ziel zu erreichen, bedient sich die Vorrichtung des Standes der Technik einer Vorrichtung zum Einführen des Materials mit einem Materialsprinkler, der mittels Druckluft das Material ausbreitet aufgrund der Verwendung eines Arms an dem Ende, das in die Form hineinragt. Dieser Arm kann sich in der horizontalen Richtung Y bewegen und der Abschnitt aus dem das Material austritt eine Bewegung von 90° ausführen. Die Form befindet sich in einem Ofen, der zu einer gewünschten Temperatur aufgeheizt wird. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass es zum Zeitpunkt der Abgabe des Materials Orte gibt, an denen keine Materialabgabe stattfindet. Außerdem bedarf es einer Person, die den Arm bewegen kann, um für eine gleichmäßige Materialabgabe sorgt. Die Vorrichtung kann Formen sofort wiederverwenden, um dasselbe Material in die folgende Form einzufüllen. Das ist von Vorteil in einer Massenproduktion am Fließband mit mehr als einer Form. Außerdem ist es für die Bildung von zwei oder mehr Schichten in der Vorrichtung des Standes der Technik nicht vorgesehen, einen weiteren Arm mit jedem weiteren Material darin zu platzieren. Schließlich umfasst der Arm keine Kühlmittel, welche das Einführen eines anderen Materials für Formen mit zwei oder mehr Schichten erleichtern.
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Das
US 3 744 951 A Szatkowski beschreibt ein System zur Fertigung von Behältern. Das System besteht aus einem Ofen mit Behältern in Form eines Karussells, hat verschiedene Stationen, wobei die Formen jeden Schichtschritt passieren, eine Station hat einen Arm zum Einführen des Materials, der Arm wird in die Formen eingeführt zum Verteilen des Materials in Pulverform und dann entfernt, um das Rotationsformen fortzusetzen. Wenngleich es ein Arm ist, der in die Form eintritt und sie verlässt, hat er den Nachteil, dass er mittels Sprinklern gebildet ist, und daher eine Anzahl von Tragelementen verwendet wird, um den Arm zu bewegen. Der Arm muss mit seiner ganzen Halterung bewegt werden, weshalb der Energieverbrauch beachtlich ist. Weiterhin ist es für das Bilden von zwei oder mehr Behältern erforderlich, dass jede Form sich zu der Position des Arms bewegt, was dazu führt, dass eine verringerte Zahl von Behältern pro Zeiteinheit hergestellt wird, wenn ein Karussell verwendet wird. Dieses kann nur an einem einzigen Behälter gefüllt werden und zum Erreichen von zwei oder mehr Schichten wäre es notwenig, zwei oder mehr Arme mit Material zu haben, was die Kosten der Herstellung erhöhen würde, da der Arm nur mit einem einzigen Material verwendet werden kann. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass der Unterhalt teurer ist und immer nur ein Material zu einem Zeitpunkt eingeführt werden kann. Das Reinigen an jeder Einführung ist nicht möglich bis die Fertigungsstrecke gestoppt ist.
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Veröffentlichung Nummer
WO 2008/ 133 535 A1 , zeigt einen Ofen, bei dem Formen von verschiedener Größe mit und in dem die horizontale Achse gedreht ist um Stücke zu erhalten. Diese Vorrichtung umfasst eine Tür mit einem Fenster und in das ein Rohr eingeführt ist, das unter Verwendung das Pulver des Materials in einen inneren Abschnitt verteilt, das, sobald es die erhitzte Form berührt, das gewünschte Stück bildet, jedoch kann dieser Ofen nur ein einziges Stück zu einem Zeitpunkt herstellen und es ist nicht erwähnt, dass das Material verteilt wird und aufgrund von Rotation homogen in der Form verteilt wird. Das Material wird nicht nur innerhalb der Form verteilt, es wird verblasen, so dass später mittels Rotation das Material in der Form verteilt wird. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass es zum Erreichen von einer oder mehr Schichten notwendig wäre, einen Arm für jedes Material vorzusehen, die nicht während der Herstellung des Produkts gereinigt werden können und es wäre notwendig, zwei Rohre vorzusehen, die das Material zuführen, das gleichermaßen Produktionszeit und -kosten erhöht.
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Als weitere Alternative beschreibt
US 4 632 654 A die Verwendung eines Ofens zum Rotationsformen der an einem inneren Kühlungsrohr befestigt ist, wobei die Formen von dem Ofen zu dem inneren Kühlungsrohr bewegt werden und, einmal beladen mit dem zweiten Schichtmaterial, sie wieder in Richtung des Ofens bewegt werden und anschließend zu dem inneren Kühlungsrohr usw. Dieses System ist komplex, da es eine Vorrichtung zum Tragen der Formen von einem inneren Kühlungsrohr zum nächsten erfordert und die Produktionszeit erheblich verlängert wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mehrschichtige Artikel in einem Ofen mittels eines automatischen Zyklus, der hocheffizient ist, mit großem Produktionsvolumen und ohne Energieverluste herzustellen. Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Verfahren und die Vorrichtung dieser Erfindung können verwendet werden zur Herstellung von Behältern aus thermoplastischem Granulat-Material, das geeignet ist, einen Film unter dem Einfluss von Wärme zu bilden. Beispiele solcher Materialien sind Polyethylen oder andere Polyolefine zum Beispiel Polystyrol und PVC oder technische Kunststoffe.
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Gemäß dieser Erfindung wird das thermoplastische Material unmittelbar in eine oder mehrere Formen in einem Ofen mit einer Formkammer eingebracht. Das vorgeschlagene Zuführsystem dieser Erfindung hat eine Vielzahl von Behältern, die durch Schleusen, die an der Wand des Ofens gebildet sind, eingeführt werden, ohne dass es erforderlich ist, die Formen aus der Formkammer zu entfernen. Die Behälter haben ein Kühlsystem, das verhindert, dass das thermoplastische Material an der Oberfläche des Behälters haftet, und weiter durchlaufen sie einen Reinigungsschritt bevor die nächste Ladung in die Form gegeben wird, was verhindert, dass die Schicht(en) mit Material von früheren Ladungen verunreinigt werden.
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Weiter sieht diese Erfindung ein hocheffizientes automatisches Zuführsystem vor, das ideal für Prozesse geeignet ist, die mehrere Formen innerhalb desselben Produktionszyklus umfassen. Dieses System basiert auf dem gleichzeitigen Zuführen zweier Formen, mittels der Einführung von zwei Behältern, die das thermoplastische Material enthalten, in den Ofen. Dann wird das Positionieren von zwei weiteren Formen und die Einführung von zwei weiteren Behältern mit Schmelzmaterial durchgeführt und die Einführung zweier anderer Behälter mit Schmelzmaterial usw., bis alle Formen die Ladung des thermoplastischen Materials enthalten. Danach wird die Drehbewegung der Formen in der Formkammer durchgeführt zum Ausbilden einer ersten Schicht. Dann erfolgt das Zuführen des Materials, das für die zweite Schicht verwendet wird, mittels der zuvor beschriebenen Zuführmethode und der Drehung der Formen zum Ausbilden der zweiten Schicht, usw. Es ist wichtig zu erwähnen, dass der Ofen eine praktisch konstante Temperatur während des gesamten Produktionszyklus aufweist, was einen Vorteil hinsichtlich ökonomischer und energetischer Aspekte bedeutet.
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Diese Erfindung umfasst eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik, da sie die Herstellung von mehrlagigen Produkten in einem Ofen mit Formkammer gestattet mittels eines hocheffizienten Verfahrens ohne Verzögerung bei dem Befüllungsschritt des thermoplastischen Materials ohne Energieverluste, wodurch sich hochwertige Artikel und große Stückzahlen in kurzer Zeit erreichen lassen, und eine Serie von Behältern für die Einführung der Schmelzmaterialien in die Formen verwendet wird, ohne dass Sprüh- oder Einspritzmittel zum Zuführen des thermoplastischen Materials erforderlich wären.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung zum Rotationsformen.
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2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Rotationsformen der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine perspektivische Ansicht des Ofens, die auch die Schleusen zeigt mittels derer das Schmelzmaterial eingefügt wird.
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4 zeigt eine Draufsicht auf eine der Platten welche die Formen tragen.
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5a und 5b sind perspektivische Ansichten von einem der Behälter, die das Schmelzmaterial in den Ofen tragen, wobei der Behälter an einen Dreharm gekoppelt ist; 5a zeigt den Behälter in der Position zum Aufnehmen des Schmelzmaterials und 5b zeigt den Behälter in der Position zum Ausschütten des Inhalts.
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6 ist eine perspektivische Ansicht von oben von einem der Behälter, von dem der Deckel entfernt wurde.
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7 ist eine Draufsicht von oben auf einen Behälter, der das thermoplastische Material enthält ohne den Deckel.
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8 ist eine perspektivische Ansicht des Kühlsystems der Behälter.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Systems der vorliegenden Erfindung, wobei diese im Wesentlichen einen Ofen (1) umfasst mit einer Formkammer und ein Zuführsystem für das thermoplastische Material gegenüber des Ofens.
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Der Ofen (1) ist eine thermisch isolierte Struktur, vorzugsweise mit Stahlplattenverblendung. In der bevorzugten Ausführungsform hat der Ofen eine achteckige Form, da diese Anordnung eine bessere Heizeffizienz gestattet. Allerdings können Kammern jeglicher anderer mehreckiger Form verwendet werden, zum Beispiel hexagonale oder sogar zylindrische, sphärische, kubusförmige Kammern oder mit der Form jedes anderen Parallelepipeds.
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Der Ofen (1) hat Heizmittel (nicht gezeigt in den Figuren), welche die Temperatur der Kammer ausreichend erhöhen, so dass das thermoplastische Material einen Film beziehungsweise ein Laminat bildet. Die bevorzugten Heizmittel sind unter anderem ausgewählt aus Brennern mit Methan oder LP-Gas (verflüssigtes Propangas), digitale Brenner und Brenner mit Lichtbogen.
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Wie aus 3 ersichtlich, hat der Ofen (1) Schleusen zum Öffnen/Schließen des Ofens (nicht gezeigt in den Figuren) und zusätzlich eine oder mehr Schleusen (8), (20) gebildet an zumindest einer Seitenfläche des Ofens, die vorzugsweise eine Klappe zum Schließen und Öffnen der Schleuse haben, um thermische Verluste zu vermeiden. Die Schleusen erlauben das Eintreten des zu laminierenden Materials in das innere Rohr des Ofens. In der bevorzugten Ausführungsform hat der Ofen zwei Seitenschleusen (8), befindlich auf selber Höhe und darüber hinaus hat er eine zentrale Schleuse (9), die zur Herstellung von Gefäßen von größerer Größe verwendet wird. Vorzugsweise sind die Seitenschleusen (8) und die zentrale Schleuse (9) auf einer mittleren Höhe, bezogen auf die Länge der Ofenkammer, angeordnet.
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Der Ofen (1) umfasst ein Befestigungsmittel für die Formen, traditionell bekannt als Spinne. In der bevorzugten Ausführungsform besteht die Spinne aus zwei Platten, einer vorderen Platte (3) und einer hinteren Platte (3’) (siehe 1 und 2). Anstelle der vorderen Platte (3) und der hinteren Platte (3‘) können auch andere Trageeinheiten verwendet werden, wie zum Beispiel Rahmen mit mehreren Armen. Die vordere Platte (3) und die hintere Platte (3’) sind in ihrem Zentrum an einen Rotationsschaft (13) gekoppelt, der an bzw. in der „X“-Achse positioniert ist, wie aus 2 zu sehen. Die vordere Platte (3) und die hintere Platte (3‘) sind so zueinander hinweisend angeordnet, dass die äußeren Flächen frei sind zum Aufnehmen und Halten der Formen (2).
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Der Rotationsschaft (13) ist im rechten Winkel zu einem anderen Schaft gekoppelt, welcher die Drehbewegung zu der Spinne an bzw. in der „Y“-Richtung überträgt. Der Schaft (30) ist durch gepunktete Linien in 1 gezeigt. Der Schaft (30) erlaubt eine Drehung der Spinne um 180° zum Tragen der Formen (2) von der vorderen Platte (3) nach hinten und der Formen (2) von der hinteren Platte (3’) nach vorne. Mit der beschriebenen Anordnung kann jede Form (2) Schmelzmaterial durch die Seitenschleusen (8) und die zentrale Schleuse (9) aufnehmen.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Formen (2) acht, vier sind an der vorderen Platte (3) positioniert und die übrigen vier an der hinteren Platte (3‘) positioniert. Wenn es allerdings um kleinere Formen geht, können die Platten eine höhere Anzahl von Formen aufnehmen. In gleicher Weise bedeutet die Verwendung von Formen größerer Dimensionen eine kleinere Anzahl derselben. Man kann sich auch für eine einzige Form auf jeder Seite der Spinne entscheiden, abhängig von den Herstellungsbedürfnissen. In diesem Fall kann die Zuführung des Schmelzmaterials durch die zentrale Schleuse (9) durchgeführt werden.
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Das thermoplastische Material, das in die Formen (2) gefüllt wird, kommt von einem oder mehr Behältern (4). Jeder Behälter (4) ist eine Wanne, die Schmelzmaterial aufnimmt und enthält. Der Behälter (4) ist an seiner Hinterkante an einem Arm (5) befestigt, der an einen Getriebemotor (6) gekoppelt ist. Dieser Getriebemotor (6) übermittelt eine Bewegung einer 180°-Drehung auf den Arm, so dass der Behälter (4) umgedreht wird und das zu schmelzende Material in die Form gießt. Jeder der Arme (5) ist auch an einen zweiten Getriebemotor (16) gekoppelt, der die Bewegung des Arms (5) nach vorne überträgt, um den Behälter (4) durch eine der Schleusen (8), (9) einzuführen, und rückwärts, um wieder mit den übrigen Armen (5) ausgerichtet zu sein.
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In der bevorzugten Ausführungsform entspricht die Anzahl der Behälter (4) der Anzahl von Formen (2) derart, dass jeder Behälter (4) seinen Inhalt in eine bestimmte Form gießt. Die acht Behälter (4) sind auf derselben Höhe angeordnet und ausgerichtet untereinander, wie aus 1 ersichtlich. Weiter sind die Behälter in zwei Gruppen eingeteilt, jeweils vier pro Gruppe, so dass vier Behälter (4) nahe zu einer seitlichen Schleuse (8) sind und die anderen vier Behälter (4) nahe zu der anderen seitlichen Schleuse (8) sind. Diese Anordnung erlaubt die Einführung eines Behälters (4) einer ersten Gruppe durch eine seitliche Schleuse (8) und die Einführung eines anderen Behälters (4) der zweiten Gruppe durch die andere seitliche Schleuse (8). Idealerweise erfolgt die Einführung der Behälter (4) simultan.
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Die Arme (5) mit ihren jeweiligen Behältern (4) haben auch einen horizontalen Versatz, der erreicht wird durch einen dritten Getriebemotor. Dieser Versatz erlaubt das Positionieren eines jeden der Behälter (4) auf Höhe der Schleusen, so dass jeder Behälter seinen Inhalt in Richtung der Formen ausschütten kann, wie es während des Gesamtverfahrens erforderlich sein kann.
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Wie für den Fachmann ersichtlich, ist die Bewegung der Behälter (4) nicht beschränkt auf Getriebemotoren, sondern es können auch hydraulische, mechanische, pneumatische, manuelle usw. Mittel verwendet werden.
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Im Folgenden wird der Behälter (4) der vorliegenden Erfindung beschrieben. Vorzugsweise hat jeder der Behälter (4) abgerundete Wände, wie aus 5a und 5b ersichtlich, um das Schütten des Materials in die Form zu erleichtern und um zu vermeiden, dass Verlustmaterial an dem Behälter (4) kleben bleibt.
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Der Behälter (4) muss gekühlt werden, um zu verhindern, dass die Teilchen an ihm kleben bleiben, da der geheizte Behälter leicht ein Ankleben des Plastikmaterials vom vorherigen Ausschütten zulässt. Diese Erfindung sieht ein Kühlsystem mittels Wasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit vor, wobei die kalte Flüssigkeit von einer Flüssigkeitskühlvorrichtung in jeden der Behälter (4) zirkuliert wird, was in Folgendem unter Bezug auf 6 und 7 erläutert wird. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeit Wasser, was den Vorteil aufweist, dass es recyclebar ist und von großer Wärmekapazität.
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Der Behälter (4) hat eine Doppelbodenstruktur, derart, dass eine Kammer gebildet wird, durch welche Wasser zirkulieren kann (siehe 4). Der Behälter hat eine Kaltwassereinlassöffnung (20) und eine Warmwasserauslassöffnung (21). Die Öffnungen (20), (21) sind vorzugsweise an einer der Kanten des Behälters und weiter bevorzugt an der vorderen Kante. Der Behälter (4) hat eine Längstrennung (22), die innerhalb der Kammer gebildet ist, wobei die Längstrennung von der Frontkante des Behälters (4) begrenzt wird und kurz vor der hinteren Kante endet. Diese Trennung (22) erlaubt Wasser, das durch die Kaltwassereinlassöffnung (20) eintritt, einem Pfad zu folgen, der einem „U“ ähnlich ist (siehe 7), und danach durch die Heißwasserauslassöffnung (21) auszutreten.
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Es sollte erwähnt werden, dass das Wasser innerhalb der Kammer auch mittels anderer Mittel zirkuliert werden kann, zum Beispiel mittels eines Rohrs, einer Rohrschlange oder jeglichem anderen Element, das Wasserfluss zur Kühlung erlaubt, wenngleich die Verwendung einer vertikalen Trennung bevorzugt wird, aufgrund ihrer Einfachheit und Effizienz.
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Wie ersichtlich aus 8, kommt das Wasser, welches in den Behälter (4) eintritt, von einer Kühleinrichtung (23), die das kalte Wasser zu einem ersten Kaltwasserverteiler (24) schickt. An dem Kaltwasserverteiler (24) sind Schläuche (25) angebracht, die das kalte Wasser zu den Behältern (4) transportieren mittels der Kaltwassereinlassöffnungen (20). Das warme Wasser tritt aus den Warmwasserauslassöffnungen (21) über die zweiten Schläuche aus, die das Wasser zu einem zweiten Verteiler (27) befördern, der das warme Wasser zu der Kühleinrichtung (23) zurückbringt.
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Die Schläuche (25), (26) sind vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Material, da sie die ganze Zeit an den Behältern befestigt sind und auch in den Ofen eingeführt werden während des Entladeschritts hin zu den Formen. In gleicher Weise müssen die Schläuche (25), (26) aus einem flexiblen Material gefertigt sein, das es erlaubt, sie an die Rotation und Verschiebung der Behälter (4) zu koppeln.
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Vorzugsweise sind die Behälter aus rostfreiem Stahl hergestellt, beschichtet mit Anti-Haft-Material oder einem anderen Formlösematerial, chrombeschichtetes Eisen, Carbonstahl, Aluminium oder jedes andere Material, das hohen Temperaturen standhält.
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In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vier Formen (2) an jeder Platte (3), (3’) betrachtet, wobei die Position der Formen wie in 4 gezeigt ist. So sind zwei von diesen an der horizontalen Achse und die übrigen zwei an der vertikalen Achse. Die Spinne hat zwei Positionen zum Füllen der Formen, wobei diese Positionen durch die Rotation, die über den Rotationsschaft (13) übertragen wird, festgelegt sind. In einer ersten Position werden zwei Formen simultan befüllt, zum Beispiel die beiden, welche an der horizontalen Achse sind, mittels Einführung der beiden Behälter (4). Dann wird eine Rotation der vorderen Platte (3) um 90° ausgeführt zum Befüllen der beiden übrigen Formen. Danach dreht die Spinne 180° mittels des Schafts (30), um die Formen der hinteren Platte (3’) zu den Schleusen auszurichten. Die Befülloperation wird wiederholt, wie sie für die vordere Platte (3) ausgeführt wurde, für die übrigen Formen. Das Verfahren wird wiederholt zum Erzeugen bzw. Bilden einer jeden der Schichten, die das Produkt erfordert.
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Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass, sofern der Behälter (4) kalt ist, kein Verlustmaterial an den Wänden des Behälters klebt, was die Verunreinigung der nachfolgenden Schichten verhindert. Trotzdem ist ein Druckluftreinigungssystem ebenfalls notwendig zum Entfernen der Teilchen der früheren Entleerung. Damit ist der Behälter bereit für die nächste Ladung. Die Druckluft wird den Behältern zugeführt, wenn sie aus dem Ofen entfernt sind. Das Reinigungssystem der Behälter ist vorzugsweise auf der Grundebene des Befüllungssystems, unterhalb der Behälter angeordnet. Es umfasst ein Venturi-System, vorzugsweise ein gebläseartiges System, um einen größeren Abschnitt des Behälters zu erreichen. Letztlich kann jede Vorrichtung mit Luftbewegung verwendet werden. Ist ein Reinigen der Behälter gewünscht, werden dieselben nach unten gedreht, so dass sie Druckluft aufnehmen können. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Ausschuss aus den Behältern in einen Container bzw. Behälter aufgenommen.
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Das Wiege- und Dosiersystem für das thermoplastische Material, wie es in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, ist bereits bekannt. Es umfasst einen oder mehr Sauger (10), wobei jeder Sauger mit einem Trichter (11) verbunden ist, und mit einer Gewichtswaage (12), die elektronische Niveauanzeigen aufweist. Die Entleerung hin zu den Behältern (4) wird mittels eines Öffnungssystems erreicht. Der Sauger (10) absorbiert das Plastikmaterial aus einem Silo und überträgt es an den Trichter (11). Die Gewichtswaage (12) sendet ein Signal mittels elektronischer Mittel an den Trichter, um das Befüllen zu stoppen, gemäß dem Gewicht, auf das die Gewichtswaage (12) programmiert ist.
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In der bevorzugten Ausführungsform werden, um einen dreischichtigen Gegenstand herzustellen, drei Trichter, drei Sauger und drei Gewichtswaagen (12) verwendet. Das System ist so konfiguriert, dass während der Herstellung der ersten Schicht, eine einzelne Waage (12) alle Behälter mit dem ersten Material, das verwendet wird, befüllt. Für die zweite Schicht wird der zweite Trichter verwendet und so weiter.
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Alternativ kann die Beschickung beziehungsweise Befüllung der Behälter manuell durchgeführt werden, durch pneumatische, hydraulische oder andere Mittel.
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Das System der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ofenbedienfeld (40) und ein Befüllungsbedienfeld (41), die beide Computersysteme sind. Das Bedienfeld arbeitet mit Koordinaten. Beide, das Befüllungssystem und die Ofensteuerung sind synchronisiert zum Befüllen des Materials.
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Das System dieser Erfindung hat darüber hinaus eine Tragevorrichtung für die Befüller und einen Träger für die Arme und die Behälter.
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Wie für den Fachmann offensichtlich, sind mehrfache Modifikationen für das in dieser Anmeldung beschriebene System möglich. Zum Beispiel kann die Bewegung der Formen in dem Ofen auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden, zum Beispiel als Karussell.
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Das Verfahren der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die folgenden grundlegenden Schritte:
- 1. Beladen der Trichter (11) und der Gewichtswaagen (12) mit der programmierten Menge von Schmelzmaterial.
- 2. Beladen der Behälter (4) mit dem Material aus einem Trichter (11).
- 3. Anordnen der Formen (2) der vorderen Platte (3) in einer Position, die den Schleusen zugewandt ist.
- 4. Öffnen der Seitenschleusen (8).
- 5. Bewegen eines Behälters der ersten Gruppe von Behältern zu dem Ofen durch eine Seitenschleuse (8) und gleichzeitiges Bewegen eines weiteren Behälters der zweiten Gruppe von Behältern durch eine weitere Seitenschleuse (8).
- 6. Gleichzeitiges Rotieren der beiden Behälter (4), zum Ausschütten ihres Inhalts zu den Formen (2) neben den Seitenschleusen (8).
- 7. Rotieren der vorderen Platte (3) um die "X"-Achse, zum Platzieren der beiden leeren Behälter (2) vor den Seitenschleusen (8).
- 8. Wiederholen der Schritte 5 und 6 mit den leeren Formen der vorderen Platte (3).
- 9. Rotieren der vorderen Platte (3) und der hinteren Platte (3') um die "Y"-Achse mittels des Schafts (30), um die hintere Platte (3‘) vor den Seitenschleusen (8) zu positionieren.
- 10. Wiederholen der Schritte 3 bis 8 zum Befüllen der Formen (2) der hinteren Platte (3').
- 11. Durchführen der Rotation der Formen innerhalb der Formkammer bis zur Bildung der ersten Schicht.
- 12. Wiederholen der Schritte 2 bis 11 für die nachfolgende Bildung der anderen Schichten aus dem thermoplastischen Material.
- 13. Öffnen des Ofens zum Entfernen der Formen und Herauslösen der fertigen Teile.
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Es sollte hinzugefügt werden, dass der Reinigungsschritt der Behälter (4) mit Druckluft entweder zum Zeitpunkt, zu dem die Behälter aus dem Ofen entfernt werden oder kurz vor Platzieren des Materials aus dem Trichter erfolgen kann.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist der Herstellungszyklus der Kunststoffartikel vollautomatisch. Ein weiterer Vorteil des hier offenbarten Verfahrens ist dessen große Vielseitigkeit, da Artikel unterschiedlicher Formen und Größen und sogar unterschiedlicher Stärke gleichzeitig und innerhalb derselben Maschine erhalten werden können.
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Das resultierende Produkt dieses Verfahrens hat alle Vorteile des Artikels der im Ofen rotationsgeformt wurde, so bleibt etwa die Homogenität der Wandstärken erhalten, wodurch sich hochwertige Produkte erzielen lassen. Das resultierende Produkt hat verbesserte Eigenschaften und geringere Herstellungskosten.
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Ein weiterer Vorteil sind die geringen Energiekosten im Vergleich zu den Verfahren, die das Entfernen der Formen aus dem Ofen für eine neue Ladung erfordern oder andere Verfahren, in denen der Ofen geöffnet wird, zum manuellen Einführen des Schmelzmaterials, da jedes Öffnen des Ofens Energieverluste bedeutet. In Konsequenz ist der Prozess auch billiger und umweltfreundlicher.
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Mit der Vorrichtung und dem Verfahren, das hierin offenbart ist, ist es möglich, mehr als 50 % der Zeit einzusparen, die erforderlich wäre, würde man traditionell vorgehen. Die Synchronisation des Ofens und der Befüllung auf automatisierte Weise mittels Koordinaten bewirkt eine solche Zeitersparnis, dass die Herstellungszeit eingespart werden kann.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist das resultierende Produkt des Verfahrens ein dreilagiger Tank, wobei die äußere Schicht ein polyethylenbasiertes festes Material ist, die mittlere Schicht ist ein polyethylenbasiertes Treibmittel und die innere Schicht ist ein polyethylenbasiertes antibakterielles Material.
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Es ist offensichtlich, dass Modifikationen der beschriebenen Vorrichtung dieser Anmeldung vorgenommen werden können, zum Beispiel die Verwendung einer höheren Anzahl von Schleusen, um alle Formen in dem Ofen simultan zu befüllen, allerdings wird ein solches System komplexer. Im Gegensatz dazu erlaubt die Verwendung von Koordinatensystemen mehrfaches Befüllen der Formen mit nur zwei Schleusen ohne dass es erforderlich wäre, die zentrale Schleuse zu öffnen. Weiter ist die Tatsache, dass die mittlere Schleuse für Formen größeren Ausmaßes verwendet werden kann, auch ein Nachweis für die Vielseitigkeit der hierin offenbarten Vorrichtung.
