DE1454825C - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen einer gasdichten Form mit Kunststoffgra nulat - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen mit einer zweiteiligen Form, die eine Granulateiner gasdichten Form mit Kunststoffgranulat, bei zuführöffnung aufweist, die mit einer zu einem Vordem das Granulat unter der Einwirkung eines Saug- ratsbehälter führenden Granulatansaugleitung verluftstrahles aus einem Vorratsbehälter in die Form bunden ist, sowie mit einer zwischen dem Vorratsgefördert, nach beendeter Formfüllung überschüssiges 5 behälter und der Granulatzuführöffnung in die AnGranulat in den Vorratsbehälter zurückbefördert und saugleitung einmündenden, über eine Leitung mit anschließend die Formeinfüllöffnung verschlossen einer steuerbaren Druckluftquelle verbundenen Saugwird, strahldüse.

Ein derartiges Verfahren ist bekannt. Dieses be- Eine solche Vorrichtung wird zur Anpassung an

kannte Verfahren wird jedoch zum Füllen einer Form io das erfindungsgemäße Verfahren derart ergänzt, daß

verwendet, die mit Luftaustrittsschlitzen versehen ist. eine weitere Leitung vorgesehen ist, die von der

Dadurch hängt der Füllstand der Form nach Be- Druckluftquelle in den über dem Materialpegel

endigung des Einblaszyklus davon ab, wann die liegenden Teil des Vorratsbehälters führt und in der

Schlitze zugestopft sind. Die Folge ist, daß das Füllen ein Druckreduzierventil angeordnet ist.

der Form nicht in voll befriedigender Weise gesteuert 15 Eine weiterbildende Maßnahme kann bei dieser

werden kann. Vorrichtung darin bestehen, daß in den beiden mit

Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem das der Druckluftquelle verbundenen Leitungen je ein Granulat aus einem Vorratsbehälter unter Druck in Einlaßventil vorgesehen ist und daß die beiden Eineine mit Luftaustrittsöffnungen versehene Form ge- laßventile unabhängig voneinander steuerbar sind, drückt wird. Der Füllstand wird bei diesem Ver- 20 Ferner ist es zweckmäßig, in der zuvor erwähnten fahren dadurch gesteuert, daß man mehr oder weiteren Leitung ein Überdruckventil vorzusehen,
weniger lange auf das Granulat in dem Vorrats- Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausbehälter einen Luftdruck einwirken läßt. Auch diese führungsbeispiel an Hand der Zeichnungen erläutert. Steuerung ist für sich gesehen außerordentlich un- Es zeigt

genau. Auch hier ist nachteilig, daß der Füllstand 25 Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erneben der Druckdauer auch davon abhängt, wann findungsgemäßen Vorrichtung teilweise im Schnitt, und ob die Luftaustrittsöffnungen von dem Granulat F i g. 2 eine teilweise geschnittene Teilansicht durch verstopft werden. die zweiteilige Form der in F i g. 1 dargestellten Vor-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das richtung,

eingangs beschriebene Verfahren so zu gestalten, daß 30 F i g. 3 einen Schnitt durch den oberen Teil der

es einerseits zum Füllen einer gasdichten Form ge- zweiteiligen Form, wobei sich der Schließkolben in

eignet ist und zum anderen eine Steuerung des Füll- Arbeitsstellung befindet.

Vorganges mit hoher Präzision zuläßt. An einem Rahmen 2 ist ein Druckmittelzylinder 4

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- befestigt. An dem Kolben 6 des Druckmittelzylinders

löst, daß das Granulat neben der durch den Saug- 35 ist eine Kammer 8 angebracht, auf der die Patrize 10

luftstrahl ausgeübten Saugwirkung zumindest zeit- der Form getragen wird. Eine Dampfleitung 12 und

weise noch mit Druckluft beaufschlagt wird. eine Wasserleitung 14 führen zu einem Ventil 16;

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf einem dieses Ventil 16 ist über einen Schlauch 18 mit der

Effekt, der einerseits durch die Verwendung einer Kammer 8 verbunden, so daß durch Verstellung des

gasdichten Form und andererseits durch die gemein- 40 Ventils entweder eine Kühlung oder eine Beheizung

same Anwendung von Saug- und Druckwirkung der Patrize und damit des Formlings erfolgen kann,

bedingt ist. Dadurch nämlich, daß neben der auf Am oberen Ende des Rahmens 2 ist eine Matrize 20

das Granulat ausgeübten Saugwirkung zumindest angebracht, und zwar innerhalb einer Kammer 22.

teilweise noch ein Druck ausgeübt wird, ist es mög- In die Kammer 22 kann über ein Ventil 24 wiederum

Hch, mit hoher Präzision den Zeitpunkt zu bestim- 45 wahlweise Dampf aus der Leitung 12 oder Kühl-

men, zu dem in dem abgeschlossenen System — Vor- flüssigkeit aus der Leitung 14 eingelassen werden,

aussetzung ist eine gasdichte Form — der sich not- je nach Stellung des Ventils 24. Sowohl die Kammer 8

wendigerweise aufbauende Gegendruck eine solche als auch die Kammer 22 sind mit Ablaufrohren 26

Höhe erreicht, daß eine weitere Förderung von Gra- versehen, in denen Ventile 28 liegen. Zumindest die

nulat nicht mehr erfolgt. Mit dem auf das Granulat 5° Patrize 10 ist mit Poren oder sonstigen Öffnungen

ausgeübten Druck hat man also einen zusätzlichen versehen; sie kann z. B. gesintert sein. Durch diese

Freiheitsgrad zur Steuerung des erwähnten Zeit- Poren können der Dampf bzw. das Kühlmittel in

punktes in der Hand; das ist besonders wesentlich, unmittelbare Berührung mit dem Formling treten,

weil man mit einer Steuerung durch den Sauggas- Das gleiche mag für die Matrize 20 und die Kammer

strahl insofern gebunden ist, als dessen Austritts- 55 22 gelten.

geschwindigkeit möglichst hoch sein soll, um dem Die Form wird dadurch geschlossen, daß der

Granulat eine maximale kinetische Energie zu er- Kolben des Druckmittelzylinders 4 betätigt wird und

teilen. Im übrigen wird durch die auf das Granulat die Kammer 8 in Richtung auf die Kammer 22 hin

ausgeübte Druckwirkung die Förderwirkung vorteil- anhebt. Dabei tritt die Patrize 10 in die Matrize 20

haft beeinflußt, insbesondere werden Verstopfungen 60 ein. Komplementäre Dichtungsringe 30 und 32 an

verhindert. Patrize bzw. Matrize bilden eine Dichtung zwischen

Die Druckwirkung kann beispielsweise auch vor beiden,

der Saugwirkung eingeleitet werden. In die Kammer 22 ist eine Hülse 34 eingeschraubt

Zweckmäßigerweise wählt man den zur Erzeugung und durch eine Sicherungsmutter 36 gesichert

des Saugluftstrahles erforderlichen Druck größer als 6₅ (s. Fig. 2). Diese Hülse trägt die Matrize20 der

den auf das Granulat ausgeübten Druck. Form und dient als Zylinder für einen Schließkolben

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur 40. Das untere Ende 41 des Schließkolbens 40 dient

Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens als beweglicher Verschlußkörper für eine Form-

massen-Zuführöffnung 42 am unteren Ende der zylindrischen Hülse 34. F i g. 1 und 3 zeigen den Schließkolben 40 in seiner unteren Stellung, in der er bündig mit dem unteren Ende der Hülse 34 abschließt. Der Schließkolben 40 kann in einen doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder 44 aus seiner in F i g. 1 und 3 gezeichneten Arbeitsstellung zurückgezogen werden. Durch Rohrleitungen 48 ist der Arbeitszylinder 44 an eine Druckmittelversorgung angeschlossen.

Fig. 2 zeigt den Schließkolben40 in seiner zurückgezogenen Stellung, in der er eine in die Hülse 34 einmündende Zweigleitung 50 freigibt. Zentrisch innerhalb der Zweigleitung 50 ist eine Luftstrahldüse 54 angeordnet, und zwar in einer Armatur 56, die in einer Anschlußarmatur 58 sitzt. In die Armatur 56 mündet im Bereich der Düse 54 eine Leitung 60, die durch eine Leitung 62 mit einem Behälter 64 verbunden ist, in dem teilchenförmige Formmasse gespeichert ist. Bevorzugt liegt die Formmasse in Perlenform vor. Die Enden 66 mehrerer zu den Formen führender Leitungen 62 liegen etwas über dem Niveau des Bodens 68 des die Formmasse aufnehmenden Behälters 14. Diese Anordnung der Rohrleitungsejiden 66 ist deshalb bedeutsam, weil dadurch verhindert wird, daß sich die körnige Formmasse am Eingang zu den Leitungen 62 staut und diese verstopft, wenn der Einlaß dieser Formmasse in die Formen beginnt. Zur Einleitung der Formmasse in die Formen wird ein Luftventil 84 geöffnet.

Eine Leitung 70 führt vom oberen Ende des Formmassenbehälters 64 über ein Überdruckventil 72 nach unten. Von dem Überdruckventilgehäuse 72 führt eine Leitung weiter zu einem Reduzierventil 78 und zu einer Druckluftquelle 80. Die Druckluft strömt in zwei Zweigleitungen 81 und 82, in denen sich je ein elektrisch gesteuertes Ventil 83 bzw. 84 befindet. Die Leitung 82 führt zu der Luftstrahldüse 54, die als Saugdüse wirkt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Das Reduzierventil wird auf einen Wert eingestellt, der unter dem Ansprechwert des Überdruckventils 72 liegt. Stellt sich unbeabsichtigt ein höherer Druck ein, so öffnet das Überdruckventil. Wenn z. B. das Überdruckventil auf einen Druck von 0,07 atü eingestellt ist, so wird Luft mit einem solchen Druck von der Druckluftquelle 80 an den Materialbehälter 64 abgegeben.

Die Form wird durch Betätigung des Druckmittelzylinders 4 geschlossen, so daß die Patrize 10 in die Matrize 20 gemäß F i g. 2 einfährt. Hierauf werden die Ventile 83 und 84 kurzfristig geöffnet, so daß ein" Druckimpuls auf das Gut in dem Formmasse-Vorratsbehälter ausgeübt wird; gleichzeitig wird ein kurzfristiger Luftstoß durch die Düse 54 gejagt, welcher die Teilchenformmasse aus dem Vorratsbehälter 64 mitreißt. Der Druck der Druckluftquelle 80 beträgt etwa 4,2 bis 5,6 atü.

Der auf die Teilchen in dem Formmasse-Vorratsbehälter plötzlich ausgeübte Druck oder die durch die Düse 54 ausgeübte Saugwirkung oder beide, gleichzeitig oder nacheinander, teilen den Teilchen im Formmassebehälter kinetische Energie mit, so daß diese sich aus dem Behälter 64 in Richtung zur Form bewegen. Die Öffnung der Ventile 83 und 84 geschieht vorzugsweise nur für einen kurzen Augenblick, und zwar wird das Ventil für die Luftstrahldüse erst geöffnet, nachdem in den Vorratsbehälter bereits Luft eingelassen worden ist.

Da der Schließkolben 40 in seiner angehobenen Stellung steht, die in Fig. 2 dargestellt ist, gelangen die Teilchen mit erheblicher Geschwindigkeit in die Form. Auf Grund ihrer kinetischen Energie verteilen sich die Teilchen in der Form zwischen der Patrize 10 und der Matrize 20. Die Luft, die den Teilchen ihre kinetische Energie mitteilt, tritt durch die Form

ίο nicht hindurch und kann nicht hindurchtreten, da eine fest abgeschlossene Form verwendet wird; es tritt vielmehr ein Gegendruck auf, und Luft kehrt in den Vorratsbehälter zurück, wobei sie überschüssige Formmasse mit sich trägt.

Kleine Lufteinschlüsse, die bereits in der Form vorhanden waren, und ein kleiner Teil der zum Transport benutzten Luft werden unvermeidlich mit den Formmasseteilchen in die Form eingetragen. Wenn die Form aber porös ist, so kann die eingeschlossene Luft wenigstens zum Teil durch die Poren in die Kühl- und Heizkammern entweichen. Wenn die Form auch porös ist, so ist sie doch im wesentlichen gasdicht abgeschlossen, so daß keine Luftströmung durch sie stattfinden kann. Es wird vielmehr ein Rückdruck erzeugt, der sich wieder entspannt, indem der Transportluftstrom durch die Leitung 62 in Richtung auf den Vorratsbehälter 64 zurückströmt.

Die rückströmende Luft nimmt von der Zuführöffnung 42 alle überschüssigen Formmasseteilchen in den Behälter 64 mit zurück. Normalerweise ist der Formmasseüberschuß nicht groß, da die Öffnungszeit der Ventile 83 und 84 sorgfältig auf die Vermeidung eines Überschusses eingestellt ist, d. h. so eingestellt ist, daß die der Formmasse mitgeteilte kinetische Energie gerade ausreicht, um die geforderte Anzahl von Teilchen in die Form zu bringen. In dem Vorratsbehälter werden die überschüssigen Formmasseteilchen wieder aufgefangen, und die Transportluft wird abgelassen.

Da in einem geschlossenen System wie dem vorbeschriebenen der Druck in dem Behälter zweckmäßig einer ständigen Kontrolle unterliegt, setzt man das Reduzierventil in die zum Behälter führende Luftleitung. Eine überraschende Erscheinung bei der beschriebenen Einrichtung ist die, daß Formmasseteilchen sich in der Hülse 34 nicht anhäufen, nicht einmal dann, wenn die Ventile 83 und 84 offen bleiben. Wenn die Formmasseteilchen einmal das obere Ende der Form erreichen, bewirkt nämlich der Luftstrahl, der durch das Ventil 84 eingelassen wird, daß in.der Hülse 34 ein Luftstrom aufgebaut wird, der alle Teilchen aus dieser Hülse durch die Leitung 62 in den Behälter 64 zurücknimmt. In dem Behälter strömt die Luft aufwärts durch die Teilchenschüttung, so daß diese belüftet und gelockert wird. Dies ist von Vorteil, weil dadurch die Teilchen in einem Zustand bleiben, der eine wiederholte Betätigung des Geräts zuläßt. Die Luft strömt dann weiter durch die Leitung 70 und entweicht durch das Überdruckventil 72. Das Überdruckventil 72 ist zweckmäßig mit einem Filter versehen, so daß mit der Luft keine Formmasseteilchen austreten können. Da die durch die Leitung 62 zurückströmende Luft am oberen Ende der Teilchensäule in dem Formmassebehälter eine verhältnismäßig geringe Geschwindigkeit aufweist, werden im allgemeinen auch keine Teilchen bis zu dem Überdruckventil mitgetragen.

Unmittelbar nachdem die Teilchenformmasse in die Form gelangt ist und der Überschuß — wie beschrieben — wieder entfernt worden ist, wird der Schließkolben 40 betätigt, so daß er in seine Arbeitsstellung gemäß Fig. 3 tritt. Nunmehr ist alles fertig für die Ausformung und Aushärtung des in die Form eingeschlossenen teilchenförmigen Materials.

Claims (6)

Patentansprüche: ; ίο

1. Verfahren zum Füllen einer gasdichten Form mit Kunststoffgranulat, bei dem das Granulat unter der Einwirkung eines Saugluftstrahles aus einem Vorratsbehälter in die Form gefördert, nach beendeter Formfüllung überschüssiges Granulat in den Vorratsbehälter zurückbefördert und anschließend die Formeinfüllöffnung verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat neben der durch den Saugluftstrahl ausgeübten Saugwirkung zumindest zeitweise noch mit Druckluft beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwirkung vor der Saugwirkung eingeleitet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung des Saugluftstrahls erforderliche Druck größer als der auf das Granulat ausgeübte Druck gewählt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einer zweiteiligen Form, die eine GranulatzuführÖffnung aufweist, die mit einer zu einem Vorratsbehälter führenden Granulatansaugleitung verbunden ist, sowie mit einer zwischen dem Vorratsbehälter und der Granulatzuführöffnung in die Ansaugleitung einmündenden, über eine Leitung mit einer steuerbaren Druckluftquelle verbundenen Saugstrahldüse, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Leitung (81, .70) vorgesehen ist, die von der Druckluftquelle (80) in den über dem Materialpegel liegenden Teil des Vorratsbehälters (64) führt und in der ein Druckreduzierventil (78) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden mit der Druckluftquelle (80) verbundenen Leitungen (82 bzw. 81, 70) je ein Einlaßventil (84 bzw. 83) vorgesehen ist, und daß die beiden Einlaßventile (84 bzw. 83) unabhängig voneinander steuerbar sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (81, 70) ein Überdruckventil liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen