DE1479124A1

DE1479124A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgegenstaenden

Info

Publication number: DE1479124A1
Application number: DE19651479124
Authority: DE
Inventors: Dicks Peter Derek John; Hill William Melville
Original assignee: SPRAYMOULD BAHAMAS Ltd
Current assignee: SPRAYMOULD BAHAMAS Ltd
Priority date: 1964-10-09
Filing date: 1965-10-05
Publication date: 1969-05-14
Also published as: DE1479124B2; FR1461520A; GB1126343A; NL146084B; US3369274A; NL6513073A

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffgegenständen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Formen von Kunstetoffgegenständen und auf ein Verfahren zur Herstellung solcher geformter Gegenstände.

Bei der Herstellung von Kunstetoffgegenständen, beispielsweise Behältern, Sohalen, Schüsseln und dergl. verwendet man üblicherweise ein Spritzverfahren und eine entsprechende Spritzmaschine. Ein wesentlicher Nachteil des Spritzverfahrens ist- der verhältnismäßig hohe Kapitalaufwand zur Beschaffung der Spritzmaschine und der Präzisionsformen, die zur Erzeugung von Produkten hoher Qualität erforderlich sind.

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Es hat sich herausgestellt, daß Kunststoffgegenstände, "beispielsweise Schüsseln, Schalen und offene Behälter erfolgreich unter Verwendung eines elektrostatischen Pulversprühverfahrens herstellbar sind. Das elektrostatische Pulversprühverfahren läßt sich erfolgreich unter Verwendung handelsüblich erhältlicher Kunststoffe verwenden, die Fließeigenschaften aufweisen, welohe einen festen Körper bei Erhärten ohne Druck ergeben, beispielsweise Polyäthylene, Polyamide und Polyvinyl Chlorid. Der Kapitalaufwand zur Anschaffung einer elektrostatischen Pulversprühvorrichtung und der Formen hierfür ist wesentlich kleiner als die vergleiohsweisen Kosten einer Spritzgußmasohine und der dafür für die gleichen oder ähnliche Gegenstände verwendeten Formen. Darüberhinaus verringert die Einfachheit des Sprühverfahrens die Aufrechterhaltung und die laufenden Betriebskosten auf ein Minimum.

Die Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf eine Vorrichtung zur Befestigung offener Formen zur Verwendung im Zusammenhang mit einer Pulversprühvorrichtung und zum Einführen und Herausnehmen derselben in die Betriebsstellung bezüglich des Sprühkopfes unter kontinuierlicher Durchführung dieser Hin- und Herbewegung. Die Vorrichtung sieht ein periodisches Erhitzen dieser Formen und eines darauf durch den Sprühkopf aufgezogenen

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Kunststoffkörpere und das anschließende Abkühlen der Formen und des geformten Kunststoffproduktes vor der Trennung des Produktes von den Formen vor. Alle mit Bezug auf die Form durchzuführenden notwendigen Funktionen werden von der Masohine in einfacher und billiger Weise durchgeführt. Die Maschine weist «ine robuste Konstruktion auf und bedarf nur geringer Einrichtungskosten sowie niedriger Unterhaltungskosten.

Eine Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung einer Masohine zur Formung von Kunststoffgegenständen, die die oben aufgeführten Forderungen erfüllt.

Darüber hinaus beschäftigt sich die Erfindung mit einem Verfahren zum rasohen und wirksamen Herstellen geformter Gegenstände.

Allgemein weist eine Formmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl offener Formen, eine endlose Fördereinrichtung für diese Formen mit Innen- und Außenseite, Einrichtungen zur Aufnahme der Formen in Reihe auf dem Förderer derart, daß die Formoberflächen auf der Außenseite liegen, Einrichtungen zur Betätigung des Förderers sum zyklischen oder periodischen Vorwärtsbewegen dieser Form länge einer Bahn, Kunetstoffaufbringvorriohtungen zur Aufbringung eines Überzuges aus Teilchen dee Kunstetoffmaterials auf die Formoberfläohen der

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Form beim Durchlaufen eines vorbestimmten Punktes der Balm, Aushärt- oder Verfestigungsvorrichtungen zur Aufnahme und Vorratshaltung einer heißen Flüssigkeit an der Innenseite dee Förderers zur Erzielung eines Wärmeüberganges bezüglich der formen von ihrer Rückseite und dem ausgehärteten, durch die Kunststoffaufbringvorriohtungen aufgebrachten Kunststoffmaterial, Kühlvorrichtungen zum Kühlen der Formen an einer an die Aushärtvorrichtungen anschließenden Stelle der Bahn und schließlich Abtrennvorrichtungen auf, welche die Kunststoffgegenstände in den Hohlformen von den Formen an einer Stelle anschließend an die Kühlung abtrennen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im weeentlichen

in der Herstellung von geformten Kunststoffbehältern aus einem isolierenden Kunststoffmaterial, welches eine elektrostatische Ladung annimmt und ausgehärtet oder verfestigt werden kann, als Körper in gepulverter !form durch die Aufbringung von Wärme ohne Druck und enthält folgende Stufen:

Herstellung einer Form mit einer Vorderseite alt einer der Kontur des herzustellenden Behälters angepaßten Höhlung zur Aufnahme und Anziehung elektrisch geladener Teilchen, Aufbringen von Wärme auf die Form, insbesondere ihre Rückseite zur Erhitzung der Form auf oberhalb der

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Aushärt- oder Verfestigungstemperatur dee zu verwendenden Kunststoffes daduroh, daß man die Rückseite der Form in eine Wärmeübertragungsbeziehung mit einem Körper aus erhitzter Flüssigkeit "bringt;

das Kunststoffmaterial wird auf die Höhlung der Form durch elektrostatisches Aufladen der Teilohen aus Kunststoffmaterial aufgebracht und im Bereich der Formhöhlung freigegeben. Wird die Rückseite der Form aus der Wärme-Übergangszone mit dem Körper aus erhitzter Flüssigkeit abgezogen, dann kühlt sioh das Kunststoffmaterial ab und kann dann aus der Hohlform entnommen werden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Sie Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Formmaschine gemäß der Erfindung}

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Wiedergabe der Maschine naoh Fig. 1 im wesentlichen längs der Linie 2-2 der Fig. 1$

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht eines Teiles der Trommeloberflache ι und in

Fig. 4 und 5 Schnitte längs der Linien 4-4 bzw. 5-5·

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Die in den Zeichnungen wiedergegebene Maschine weist einen allgemein mit 10 bezeichneten Grundrahmen auf, auf dem die verschiedenen zusammenwirkenden Teile montiert sind. Der Hauptteil unter den zusammenwirkenden Teilen ist die Trommel, die allgemein mit dem Bezugszeichen 12 BflBeichnet ist. Die Trommel weist entgegengesetzte Abschlußwandungen 14 bzw. 16 und eine Seitenwandung 18 auf und ist drehbar bezüglich des Rahmens 10 mit Hilfe von vier Walzen 20 montiert, welche mit den entgegengesetzten Rändern 22 in Eingriff stehen. Die Walzen 20 sind im RaJamen 10 montiert und weisen einen solchen Abstand auf, daß die Trommel zwischen ihnen sitzt, so daß sich die Trommel um eine im wesentlichen horizontale Achse drehen kann, die sich durch die Seitenwandungen 14 und 16 erstreckt. Die Walzen 20 sind mit Rillen zur Aufnahme der Ränder 22 der Trommel und zur Verminderung einer seitlichen Bewegung der Trommel ausgerüstet.

Bin Motor 24 liefert die Drehkraft auf eine der Walzen 20 über die Transmission 26, um die Trommel 12 in Umlauf zu versetzen. Somit kann durch Anlaufen lassen des Motors 24 die Trommel 12 nach Bedarf und wie später noch im ein-· zelnen erläutert werden wird, in Umlauf versetzt werden.

Wie bereits oben angegeben, bezieht sioh die Erfindung auf die Formung von Kunststoffen und zu diesem Zwecke

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ist eine Reihe von offenen Hohlformen 28 und zwar beim Ausführungebeispiel 3 nebeneinander vorgesehen. Diese Reihen erstrecken sich völlig über die Seitenwandung 18 der Trommel 12. Die Formen 28 bestehen vorzugsweise aus,Kupfer/Nickel oder sind elektrisch geformte Niokelformen mit einer Wandstärke von oa. 0,6 mm. Sie sind auf die Stahlseitenwandung 18 der Trommel 12 aufgelötet.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet das elektrostatische Pulversprtthverfahren eur Aufbringung des Kunststoffes Verwendung und zu diesem Zweck muß die Hohlform elektrostatisch geladene Kunststoffteilchen anziehen können. Die Formen sind infolge dessen durch Erden der mit ihr verbundenen Metalltrommel an Hasse gelegt.

Das elektrostatische Pulversprühverfahren erfordert ferner, daß der Bereich in der Nähe des zu überziehenden Gegenstandes keine elektrisch geladenen Kunststoffteilchen anziehen kann und/oder auf einer Temperatur gehalten wird, die geringer als die Aushärt- oder Verfestigungstemperatur für den Kumttstoff ist. Zu diesem Zweck weist die Oberfläche der Seitenwandung 18 der Trommel eine Sohioht aus etnem Asbest-Isolator 32 auf. Asbest ist ein Wärmeisolator und verhindert übermäßige Wärmeverluste durch die Seitenwandungen der Trommel und hindert außerdem die Außenseite der Trommel außerhalb der

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Formen daran, die Aushärt- oder Verfestigungstempecatur anzunehmen.

Die perspektivische Teilansicht in Fig. 3 und die Sohnittdarstellungen nach den Figuren 4 und 5 zeigen die Formkonstruktion und die Endwandungsbefestigung. Eine nicht eingebaute Form ist im unteren !Teil der Fig. 3 wiedergegeben.

Man erkennt, daß jede Form 28 ein Kühlrohr 34 aufweist, das sich um den Formumfang erstreckt. Man erkennt ferner, daß das Kühlrohr 34 in Wärmeisolationsbeziehung zu der Hohlform am Umfang steht, ein Effekt, der dadurch erreicht wird, daß man den Umfang der Form als umgekehrtes U ausbildet und das Kühlrohr mit dem äußeren Schenkel des U längs einer nur in Fig. 4 erkennbaren Linie in Berührung steht. Das Kühlrohr 34 führt dauernd ein flüssiges Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser und hält die Kante des in die Hohlform eingesprühten Körpers immer kühl, so daß der Gegenstand beim Abtrennen aus der Form eine saubere Kante aufweist, die keinerlei naohträgliohen Beeohaeidung bedarf. Andererseits ist es nioht erwünscht, dafl sioh die Kühlung über den Umfang hinaus erstreokt, da es sonst ein unerwünscht großer Teil des Kunststoffes an der Kant· nicht riohtig auegehärtet oder verfestigt würde.

Beim Sprühvorgang wird das Pulver an der Form und an dem

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metalliBohen Bohr in einer Sohioht, wie aie bei 35 in Fig. 4 angedeutet ist, angezogen. Die Wasserströmung durch das Rohr bei ca. Zimmertemperatur hindert den Kunststoff in der Nähe des Rohres daran zu erhärten, wenn die Vorrichtung der Wärmebehandlung ausgesetzt wird, so daß beim Ablösen des ausgehärteten Formproduktes von der form er sioh mit einer scharfen, wohldefinierten Kante an dem Rohr ablöst, welche keiner nachträglichen Besohneidung bedarf.

Eines der Rohre 34 steht mit einem Einlaßrohr 36 in Verbindung und erstreckt sioh um den Umfang der unteren Hälfte jeder Form 28 am Ende 18 der Trommel 12 und dann nach rückwärts über die andere Hälfte jeder Form 28 zu der Anschlußleitung 38. Die Verbindungsleitung 38 steht an ihrem anderen, in Fig. 3 nicht zu erkennenden Ende mit einem anderen Rohr 34 in Verbindung, welches sich über und zurück auf die näohste Gruppe von Formen 28 in ähnlicher Weise, wie in Fig. 3 dargestellt erstreckt. Es sind auf diese Weise vier Gruppen von Formen in Reihe miteinander verbunden und die von der vierten Gruppe zurückkommende Leitung ist an eine sich in radialer Riohtung erstreckende Auslasleitung, beispielsweise bei 40, angeschlossen. Die Einlasse 36 und die Auslässe 40 sind mit einer Kaltwasserzuführungsleitung 42 und einer Abzugsleitung 44 in/ler Umlaufmitte der Trommel verbunden.

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Die Anschlüsse der Leitungen 36 und 40 an die Anschlußleitung 32 bzw. den Abzug 44 ermöglicht eine Drehung der Trommelleitungen 36 und 40 bezüglich der Zuführungs- und Abzugsleitungen. Insgesamt sind zwanzig Gruppen von sich in Querrichtung erstreckenden Formen 28 vorgesehen, die durch fünf Einlasse 36 und Auslässe 40 versorgt werden, welche alle mit den konzentrisch angeordneten Zuführungsleitung 42 bzw. Abzugsleitung 44 in Verbindung stehen. Wasser von ca. Zimmertemperatur wird durch die leitungen mit ausreichender Strömungsgeschwindigkeit hindurchgeschickt, um ein Aushärten des Kunststoffes auf dem Rohr zu verhindern und eine saubere Trennungslinie zwischen dem gehärteten und ungehärteten Kunststoff sicherzustellen.

Auf die offenen Hohlformen der Formen 28 wied beim Drehen der Trommel 12 Kunststoff in Pulverform aus den Sprühköpfen 46 einer elektrostatischen Sprühvorrichtung ausgesprüht. Jeder Aufladekopf weist eine Luftleitung 49 zur Erzeugung einer geeigneten Wirbelbewegung auf, um eine korrekte Aufladung des Pulvers und eine saubere Wolkenbildung zu erzielen. Das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine 90 000-V-Spannungsquelle zum Aufladen dee Kunststoffes. Das Kunststoffpulver befindet sich in einem Triohter 53» welcher federnd auf Weichgummibüchsen montiert und durch einen nicht gezeichneten Vibrator in

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Schwingungen versetzt wird. Der Kunststoff kommt vom Trichter durch das Zerstäubungsrohr 57 zu den Köpfen 46.

Diese Sprühköpfe sind an sich nicht neu und ihre Wirkungsweise wird "beispielsweise auf Seite 223» Mai 1962, Band 2, Nr. 5_t Edition of International Plastics Engineering, veröffentlich\. duroh Iliffe Industrial Publications Limited, London, England, beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die elektrostatisch aufgeladenen Kunststoffteilohen angezogen und haften an der Form, wo sie eine Kunststoffschicht bilden. Diese !Teilchen müssen zur Verechmelzung in eine Schicht oder Folie erwärmt und ausgehärtet oder verfestigt werden.

Die Art der Erwärmung der Teilohensohioht bildet ein Merkmal der vorliegenden Erfindung. Man erkennt, daß die Absohlußwandung 14 eine Abdeckplatte 47 aus wärmeisolierendem Asbest, aufweist, die mit Metall abgedeckt ist, welohes um den Kantenteil an dem Randbereioh bei 45 angeschraubt ist. Die Absohlußwandung 16 enthält eine ringförmige Asbest- und Metallplatte 50, die in ähnlicher Weise montiert ist, in der Mitte jedooh ein Loch für den Eintritt der arbeitenden Teile in das Trommelinnere aufweist, wie später nooh näher erläutert werden wird. Der untere innere Teil der Trommel bildet einen Sumpf für eine heiße Heizflüssigkeit 52, die im Betrieb auf eine

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Temperatur von oa» 355° 0 alt Hilfe einer Gruppe von elektrischen Heizgeräten 54 erhitzt wird.

Die Heizgeräte sind in seohβ Gruppen 54 angeordnet, wobei eioh zwei Gruppen über die Trommel und drei Gruppen um die !Trommel erstrecken. Sie sind bezüglloh des Rahmens starr montiert und der Rahmen 55» an dem sie aufgehängt sind» tritt duroh das Looh In der Platte 50 ein« Jede Gruppe 54 besteht aus zehn getrennten Elementen, die jeweils «ine Leistung von 60 W haben* . Sie Elektrizität wird jeder Gruppe über die Klemmen 56 von außerhalb der Trommel zugeführt« Sie Leietungszufuhr erfolgt über die Mittelöffnung in der Platte

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50 der Seitenwandung 16 und es sind vorzugsweise Schalter zum Aneohluß einiger oder aller Heizgeräte vorgesehen« Sie Schalter können beliebig gewählt werden. Sie sind dem Paohmann bekannt. Ser Besohrtibung von Einzelheiten bedarf es deshalb nioht.

Man kann jede beliebige auf hoher Temperatur btfindliohe Flüssigkeit Im Sumpf verwenden. Vorzugsweise verwendet man einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisend· Sördtrsalze, die bei oa* 155° Celsius flüssig wtrdtn, und eioh Über diese Temperatur hinaus erhitzen lassen. Gewöhnlioh verwendet man Temperaturen zwischen 200° 0

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und 375° C.

Die formen 28 bestehen aus dünnem Metall und stehen mit dem Inneren der Trommel in guter Wärmeüb er gangs beziehung. Infolgedessen wird die Wärme der erhitzten Salzlösung im Sumpf rasch auf die Formen übertragen. Sie werden somit rasch auf die Temperatur der Flüssigkeit 52 erhitzt, wenn sie mit der heißen Flüssigkeit im Sumpf in Berührung kommen. In diesem erhitzten Zustand schmelzen und härten sie rasch die auf die Formen aufgesprühten Kunststoffteilohen.

Sobald die Formen duroh den Sumpf aus erhitzter Flüssigkeit 52 hindurohgelaufen sind und der Wärmeübergang mit dem Inneren der Trommel am Sumpf aufgehört hat, ist die Schicht aus duroh die Spritzpistole 56 aufgesprühten Kunststoffteilohen geschmolzen und erhärtet, jedoch noch heiß. Die Schicht muß dann gekühlt werden, um den geformten Gegenstand aus der Hohlform für die Vorbereitung zum Abtrennen von der Hohlform zu lösen. Dies erfolgt duroh Kühleinriohtungen, die starr im oberen inneren Teil der Trommel montiert sind. Sie bestehen aus fünf in Querrichtung angeordneten Reihen von drei Wassersprühkjiöpien 58, die einen zerstäubten Wasserstrahl auf die Innenoberfläohen der Formen 28 aufsprühen, sobald sie an ihnen vorbeilaufen. Das Wasser

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wird den Köpfen 58 durch die Seite der Trommel mit Hilfe der leitung 60 zugeführt. Ein Ventil steuert die Menge des versprühten Wassers, die in Abhängig* eit vom Produkt, Wassertemperatur und Umlaufgeschwindigkeit der Formen schwanken kann. Prallbleohe 62 liegen unterhalb der Sprühköpfe 58, um das fallende Sprühwasser aufzufangen und es duroh die Abzugswanne 64 aus der Trommel zum Abzug 66 zu leiten. Die Formen werden duroh diese Köpfe auf ca. 93° C heruntergekühlt.

Das Bezugszeichen 68 bezeichnet ein Gebläse, das von einem Motor 70 betrieben wird. Dieses Gebläse dient zur Beseitigung von Dampf innerhalb der Trommel.

Der Kühlwasserstrahl löst die geformten Gegenstände von ihren Formen. Anschließend bewegen sich die Formen mit ihren geformten Gegenständen zu einem Auswerfer, der allgemein mit dem Bezugszeiohen 72 bezeichnet ist und mit den Gegenständen in Eingriff kommt, sie von ihren Formen trennt und sie dann auf einen S.tapel aufwirft. Der Auswerfer ist eine Vakuumaufnahmevorrichtung, kann die verschiedenste Form aufweisen und ist an sich in der Teohnik bekannt. Im wesentlichen besteht er aus einer Gruppe von drei fliegend angeordneten Silikon-Gummisaugpolstern 74, die sich jeweils unter dem Ein-

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fluß ihrer zugeordneten Luftzylinder 76 naoh vorne bewegen, um mit einem durchlaufenden Formgegenstand in Eingriff zu kommen. Bas Vakuum wird dann duroh die Leitung 78 auf die Saugpolster 74 aufgebracht und die Luftzylinder 76 werden umgekehrt, um die Gruppe aus geformten Gegenständen aus ihren Formen zu entnehmen. Die Auswurfvorrichtung wird dann um ca. 90° gedreht, ■o das die Saugpelster 74 die gestrichelt gezeichnete Stellung einnehmen, das Vakuum wird aufgehoben und die geformten Gegenstände dann duroh Luftdruck τοη den Saugpoletern 74 auf den darunter liegenden Stapeltisch geblasen. Das Auswerfereyatem bewegt sich dann ■urüok in die Ausgangsstellung, um die nächste Gruppe τοη Formen mit den darauf befindlichen Formgegenständen EU erfassen. Sinselheiten des Auswerfersyetems sind nioht dargestellt, da das Auswerfersystem als solches keinen Seil der vorliegenden Erfindung bildet. Bas Entnehmen der Formgegenstände kann auch duroh ein anderes Austreriersjrstem oder sogar τοη Hand erfolgen. Me Erfindung bezieht »loh auf die trommel und ihre Heiz- und Kühleinriohtungen im Inneren im Bezug auf den Kunststoffsprüh- und Aushärte- bzw. Verfestigung*- prosed.

Xs ist darauf hinzuweisen, dafl die Formen 2Θ mit einen flüssigen Trennmittel duroh die Sprühköpfe 80 besprüht

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werden. Die Sprühköpfe sind in der Bahn der umlaufenden Formen angeordnet und sprühen ein übliches Silikontrennmittel auf die Formen, nachdem sie von den Formgegenständen befreit sind, jedoch bevor sie durch Eintritt in den Sumpf aus der erhitzten Salzlösung 52 Qrwärmt werden.

Im Betrieb wird die Maschine durch Erwärmen des Salzes 52 im Trommelsumpf auf eine Temperatur von ca. 375° vorbereitet und der Kühlwasserstrom duroh die Umfangskühlrohre 34 angeschaltet. Die Trommel wird dann mit . ca. 1 Umdrehung pro Minute gegen den Uhrzeigersinn nach Figur 1 mit Hilfe des Motors 24 und des Getriebes 26 in Umlauf versetzt, um die Formen 28 auf einer Kreisbahn durch die verschiedenen Stationen zu bewegen. Die Strömung des Kühlwassers durch die Sprühköpfe 58 wird ) angeschaltet und die leeren Formen 28 werden mit einem Standard-Silikontrennmittel durch die Köpfe 80 besprüht. Wenn sie in ihrer gegen den Uhrzeigersinn laufenden Bahn laufen, werden sie auf ca. 375° erhitzt, was der Temperatur der Salzlösung 52 im Sumpf der Trommel entspricht. Diese Erhitzung erfolgt durch den Wärmeaustausch mit der heißen Flüssigkeit. Nach der anfänglichen Erhitzung laufen die Formen unter den Kunetstoffsprühköpfen 46 hinduroh, welche die Formen mit einer Schicht aus elektrostatisch geladenen Polyäthylenkunststoffteilchen

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überziehen. Die formen sind aus Metall hergestellt oder metallisiert und geerdet, so daß sie die elektrostatisch aufgeladenen Teilchen entsprechend dem übliohen elektrostatischen PulverBprühverfahren anziehen. Selbstverständlich kann man auoh andere Formmaterialien verwenden.

Die Schicht aus dem derart aufgesprühten Kunststoffmaterial wird durch die Wärme der Flüssigkeit 52 geschmolzen und ausgehärtet oder verfestigt. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Bereich 18 auf der nicht von einer Form 28 abgedeckten Seite der T_rommel mit einem Asbestmaterial abgedeckt ist, welches elektrisch isoliert und keine elektrostatisch geladenen Teilchen aus Kunststoff von den Köpfen 46 anzieht. Somit wird das Kunststoffmaterial nur auf den Formen niedergeschlagen. Gleichzeitig ist dieses Isoliermaterial auoh ein Wärmeisolator und alle Kunststoffteilohen, die hier oder auf dem ümfangsrohr 34 zur Huhe kommen, werden nicht ausgehärtet oder verfestigt.

Nachdem sich die Formgegenstände aus dem Wärmeübergangsbereioh mit der heißen Flüssigkeit 52 im Sumpf herausbewegt haben, bewegen sie sioh in den Wärmeübergang mit dem oberen Teil der Trommel, wo sie auf ihrer

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Unterseite von einem Strahl aus Kühlwasser aus den Köpfen 58 getroffen werden, wodurch die Formen auf oa. 93° C abgekühlt werden. Der Kunststoffkörper wird ausgehärtet und geht in den Formgegenstand über. Br ist noch heiß und das plötzliche Auftreffen des Kühlwassers aus den Sprühköpfen führt zu einer Lösung des geformten Kunststoffes von der Form. Das fallende Sprühwasser wird durch den !Trog 64 und den Abzug 66 abgezogen.

Von besonderer Bedeutung ist beim erfindungsgemäßen Verfahren die Aufrechterhaltung einer Strömung von Kühlwasser durch das Kühlrohr 34 um den Umfang der Formen. Es ist darauf hinzuweisen, daß nur die Kante des Formproduktes (Figur 4) mit der Kühlleitung 34 in Berührung steht, so daß nur diese Kante von der Leitung 34 tatsächlich gekühlt wird. Diese Kühlung hindert die Kante des Formgegenstandes am Anschmelzen am Kühlrohr und stellt sicher, daß die Kante des Formproduktes gleichmäßig und sauber definiert ist. Die Kante benötigt kein Beschneiden nach dem anschließenden Abnehmen und dies stellt einen Vorteil von Gegenständen dieser Art dar, der von beträchtlicher wirtschaftlicher Bedeutung ist, weil das Beschneiden außerordentlich kostspielig ist.

Wenn die Formen die Nachbarschaft der Sprühköpfe 58 verlassen, gelangen sie in den Bereich der Auswurfvor-

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richtung 72, welche wie oben angegeben die Gegenstände entfernt und auf einen Stapel absetzt.

Die in der Zeiohnung wiedergegebene Trommel hat einen Durchmesser von ca. 180 cm und läßt sich zweckmäßig während des Formvorganges mit ca. 1 Umdrehung pro

Minute drehen. Die Flüssigkeit im Sumpf wird auf ca. |

375° G erhitzt. Eine solche Temperatur ermöglicht das Aushärten oder Verfestigen des Kunststoffes auf den Formen infolge der metallischen Ausbildung der Formen in der Zeit, in der die Formen mit der Flüssigkeit in Berührung sind. Die Berührungszeit beträgt ca. 20 Sekunden bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der erfindungBgemaßen Vorrichtung.

Polyäthylen erhärtet bei ca. 145° 0, jedoch ist eine Temperatur von ca. 375° G erforderlich, um das Erhitzen " der Formen und den Wärmeübergang auf den Kunststoff während der vorgesehenen K_ontaktzeit sicherzustellen. Zur Unterstützung einer raschen Aushärtung oder Verfestigungheizt man das Pulver vor dem Aufsprühen auf die Form durch die Sprühköpfe zweckmäßig vor, wie es auoh bei der Ausführungsform naoh den Zeichnungen der Fall ist.

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Abänderungen des Erfindungsprinzips ergeben sich für den Fachmann von selbst. Die Temperatur der Salilösung im Sumpf kann geändert werden. Die einzige Forderung besteht darin, daß sie heiß genug sein muß, um den Kunststoff in der Zeit auszuhärten und zu verfestigen, in der die Form mit dem Sumpf in Berührung st.eht. Man kann an Stelle der Salzlösung auch andere heiße Flüssigkeiten verwenden. Wird die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel gesteigert und bleiben die anderen Bedinungen die gleichen, dann muß selbstverständlich die Temperatur der Salzlösung erhöht werden. Umgekehrt kann die Temperatur herabgesetzt werden, wenn die Umlaufge- . schwindigkeit verringert wird. Auch der Aufbrinpunkt für das pulverförmige Kunststoffmaterial auf die Formen läßt sich ändern. Vorzugsweise werden die Formen durch Berührung mit dem Sumpf vor der Aufbringung des Kunststoffes vorgewärmt, jedoch ist es auch möglich, den Kunststoff auf die Formen aufzubringen, bevor eie vorgewärmt sind. Man kann auch den Kunststoff senkrecht nach oben versprühen, weil man auf diese Weise einen nooh gleichmäßigeren Überzug aus dem Kunststoffpulver erreichen kajin. Jedoch sind diese Punkte für die Erfindung nicht kritisch. Die Strömungsgeschwindigkeit dee Kühlwassers in dessen Umfangsrohren läßt sioh ebenfalls ändern. Die einzige Forderung besteht darin, daß die

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Strömungsgeschwindigkeit hoch genug sein muß, im Hinbliok auf die Wassertemperatur, um zu verhindern, daß das Kunststoffpulver an den Umfangsteilen aushärtet oder sioh verfestigt.

Die Sprühköpfe 58 im inneren oberen Teil der Trommel stellen ebenfalle einen wesentlichen Teil der Er- _ä

findung dar· Der Zweok dieser Köpfe besteht darin, die heißen Formen zu kühlen. Ss ist jedooh auch möglich, diese formen von außerhalb der Trommel entsprechend zu kühlen.

Die wiidergegebenen formen bestehen aus elektrogeformten Kupfer-Niokel. Man kann diese formen auch aus einem anderen Metall naoh anderen Verfahren herstellen, beispielsweise duroh Stanzen, oder duroh Spritzguß, die Grundförderung besteht darin, daß sie Wärme vom Sumpf _; ' auf die form zu übertragen vermögen.

Der Kunststoff wird bei der wiedergegebenen Ausführungsform naoh elektristatisoher Aufladung aufgebracht. Dieses Verfahren ist außerordentlich zweckmäßig, weil man damit ein Formprodukt gleichmäßiger Dioke naoh Vornahme entsprechender Einstellungen in der Vorrichtung erhält. Jedoch ist die Erfindung auch anwendbar in den fällen, wo der Kunststoff nur gepulvert

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wird iind ohne elektrostatische Aufladung des Pulvers aufgebracht wird. Im letzteren Fall ist es jedoch nicht so einfach, die Dicke des F_ormproduktes ^zu kontrollieren. Jedoch kann in einigen Fällen auch ein Verfahren von Wert sein, bei dem keine elektrostatisch aufgeladenen Teilohen Verwendung finden.

Abänderungen der wiedergegebenen Aueführungsform des Erfindungsgegenstandes ergeben sich für den Fachmann von selbst. So kann beispielsweise der heiße Flüssigkeitssumpf in der Trommel als Mittel zur Aufrecht erhaltung der heißen Flüssigkeit und Anwendung derselben auf die Untereeite des Trommelförderers für die Formen einfaoh duroh einen Außensumpf für die heiße Flüssigkeit und eine Pumpe ersetzt werden, die die Flüssigkeit vom Außensumpf oder einem Behälter, durch ) Rohre fördert und duroh Sprühköpfe durch die Innenseite der Trommel riohtet, wodurch die Flüssigkeit in Wärmeübergangsbeziehung mit den Formen gebraoht wird. Die gegen die I_nnenseite der Trommel auftreffende Flüssigkeit tropft auf den Boden der Trommel und eine zweite Pumpe wird vorgesehen, um die Flüssigkeit in den Vorratstank zurückaupumpen. Selbstverständlich wird die Wärme der Flüssigkeit im Vorratstank duroh geeignete Einrichtungen, beispielsweise Gasflammen oder elektrische Beheizung zugeführt. Obwohl diese

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Alternative kostspieliger und komplizierter ist, hat sie den Vorteil, daß sich die Flüssigkeit leichter erwärmen läßt.

- Patentansprüche -

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Claims

U79124 Patentansprüche t

1. !Formmaschine zum elektrostatischen Sprühformen von Kunststoffgegenständen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale ι

Eine Vielzahl offener Formen (28);

Einen endlosen Förderer (12) für die Formen (28) mit Einrichtungen zur Aufnahme der Formen (28) in Reihe auf dem Förderer .(12) derart, daß die Formoberfläohen nach außen weisen;

Einrichtungen (24), (26), zur Bewegung dee Förderers und damit der Formen (28) auf einer geschlossenen Bahn;

Kunststoffaufbringvorriohtungen (46) zur Aufbringung eines Überzuges aus Kunststoffteilohen auf die Formoberfläohe der Formen (28) beim Durchlaufen eines vorbestimmten Punktes auf der Bahnj

Aushärtvorrichtungen zur Aufnahme einer heißen Flüssigkeit (52) an der Innenseite des Förderers (12) zur Wärmeübertragung auf die Rüokseiten der Formen (28) und damit zur Aushärtung des auf die Formen (28) durch die Kunststoffaufbringvorrichtungen (46) aufgebrachten

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KunstStoffmaterials;

Kühlvorriohtungen (58) zur Kühlung der Formen (28) an einer Stelle auf der Bahn im Anschluß an die Aushärtvorriohtungen (52); '

Trennvorrichtungen (72) zum Trennen der fertigen Kunststoffgegenstände von den Formen (28) an einer Stelle anschließend an die Kühlvorrichtungen (58).

2. Masohine naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch Umfangskühlvorrichtungen (34) am Umfang der Formoberfläche jeder Form (28) zur kontinuierlichen Kühlung des ümfanges der Formoberfläohe jeder Form (28) und damit zur Verhinderung des Aushärteeffektes ' der AuBhärtevorrichtung (52) und der Aushärtung des Kunststoffes an diesem Umfang*

3· Masohine naoh Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangekühlvorrichtungen aus einer Leitung (34) für Kühlmittel bestehen, die sioh um die Formen (28) erstrecken und am Umfang der Formoberfläohe jeder Form (28) im Wärmeaustausch mit der Form stehen, jedrooh gegenüber der anderen Formoberfläohe

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wärmeisoliert sind.

4· Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß der endlose Förderer (12) aus einer umlaufenden Trommel mit gegenüberliegenden Abschlußwandungen (14, 16) und einer Seitenwandung (18) besteht und die Formen auf der Seitenwandung (18) sitzen.

5· Maschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, daß die Kunststoffaufbringvorrichtungen (46) die Kunststoffteilchen zur Aufbringung auf die Formoberflächen der For-. men (28) elektrostatisch aufladen.

6. Maschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (54) zur Erhitzung der Flüssigkeit (52) im Sumpf.

7. Maschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen (28) so eingerichtet sind, daß sie die geladenen Kunststoffteilchen elektrostatisch anziehen.

8. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffkörpern aus

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Kunstatoff material, das sich bei Aufbringung von Wärme ohne Druok aushärten läßt, gekennzeichnet durch folgende Stufen:

Aufbringen einer Schicht aus ungehärtetem Kunststoffmaterial auf die Formoberfläche einer Form, Aushärten der Kunststoffschicht durch Erhitzen der Form oberhalb der Aushärttemperatur mit Hilfe einer erhitzten Flüssigkeit, Entfernen der Form aus dem Wärmeeinwirkungsbereich der heißen Flüssigkeit und Abtrennen der Formgegenstände von der Form nach dem Abkühlen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ e i ohne t, daß der Umfangsbereich der Formoberfläche während des Erhitzens der Form kühl gehalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung des Umfangsbereiches duroh Hindurchleiten eines flüssigen Kühlmittels erfolgt, das in Wärmeaustausohbeziehung mit dem Umfang der Formoberfläohe steht, jedoch mit der Formoberfläche über den Umfang dieser Form hinaus wärmeisoliert ist.

11. Verfahren naoh einem oder mehreren der Ansprüche 9-10, dadurch gekennz β i ohne t, daß die Formen elektrostatisch geladene Teilohen anziehen, die vor der

Friigabe auf den Bereich der Form elektrostatisch aufgeladen wurden.

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