DE1554893A1

DE1554893A1 - Formblasmaschine

Info

Publication number: DE1554893A1
Application number: DE19641554893
Authority: DE
Inventors: Smith Harold Verity
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-02-07
Filing date: 1964-02-05
Publication date: 1970-01-22
Also published as: BE643452A; GB983440A; FR1393421A; DE6603267U; CH415021A

Description

Formblasmaschine Die Erfindung bezieht sich auf Formblasmaschinen, d. h. Maschinen zum Formen von Kunststoffen durch Aufblasen eines Külbels oder Schlauches, der in halbflüssigem Zustand in eine Form extrudiert wird. Die Extrudierung kann durch eine Schnecke oder einen Plunger oder unter Zuhilfenahme von Fluidumsdruck erfolgen, und die Form selbst kann einer der beiden Typen angehören, nämlich dem fest angeordneten Formtyp, wobei die Form stationär ist und wobei das Külbel intermittierend gebildet wird, oder es kann sich um sich bewegende Formen handeln, von denen eine Anzahl nach und nach an der Maschine vorbei bewegt wird und die Külbel kontinuierlich hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Maschinen, bei denen die Külbel kontinuierlich geformt werden.
Die bekannten Schnecken-oder Plunger Formblasmaschinen sind in der Lage, viele thermoplastische Kunstharze zu formen, sind aber nicht geeignet, thermisch instable Harze, insbes. nicht-plastifizierte Vizylharze zu bearbeiten. Bei den üblichen Schneckenblasmaschinen ist die Schnecke horizontal angeordnet. Wegen der Schwerkraft, die auf das extrudierte Kunststoffkölbel wirkt, ist es indessen erforderlich, das Kölbel vertikal nach unten zu extrudieren. Damit wird es notwendig, den flüssigen Kunststoff von der Extruderschraube der Form, die das Kölbel formt, über ein rechtwinkliges Knie oder einen Schwanenhals zu führen, der eine Verengung und eine Turbulenz im Strom hervorrief, wodurch eine Zersetzung der Vinylverbindung eintritt. Die üblichen Plungerextruder andererseits gestatten der erwärmten Vinylverbindung, für eine lange Zeit statisch zu verbleiben wegen der intermittierenden Arbeitsweise, so da# Zersetzung eineetzt.
Wegen dieser Schwierigkeiten konnten die Forderungen nach plastischen Flaschen und Behältern, die eine gute Beständigkeit gegen genießbare Ole haben und in der Lage sind, das Bouquet von Weinen und anderen trinkbarenFlüssigkeiten zu erhalten, im wesentlichen nicht befriedrigt werden, weil unplastifiziertes PVC der einzige Kunststoff ist, der diese Eigenschaften besitzt und billig genug für den Zweck ist, und weil die üblichen Formblasmaschinen wegen der obenbeschriebenen Nachteile fUr sine kontinuierliche Arbeitsweise bei Vizylverbindungen mit den zulässigen physiologischen Eigenschaften zur Herstellung von Lebensmittelverpackungen ungeeignet sind.
Es zist Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Formblasmaschine su achaffen, die in der Lag* ist, kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit unpletifizierte VinylfiMChen und Behklter herzustellen, indem die obenerwähnten Mängel der bekannten Maschinen beseitigt werden.-Erfindungsgemä# wird das dadurch erreicht, dal eine Formblasmaechine fUr thermoplastische Kunstatoffe mit Formbeechickungevorrichtungen vorgeschlagen wird, die au einer hin-und hergehenden Extruderschnecke beeteht, die auf einer vertikalen Aches in einem Extruderbehälter koaxial mit einer Extrudierform gelagert ist, die an unteren Ende angeordnet ist, wobei die Schnecke zur Hervorbringung des Extrudierhubes vorgeschoben und dann rotiert und gleichzeitig zurückgezogen wird, us den Zylinder erneut zu fUllen. Die Form entleert den thermoplastischen Kunstatoff nach unten in eine weitere Form, die eenkrecht darunter liegt.
Durch diese Einrichtungen wird die Viskosität des Harzgemisches vor der Extrudierung durch die Scherwirkung der Schraube auf die friche Charge reduziert. Daher kann es mit einer niedrigen Temperatur bei des gleichen Extrudierdruck extrudiert terden, wodurch die Gefahr der Zersetzung besiegt wird. AuBerdem ist der Weg des Gemisches in die Form gerade, wodurch die Gefahr der Zersetzung weiter verringert wird.
Vorzugsweise wird eine frische Charge durch eine horizontal liegende Schecke, die in einem Kanal arbeitet, der nach oben hin geöffnet ist, zugefUhrt.
Eine Ausführungaform der Erfindung wirdnun beispielsweise und mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in der Fig. 1 einen axialen Querschnitt in schematischer Darstellung der Extrudervorrichtung einer mit fester Form auagestatteten Formblasmaschine ist und Fig. 2 ein Querschnitt ähnlicher Art wie in der Fig.
1 durch eine weitere Ausgestaltungeform mit' mehr Einzelheiten.
In Fig. 1 ist das zu formende Material in einem Trichter 1 untergebracht, der an seinem unteren Ende mit einer horizontal liegenden Schnecke 2 in Verbindung steht, die durch einen Motor 3 angetrieben wird. Die Schnecke 2 arbeitet in einem Kanal 4, der an dem Zufthrende in das obere Ende eines vertikalen Extrudierzylinders 5 einmtindet.
In dem Zylinder 5 arbeitet eine Schnecke 6, deren hervorstehende Felder 7 gut gegen die Innenwand des Zylinders passen und als Abdichtung fUr das zu extrudierende Material wirken, das sich im geschmolzenen Zustand befindet. Der Kern 8 der Schnekke 6 nimmt im Durchmesser vom Zuführende in Richtung auf das Aussich trittsende zu, wodurchS in KompressionsverhGltnis ergibt, da fUr eine vollständige Erweichung, Transport und Kompression des thermoplastischen Materials erforderlich ist. Am oberen Ende ist der Kern 8 mit einem Motor 9 gekuppelt. Der Motor 9 ist in vertikaler Richtung vermittels zweier mitein ; nder verbundener, fest angeordneter hydraulischer Zylinder-und Kolbeneinriehtungen 10, 12 bzw. 11, 13 hin und her beweglich, wobei der Kolben 10 dazu dient, den Motor 9 und die Schnecke 6 nach unten zu bewegen und der Kolben 11, sie aus dem Zylinder herauszuziehen.
Die Hübe der Kolben 10, 11 werden automatisch gesteuert z. B. durch Grenzschalter oder Ventile 14, 15, die von einem Arm 16, der auf der gemeinsamen Kolbenstange 17 befestigt ist, geschaltet werden. Die Grenzschalter oder Ventile 14, 15 steuern auch den Zuführungs-und den Extrudermotor 3 und 9, die beide während des Aufwärtshubes rotieren, damit frisches Material aus dem Tricher 1 dem oberen Ende des Zylinders 5 zugeführt wird und zum unteren. Ende desselben transportiert wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Schnecken 2 und 6 rotieren, um das zu extrudierende Material zum unteren Ende des Extrudierzylinders 5 zu bringen, wenn sich die Schnecke 6 und der Motor nach oben bewegen. Die Förderschnecke 2 steht während der Extrusion still. Die Schnecke 6 kann während des Extrudierhubes rotieren, was von der zu formenden Menge und anderen Bedingungen, beispielsweise der Viskosität der Schmelze abhängt. Bei dem Extrudierhub wirkt die Schnecke 6 als Plunger.
An dem Zylinder 5 ist am unteren Ende ein Kblicher Extruderkopf 18 angeordnet, der die übliche Form mit Dorn. besitzt, so daB sich das rohrförmige Külbel (nicht gezeigt) bilden kann. Sowohl der Zylinder 5 als auch der Extruderkopf 18 sind von Heizvorrichtungen 21 umgeben, um das zu extrudierende Material an der Wand des Durchganges durch den Kopf bzw. die Düse 19 geschmolzen zu halten. Formhalteplatten sind schematisch bei 22 dargestellt, die die Formteile halten und bewegen, was in Fig. 1 nicht dargestellt ist, aber mit Bezug auf Fig. 2 ausführlicher beschrieben werden wird.
In Fig. 2 umfaßt die Maschine einen Vorratstrichter 1, eine horizontale Förderschnecke 2, die durch den Motor 3 angetrieben wird und in einem Kanal 4 arbeitet, einen vertikalen Extruderzylinder 5 mit Schnecke 6, die durch den Motor 9 angetrieben wird und einen rohrförmigen Extruderkopf 18 am unteren Ende des Zylinders 5. Alle diese Teile sind so angeordnet, wie bereits mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist. Der Motor 9 ist an einem Querhaupt 23 befestigt, das auf Stangen 24 gleitet. Das Quernaupt 23 ist mit der Kolbenstange 25 und hydraulischen Kolben-und Zylindereinrichtungen 26, 27 verbunden, so daB der Motor 9 und die Schnecke, die mit diesem verbunden ist, in vertikaler Richtung hin und her bewegt werden können.
Der Extruderkopf 18 liegt vertikal oberhalb einer Formeinrichtung, die aus zwei Formteilen 28 besteht, welche an Halteplatten 22 befestigt sind, die ihrerseits an einem hydraulischen Kolben 29 doppelwirkender Zylinder 30 befestigt sind, so daß die Formteile aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. Die Formhalteplatten gleiten auf vier Zugankern 31. Die beiden Formteile wirken zusammen und ergeben eine Formausnehmung, die mit Ausnahme des unteren Endes völlig geschlossen ist, in das ein Luftzuführungsrohr 32 eingesetzt ist und zum Aufblasen des Behälters in der Form dient.
Der Extruder arbeitet in gleicher Weise wie der in Fig. 1 dargestellte, und der Hub des Kolbens 26 wird automatisch gesteuert z. B. durch einen lipparm, der Grenzschalter oder Ventile betätigt, die außerdem auch die Motoren für die Förderung und Extrudierung, wie oben mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, ateuern. Die Formenvorrichtung arbeitet in bekannter Weise und empfängt das extrudierte Külbel in vertikaler Richtung von dem Extruderkopf 18 zwischen denzFormenteil 28, indem es in die Form eines Behälters geblasen wird.
Die obenbeschriebene Vorrichtung ergibt einen geraden Weg des geschmolzenen extrudierten Gemisches im Zylinder 5 durch die Diise 19, während das zu extrudierende Material einer Scherwirkung der Schnecke 6 während eines jeden Hubes auagesetzt ist, so daB es erheblich leichter plastisch und gleichmäßig gemischt gehalten werden kann.
Die folgenden Abmeaaungen der Hauptteile sind für die Produktion von ca. 100 18-Unzen Behälter pro Stunde vermittels eines nicht-plastifizierten Vinylharzes geeignet : Felddurchmesser des hervorstehenden Teils der Schnecke 6 - 31/2 " Länge der Schnecke 6-50" Hub der Schnecke 6 bis zu 3" 2 maximaler Injektionsdruck - 9000 lb/in2 Extrudermotor 9-12 H. P.
Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke 6 zwischen 15-100 r. p. m.
Motor der Pumpe fUr die hydraulischen Zylinder 12, 13 oder 27-15 H. P.
Stromverbrauch für die Heizelemente 21-14 kW Anstatt den Motor 9 hochzuheben und abzusenken zusammen mit der Schnecke 6 kann letztere mit der Antriebswelle des Motors über eine Gleitkupplung verbunden werden. Sie wird dann mit einem üblichen Drucklager versehen, liber das die Heb-und Senkbewegungen der Kolbenstange 17 übertragen werden.
Falls erforderlich können statt des Vorratetrichters 1 und der Schnecke 2 zur ZufUhrung friechen Materials zum Zylinder 5 irgendwelche anderengeeignetenEinrichtungen vorgesehen werden. Wenn es angebracht ist, kdnnen die Heizelemente 21 durch einen Mantel ersetzt werden, durch den ein Fluidum hindurchströmt, oder durch irgendwelche anderen bekannten Einrichtungen, mit denen die Temperatur des Materials innerhalb des Zylindes 5 geregelt werden kann.

Claims

A n s p r ü c h e 1. Formblasmaschine für thermoplastische Kunststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die die Formen beschickende Vorrichtung eine hin-und hergehende Schnecke (6) umfaßt, die auf einer vertikalen Achse in einem Extruderzylinder (5) koaxial zu einer Düse (19) angeordnet ist und die am unteren Ende des Zylinders (5) liegt, durch die der thermoplastische Kunststoff in eine vertikal darunter liegende Form gebracht wird, sowie Einrichtungen zur Bewegung der Schnecke in Richtung auf die Düse (19) und zur Rotation der Schnecke (6), sowie zur Zurückziehung der Schnecke von der Düse zur Füllung des Zylinders (5).
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da# die Steuerung zur Inbetriebsetzung der Schnecke (6) durch die Bewegung der Schnecke auf die Düse (19) zu erfolgt.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Schnecke (6) hydraulische Zylinder-und Kolbeneinrichtungen verbunden sind.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da# ein Motor (9) zum Antrieb der Schnecke (6) mit dieser gekuppelt ist.
5. Maschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Zylinders (5) diesem frisches thermoplastisches Material zugeführt wird.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Zuführung des Materials vermittels einer Förderschnecke (2) erfolgt, deren Achse quer zu der der Extruderschnecke (6) verläuft.
7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Rotation der FUrderschnecke gleichzeitig mit einer Rotation der Extruderschnecke beim Rückgang derselben vorgesehen sind.
8. Maschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsame Steuereinrichtungen vorgesehen sind, die die Extruderschnecke vor und zurück führen und diese in Umdrehung versetzen. : n.

L e e r s e i t e