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Einrichtung zum Beheizen und Kühlen von Formen zum Herstellen von
Kunststoffkörpern Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beheizen und Kühlen
von Formen, die zum Herstellen von Kunststoffkörpern- insbesondere im Rotationsverfahren
-dienen und deren Wandungen zur Durchleitung einer Heiz-bzw. Kühlflüssigkeit ausgebildet
sind, versehen mit mindestens einer zur Form führenden Vorlaufleitung mit Druckpumpe
und mindestens einer von der Form zu einem Vorratsbehälter führenden Rücklaufleitung,
wobei die Flüssigkeit von dem Vorratsbehälter über eine Heiz-bzw. Kühleinrichtung
wieder der Druckpumpe zugeführt wird.
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Solche Formen sollen möglichst dünnwandig sein, damit sie schnell
erhitzt und schnell wieder abgekühlt werden können. Andererseits messen sie dem
Druck der durchgepumpten Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit standhalten können. Dies macht
insbesonders bei großen Formen Schwierigkeiten. Ferner sollen die Formen, die im
Rotationsverfahren eingesetzt werden, möglichst leicht und platzsparend sein.
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Es wurde schon versucht, diese Schwierigkeiten dadurch 2 zu meistern,
da# nach der Patentanmeldung V 20 095 @39a desselben Anmelders in der RUcklaufleitung
eine Saugpumpe eingebaut wird, deren Förderleistung etwas höher ist als die der
Druckpumpe. Dadurch wird in Auslegung auf eine bestimmte Form, d.h. auf einen bestimmten
Durchlaufwiderstand der Form, und auf eine bestimmte Viskosität einer Durchlaufflüssigkeit
das Entstehen eines Überdruckes vermieden, so daß auch sehr große Formen verhältnismäßig
dünnwandig gebaut und damit gut beheizt bzw. gekühlt werden können. Dies ist wichtig,
da gerade bei großen Formen eine gleichmäßige Beheizung häufig für die Qualität
der damit hergestellten * Kunststoffkörper ausschlaggebend ist.
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Die Wirksamkeit der vorgenanuten Ma#nahmen nach der älteren Patentanmeldung
V 28 695 X/39a2 ist jedoch, wie erwähnt, abhängig vom Durchflußwiderstand der Forn
und der Viskosität der durchgepumpten Flüssigkeit. Bei einer solchen Einrichtung,
z.B. einer Rotationsmaschine, sollen nun aber die verschiedensten Formen, oft stark
unterschiedlichen Inhalts u. Oberfläche, also stark unterschiedlichen Durchflußwiderstandes,
verwendet werden.
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Ferner ist die Viskosität der verwendeten Heiz- bzw.
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Kühlflüssigkeit von der Temperatur stark abhängig, r,B, beim Heizen
mit 2200 C ist sie wesentlich geringer als beim Kühlen mit 400 C. Auch hängt die
gewählte Heiz-und Kühl temperatur von den Verhältnissen der Form und des zu schaffenden
Kunststoffkörpers und vor allem
von den zu verarbeitenden Kunststoffen
ab. Es hat sich gezeigt, daß eine Form bei gutem Durchlauf von Heizflüssigkeit während
des Durchlaufens von Kühlflüssigkeit infolge der höheren Viskosität und des damit
geringeren Durchflusses und höheren Druckes deformiert wird und evtl. aufplatzt.
Dasselbe kann eintreten, wenn die Einrichtung auf eine bestimmte Form mit einem
besti-ten Durchflußviderstand ausgelegt ist und dann eine andere Form mit größerem
inneren Durchflußwiderstand verwendet wird. Zwar kann diesen Gefahren durch eine
stärkere Ausbildung der Formen entgegen gewirkt werden, jedoch widerspricht dies
der Forderung, die Formen möglichst dünnwandig zu machen, damit sie schnell erhitzt
und schnell wieder abgekühlt werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei der gewährleistet ist, daß die Form von unerwünschten
aber drücken freigehalten wird, ganz gleich, welche Form mit welchem inneren Durchflußwiderstand
und welche Heiz- bzw. Kiihlflüssigieit mit welcher Viskosität verwendet werden,
wobei die Einrichtung verhältnismäßig einfach sein soll. In Lösung dieser Aufgabe
ist erfindungsgeaäß zwischen der Druckpumpe und der Form an der Vorlaufleitung eine
die Form umgehende Nebenstromleitung angeschlossen, die in die Rücklaufleitung oder
in den VorratsbeMlter windet und ein Überströmventil enthält
oder
an einen Durchflußregler der Vorlaufleitung angeschlossen ist. Wenn der Druck in
der Form entweder infolge des inneren Durchflußwiderstandes der Form oder infolge
einer höheren Viskosität der Flüssigkeit, z. B. der Kühlflüssigkeit von 400 C gegenüber
der Heizflüssigkeit von 2200 C, über einen bestimmten Wert ansteigt, so öffnet sich
das tiberströmventil in der Nebenstromleitung mehr oder weniger und läßt mehr oder
weniger viel Flüssigkeit direkt in die Rücklaufleitung oder in den Vorratsbehälter
strömen. Dadurch wird die Form von übermäßigen Innendrücken freigehalten. Deshalb
ist zweckmäßigerweise kurz vor oder vorzugsweise an der Form selbst ein Druckmesser
für die durchgeleitete Flüssigkeit angeordnet. Ferner ist als Überströmventil vorteilhafterweise
ein druckgesteuertes Ventil eingesetzt.
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Mit diesem kann der erwähnte Druckmesser in Steuerverbindung stehen,
so daß eine selbsttätige Regelung erfolgt. Es kann aber auch ausreichen, das ijberströmventil
mit der Hand einzustellen, wenn insbesondere der innere Durchflußwiderstand einer
Form berücksichtigt werden muß und nicht so sehr die Änderung der Viskosität der
Heiz- bzw. Kühlflüssigkeit. Dies ist vor allem der Fall, wenn - wie schon in der
erwähnten älteren Patentanmeldung vorgeschlagen-mit einem Heizflüssigkeitskreis
und einem davon getrennten Kühlflüssigk.itskreis gearbeitet wird, wobei jedem Kreis
eine solche Druckpumpe und ein solcher Vorratsbehälter zugeordnet sind. Im Sinne
der
Erfindung ist dann zweckmäßigerweise in jedem Kreis eine solche
Nebenstromleitung angeordnet. Gegenüber dem Gegenstand der erwähnten älteren Patentanmeldung
ergibt sich der Vorteil, daß mit einfacheren Mitteln, nämlich unter Vermeidung einer
in der Rücklaufleitung angeordneten Saugpumpe, fr eine Vielzahl unterschiedlocher
Formen im Durchschnitt eine bessere und sicherere Durchströmung erhalten wird, so
daß diese Formen ohne Gefahr des Aufplatzens sehr diinnwandig gebaut werden können.
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Bei einer anderen Ausführungsart der Erfindung ist die jeweilige Nebenstromleitung
an einen Durchflußregler der jeweiligen Vorlaufleitung angeschlossen. Dies genügt
vor allem in denjenigen Fällen, in denen insbesondere der innere Durchflußwiderstand
der Form zu berücksichtigen ist und z.B. infolge der Anordnung eines vom Ileizkreis
getrennten Kühlkreises die Änderung der Viskosität der die Form jeweils durchlaufenden
Flüssigkeit auf andere Art berücksichtigt werden kann, z. B. durch entsprechende
Voreinstellung des Durchflußreglers in jeder Vorlaufleitung. Von der Jeweiligen
Form sind Inhalt und innere Oberfläche und damit der innere Durchflußwiderstand
bekannt. Es kann deshalb jeder Form eine bestimmte Kennzahl entsprechend des inneren
Durchflußwiderstandes zugeordnet werden, nach der der Durchfluß~ regler - au#er
auf die Viskosität der jeweiligen F1Ussigk.it - ingestellt wird. Er zweigt dann
eine bestimmte
Menge der durchlaufenden Flüssigkeit in die Nebenstromleitung
ab. Auf einen Druckmesser an der Form könnte dann verzichtet werden. Vorzugsweise
ist aber trotzdem ein Druckmesser oder wenigstens ein Anschluß dafür zur Kontrolle
vorgesehen.
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Die jeweilige Nebenstromleitung kann auch an oder in der Form selbst
angeordnet sein. Insofern wird dann eine solche Form als Bestandteil der erfindungsgemäßen
Einrichtung betrachtet.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
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Die in der Zeichnung dargestellte Form 1 ist doppelwendig mit einem
Innenraum 2 zum Durchfluß von Heiz-bzw. Kühlflilssigkeit. In diesen Innenraum 2
mündet eine Vorlaufleitung 3, und es geht davon ab eine Rücklaufleitung 4. In der
Vorlaufleitung 3 ist eine Druckpumpe P angeordnet. Die Rücklaufleitung 4 führt zu
einem Vorratsbehälter 5, der eine Heiz- oder Kühleinrichtung 6 enthalten kann. Von
dort wird die FlUssigkeit über eine Leitung 7 wieder der Druckpumpe P zugeführt,
wobei entsprechende Schaltorgane vorgesehen sind.
flrfindungsgemäß
ist zwischen der Druckpumpe P und der Form 1 an der Vorlaufleitung 3 eine Nebenstromleitung
8 angeschlossen, die direkt in den Vorratsbehälter 5 mündet und ein Überströmventil
9 enthalt. Die Nebenstromleitung 8 kann auch vor dem Vorratsbehälter 5 in die Riicklaufleitung
4 münden. An der Form 1 ist ein Druckmesser 10 für die durchgeleitete Fliissigkeit
angeordnet. Nach diesem wird das tJberströmventil 9 von Hand eingestellt. Der Druckmesser
10 kann auch kurz vor der Form 1 an die Vorlaufleitung 3 angeschlossen sein. Ferner
ist strichpunktiert eine Steuerverbindung 11 zwischen dem Druckmesser 10 und dem
i;berströmventil 9 eingezeichnet, huber die das Überstromventil 9 selbsttätig gesteuert
werden kann.
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Strichpunktiert ist ferner ein Durchflußregler 12 in der Vorlaufleitung
3 eingezeichnet, der anstelle des tberströmventils 9 angeordnet sein kann und an
den dann die Nebenstromleitung 8 angeschlossen ist. Dieser Durchflußregler 12 wird
nach dem inneren Durchflußwiderstand der jeweiligen Form 1 eingestellt, und zwar
entweder nach dem Druckmesser 10 oder nach der jeweils ligen Form zugeordneten Kennzahlen.
Dadurch wird die Form von übermäßigen Innendrücken freigehalten.
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Ferner ist in der Zeichnung eine weitere Abwandlung strichpunktiert
dargestellt, bei der bei Ausbildung
des Behälters 5 als reiner Vorratsbehälter,
also ohne Heiz-oder Kühleinrichtung 6, dahinter eine Pumpe 13 angeordnet ist, die
die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 5 in eine besondere Heiz- oder KUhleinrichtung
14 pumpt, von wo sie über eine Leitung 15 zur Druckpumpe P geführt wird.
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In der Zeichnung ist jeweils nur eine Heiz- oder Kühleinrichtung 5,
14 dargestellt. Es ist vorgesehen, einer Heizeinrichtung eine entsprechende Kühleinrich-Xung
parallel zu schalten, wobei durch entsprechende Schaltorgane dafür gesorgt wird,
daß einmal der Heizkreis über die Heizeinrichtung und zum anderen der Kühikreis
über die Kühl einrichtung geschlossen ist und in beiden Fällen die Nebenstromleitung
8 zur Wirkung kommt. Deshalb haben dann der Heizkreis und der Kühlkreis ein Stück
gemeinsame Vorlaufleitung und ein Stück gemeinsame Rücklaufleitung. Die Nebenstromleitung
8 mündet dann jeweils in diese gemeinsamen Stücke.
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Es ist auch möglich, in nicht gezeichneter Weise einen Heizflüssigkeitskreis
und einen davon getrennten Kühlflüssigkeitskreis vorzusehen, wobei Jedem Kreis eine
Druckpumpe P, ein Vorratsbehälter 5 und im Sinne der Erfindung eine Nebenstromleitung
8 mit Überströmventil 9 oder Durchflußregler 12 zugeordnet sind.
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In der Praxis ist die ganze Einrichtung ein Teil einer Maschine, insbesondere
einer Rotationsma schine zum Herstellen von Kunststoffkörpern. Die erfindungsgemäße
Einrichtung ist dabei in oder auf dem Maschinenkörper montiert.