DE2047411B2 - Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen von Rotationsformwerkzeugen o.a. Formen für thermoplastisches Harz - Google Patents

Vorrichtung zum Erwärmen und Abkühlen von Rotationsformwerkzeugen o.a. Formen für thermoplastisches Harz

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen oder Abkühlen von Rotationsformwerkzeugen oder anderen Formen für thermoplastisches Harz, mit mindestens einer mit Wärmetauschern versehenen Heiz- oder Kühleinrichtung, in der ein Wärmeträger aufgeheizt ist oder abgekühlt wird und mit einer Fördereinrichtung zum Umwälzen des Wärmeträgers zwischen der Heiz- oder Kühleinrichtung und dem Rotationswerkzeug.
Durch den Aufsatz »Das Rotations-Schmelzverfahren und seine Grenzen« aus der Zeitschrift »Kunststofftechnik«, 8(1909), Nr. 4. Seilen 132 bis 139 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt geworden. Als Medium für die Zufuhr von Wärme und als Medium für die Abfuhr von Wärme dient hier öl. Die Nachteile hierbei sind, daß öl bei unterschiedlicher Temperatur sehr unterschiedliche Viskosität hat Beim Zuführen von Wärme muß das öl eine Temperatur von 200 bis 4500C haben. Beim Kühlen muß das öl eine Temperatur unter 1000C haben. Das öl unterliegt einem thermischen Abbau, öl bringt auch eine Explosionsgefahr mit sich. Da das Öl durch Rotationsflansche hindurchgeleitet werden muß, benötigt man sehr dichte und wärmefeste Dichtungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art anzugeben, die die oben bezeichneten Nachteile nicht mehr aufweist. Mit der Erfindung soll es möglich sein, mit einem genauso niederen Aufwand auszukommen, der für das Erhitzen und das Abkühlen des Öls notwendig ist. Die Nachteile sollen jedoch nicht auftreten, die mit dem öl verbunden sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Wärmeträger eine Charge aus pulverförmigen, gleichmäßige Abmessungen aufweisendem Material eingesetzt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen senkrechten Schnitt eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt eines zweiten so Ausführungsbeispiels,
Fig.3 eine räumliche Darstellung einer Rotationsformvorrichtung.
Gemäß F i g. 1 hat eine Form 1 zwei Wände 2, 3, die den Hohlraum 10 begrenzen. Die Form 1 ist — zum Beispiel durch einen Deckel 4 — verschlossen. In ihr kann man einen Gegenstand aus thermoplastischem Harz formen. Das Harz 5 wird in Pulver- oder Granulatform in die Form 1 gebracht, wie dies silhouettenartig angedeutet ist.
Für den Fall des Rotationsformens ist die Form 1 an Wellen 6, 6a gelagert, mit denen man in der Lage ist, die Form 1 im Sinne des Pfeils /", zu drehen. Die Wellen 6,6a ihrerseits werden von einem Gestell 7 gelagert, das seinerseits gemäß dem Pfeil /2 beispielsweise durch eine Welle8gedreht werden kann.
Die Form 1 besitzt zwei Anschlußstutzen 9, 9a, die zum Füllen und zum Leeren des Hohlraums 10 dienen, der durch die Wände 2,3 begrenzt wird.
Es ist eine Heizvorrichtung 11 vorgesehen, die zwei Behälter 12, 13 aufweist, die miteinander durch eine Verengung 14 verbunden sind, in der sich als Absperrorgan 15 eine drehbare Klappe befindet.
Der Behälter 12 ist mindestens teilweise mit kleinen Glaskugeln gefüllt, die sorgfältig kalibriert sind und deren Durchmesser von einigen Mikron bis zu etwa V2 mm betragen kann.
Neben Glaskugeln kann man auch andere pulverähnliche Produkte verwenden, vorausgesetzt, daß diese Produkte eine gleichmäßige Korngröße haben, nicht oder wenig abschleifen, nicht zusammenbacken und eine möglichst große Wärmekapazität haben.
Der zweite Behälter 13 ist ähnlich dem Behälter 12 aufgebaut und wie dieser in seinem unteren Bereich mit einer Klappe 17 ausgerüstet. Darüber hinaus enthält der Behälter 13 Umwälzeinrichtungen 18, 19, die die Glaskugeln in fließfähigem Zustand halten. Diese Umwälzeinrichtungen 18,19 können aus einer einfachen Schnecke oder einem anderen Rührorgan bestehen.
Vorzugsweise werden sie jedoch durch eine Luftbrause verwirklicht, die im unteren Bereich des Behälters 13 vorgesehen ist und über eine Leitung 20 mit schwacher Druckluft versorgt wird, die aus einen-· Gebläse 21 kommt. Ein Hahn 22 ist vorgesehen, mit dem man die in den Behälter 13 gedrückte Luft mengenmäßig regeln kann. Außerdem ist im oberen Bereich eine Leitung 23 vorgesehen, mit der man die Luft wieder abziehen kann, damit man im Inneren des Behälters 13 den Luftciruck etwa auf dem Umgebungsdruck halten kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthalten die Behälter 12 und 13 als Wärmetauscher 24,25 elektrische Heizwiderstände, deren Stromzufuhr von Wärmefühlern 26,26a gesteuert wird.
Wenn man in der Form 1 das thermoplastische Harz 5 zum Schmelzen bringen will, dann heizt man den bereits schon vorgeheizten Wärmeträger 16 im Behälter 12 auf. Fin Teil des Wärmeträgers 16 wird danach über das Absperrorgan 15 in den Behälter 13 einge'issen, in dem er auf die erwünschte Temperatur gebracht wird. Danach wird die Form 1 unter den Behälter 13 gebracht und der im fließfähigem Zus'and befindliche Wärmeträger 16 wird in den Hohlraum 10 der Form 1 geschüttet, indem die Klappe 17 geöffnet wird und sie den Anschlußstutzen 9 passieren. Der nunmehr den Hohlraum 10 ausfüllende Wärmeträger 16 erwärmt die Wand 2 immer mehr und die Form 1 wird lunmehr gemäß den Pfeilen f\ und (2 in Drehung versetzt. Das Harz 5 schmilzt und legt sich regelmäßig an den Wänden 2 der Form 1 an.
Über eine Saugleitung 27 die eine Klappe 28 aufweist, wird der Wärmeträger 16 zum Behälter 12 zurückgeführt. Die Saugleitung 27 führt zu einer Trennvorrichtung 29, in der die Förderluft und die Glaskugeln voneinander getrennt werden. Die Vorrichtung kann als Wirbelabscheider ausgebildet sein. Ein Gebläse 21 liefert die Förderluft, die über eine Düse 30 in die Saugleitung 27 ·η Richtung auf die Trennvorrichtung 29 Luft eingeblasen wird. Vorzugsweise arbeitet die Düse 30 mit einem Venturi-Rohr 31 zusammen.
Wenn das Gebläse 21 über die Düse 30 Förderluft eindrückt, wird in der Saugleitung 27 ein Unterdruck erzeugt, wodurch die Glaskugeln aus dem Hohlraum 10 der Form 1 herausgesaugt werden, sobald man den Anschlußstutzen 9a mit der Saugleitung 27 verbindet.
Die Vorrichtung nach F i g. 1 kann in der gleichen Weise auch zum Abkühlen dienen. In diesem Fall genügi es, die Heizvorrichtungen, 24, 25 durcn Kühlvoi richtungen zu ersetzen. Zum Beispiel kann man hier eine Kühlschlange verwenden, die von kalter Flüssigkei1.
durchströmt wird oder aber man kann auch einen Verdampfungskühler wählen. Auch kann man in der Heizeinrichtung 11 gleichzeitig wahlweise wirksame Heiz- und Kühlvorrichtungen vorsehen.
Die F i g. 2 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel eine
ίο weitere Vorrichtung durch die es möglich wird, ohne Verzögerung die Erwärmung und danach die Abkühlung in einem fortlaufenden Prozeß durchzuführen.
Gemäß Fig. 2 ist eine Heizvorrichtung Hi mit zwei Behältern 12i, 135 vorgesehen, die mit denjenigen der Fig. 1 identisch sind. Ferner ist eine Kühlvorrichtung lh vorgesehen, die ebenfalls zwei Behälter 12? und 132 aufweist. Wie vorher, so dienen auch hier die Behälter 12i, 122 zum Speichern des Wärmeträgers 16a in Form von Glaskugeln. Die Behälter 13ι, Π2 speichern die Glaskugeln in einem fließfähigen Zustand, der zum Beispiel durch die als Luftbrause ausgebildete Umwälzeinrichtung 19 aufrecht erhalten wird.
Um die Glaskugeln zu erhitzen oder abzukühlen sind Wärmetauscher 32 für die Heizvorrichtung lli vorgesehen. Ferner sind Wärmeaustauscher 33 für die Heizvorrichtung JI: vorgesehen. Durch diese Wärmetauscher fließt ein Heizfluid, z. B. heiße Gase. (Wärmetauscher 32) bzw. ein Kältemittel (Wärmetauscher 33). Die beiden Behälter 13, und 132 sind durch eine Leitung
~i» 34 miteinander verbunden, die ihrerseits über einen Dreiwegehahn 35 mit einer Leitung 36 verbunden ist, die zum Hohlraum 10 der Form 1 führt. Der Hohlraum 10 ist weiterhin über einen Stutzen 37 und über einen zweiten Dreiwegehahn 38 mit dem Eingang der
J5 Saugleitiing 27i, 272 verbunden, über die die Glaskugeln wieder zu den Behältern 12: und 122 unter Mitwirkung der Trennvorrichtungen 29i, 292 und den zugehörigen Gebläsen gebracht werden können.
Die Fig. 3 zeigt die Lagerung eines Rotationsform-Werkzeugs. Man greift zu Lagerorganen für die Form I, die Hohlwellen 40 haben, in denen der Wärmeträger genau so fließen kann, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 erklärt worden ist. Die Leitungen 36 und 37 dieser Vorrichtung münden dann z. B. in Lagerzapfen 40a, 40b.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Erwärmen oder Abkühlen von Rotationsformwerkzeugen oder anderen Formen für thermoplastisches Harz, mit mindestens einer mit Wärmeaustauschern versehenen Heiz- oder Kühleinrichtung, in der ein Wärmeträger aufgeheizt oder abgekühlt wird und mit einer Fördereinrichtung zum Umwälzen des Wärmeträgers zwischen der Heizoder Kühleinrichtung und dem Rotationsformwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger (16, \6a) eine Charge aus pulverförmigem, gleichmäßige Abmessungen aufweisendem Material eingesetzt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger (16, 16a) aus Glaskugeln besteht, deren Durchmesser zwischen einigen Mikron und 0,5 mm liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- oder Kühleinrichtung (11, Hi, lh) zwei übereinander angeordnete Behälter (12,13,12), 13), 122,132) mit Wärmetauschern (24,25, 32, 33) aufweist, wobei die Behälter (12, 13, 12,, 13,, 122,132) unter Zwischenschaltung eines Absperrvorgangs (15) miteinander verbunden sind, daß der obere Behälter (12, 12), 122) eine Charge des Wärmeträgers (16, 16a,) enthält und daß der untere Behälter (13, 13t, 132) eine weitere Charge des Wärmeträgers (16, 16a) enthält, die durch Umwälzeinrichtungen (18, 19) in fließfähigem Zustand gehalten wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Heizeinrichtung (11|) mit dem Wärmetauscher (33) und eine Kühleinrichtung (112) mit dem Wärmetauscher (32) umfaßt, die über Leitungen (34, 36) unter Zwischenschaltung eines Dreiwegehahns (35) wahlweise mit dem Hohlraum (10) verbindbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Heiz- bzw. Kühleinrichtung (11,111,112) über eine Saugleitung (27, 27,, 272) mit dem Hohlraum (10) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger (16, 16a^ durch als Luftbrausen ausgebildete Umwälzeinrichtungen (19), die im unteren Teil des Behälters (13, 13,, 132) vorgesehen sind, in fließfähigem Zustand gehalten wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (29, 29|, 292) ein Wirbelabscheider ist, der über dem ersten Behälter (12,12), 122) angeordnet ist.
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