DE2231983C2

DE2231983C2 - Vorrichtung zum Füllen einer Form mit schäumbarem Kunststoffpulver

Info

Publication number: DE2231983C2
Application number: DE19722231983
Authority: DE
Inventors: Heinrich 8000 München Nymphius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-29
Filing date: 1972-06-29
Publication date: 1982-04-01
Also published as: DE2231983A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen einer Form mit schäumbarem Kunststoffpulver oder -granulat mit einem an die zu füllende Form ansetzbaren Füllrohr, einem diesem Füllrohr koaxial zugeordneten Vorraum mit einer seitlichen ßeschickungsöffnung, einem gegenüber diesem Vorraum abgetrennten Druckraum, in dem ein Druckkolben doppelseitig beaufschlagbar ist, wobei eine Druckstange dieses Druckkolbens den Dosierraum sowie das Füürohr durchsetzt und mit einem Dosierkolben und einem Schließkoiben für die Füllrohröffnung ausgerüstet ist.

ίο Bei den bekannten Füllgeräten wird das Granulat mittels Injektionsluft angesaugt und in die Form getragen. Hierbei lassen sich keine hohen Füllgeschwindigkeiten erzielen, weil der Ansaugvorgang jeweils erst dann einsetzen kann, wenn die Form zur Aufnahme einer frischen Füllung wieder bereitsteht Mit den bekannten Füllinjektorim ist es kaum möglich, eine Form für dünnwandige Formstücke befriedigend zu füllen; denn die Verteilung des Granulates erfolgt ungleichmäßig und auch mit der Bildung von Hohlräumen muß gerechnet werden. Bei einer Vorrichtung der vorgenannten Art (DE-AS 12 68 821) wird das einzufüllende Granulat in einen Vorraum gesammelt und dann diese Granulatmenge mittels Druckluft in die Form eingediückt. Das Granulat kann in diesem Vorraum nicht in festlegbarer Menge aufgestaut werden. Eine exakte Dosierung des Füllgutes ist schon deshalb nicht möglich, weil das Granulat beim Ansaugen sowohl einen Füllrohrraum als auch den Vorraum anfüllt und letzterer, der keine weiteren Luftauslässe aufweist, nicht immer vollständig und in gleicher Dichte gefüllt werden kann. Außerdem wird die Vorraum-Füllung nicht unmittelbar in die Form eingeblasen, weil dieser Vorraum beim Füllen von einem Ventilteller abgesperrt wird. Auch die im Füllrohrraum angesammelte Granu-

J5 Iatmenge kann nicht immer gleich groß sein, weil das Granulat sowohl in nicht bestimmbarem Umfang in seitliche Druckluftkanäle eintreten kann als auch beim Schließen des Ventils in unregelmäßigen Mengen in den Vorraum zurückgeschoben wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Füllöffnung schon vor der Druckluftbeaufschlagung geöffnet. Deshalb kann das Granulat schon vor dem eigentlichen Füllvorgang in die Form frei hineinfallen. Da außerdem die Druckluftkanäle in den Füllrohrraum hineinführen, ergibt sich eine sehr ungleichmäßige Beaufschlagung mit Druckluft, wodurch das Granulat stark verwirbelt und aufgelokkert in die Form hineingeblasen wird. Ungleichmäßige Füllungen sind die Folge. Die Druckluftbeaufschlagung zum Füllen der Form kann bei dieser bekannten

so Füllvorrichtung nicht unabhängig von den Schließ- bzw. Öffnungsbewegungen des Schließkolbens erfolgen. Deshalb kann das vorher im Vorraum angesammelte Granulat auch nicht vorverdichtet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Füllvorrichtung vorzuschlagen, mit der die Formen schneller und gleichmäßiger und deshalb auch Formen für dünnwandige Formstücke vollständig gefüllt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Vorraum als Dosierraum ausgebildet ist, dessen Rückseite von einem Zwischenblock begrenzt ist, in dem Drucklufl-Ein- und -Austrittskanäle zum Beaufschlagen bzw. Entlüften des Dosierraumes vorgesehen sind und der Dosierkolben für den Dosierraum mit zeitlicher Verzögerung gegenüber dem Schließkolben in die Schließ- bzw. Offenstellung bringbar ist, so daß der Dosierraum

wahrend des Ansaugens des Granulates gegenüber dem Füllrohr absperrbar ist

Durch die Ausbildung eines echten Dosierraumes ist es möglich, eine vorbestimmte und genau begrenzte Füllgutmenge auf Vorrat anzusammeln. Diese vordosierte Menge kann auch auf ein bestimmtes Maß verdichtet werden, da die Einblasluft auf der Rückseite aus dem Dosierraum austreten kann. Der Dosierraum ist vom Füllrohrraum während des Ansaugens des Granulates abgesperrt, weil der Druckkolben des Dosierraumes gegenüber dem Schließkolben der Füllrohröffnung mit zeitlicher Verzögerung bewegbar ist. Da durch diese Vordosierung der langwierige Ansaugvorgang vcm eigentlichen Formenfüllen abgetrennt wird, bestimmt nur noch das unter Druckbeaufschlagung durchführbare Formenfüllen die Arbeitsgeschwindigkeit eines Füllgerätes. Diese Druckfüllung läßt sich in wenigen Sekunden ausführen. Infolge des Überdruckes wird das Granulat in der Form gleichmäßig verteilt, auch wenn es sich um eine solche für extrem dünnwandige Formstücke handelt

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgehalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, das auch in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Füllgerät in Dosierstellung und

F i g. 2 einen Schnitt durch den Vorderteil des Gerätes in der Stellung zum Druckfüllen.

Das Füllgerät besteht aus einem Mundstück 1 eines Füllrohres 2, einer Verjüngung 3, einem Gehäusezylinder 4 für einen Dosierraum 5, einem Zwischenblock 6. einem Druckzylinder 7 mit einem Druckkolben 8 sowie aus einem Füllinjektor 10. Der Druckkolben ist aus den Leitungen 9 und 11 beaufschlagbar. Im Dosierraum 5 befindet sich ein Begrenzungssieb 12, das mittels im Gehäusezylinder geführten Stäben 13 (im Gehäusebereich nicht sichtbar) und einem Quergriff 14 auf einem Innenrohr 15, das im Zwischenblock 6 gelagert ist, verschiebbar ist. Das Begrenzungssieb besteht aus einer Lagerhülse 16, einem Außenring 17 und einem Siebgitter 18 mit solcher Maschengröße, daß das Granulat oder Pulver nicht hindurchdringen kann. Die Stellung des Begrenzungssiebes ist mittels einer Stellschraube (nicht gezeichnet) fixierbar. Vom Dosierraum 5 führt mindestens ein Kanal 20 ins Freie oder zu einer Schlauchleitung. Ein weiterer Kanal 21 kann im Zwischenblock 6 noch vorgesehen sein. Im Innenrohr 15 befindet sich eine mit dem Druckkolben 8 verbundene Druckstange 22. Diese Druckstange ist im Zwischenblock 6 und ebenso in einer Führungshülse 23 eines Dosierkolbens 24 geführt. Die Druckstange 22 durchdringt diesen Dosierkolben und trägt an ihrem Ende einen Schließkolben 26, der in F i g. 1 die Mundstücköffnung und damit das Füllgerät gegenüber einer zu füllenden Form (nicht gezeichnet) abschließt. Der Dosierkolben 24 sitzt gleichzeitig in einer Austrittsöffnung 25 des die Verjüngung 3 einschließenden Dosierraumes 5. Schließkolben 26 und Dosierkolben 24 sind miteinander verkuppelt, so daß ihre Betätigung durch den gemeinsamen Druckkolben 8 erfolgen kann. Die Verkuppelung ist aber nicht starr, sondern so ausgebildet, daß der Schließkolben 26 mit einer Voreilung gegenüber dem Dosierkolben 24 öffnet. Dazu ist ein Mitnehmerstift 27 in der Führungshülse 23 gelagert und in einem Längsschlitz 28 der Kolbenstange 22 geführt. Die Voreilung hat den Zweck, daß die Mundstücköffnung mit Sicherheit und vollständig geöffnet ist, bevor der Dosierkoiben 24 den Dosierraum 5 öffnet. Auf diese Weise kann das unter Druck stehende Granulat ungehindert vom Dosierraum in die Form ί überströmen.

Wegen des Dosierraumes ist in vorliegendem Fall der Füllinjektor als selbständiger Bauteil außerhalb des Füllgerätes ausgebildet und angeordnet. Mit seinem Anschlußstutzen 30 ist er in eine Beschickungsöffnung

ίο 29 im Verjüngungskegel 3 des Dosierraumes 5 eingeschraubt. Aus diesem Grunde kann der Schließkolben 26 nicht zur Absperrung der Injektionsluft dienen. Es ist daher erforderlich, den Injektor mit. einer zusätzlichen Absperreinrichtung auszurüsten. Um hierzu fiinen eigenen Druckluftkreislauf zu vermeiden, sieht die Erfindung besondere Vorkehrungen vor. So wird ein in einem Zuführkanal 31 geführter Absperrschieber 32 zum Absperren eines Granulatkanals 33 mittels einer Druckfeder 34 in einem Federgehäuse 35 in Richtung Vorschub- bzw. Schließstellung belastet. Zwischen dem Druckfederanschlag und dem Absperrschieber 32 ist eine Druckplatte 36 ausgebildet, die in einem Druckraum 37 eines Gehäuses 38 verschiebbar ist. In diesen Druckraum 37 mündet ein Kanal 40 für die Injektions-

>■> luft, auf der der Druckplatte 36 gegenüberliegenden Druckraurmeite. Im Absperrschieber 32 ist noch eine Durchtrittsbohrung 41, die über eine Querbohrung 42 mit dem Druckraum U in Verbindung steht, vorgesehen.

so Die Arbeitsweise ist folgende:

Bei der in F i g. 1 gezeigten Dosierstellung tritt die Injektionsluft durch die Bohrung 40 in den Druckraum 37 und über die Querbohrung 42 und Mittelbohrung 41 in den Kanal 31 ein, erzeugt dort Unterdruck und saugt

j) auf diese Weise Granulat durch den Kanal 33 an. Das angesaugte Granulat wird durch die Injektionsluft in den Dosierraurn 5 getragen, wo es durch das Begrenzungssieb 12 gesammelt wird. Die Förderluft tritt durch das Sieb 12 und die Kanäle 20 bzw. 21 im Zwischenblock 6 aus. Das Granulat wird am Sieb gestaut und aufgeschichtet, so daß eine dichte Füllung entsteht. Durch das verstellbare Begrenzungssieb kann stets die zum Füllen einer gegebenen Form erforderliche Granulatmenge festgelegt werden. Ist der Dosierraum gefüllt, dann wird der Injektionsluftstrom unterbrochen, worauf die Druckfeder 34 den Absperrschieber 32 in die Schließstellung (Fig.2) schieben kann, weil die Druckplatte 36 nicht mehr beaufschlagt ist. Ist dann der vorausgehende Formvorgang beendet, das Formstück ausgeworfen und die Form zur Aufnahme einer frischen Füllung bereit, dann wird der Druckkolben 8 über die Leitung 9 beaufschlagt und nach rückwärts bewegt, wodurch auch der Schließkolben 26 aus dem Mundstück 1 zurückgezogen wird. Zunächst bewegt sich nur der Schließkolben 26 allein, bis das Schlitzende 28' am Mitnehmerstift 27 anschlägt und auch den Dosierkolben 24 mitnimmt. Spätestens mit dem Öffnen des Dosierkolbens 24 wird die im Dosierraum 5 gesammelte Füllung über die Dnicklei-

bo tungen 20, 21 und durch das Sieb 12 hindurch mit Druckluft beaufschlagt. Diese Druckluft schiebt die dosierte Granulatfüllung mit Überdruck durch das offere Füllrohr 2 in die Form hinein. Bei wenig Luft und ausreichendem Überdruck wird das Granulat in der

6^r) Form gut verteilt und bereits entsprechend dicht geschichtet. Ist der Dosierraum 5 entleert und somit das Füllen der Form beendet, dann wird der Druckkolben 8 wiederum zum Vorschieben des Schließkolbens betätigt

und dabei auch der Dosierkolben 24 mitgenommen, um das Füllrohr und den Dosierraum wieder abzuschließen.

Dieser Füllvorgang wirkt sich voll auf die Zeitdauer einer Formperiode aus. Daher ist es wichtig, diesen Vorgang so kurz wie möglich zu halten. Mit der erfindungsgemäßen Druckfüllung wird das Granulat stoßartig in die Form geschoben und somit eine optimale Leistung erreicht. Andererseits dauert der eigentliche Formprozeß mit dem Entleeren der Form stets eine Zeit von einigen Minuten, während der Dosierraum leicht mit Granulat beschickt werden kann.

Um den Füllinjektor 10 für ein neues Vordosieren von seiner Schließstellung (Fig. 2) wieder in die Offenstellung zu bringen, wird Injektionsluft durch den Kanal 40 in den Druckraum 37 eingeführt und die Druckplatte 36 beaufschlagt. Da der Druck der Feder 34 geringer ist, schiebt sich die Druckplatte 36 mit dem Absperrschieber 32 zurück und ein Teil der Injektionsluft tritt durch die Bohrungen 42,41 in den Kanal 31 zum Ansaugen des Granulates ein. Da die Bohrung 40 größer ist, als die Bohrungen 42,41, wird im Druckraum ein ausreichender Überdruck aufgebaut, der die entsprechend ausgelegte Druckfeder 34 zurückhält. Das Füllen des Dosierraumes 5, d. h. das Vordosieren, kann aufs neue beginnen und ausgeführt werden.

ί Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. So könnte der Füllinjektor 10 anstelle des federbelasteten Absperrschiebers 32 auch ein durch einen doppelt wirkenden Druckkolben betätigtes Absperrorgan aufweisen, ohne hierdurch

κι das Vordosieren zu beeinträchtigen. Lediglich der Aufwand wäre im letzteren Falle größer. Der Füllinjekior könnte auch an anderer Stelle als am Verjüngungskegel 3, beispielsweise im Zylinderabschnitt 4 nahe dem Sieb 12 angesetzt sein, wenngleich

is hierdurch die Dichte und Aufschichtung der Dosicrfüllung etwas in Mitleidenschaft gezogen werden könnte. Zum Dosierraum 5 kann auch ein vom Füllrohr 2 ganz oder teilweise eingeschlossener Raum zugeschlagen werden, so daß dann der Dosierkolben sogar entfallen oder durch einen dem Schließkolben zugeordneten Zweitkolben ersetzt sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Füllen einer Form mit schäumbarem Kunststoffpulver oder -granulat mit einem an die zu füllende Form ansetzbaren Füllrohr, einem diesem Füllrohr koaxial zugeordneten Vorraum mit einer seitlichen Beschickungsöffnung, einem gegenüber diesem Vorraum abgetrennten Druckraum, in dem ein Druckkolben doppelseitig beaufschlagbar ist, wobei eine Druckstange dieses Druckkolbens den Dosierraum sowie das Füllrohr durchsetzt und mit einem Dosierkolben und einem Schließkolben für die Füllrohröffnung ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorraum als Dosierraum (5) ausgebildet ist, dessen Rückseite von einem Zwischenblock (6) begrenzt ist, in dem Druckluft- Ein- und Austrittskanäle (20, 21) zum Beaufschlagen bzw. Entlüften des Dosierraumes vorgesehen sind und der Dosierkolben (24) für den Dosierraum (5) mit zeitlicher Verzögerung gegenüber dem Schließkolben (26) in die Schließbzw. Offenstellung bringbar ist, so daß der Dosierraum (5) während des Ansaugens des Granulates gegenüber dem Füllrohr (2) absperrbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierraum (5) über eine Verjüngung (3) mit dem Füllrohr (2) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Dosierraum (5) ein verstellbares Sieb (12) zur Begrenzung des Dosierraumes vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierkolben (24) mittels eines Querstiftes (27), der in einem Schlitz (28) der Druckstange (22) verschiebbar ist, mit der Druckstange verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Beschickungsöffnung (29) des Dosierraumes ein Füllinjektor (10) angesetzt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllinjektor (10) mit einem Absperrschieber (32) ausgerüstet ist, der in Richtung Schließstellung durch eine Druckfeder (34) belastet und in Offenstellung durch die Injektionsluft gehalten ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrschieber (32) mit einer Druckscheibe (36) in Verbindung steht, die in einen durch die Injektionsluft beaufschlagbaren Druckraum (37) geführt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllinjektor (10) mit einem Absperrorgan ausgerüstet ist, das mittels eines doppeltwirkenden Druckkolbens steuerbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsöffnung (31) nahe der Dosierraumöffnung (25), gegebenenfalls im Bereich der Verjüngung (3), vorgesehen und die Beschickungsrichtung zur Dosierraummitte hin geneigt ist.