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Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff
durch Rotationsschmelzen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Rotationsschmelzen,
wobei eine oder mehrere teilweise mit fließ- oder rieselfähigem Kunststoff zu füllende,
aus zwei Formhälften zusammengesetzte Hohlformen in einem Gestell um zwei senkrecht
zueinander liegende Achsen drehbar gelagert und während der Rotation mittels eines
als Wärmeübertragungsmittel dienenden Strömungsmediums wahlweise beheizbar oder
kühlbar sind.
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Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt, bei der die Hohlformen
doppelwandig ausgebildet und die Hohlräume in den Formwandungen von einem auf eine
bestimmte Temperatur eingestellten Öl zur Beheizung oder Kühlung der Formen durchströmt
sind.
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Das Öl zirkuliert in zwei Kreisläufen, nämlich einem. Heizkreislauf
und einem Kühlkreislauf, die wahlweise über die Formen geleitet werden, je nach
dem, ob die Formen zum Aufschmelzen des darin zu verarbeitenden Kunststoffes erwärmt
oder zum Erhärten der fertiggeformten Kunststoffgegenstände gekühlt werden sollen.
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Wichtig ist dabei einmal, daß im Bereich der Formen weder ein Überdruck,
noch ein Unterdruck in dem jeweils über die Formen geleiteten Ölstrom herrscht.
Um dies zu gewährleisten, sind sowohl in die Vorlaufleitung, das heißt, in die Leitung
vom Ölbehälter zu den Formen, als auch in den Rücklauf - von den Formen zum Ölbehälter
- Fördermittel eingebaut.
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Zum andern ist es aber auch erforderlich, daß der Temperaturverlauf
in den Formen sowohl während der Heizphase, als auch während der Kühlphase den Erfordernissen
des jeweils verarbeiteten Materials entsprechend sich in bestimmten Grenzen hält.
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Was die Fördermittel betrifft, so sind bei den bekanntesten Maschinen
Kreiselpumpen in das Leitungssystem zur Durchspülung der Formwände mit Heiß- bzw.
Kühlöl eingebaut. und zwar je eine Pumpe in den Heißölvorlauf, den Kühlölvorlauf,
den Heißölrücklauf und den Kühlölrücklauf.
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Die Temperatur des die Formwände durchströmenden Öls wird in der Weise
gesteuert, daß man die Speichertemperatur jeweils so einstellt, wie es der zu verarbeitende
Kunststoff erfordert.
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Die bisher bekannten maschinen dieser Art sind noch in erheblichem
Umfang unvollkommen und mit Nachteilen behaftet.
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Einmal bedarf es einer au#erordentlichen Präzision, um eine hinreichend
gleichmäßige Leistung beider Pumpen des jeweiligen Kreislaufs - Vorlauf und Rücklauf
- zu erreichen, damit das Öl in den Formwänden weder einen Überdruck, noch einen
Unterdruck aufweist Dadurch wird die Vorrichtung sowohl in der Herstellung, als
auch in der Wartung sehr teuer, ganz abgesehen davon, di ein erheblicher Teuerungsfaktor
bereits in der Vielzahl der Pumpen liegt. Insbesondere aber wird die Störanfälligkeit
erhöht, Wenn nämlich nur eine Pumpe ausfällt, so ist die Vorrichtung nicht betriebsfähig.
Wenn die Störung bei der Pumpe im Rücklauf liegt, so beschränkt sich der Schaden
möglicherweise nicht nur auf den Leistungsausfall der Vorrichtung. Es kann darüber
hinaus nämlich auch noch zu Beschädigungen oder gar Zerstörungen der Formen kommen.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde auch bereits eine Vorrichtung
vorgeschlagen, bei der in dem gesamten Leitungssystem zur Durchspülung der Formwände
mit Heiß- oder Kühlöl nur noch eine Förderpumpe erforderlich ist. Dabei ist in den
Vorlauf unmittelbar vor den Formen eine Kreiselpumpe eingebaut, deren Förderleistung
erheblich größer ist, als dies für die Durchspülung der Formwände mit Öl erforderlich
wäre.
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Um die erforderliche Druckneutralität des Öls in den Formwänden zu
erzielen, sind in den Rücklaufleitungen eine oder mehrere Venturidüsen eingebaut,
deren Förderstrom von der im Vorlauf eingebauten Kreiselpumpe über Verbindungsleitungen
zum Rücklauf gespeist wird.
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Um diese Fördereinrichtung sowohl für den Heißöl-, als auch für den
Kühlölkreislauf verwenden zu können, sind unmittelbar vor der Kreiselpumpe und hinter
den Venturidüsen Dreiwege ventile eingebaut, die ein wahlweises Umschalten der durch
die Formwände führenden Leitungen auf den Heißölkreislauf oder auf den Kühlölkreislauf
ermöglichen.
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Darüber hinaus besteht jedoch noch eine erhebliche Unvollkommenheit
in der Steuerung der Temperatur des als Energieträger verwendeten, durch die Formwände
fließenden Öls.
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Es bereitet zwar keine Schwierigkeiten, die Temperaturen dem jeweils
verarbeiteten Kunststoff anzupassen, Dazu ist es lediglich erforderlich, die Speichertemperatu
ren entsprechend einzustellen.
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Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, wenn die Temperaturen
während der ganzen Heizphase und während der ganzen Kühlphase jeweils konstant bleiben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Rotations schmelzen
in der vorbeschriebenen Art dahingehend zu vervollkommnen, daß der Temperaturverlauf
in dem die Formwände durchströmenden Öl sowohl während der Heizphase, als auch während
der Abkühlphase nach einem den Erfordernissen des jeweils verarbeiteten Kunststoffes
entsprechend vorbestimmten Plan steuerbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung
mit einer oder mehreren teilweise mit fließ- oder rieselfähigem Kunststoff zu füllenden,
aus zwei Formhälften
zusammengesetzten Hohlformen, die in einem
Gestell um zwei senkrecht zueinander liegende Achsen drehbar gelagert sind, deren
Wände zusammenhängende, mit Leitungsanschlüssen versehene Hohlräume aufweisen und
die während des Rotierens mittels eines als Wärmeübertragungsmittel dienenden, die
Hohlräume in den Formwänden durchfließenden Öl wechselweise beheizbar oder kühlbar
sind, wobei an die Hohlräume in den Formwänden eine Kreislaufleitung mit einem Vorratsbehälter
für erhitztes Öl und eine Kreislaufleitung mit einem Vorratsbehälter für gekühltes
Öl über je ein Dreiwegeventil im Vorlauf und im Rücklauf wechselweise anschließbar
und im Vorlauf eine Kreiselpumpe sowie im Rücklauf eine Kreiselpumpe bzw. eine oder
mehrere Venturidüsen jeweils zwischen dem aus einer oder mehreren Formen gebildeten
Energieverbraucher und dem Dreiwegeventil des Vorlaufs bzw. dem Dreiwegeventil des
Rücklaufs angeordnet sind.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Vorrichtung durch folgende Merkmale vervollkommnet ist: a) Die Vorlaufleitung und
die Rücklaufleitung sind durch eine Mischleitung miteinander verbunden, die von
der Rücklaufleitung an irgendeiner Stelle zwischen dem Engergieverbraucher und dem
Dreiwegeventil der Rücklaufleitung ausgeht und in die Vorlaufleitung zwischen der
in dieser befindlichen Kreiselpumpe und dem Dreiwegeventil der Vorlaufleitung mündet,
wobei in der Mischleitung ein Mischventil angeordnet ist;
b) an
der Vorlaufleitung befindet sich an einer geeigneten Stelle zwischen dem Energieverbraucher
und der Einmündung der Mischleitung in die Vorlaufleitung ein Temperaturfühler,
von dem eine Stromleitung zu einem an sich bekannten, vorzugsweise nach dem Lochstreifenprinzip
arbeitenden Impulsgeber für die Steuerung des Mischventils führt, welch letzteres
vorzugsweise durch einen von dem Zeitplangeber gesteuerten pneumatischen Impulsgeber
zu betätigen ist.
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Zweckmäßigerweise ist das Mischventil an der Verbindungsstelle zwischen
der Mischleitung und der Rücklaufleitung angeordnet.
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Die Erfindung ist anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung
in schematischer Darstellung näher erläutert.
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Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem an sich bekannten,
in der Zeichnung nicht dargestellten Rotationsgestelle, auf dem die aus mehreren
oder auch nur aus einer um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen rotierenden
Form 1 gebildeten Formeinheit angeordnet ist. Die Formen 1 sind doppelwandig ausgebildet,
wobei sich zwischen der Formaußenwand und der Forminnenwand ein zusammenhängendes
Hohlraumsystem befindet, welches durch eine aus Vorlauf 2 und Rücklauf 3 gebildete
Rohrleitung wechselweise an einen Heizölspeicher 4 oder einen Kühlölspeicher 5 anschließbar
ist.
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Als Bindeglied zwischen dem Vorlauf 2 und der vom Heizölspeicher 4
kommenden Rohrleitung 6 und der vom Kühlölspeicher kommenden Rohrleitung 7 ist ein
Dreiwegeventil 8 vorgesehen.
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In gleicher Weise ist auch der Rücklauf 3 mit der zum Heißölspeicher
4 führenden Rohrleitung 9 und der zum Kühlölspeicher 5 führenden Rohrleitung 10
durch ein Dreiwegeventil 11 verbunden.
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Zur Förderung des Heiß- bzw. Kuhlöls durch-den aus einer oder mehreren
Formen 1 gebildeten Energieverbraucher ist in dem Vorlauf 2 eine Kreiselpumpe 12
angeordnet. Damit in den Hohlräumen der Formwände durch den Strömungswiderstand
im Rück.
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lauf 3 kein Überdruck aufgebaut wird, ist auch im Rücklauf 3 ein Fördermittel
angeordnet.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht dieses Fördermittel
ebenfalls aus einer Kreiselpumpe 13. An deren Stelle kann jedoch auch eine Venturidüse
vorgesehen sein, die ihren Förderstrom aus einer vom Vorlauf abzweigenden Rohrleitung
erhält. Dies hat zwar den Vorteil, daß nur noch eine Kreiselpumpe im Vorlauf erforderlich
ist. Andererseits muß dann jedoch auch diese Kreiselpumpe eine wesentlich größere
Leistung bringen.
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Die Vorlaufleitung 2 und die Rücklaufleitung 3 sind durch eine Mischleitung
14 verbunden. Diese geht vom Rücklauf 3 an einer zwischen der darin angeordneten
Kreiselpumpe 13 und dem zum Rücklauf gehörenden Dreiwegeventil 11 aus und mündet
in den Vorlauf 2 an einer zwischen der darin angeordneten Kreiselpumpe 12 und dem
zum Vorlauf 2 gehörenden Dreiwegeventil 8. gelegenen Stelle. An der Verbindungsstelle
zwischen der Rücklaufrohrleitung 3 und der Mischleitung 14 ist ein Mischventil 15
vorgesehen.
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An dem Vorlauf 2 befindet sich zwischen der in diesem angeordneten
Kreiselpumpe 12 und dem Energieverbraucher ein
Temperaturfühler
16, der durch eine Stromleitung 17 mit einem an sich bekannten, nach dem Lochstreifenprinzip
arbeitenden Zeitplangeber 18 verbunden ist. Dieser steuert einen in der Zeichnung
nicht dargestellten pneumatischen Impulsgeber, der seinerseits das Mischventil 15
betätigt.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Verbesserung ist folgende:
In an sich bekannter Weise wird die Öltemperatur in dem Heißölspeicher durch eine
in der Zeichnung nicht dargestellte Heizvorrichtung zumindest in der Entnahmezone
auf einer Höhe gehalten, die de m Spitzenbedarf des Verbrauchers entspricht.
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Ebenso wird das Öl in dem Kühlölspeicher durch einen in der Zeichnung
nicht dargestellten Ölkühler auf der notwendigen Kühltemperatur gehalten.
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Durch die Kreiselpumpe 12 im Vorlauf 2 wird das Öl aus den Speichern
dem Energieverbraucher zugeführt und durch die Kreiselpumpe 13 im Rücklauf 3 vom
Energieverbraucher in die Speicher abgeleitet. Je nach Stellung der Dreiwegeventile
8 im Vorlauf 2 und 11 im Rücklauf 3 ist der Energieverbraucher mit dem Heißölspeicher
4 (Heiz- und Aufschmelzphase) oder dem Kühlölspeicher 5 (Kühl- und Erstarrungsphase)
verbunden. Damit die Temperaturwechsel nicht schockartig, sondern nach einem vorbestimmten
Kurvenverlauf erfolgen, wird ein mehr oder weniger großer Teil des Rücklauföls über
die Mischleitung 14 wieder dem Vorlauf 2 zugeführt. Die Menge des aus dem Rücklauf
3 über die Mischleitung 14 in den Vorlauf 2 umgeleiteten Öls wird durch entsprechende
Einstellung des Mischventils 15 bestimmt, welches von dem Zeitplangeber 16 über
den pneumatischen Impulsgeber
gesteuert wird, wobei der Zeitplangeber
18 seine Informationen einerseits von dem Temperaturfühler 16 und andererseits von
dem jeweils eingelegten Programm-Lochstreifen erhält.