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Füllvorrichtung zum Zuführen von Kunststoffpulver oder -granulat
in eine Borm # Die Erfindung bezieht sich auf eine BUllvorrichtung zum ZufUhren
von EunststofSpulver oder -granulat in eine Form, bei der ein am vorderen Ende als
Eq'nführungadüse in die Porm mündendes und im rückwärtigen Teil als an die Eunststoffzufuhr,
beispielsweise ein Silo, angeschlossener Saugraum ausgebildetes Rohr einen mittels
Dru¢kluStzylinder sYial verachiebbaren, am vorderen Ende einer den Kolben des Bßtätigungsztlinders
trageden Betätigungsstange angebrachten Verschluss-StopSen für die Binführungadüse
mit Am Umfang snge,brachter Dichtung und in die EinfuhrungadEse mündende Druokluft-Injektionsdüsen
mit ggf. gesteuerter Druckluftzufuhr enthält.
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Bei Füllvorrichtungen dieser Art ist es von besonderer Wichtigkeit,
zu verhindern, dass während des im allgemeinen mit Einführen von Wasserdampf in
die Sorm eingeleiteten Borm-und Aufschäumvorganges Dämpfe von der Porm her in die
Einführungsdüse, in den IEundungsbereich der DruckluStinjektionsdüsen und evt. sogar
in den Saugraum eindringen und dort das Einführen von EunststofSpulver oder -granulat
bei der nächsten Beschickung beeinträchtigen, beispielsweise dadurch, dass sich
KunststofSpulver oder -granulat an den feuchten Oberflächen festsetzt.
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IIan hat deshalb auch bereits bei Vorrichtungen der oben beschriebenen
Art versucht, diesem Nachteil dadurch zu begeg-, nen, dass der Saugraum bei Sinde
des Beschickungsvorganges dadurch von Kunststoffpulver bzw. Kunststoffgranulat leer
geblasen wird, dass die Zufuhr der InjektionsluSt aufrecht erhalten wird, obwohl^die
Form und die BinführungBdüse mit EunststofSpulver bzw. -granulat gefüllt sind, so
dass die weiterhin ugeführte Injektionsluft in den Saugraum zurückschlägt und das
Eunststoffpulver- bzw. -granulat in das Silo zurückbläst (DT-Gbm 6 928 445). Das
in der Einführungsdüse gesammelte Material soll beim Vorschieben des Verschlusa-Stopfens
in die Schliess-Stellung mechanisch in die Porm gedrückt und dabei verdichtet werden.
Wahlweise soll der Verschluss
-Stopfen noch an seinem Umfang mit
Dichtungsringen aus hitzebeständigem Kunststoffw beispielsweise Detrailuoräthylen
versehen sein.
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Alle diese Ilassnshmen bieten aber nicht ausreichende Sicherheit gegen
das Eindringen von Dämpfen in die Einführungsdüse, die Buftinjektionsdüsen und den
Saugraum, da die während des Borm- und Schäumvorganges in der Form unter hohem Druck
entstehenden Dämpfe trotz allem noch zwischen der Innenfläche der Einführungsdüse
und dem Verschluss-Stopfen hindurchtieten.
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Man hat auch bereits vnrgesohlagen, das Eindringen von Dämpfen in
den Saugraum dadurch zu vermeiden dass während des Porm-und Schäumsorganges ein
Gegendruck mittels Pressluft in dem Saugraum aufrecht erhalten wird (DU-OS 2 044
220). Hierzu werden Jedoch æusätzliche besondere Einrichtungen sur Steuerung und
Druckregelung der Pressluft bzw. des Presagases benötigt.
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DemgegenUber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der oben beschriebenen Art dahingehend wesentlich zu verbessern, dass das Festsetzen
von Kunststoffmaterial in der Vorrichtllng durch von der Form her in die Vorrichtung
eindringende und sich dort nlederschlagende Dämpfe vermieden
wird.
Der AuSbau der Vorrichtung soll dabei möglichst einfach bleiben, und der Aufwand
für Regel- und Steuereinrichtungen soll möglichst gering gehalten werden.
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Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Verschluss-Stopfen
eine sich im wesentlichen über seine axiale Länge erstreckende, radial ausdehnbare
Dichtungshülse trägt, und die Betätigungsstange eine axiale Bohrung auSweist, die
die Innenfläche der Dichtungshülse mit der zum Vorschieben des Stopfens in Schliess-Stellung
unter Druck zu setzenden Seite des Druckluftzylinders verbindet. Hierdurch wird
ein besonders dichter Verschluss der Binführungsdüse erreicht, wie dies bisher noch
nicht möglich gewesen ist. Selbst wenn beim Borm-und AuSschäumvorgang erhebliche
Drucke in der Porm erzeugt werden können keine nennenswerte IIengen von Dämpfen
von der Borm in die Büllvorrichtung übertreten. Durch die DruckluStverbindung zwischen
der Innenseite der Dichtungshülse und der zum Vorschieben des Stopfens in Schliess-Stellung
unter Druck zu setzenden Seite des DruckluStzylinders wird eine automatische Arbeitsweise
der Dichtungshülse geschaffen. Während der Bewegung des Kolbens bzw. der Vorschubbewegung
des Stopfens in Schliess-Stellung ist der an der entsprechenden Seite des Druckluftzylinders
herrschende Luftdruck sehr viel kleiner als er sich dann aufbaut, wenn der kolben
in der der Schliess-Stellung des Stopfens entsprechenden Endlage
stehen
geblieben ist. Der Stopfen lässt sich daher mit der Dichtungshülse relativ leicht
in die Einführungsdüse einschieben. Erst wenn der Stopfen die Schliens-Stellung
erreicht hat, wird ein so hoher Druck aufgebaute dass die Dichtungshuse wirksam
gegen die Fläche der Einführung3düse gepresst wird. Dieser AnpreSqsdruck wird sofort
aufgehobent wenn zum Zurückziehen des Verschluss-Stopfens die entsprechende Seite
des DruckluStzylinders entlastet wird.
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Diese selbsttätige Anpresswirkung läR~qt sich im Rahmen der Erfindung
noch wesentlich verbessern, wenn die dem radialen Ausdehnen entgegenwirkende Eigenelastizität
der Dichtungshülse derart auf den zur Betätigung des Stopfens benutzten Luftdruckes
abgestimmt ist, dass ein radiales AusdeMbn der Dichtungshülse erst durch den sich
nach Erreichen der vordersten Stellung des Kolbens auSbauenden Druck im Druckluftsylinder
erfolgt. Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung wenn die Dichtungahülse
mit einem mittleren, ringförmigen UmSangswandbereich geringerer Dicke ausgebildet
ist. Dieser mittlere Umfangswandbereich kann dabei einen Verteilerkanal für die
Druckluft im Inneren der Dichtungshülse bilden. In einer besonders vorteilhaften
AusführungSform der Erfindung ist die Dichtungshülse mit vorderer, geschlossener
Stirnwand ausgebildet und selbst als Verschluqa-Stopfen in Art einer Kappe auf das
vordere Ende der Betätigungsstange gesetzt.
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Die Dichtungshülse knnn dabei auf die Betätigungsstange aufgeschraubt
sein.
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Eine weitere wesentliche Verbesserung im Sinne der obesl angegebenen
Aufgabe lässt sich im Rahmen der Erfindung noch erreichen, wenn das Beerspülen der
Füllvorrichtung bei in Schliess-Stellung befindlichem Verschluss-Stopfen ermöglicht
wird. Bei den bekannten Vorrichtungen (vergl. DD-Gbm 6 928 445), hat der Verschluss-Stopfen
stets nicht allein die Einführungsdüse sur Form hin, sondern auch die Druckluftinåektionsdüsen
nach der Einführungsdüse hin verschlossen. Damit sind die bekannten Füllvorrichtllngen
bei in Schliess-Stellung befindlichem Verschluss-Stopfen für die Injektionsluft
blockiert. Da durch die Erfindung mit der Dichtungshülse eine besonders wirksame
Abdichtung gegenüber der Form erzielt wird, bietet die Erfindung auch die Ilöglichkeit,
den Verschluss-Stopfen und die Dichtungshülse in solcher axialer Länge auszubilden,
dass sie in Schliess-Stellung die Druckluft-Injektionsdüsen an ihrer Rückseite wieder
freigeben, wobei zwischen der Betatigmngsstange und dem hinter den Druckluft-Inj
ektionsdüsen liegenden Deil der Innenfläche der Einführungsdüse ein ringförmixer
Durchlass zum Saugraum gebildet ist. Hierdurch wird ein Ausspülen der Füllvorrichtung
insbesondere des Saugraumes bei in Schliesa-Stellung befindlichem Verschluss-Stopfen
ermöglicht und dazu auch nur ein Mindestmass an Steuerungsaufwand benötigt. Man
hat einfach bei Beendigung des Füllvorganges
der Form in Verschluss-Stopfen
durch Steuerung seines Druckluftzylinders in die Schliess-Stellung vorzuschieben.
Die weiterhin zuströmende Inåektionsluft strömt dann an der Rdokseite des Verschluss-Stopfens
durch den ringförmigen Durohlass in den Saugraum und stülpt wirksam sämtliches dort
befindliches Kunststoffmaterial aus. Dies hat ausserdem den Vorteil, dass nach jedem
Beschickungsvorgang noch ein wirksames Durchblasen der Injektionsdüsen, des rückwärtigen
Bereiches der EinfUhrungsdüse und des Saugraumes erfolgt, 90 dass es auch nicht
im laufe der Zeit zum ansammeln von Feuchtigkeit kommen kann.
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Die Erfindung bietet æchliesslich auch den Vorteil, dass die Füllvorrichtung
verhältnismässig einfach aufgebaut sein kann. Beispielfflweise können die Druckluft-Injektionsddsen
an einen Ringkanal angeschlossen sein, der über eine Druckluftleitung mit dem zu
der zum Zurücksiehen des Verschluss-Stopfens unter Druck zusetzenden Zylinderseite
führenden Drucklufteinlass in Verbindung steht. Dieser Aufbau bedingt auch eine
relativ einfache Steuerung, da bei Bhaufschlagen der den ZurUckziehen des Verschluss-Stopfens
entsprechenden Zylinderseite mit Druckluft zugleich auch die Injektionsdüsen mit
Druckluft beschickt werden.
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Die FÜllvorrichtung gemäss der Erfindung kann aus wenigen,
realtiv
einfachen eilen bestehen. Beispielsweise kann das den Saugraum aufnehmende Rohr
an seinem der Borm zugewandten vorderen Ende durch ein Einsatzstück abgeschlossen
sein, in welchem die Binführungsdüse, die Druckluft-Injektionsdüsen, eine Umfangsnut
zur Bildung des Ringkanals wld ein trichterförmiger Einführungsteil für den Kunststoff
ausgebildet sind.
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Das den Saugraum auSnehmende Rohr kann im Rahmen der Erfindung an
seinem der Borm abgewandten Ende direkt als Betatigungszylinder ausgebildet sein.
Dazu kann zwischen dem Saugraum und dem DruckluStzylinder ein die Betätigungsstange
führendes Trennstück abdichtend, aber axial verschiebbar in das Rohr eingesetzt
sein, dessen axiale Verschiebbarkeit durch einen an der Seite des Saugraumes in
das Rohr eingesetzten Anschlagring begrenzt ist.
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Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Büllvorrichtung gemäss der erfindung
in axialem Schnitt; Fig. 2 den vorderen Deil der Füllvorrichtung gemäss Big. 1 axial
geschnitten in vergrössertem Itss-Stab bei Öffnungstellung des Verschluss-Stopfens
und Big. 3 den vorderen Deil der Pullvorrichtung nach Fig.1 in entsprechender Darstellungsweise
wie Sig. 2,
jedoch mit dem Verschluss-Stopfen in Sohliess-Stellung.
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Im dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung zum Einfüllen von
EunststofSpulver bzw. -granulat ein Rohr 1 auf das in seinem vorderen, der Form
zugewandten Teil beispielfflweise aus etwa 2/3 seiner Länge den Saugraum 2 auSnimst
und in seinem hinteren eil den Druckluftzylinder 3 für die Betätigung der Vorrichtungl
bildet. Zwischen den Druckluftsylinder und den Saugraum 2 ist eine EinsatzatUck
4 eingesetztb das an seinem Umfang eine O-Ring-Dichtung 5 trägt, und eine axiale,
mittlere, mit IIanschetten 6 abgedichtete Bhrungsbohrung 7 für die Betätigungsstange
8 der Vorrichtung auSweist. Das Binsatzstück 4 ist begrenzt axial verschiebbar im
Inneren des Rohres 1 gelagerte wobei die Verschiebebeweguag in Richtung des Saugraumes
2 durch einen in das Rohr 1 eingesetsten Sprengring 9 begrenzt ist. Auf das rückwUrtige
Ende der Betätigungsstange 8 ist der Kolben 10 aufgesetzt, der mit einer U-Ring-Dichtung
11 im Zylinder 3 läuft. Die mit der gesamten Eolbenfläche zusammenwirkende Zylinderseite
12 ist Uber einen tnschluss 13 im Zylinderdeckel 14 und eine Steuervorriohtung 15
an die DruckluStquelle 16 angeschlossen. Die vordere, duroh das Einsatzatück abgeschlossene
und mit der kleineren d.h.
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um den Quersohnitt der BetUtigungastange 8 verminderten Kolbenseite
zusammenwirkende Zylinderseite 17 ist über den
seitlichen Anschluss
18 und ein seitlich am Rohr 1 angesetztes Anschluss-Stück 19 soarie über entsprechende
DruckluStleizungen und eine Steuervorrichtung 20 an die Druckluftquelle 16 angeschlossen.
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Die Betätigungsstange 8 ist mit einer durchgehenden, axialen Bohrung
21 versehen, die im vorderen Endbereich der Betätigungs-Stange 8 mit radialen Bohrungen
22 in Verbindung steht. Auch das vordere Ende der Betätigungsstange 8 ist eine den
Verschluss-Stopfen bildende Dichtungshülse 23 aufgeschraubt, die aus hitzebeständigem
Eunststoff, beispielsweise Polytetrafluoräthylen besteht.
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Die Dichtungshülse 23 weist eine verstärkte Stirnwand 24 und eine
UmSangswand 25 auf. Die Umfangewand 25 ist im mittleren Deil ihrer Innenfläche mit
einer Ringnut 26 ausgebildet und am Endbereich bei 27 am Umfang der Betätigungsstange
8 befestigt.
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Die Ringnut 26 der Dichtlangshülse 23 bildet einen Ringkanal zwischen
der Hülse 23 und der Betätigungsstange 8, der über die radialen Bohrungen 22 mit
der axialen Bohrung 21 und über diese mit der zum Schliessen der Vorrichtung zu
beauBschlageden Seite 12 des DruokluStzylinders 3 in Verbindung steht.
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An dem der Form zagewandten Ende ist das Rohr 1 mit einem Verschluss-Stück
28 abgeschlossen, das an seinem vorderen
Ende zu dem in die Öffnung
der Form einzusetzenden IMndstück 29, dahinter zu dem in den in das Rohr 1 eingesetzen
Deckel 30 ur.d dahinter zu einer trichterförmigen, sich nach vorn verjüngenden Vorderwand
31 fur den Saugraum 2 ausgebildet ist.
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Der Deckel 30 und die trichterförmige Vorderwand 31 sind an ihrer
Umfang durch mit Lot gefüllte $Ringnuten 32 im Rohr 1 befestigt und abgediehtet.
Zwischen dem Deckel 30 und der trichterförmigen Wand 31 ist eine Ringnut mit im
wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt als Druckluft-Ringkanal 33 auagebildet.
In dom Verschluss-Stück 28 ist die Einführungsdüse 34 als axiale Bohrung gebildet,
die etwa 1 mm grösseren Durchmesser als die Dichtungshülse 23 hat. Im rdkw;årtigen
Teil 35 ist die Einführungsdüse 34 erweitert, wobei ein kegelförmiger Ubergang 36
zum engeren Xeil der EinfhrungadUse 34 vorgesehen ist. Von dem Luftdruck-Ringkanal
33 führen schräg nach vorne und einwärts gerichtete Bohrungen als Druckluft-Injektionsdüsen
37 in den erweiterten 35 der Einführungsdüse 34. Der DruckluSt-Ringkanal 33 ist
durch ein in die trichterförmige Wand 31 dicht eingesetstes Druckluftle itungsrohr
38 an das Druckluft-Anschluse-Stück 19 angeschlossen, wobei das Druckluftleitungsrohr
38 durch den Saugraum 2 nach rUckwSrts und am rückwärtigen Deil des Saugraums 2
durch die Wandung des Rohres 1 nach aussen geführt ist.
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Am rückwärtigen Ende des Saugraumes 2 ist ein Anschluss-Stutzen 39
für die Zuführung von Kunststoffmaterial am Rohr 1 angebracht. Dieser Anschluss-Stutzen
39 ist über entsprechende Zuführungsleitungen und ggf. ein Materialabsperrventil
40 an xden ITAterialsilo 41 angeschlossen, Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist
wie folgt: Wenn Kunststoff-Pulver bzw. -granulat der Borm zugeführt werden soll,
ist das Druckluftventil 20 zu öffnen und das Druckluftventil 15 auf Entlüftung zu
schalten. Serner ist das ggf. vorhandene Materialabsperrventil 40 zu öffnen. Aus
der Druckluftquelle 16 wird dann Dru¢kluSt der zum Öffnen der Vorrichtung zu beauSschlagenden
Zylinderseite 17 zugeführt, während die zum Schliessen zu beaufschlagende Zylinderseite
12 entlüftet wird, so dass sich der Kolben in der Darstellung der Figur 1 nach rechts
bis an den Zylinderdeckel 14 bewegt. Dabei wird die Betätgungsstange 8 mit ihrer
Dichtungshülse 23 aus der EinführungadUse 34 55 herausgezogen. Gleichzeitig wird
Druckluft über die Druckluftleitung 38 in den Ringkanal 33 eingeführt und durch
die Druckluft-Injektionsdüsen 37 in die Einführungsdüse 34 s 35 gepresst. Dadurch
wird eine Saugwirkung erzeugt, mit der das Kunststoffmaterial aus dem Silo 41 in
den Saugraum 2 angesaugt und in die Borm gefördert wird. Der gewünschte BullungBgrad
der Sorm kann bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung dadurch festgestellt werden,
dass eine
vorherbestimste und abgemessene bzw. abgewogene PIenge
von Eunstsoffmaterial zugeführt wird. In solchem Fall wird ein entsprechendes ISengenabmessgerät
noch in die ZuSührungsleitung zwischen dem-Silo 41 und dem Anschluss-Stutzen 39
eingesetzt. Es ist im Rahmen der ErSindung jedoch auch möglich, in herkömmlicher
Weise ohne Dosierung des zugefUhrten Eunststoffmaterials zu arbeiten und die durch
die Druckluft-Injektionsdüsen 37 kommende Luft einfach in den Saugraum umlenken
zu lassen, wenn die Borm und die Einführungsdüse 34 mit Eunststoffmaterial besetzt
sind.
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lTach erfolgter FüLlung der Borm ist die Vorrichtung zu schlieessen,
in dem das Druckluft-Ventil 15 umgeschaltet wird, um die DruckluStquelle 16 auf
den Anschluss 13 zu schalten. Dies kann durch die oben erwähnte Dosiervorrichtung
oder durch eine in die Leitung zwischen dem Silo und dem Anschluss-Stutzen 39 eingesetzte,
auf Rückstau ansprechende Schalteinrichtung oder durch einen einfachen Zeitschalter
geschehen. Von der Druckluftquelle 16 her baut sich auf der zum Schliessen der Vorrichtung
zu beaufschlagenden Zylinderseite 12 ein solcher Druck auf, der auf die grössers
Seite des Kolbens 10 eine solche Kraft ausübtw die die Kraft selbst aui die kleinere
Kolbenseite wirkenden Druckes auf der Zylinderseite 17 überwiegt. Der Kolben 10
setzt sich dant in Schliessrichtung in Bewegung und schiebt die Dichtungshülse 23
in die Einführungsdüse
34 ein. Dabei ist der auf der Zylinderseite
12 herrschende und über die Bohrungen 21 und 22 in den Ringkanal 26 übertragene
Druck noch nicht gross genug, um die Dichtung3hülse # 23 im Bereich des Ringkanals
26 radial auszudehnen, so dass die Dichtungshülse 23 am konischen Ubergang 36 zentriert
und glatt und im wesentlichen reibungsSrei in den engeren, vorderen weil der Sinführungsdüse
34 eingeführt wird Wenn der Kolben 10 seine in Figur 1 gezeigte vorderes Endlage
erreicht lut, baut sich aul der Zylinderseite 12 ein statischer Druck aufS der im
wesentlichen dem Druck in der DruckluStquelle 16 entspricht. Dieser statische Druck
ist ausreichend, um die Dichtungshülse 23 im Bereich der Ringnut 26 radial auszudehnen
und gegen die Innenfläche der Einführungsdüse 34 zu pressen.
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Die auf diese Weise erzeugte Abdichtung ist ausreichend, um jegliches
Eintreten von Dämpfen aus der Borm in die Einführungsdüse 34, 35, die Druckluft-Injektionsdüse
37 und den Saugraum 2 zu verhindern. Gleichzeitig bietet die an die Innenfläche
der Einführungsdüse 34 angepresste Dichtungshtilse 23 eine wirksame Verkeilung der
Vorrichtung in Schliess-Stellung. lfahrend des Schliessens und nach dem Schliessen
der Vorrichtung bleibt die Druckluftzufuhr zum Anschluss-Stück 19 und damit auch
zum Ringkanal 33 und den Druckluft-Injektionsdüsen 37 aufrecht erhalten. Da die
Dichtungshülse 23 in ihrer Länge so ausgebildet ist, dass sie in Sohliess-Stellung
die Druckluft-Injektionsdüsen 37 und den rdokwOrtigen, erweiterten Deil 35 der
Einführungsdüse
freigibt, strömt die Druckluft bei geschlossener Vorrichtung durch die Inåektionsdüsen
37 und den von der Betätigungastange 8 and dem erweiterten eil 35 der düse 34 gebildeten
Ringraum in den Saugraum 2 und von dort durch den Anchluss-Stutzen 39 zurück bis
zum Silo 41 wobei das im Saugraum 2 enthaltene Kunststoffmaterial zurückgespült
wird. Will man während des Bormvorganges diesen RUckspielvorgang unterbrechen, so
kann das Druckluftventil 20 auf Entlüftungsstellung umgeschaltet werden. Bs kann
dann auch das evil. vorhandens Materialabsperrventil 40 geschlossen werden. Durch
die Verkeilung der im Bereich der Ringnut 26 an die Innenfläche der Einführungadüse
34 angepressten Dichtungshülse 23 könnte aber auoh ohne weiteres der Spülvorgang
während des gesamten Formvorganges fortgesetzt werden.
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Dies bedeutet, dass das DruckluStventil 20 und das literialabsperrventil
40 bei Benutzung einer Vorrichtung nach der Erfindung durchaus eingespart werden
könnten.
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Zum Öffnen der Vorrichtung ist jedenfalls wieder Druckluft auf das
Snschluss-Stück 19 zu legen, falls er zwischenzeitig weggenommen worden sein sollte,
und es ist die tIaterialzuSUhrung zu öffnen, falls sie geschlossen worden sein sollte.
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Die Einleitung des eigentlichen Öffnungsvorganges erfolgt dann, wie
oben erläutert durch Unschalten des DruckluStventils 15,
Alle in
der Beschreibungw den Patentansprüchen und der Zeichnung wiedergegebenen Merkmale
des Anmeldungsgegenstandes können für sich allein oder in jeder denkbaren Kombination
von wesentlicher Bedeutung fur die Erfindung sein.
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Patentansprüche :