DE2530211A1

DE2530211A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff durch rotationsschmelzen

Info

Publication number: DE2530211A1
Application number: DE19752530211
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Ing Gaehler; Wilfried Grau
Original assignee: ELKAMET WERK
Current assignee: ELKAMET WERK
Priority date: 1975-07-07
Filing date: 1975-07-07
Publication date: 1977-02-03
Also published as: BR7507474A; YU259175A; BE843817A; ZA761192B; NL186069B; FR2317072B1; NL7600765A; JPS5260857A; US4110389A; AU1068776A; IL48901A0; JPS5241674A; FR2317072A1; NL186069C; DE2530211C2; CA1068062A; IL48901A; AU499600B2; GB1516156A

Description

Dipi.-Landw. P. Thielmann

Patentingenieur
Biedenkopf, Am Eschenberg 14 tDOUZ I I

ELKAMET-WERK LAHN-KUNSTSTOFF GmbH, 356o Biedenkopf/Lahn, Hospitalstraße 44

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Rotationsschmelzen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch Rotations schmelz en. Es ist bekannt, im Rotationsschmelzverfahren Hohlkörper aus thermoplastischem Kunststoff herzustellen. Im wesentlichen handelt es sich dabei um eine Produktionsweise, bei der eine Form, die der Außenform des gewünschten Hohlkörpers entspricht, mit einem fließ- oder rieselfähigen thermoplastischen Kunststoff teilweise gefüllt wird, wonach man die Form unter Rotation derselben in zwei Ebenen erhitzt, abkühlen läßt und das fertige Formteil ausformt.

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Das Rotationsschmelzverfahren ermöglicht bekanntlich, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln Hohlkörper mit gleichmäßiger Wandung auch in schwierigen Formen ohne Spannungen herzustellen.

Zur Verarbeitung kommen bei den bisher bekannten Verfahrensvariationen Piastisole wie z. B. PVC-Pasten, Polyolefine wie Polyäthylen und Polypropylen sowie Polystyrol und Polymethylmethac rylat und andere.

Es ist eine Variante dieses Verfahrens bekannt, wobei während der Heizphase in der Form ein mehr oder weniger grosser Unterdruck hergestellt wird. Dadurch soll eine Verbesserung der Oberfläche der Formteile erzielt und einer Blasenbildung im Kunststoff entgegengewirkt werden.

Es ist jedoch noch nicht befriedigend die Aufgabe gelöst worden, hohle Formteile mit glasklaren, gut durchgeschmolzenen Wänden aus bruchfestem Material herzustellen. Polymethyl methacrylate lassen sich zwar zu glasklaren, homogen durchgeschmolzenen Formteilen verarbeiten. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Schmelzen und dem Zersetzen bei Überhitzen des Kunststoffes ist aber so gering, daß bei der Verarbeitung große Schwierigkeiten auftreten. Insbesondere ist der Nachteil nicht hinreichend beseitigt worden, daß die Form im ständig sich wiederholenden Gebrauch nicht mehr gasdicht verschließbar ist, und daß es demzufolge bei Anwendung eines Unterdrucks in der Form zu erheblichen Materialfehlern in Form von Löchern Oxydationserscheinungen und Verbrennungen entlang der Formtrennlinie kommt.

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Man hat zwar versucht, den Nachteil dadurch zu beseitigen, daß man zwischen den Dichtungsflächen an der Formtrennlinie auch während der Abkühlphase den Unterdruck aufrechterhält , wobei man gleichzeitig das in die Form eingelassene Schutzgas unter Überdruck bis etwa 1 atü setzt.

Es wurde eine zur Durchführung dieses verbesserten Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen, die insoweit gegenüber den bekannten Vorrichtungen geändert ist, als mindestens der Flansch einer Formhälfte eine etwa parallel zum Rand verlaufende, einen ringförmigen Hohlraum zwischen den beiden Flanschen bildende Nut aufweist, die durch eine Rohrleitung mit einem Unterdruckspeicher verbunden ist, der seinerseits durch eine Rohrleitung mit einem gegen den Unterdruckspeicher dichtenden Rückschlagventil an die Rohrleitung zum Unterdruckerzeuger zwischen der Form und dem Rohr-Rotationsgelenk angeschlossen ist.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es nach längerem Gebrauch der Vorrichtung nicht mehr ausreicht, den einmal angelegten Unterdruck nur zu speichern und während der Abkühlphase aufrechtzuerhalten. Man kann eine Blasenbildung entlang der Formtrennlinie nicht mehr verhindern, weil diese offenbar schon während der Heizphase infolge schadhafter Dichtungen an den Formtrennflächen erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Rotationsschmelzverfahren so zu vervollkommnen, daß auch Formteile O«Ό schwierigen Rohrstoffen wie Celluloseazetat, Cellulosebutyrat

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und insbesondere Cellulosepropionat in gleichbleibender, einwandfreier Qualität ohne Blasen an der Formtrennlinie hergestellt werden können.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens entsprechend zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe , soweit sie das Verfahren betrifft, geht die Erfindung von einem Verfahren aus, bei dem die Form sowohl während der Heizphase, als auch während der Abkühlphase um zwei Achsen rotiert und während der Heizphase in der Form ein Unterdruck hergestellt wird, der beim Übergang zur Abkühlphase durch Einleiten von Schutzgas'ausgeglichen und daß bei geteilter Form an den Dichtungsflächen der Form auch während der Abkühlphase Unterdruck angelegt wird.

Diese Verfahrensaufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Unterdruck zwischen den Dichtungsflächen der Form vom Beginn der Heizphase an bis zum Ende der Abkühlphase stets stärker gehalten wird, als der Unterdruck im Forminnern.

Die Erfindung geht ferner aus von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit doppelwandigen über Flansche verbundene Formhälften, die mittels erhitzten Öls beheizbar und in einer um zwei Achsen drehbaren Halterung angeordnet sind, mit einer in den Formhohlraum mündenden Rohrleitung, die über ein Rohr-Rotationsgelenk mit einem Unterdruckerzeuger verbunden ist, wobei der Flansch einer Formhälfte einen etwa parallel zum Rand verlaufenden in der Formebene liegenden

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ringförmigen Hohlraum aufweist, der gegen eindringende Außenluft abgedichtet und durch eine Rohrleitung mit einem Unterdruckerzeuger verbunden ist.

Die hinsichtlich der Vorrichtung gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zwischen den Flanschen der Formhälften befindliche Hohlraum an einen Unterdruckerzeuger angeschlossen ist, der von dem Unterdruckerzeuger für den Formhohlraum unabhängig ist.

Für eine Formvorrichtung, bei der die Form mittels einer heißen Flüssigkeit, z. B. Öl, beheizbar ist, wird der Unterdruckerzeuger für den Hohlraum zwischen den Flanschen der Formhälften von einem durch den Heiz-Flüssigkeitsstrom für die Form betriebenen Dampferzeuger und einen Tandem-Zylindertrieb gebildet, dessen einer Zylinder durch eine Rohrleitung mit dem Dampferzeuger verbunden ist, während aus dem anderen Zylinder eine Rohrleitung in den Hohlraum zwischen den Flanschen der Formhälften führt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläu-tert. Die Zeichnung stellt einen Schnitt durch die wesentlichsten Teile der Vorrichtung dar.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus der zweiteiligen, doppelwandigen Form la, Ib, die in einer nicht dargestellten, um zwei Achsen drehbaren Halterung angeordnet ist. Der Hohlraum 2a, 2b zwischen den Formwänden ist mit einem als

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Energieüberträger dienenden Strömungsmittel,, beispielsweise Öl, ausfüllbar.

Die beiden Formhälften la, Ib sind mittels aufeinander passender Flansche 3a, 3b miteinander verbunden, die durch an sich bekannte Mittel, beispielsweise in der Zeichnung nicht dargestellte Schraubklammern oder derglei chen, zusammengepreßt werden. Die Flansche 3a, 3b liegen mit ihren Innenrändern so dicht aufeinander, wie dies mit sauberen Schliff flächen möglich ist. Im übrigen lassen die Flansche 3a, 3b einen Hohlraum 4 zwischen sich frei, der nach außen durch einen Dichtungsring 5 aus dauerelastischem Material, z. B. Silikongummi, abgedichtet ist.

In diesen Hohlraum 4 mündet eine Rohrleitung 6, die zu einem Tandem-Zylindertrieb 7 führt, in dessen einen Zylinder 7a sie mündet. Der zweite Zylinder 7b des Tandem-Zylindertriebes 7 ist durch eine Rohrleitung 8 mit einem Dampferzeuger 9 verbunden. Der Dampferzeuger 9 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Mantel um einen Abschnitt der Rücklaufleitung Io für das zur Erwärmung bzw. Kühlung der Form la, Ib dienende Strömungsmedium (öl) ausgebildet und erhält aus dieser während der Heizphase die zur Dampferzeugung erforderliche Wärmeenergie.

Der Tandem-Zylindertrieb 7 hat zwei Zylinder 7a, 7b, die gleichachsig hintereinander angeordnet und durch eine gemeinsame Stirnwand 7c voneinander getrennt sind, und eine gemeinsame Kolbenstange 7d haben.

Die Wirkungsweise dieses Unterdruckerzeugers ist folgendermaßen:

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Vom Beginn der Heizphase an wird das aus den Hohlräumen 2b der Formwände zurückfließende Heißöl durch den Dampferzeuger 9 geleitet, wobei Dampf erzeugt wird. Dieser strömt über die Rohrleitung 8 in den Dampfzylinder 7b des Tandem-Zylindertriebes 7 und bewegt den darin befindlichen Kolben 7e mit der Kolbenstange 7d. Am andern Ende der Kolbenstange 7d befindet sich in dem anderen Zylinder ein Kolben 7f, durch dessen Bewegung in dem Zylinder 7a ein Unterdruck erzeugt wird, der sich über die Rohrleitung 6 in den Hohlraum 4 zwischen den Flanschen 3a, 3b erstreckt .

Während der Abkühlphase kondensiert der Dampf wieder, wodurch sich der Kolben 7e wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt und damit über die in den anderen Zylinder 7a führende Kolbenstange 7b und deren Kolben 7f den Unterdruck wieder aufhebt.

Der Erfindungsgedanke, den Hohlraum 4 zwischen den Flanschen 3a, 3b an einen Unterdruckerzeuger anzuschließen, der von dem Unterdruckerzeuger für den Forminnenraum unabhängig ist, läßt sich nicht nur durch das hier beschriebene Ausführungsbeispiel verwirklichen. Bei Vorrichtungen, in denen die Form nicht durch eine die Formwände durchströmende Flüssigkeit, sondern in einer Heißluftkammer erhitzt wird, entfällt die über ein Rohr-Rotations gelenk an die Form geführte Rohrleitung für die Heizflüssigkeit. Diese Rohrleitung kann nun für die Übertragung eines Unterdruckes von einem Unterdruckerzeuger außerhalb des rotierenden Teiles der Vorrichtung in den Hohlraum zwischen den Formflanschen verwendet werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus rieselfähigen trockenen thermoplastischen Kunststoffen,, insbesondere aus Cellulosederivaten durch Rotationsschmelzen, bei dem die Form sowohl während der Heizphase, als auch während der Abkühlphase um zwei Achsen rotiert und währendder Heizphase in der Form ein Unterdruck hergestellt wird, der beim Übergang zur Abkühlphase durch Einleiten von Schutzgas ausgeglichen und dass bei geteilter Form an den Dichtungsflächen der Form auch während der Abkühlphase Unterdruck angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck zwischen den Dichtungsflächen der Form vom Beginn der Heizphase an bis zum Ende der Abkühlphase stets stärker gehalten wird, als der Unterdruck im Forminnern.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit doppelwandigen über Flansche verbundene Formhälften, die mittels erhitzten Öls beheizbar und in einer um zwei Achsen drehbaren Halterung angeordnet sind, mit einer in den Formhohlraum mündenden Rohrleitung, die über ein Rohr-Rotationsgelenk mit einem Unterdruckerzeuger verbunden ist, wobei mindestens der Flansch einer Formhälfte einen etwa parallel zum Rand verlaufenden in der Formebene liegenden ringförmigen Hohlraum aufweist, der gegen eindringende Außenluft abgedichtet und durch eine Rohrleitung mit einem Unterdruckerzeuger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Flanschen (3a, 3b) der Formhälften (la, Ib) befindliche Hohl-

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raum (4) an einen Unterdruckerzeuger angeschlossen ist,, der von dem Unterdruckerzeuger für den Formhohlraum unabhängig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckerzeuger für den Hohlraum (4) zwischen den Flanschen (3a, 3b) der Formhälften ( la, Ib) von einem durch den Heizflüssigkeitsstrom für die Form erhitzten Dampferzeuger (9) und einem Tandem-Zylindertrieb (7) gebildet ist, dessen einer Zylinder (7b) durch eine Rohrleitung (8) mit dem Dampferzeuger (9) verbunden ist, während aus dem anderen Zylindertrieb (7a) eine Rohrleitung (6) in den Hohlraum (4) zwischen den Flanschen (3a, 3b) der Formhälften (la, Ib) führt.

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