DE2649237A1

DE2649237A1 - Kernstab mit temperatursteuerung fuer eine einspritz-blasformmaschine

Info

Publication number: DE2649237A1
Application number: DE19762649237
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Consupak Inc
Current assignee: Consupak Inc
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-12
Also published as: US3998577A; JPS5257260A; FR2348034A1

Description

¥_. PATENTANWÄLTE

DipL-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK

DIpl.-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

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287014 GR. ESCHENHEIMER STHASSE 39

25. Oktober 1976 175ΟΪ G

Da/f

Consupak, Inc.

1, Cory Road, Morristown, N.J.07960

USA

Kernstab mit Temperatursteuerung für eine Einspritz-Blasformmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf Kernstäbe zur Verwendung in Einspritz-Blasformmaschinen zum Herstellen hohler Gegenstände wie beispielsweise Behälter. Insbesondere betrifft die Erfindung Kernstäbe, durch die ein Medium zur Temperatursteuerung fließt zwecks rascher Wärmeübertagung von einem Rohling, der sich auf dem Kernstab befindet.

Bisher wurden Kernstäbe mit einem Medium zur Temperatursteuerung mit axial angeordneten Leitungen für ein Medium zur Temperatursteuerung und mit ringförmig angeordneten Luftkanälen ausgebildet. Die Leitungen für das Medium ergaben einen Zustand, bei dem das Medium einerseits erheblichen Abstand von dem auf der Außenseite des Kernstabs befindlichen Rohlingihatte und andererseits von dem Rohling auch noch durch den ringförmigen Luftkanal isoliert war, der sich um die axial angeordnete Leitung für das Medium herum erstreckte« Ein solcher Kernstab ist z.B. in der US-PS 3.116.877 beschrieben.

Es gibt jedoch Spritzguß-Blasverfahren, insbesondere solche, bei denen eine biaxiale Orientierung des für den Rohling verwendeten Kunststoffs erforderlich ist, die eine rasche

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Konditionierung des Rohlings auf eine bestimmte gewünschte Temperatur für biaxiale Orientierung in der Blasform erfordern. Um dies zu erreichen, ist es wünschenswert, einen Kernstab zu schaffen, der rasch auf einen guten Wärmeaustausch mit dem Rohling anspricht. Dies gilt beispielsweise besonders beim Ballon-Blasformen, wo der Ballon dazu dient, den Rohling von dem Kernstab zu isolieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kernstab zu schaffen, der einen raschen Wärmeaustausch mit einem darauf befindlichen Rohling gestattet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Kernstab gelöst, der eine axiale Leitung für Blasluft enthält mit einem Ventil für den Zutritt der Blasluft sowie ein die Luftleitung mit Abstand umgebendes rohrartiges Gehäuse, derart, daß innerhalb des Gehäuses ein die Luftleitung umgebender Ringraum für ein Medium zur Temperatursteuerung gebildet wird.

Eine solche Ausbildung hat den Vorteil, daß keine isolierende Schicht aus Blasluft zwischen dem Medium für die Kühlung und dem auf dem Kernstab befindlichen Rohling besteht, wodurch eine rasche Abkühlung des Rohlings auf eine gewünschte Temperatur erreicht werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Strömungsweg für das Medium zur Temperatursteuerung einen besonderen Verlauf erhalten^ Vorzugsweise mit mindestens zwei vom einen zum anderen Ende des Kernstabs sich erstreckenden Kanälen, wie dies im einzelnen in den Unteransprüchen gekennzeichnet ist.

Von besonderem Vorteil ist weiter, daß durch die Strömung des Mediums, welches die Luftleitung umgibt, auch die Temperatur der Blasluft gesteuert werden kann.

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Ein besonderer Vorteil eines Kernstabs nach der Erfindung ist auch dadurch gegeben, daß er ohne weiteres in einer Spritzguß-Blasform verwendet werden kann und einfach und preisgünstig herzustellen ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kernstabs nach der Erfindung im Axialschnitt;

Fig. 2 vergrößert einen Schnitte nach der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 etwas verkleinert einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2;

Fig. 4 vergrößert einen Schnitt durch die Ventilkonstruktion der Fig. 1;

Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5.

Zunächst auf Fig. 1 bezugnehmend, ist dort ein Kernstab nach der Erfindung gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Der Kernstab 10 weist einen Halsteil 10a an seinem einen Ende auf, mit dem er starr an einem horizontal drehbaren, nur abgebrochen gezeigten, Einstellkopf 11 befestigt ist, und hat außerdem ein freies, nicht abgestütztes Ende 10b. Der Kernstab 10 weist ein rohrartiges Gehäuse 12 mit einer äußeren Oberfläche 12a auf, die den (nicht gezeigten) Rohling aufnimmt, und mit einer inneren rohrartigen Oberfläche 12b, die mit einem Kühlmedium in Berührung steht. An dem rohrartigen Gehäuse 12 sind in Querrichtung zwei Rohrstutzen ausgebildet, nämlich ein oberer Rohrstutzen 13 und ein unterer Rohrstutzen 14.

Ein rohrartiges Element 15 erstreckt sich axial im Gehäuse 12 und ist starr mit diesem verbunden. So ist ein Halsteil 15a des Elements 15 an der mit 16 bezeichneten Stelle mit einem ver-

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engten Teil 12c der Innenfläche des Gehäuses 12 strömungsdicht verschweißt, und das andere Ende 15b des Elements 15 ist an der Stelle 17 an eineRingscheibe 18 angeschweißt, die ihrerseits an die rohrartige innere Oberfläche 12b angeschweißt ist. Auf diese Weise ist ein an beiden Enden begrenzter, ringförmiger Kanal zwischen der äußeren Oberfläche 15c des Elements 15, der inneren Oberfläche 12b des Gehäuses 12, der inneren Stirnseite 18a (Fig. 2) der Ringscheibe 18 und einer Schulter 12d des Gehäuses 12 nahe der Schweißstelle gebildet.

Wie weiter aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 hervorgeht, sind zwei Stangen bzw. Drähte 2o und 21 um die Oberfläche 15c des rohrartigen Elements 15 nach Art einer doppelgängigen Schraube herumgewickelt und bilden längs dieser Oberfläche 15c zwei schraubenförmige Kanäle, die mit den an der Schulter 12d anliegenden Enden 2o a und 21a der Drähte beginnen und an ihren freien Enden 20b und 21b enden. Die freien Enden 20b und 21b befinden sich mit Abstand gegenüber der Stirnseite 18a der Ringscheibe 18 und formen auf diese Weise einen querliegenden Durchlaß 22. Die schraubenförmigen Drähte 20 und 21 sind zwischen den Oberflächen 12b und 15c dadurch eingekeilt bzw. festgeklemmt, daß das Gehäuse 12 unter Wärmewirkung auf die Drähte aufgeschrumpft wurde. Diese Technik^schafft eine strömungsdichte Anlage an den Berührungsstellen der Drähte 20 und 21 mit den zylindrischen Oberflächen 15c und 12b (Fig. 3).

Man erhält auf diese Weise mehrere Strömungswege. Ein Medium zum Kühlen des Rohlings kann dem Kernstab 10 über den Rohrstutzen 14 zugeführt werden und nimmt dann seinen Weg über den ersten (in Fig. 3 durch dicke schwarze Pfeile angezeigten) schraubenförmigen Kanal, zum Durchlaß 22 und von dort über den zweiten (durch dünnere Pfeile angezeigten) schraubenförmigen Kanal in entgegengesetzter Richtung und zum Auslaß am Rohrstutzen .13. Auf diese Weise zirkuliert das Medium in kontinuierlichem Gegenstrom und ergibt eine rasche Kühlung des Kernstabs und des darauf befindlichen Rohlings.

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Aus Fig. 1 und 4 ist die Ausbildung des Ventils für die Zufuhr von Blasluft ersichtlich, das allgemein mit 23 bezeichnet und innerhalb der inneren Oberfläche 15d des rohrartigen Elements 15 gleitbar,hin und her bewegbar gelagert ist.

Das Ventil 23 weist einen Ventilkopf 24, einen starr mit diesem verbundenen hohlen Ventilschaft 25, eine einstellbar auf ein Halsteil 25a des Schafts 25 aufgeschraubte Mutter 26 und eine Druckfeder 27 auf und ist über einen allgemein mit 28 bezeichneten Auslösemechanismus betätigbar.

Der Auslösemechanismus 28 ist im einzelnen in US-PS 3.836.305 beschrieben. Er weist einen zeitlichegesteuerten Kolben 29, und von diesem bewegbare Kugeln 30 und 31 auf, die ihrerseits über einen Zylinder 32 einen Block 33 bewegen. Der Block 33 liegt gegen die Mutter 26 an und bewegt mit dieser den Ventilschaft 25 unter Zusammendrückung der Feder 27 und den Ventilkopf 24, wodurch eine Öffnung 34 zwischen dem Ventilkopf 24 und dem Gehäuse 12 des Kernstabs entsteht.

Die geöffnete Stellung des Ventils ist in Fig. 4 in gestrichelten Linien angedeutet. Bei der Bewegung des Blocks 33 wird eine darin befindliche Öffnung 35 auf eine Zuleitung 36 für Blasluft ausgerichtet. Auf diese Weise wird bei offenem Ventil Druckluft zum Aufblasen des Rohlings über die Leitung 36 der öffnung 35, einer Bohrung 37 im Block 33, einem Kanal 38 in der Mutter 26, den hohlen Ventilschaft und über die bei offenem Ventil bestehenden öffnung 34 im Ventilkopf vorgesehenen Bohrungen 39, normalerweise vier an der Zahl, zum Aufblasen des Rohlings zugeführt. Die Arbeitsweise ist so, daß ein Rohling durch Spritzguß auf der Oberfläche 12a des Kernstabs angebracht wird. Danach wird der Kernstab mit dem darauf befindlichen Rohling in der üblichen Weise aus der geöffneten Einspritzform entfernt.

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Um nun eine rasche Abkühlung des Rohlings zu erreichen, wird ein Kühlmedium, z.B. Wasser von etwa 40°F (etwa 5°C). dem Rohrstutzen 14 zugeführt und strömt über den ersten schraubenförmigen Weg zwischen den Drähten 20 und 21 durch, weiter über den Durchlaß 22 zum aweiten schraubenförmigen Weg zwischen den Dräßien 20 und 21 und verläßt dann den Kernstab über den Rohrstutzen 13. Auf diese Weise wird eine rasche und gleichförmige Kühlung des Kernstabs und des darauf befindlichen Rohlings erreicht. Wenn der Rohling auf die gewünschte Temperatur abgesenkt worden ist, wird der Auslösemechanismus 28 betätigt, um üker die innere Luftleitung im Ventilschaft 25 dem Rohling die Blasluft zum Aufblasen zuzuführen.

In Fig. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kernstabs 110 gezeigt. Für die einzelnen Teile dieser Ausführungsform sind die gleichen Bezugszeichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 4 verwene det, jedoch mit einer vorgestellten"!".

Bei der Ausführungsform nach Fig.5 und 6 sind im Ringkanal zwischen einem rohrartigen Gehäuse 112 und einem inneren rohrartigen Element 115 zwei Drähte 50 und 51 unter Verformung eingeklemmt, und diese Drähte befinden sich um 180 gegeneinander versetzt auf gegenüberliegenden Seiten des Elements 115. Die inneren (linken) Enden der Drähte 50 und 51 liegen gegen eine Schulter 112d an, während die freien Enden mit der hier Mit 118 bezeichneten Ringscheibe einen vertikalen Durchlaß 112 bildön.

Auf diese Weise strömt bei 114 eintretendes Kühlwasser längs des unteren ringartigen Kanals 52, weiter durch den Durchlaß 122 und zum oberen ringartigen Kanal 53_f von wo es den Kernstab über den Auslaß 113 yerläßt. Es besteht also eine rasche Durchströmung des Kernstabs auf zwei parallelen Wegen.

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Im Rahmen der Erfindung können als Kühlmedium neben Wasser auch andere Kühlmittel verwendet werden, und zwar sowohl Gase als auch Flüssigkeiten oder Mischungen von beiden.

Die Erfindung schafft also eine rasche, gut steuerbare Kühlung mit Hilfe eines Kernstabs, der die Blasluft axial führt und für ein Kühlmittel einen diese umgebenden Ringkanal vorsieht, der vorzugsweise in zwei Strömungswege unterteilt ist für eine rasche und gleichförmige Kühlung.

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Leerse ite

Claims

25. Oktober 1976 Consupak, Inc.

Da/f 17501 G

Ansprüche

Kernstab für eine Einspritz-Blasformma'schine mit einem äußeren rohrartigen Element, dessen eines^Ende zur Lagerung des Kernstabs an der Maschine dient, dadurch gekennzeichnet, daß das andere freie Ende ein Ventil zum Zuführen von Blasluft aufweist, daß weiter in dem äußeren rohrartigen Element (12) ein inneres rohrartiges Element (15) angeordnet ist, derart daß die Außenseite (15c) des inneren Elements und die Innenseite (12b) des äußeren Elements einen ringförmigen Kanal für die Strömung eines Mediums zum Steuern der Temperatur bilden, und daß innerhalb des inneren Elements (15) axial. eine rohrartige Luftleitung (25) gleitbar angeordnet und mit dem Ventil (23) zu gemeinsamer Bewegung verbunden ist.
2. Kernstab nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (28) zur axialen Bewegung der Luftleitung (25) vorgesehen ist, über die eine Öffnung (54) für Blasluft zwischen dem Ventil (23) und dem freien Ende des ersten rohrartigen Elements (12) herstellbar ist.
3. Kernstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß . eine Einrichtung (18) vorgesehen ist, die das Medium auf den ringförmigen Kanal beschränkt.
4. Kernstab nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen Kanal Leitkörper (20, 21; 50, 51) vorgesehen sind.

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5. Kernstab nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper wenigstens zwei mit Abstand von einander angeordnete Stangen (20, 21; 50, 51) enthalten, wobei der Durchmesser jeder Stange etwa gleich der Weite des ringförmigen Kanals ist und wobei jeder der Stangen unmittelbar gegen die betreffenden rohrartigen Elemente (12, 15) anliegt.
6. Kernstab nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stangen (50, 51) mit gegenseitigem Abstand parallel zueinander zu gegenüberliegenden Seiten der Luftleitung (25) angeordnet sind und einen unteren sowie einen oberen bogenförmigen Kanal (52 bzw. 53) für die Strömung des Mediums bilden.
7. Kernstab nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stangen (20, 21) parallel und im gegenseitigen Abstand als doppelte Schraubenwicklungen angeordnet sind und somit zwei schraubenförmige Kanäle innerhalb des ringförmigen Kanals bilden, von denen der eine schraubenförmige Kanal für die Strömung zum freien Ende (10b) hin und der andere schraubenförmige Kanal für die Strömung in entgegengesetzter Richtung dient.
8. Kernstab nach einem der vorstehenden Ansprüche, dsa durch gekennzeichnet, daß das Ventil (23) mit der Luftleitung (25) in Verbindung stehende Kanäle (39) aufweist.
9. Kernstab nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (14) für den Zutritt des Mediums an der Unterseite des ringförmigen Kanals vorgesehen ist sowie eine Einrichtung (13) zum Abführen des Mediums an der

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- 3 Oberseite dieses Kanals.
10. Kernstab nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß. die Einrichtung zum Beschränken des Mediums auf den ringförmigen Raum eine ringförmige Platte (18) aufweist, die benachtbart zu dem Ventil (23) fest mit den betreffenden rohrartigen Elementen (12, 15) verbunden ist.
11. Kernstab für eine Einspritz-Blasformmaschine, gekennzeichnet durch

ein rohrartiges Gehäuse (12), eine axial im Gehäuse angeordnete Luftleitung (25) für Blasluft, Leiteinrichtungen (20, 21; 50, 51) für ein Medium zur Temperatursteuerung in dem ringförmigen Raum zwischen dem Gehäuse (12) und der Luftleitung (25) und weiter durch ein mit der Luftleitung (25) verbundenes Luftventil (23) zum Herstellen einer Öffnung (34) für Blasluft.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (114, 50, 51, 113) vorgesehen sind, die eine Strömung des Mediums für die Temperatursteuerung mit Zutritt am Boden des Kernstabs (110), durch einen unteren ringartigen Raum (52) längs des Kernstabs (Ho) und weiter.durch einen oberen ringartigen Raum (53) des Kernstabs bis zu einem Auslaß an der Oberseite des Kernstabs gestatten.
13. Kernstab nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (12, 15,2o, 21) vorgesehen sind, die eine schraubenförmige Strömung de&JJediums für die Temperatursteuerung längs des Kerdstal£>f (1o) ergeben.

Paten
Dannenberg

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