DE2907802A1

DE2907802A1 - Spritzkopfanordnung

Info

Publication number: DE2907802A1
Application number: DE19792907802
Authority: DE
Inventors: William Edward Ziegler
Original assignee: Hoover Universal Inc
Current assignee: Hoover Universal Inc
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1979-02-28
Publication date: 1979-09-06
Also published as: CA1101167A; GB2015412A; US4165212A

Description

DR.-ING. DIPL-ING. M. SC. Ol PL.-=HYS. OH. PIPL-PHYS. D'PL.-PHYS. DB.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER SOEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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A 43 118b Anmelder: Hoover Universal, Inc.

k-16 6 135 East Bennett Street

26. Februar 1979 Saline, Michigan 48176

USA

Beschreibung Spritzkopfanordnung

Die Erfindung betrifft eine Spritzkopfanordnung mit mindestens zwei Spritzköpfen mit jeweils einer Auslaßöffnung, mit einer damit in Verbindung stehenden Sammelkammer, der Kunststoffmaterial von einem Extruder über einen Einlaßkanal zuführbar ist^ und mit Austreibeinrichtungen zum intermittierenden Austreiben des Kunststoffmaterials aus der Sammelkammer durch die Auslaßöffnung zum Spritzen von Kunststoffelementen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Spritzkopfanordnung zum gleichzeitigen Extrudieren mehrerer Rohre bzw. Schläuche aus Kunststoffmaterial zwischen die offenen Hälften einer Blasform zum Blasen von hohlen Kunststoffgegenständen..

Bei der Herstellung von hohlen Rohren oder Schläuchen, die in Blasformen zu hohlen Kunststoffgegenständen, wie Flaschen und dergleichen, verformt werden können, ist es üblich, Spritzkopfanordnungen mit mehreren Spritzköpfen zu verwenden, die von einem Schneckenextruder gespeist werden. Wenn dabei mit zwei Spritzköpfen gearbeitet wird, die S amme !kammern aufweisen, welche ein intermittierendes Extrudieren bzw. Austreiben des Kunststoffmaterials gestatten - derartige Spritzkopfanordnungen sind beispielsweise in den US PSen 3 9o9 183 und 3 611 49 4 beschrieben -, ist es üblich, unterhalb jedes Spritzkopfes

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eine Blasform mit getrennt ansteuerbaren Formhälften vorzusehen. Die Arbeitszyklen der beiden Spritzköpfe der Spritzkopfanordnung sind dabei einander diametral entgegengesetzt, was bedeutet, daß beim Austreiben des Kunststoffmaterials aus dem einen Spritzkopf bei geöffneter,zugeordneter Blasform in der dem anderen Spritzkopf zugeordneten, geschlossenen Blasform ein Gegenstand geblasen wird, wobei gleichzeitig die Sammelkammer dieses Spritzkopfes mit neuem Kunststoffmaterial gefüllt wird. Der Hauptgrund für die alternierenden Arbeitszyklen der beiden Spritzköpfe besteht darin, eine Reihe von Problemen zu vermeiden, die andernfalls bei derartigen Spritzkopfanordnungen auftreten würden.

Zu diesen Problemen gehört eine ungleichmäßige Zufuhr des Kunststoffmaterials von dem Extruder zu den beiden (oder mehreren) Spritzköpfen bzw. zu deren Sammelkammern, ein ungleichmäßiges Austreiben des Kunststoffmaterials aus den Spritzkopfen, mit der Folge, daß der eine Schlauch langer v/ird als der andere, ein unregelmäßiger zeitlicher Ablauf des Spritzvorganges, so daß sich die Schläuche beim Blasen auf unterschiedliche Längen gestreckt haben usw. Diese unregelmäßige Arbeitsbedingungen führen zu unerwünschten Ergebnissen, beispielsweise dazu, daß die Geschwindigkeit der Arbeitszyklen reduziert werden muß, daß größere Verluste an Kunststoffmaterial bestehen, da sich beim Blasen eine größere Menge Ausschuß ergibt usw.

Zur Überwindung dieser Probleme werden bisher die zwei Spritzköpfe einer Spritzkopfanordnung alternierend betätigt, was zur Folge hat, daß getrennte Betätigungseinrichtungen für die

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Blasformen vorgesehen werden müssen und daß für jeden Spritzkopf eigene Steuereinrichtungen und dergleichen benötigt werden, wodurch die Ausrüstungs- und Betriebskosten erhöht werden.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Spritzkopfanordnung anzugeben, bei der der Steuerungs- und Geräteaufwand verringert ist und dennoch beim Spritzen und Blasen der Kunststoffgegenstände eine hohe Gleichmäßigkeit und Qualität erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Spritzkopfanordnung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Ausgleichsvorrichtung vorgesehen ist, die mit den Austreibeinrichtungen jedes der Spritzköpfe verbunden ist und mit deren Hilfe das Austreiben des Kunststoffmaterials aus den SammeIkammerη durch die Austreibeinrichtungen synchronisierbar ist.

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Spritzkopfanordnung besteht darin, daß nur ein einziger Schneckenextruder und eine einzige Blasform- und Klemmvorrichtung benötigt werden, da die Kunststoffgegenstände in den Hohlräumen der Blasform gleichzeitig aus Schläuchen aus Kunststoffmaterial geblasen werden, die ebenfalls gleichzeitig aus zwei oder mehr Spritzköpfen extrudiert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die SpritzkopfanOrdnung zwei Spritzköpfe zum intermittierenden Extrudieren von Schläuchen aus Plastikmaterial auf, die anschließend in einer Blasform ausgeformt werden. Dabei können die Spritzköpfe grundsätzlich in üblicher Weise aufgebaut sein, sind jedoch über eine Ausgleichsvorrichtung derart miteinander verbunden, daß das Austreiben bzw. Extrudieren des Kunststoff-

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materials synchron erfolgt, so daß die Kunststoffschläuche aus den beiden Spritzköpfen gleichzeitig gespritzt werden, während andererseits die Samme!kammern der Spritzköpfe auch gleichzeitig mit neuem Kunststoffmaterial gefüllt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ausgleichsvorrichtung dabei einen Torsionsstab bzw. eine Torsionswelle auf, die um ihre Längsachse drehbar montiert ist, und die über Verbindungseinrichtungen derart mit den Austreibeinrichtungen jedes der Spritzköpfe verbunden ist, daß eine gleichmäßige Wirkung der Austreibeinrichtungen bezogen auf die Drehwirkung des Torsionsstabes erreicht wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung können dabei verschiedene Konstruktionen benutzt werden, um den Torsionsstab mit den Austreibeinrichtungen der zugeordneten Spritzköpfe zu verbinden. Vorzugsweise ist für jeden Spritzkopf ein Hebelarm vorgesehen, dessen eines Ende drehfest mit dem Torsionsstab verbunden ist und an dessen anderem Ende ein Abtastelement vorgesehen ist, welches einer Kurvenbahn an den Austreibeinrichtungen des betreffenden Spritzkopfes folgt. Bei dieser Ausgestaltung wird zwangsläufig sichergestellt, daß sich die Austreibeinrichtungen eines der Spritzköpfe synchron mit den Austreibeinrichtungen des anderen Spritzkopfes bzw. der weiteren Spritzköpfe bewegen. Die Austreibeinrichtungen der einzelnen Spritzköpfe können aber mit dem Torsionsstab auch über andere Verbindungseinrichtungen verbunden sein, beispielsweise über eine Zahnstangen-Ritzel-Verbindung.

Erfindungsgemäß werden die bisher bei Doppelspritzköpfen beobachteten Probleme überwunden, da sowohl ein gleichmäßiges Füllen der Sammelkammern der einzelnen Spritzköpfe erzwungen wird als auch ein gleichmäßiges Austreiben des Kunststoffmaterials aus den Sammelkammern. Auf diese Weise werden bei

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Verwendung einer er fi ndungsgemäßen Spritzkopf anordnung Schläuche mit praktisch identischer Form und mit praktisch identischen physikalischen Eigenschaften zwischen die offenen Formhälften der Blasform extrudiert, so daß nach dem Schließen der Blasform sehr gleichmäßige Kunststoff-Hohlteile geblasen werden können, und wobei für die Doppel- bzw. Mehrfachblasform nur ein einziger Klemm- bzw. Schließmechanismus benötigt wird.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spritzkopfanordnung mit zwei Spritzköpfen, teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Spritzkopfanordnung gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 in dieser Figur.

Ehe die Erfindung nachstehend ins Einzelne gehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläurtert wird, sei vorausgeschickt, daß die Erfindung keineswegs auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Dem Fachmann stehen vielmehr,ausgehend von dem Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.

Im einzelnen zeigen die Figuren 1 und 2 der Zeichnung eine erfindungsgemäße Spritzkopfanordnung 1o mit zwei Spritzköpfen 12 und 14, von denen nur der Aufbau des Spritzkopfes detailliert beschrieben v/erden soll, da die beiden Spritzköpfe 12, 14 im wesentlichen gleich aufgebaut sind.

Der Spritzkopf 12 besitzt eine ringförmige Auslaßöffnung 16, welche durch das untere Ende eines Dorns 18 und einen auslaßseitigen Formring 2o begrenzt wird. Der Kern oder Dorn

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ist an einer Verlängerung 22 befestigt, die ihrerseits in geeigneter Weise mit der Kolbenstange eines Stellzylinders verbunden ist. Letzterer ist an einer Halterung 26 montiert und kann in üblicher Weise derart betätigt werden, daß die Verlängerung 22 und damit der Dorn 18 in axialer Richtung verstellt werden, um die Wandstärke eines Rohres zu verändern, welches durch die ringförmige Auslaßöffnung 16 extrudiert bzw. gespritzt wird. Stromaufwärts bzw. oberhalb der Auslaßöffnung 16 ist eine Sammelkammer 28 vorgesehen, welche durch die Innenwand eines Gehäuses 3o, einen Druckring 32 und die Außenwand des Doms 18 begrenzt wird. Der Formring 2o, der Druckring 32 unddas Gehäuse 3o sind durch einen Klemmring 34 zu einer Einheit verbunden.

Die Sammelkammer 28 steht an ihrem unteren Ende mit der Auslaßöffnung 16 und an ihrem oberen Ende mit einem Einlaßkanal 36 in Verbindung, durch den der Sammelkammer 28 Kunststoffmaterial von einem Schneckenextruder (nicht dargestellt) über einen Druckkanal 38 zuführbar ist. Wenn der Sammelkammer 2 8 über den Einlaßkanal 36 Kunststoffmaterial zugeführt wird, dann wird ein ringförmiger Kolben 4o, der Bestandteil der Austreibeinrichtungen 42 ist, nach oben bewegt, bis die Sammelkammer 28 vollständig mit Kunststoffmaterial gefüllt ist. Anschließend wird mittels geeigneter Steuereinrichtungen (nicht dargestellt) ein Fluid-Zylinder betätigt, dessen Kolbenstange 46 den Kolben 4o nach unten drückt, wobei aus der ringförmigen Öffnung 16 ein Rohr aus Kunststoffmaterial ausgetrieben wird, welches nunmehr zwischen den Hälften einer Blasform (nicht dargestellt) eingeklemmt werden kann. Der Fluid-Zylinder 44 ist teilweise mittels

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mehrerer zylindrischer Streben 5o an einem Formblock 48 befestigt, der den Einlaßkanal 36 enthält. Bei der betrachteten Anordnung ist der Kolben 4o in axialer Richtung beweglich, in einer Buchse 52 gehaltert bzw. geführt, welche stationär an dem Formblock 48 befestigt ist. Der Spritzkopf 12 ist - soweit er bis hierher beschrieben wurde in üblicher Weise aufgebaut und ausgebildet, so daß diesbezüglich keine nähere Erläuterung für erforderlich gehalten wird.

Nachstehend soll nunmehr eine Ausgleichsvorrichtung 54 näher erläutert werden, die mit beiden Austreibeinrichtungen 42 verbunden ist, um deren Betrieb derart zu synchronisieren, daß die beiden Sammelkammern 2 8 von dem Schneckenextruder gleichzeitig gefüllt und beim Spritzen von Rohren aus Kunststoffmaterial gleichzeitig entleert werden, wobei die gespritzten Kunststoffrohre gleichzeitig in einer einzigen Blasform festgeklemmt werden können. Im einzelnen weist die Ausgleichsvorrichtung 54 einen Torsionsstab 56 auf, der in Stützgliedern 58 um seine Längsachse drehbar gelagert ist. Außerdem sind Verbindungseinrichtungen 59 vorgesehen, welche den Torsionsstab mit den Austreibeinrichtungen 42 jedes der Spritzköpfe 12 bzw. 14 verbinden, um eine gleichmäßige Betätigung der Austreibeinrichtungen 42 bezüglich des Torsionsstabes 56 zu gewährleisten. Beim Ausführungsbeispiel weisen die Verbindungseinrichtungen 59 Hebelärme 6o auf, deren innere Enden mit dem Torsionsstab 56 verkeilt sind, so daß sie sich gemeinsam mit diesem drehen und deren äußere Enden

Quer-Abtastrollen 62 oder dergleichen tragen, die in/schlitzen 6 4

der Kolben 4o laufen. Wenn sich die Kolben 4o in senkrechter

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Richtung bewegen, dann können die Abtastrollen 62 frei längs der durch die Schlitze 64 gebildeten Führungsbahnen 66 laufen, wobei die senkrechte Bewegung der Kolben 4o auf den Torsionsstab 56 als Drehbewegung um dessen Achse übertragen wird. Wenn nun die Tendenz besteht, daß das Kunststoffmaterial leichter in die eine Sammelkammer 28 einströmt als in die andere, dann muß der dieser Sammelkammer zugeordnete Kolben 4o einen Teil der Kraft aufbringen, die für das Anheben des der anderen Sammelkammer zugeordneten Kolbens 4o erforderlich ist. Hierdurch ergibt sich aber in der an sich leichter zu füllenden Sammelkammer ein höherer Widerstand für das Anheben des Kolbens 4o als in der anderen Sammelkammer, so daß letztlich erreicht wird, daß das Kunststoffmaterial gleichmäßig in beide Sammelkammern 28 fließt. Für die Rückführung der Kolben 4o zum Austreiben des Kunststoffmaterials durch die Auslaßöffnungen 16 ist nur ein einziger Satz von Steuereinrichtungen (nicht dargestellt) erforderlich, wobei das Austreiben des Kunststoffmaterials ebenfalls durch die Ausgleichsvorrichtung 54 synchronisiert wird, so daß die beiden Rohre oder Schläuche, die durch die Auslaßöffnungen gespritzt werden, im wesentlichen die gleichen Abmessungen und physikalischen Eigenschaften haben, wenn sie zum Blasen von Kunststoffgegenständen in einer einzigen Blasform festgeklemmt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung kann -wie dies Fig. 1 zeigtfür den Einlaßkanal 36 eine einstellbare Drosselschraube 68 vorgesehen sein, mit deren Hilfe ein gleichmäßiger Kunststofffluß zu den beiden Samme!kammern 28 gefördert werden kann.

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Claims

DR1-IMS. OIPL.-INQ. M. SC. DIPL-PHYS. OR. UIPL.-PHVS. DIPL-PHYS. DR. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER BOEHME PATENTANWÄLTE IN STUTTSART A 43 118 b Anmelder: Hoover Universal, Inc. k-166 135 East Bennett Street 26. Februar 1979 Saline, Michigan 48176 USA Patentansprüche

1. Spritzkopfanordnung.mit mindestens zwei Spritzköpfen mit jeweils einer Auslaßöffnung, mit einer damit in Verbindung stehenden Sammelkammer, der Kunststoffmaterial von einem Extruder über einen Einlaßkanal zuführbar ist und mit Austreibeinrichtungen zum intermittierenden Austreiben des Kunststoffmaterials aus der Sammelkammer durch die Auslaßöffnung zum Spritzen von Kunststoffelementen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgleichsvorrichtung (54) vorgesehen ist, die mit den Austreibeinrichtungen (42) jedes der Spritzköpfe (12, 14) verbunden ist und mit deren Hilfe das Austreiben des Kunststoff materials aus den Sammelkammern (2 8) durch die Austreibeinrichtungen (42) synchronisierbar ist.

2. Spritzkopfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsvorrichtung (54) einen Torsionsstab (56) aufweist, der um seine Längsachse drehbar gelagert is^ und daß die Ausgleichsvorrichtung (54) Verbindungseinrichtungen (59) aufweist, über die die Austreibeinrichtungen (42) derart mit dem Torsionsstab (56) verbunden sind, daß ein synchrones Arbeiten der Austreibeinrichtungen (42) bezüglich der Drehbewegung des Torsionsstabes (56) gewährleistet ist.

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3. Spritzkopfanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austreibeinrichtungen (42) jeweils eine Fluid-Zylinderanordnung aufweisen, die derart betätigbar ist, daß das in den SammeIkammerη (28) angesammelte Kunststoffmaterial intermittierend austreibbar ist und daß die Verbindungseinrichtungen (59) den Torsionsstab (56) derart mechanisch mit jeder der Austreibeinrichtungen (42) koppeln, daß ein synchrones Arbeiten der Fluid-Zylinderanordnungen erzwingbar ist.

4. Spritzkopfanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (36) jeder der Sammelkammern (28) mit einem Druckkanal (38) verbunden ist, dem das Kunst-Stoffmaterial von einem Extruder, insbesondere einem Schneckenextruder, zuführbar ist, daß die Fluid-Zylinderanordnungen derart ausgebildet sind, daß sie durch das den Sammelkammern (2 8) zugeführte Kunststoffmaterial in ihrer Ausgangsstellung für einen Austreibvorgang bewegbar SiHd₁₁ und daß die Ausgleichsvorrichtung (54) derart ausgebildet ist, daß mit ihrer Hilfe ein synchrones Füllen jeder der Sammelkammern (2 8) mit Kunststoffmaterial erzwingbar ist.

5. Spritzkopf anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Austreibeinrichtungen (42) einen in der zugeordneten Sammelkammer hin- und herbeweglichen Kolben mit zugeordneten Betätigungseinrichtungen aufweist und daß mit Hilfe der Ausgleichsvorrichtung (54) eine synchrone Hin- und Herbewegung der Kolben herbeiführbar ist.

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6. Spritzkopfanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Spritzköpfe (12, 14) mit jeweils einer ringförmigen Auslaßöffnung (16) zum gleichzeitigen Spritzen zweier Kunststoffschläuche vorgesehen sind und daß die Kolben (4o) in senkrechter Richtung derart hin- und herbeweglich sind, daß sich die Kolben (4o) beim Füllen der Sammelkammern (28) nach oben und beim Austreiben des Kunststoff materials aus den Sammelkammern (28) nach unten bewegen.

7. Spritzkopfanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsvorrichtung (54) einen Torsionsstab (56) aufweist, der angrenzend an die Kolben (4o) um seine Längsachse drehbar gehaltert ist_; und daß die Ausgleichsvorrichtung (54) Verbindungseinrichtungen (59) aufweist, über die die Kolben derart mit dem Torsionsstab (56) verbunden sind, daß eine gleichmäßige Hin- und Herbewegung der Kolben (4o) bezüglich der Drehbewegung des Torsionsstabes (56) erzwingbar ist.

8. Spritzkopfanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbirdungseinrichtungen (59) für jeden Kolben (4o) jeweils einen Hebelarm (6o) aufweisen, dessen -eines Ende drehfest mit dem Torsionsstab (56) verbunden ist und an dessen anderem Ende ein Abtastelement (62) vorgesehen ist, das mit einer Kurvenbahn (66) an dem jeweils zugeordneten Kolben (4o) zusammenwirkt.

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9. Spritzkopfanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement als Abtastrolle (62) ausgebildet ist und daß an jedem Kolben (4o) ein quer zu dessen Hubrichtung verlaufender Schlitz (64) vorgesehen ist, dessen Wandung die Kurvenbahn (66) für die Abtastrolle (62) bildet.

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