DE3037114C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Übertragung von Wärme von einer Kunststoff-Spritzgießform auf eine Übertragungsflüssigkeit, wobei die Form einen Flüssigkeits­ durchlaß besitzt.

In der DE-OS 27 13 339 wird ein System zum Zuführen eines Kühlfluids in eine Kunststoff- Spritzgießmaschine beschrieben, wobei das Fluid zumindest in den Kühldurchlässen der Form unter Unterdruck gehalten wird. Das System enthält eine Kolbenverdrängerpumpe, deren Einlaß direkt mit dem Auslaß des Kühldurchlasses in der Form verbunden ist und einen Fluiddruckregler, dessen Auslaß direkt mit dem Einlaß des Kühlmittel­ durchlasses der Form verbunden ist. Das System ist so ausgelegt, daß das von der Form durch die Pumpe abgezogene Fluid direkt in einen Behälter abgegeben wird, von dem eine Versorgungspumpe das Fluid zum Druckregler führt, um so den Fluidumlauf durch die Form aufrechtzuerhalten.

Dieses System verringert in zufriedenstellender Weise die Leckmenge in eine Form, bei der eine unerwünschte Verbindung zwischen dem Kühlmitteldurchlaß und dem Formhohlraum vor­ handen ist und läßt zusätzlich Änderungen bei den bis dahin bekannten Formauslegungen zu, jedoch ergeben sich Schwierig­ keiten in manchen Bereichen bei gewissen Zuständen. Bei­ spielsweise verbleibt Luft oder anderes Gas, das im Kühl­ fluid eingefangen ist, bei manchen Fluidarten in dem Fluid, statt, wie es bei zur Umgebung offenen Behältern der Fall ist, die Fluide zu verlassen. Die eingefangene Luft kann Schaumbildung verursachen, die die Wärmeübertragung von der Form zu dem Fluid stört. Außerdem hat es sich als wünschenswert erwiesen, nicht auf einzelne Arten von Nachführ- oder Versorgungspumpen beschränkt zu sein und ein geschlossenes System auszubilden, in dem die Fluid­ temperatur recht genau auf wirtschaftliche Weise eingestellt werden kann.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Wärmeübertragungssystem für Kunststoff-Spritzgießformen mit Unterdruckhilfe zu schaffen, bei dem das Einschließen oder Mitreißen von Luft oder anderen Gasen im Kühlfluid möglichst vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Erfindung wird ein System geschaffen, das einen Behälter, eine Kolbenverdrängerpumpe und einen Fluiddruck­ regler enthält. Der Behälter ist gegenüber der Atmosphäre abgeschlossen, jedoch ist eine Gas-Unterdruckpumpe vorgesehen, deren Einlaß mit dem oberen Abschnitt des Behälter-Innen­ raumes verbunden ist, um den Behälter unter einem relativ großen Unterdruck zu halten. Die Verdrängerkolbenpumpe ist so angeschlossen, daß sie Fluid vom Boden oder von dem unteren Abschnitt des Behälters abzieht und mit Überdruck dem Regler zuführt. Wie bei den bekannten Systemen ist der Regler mit dem Eingang der Kühlmittelleitung der Form verbunden. Der Auslaß der Kühlmittelleitung der Form ist jedoch direkt mit dem Behälter verbunden, statt mit dem Einlaß einer Kolbenverdrängerpumpe.

Bei dem so beschriebenen System wird weiterhin an den Aus­ laß der Kühlmittelleitung der Form ein großer Unterdruck angelegt, während Fluid, das im wesentlichen Umgebungs­ druck aufweist, an dem Einlaß der Formkühlmittelleitung ankommt und die Form selbst auf diese Weise grundsätzlich die Strömungsmenge für das durchfließende Fluid bestimmt. Darüber hinaus wird in dem Behälter der Fluidspiegel unter einem relativ großen Unterdruck gehalten, wodurch mit­ gerissene Luft oder anderes Gas aus dem Fluid entfernt und damit die in dem Fluid enthaltene Luft- oder Gasmenge verringert wird.

Dabei ist besonders vorteilhaft, daß das System wirtschaftlich herstellbar ist, den Einbau von Temperaturbeeinflussungsgeräten für das Wärmeübertragungs­ fluid erleichtert, eine Ausnutzung der Vorteile der bisher bekannten Unterdruck-Wärmeübertragungssysteme ermöglicht, leicht in eine Form- oder Spritzguß­ vorrichtung eingebaut werden kann und zuverlässig arbeitet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung des geschlossenen Unterdrucksystems.

Das in der Zeichnung dargestellte geschlossene Unterdruck- Kühlsystem 10 dient zur Kühlung einer Form 11, die eine Vielzahl von Formhohlräumen 12 sowie einen Kühlmitteldurch­ laß 13 aufweist. Der Kühlmitteldurchlaß 13 der Form 11 ist mit seinem Einlaß 14 mit dem Auslaß 15 eines Druckreglers 16 verbunden, dessen Einlaß 17 wiederum mit dem Auslaß 18 einer Kolbenverdrängerpumpe 19 als Pumpeinrichtung verbunden ist. Die Kolbenverdrängerpumpe 19 ist wiederum mit ihrem Einlaß 20 so angeschlossen, daß ein Fluidstrom, beispielsweise ein Flüssigkeitsstrom, von einem Behälter 21, und zwar in der Nähe des Bodens des Behälters 21 abgezogen wird. Der Einlaß 14 des Form-Kühlmitteldurchlasses 13 kann zu­ sätzlich mit einem Lufteinlaßventil 23 und mit einem Druckmesser 22 verbunden sein.

Die Form 11, die schematisch mit drei Formhohlräumen 12 dar­ gestellt ist, kann jede erforderliche Gestalt besitzen und ebenso können die Kühlmitteldurchlässe 13 statt der Serpentinenform in jeder jeweils notwendigen Gestalt ausgelegt sein. Der Zuluft-Einlaß mit dem Lufteinlaßventil 23, der Druckmesser 22 und der Druckregler 16 für Fluid können ebenso wie die Kolbenver­ drängerpumpe 19 in der Art ausgeführt sein, wie sie in der DE-OS 27 13 339 beschrieben ist.

Es ist ein Behälter 21 vorgesehen, der einen Auslaß besitzt, an dem der Einlaß 24 einer Einrichtung 25 zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Behälter 21 in Form einer Gas-Unterdruckpumpe angeschlossen ist. Der Auslaß 26 der Einrichtung, im folgenden als Unterdruckpumpe 25 bezeichnet, kann direkt zur Umgebungsluft führen, falls dies nicht durch Umweltschutzvorschriften ausgeschlossen wird, in welchem Fall entsprechende Reinigungsgeräte einzuschließen sind. Eine für diese Zwecke einsetzbare Pumpe wird von der Firma Sihi Pumps, Grand Island, N.Y. vertrieben, und mit dieser Pumpe kann in dem Behälter 21 ein Unterdruck von bis zu 84 455 Pa (25 inches Quecksilbersäule) gehalten werden. Die Aus­ legung der Unterdruckpumpe 25, beispielsweise eine Fluidvakuumpumpe, muß im Hinblick auf die er­ wartete abzupumpende Luftdruckmenge bestimmt werden, um den erwünschten Unterdruck in dem Behälter 21 aufrechtzuerhalten.

Der Einlaß 27 des Behälters 21 ist mit dem Auslaß 28 des Kühl­ mitteldurchlasses 13 über eine Verbindungseinrichtung bzw. Leitung 29 verbunden, die keine Strömungshindernisse oder Engstellen enthält.

In dem Behälter 21 sind zwischen dem Einlaß 27 und dem Auslaß 30 zur Kolbenverdrängerpumpe 19 Prallplatten 31 und 31a angeordnet, die den Innenraum des Behälters 21 so unterteilen, daß ein direkter Strom von evtl. Gas enthal­ tendem Fluid vom Einlaß 27 zum Auslaß 30 des Behälters 21 verhindert wird.

Weiter hat es sich als günstig herausgestellt, den Behälter 21 mit einem Fluid­ standschalter 33 zu versehen, um den Einschaltzustand der Kolbenverdrängerpumpe 19 zu beeinflussen, damit sichergestellt ist, daß diese Pumpe nicht in Betrieb ist, wenn ein unzureichender Fluidspiegel im Behälter 21 herrscht. Dazu kann auch die Unterdruckpumpe 25, statt kontinuierlich zu arbeiten, über einen Unterdruckschalter 34 nur dann in Betrieb gesetzt werden, wenn der Unterdruck im Behälter 21 einen vorbestimmten Wert nicht erreicht.

Beispielsweise kann ein Unterdruckwert von 74 320 Pa (22 inches Quecksilbersäule) eingesetzt werden, der in der Nähe der Pumpenkapazität der Unterdruckpumpe 25 liegt. Der ausgewählte Wert soll dazu geringer sein als das Einlaßvakuum, das die Kolbenverdrängerpumpe 19 erzeugen kann, welches typischer­ weise in der Größenordnung von 94 600 Pa (28 inches Queck­ silbersäule) liegt. Der geringe Unterschied stellt sicher, daß die Kolbenverdrängerpumpe 19 Übertragungsflüssigkeit 32 von dem Behälter 21 abpumpen kann. Die Kapazität der Kolbenverdrängerpumpe 19 braucht nur so groß zu sein, wie es erforderlich ist, um das erforderliche Kühlflüssig­ keitsvolumen zu bewegen, da sie kein gashaltiges Gemisch pumpen muß, wie es in der erwähnten DE-OS 27 13 339 be­ schrieben ist.

Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf das Kühlen von Formen beschränkt, sondern es können auch Anwendungen vorgesehen sein, bei denen Formen erhitzt werden. Damit können die bisher benutzten Ausdrücke "Kühlfluid" und "Kühlflüssigkeit" bzw. "Kühlmittel" so angesehen werden, daß sie Flüssigkeiten bzw. Fluide bezeichnen, die Wärmeübertragungen in beiden Richtungen ausführen können. Statt des gezeigten einen Kühlsystems, das mit der Spritzgießform verbunden ist, kann es je nach Anwendungsfall auch erforderlich sein, zwei Systeme anzu­ wenden, um alternativ Heizen und Kühlen zu bewirken.

Es zeigt sich, daß mit der vorgestellten Konstruktion Luft oder anderes Gas dazu gebracht werden kann, jedes in dem Behälter enthaltene Fluid durch seine Oberfläche unter Einwirkung des relativ großen Unterdrucks zu verlassen, im Gegensatz zu der Anwendung von Atmosphärendruck in der vorgenannten DE-OS 27 13 339. Ferner ist eine freie Fließverbindung zwischen dem Auslaß der Form und einer Unterdruckquelle sowie zwischen dem Regler und dem Einlaß der Form vorhanden, so daß die durch die Form fließende Fluidmenge grundsätzlich durch die Auslegung der Form bzw. ihres Kühlmitteldurchlasses und nicht durch äußere Faktoren wie Ventile etc. bestimmt wird. Damit ergibt sich ein Kühlsystem mit Unterdruckhilfe zum Ab­ kühlen von Kühlmitteldurchlässen in Kunststofformen mit einem geschlossenen Behälter, der durch eine Unterdruck- Fluidpumpe auf relativ großem Unterdruck gehalten wird, wobei der Auslaß des Kühlmitteldurchlasses direkt mit dem Behältereinlaß verbunden ist, während der Auslaß des Behälters mit dem Kühlmitteleinlaß über eine Druck­ pumpe und einen Fluiddruckregler verbunden ist.

Claims (7)

1. System zur Übertragung von Wärme von einer Kunststoff- Spritzgießform auf eine Übertragungsflüssigkeit, wobei die Form einen Flüssigkeitsdurchlaß besitzt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein geschlossener Behälter (21) für die Übertragungsflüssigkeit (32) mit einem Einlaß (27) und einem Auslaß (30) vorgesehen ist, daß eine Einrichtung (25) vorgesehen ist, um das Innere des Behälters unter Unterdruck zu halten, daß eine Verbindungseinrichtung (29) vorgesehen ist, die den Auslaß (28) des Flüssigkeitsdurchlasses (13) der Form (11) mit dem Einlaß (27) des Behälters (21) verbindet, und daß eine Pumpeinrichtung (19) vorgesehen ist, deren Einlaß (20) mit dem Auslaß (30) des Behälters und deren Auslaß (18) mit dem Einlaß (14) des Flüssigkeitsdurch­ lasses (13) der Form (11) verbunden ist, wobei der von der Einrichtung (25) an ihrem Einlaß (20) erzeugte Unterdruck größer ist als der Unterdruck, der im Inneren des Behälters (21) herrscht.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Behälter (21) Prallplatten (31, 31a) vorgesehen sind.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Behälter (21) eine geringere Menge der Übertragungsflüssigkeit (32) enthalten ist, als die Kapazität des Behälters (21) beträgt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (25) zur Erzeugung eines Unterdrucks in dem Behälter (21) eine mit ihrem Einlaß (24) mit dem oberen Abschnitt des Behälters (21) verbundene Fluid­ vakuumpumpe umfaßt.

5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Übertragungsflüssigkeit (32) im unteren Ab­ schnitt des Behälters (21) enthalten ist, und daß der Auslaß (30) des Behälters (21) in diesem unteren Abschnitt angeordnet ist.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpeinrichtung eine Kolbenverdränger­ pumpe (19) ist, und daß ein Druckregler (16) vorgesehen ist, dessen Einlaß (17) mit dem Auslaß (18) der Kolbenverdrängerpumpe (19) verbunden und dessen Auslaß (15) mit dem Einlaß (14) des Flüssigkeitsdurchlasses (13) der Form (11) verbunden ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungseinrichtung (29) zwischen dem Einlaß (27) des Behälters (21) und dem Auslaß (28) des Flüssigkeits­ durchlasses (13) der Form (11) frei von strömungsbehindernden Einrichtungen ist, und daß die Verbindung zwischen dem Auslaß (15) des Druckreglers (16) und dem Einlaß (14) des Flüssigkeitsdurchlasses (13) der Form (11) frei von strömungsbehindernden Einrichtungen ist.