DE4200842C1

DE4200842C1 - Mandrel heating unit ensuring high through flow - has heating unit centrally in tubular distribution head and mandrel is flanged to the outlet end, and extends to extruder outlet

Info

Publication number: DE4200842C1
Application number: DE4200842A
Authority: DE
Inventors: Theo 6719 Hettenleidelheim De Bydmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-15
Filing date: 1992-01-15
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2012-01-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Dornheizung eines Verteilerkop fes bei Mehrstellenanschlüssen für stationäre oder ab schwenkbare Preßformen zur Herstellung von Gegenständen aus Kunststoff, insbesondere aus Recycling-Kunststoff.

Es ist bekannt, einen langgestreckten Verteilerkopf bei Mehrstellenanschlüssen für stationäre oder abschwenkbare Preßformen mit einer Außenheizung auszustatten, um die am Ende des Verteilerkopfes angeordneten Preßformen mit wohl temperierter Schmelze zu versorgen. Diese Wärmezuführung ist für eine richtige vollständige Füllung der Preß form notwendig, um den vorbestimmten Fülldruck zu erreichen bzw. die Preßform gänzlich auszufüllen.

Bei Mehrstellenanschlüssen wird es immer schwieriger, die Schmelze durch den rohrförmigen hohlen Innenraum eines Verteilerkopfes zu pressen, je länger derselbe ist. Durch die Zähigkeit der Schmelze wird der Kern derselben schnel ler vorwärtsbewegt als die Randschichten. Hierbei treten Scherkräfte in der Schmelze auf. Es kommt zu einer Relativ bewegung zwischen den Molekularschichten in der Schmelze, wodurch der molekulare Zusammenhang zerreißt. Je länger der Verteilerkopf ist, desto mehr Leistung muß der Extruder aufbringen, oder die Leistung des Extruders geht zurück. Durch einen kleineren Innendurchmesser des Verteilerkopfes kann diese Scherwirkung herabgesetzt werden, es verringert sich jedoch gleichzeitig die Leistung der gesamten Anlage.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Durchfluß der Schmelze durch den Verteilerkopf so zu gestalten, daß bei hoher Leistung acht oder mehr Formen anschließbar sind, ohne daß eine Relativverschiebung in den Molekularschichten auftritt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die aus einem Heiz dorn bestehende Dornheizung etwa im Zentrum des röhren förmigen Verteilerkopfes angeordnet ist. Die Dornheizung hält einerseits die Schmelze fließfähig, andererseits wird aber gleichzeitig der aus dem Extruder austretende, kompakte und im Querschnitt kreisförmige Schmelzstrang vom Zentrum aus radial nach außen zu einem ringförmigen Schmelzstrang umgeformt. Bei einem ringförmigen Schmelz strang liegen die äußeren und inneren Grenzschichten der Schmelze relativ eng beieinander, so daß sich der mittlere Bereich derselben kaum oder nur vernachlässigbar klein verschieben kann. Ein Zerreißen von Molekularschichten wird dadurch zuverlässig vermieden. Bei einer entsprechen den Relation von Innendurchmesser des Verteilerkopfes und Außendurchmesser des Heizdornes kann eine optimale Leistung der Anlage erzielt werden bei einem hohen Quali tätsniveau der ausgeformten Preßlinge.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Heizdorn am auslaufenden Ende des Verteilerkopfes ange flanscht sein und sich bis zur Extruderausmündung erstrecken, so daß der austretende Schmelzstrang unmittelbar geteilt und zu einem ringförmigen umgeformt wird.

Ferner kann der Heizdorn aus einem mit einer geschlossenen Spitze ausgestatteten Rohr bestehen, in das ein weiteres freistehendes Rohrstück hineinragt. Außerdem kann das Rohrstück mit einem Ende in einem Flansch auslaufen und das andere offene Ende kann kurz vor der Spitze des äußeren Rohres enden. Das äußere Rohr kann zur Sicherung der Lage mindestens einmal im Verteilerkopf mittels einer sternför migen Abstützung abgestützt sein.

Außerdem kann im Flansch eine radiale Bohrung für den Wärmeträgeröleinlauf und eine zentrale Ölauslaufbohrung angeordnet sein. Eine Beheizung des Heizdornes mit Wärme trägeröl ist sehr vorteilhaft, weil der Ölfluß entgegenge setzt des Schmelzflusses verläuft. Das Wärmeöl hat beim Eintreten in den Heizdorn eine Temperatur von 180-200° Celsius. Das Gegenstromprinzip bewirkt, daß die größte Wärme am auslaufenden Ende des Verteilerkopfes zum Tragen kommt, also dort, wo der Schmelzstrang die meiste Wärme benötigt um die gleiche Fließfähigkeit zu behalten wie an der Extruderausmündung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Vertei lerkopf aus gleichgeformten Anschlußstücken für die Formen und gleichen rohrförmigen Kupplungsstücken zusammensetzbar sein. Dies hat den Vorteil, daß der Verteilerkopf beliebig je nach Anzahl der anzuschließenden Formen verlängerbar ist. Außerdem ist die zusammensetzbare Bauweise des Vertei lerkopfes auch aus Kostengründen rentabel.

Darüber hinaus können die Anschlußstücke mindestens einen um etwa 45° in Durchflußrichtung geneigten Kanal aufweisen. Dadurch wird der Durchfluß der Schmelze beim Füllen der Formen begünstigt.

Ferner können die Verbindungsstücke von den Anschlußstücken des Verteilerkopfes als gleichgeformte Winkelstücke ausge bildet sein. Auch dieses Merkmal ist für eine rationelle Bauweise der gesamten Produktionsanlage von Vorteil.

Ferner kann im Bereich der Kupplungsstücke des Verteiler kopfes zusätzlich eine Außenheizung angeordnet sein. Dies ist bei einem Verteilerkopf mit Mehrstellenanschluß notwen dig.

Außerdem kann der Heizdorn auch elektrisch beheizbar sein und bei kurzem Verteilerkopf, wenn z. B. kleinere Preßfor men angeschlossen sind, kann der Heizdorn unmittelbar durch die Schmelzwärme aufheizbar sein. Selbstverständlich ist in diesem Falle eine Außenheizung des Verteilerkopfes erforderlich.

Schließlich können die Winkelstücke zu den Formen durch steuerbare Drehschieber von einer zentralen Programmsteu erung zu- und abschaltbar sein.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Heizdorn gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt des Heizdornes.

Die in den Figuren dargestellte Dornheizung 1 ist am auslau fenden Ende 2 am Verteilerkopf 3 angeflanscht. Der eigent liche Heizdorn 4 besteht aus einem mit einer Spitze 7 ausgestatteten Rohr 8 und erstreckt sich bis in die Extruder ausmündung 5 hinein. Der aus dem Extruder 6 austretende Schmelzstrang 23 wird durch die Spitze 7 des Rohres 8 zwischen der Innenwandung 24 und dem im Abstand angeordne ten Rohr 8 zu einem ringförmigen Schmelzstrang 25 umge formt. Der Heizdorn 4 wird an der Innenwandung 24 des Verteilerkopfes 3 durch eine sternförmige Abstützung 14 abgestützt.

In das Rohr 8 ragt ein im Durchmesser kleineres Rohrstück 11 hinein, welches mit dem einen offenen Ende 13 kurz vor der Spitze 7 des Rohres 8 ausläuft und mit dem anderen Ende 12 im Flansch 10 zentral befestigt ist.

Im Flansch 10 ist eine radiale Bohrung 15 für den Wärme trägeröleinlauf angeordnet und zwar derart daß das Wärme trägeröl in dem freien Raum zwischen der lichten Weite des Rohres 8 und dem Rohstück 11 hindurchfließen und durch das offene Ende 13 im Innern des Rohrstückes 11 wieder durch die zentrale Ölauslaufbohrung 16 zu einem nicht gezeichneten Ölaufheizungsaggregat zurückfließen kann. Die Wärmeölheizung heizt am Ende des Verteilerkopfes mehr, weil die Schmelze in diesem Stadium zur Fließfähigkeit mehr Wärme benötigt; sie arbeitet sozusagen nach dem Gegenstromprinzip.

Der Verteilerkopf 3 ist nach dem Baukastensystem zusammen setzbar. Zu diesem Zwecke sind die Anschlußstücke 17 für die Formen 18, sowie die rohrförmigen Kupplungsstücke 19 gleichgeformt. Ebenso sind die Winkelstücke 21, welche mit je einem steuerbaren Drehschieber ausgestattet sind, gleichgeformt. Zur besseren Wärmeübertragung kann im Be reich der Kupplungsstücke 19 eine Außenheizung 22 angeor dnet sein. Die Anschlußstücke 17 sind mit mindestens einem, um 45° in Durchflußrichtung geneigten Kanal 20 ausgestat tet.

Der Heizdorn 4 kann selbstverständlich auch in an sich bekannter Weise elektrisch beheizbar sein. Bei einem kurzen Verteilerkopf kann der Heizdorn 4 auch durch die Schmelz wärme unmittelbar aufgeheizt werden, wenn eine entsprechen de Außenheizung angeordnet ist.

Selbstverständlich kann der Einlauf bzw. Auslauf des Wärme trägeröles auch am Extruder beginnen, falls die Spitze des Verteilerkopfes frei gehalten werden muß.

Claims

1. Dornheizung eines Verteilerkopfes bei Mehrstellenan schlüssen für stationäre oder abschwenkbare Preßformen zur Herstellung von Gegenständen aus Kunststoff, insbe sondere aus Recycling-Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Heizdorn (4) bestehende Dornheizung (1) etwa im Zentrum des röhrenförmigen Verteilerkop fes (3) angeordnet ist.

2. Dornheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdorn (4) am auslaufenden Ende (2) des Vertei lerkopfes (3) angeflanscht ist und sich bis zur Extru derausmündung (5) erstreckt.

3. Dornheizung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdorn (4) aus einem mit einer geschlossenen Spitze (7) ausgestattetem Rohr (8) besteht, in das ein weiteres freistehendes Rohrstück (11) hineinragt.

4. Dornheizung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (11) mit einem Ende (12) in einem Flansch (10) ausläuft und das andere offene Ende (13) kurz vor der Spitze (7) des äußeren Rohres (8) endet.

5. Dornheizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (8) mindestens einmal im Verteilerkopf (3) mittels einer sternförmigen Abstützung (14) abge stützt ist.

6. Dornheizung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Flansch (10) eine radiale Bohrung (15) für den Wärmeträgeröleinlauf angeordnet ist.

7. Dornheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Flansch (10) eine zentrale Ölauslaufbohrung (16) angeordnet ist.

8. Dornheizung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkopf (3) aus gleichgeformten Anschlußstücken (17) für die Formen (18) und aus rohrförmigen Kupplungsstücken (19) zusammensetzbar ist.

9. Dornheizung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstücke (17) mindestens einen um etwa 45° in Durchflußrichtung geneigten Kanal (20) aufweisen.

10. Dornheizung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke zu den Formen (18) als gleich geformte Winkelstücke (21) ausgebildet sind.

11. Dornheizung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kupplungsstücke (19) zusätzlich eine Außenheizung (22) angeordnet ist.

12. Dornheizung nach den Ansprüchen 2, 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdorn (4) aus einem mit einer Spitze (7) ausgestatteten Rohr (8) besteht und elektrisch beheizbar ist.

13. Dornheizung nach den Ansprüchen 2, 5 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdorn (4) unmittelbar durch das Wärmepotential der Schmelze aufheizbar ist.

14. Dornheizung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Winkelstücken (21) steuerbare Drehschieber eingebaut sind.

15. Dornheizung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-14 dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf bzw. Auslauf des Wärmeträgeröls auch von der Extruderseite erfolgen kann.