DE4226467C1 - 1xtrusion machine simple and economical to produce - including intermediate storage area connected to head tool via tubular flanged section - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Extrusionsblasmaschine mit einem zwischen dem Extruder und dem Kopfwerkzeug angeordneten Zwischenspeicher für das plastifizierte Kunststoffmaterial.

Extrusionsblasmaschinen dieser Gattung sind bekannt und werden zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern benutzt, die entweder aus im plastifizierten, heißen Zustand sehr niedrig viskosen Kunststoffen bestehen oder sehr lang sind. In beiden Fällen ist nämlich die Geschwindigkeit, mit der ein normaler Schneckenextruder den Schlauch aus der Düse des Kopfwerkzeuges extrudiert, zu langsam, mit der Folge, daß der extrudierte, an der Düse hängende Schlauch sich unter seinem Eigengewicht längt, wobei seine Wandstärke vor allem im oberen, zuletzt extrudierten Teil unkontrollierbar abnimmt. Dies kann durch Erhöhung des Extrusionsgeschwindig­ keit verhindert werden, da dann der Schlauch in kür­ zerer Zeit in der benötigten Länge extrudiert, in die Blasform übernommen und abgeschnitten werden kann. Eine Erhöhung der Extrusionsgeschwindigkeit kann durch Verwendung von Schubschneckenextrudern erzielt werden. Diese benötigen jedoch Ventile, um einen Rückstrom des plastifizierten Material zu verhindern, bauen bei großen Schlauchlängen sehr lang und neigen vor allem bei großen Schneckendurchmessern zu Betriebsstörungen.

Extrusionsblasmaschinen der einleitend angegebenen Gat­ tung arbeiten hingegen mit einem gewöhnlichen Extruder, der das plastifizierte Material im wesentlichen kontinu­ ierlich in den mit Ventilen ausgestatteten Zwischenspei­ cher drückt, aus dem es dann taktmäßig mittels eines hydraulisch angetriebenen Kolbens in Richtung der Düse gefördert und aus dieser mit der gewünschten hohen Geschwindigkeit extrudiert wird. Nachteilig ist jedoch, daß das als erstes in den Zwischenspeicher geförderte Material aus diesem als letztes wieder herausgedrückt wird, also sehr lange der thermischen Belastung aus­ gesetzt ist. Bei thermisch empfindlichen Kunststoffen führt diese unterschiedlich lange thermische Belastung in dem Zwischenspeicher leicht zu Problemen bei der Weiterverarbeitung des Kunststoffs zu dem fertigen Hohlkörper, fallweise auch zu einer Beeinträchtigung dessen mechanischer Eigenschaften und/oder dessen Aussehens. Soweit der Zwischenspeicher mit dem Kopf­ werkzeug eine bauliche Einheit, nämlich einen sogenann­ ten Akkukopf, bildet, sind als weiterer Nachteil die hohen Kosten eines solchen Kopfwerkzeuges zu nennen, die vor allem dann ins Gewicht fallen, wenn die Extrusionsblasmaschine nur zeitweilig zur Herstellung solche Hohlkörper eingesetzt wird, die eine hohe Extrusionsgeschwindigkeit des schlauchförmigen Vor­ formlings erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Extrusionsblasmaschine der einleitend angegebenen Gattung den Zwischenspeicher möglichst einfach, insbesondere ventillos, kostengünstig und gegebenenfalls als Nachrüstteil, sowie des weiteren nach dem FIFO- Prinzip auszubilden, so daß das gesamte Material im Verlauf jeden Maschinentaktes im wesentlichen die gleiche Verweildauer in dem Zwischenspeicher hat.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Extruder mit dem Kopfwerkzeug über ein rohrförmiges Zwischenstück verbunden ist, an das seitlich (rechtwinkig zu dessen Längsachse) ein Zylinder angeflanscht ist, der einen hydraulisch verschiebbaren Kolben enthält, welcher in seinem Kolbenboden eine Sackbohrung hat, deren Tiefe etwa gleich dem maximalen Kolbenhub ist, und daß in der Sackbohrung ein gleichach­ siges Füllrohr endet, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Sackbohrung ist, welches Füllrohr über den Zylinderkopf parallel zur Zylinderach­ se um eine Länge übersteht, die gleich der Tiefe der Sackbohrung ist und das über einen ersten Kanal in dem Zwischenstück mit der Austrittsöffnung des Extruders verbunden ist, und daß der Zylinderkopf über eine Entleerungsöffnung und einen zweiten Kanal in dem Zwischenstück mit dem Kopfwerkzeug verbunden ist.

Das rohrförmige Zwischenstück mit dem seitlich ange­ flanschten Zylinder läßt sich im Bedarfsfall als Nach­ rüstteil ausbilden, das nach dem Lösen des Extruders von dem Kopfwerkzeug zwischen diesen beiden Vorrich­ tungsteilen angeordnet wird. Der durch die Zylinder/Kol­ ben-Einheit gebildete Zwischenspeicher kommt ohne jegliche Ventile aus. Durch die im einzelnen angegebenen Merkmale dieser Einheit ist sichergestellt, daß das als erstes in den Zylinder eintretende Material diesen auch als erstes wieder verläßt. Soll die Extrusionsblas­ maschine ohne Zwischenspeicherung des Kunststoff­ materials arbeiten, so braucht das rohrförmige Zwischen­ stück nicht ausgebaut zu werden. Vielmehr genügt es, den Kolben in seiner dem Leerzustand des Zylinders entsprechenden Stellung zu blockieren. Zur Betätigung des Kolbens genügt ein einfach wirkender Hydraulik­ zylinder, da der Druck des eintretenden Kunststoff­ materials völlig ausreicht, um den Kolben zurückzu­ schieben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Extrusionsblasmaschine nach der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Die Zeichnung zeigt die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Extrusionsblasmaschine schematisch ver­ einfacht im Längsschnitt.

Fig. 1 zeigt das Zwischenstück, den Zylinder und dessen Antrieb.

Fig. 2 zeigt die funktionswesentlichen Teile der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Gemäß Fig. 1 ist seitlich an ein rohrförmiges Zwischen­ stück 1 ein Zwischenspeicher 2 für plastifiziertes Kunststoffmaterial angeflanscht. Das rohrförmige Zwischenstück 1 hat einen ersten Flansch 1a, der zur Verbindung mit einem üblichen (schnecken-)Extruder vor­ gesehen ist, sowie einen zweiten Flansch 1b, der an der Stelle des Extruders mit dem Kopfwerkzeug (nicht dargestellt) verbunden wird.

Der Zwischenspeicher 2 umfaßt im wesentlichen einen Zylinder 3 mit einem Zylinderkopf 4 und einem Kolben 5. Der Kolben 5 ist in Richtung des Pfeiles A über die Kolbenstange 7 eines üblichen, einfach wirkenden Hydraulikzylinders 8 verschiebbar. Der Hydraulikzylinder 8 ist über Stangen 9 mit dem Zylinder 3 verbunden. Mit der Kolbenstange 7 ist ein Lineal 7a verbunden, das einen Nocken 7b trägt, der mit einem Endschalter 10 zur Hubbegrenzung des Kolbens 5 zusammenwirkt.

Wie genauer aus Fig. 2 ersichtlich, hat der Kolben 5, der in üblicher Weise durch Kolbenringe 11 abgedichtet in dem Zylinder 3 geführt ist, in seinem Boden eine Sackbohrung 5a, in die ein Füllrohr 12 unter Freilassung eines Umfangspaltes s eintaucht. Die Tiefe 1 der Sack­ bohrung 5a ist gleich dem oder geringfügig größer als der maximale Hub des Kolbens 5. Um die gleiche Länge 1 steht das Füllrohr 12 über den Zylinderkopf 4 über. Das Füllrohr 12 durchquert im übrigen den Zylinderkopf 4 und ist in die Wandung des Zwischenstücks 1 einge­ schraubt. Das Füllrohr 12 verbindet einen ersten Kanal 13 des Zwischenstücks mit dem Inneren des Zylin­ ders 3. Das Zwischenstück 1 hat einen zweiten Kanal 14, der an dem Zylinderkopf 4 deckungsgleich in eine in diesem vorgesehene Schrägbohrung 15 übergeht. Letztere mündet in einen Ringspalt 16 in dem Zylinderkopf 4. Ein Teil des das Füllrohr 12 umschließenden Ringspaltes 16 wird von einer zylindrischen Hülse 17 eingenommen, deren Stirnfläche 17a als Strömungsleitfläche zwischen der Schrägbohrung 15 und der Innenwand des Zylinderkopfes 4 ausgebildet ist.

Im Betrieb drückt der nicht dargestellte Extruder über den ersten Kanal 13 und das Füllrohr 12 plastifiziertes Kunststoffmaterial in die Sackbohrung 5a des Kolbens 5. Dieses Material entweicht über den Spalt s in den Innenraum des Zylinders 3 und drückt gleichzeitig den Kolben 5 nach rechts. Das zuerst in den Zylinder gedrückte Material befindet sich somit im Bereich der Innenfläche des Zylinderkopfes 4, das zuletzt ein­ tretende Material im Bereich des Kolbenbodens. Wird der Kolben nun mittels des Hydraulikzylinders 8 (Fig. 1) nach links verschoben, so wird das als erstes eingetre­ tene Material längs der Fläche 17a der zylindrischen Hülse 17 über den Ringspalt 16 als erstes in die Schräg­ bohrung 15 gedrückt und gelangt dann über den zweiten Kanal 14 des rohrförmigen Zwischenstücks 1 zu dem nicht dargestellten Kopfwerkzeug.

Claims (5)

1. Extrusionsblasmaschine mit einem zwischen dem Extru­ der und dem Kopfwerkzeug angeordneten Zwischenspei­ cher für das plastifizierte Kunststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder mit dem Kopfwerkzeug über ein rohrförmiges Zwischenstück (1) verbunden ist, an das seitlich (rechtwinklig zu dessen Längsachse) ein Zylinder (3) angeflanscht ist, der einen hydraulisch verschiebbaren Kolben (5) enthält, welcher in seinem Kolbenboden eine Sack­ bohrung (5a) hat, deren Tiefe (1) etwa gleich dem maximalen Kolbenhub ist, und daß in der Sackbohrung (5a) ein gleichachsiges Füllrohr (12) endet, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Sackbohrung (5a) ist, das über den Zylinderkopf (4) parallel zur Zylinderachse um eine Länge über­ steht, die gleich der Tiefe (1) der Sackbohrung (5a) ist und das über einen ersten Kanal (13) in dem Zwischenstück (1) mit der Austrittsöffnung des Extruders verbunden ist, und daß der Zylinderkopf (4) über eine Entleerungsöffnung (16) und einen zweiten Kanal (14) in dem Zwischenstück (1) mit dem Kopf­ werkzeug verbunden ist.

2. Extrusionsblasmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Achse des Sacklochs (5a) und diejenige des Füllrohres (12) mit der Mittelachse des Zylinders (3) zusammenfallen.

3. Extrusionsblasmaschine nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Entleerungsöffnung in dem Zylinderkopf (4) aus einem das Füllrohr (12) umgebenden Ringspalt (16) besteht, in den eine Schrägbohrung (15) mündet, die die Verbindung zu dem zweiten Kanal (14) in dem Zwischenstück (1) herstellt.

4. Extrusionsblasmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllrohr (12) einen in das Zwischenstück (1) eingeschraubten Ansatz hat.

5. Extrusionsblasmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringspalt (16) eine zylindrische Hülse (17) sitzt, deren dem Zylinderraum zugewandte Stirnfläche (17a) eine Strömungsleitfläche zwischen der Mündung der Schräg­ bohrung (15) in den Ringspalt (16) und dem von die­ ser Mündung entferntesten Punkt, an dem der Ring­ spalt (16) in die Innenwand des Zylinderkopfes (4) übergeht, bildet.