DE4428984C2

DE4428984C2 - Device for producing hollow bodies from free-flowing dry thermoplastic materials by rotary melting

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Publication number: DE4428984C2
Application number: DE19944428984
Authority: DE
Original assignee: Elkamet Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: Elkamet Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2014-08-17
Also published as: DE4428984A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern durch das Rotationsschmelzen rieselfähiger, thermoplastischer Kunststoffe besteht wenigstens aus einer Form (1), die einen Innenraum (1c) umschließt und die aus zwei durch Flansche (3a, 3b) miteinander verbindbarer Formhälften (1a, 1b) zusammengesetzt ist. Zwischen den einander zugekehrten Flächen der Flansche (3a, 3b) befindet sich ein Ringhohlraum (4). In die Formhälfte (1a) ist parallel zur Drehachse (6) der Form (1) als Verlängerung einer Rohrleitung (7) ein Rohrleitungsabzweig (7a) vorhanden. Er ist über ein außerhalb der Formhälfte (1a) liegendes Dreiwegeventil (8) mit der Rohrleitung (7) verbunden. Ein weiterer Rohrleitungsabzweig (7b) oberhalb des Dreiwegeventils (8) verbindet die an einen Unterdruckerzeuger angeschlossene Rohrleitung (7) mit dem Ringhohlraum (4) der zueinander gewandten Flansche (3a, 3b). Über das Dreiwegeventil (8) ist es möglich, aus einem Gasbehälter (9) ein Gas über den Rohrleitungsabzweig (7a) in den Innenraum (1c) zu leiten, ohne dabei einen am Ringhohlraum (4) anliegenden Unterdruck aufzuheben oder zu beeinflussen.A device for producing hollow bodies by the rotational melting of free-flowing, thermoplastic materials consists of at least one mold (1) which encloses an interior (1c) and which is composed of two mold halves (1a, 1b) which can be connected to one another by flanges (3a, 3b) , An annular cavity (4) is located between the facing surfaces of the flanges (3a, 3b). A pipe branch (7a) is present in the mold half (1a) parallel to the axis of rotation (6) of the mold (1) as an extension of a pipe (7). It is connected to the pipeline (7) via a three-way valve (8) located outside the mold half (1a). Another pipe branch (7b) above the three-way valve (8) connects the pipe (7) connected to a vacuum generator to the annular cavity (4) of the flanges (3a, 3b) facing each other. Via the three-way valve (8), it is possible to lead a gas from a gas container (9) via the pipe branch (7a) into the interior (1c) without canceling or influencing a negative pressure applied to the ring cavity (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus riesel fähigen trockenen thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Zellulosederivaten, durch Rotationsschmelzen, die wenigstens eine aus zwei durch Flansche miteinander verbindbaren Formhälften bestehende Form mit doppelten, in sich Hohlräume ein schließenden Wänden enthält, in einer um zwei einander kreuzenden Achsen dreh baren Halterung angeordnet und durch ein als Wärmeträger dienendes, die Hohlräume der Formwände durchfließendes Strömungsmedium beheizbar und kühlbar ist, wobei zwischen den einander zugekehrten Flächen der Flansche ein ringnutförmiger Hohl raum vorgesehen ist, nach einem Verfahren, bei dem die Form während der Heizphase und der Abkühlphase um zwei Achsen rotiert, bei dem ferner während der Heizphase ein Unterdruck im Innenraum der Form und in dem Hohlraum zwischen den Flanschen hergestellt wird, der während der Abkühlphase im Innenraum der Form durch Einleiten eines Schutzgases aufgehoben wird und in dem Hohlraum zwischen den Flanschen erhalten bleibt.The invention relates to a device for producing hollow bodies from trickle capable dry thermoplastic materials, especially cellulose derivatives, by rotational melting, the at least one of two by flanges with each other connectable mold halves existing form with double cavities includes closing walls, rotating in two intersecting axes baren arranged and arranged as a heat transfer medium, the cavities the flow medium flowing through the mold walls can be heated and cooled, wherein an annular groove-shaped hollow between the facing surfaces of the flanges space is provided by a method in which the shape during the heating phase and the cooling phase rotates around two axes, which also during the heating phase a negative pressure in the interior of the mold and in the cavity between the flanges is produced, which is introduced during the cooling phase in the interior of the mold a protective gas is lifted and in the cavity between the flanges preserved.

Die Herstellung eines Unterdruckes auch außerhalb der Form an deren Trennlinie ist erforderlich, weil die Flanschverbindung im praktischen Gebrauch nicht gasdicht erhalten werden kann. Dem Druckgefälle folgend würde ständig Luft zwischen den Flanschen hindurch in das Forminnere strömen. Dadurch könnte sich entlang der Formtrennlinie keine einwandfrei geschlossene Kunststoffwand des herzustellenden Hohlkörpers bilden. Der Unterdruck soll zwischen den Flanschen auch noch während der Abkühlphase erhalten bleiben. The creation of a negative pressure is also outside the mold at its dividing line required because the flange connection is not gas-tight in practical use can be obtained. Following the pressure drop, there would always be air between the Pour flanges into the inside of the mold. This could spread along the Mold dividing line no perfectly closed plastic wall of the one to be manufactured Form hollow body. The vacuum should also be between the flanges during the cooling phase are retained.

Eine Vorrichtung, die diese Aufgabe erfüllen sollte, ist durch die DE 20 15 966 C bekannt geworden. Dabei ist in der den ringförmigen Hohlraum zwischen den Flanschen mit dem Unterdruckerzeuger verbindenden Rohrleitung ein Unterdruck speicher angeordnet. Dadurch soll erreicht werden, daß der in dem Hohlraum zwischen den Flanschen hergestellte Unterdruck aufrechterhalten wird und zwar auch dann noch, wenn der Unterdruck im Forminneren beim Übergang von der Heizphase zur Abkühlphase ausgeglichen worden ist.A device that should fulfill this task is through DE 20 15 966 C. known. The annular cavity between the Flanges with the pipe connecting the vacuum generator create a vacuum arranged in memory. This is to ensure that the in the cavity vacuum created between the flanges is maintained, and indeed then when the negative pressure inside the mold during the transition from the heating phase has been compensated for the cooling phase.

Es hatte sich jedoch herausgestellt, daß es nach längerem Gebrauch der Vorrichtung nicht mehr ausreicht, den einmal angelegten Unterdruck nur in einem Speicher aufzu nehmen, um ihn während der ganzen Abkühlphase zwischen den Flanschen aufrecht erhalten zu können. Man konnte eine Blasenbildung an den hergestellten Hohlkörpern entlang der Formtrennlinie nicht mehr verhindern, weil diese offenbar schon während der Heizphase infolge schadhafter Dichtungen an den Formtrennflächen erfolgte.However, it was found that after long use of the device it is no longer sufficient to open the vacuum once only in a memory to keep it upright throughout the cooling phase between the flanges to be able to receive. One could see bubbles forming on the hollow bodies produced no longer prevent along the mold parting line, because this apparently already during the heating phase occurred due to defective seals on the mold parting surfaces.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde eine Vorrichtung gemäß DE 25 30 211 C2 geschaffen. Dabei ist der zwischen den Flanschen der Formhälften befindliche Hohl raum an einen Unterdruckerzeuger anschließbar, der von dem Unterdruckerzeuger für den Forminnenraum unabhängig ist und der von einem durch den Heizölstrom für die Formerwärmung erhitzten Dampferzeuger und einen Tandem-Zylindertrieb gebildet ist. Dessen einer Zylinder ist durch eine Rohrleitung mit dem Dampferzeuger verbunden, während aus dem anderen Zylinder eine Rohrleitung in den Hohlraum zwischen den Flanschen der Formhälften führt. Damit ist zwar die Aufrechterhaltung des Unter druckes in dem Hohlraum zwischen den Flanschen nicht mehr von der während einer Abkühlphase ständig abnehmenden Leistung eines Unterdruckspeichers abhängig. Vielmehr kann ein während dieser Zeit praktisch gleichbleibender Unterdruck eine Zeit lang "nachgeliefert" werden.To eliminate these disadvantages, a device according to DE 25 30 211 C2 created. The hollow located between the flanges of the mold halves space can be connected to a vacuum generator, which is used by the vacuum generator for the mold interior is independent and the one by the heating oil flow for the Mold heating heated steam generator and a tandem cylinder drive is formed. Whose cylinder is connected to the steam generator by a pipe, while from the other cylinder a pipeline into the cavity between the Flanges of the mold halves leads. This is the maintenance of the sub pressure in the cavity between the flanges no longer from that during a Cooling phase depending on the continuously decreasing performance of a vacuum accumulator. Rather, a vacuum that remains practically constant during this time can be a time long "be delivered".

Dieser Vorteil ist aber mit einer konstruktiv sehr aufwendigen Vorrichtung erkauft, deren Herstellung und Wartung sehr teuer sind. Außerdem ist bei dieser Vorrichtung der erzeugbare Unterdruck abhängig von der durch den Dampferzeuger aus dem Heizölstrom entnommenen Energie und daher nicht beliebig steuerbar.However, this advantage is bought with a structurally very complex device, their manufacture and maintenance are very expensive. In addition, this device the negative pressure that can be generated depends on that generated by the steam generator Energy drawn from heating oil flow and therefore not controllable at will.

In DE 27 56 384 B2 wird eine etwas einfachere Vorrichtung beschrieben. Dabei sind zwei halbkugelförmige, doppelwandige, Formhälften zu einer um zwei Achsen rotierbaren Hohlform zusammengeschoben. Sie werden durch eine umfangsseitige, lösbare Flanschverbindung zusammengehalten, welche in ihrem Inneren einen umlaufenden Hohlraum aufweist. In einer der Formhälften befindet sich ein Rohr, über das mit Hilfe eines Unterdruckerzeugers die kugelförmige Hohlform mit Vakuum beaufschlagt werden kann. Weil dieses Rohr außerhalb der Hohlform mit einer bypassartigen Rohr leitung verbunden ist, und weil letztere in den umlaufenden Hohlraum der Flansch verbindung hineinragt, sorgt die Unterdruckbeaufschlagung nicht nur für eine gasleere Hohlform, sondern auch für ein Vakuum im umlaufenden Hohlraum, wodurch die Formhälften gasdicht aneinander gehalten werden. Innerhalb des in die obere Form hälfte ragenden Rohres befindet sich ein weiteres Rohr, welches noch tiefer in die Hohlform hinein ragt und von außen mit einem Gas beaufschlagt werden kann.DE 27 56 384 B2 describes a somewhat simpler device. There are two hemispherical, double-walled, mold halves to a rotatable around two axes Hollow form pushed together. They are made by a circumferential, detachable Flange connection held together, which has a circumferential inside Has cavity. In one of the mold halves there is a tube over which with the help a vacuum generator, the spherical hollow shape is subjected to vacuum can be. Because this tube is outside the hollow shape with a bypass-like tube line is connected, and because the latter in the circumferential cavity of the flange If the connection protrudes, the negative pressure not only ensures that the gas is empty Hollow shape, but also for a vacuum in the circumferential cavity, which makes the Mold halves are held together gas-tight. Inside the in the upper form half protruding tube is another tube, which goes even deeper into the Hollow mold protrudes into it and a gas can be applied from the outside.

Wird Vakuum angelegt und Schutzgas auf die Apparatur gegeben, so wirken beide Maßnahmen gleichzeitig, weil das mit Unterdruck beaufschlagte Rohr und das Schutz gas führende Rohr innerhalb der Hohlform in offener Verbindung zueinander stehen. Es kommt zu einem Spüleffekt und das eingangs angelegte Vakuum sinkt um so drastischer, je mehr Schutzgas in die Apparatur strömen kann. Der Unterdruck im umlaufenden Hohlraum der Flanschverbindung ist nicht mehr kontrollierbar und sinkt ab, was bei unangepaßter Zufuhr von Schutzgas die gasdicht aneinander haftenden Formhälften lösen und zu Unregelmäßigkeiten am geformten Hohlkörper führen kann.If a vacuum is applied and protective gas is applied to the equipment, both work Measures at the same time because the pipe under pressure and the protection gas-carrying pipe are in open connection with each other within the hollow mold. There is a rinsing effect and the vacuum created at the beginning drops all the more The more protective gas can flow into the apparatus, the more drastic it is. The negative pressure in the circumferential cavity of the flange connection is no longer controllable and decreases from what the gas-tight adhering to each other with an inappropriate supply of protective gas Loosen mold halves and can lead to irregularities in the molded hollow body.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschrie benen Gattung so zu verbessern, daß mit wesentlich einfacheren Mitteln ein Unter druck in dem Hohlraum zwischen den Flanschen der Formhälften nach dem Belüften der Form beliebig lange und in seiner Höhe steuerbar gehalten werden kann.The invention has for its object a device described above benen genus to improve so that with much simpler means a sub pressure in the cavity between the flanges of the mold halves after venting the shape can be kept as long and controllable in height.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 ausgestattet ist. Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 und 3 hervor.This object is achieved in that the device with the Features is equipped according to claim 1. Other features of the invention emerge from claims 2 and 3.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie bei spielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematisierter Darstellung:The invention is based on a playing drawing, for example. It show in a schematic representation:

Fig. 1 Einen Axialschnitt durch eine Form mit einem Teil der Halterung, Fig. 1 is an axial section through a mold with a part of the holder,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes A in Fig. 1. Fig. 2 is an enlarged view of detail A in FIG. 1.

Der dargestellte Teil der Vorrichtung ist eine einen kugelförmigen Innenraum 1c umschließende, aus zwei Form hälften 1a, 1b zusammengesetzte doppelwandige Form 1. Diese ist in einer nicht dargestellten Halterung um zwei Achsen drehbar angeordnet. Die Hohlräume 2a, 2b zwischen den inneren und den äußeren Formwänden sind mit einem als Wärmeträger dienenden Strömungsmedium, beispielsweise Öl, ausfüllbar.The part of the device shown is a spherical interior 1 c enclosing, from two mold halves 1 a, 1 b composite double-walled form 1 . This is arranged in a holder, not shown, rotatable about two axes. The cavities 2 a, 2 b between the inner and the outer mold walls can be filled with a flow medium serving as a heat carrier, for example oil.

Die beiden Formhälften 1a, 1b sind mittels dicht aufein anderpassender Flansche 3a, 3b, die durch an sich bekannte Mittel, z. B. in der Zeichnung nicht dargestellte Schraubklammern oder dergleichen fest zusammenpreßbar sind, trennbar miteinander verbunden. Durch Ausdrehungen in den einander zugekehrten Flächen der Flansche 3a, 3b ist zwischen diesen ein Hohlraum 4 gebildet, der nach außen durch einen Dichtungsring 5 aus dauerelastischem Material, z. B. Silikongummi, abgedichtet ist.The two mold halves 1 a, 1 b are by means of closely fitting flanges 3 a, 3 b, which by known means, for. B. screw clamps or the like, not shown in the drawing, can be firmly pressed together, separably connected to one another. By turning in the mutually facing surfaces of the flanges 3 a, 3 b, a cavity 4 is formed between them, which is outwardly through a sealing ring 5 made of permanently elastic material, for. B. silicone rubber is sealed.

Der Innenraum 1c der Form 1 und der zwischen den Flan schen 3a, 3b befindliche Hohlraum 4 sind durch eine in der Drehachse 6 der Form 1 angeordnete Rohrleitung 7 über je einen Rohrleitungsabzweig 7a, 7b mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Unterdruckerzeuger verbun den. In dem zum Innenraum 1c der Form 1 führenden, in Fortsetzung der Rohrleitung 7 ebenfalls in der Drehachse 6 der Form 1 liegenden Rohrleitungsabzweig 7a ist ein Dreiwegeventil 8 angeordnet. Dieses kann eine an sich bekannte elektrisch schaltbare Ausführung sein. Damit ist der Innenraum 1c der Form 1 von der Rohrleitung 7 zum Unterdruckerzeuger abschaltbar und gleichzeitig mit einem den Unterdruck aufhebenden Gas "belüftbar". Während dessen bleibt der zwischen den Flanschen 3a, 3b befindliche Hohl raum 4 an die Rohrleitung 7 zum Unterdruckerzeuger ange schlossen und der Unterdruck in ihm erhalten, bis er zum Öffnen der erkalteten Form 1 aufgehoben wird.The interior 1 c of the form 1 and the between the flanges 3 a, 3 b located cavity 4 are through a pipe 7 arranged in the axis of rotation 6 of the form 1 via a pipe branch 7 a, 7 b with one not shown in the drawing Vacuum generator connected. A three-way valve 8 is arranged in the pipe branch 7 a leading to the interior 1 c of the mold 1 and also continuing in the pipe 7 in the axis of rotation 6 of the mold 1 . This can be an electrically switchable version known per se. The interior 1 c of the mold 1 can thus be switched off from the pipeline 7 to the vacuum generator and at the same time "ventilated" with a gas which removes the vacuum. During this time, the cavity 4 located between the flanges 3 a, 3 b remains connected to the pipeline 7 to the vacuum generator and the vacuum is maintained in it until it is released to open the cooled mold 1 .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur konstruk tiv einfacher und daher billiger, als die bekannten Vor richtungen dieser Art. Sie bietet auch die Möglichkeit, den Unterdruck in dem Hohlraum 4 zwischen den Flanschen 3a, 3b zum Zusammenziehen der Formhälften einzusetzen und beliebig lange aufrechtzuerhalten.The device according to the invention is not only structurally simpler and therefore cheaper than the known devices of this type. It also offers the possibility of using the negative pressure in the cavity 4 between the flanges 3 a, 3 b to contract the mold halves and to maintain them for as long as desired ,

Eine Vervollkommnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß an der von der Rotationsachse 6 ge haltenen Formhälfte 1a ein Gasbehälter 9 angeordnet ist, dessen Innenraum 9a durch das Dreiwegeventil 8 mit dem Innenraum 1c der Form verbindbar und mit einem Befüll ventil 10 ausgestattet ist. Bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel ist der Gasbehälter 9 als ein die Form hälfte 1a bis zum Flansch 3a in sich aufnehmender Zylin der ausgebildet. Sein flanschseitiger Rand ist mit dem Flansch 3a der Form 1 gasdicht verbunden. Sein Innen raum 9a ist gegen die Form 1 wärmeisoliert. Er dient der Bereitstellung eines Schutzgases, z. B. Stickstoff, welches während eines Formungszyklus beim Übergang von der Heizphase zur Kühlphase durch Umstellung des Drei wegeventils 8 in das Forminnere 1c, das heißt, in den bereits geformten Hohlkörper strömt und den bis dahin in diesem Raum herrschenden Unterdruck aufhebt. Durch das Befüllventil 10 ist der Gasbehälter 9 vor Beginn eines Formzyklus mit Schutzgas befüllbar und zwar bis zu einem Überdruck, der ausreicht, um nach Umstellen des Dreiwege ventils 8 den Unterdruck im Innenraum 1c der Form bis zum Erreichen des atmosphärischen Druckes auszugleichen.A perfection of the device according to the invention is that a gas container 9 is arranged on the mold half 1 a held by the axis of rotation 6 a, the interior 9 a of which can be connected by the three-way valve 8 to the interior 1 c of the mold and is equipped with a filling valve 10 , In the illustrated exemplary embodiment, the gas container 9 is formed as a shape half 1 a up to the flange 3 a in the receiving cylinder. Its flange side edge of which is gas-tightly connected with the flange 3a of the mold. 1 Its interior 9 a is thermally insulated against form 1 . It is used to provide a protective gas, e.g. B. nitrogen, which flows during a molding cycle in the transition from the heating phase to the cooling phase by switching the three-way valve 8 into the mold interior 1 c, that is, in the already formed hollow body and cancels the negative pressure prevailing in this space until then. Through the filling valve 10 , the gas container 9 can be filled with protective gas before the start of a molding cycle, to an excess pressure which is sufficient to compensate for the negative pressure in the interior 1 c of the mold after reaching the three-way valve 8 until the atmospheric pressure is reached.

Claims

1. Device for producing hollow bodies by rotational melting of free-flowing thermoplastic materials, in particular cellulose derivatives, with at least one of two mold halves ( 1 a, 1 b) which can be connected to one another by flanges ( 3 a, 3 b), mold ( 1 ), wel che contains cavities ( 2 a, 2 b) enclosing double walls, rotatably supported about two intersecting axes and can be tempered by means of a medium flowing through the cavities ( 2 a, 2 b), with an annular cavity ( 4 ) between the mutually facing Surfaces of the flanges ( 3 a, 3 b), according to a method in which the mold ( 1 ) rotates about the two axes during a heating and a cooling phase, the mold ( 1 ) in the interior ( 1 c) during the heating phase and in the ring cavity ( 4 ) a negative pressure is produced, which is canceled during the cooling phase in the interior ( 1 c) of the mold ( 1 ) by introducing a protective gas, but is maintained in the ring cavity ( 4 ) en remains, the latter and the interior ( 1 c) of the form ( 1 ) via a respective pipe branch ( 7 a, 7 b) of a pipe ( 7 ) arranged in the axis of rotation ( 6 ) of the form ( 1 ) with a Vacuum generators can be connected, characterized in that an in particular electrically switchable three-way valve ( 8 ) is arranged in the pipeline branch ( 7 a) leading to the interior ( 1 c) of the mold ( 1 ) outside the mold ( 1 ), whereby the interior ( 1 c ) of the form ( 1 ) from the common pipeline ( 7 ) and thus separable from the negative pressure generator and can be connected to a protective gas space which removes the negative pressure in the interior ( 1 c) of the form ( 1 ), during which between the flanges ( 3 a, 3 b) located cavity ( 4 ) remains connected to the vacuum generator.

2. Device according to claim 1, characterized in that (a 1) a gas tank (9) is at right angles to the axis of rotation (6) divided form (1) on the held by the rotation axis (6) mold half arranged, the interior of via the three-way valve ( 8 ) with the interior ( 1 c) of the mold ( 1 ) and which is equipped with a filling valve ( 10 ).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the gas container ( 9 ) as a the mold half ( 1 a) up to the flange ( 3 a) is formed in the receiving cylinder, the flange-side edge with the flange ( 3 a) of the mold ( 1 ) connected gas-tight and the interior ( 9 a) is thermally insulated against the mold ( 1 ).