DE2756384A1

DE2756384A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hohlkoerpern aus thermoplastischen kunststoffen

Info

Publication number: DE2756384A1
Application number: DE19772756384
Authority: DE
Inventors: Ernst Reitberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-17
Filing date: 1977-12-17
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2756384B2; DE2756384C3

Description

Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, beispielsweise aus Polycarbonat, durch Rotationsschmelzen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. dem des Anspruches 3.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung ist aus der DT-PS 20 15 966 bekannt geworden. Dort wird zur Anwendung des Rotationsschmelzverfahrens auch für Cellulosederivate dem Kunststoff ein Überschuß an Weichmachern zugeführt, der während der Heizphase aus der Form abdestilliert wird, indem in der Rohrleitung zwischen Formverbindungsflansch und der Rohrleitung zum Unterdruckerzeuger ein Abscheider eingebaut ist. Außerdem ist in dieser Rohrleitung ein Unterdruckspeicher und ein Rückschlagventil eingebaut, um verfahrensgemäß zu erreichen, daß an den Dichtungsflächen der Form auch während der Abkühlphase Unterdruck anliegt, in welcher Phase sich im Forminneren das Schutzgas unter Ueberdruck befindet. Bei der bekannten Vorrichtung kann außerdem das in das Forminnere hineinführende Rohr nicht nur mit dem Unterdruckerzeuger verbunden werden, sondern auch mit einer Pumpe, da es auch zum Einleiten des Schutzgases in das Forminnere dient.
Das bekannte Verfahren ist relativ zeitraubend, da zu Beginn des Verarbeitungazyklus nicht nur in der Form, sondern auch in dem relativ großen Speicher Unterdruck erzeugt werden muß und da am Ende des Zyklus der noch im Speicher und zwischen den Verbindungs flanschen bestehende Unterdruck vor dem Öffnen der Form bzw. der Entnahme des hergestellten Hohlkörpers beseitigt werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht in der gemeinsamen Verwendung der in das Forminnere mündenden Rohrleitung sowohl zur Erzeugung des Unterdrucks, als auch zum Einleiten des Schutzgases, da derjenige Schmutz, der beim Erzeugen des Unterdrucks abgesaugt wird und ggf. an der Rohrleitung hängenbleibt, beim Einleiten des Schutzgases wieder in das Forminnere gelangt. Dies wiederum kann die Ausschußquote erhöhen.
Des weiteren ist die bekannte Vorrichtung relativ aufwendig, da in der von den Flanschverbindungsflächen zur Rohrleitung für den Unterdruckerzeuger führenden Rohrleitung relativ teuere und aufwendige Elemente, wie ein Unterdruckspeicher, ein Rückschlagventil und ein Weichmacherabscheider vorgesehen sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das schneller durchführbar ist und zu einwandfreien Hohlkörpern führt, und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist und damit billiger ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale und bezüglich der Vorrichtung die im Kennzeichen des Anspruches 3 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also jeweils sowohl im Forminneren als auch zwischen den Dichtungsflächen sowohl während ler Heizphase als auch während der Abkühlphase dieselbe Atmosphäre erzeugt, d.h. einmal Unterdruck und das andere Mal Schutzgasatmos-,härte, ggf. unter leichtem Überdruck. Dieser Ausgleich erfolgt re-Lativ rasch und einfach durch die Bypassleitung und durch die Verwindung zwischen der Rohrleitung zum Unterdruckerzeuger und der tohrleitung für die Scjutzgaszuführung im Forminneren. Außerdem rann der Übergang vom Unterdruck zur Schutzgasatmosphäre fließend erfolgen, so daß darüber hinaus während des Phasenüberganges eine ichutzgasspülung erfolgen kann, die den Vorteil hat, daß für den [ohlkörper schädliche Dämpfe abgesaugt werden können. Da am Ende es Zyklus auch zwischen den Verbindungsflächen der Form Schutz-;aßatmosphäre besteht, kann das Entformen schnell und ohne weitere gesonderte Maßnahmen erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist relativ einfach aufgebaut, da sie nur eine Art Kurzschlußleitung ohne zusätzliche Elemente benötigt.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung den die Form enthaltenden rotierbaren Teil der Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, und Fig. 2 in vergrößerte geschnittener Darstellung einen Ausschnitt im Bereich der Flansche der beiden Formhälften gemäß Kreis II der Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, von der lediglich derjenige Teil 11 dargestellt ist, der an einer nicht dargestellten Halterung um zwei zueinander senkrechte Achsen rotierbar gelagert ist, dient zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise aus Polycarbonat im Rotationsschmelzverfahren, wobei die Hohlkörper kugelförmig, würfelförmig, zylindrisch oder in sonstiger Weise ausgebildet sein können. Der dargestellte Vorrichtungsteil 11 besitzt eine beim Ausführungabsiapiel kugelige Form 12, die aus einer oberen und einer unteren Halbschale 13, 14 mittels Flansche 16, 17 zusammengesetzt ist. Die dichte Verbindung der aufeinanderpassenden Dichtungaflächen der Flansche 16, 17 kann in beliebieger an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Spannvorrichtungen erfolgen. In das Innere 18 der Form 12 ragen zwei koaxial zueinander angeordnete Leitungen 19, 20, von denen die innere Leitung 19 weiter in die Form hineinragt als die äußere und die zu einem außerhalb der Form 12 und über dieser angeordneten Rotationsgelenk 21 bzw. 22 führen. Die innere Leitung 19 führt über das Rotationsgelenk 21 und eine absperrbare Leitung 23 zu einem nicht dargestellten Druckbehälter, Pumpe oder dgl., der zur Zuführung von Schutzgas, beispielsweise Stickstoff, dient. Die die Leitung 19 umgebende äußere Leitung 20 führt über das Rotationsgelenk 22 und eine absperrrbare Leitung 24 zu einem ebenfalls nicht dargestellten Unterdruckerzeuger. In die äußere Leitung 20 zum Unterdruckerzeuger mündet zwischen der Form 12 und dem Rotationsgelenk 22 eine Bypassleitung 26, die anderenends an einem Flanschumfangsbereich mit dem oberen Flansch 16 fest verbunden ist und in einen zwischen den beiden Flanschen 16 und 17 angeordneten ringförmigen Hohlraum 27 mündet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, dient die Bypassleitung 26 lediglich als Kurzschlußleitung zwischen dem Hohlraum 27 und der Leitung 20 zum Unterdruckerzeuger, ohne daß in der Bypassleitung weitere Elemente, Apparate und dgl. vorhanden sind.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der ringförmige Hohlraum 27 etwa in denradialen Mitte der Flansche 16, 17 und symmetrisch zur Trennebene 28 bzw. den Dichtungsflächen der Form 12 bzw. der Flansche 16, 17 angeordnet. Zwischen dem Hohlraum 27 und dem Außenumfang der Flansche 16, 17 ist ein Dichtungsring, in Form eines O-Ringes 29 vorgesehen, der in eine Ringnut 31 im unteren Flansch 17 vorgesehen ist. Zur guten Abdichtung wird der O-Ring 29 durch eine vorspringende Nase 32 an der Dichtungsfläche des Flansches 16 zusammengedrückt. Zwischen dem Hohlraum 27 und dem Innenumfang der Flansche 16, 17 ist ein Fangraum in Form eines ringförmigen Schmutzkanals 33 vorgesehen, der einerseits durch eine Ringnut im unteren Flansch 17 und andererseits durch eine vorßpringende Ringnase an der Dichtungsfläche des Flansches 16 begrenzt ist.
Wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, ist die Form 12 doppelwandig ausgebildet, wobei die Flansche 16, 17 an der Außenfläche des inneren Wandteiles 34 angeschweißt sind, während der äußere Wandteil 35 stumpf auf den Flanschen 16, 17 aufsitzt und angeschweißt ist. Wie in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie 36 dargestellt ist, kann die Trennebene im Bereich des inneren Wandteiles 34 gegenüber derjenigen der Flansche 16, 17 versetzt sein,um ein weiteres Hindernis für nach außen drängende Partikel vorzusehen.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Nachdem die Form 12 geschlossen worden ist und in an sich bekannter Weise das Forminnere 18 mit dem betreffenden pulverförmigen Kunststoffmaterial beschickt worden ist, wird die Heizphase eingeleitet, d.h. die Form 12 wird beheizt. Gleichzeitig oder danach wird die Form 12 um zwei zueinander senkrechten Achsen rotierend angetrieben und über die Leitungen 20 und 24 ein Unterdruck in ihr erzeugt. Gleichzeitig wird aufgrund der Bypasaleitung 26 im Hohlraum 27 zwischen den Verbindungsflanschen 16, 17 ebenfalls ein Unterdruck gleicher Größe erzeugt. Die Vakuumpumpe läuft zumindest bis zum Beginn der Polymerisation, wobei die ständige Unterdruckerzeugung auch im Hohlraum 27 verhindert, daß Luft in das Forminnere 18 gelangen kann. Nach dem Beginn der Polymerisation wird über die Leitungen 23 und 19 Schutzgas, beispielsweise Stickstoff in das Forminnere 18 eingeleitet. Zu Beginn der Einleitung von Stickstoff läuft der Unterdruckerzeuger noch etwas nach, so daß sich eine Spülung des Forminneres 18 ergibt, die bewirkt, daß schädliche Dämpfe und dgl. abgesaugt werden. Dies ist durch die Verbindung der beiden Leitungen 19 und 20 innerhalb des Forminneren 18 möglich. Es wird dann der Unterdruckerzeuger abgeschaltet, so daß das Forminnere 18 mit einer Stickstoffatmosphäre gefüllt wird.
Aufgrund der offenen Verbindung von der Leitung 19 zur Leitung 20 strömt auch durch die Bypassleitung 26 das Schutzgas in den Hohlraum 27 ein, so daß wiederum sowohl im Forminneren 18 als auch im Hohlraum 27 dieselbe Atmosphäre besteht. Das Schutzgas, das den Unterdruck aufhebt, wird beispielsweise unter einem leichten Druck von 0,1 - 0,2 atü gesetzt. Durch den Atmosphärenausgleich im Forminneren 18 und im Hohlraum 27 ist sichergestellt, daß ein einwandfreier Hohlkörper 37 erzeugt werden kann, an dem auch die Trennebene der Form nicht sichtbar ist. Die Schutzgasatmosphäre verbleibt während der gesamten Abkühlphase konstant, wobei es ggf. notwendig ist, vor dem Entformen des fertigen Hohlkörpers 37 den leichten oberdruck im Forminneren und zwischen den Verbindungsflanschen abzubauen.
Es versteht sich, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtung auch andere thermoplastische Massen, wie bspw. solche auf der Basis von Celluloseestern, problemlos hergestellt werden können, was insbesondere auch aufgrund der Schutzgasspülung möglich ist.
Ende der Beschreibung

Claims

Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, beispielsweise aus Polycarbonat, durch Rotationsschmelzen, wobei eine geteilte hohle Form um zwei Achsen rotiert und während der Heizphase sowohl in der Form als auch zwischen den Dichtungsflächen ein Unterdruck hergestellt wird, der in der E'orm beim Übergang zur Abkühlphase durch Einleiten von Schutzgas kompensiert wird, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daX während der Abkühiphase bzw. nach Beginn der Polymerisation das SciluLzgas auch zwischen die Dichtungsflächen der geteilten Form (12) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß zu Beginn der Schutzgaseinleitung in die Form (12) und zwischen die Formdichtungsflächen die Unterdruckerzeugung noch kurze Zeit anhält.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, mit einer um zwei Achsen rotierbar gehaltenen, geteilten, hohlen Form, in die eine mit einem Unterdruckerzeuger verbundene Rohrleitung mündet und deren Verbindungsflansche etwa in der Trennebene einen vorzugsweise umlaufenden Hohlraum einschließen, in den mindestens eine Rohrleitung mündet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß außer der zum Unterdruckerzeuger führenden Rohrleitung (20) eine weitere Rohrleitung (19) zur Zuführung des Schutzgases in das Forminnere (18) mündet, wo die beiden Rohrleitungen (19, 20) miteinander in Verbindung stehen, und daß die in den Flanschhohlraum (27) mündende Rohrleitung als Bypass-Leitung (26) unmittelbar mit der zum Unterdruckerzeuger führenden Rohrleitung (20) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Rohrleitung (20) zum Unterdruckerzeuger die Rohrleitung (19) zum Zuführen des Schutzgases koaxial umgibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß in der Trennebene (28) der Flansche (16, 17) zwischen dem Hohlraum (27) und dem Forminneren (18) mindestens ein SchuMtzkanal (33) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Trennebene (36) der Form (12) gegenüber derjenigen (28) der Verbindungsflansche (16, 17) versetzt ist.

- Ende der Patentansprüche -