DE8801851U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Preßkörpern aus thermoplastischem Kunststoffmaterial - Google Patents

Description

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Vorrichtung zur Herstellung von Preßkörpern aus thermoplastischem Kunst stoffmaterial

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Preßkörpern aus thermoplastischem Kunststoffmaterial durch Erwärmen des thermoplastischen Materials, Abtrennen und Formen eines Rohlings mittels einer gegebenenfalls ringförmigen Düse und gegebenenfalls unter Verwendung eines die Düse umgebenden, auf die Trennstelle gerichteten erwärmten Gasstroms, Einführen des Rohlings 1n eine Preßform, Schließen der Preßform, Formen des Preßkörpers durch Anlegen eines Preßdrucks und Aushärten des Preßkörpers mindestens teilweise unter Druck und Kühlung, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Extruder zum Erwärmen von thermoplastischem Kunststoffmaterial mit einer gegebenenfalls ringförmigen, zur Ausgabe von Materialportionen geeigneten verschließbaren Ausgabedüse, die gegebenenfalls von einer Ringdüse zum Ausströmen eines gegebenenfalls erwärmten, gegen die Abtrennstelle der Materialportionen von der Ausgabedüse gerichteten Gasstroms umgeben ist, mit mindestens einer schließbaren aus einer Formmatrize und einem Formdorn bestehenden Preßform, wobei die Formmatrize einerseits unterhalb der Ausgabedüse und andererseits koaxial zum Formdorn anordenbar ist und wobei auf den Formdorn und/oder die Formmatrize ein Preßdruck anleg- und aufrechterhaltbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-PS 30 23 415 beschrieben. Hierbei werden die aus der Ausgabedüse durch deren Schließen abgetrennten Rohlinge im freien Fall in den Preßhohlraum zugeführt. Hierdurch gelangen die abgetrennten Materialportionen während ihrer Abwärtsbewegung nicht in Kentakt ssit der. gekühlten Flächen der Preßform. Jedoch

verbleiben die Rohlinge längere Zeit, die ein zigfaches der Fallzeit betrifft, nämlich bis die Preßform von der AusgabedUse weg In die axiale Stellung mit dem Preßstempel gebracht wird, in der gekühlten Preßform. Hierbei weisen sie verhältnismäßig große Berührungsflächen mit der gekühlten Form auf, so daß der Kunststoff an diesen Berührungsflächen auszuhärten beginnt und sich nicht mehr gut verpressen läßt, so daß die Qualität der hergestellten Preßkörper leidet. Wenn dis Äüsgabsdüss und/cdsr deren SchiieBkörper nicht mit allerhöchster Präzision ausgeführt sind oder anhaftende Verunreinigungen aufweisen, erfolgt das Abtrennen des Rohlings nicht exakt gleichzeitig am gesamten Umfang, so daß der Rohling nicht exakt ausgerichtet in den Formhohlraum fällt, was allein oder in Zusammenhang mit den bereits an der gekühlten Wand der Form auskristallisierenden Teilen der Kunststoffmasse zu ungleichmäßigen Preßkörpern, d.h. zu Ausschuß führt. Der gleiche negative Effekt kann auch dadurch bewirkt werden, daß der gegebenenfalls vorgesehene ringförmige auf die Trennstelle des Rohlings von der Ausgabedüse gerichtete Gasstrom auf diesen ungleichmäßig einwirkt und somit einerseits ein ungleichmäßiges Ablösen des Rohlings bewirkt und andererseits diesen in einer außeraxialen Richtung beschleunigt, so daß der Rohling nicht zentriert in den Formhohlraum gelangen kann.

Aus der DE-PS 28 42 515 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die oben geschilderten Probleme auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Kontakt des Rohlings mit der gekühlten Preßform auf ein Minimum beschränkt und ein zentriertes Zuführen des Rohlings in die Preßform gewährleistet ist.

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

Durch das Ablegen des aus der Ausgabedtise austretenden thermoplastischen erwärmten Materials auf der Oberfläche &bull;Ines unter die Düse geführten Zwischenträgers, wird einerseits wegen des kurzen Wegs eine gerichtete und damit tentrierte Ausgabe erreicht, so daß ein ungleichmäßiges Abtrennen bzw. eventuelle Verunreinigungen entlang des Umfangs keinen Einfluß auf die Lage des Rohlings ausüben können. Entsprechendes gilt für die Wirkung eines legebenenfal Is vorhandenen ringförmigen Gasstroms.

Durch das Halten des Zwischenträgers in der ausgefahrenen Stellung wird der Rohling mit Ausnahme seiner Auflagefläche allseitig von warmer Umgebungsluft umspült, so daß der Rohling erst dann mit der gekühlten Preßform in Kontakt kommt, wenn auch der eigentliche Preßvorgang einsetzt.

Vorzugsweise wird der Rohling auf der Oberfläche des Zwischenträgers zwangsweise zentriert und derart auf die Oberfläche des Zwischenträgers abgelegt, daß er den Umfang überlappt. Hierdurch wird die Kontaktfläche des Rohlings mit dem Zwischenträger weiter verringert, so daß er noch weniger abgekühlt werden kann.

Vorteilhafte Ausführungen der Vorrichtung sind den Ansprüchen 2 und 3 zu entnehmen.

Da die Oberfläche des Zwischenträgers ein Teil der die endgültige Form des PreßkSrpers begrenzenden Preßform ist, ist eine im Kontaktbereich mögliche geringe Abkühlung des Rohlings nicht von Nachteil, da der Kunststoff aus diesem zentralen Bereich während des eigentlichen Preßvorgangs

- 6 nicht entfernt *u worden braucht.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Äusfuhrungsb«1sp1el einer Vorrichtung tür Herstellung von Kopfstücken für Tuben, wobei gleichzeitig der Tubenkörper mit dem herzustellenden Kopfstück verbunden werden kann, unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt in schematisier Schnittdarstellung:

■a Fig. 1 eine offene Ausgabedüse für thermoplastisches

Kunststoffmaterial und einen Zwischenträger, der Bestandteil einer Formmatrize einer Preßform 1st,

Fig. 2 das gleiche wie in Fig. 1, wobei die Ausgabedüse, geschlossen ist,

Fig. 3 die Formmatrize gemäß Fig. 1 und 2, der ein Formdorn zugestellt ist,

Fig. 4 die Verpreßstel1ung von Formmatrize und Formdorn.

In Fig. 1 und 2 ist eine Ausgabedüse 1 eines nicht dargestellten Extruders zum Erwärmen eines thermoplastiichen Kunststoffmaterials dargestellt. Die Ausgabedüse 1 weist einen Schließkörper 2 auf, mit der eine gewünschte Menge eines Kunststoffmaterials als ringförmiger Rohling 3 ausgegeben werden Kann. Die Ausgabeöffnung der Ausgabedüse ist von einer Ringdüse 4 umgeben. Der Ringdüse 4 kann beispielsweise Heißluft zugeführt werden, die zum leichteren Abtrennen des Rohlings 3 beim Schließen des Schiießkörpers der Ausgabedüse 1 dienen kann, und auch dazu, den in der Stellung gehaltenen Rohling 3 mit Heißluft zu umspülen , ihn so vor einem Abkühlen zu bewahren.

Axial zur Ausgabedüse 1 ist eine Formmatrize 5 angeordnet, die Teil einer Preßform zur Herstellung eines Tubenkopfes 6 (Fig. 4) ist. Das Innere der Formmatrize 5 ist so gestaltet, daß sie die Außenforra des herzustellenden Tubenkopfes 6 wiedergibt. Üblicherweise ist die Formmatrize 5 mehrteilig aufgebaut und weist einen Teil 7 für den mit einem Gewinde versehenen Hals des Tubenkopfes 6 auf. Zentral und axial verschiebbar ist in der Formmatrize 5 ein Zwischenträger 8 zwischen oberen und unteren Anschlägen 9, 10 verschiebbar angeordnet. In der oberen, durch den Anschlag 9 begrenzten Endstellung ist der Zwischenträger in einem derartigen Abstand zur Ausgabedüse 1 angeordnet, daß das aus der Ausgabedüse 1 austretende Material direkt auf die Oberfläche 11 des Zwischenträgers 8 abgelegt wird. Der Abstand zwischen der Oberfläche 11 und der Ausgabedüse 1 kann so gewählt werden, daß die benötigte Materialmenge gerade Platz findet. Es 1st aber auch möglich, die Oberfläche 11 des Zwischenträgers 8 direkt unter der Ausgabedüse 1 anzuordnen und entsprechend der Ausgabemenge den Zwischenträger 8 kontinuierlich abzusenken.

Zentral Innerhalb des Zwischenträgers 8 1st ein koaxial verschiebbarer Stab 12 angeordnet, der über die Oberfläche

11 des Zwischenträgers 8 hinausragt und einerseits zum Zentrleren des den Rohling 3 bildenden, aus der AusgabedUse 1 ausfließenden KunststoffStroms mit ringförmigem Querschnitt dient und andererseits beim Pressen des Tubenkopfes 6 dessen Ausgabeöffnung frei hält.

Das Aus- und Einfahren des Zwischenträgers 8 und des Stabes

12 kann durch einen beliebigen bekannten Antrieb (nicht dargestellt) z.B. durch Federkraft, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.

Die Oberfläche 11 kann plan gestaltet oder den Bedürfnissen der Gestaltung des Tubenkopfes angepaßt werden. Vorzugsweise kann die Oberfläche 11 des Zwischenträgers 8 konkav oder tellerförmig oder mit erhöhtem Rand (s.d.Fig.) ausgeführt werden. Die Oberfläche 11 bildet im eingefahrenen Zustand des Zwischenträgers 8 (s. Fig. 4) den die umgebende Außenfläche der Ausgabeöffnung des Tubenkopfes 6 gestaltenden Teil der Formmatrize 5.

In Fig. 3 ist das untere Ende eines Formdornes 13 dargestellt. Der Formdorn 13 weist eine einen Tubenkörper tragende Hülse 15 auf, in der axial beweglich ein die Innenform des Tubenkopfes 6 wiedergebender Preßstempel 16 relativ zur Hülse 15 bewegbar angeordnet ist.

Das Verfahren wird in der Vorrichtung wie folgt durchgeführt. Eine Formmatrize 5 wird unterhalb der Ausgabedüse 1 des nicht dargestellten Extruders angeordnet. Nach Öffnen des Schließkörpers 2 der Ausgabedüse 1 fließt ein Strom erwärmten thermoplastischen Kunststoffmaterials mit ringförmigem Querschnitt aus der Düsenöffnung aus und stützt sich auf der Oberfläche 11 des Zwischenträgers 8 bei geöffneter Ausgabedüse 1 ab. Die Ausgabedüse 1 bleibt solange geöffnet, bis die erforderliche Menge an Material ausgeflossen 1st, wobei dieses vorzugsweise die Ränder der Oberfläche 11 des Zwischenträgers frei überlappen sell. Während die AusgabedUse 1 geöffnet 1st, steht der Stab 12 im Zwischenträger 8 in Berührungskontakt mit dem Schließkörper 2 der AusgabedUse 1, wodurch das rohrförmig austretende Kunststoffmaterial 1m Inneren geführt und zentriert wird. Durch das Schließen des Schließkörpers 2, gegebenenfalls unter Unterstützung eines aus der RingdUse 4 austretenden erhitzten Gasstroms, wird der Zufluß von weiterem Kunststoffmaterial abgeschnitten und ein ringförmiger

Rohling mit überlappenden Rändern abgetrennt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht, bezogen auf die Gesamtmasse des Rohlings 3, nur ein geringer Kontakt mit dem Zwischenträger 8 bzw. dem Stab 12, so daß eine nennenswerte Abkühlung nicht erfolgen kann, insbesondere auch deshalb nicftt, weil weder der Stab 12 noch der Zwischenträger 8 im Gegensatz zur Formmatrize 5 direkt gekühlt sind (die übliche Kühlung der Formmatrize, um ein schnelleres Aushärten zu gewährleisten, ist nicht dargestellt). Eine geringe Abkühlung an den Kontaktstellen kann nicht nur hingenommen, sondern auch positiv bewertet werden, da die Kontaktstellen beim eigentlichen Preßvorgang praktisch nicht oder kaum bewegt werden messen, so daß eine hohe Mobilität, des Kunststoffmaterials dort nicht erforderlich ist.

Durch die Lüftisolierung zur gekühlten Formmatrize 5 kann diese praktisch keine Kühlwirkung auf den Rohling 3 übertragen. Sofern aus der Ringdüse 4 erhitzte Luft austritt, wird der Rohling 3 umspült und kann so auf der jeweils gewünschten Temperatur durch Regelung der Lufttemperatur gehalten werden, d.h. gegebenenfalls auch erhitzt werden.In der oberen Stellung wird der Rohling 3 solange gehalten, bis die Formmatrize 5 koaxial zum Formdorn 13 ausgerichtet 1st. Da die Formmatrizen 5 üblicherweise in einem Drehtisch angeordnet sind, kann dies über ein oder mehrere Taktschritte erfolgen, ohne daß eine wesentliche Abkühlung des Rohlings 3 zu befürchten wäre, wie dies bei Ablage eines Rohlings aus der Ausgabedüse direkt in eine gekühlte Formmatrize zwangsläufig der Fall 1st. Bei Zustellung des Formdorns 13 is. F1g. 3), d.h., wenn sein Preßstempel 16 mit dem oberen Ende des Stabes 12 in Kontakt tritt, wird bei der weiteren Absenkung des Formdornes 13 auch der Zwischenträger 8 mit dem Stab 12 bis zum unteren

Anschlag 10 abgesenkt. Hierbei gelangt auch die Hülse 15 mit dem Tubenkörper 14 in die vorgesehene Position innerhalb der Formmatrize 5, wonach ausschließlich der Preßstempel 16 innerhalb der Hülse 15 unter Ausübung des Preßdrucks weiter in die Formmatrize 5 abgesenkt wird, wobei er auch den Stab 12 relativ zum Zwischenträger 8 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung verschiebt, wobei sowohl die endgültige Form des Tubenkopfes 6 als auch dessen Verbindung mit dem Tubenkörper erfolgt. In dieser Position wird der Preßstempe¹ 16 unter Druck solange gehalten, bis die zum Aushärten erforderliche Zeit verstrichen ist. Es ist selbstverständlich möglich, daß nur die Formmatrize gegen einen feststehenden Formdorn oder umgekehrt bewegt wird; es ist aber auch möglich, daß sich sowohl Formdorn als auch Matrize gegeneinander bewegen.

Dadurch, daß vom Moment der Herstellung des Rohlings bis zum Verpressen des Rohlings er nur einer geringfügigen Abkühlung unterliegt und dann praktisch nur an Stellen, die bei der endgültigen Formgebung nicht mehr bewegt werden müssen, kann die Temperatur des erwärmten Kunststoffs niedriger sein als bei den bekannten Verfahren, was einerseits Energie zum Aufschmelzen einspart und andererseits die Verfestigung beschleunigt, da nicht solange gekühlt werden muß. Somit trägt die Erfindung zum Energieeinsparen und zur Beschleunigung des Herstellungsprozesses erheblich bei.

Claims (3)

1. PATENTA^W-feE^ ZELLENTIN

   ' D-8000 München 2, ZweibrückenstraBe 15, Telefon 089-22 45 85, Telex 5-22 903, Fax 089-22 20

   AISA

   Automation Industrielle SA

   CH - 1896 Vouvry 11. Febr. 1988

   aiv 88636 RZ/H

   Vorrichtung zur Herstellung von Preßkörpern aus thermoplastischem Kunststoffmaterial

   Schutzansprüche:

   1. Vorrichtung zur Herstellung von Preßkörpern aus thermoplastischem Kunststoffmaterial mit einem Extruder zum Erwärmen des thermoplastischen Kunststoffmaterials mit einer gegebenenfalls ringförmigen, zur Ausgabe von Materialportionen geeigneten verschließbaren Ausgabedüse (1), die geg'benenfails von einer Ringdüse (4) zum Ausströmen eines gegebenenfalls erwärmten, gegen die Abtrennstelle der Materialportionen von der Ausgabedüse (1) gerichteten Gasstroms umgeben ist, mit mindestens einer schließbaren aus einer Formmatrize (5) und einem Formdorn (13) bestehenden Preßform, wobei die Formmatrize (5) einerseits unterhalb der Ausgabedüse (1) und andererseits koaxial zum Formdorn (13) anordenbar ist und wobei auf den Formdorn (13) und/oder die Formmatrize (5) ein Preßdruck anieg- und aufrechterhaltbar 1st, dadurch gekennzeichnet, daß In der Formmatrize (5) ein ausfahrbarer Zwischenträger (8) angeordnet 1st, dessen freie Oberfläche (11) 1n eingefahrener Stellung einen Teil der den Preßkörper wiedergebenden Formfläche der Formmatrize (5) bildet.

   -Z-
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenträger (8) ein koaxial angeordneter, axial ausfahrbarer Stab (12) angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (11) des Zwischenträgers (8) eine randliche Erhöhung aufweist.