DE2830316A1

DE2830316A1 - Spritz- bzw. giesskopf zum beschichten von gegenstaenden

Info

Publication number: DE2830316A1
Application number: DE19782830316
Authority: DE
Inventors: Anton Malburg; Theo Rauland
Original assignee: Desma Werke GmbH
Current assignee: Desma Werke GmbH
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DE2830316B2; DE2830316C3

Description

Spritz- bzw. Gießkopf
zum Beschichten von Gegenständen Die Erfindung betrifft einen Spritz- bzw. Gießkopf zum Beschichten von Gegenständen mit fließfähigem Material, insbesondere Kunststoff, mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Düsen, die mit einer Quelle fiir das fließfähige Material verbindbar sind.
Ein vorrangiges Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Beschichtung von Flaschen und ähnlichen Behältern aus Glas. Sinn dieser Maßnahme ist es, bei Material-, nämlich Glas-Einsparung-die Stabilität der Behälter nicht zu beeinträchtigen und im übrigen auch deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen und sonstigen mechanischen Beanspruchungen zu erhöhen.
Kunststoff, und zwar insbesondere Polyurethan, wird bisher mit entsprechend bewegten Spritzpistolen, aber auch durch stationäre Sprühleisten auf die Flaschen aufgebracht. Diese werden unterhalb der Sprühleiste bewegt, wobei sich die Flasche während der Beschichtung um die eigenelängsachse dreht.
Das sich in der Praxis stellende Problem besteht darin, eine moglichst genaue, gleichförmige Beschichtung der Gegenstände zu gewährleisten, und zwar auch dann, wenn die Werkstücke Bereiche unterschiedlichen Durchmessers haben, wie dies beispielsweise bei Formflaschen der Fall ist.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Spritz-bzw. Gießkopf vorzuschlagen, mit dem gleichmäßige Beschichtungen aus Kunststoff oder dergl. auch auf komplexen Gegenständen, zum Beispiel Formflaschen, bei hoher Leistungsfähigkeit und insbesondere kontinuierlichem Betrieb hergestellt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Spritz- bzw.
Gießkopf dadurch gekennzeichnet, daß die Dilsen hinsichtlich der Materialabgabe, insbesondere hinsichtlich der in der Zeiteinheit abgegebenen Materialmenge, individuell steuerbar sind.
Der Erfindung liegt demnach die Erkenntnis zugrunde, daß bei geometrisch komplexen Gebilden die Zufuhrdes Materials bereichsweise unterschiedlich gesteuert werden muß, so daß im Endeffekt überall eine gleichförmige Schicht bzw. eine solche von durchgehend gleicher Dicke erzeugt wird.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Spritz- bzw.
Gießkopf mit einer Düsenleiste versehen, nämlich einem länglichen Hohlkörper mit einer Mehrzahl von in Reihe angeordneten Düsen als Austrittsöffnungen für das Material. Die Düsen sind dabei in Gruppen individuell steuerbar. Vorzugsweise sind zu diesem Zweck in der Düsenleiste einzelne Verteilerkammern angeordnet, die individuell mit Material beschickt werden können oder die in bezug auf die Freigabe der Diesen individuell steuerbar sind.
Die zu beschichtenden Gegenstände, also insbesondere Flaschen, werden auf einem Förderer unter dem Spritz- bzw. Gießkopf entlangbewegt und zwar mit der Längsachse in Richtung der Düsenleiste liegend. Je nach der geometrischen Gestalt des Werkstücks wird nun über die Länge desselben mit gesteuerter Verteilung Werkstoff abge- geben, nämlich unter Druck aufgesprüht. Die Gegenstände drehen sich dabei um die eigene Längsachse. Der Spritz- bzw, Gießkopf wird dabei während einer Teilstrecke der Bewegung des Werkstücks mit diesem mitgeführt, so daß die Beschichtung über einen gewissen Bewegungs- und damit Zeitabschnitt erfolgen kann. Der Spritz- bzw.
Gießkopf kehrt nach Beendigung eines Beschichtungstaktes und Schließen aller Düsen in die Ausgangsstellung zurück, um die Bearbeitung des nächstfolgenden Werkstücks einzuleiten.
Die Steuerbarkeit der Materialabgabe des länglichen Spritz- bzw.
Gießkopfes hat eine Mehrzahl von Vorteilen. So ist beispielsweise nicht nur eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser von Gegenständen möglich, sondern deren Länge kann durch entsprechende Steuerung der Düsen ebenfalls berücksichtigt werden, derart, daß lediglich in einem der Länge des Gegenstands entsprechenden Bereich Material aus den Düsen austritt. Der Spritz - bzw. Gießkopf hat einen kompakten Aufbau und ist auch unter Bertcksichtigung empfindlicher Werkstoffe, wie Polyurethan, zuverlässig, derart, daß keine Materialrückstände auftreten können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen abgewinkelten axialen Schnitt durch einenSpritz-bzw. Gießkopf längs der Linie I-I von Fig. 2, Fig. 2 einen transversalen Schnitt durch den Spritz- bzw.
Gießkopf nach Fig. 1, längs der Linie 1-11, Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 2, wobei jedoch die die Kunststoffzufuhr zu den Düsen steuernden Ventile in der Schließstellung gezeigt sind, und Fig. 4 verschieden ausgebildete Ventilschieber zur Verwendung in dem Spritz- bzw. Gießkopf nach den Fig. 1 und 2.
Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel eines Spritz- bzw. Gießkopfes 10 besteht im wesentlichen aus drei Hauptteilen, nämlich einer Dilsenleiste 11, einer Rückwand 12 für die Düsenleiste 11 und mehreren auf die Rüclçwand 12 aufgesetzten Ventilgehäusen 13.
In der Düsenleiste 11 sind vier getrennte Verteilerkammern 14, 15, 16, 17 ausgebildet, welche durch Wände 18 voneinander getrennt sind. Aus einer jeden der Verteilerkammern 14.. 17 kann Kunststoff zu einer zugeordneten Gruppe von Düsen 19a, 19b..; 20a, 20b..; 21a, 21b..; 22a, 22b.. fließen, welche kleine Durchmesser aufweisen. Zum Spritzen von zum Beispiel auf 330 bis 360 Grad K erwärmten Polyurethans eignen sich Düsen mit einem Durchmesser von 0, 8 mm bei einem Abstand von 8 mm. Bei einem Abstand des zu beschichtenden Gegenstandes vom Spritz-bzw. Gießkopf, der etwa 50 mm beträgt, erhält man bei dieser Auslegung homogene glatte Überzüge.
Die Steuerung der Kunststoffzufuhr zu den Düsen 19.. 22 erfolgt durch ein Drehschieberventil, das eine Ventilbohrung 23 und einen in dieser drehbar angeordneten stabförmigen Ventilschieber 24 aufweist. Die Ventilbohrung 23 schneidet die Verteilerkammern 14.. 17, in der Nachbarschaft der unteren, vorderen Längskante, das heißt in den Fig. 2 und 3 bei der unteren linken Ecke. Der Ventilschieber 24 hat an einer Umfangsstelle jeweils einer der Verteilerkammern 14.. 17 zugeordnete, axial fluchtende Abflachungen 25, 26, 27, 28.
Der Ventilschieber 24 ist durch in seine Endabschnitte eingesetzte Sprengringe 29, 30 axial festgelegt. Auf das in Fig. 1 rechts gelegene Ende des Ventilschiebers 24 ist ein Stellhebel 31 drehfest aufersetzt.
In der die Verteilerkhammern 14..17 verschlieflenden gemeinsamen Rückwand 12 ist jeweils in der axialen Mitte einer Verteilerkammer 14..17 ein Zuführkanal 32 vorgesehen, der sich in Richtung von der Verteilerkammer 14. .17 weg kegelförmig erweitert und so einen ersten Ventilsitz 83 für eine erste Dichtfläche 34 eines Ventilkörpers 35 bildet. Der Ventilkörper 35 ist in einer Ventilbohrung 36 des Ventilgehäuses 13 axial verschiebbar und trägt einen Bund 87, der seinerseits eine zweite Dichtfläche 98 trägt, welche an einen zweiten Ventilsitz 29 anlegbar ist. L)er letztere ist von einem Bund 40 der Ventilbohrung36 getragen. Ein Speisekanal 41 für den Werkstoff ist mit einer in der Zeichnung nicht gezeigten Dosierpumpe oder dergl. verbunden und mündet bnden ih der Zeichnung links des Bundes 40 liegenden Abschnitt der Ventilbohrung QB, während ein Rückführkanal 42 für nicht verarbeitetes Material von dem in der Zeichnung rechts des Bundes 40 liegenden Abschnitt der ltinttlbohrung 36 ausgeht. Der in der Zeichhung rechts gelegene bbWchnitt des Ventilkörpers 35 ist mit einem insbesondere fluidischen oder elektrotnagnetischen Stellmotor oder über eine Nockenanordnung mit einer Stellwelle verbunden. dieser Antrieb ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Auf diese Weise ist der Ventilkörper 85 zwischen der in Fig. 2 gezeigten Spritzstellung, in welcher der Zuführkanal 32 freigegeben wird und der Rückführkanal 42 verschlossen Ist, und der in Fig. 8 gezeigten Rezirkulationsstellung verlager bar. In der letztgenannten Stellung ist der Zuführkanal 32 geschlossen und der Rückführkanal 42 mit dem Speisekanal 41 verbunden.
Damit wird erreicht, daß bei Nichtarbeiten des Kopfes der Kunststoff im Kreislauf bewegt wird, so daß sich keine Ablagerungen verfestigten Kunststoffes bilden können.
Für jede der Verteilerkammern 14..17 ist eine Einrichtung zum steuerbaren Zuführen des Materials Yorgesehen, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
In der Düsenleiste 11 ist ferner eine in Längsrichtung verlaufende Bohrung 43 vorgesehen, in der eine elektrische Zusatzheizung untergebracht werden kann, die in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist. Statt dessen kann auch ein erwärmtes Strömungsmittel durch diese Bohrung 43 umgewälzt werden.
Der insoweit beschriebene Spritz- bzw. Gießkopf 10 bzw. die Einrichtung zur Beschichtung von Gegenständen arbeitet wie folgt: Ein zu beschichtender Gegenstand, zum Beispiel eine in Fig. 1 gezeigte Flasche 44, wird erwärmt und dem Spritz- bzw. Gießkopf 10 durch einen nicht dargestellten Förderer zugeführt. Der Ventilkörper 35 wird sodann aus der Stellung gemäß Fig. 3 in die gemäß Fig. 2 gebracht. Des weiteren wird der Ventilschieber 24 aus der Position lt. Fig. 3 in die gemäß Fig. 2 bewegt. Letzteres erfolgt durch Verlagern des Ventilkörpers 35, damit beim Gießen bzw. Spritzgießen sofort der volle Druck des Werkstoffes bereitsteht.
Der Beschichtungsvorgang durch Spritzen bzw. Sprühen nimmt etwa einen Zeitraum von drei Sekunden in Anspruch. Der Gegenstand, also die Flasche 44, wird dabei einmal um die eigene Längsachse gedreht, und zwar vorzugsweise während des Weitertransports unter Mitbewegung des Spritz- bzw. Gießkopfes 10. Danach wird der Ventilschieber 24 geschlossen und zweckmäßigerweise kurz danach der Ventilkörper 35. Der Spritz- bzw. Gießkopf wird dann in die Ausgangsstellung oberhalb der nächstfolgenden Flasche zurtckbewegt.
Die Verteilerkammeml4, 15, 16, 17 können auch unterschiedlich mit Werkstoff versorgt werden, zum Beispiel auch derart, daß den Kammern 14.. 17 unterschiedliche Materialien bzw. Materialien unterschiedlicher Farbgebung oder Zusammensetzung zugeflihrt werden. Zum Beispiel kann der einzelnen Verteilerkammern 14.. 17 zugeführte Werkstoff mit einem Blähmittel oder dergl. versehen sein.
Zum Erzielen unterschiedlicher Schichtdicken auf dem Gegenstand kann man auch einen Ventilschieber verwenden, der in Winkelrichtung versetzt mehrere Sätze axial fluchtender Oberflächen aufweist, zum Beispiel zwei. Im einfachsten Fall kann dabei ein Satz Abflachungen füralle Verteilerkammern vorgesehen sein (wie in Fig. 4a gezeigt), während ein zweiter Satz nur eine Abflachung aufweist (vgl. Fig. 4b), die einem besonders dick zu überziehenden Abschnitt des Gegenstandes entspricht. Der Gegenstand wird dann zunächst unter Verwendung des Satzes nach Fig. 4a gleichmäßig mit Kunststoff überzogen und dann durch Verdrehen des Ventilschiebers unter Verwendung des Satzes nach Fig. 4b lokal noch zusätzlich mit Kunststoff versehen.
Zur Einstellung der wirksamen axialen Länge des Spritz- bzw.
Gießkopfes auf die jeweilige Länge der Gegenstände können sich die Abflachungen, die den Enden des Gegenstandes zugeordnet slnd, auch nur huber einen Teil der der zugehörigen Verteilerkammer zugeordneten Düsenerstrecken, wie dies in Fig. 4c gezeigt ist (dort sind die Wände 18 gestrichelt angedeutet). Der Ventilschieber 24 verschließt dann einige der Diesen sowohl in der SchließsteUung wie auch in der Offenstellung. Nach dem der Abstand der Düsen sehr klein ist, kann man so die Länge des Sprühvorganges sehr genau auf die Länge des zu beschichtenden Gegenstandes abstimmen. Das Einsetzen eines jeweils besonders angepaßten Ventilschiebers kann sehr einfach nach Lösen des Stellhebels 31 und Entfernen der Sprengringe 29, 30 erfolgen, und zwar auch während der Fertigung, da der Ventilkörper 35 im Schließzustand ein Herausitufenvon Kunststoff verhindert.
Zur in Abständen notwendig werdenden Reinigung der Verteilerkammern 14.. 17 und der Düsen 19.. 22 ist für jede der Verteilerkammern 14.. 17 ein schematisch wiedergegebener Spülkanal 45 vorgesehen, der über ein nicht gezeigtes Steuerventil mit einer Druckpumpe fürReinigungsflüssigkeit, zum Beispiel ein geeignetes organisches Lösungsmittel verbunden ist.
Der oben beschriebene Spritz- bzw. Gießkopt eignet sich auch zum Lackieren von Gegenständen oder zum Überziehen mit anderen flüssigen Materialien als Kunststoff, zum Beispiel zum Aufsprühen von Klebstoffen.

Claims

Spritz- bzw. Gießkopf zum Beschichten von Gegenständen Ansprüche Spritz- bzw. Gießkopf zum Beschichten von Gegenständen mit fließfähigem Material, insbesondere Kunststoff, mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Düsen, die mit einer Quelle für das fließfähige Material verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (19a, 19b..; 20a, 20b. . 21a, 21b. . 22a, 22b..) hinsichtlich der Materialabgabe, insbesondere hinsichtlich der in der Zeiteinheit abgegebenen Materialmenge, individuell steuerbar sind.
2. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen von benachbarten bzw. nebeneinander liegenden Diesen individuell steuerbar sind.
3. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennebeneinander, insbesondere in einer Reihe, innerhalb einer Düsenleiste (11) angeordnet sind, in der den einzelnen Gruppen von Düsen in bezug auf die Materialzufuhr oder -abgabe individuell steuerbare Verteilerkammern (14, 15, 16, 17) zugeordnet sind.
4. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Gruppe von Düsen zugeordnete Verteilerkammer (14, 15, 16, 17) durch ein Absperrorgan, insbesondere durch einen Ventilschieber (24) mit der jeweils zugeordneten Gruppe von Diesenverbindbar ist.
5. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 3 sowie einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verteilerkammer (14, 15, 16, 17) eine individuell steuerbare Dosiereinrichtung zugeordnet ist.
6. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 3 sowie einem der weiteren Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verteilerkammer (14, 15, 16, 17) individuell an eine Rezirkulationsleitung anschließbar ist.
7. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 3 sowie einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß füralle Verteilerkammern (14, 15, 16, 17) ein gemeinsamer Ventilschieber (24)vorgesehen ist, der jeweils einer der Verteilerkammern (14, 15, 16, 17) zugeordnete Steuerabschnitte (25, 26, 27, 28) aurweist.
8. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (' 4) ein in einer Ventilbohrung (23) drehbarer Stab ist und daß die Steuerabschnitte durch Abflachungen (25, 26, 27, 28) des Stabes gebildet sind, deren axiale Abmessungen der axialen Erstreckung der dem betrachteten Steuerabschnitt zugeordneten Düsengruppe entspricht.
9. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (24) eine Mehrzahl in Winkelrichtung gegeneinander versetzter Abflachungen (25, 26, 27, 28) aufweist.
10. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine oder mehrere der AbTlachungen (25, 26, 27, 28) nur über einen Teil der Düsen (19a, 19b. . ;20a, 20b..; 21a, 21b..; 22a, 22b..) einer Verteilerkammer (14, 15, 16, 17) erstrecken.
11. Spritz- bzw. Gießkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verteilerkammern (14.. 17) einen Einlaß 45 für eine Reinigungsflüssigkeit aufweist.
12. Spritz- bzw. Gießkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbohrung (23) parallel zu den Verteilerkammern (14, 15, 16, 17) verläuft und diese bei einer Längskante schneidet und daß die Düsen in der Nachbarschaft dieser Längskante in die Ventilbohrung (23) einmünden.
13. Spritz- bzw. Gießkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachungen (25.. 28) des Ventilschiebers (24) in der Offenstellung einen im wesentlichen glattflächigen Übergang von der durch die Ventilbohrung (23) geschnittenen Wand der Verteilerkammern (14.. 17) zu den Düsen bilden.
14. Spritz- bzw. Gießkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet; daß den Verteilerkammern (14.. 17) eine Heizvorrichtung zugeordnet ist.