Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kunststoffbehältern nach dem Vakuum-Formprinzip Die vorliegende Erfindung g betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbehältern nach dem Vakuum-Formprinzip, bei dem in einem Presswerkzeug zwei endlose, parallel zueinander laufende Folienbänder aus thermoplastischem Material erzeugt, die Bänder einer aus mehreren Teilen bestehenden Vakuum-Form zugeführt, in dieser in noch warmplastischem Zustand zu Behälterhälften verformt, die Hälften miteinander verbunden und aus der Form abgeführt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstärkung der Behälterwandung an bestimmten Stellen die Stärke der Kunststoffbänder in ihrer Längsrichtung durch Verstellung des Querschnittes der Austrittsöffnungen des Presswerkzeuges verändert wird und die einzelnen Formteile zunächst bis an die im Abstand voneinander befindlichen Kunststoffbänder herangeführt werden, darauf die Bänder durch Eins augen in die Formteile zu zwei gesonderten Behälterhälften verformt werden, und erst daran anschliessend die Formteile zusammengefahren, die Behälterhälften miteinander verbunden und die fertigen Behälter in einem einzigen, aus der Form auslaufenden Kunststoffband abgeführt werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine e Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Anderung des Querschnittes der Kunststoffbänder die Austritts öffnungen des Presswerkzeuges mit Mundstücklippen versehen sind, welche aus federndem Material bestehen und deren Spaltbreite durch Stellschrauben von den Aussenseiten des Werkzeuges her veränderbar und feststellbar ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungs.gemäs sen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2A bis 2E schematische Darstellungen der aufeinanderfolgenden und mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ausgeführten Schritte,
Fig. 3 ist perspektivisch eine Teilaufsicht auf die Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 4 ist schematisch eine Darstellung der Unterseite einer Verstellung des Mundstückes, um in den ausgezogenen Bändern die Stärkeverteilung zu beeinflussen,
Fig. 5 ist ein Querschnitt durch das Mundstück,
Fig. 6 ist eine gebrochene Aufsicht auf die offene Seite einer Formhälfte,
Fig. 7 ist ein Schnitt entlang der Linie 7-7 nach Fig. 6,
Fig. 8 ist ein weiterer Schnitt entlang, der Linie 8-8 nach Fig. 6,
Fig.
1 zeigt die allgemeine Anordnung der Vorrichtung nach der Erfindung. In Fig. 1 wird geschmolzenes Kunststoffmaterial aus einem nicht gezeigten Extruder über eine Leitung 50 in ein Doppelmundstück 51 geleitet, das im folgenden eingehender beschrieben wird und mit dem gleichzeitig zwei getrennte Kunststoffbänder 52 und 53 gezogen werden.
Die beiden Mundstücköffnungen liegen in Querrichtung auseinander, so dass die ausgezogenen Bänder dem Formmechanismus gegenüberliegen und unter gegenseitigem Abstand zugeführt werden.
Der allgemein mit dem Bezugszeichen 54 versehene Formmechanismus enthält die beiden Formhälften 54a und 54b, die in einer festliegenden horizontalen Ebene eine Hin- und Herbewegung ausführen können, in und ausser Eingriff mit dem betref fenden Band 52 und 53. Wie im folgenden noch eingehend beschrieben wird, ist die Form 54 für Vakuumbetrieb bestimmt, und um ein kontinuierliches Herstellungsverfahren zu erleichtern, liegt sie in ausreichender Entfernung unter dem Mundstück 51, damit zwischen dem Mundstück und den geschlossenen Formen ein Raum freibleibt, in dem die kontinuierlich ausgezogenen Bänder erfasst werden können, während sie lediglich unter dem Einfluss der Schwerkraft mitten in der Luft hängen.
Mit anderen Worten rotieren bei dieser Ausführung der Erfindung die Formen nicht, noch bewegen sie sich während des Verformungsvorganges in senkrechter Richtung, und obwohl das Bandmaterial kontinuierlich ausgezogen wird, neigen die Bänder in der tatsächlichen Praxis, wobei sie während des Schliessens der Formhälften unter einer gewissen Spannung stehen, dazu, sich zusammenzuziehen oder durch ein Auseinandergehen in Breite und Dicke mehr Volumen zu absorbieren, und während dieses Zeitabschnittes kann bei geschlossenen Formen der Raum zwischen der Oberseite der Formen und dem Mundstück, das während dieser Phase des Vorganges ausgedrückte Material aufnehmen, so dass es sich nicht in einem Haufen auf der Oberseite der Formen aufstapelt.
Die Hauptschritte des Verformungsvorganges des Verfahrens werden am besten anhand der Fig. 2A bis 2E einschliesslich verstanden. Fig. 2A zeigt die Lage der Teile während des Augenblicks des kontinuierlichen Verfahrens unmittelbar nachdem das Band oder die Kante 55, die sich aus den verbundenen Bändern 52 und 53 und einem geformten Behälter 55a zusammensetzt, aus der Verformungsfläche 54 herabgezogen worden ist, um neues Material für die anschliessende Verformung durch die Formen zu bieten. Hier erkennt man, dass die unverformten Teile der Bänder 52 und 53 durch Verbinden an der Kante 55 nach dem Verlassen der parallel zueinander liegenden Mundstücke aufeinander zukonvergieren.
Vorzugsweie wird das Band 52 in im wesentlichen senkrechter Richtung ausgezogen, während das Band 53 nach der Verbindung an der Kante in dem Gebiet zwischen den offenen Formhälften und dem Mundstück in einem Winkel zu dem Band 52 liegt.
Während deshalb die horizontal verschiebbare Form hälfte 54a mit ihrer Seite immer parallel zu dem vertikalen Band 52 liegt, ist die gegenüberliegende Formhälfte 54b an einem Ende bei 56 schwenkbar gelagert, so dass bei Freigabe von der Formhälfte 54a die Fläche der schwenkbaren Formhälfte 54b in eine Stellung schwingt, in der sie parallel zu dem unter einem Winkel verlaufenden Band 53 liegt. Mit dieser Anordnung liegen die die Bänder erfassenden Flächen der beiden Formhälften parallel zu den entsprechenden Kunststoffbändern, so dass beim Erfassen der Bänder durch die Formhälften die Luft gleichzeitig aus der Höhlung in den Formen ausgeschlossen wird, damit das Vakuum-Verformungsverfahren richtig ausgeführt werden kann.
Wie im folgenden noch eingehender beschrieben wird, sind geeignete Vorrichtungen vorgesehen, um die waagerechte Bewegung der betreffenden Formhälften bis zum Eingriff mit den betreffenden Bändern 52 und 53 hervorzurufen, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass sich die Formhälfte 54a etwas gegenüber der entsprechenden Bewegung der anderen Formhälfte 54b nach innen bewegt und das Band 52 berührt, wie es in Fig. 2B in gestrichelten Linien dargestellt ist, wobei die Verformung dieses Bandes ausgelöst wird. Nach einer kurzen Pause wird die verschwenkbare Formhälfte 54b nach innen bewegt in Eingriff mit ihrem Band 53 und mit Hilfe des in den Formhälften erzeugten Vakuums werden die einzelnen Behälterhälften vorgeformt, wie es in Fig. 2C in gestrichelten Linien angezeigt wird.
An dieser Stelle sind die Behälterhälften bereits vollständig geformt, aber noch nicht verbunden und wie es in Fig. 2D gezeigt wird, bringt die Einwärtsbewegung der schwenkbaren Formhälfte 54b die beiden Formhälften zusammen, wobei die Formhälfte 54b um ihr Gelenk 56 schwingt, so dass die offenen Seiten der Formen parallel zueinander liegen und die beiden geformten Hälften des Behälters miteinander verschliessen. Es sei darauf hingewiesen, dass zwischen den in den Fig. 2C und 2C dargestellten Verfahrensstufen Luft an der Oberseite und den Enden zwischen die beiden Bänder eindringen kann, wo noch ein unverschlossener Zwischenraum vorhanden ist, und sobald die Teile vollständig ausgebildet sind, schliessen sich die Formen miteinander, um die Verbindung der beiden Hälften zu bewirken.
Währenddessen häuft sich das Material für den nächsten Arbeitsvorgang zwischen den Formen und dem Mundstück, wie es vorstehend angegeben wurde.
Nach Vollendung der Verformungs-und Schliessvorgänge werden die Formhälften auseinandergezogen und der geformte Behälter 55a bleibt mit dem Band 55 verbunden, wie es in Fig. 2E gezeigt wird. Während des Verlaufs der eben beschriebenen aufeinanderfolgenden Schritte werden die geformten Teile der Bänder durch Zufuhr von Wasser in den in den Formhälften vorgesehenen Kühltaschen gekühlt, wie es im einzelnen noch weiter unter Bezug auf eine Ausführung der Vorrichtung zum Verwirklichen dieses Verfahrens erläutert wird.
Wie auch noch erklärt wird, sind die offenen Seiten der Formhälften mit Messerkanten versehen, die derart ausgebildet sind, dass sie zurzeit der Verformung die Stärke der Bänder nur teilweise durch Schneiden mit einem Schnitt von etwa 90 O/o der Stärke des Bandes, so dass die geformten Behälter in dem Band 55 verbleiben und durch dieses auf einen geeigneten Abnahmemechanismus gezogen werden, wo die Bedienungsperson die Behälter überprüfen und aus dem Band lösen kann.
Wendet man sich wieder Fig. 1 zu, erkennt man, dass der allgemein mit 57 bezeichnete Abnahmemechanismus aus zwei zusammenwirkenden endlosen Bändern oder Ketten 58 und 59 besteht, die über eine Anzahl von Rollen 60 und 61 laufen und in Sätzen an den sich gegenüberliegenden Längskanten des Bandes 55 angeordnet sind. Jeder Satz von Bändern oder Ketten 58-59 ist so angeordnet, dass die benachbarten, parallel zueinander liegenden Bahnen zwischen Paare von sich gegenüber liegenden Rollen 6s61 durchlaufen und dabei die entsprechenden Kanten des Bandes 55 ergreifen oder festklemmen.
Die Bänder werden mit irgendeinem geeigneten Mittel, z. B. der bei 62 gezeigten Vorrichtung, kraftangetrieben, die mit den Rollen über eine Antriebskette 63 verbunden ist, so dass die entsprechenden endlosen Bänder das die geformten Behälter 55a tragende Band 55 zu einer geeigneten Stelle A führen, an der die Behälter von Hand abgenommen werden und von wo das verbleibende Band zur Wiederverwendung einem nicht dargestellten Granulator zugeleitet wird.
Um das augenblickliche Anhalten der Kunststoffbänder 52 und 53 und des Bandes 55 während des tatsächlichen Verformungsschrittes zu ermöglichen, ist es erwünscht, einen intermittierenden Betrieb der Antriebsvorrichtung 62 vorzusehen, um das Band oder die Kette intermittierend jeweils um einen Hub vorzuschieben, der in seiner Grösse der vertikalen Abwärtsbewegung der ausgezogenen Bänder entspricht. Hierzu kann der Abnahmemechanismus 62 eine durch den Kolben eines Zylinders 65 angetriebene Zahnstange 64 enthalten, die zusammen mit irgendeiner geeigneten Einweg-Kupplung ein Antriebsritzel 66 antreibt. Selbstverständlich wird die Arbeit dieser Zahnstange und des Ritzels mit irgendeinem geeigneten Mittel mit dem Verformungsschritt koordiniert.
Obwohl Bänder bei diesem Abnahmemechanismus verwendet werden können, hat es sich herausgestellt, dass Ketten vorzuziehen sind, da sie sich nicht dehnen und bei geringerer Abnutzung schneller angetrieben werden können. Zu Fig. 3 ist zu bemerken, dass Fig. 3 eine perspektivische Darstellung auf diejenige Seite der Vorrichtung ist, die der in Fig. 1 schematisch dargestellten gegenüberliegt. Mit anderen Worten, die angelenkte Formhälfte 54b wird in Fig. 3 auf der linken Seite der Doppelbänder dargestellt, während für die Fig. 1 und 2 das umgekehrte gilt.
Die Vakuum-Formhälften 54a und 54b sind zur horizontalen Hin- und Herbewegung gelagert, die mit geeigneten Rollen 67 vorgenommen wird, die auf von dem Rahmen 69 gehaltenen Führungsschienen 68 laufen. Die Rollen 67 sind auf den gegenüberliegenden Seiten der betreffenden Formhälften befestigt und die Führungsschienen 68 sind derart angeordnet, dass die beiden Formhälften beim Aufeinandertreffen genau aufeinander ausgerichtet sind.
Auf dem Rahmen 69 gehaltene hydraulische Zylinder 70 und 71 sind mit Kolbenstangen 72 betriebsfähig mit den entsprechenden Formhälften 54a und 54b verbunden und irgendein geeignetes (nicht dargestelltes) in der hydraulischen Leitung 63 liegendes Steuermittel kann angewendet werden, um den Betrieb und das gegenseitige, allmählich erfolgende Schliessen der Formhälften zeitlich in richtigem Masse aufeinander abzustimmen, wie auch den zeitlichen Verlauf der Arbeit der Zahnstange 64 in dem Abnahmemechanismus 57.
Der Aufbau der Formen an sich ergibt sich am besten unter Bezug auf die Fig. 6 und 7 im Zusammenhang mit Fig. 3. Jede Formhälfte ist mit einer Formhöhlung 54c versehen, die eine zur Ausbildung einer Hälfte des endgültigen Behälters geeignete Gestalt hat. Jede dieser Höhlungen wird von einer nach vorne ragenden Messerkante 73 begrenzt, die, wie bereits angegeben, derart ausgebildet ist, dass sie während des Verformungsvorganges die Dicke der ausgezogenen Bänder nur teilweise durchschneidet, so dass die geformten Behälter von dem Band getragen werden.
Jede Höhlung 54c ist bei 74 mit einer Vakuum Leitung 75 verbunden, die zu einer nicht gezeigten Vakuumquelle führt. Die Arbeitsweise der Vakuumanordnung wird durch irgendeinen üblichen Steuermechanismus gesteuert und koordiniert. Die Formen weisen Wassertaschen 76 auf, die am besten in Fig. 8 zu erkennen sind, welche sich über die gesamte Rückseite erstrecken, wobei schnellkühlendes Wasser durch oeffnungen 77 durchgeleitet wird, was mit geeigneten von einer Wasserversorgungsleitung 79 gespeisten Schlauchverbindungen 78 erfolgt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung wird die Rückseite jeder Formhälfte von einer Platte 80 abgedeckt, die als Halteglied für die entsprechenden Formen dient und auch als Konstruktionsteil, über das die von den hydraulischen Zylindern 70 und 71 ausgeübte Kraft übertragen wird. Die Platten 80 werden von parallelen Seitenplatten 81 gehalten, die ihrerseits die Rollen 67 zwecks Eingriff mit den Führungsschienen 68 tragen.
Die schwenkbare Formhälfte 54b in der in Fig. 3 dargestellten Ausführung ist bestimmt zur Verwendung bei der Herstellung von Behältern, z. B. Behältern mit einem Inhalt von 1 oder 20 1, und man erkennt hier am besten, dass die Gelenke 56 in Seitenrahmen 82 gehalten werden und durch Befestigungsplatten 83 hindurchragen, die an sich gegenüberliegenden Seiten der Formhälfte 54b neben deren Vorderkante befestigt sind. Die Rückseite dieser Formhälfte ist sowohl von der Platte 80 und den Seitenrahmen 82 getrennt, und die Lage der Gelenke 56 ist derart ausgewählt, dass die Formhälfte um die Gelenke etwas nach unten schwingen kann, wenn ihre Vorderseite von der gegenüberliegenden Formhälfte 54a freigegeben wird, so dass die offene Seite der Formhälfte 54b parallel zu dem unter einem Winkel verlaufenden Kunststoffband 52 liegt.
Ein Querschlitz oder ein Spielraum 84 ist zwischen der Formhälfte und der Platte an den aneinander angrenzenden Kanten der betreffenden oberen Seiten vorgesehen, um die Schwingbewegung der Formhälfte zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang kann darauf hingewiesen werden, dass diese Schwingbewegung verhältnismässig gering ist und dass die Formhälfte an derjenigen Stelle abgestoppt wird, an der ihre Un terkante einen Abstand von etwa 6 mm von der gegenüberliegenden Formhälfte und ihre Oberkante einen Abstand von etwa 35 mm von der anderen Formhälfte hat.
Die besondere Ausführung der in Fig. 6 und 7 gezeigten Formhälfte ist bestimmt zur Verwendung bei der Herstellung von grösseren Behältern, z. B.
Behältern mit einem Inhalt von 56 1; diese Ausführung enthält eine Verbindungsstange 85, die an gegenüberliegenden Seitenrahmen 82 befestigte Bügel 86 verbindet, um zu gewährleisten, dass die Schwenklager 86 parallel zueinander bleiben. Im übrigen ist die Arbeitsweise die gleiche, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wurde.
Um die ausgezogenen Bänder 52 und 53 zwischen dem Mundstück und dem tatsächlichen Verformungsschritt ausser Berührung miteinander zu hal- ten, wird eine wassergekühlte Stange 51a vorzugsweise zwischen den Bändern und oberhalb der Formhälften angeordnet. Diese Stange ist auf irgendeine geeignete Weise mit der Wasseranlage 79 verbunden und wird auf dem Hauptrahmen 69 durch nicht gezeigte Mittel auf geeignete Weise gehalten. Es sei darauf hingewiesen, dass nichtgetrennte Bänder aneinander haften und atmosphärische Luft nicht beim Ausbilden der Hälften in die Formen eindringen kann, und der fertige Behälter würde nach dem Öffnen der Formen seine Gestalt nicht beibehalten, da innerhalb des Behälters ein teilweises Vakuum vorhanden sein würde.
Die Stange 51 a muss gekühlt werden, damit die heissen Bänder während des Herunterziehens nicht an ihr haften.
Wie bereits früher angegeben, liegt ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass vollständig geschlossene Behälter hergestellt werden können. Mit der vorliegenden Erfindung können auch Behälter mit einer gleichförmigeren Dicke in der gesamten Wandfläche gefertigt werden mit zusätzlichen, der Verstärkung dienenden Verdickungen an ausgewählten kritischen Stellen, da die Stärke der ausgezogenen Bänder im Querschnitt durch anfängliche Verstellungen des Auszug-Mundstückes verändert werden kann.
Wie bereits erklärt, ist die Dickenverteilung in den ausgezogenen Bändern ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung und obwohl auch andere spezielle Mundstücke zum Ausführen dieser Funktion verwendet werden können, stellen die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungen eine Konstruktion dar, die sich als zufriedenstellend erwiesen hat. Man erkennt hier, dass das Mundstück aus einem Hauptgehäuse 87 besteht, das eine den Kunststoff aufnehmende Kammer 88 enthält, welche diesen nach unten über eine Mündung 89 abgibt. Eine in Längsrichtung verlaufende Trennstange 90 liegt zentrisch in der Mündung 89 und in einem Abstand von den beiden sich gegenüberliegenden Seiten der Mündung, so dass zwei in Längsrichtung verlaufende parallele Kanäle 91 entstehen.
Die Unterseite des Mundstückgehäuses 87 ist mit zwei verstellbaren äusseren Mundstücklippen 92 und 93 versehen und einer gemeinsamen zentrischen Mundstücklippe 94. Die einstellbaren Mundstücklippen 92 und 93 bestehen aus langgestreckten Stangen aus federndem Metall, die an gegenüberliegenden Seiten der zentrischen Lippe 94 angeordnet sind unter Bildung einer Verlängerung der Durchgänge 91.
Die verstellbaren Lippen 92 und 93 werden durch seitliche Rahmen 95 gehalten, die bei 96 an die Unterkanten des Gehäuses 87 angeschraubt sind. Die Rahmen 95 liegen in einem Abstand ausserhalb der Lippen 92 und 93, und mit Hilfe einer Anzahl von in einem Abstand zueinanderliegenden Einstellmuttern und -bolzen 97 kann irgendeine mittlere Fläche der verstellbaren Lippen entweder auf die zentrische Lippe zu- oder von dieser wegbewegt werden, um die Breite der Ausdrückdurchgänge 91 in vorbestimmten Intervallen zu verändern.
Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die mittleren Teile der Durchgänge 91 derart eingestellt, dass in den ausgezogenen Bändern an denjeni gzn: Stellen der Mundstücklippen eine grössere Stärke erzielt wird, die auf die tiefsten Stellen der Formhälfte ausgerichtet sind, so dass in den Bändern dort anfangs eine grössere Stärke erzielt wird, um das während des Verformungsvorganges auftretende Strecken auszugleichen. Auf ähnliche Weise können auch beliebige andere Flächen, für die in dem fertigen Produkt eine grössere Stärke aus Festigkeitsoder Haltbarkeitsgründen erforderlich ist, auf diese Weise ausgebildet.
Method and device for producing plastic containers according to the vacuum forming principle The present invention relates to a method for producing plastic containers according to the vacuum forming principle, in which two endless, parallel foil strips made of thermoplastic material are produced in a pressing tool, the strips being one made of several parts are supplied to the existing vacuum mold, in which they are deformed into container halves in a still warm plastic state, the halves are connected to one another and removed from the mold.
The method according to the invention is characterized in that to reinforce the container wall at certain points, the thickness of the plastic strips in their longitudinal direction is changed by adjusting the cross-section of the outlet openings of the pressing tool and the individual molded parts are first brought up to the spaced apart plastic strips, then the Tapes are deformed into two separate container halves by one eye in the molded parts, and only then are the molded parts moved together, the container halves connected to one another and the finished container carried away in a single plastic band running out of the mold.
The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention.
This is characterized in that the outlet openings of the pressing tool are provided with mouthpiece lips, which are made of resilient material and whose gap width can be changed and fixed by adjusting screws from the outside of the tool to change the cross-section of the plastic strips.
In the drawing, an embodiment of the device erfindungs.gemäs sen is shown. Show it:
Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention,
2A to 2E are schematic representations of the successive steps carried out with the device shown in FIG. 1,
Fig. 3 is a perspective partial plan view of the device according to the invention,
Fig. 4 is a schematic representation of the underside of an adjustment of the mouthpiece in order to influence the thickness distribution in the extended bands,
Fig. 5 is a cross section through the mouthpiece,
6 is a broken plan view of the open side of a mold half;
Figure 7 is a section along line 7-7 of Figure 6;
Fig. 8 is a further section along line 8-8 of Fig. 6;
Fig.
Figure 1 shows the general arrangement of the device according to the invention. In Fig. 1, molten plastic material is fed from an extruder, not shown, via a line 50 into a double mouthpiece 51, which is described in more detail below and with which two separate plastic strips 52 and 53 are drawn at the same time.
The two mouthpiece openings are spaced apart in the transverse direction, so that the drawn out ribbons are opposite the forming mechanism and are fed in at a mutual distance.
The mold mechanism, generally designated by the reference numeral 54, includes the two mold halves 54a and 54b, which can perform a reciprocating movement in a fixed horizontal plane, into and out of engagement with the respective belt 52 and 53. As will be described in detail below , the mold 54 is intended for vacuum operation and, in order to facilitate a continuous manufacturing process, it is located a sufficient distance below the mouthpiece 51 so that a space remains between the mouthpiece and the closed molds in which the continuously drawn-out ribbons can be grasped while they just hang in mid-air under the influence of gravity.
In other words, in this embodiment of the invention, the molds do not rotate, nor do they move in the vertical direction during the deformation process, and although the strip material is continuously drawn out, in actual practice the strips tend to fall below a certain level during the closing of the mold halves Tension, to contract or to absorb more volume by diverging in width and thickness, and during this period of time with closed molds the space between the top of the molds and the mouthpiece can accommodate the material expressed during this phase of the process, so that it doesn't pile up in a pile on top of the molds.
The main steps of the deformation process of the method are best understood with reference to FIGS. 2A to 2E inclusive. Fig. 2A shows the location of the parts during the instant of the continuous process immediately after the band or edge 55, which is composed of the connected bands 52 and 53 and a shaped container 55a, has been drawn down from the deformation surface 54 for new material for the subsequent deformation through the forms. It can be seen here that the undeformed parts of the bands 52 and 53 converge towards one another by joining at the edge 55 after leaving the mouthpieces lying parallel to one another.
Preferably, the tape 52 is drawn out in a substantially vertical direction, while the tape 53 is at an angle to the tape 52 after the connection at the edge in the area between the open mold halves and the mouthpiece.
While the horizontally displaceable mold half 54a is therefore always parallel to the vertical belt 52 with its side, the opposite mold half 54b is pivotably mounted at one end at 56, so that when released from the mold half 54a, the surface of the pivotable mold half 54b in one position oscillates in which it is parallel to the band 53 extending at an angle. With this arrangement, the band-engaging surfaces of the two mold halves are parallel to the corresponding plastic bands so that when the bands are grasped by the mold halves, air is simultaneously excluded from the cavity in the molds so that the vacuum forming process can be carried out correctly.
As will be described in more detail below, suitable devices are provided to bring about the horizontal movement of the relevant mold halves until they engage with the relevant bands 52 and 53, the arrangement being such that the mold half 54a is somewhat opposite the corresponding movement of the other mold half 54b is moved inward and touches the belt 52, as shown in FIG. 2B in dashed lines, the deformation of this belt is triggered. After a short pause, the pivotable mold half 54b is moved inwardly into engagement with its belt 53 and the individual container halves are preformed with the aid of the vacuum created in the mold halves, as is indicated in FIG. 2C in dashed lines.
At this point the container halves are already fully formed but not yet connected and as shown in FIG. 2D, the inward movement of the pivotable mold half 54b brings the two mold halves together, with the mold half 54b swinging about its hinge 56 so that the open Sides of the molds are parallel to each other and the two molded halves of the container close together. It should be pointed out that between the process steps shown in FIGS. 2C and 2C, air can penetrate at the top and the ends between the two belts, where there is still an unsealed space, and as soon as the parts are completely formed, the two belts close Mold together to effect the connection of the two halves.
In the meantime, the material for the next operation will pile up between the molds and the mouthpiece, as indicated above.
Upon completion of the forming and closing operations, the mold halves are pulled apart and the molded container 55a remains attached to the belt 55, as shown in Figure 2E. During the course of the successive steps just described, the molded parts of the strips are cooled by supplying water in the cooling pockets provided in the mold halves, as will be explained in more detail with reference to an embodiment of the device for realizing this method.
As will also be explained, the open sides of the mold halves are provided with knife edges which are designed in such a way that at the time of deformation they only partially reduce the thickness of the bands by cutting with a cut of about 90% the thickness of the band, so that the molded containers remain in the belt 55 and are drawn through it onto a suitable removal mechanism where the operator can inspect the containers and release them from the belt.
Turning back to Fig. 1, it can be seen that the removal mechanism, generally designated 57, consists of two interacting endless belts or chains 58 and 59, which run over a number of rollers 60 and 61 and in sets on the opposite longitudinal edges of the Belt 55 are arranged. Each set of belts or chains 58-59 is arranged so that the adjacent, parallel tracks pass between pairs of opposing rollers 6s61, gripping or clamping the respective edges of the belt 55 in the process.
The tapes are secured by any suitable means, e.g. B. the device shown at 62, which is connected to the rollers via a drive chain 63, so that the corresponding endless belts lead the belt 55 carrying the shaped containers 55a to a suitable point A at which the containers are removed by hand and from where the remaining tape is fed to a granulator (not shown) for reuse.
In order to enable the plastic straps 52 and 53 and the strap 55 to stop instantaneously during the actual deformation step, it is desirable to provide for an intermittent operation of the drive device 62 in order to advance the strap or chain intermittently by a stroke at a time which is in its size the corresponds to vertical downward movement of the extended ribbons. To this end, the removal mechanism 62 may include a rack 64 driven by the piston of a cylinder 65 which, together with any suitable one-way clutch, drives a drive pinion 66. Of course, the work of this rack and pinion will be coordinated with the deforming step by any suitable means.
Although belts can be used with this removal mechanism, it has been found that chains are preferred because they do not stretch and can be driven more quickly with less wear. Regarding FIG. 3, it should be noted that FIG. 3 is a perspective illustration of that side of the device which is opposite that shown schematically in FIG. 1. In other words, the articulated mold half 54b is shown in FIG. 3 on the left-hand side of the double belts, while the reverse is true for FIGS. 1 and 2.
The vacuum mold halves 54a and 54b are mounted for horizontal reciprocating movement, which is performed with suitable rollers 67 which run on guide rails 68 held by the frame 69. The rollers 67 are fastened on the opposite sides of the relevant mold halves and the guide rails 68 are arranged in such a way that the two mold halves are precisely aligned with one another when they meet.
Hydraulic cylinders 70 and 71 carried on the frame 69 are operatively connected to the respective mold halves 54a and 54b by piston rods 72 and any suitable control means (not shown) in the hydraulic line 63 may be used to facilitate the operation and mutual progression The timing of the closing of the mold halves must be coordinated to the correct extent, as well as the timing of the work of the rack 64 in the removal mechanism 57.
The structure of the molds per se is best understood with reference to Figures 6 and 7 in conjunction with Figure 3. Each mold half is provided with a mold cavity 54c which is of a shape suitable for forming one half of the final container. Each of these cavities is delimited by a forwardly projecting knife edge 73 which, as already indicated, is designed such that it only partially cuts through the thickness of the drawn-out strips during the deformation process, so that the shaped containers are carried by the strip.
Each cavity 54c is connected at 74 to a vacuum line 75 which leads to a vacuum source, not shown. The operation of the vacuum assembly is controlled and coordinated by some conventional control mechanism. The shapes have water pockets 76, which can best be seen in FIG. 8, which extend over the entire rear side, with fast-cooling water being passed through openings 77, which takes place with suitable hose connections 78 fed by a water supply line 79.
In the embodiment shown in Fig. 3, the back of each mold half is covered by a plate 80, which serves as a holding member for the corresponding molds and also as a structural part via which the force exerted by the hydraulic cylinders 70 and 71 is transmitted. The plates 80 are held by parallel side plates 81 which in turn support the rollers 67 for engagement with the guide rails 68.
The pivotable mold half 54b in the embodiment shown in FIG. 3 is intended for use in the manufacture of containers, e.g. B. containers with a capacity of 1 or 20 liters, and here it is best seen that the hinges 56 are held in side frames 82 and protrude through mounting plates 83 which are attached to opposite sides of the mold half 54b adjacent the front edge thereof. The rear of this mold half is separated from both the plate 80 and the side frames 82, and the location of the hinges 56 is selected so that the mold half can swing slightly downward about the hinges when its front is released from the opposing mold half 54a, so that the open side of the mold half 54b lies parallel to the plastic band 52 running at an angle.
A transverse slot or clearance 84 is provided between the mold half and the platen at the adjacent edges of the respective upper sides to permit the rocking movement of the mold half. In this context, it can be pointed out that this oscillating movement is relatively small and that the mold half is stopped at the point where its lower edge is a distance of about 6 mm from the opposite mold half and its upper edge is a distance of about 35 mm from the other mold half.
The particular design of the mold half shown in FIGS. 6 and 7 is intended for use in the manufacture of larger containers, e.g. B.
Containers with a content of 56 1; this embodiment includes a connecting rod 85 connecting brackets 86 attached to opposing side frames 82 to ensure that the pivot bearings 86 remain parallel to one another. Otherwise, the mode of operation is the same as that described in connection with FIG.
In order to keep the extended straps 52 and 53 out of contact between the mouthpiece and the actual deformation step, a water-cooled rod 51a is preferably placed between the straps and above the mold halves. This rod is connected in any suitable manner to the water system 79 and is suitably supported on the main frame 69 by means not shown. It should be noted that unseparated tapes will adhere to one another and atmospheric air cannot enter the molds as the halves are formed, and the finished container would not retain its shape after the molds were opened because there would be a partial vacuum within the container.
The rod 51 a must be cooled so that the hot ribbons do not adhere to it while it is being pulled down.
As indicated earlier, an important advantage of the present invention is that fully closed containers can be made. With the present invention, containers with a more uniform thickness in the entire wall surface can be manufactured with additional, reinforcing thickenings at selected critical points, since the strength of the drawn out ribbons in cross section can be changed by initial adjustments of the pull-out mouthpiece.
As previously explained, the distribution of thickness in the drawn ribbons is an important feature of this invention and while other specialized mouthpieces can be used to perform this function, the designs shown in Figures 4 and 5 represent a construction which has been found to be satisfactory Has. It can be seen here that the mouthpiece consists of a main housing 87 which contains a chamber 88 which receives the plastic and releases it downwards via an orifice 89. A separating rod 90 running in the longitudinal direction lies centrally in the mouth 89 and at a distance from the two opposite sides of the mouth, so that two parallel channels 91 running in the longitudinal direction are created.
The underside of the mouthpiece housing 87 is provided with two adjustable outer mouthpiece lips 92 and 93 and a common central mouthpiece lip 94. The adjustable mouthpiece lips 92 and 93 consist of elongated rods made of resilient metal, which are arranged on opposite sides of the central lip 94 to form an extension of passages 91.
The adjustable lips 92 and 93 are held by side frames 95 which are bolted to the lower edges of the housing 87 at 96. The frames 95 are spaced apart from the lips 92 and 93, and with the aid of a number of spaced adjusting nuts and bolts 97, any central surface of the adjustable lips can either be moved towards or away from the central lip in order to to change the width of the expressing passages 91 at predetermined intervals.
As shown in FIG. 4, the central parts of the passages 91 are set in such a way that a greater strength is achieved in the drawn out bands at those points of the mouthpiece lips which are aligned with the deepest parts of the mold half, so that in the bands there a greater strength is initially achieved in order to compensate for the stretching that occurs during the deformation process. In a similar way, any other surfaces for which a greater thickness is required in the finished product for reasons of strength or durability can also be formed in this way.