DE1461848C2 - Maschine zum selbsttätigen Herstel len, Füllen und Verschließen von Behal tern aus thermoplasstischem Material - Google Patents
Maschine zum selbsttätigen Herstel len, Füllen und Verschließen von Behal tern aus thermoplasstischem MaterialInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Maschine zum selbsttätigen Herstellen, Füllen und
Verschließen von Behältern aus thermoplastischem Material im Druckfüllverfahren. Sie eignet sich insbesondere
zur Herstellung von Behältern aller Art, wie z. B. Flaschen, Dosen, Kanistern, Ampullen
usw., auch solchen mit großen Abmessungen, aus einem im verformbaren Zustand in einer Form eingeschlossenen
Hohlkörper aus thermoplastischem Material, welcher in einem einzigen Arbeitsgang im
wesentlichen durch Abfüllen des Füllgutes aufgebläht und an die Wandung des Formhohlraumes angelegt
und verformt wird, worauf der dabei gebildete und gefüllte Behälter verschlossen und der Form
entnommen wird.
Die Prinzipien der DruckfüHverfahren für die
Herstellung von Behältern der genannten Art sind heute dem Fachmann durchwegs geläufig. Sie sind
z. B. in der französischen Patentschrift 1 338 656 beschrieben. "
Zur Durchführung solcher Verfahren ist in der gleichen Patentschrift auch eine geeignete Maschine
beschrieben. Mit solchen und ähnlichen Maschinen ist' die mit einer einzigen Maschine pro Zeiteinheit
erreichbare Stückzahl jedoch relativ gering, da die einzelnen Vorgänge eine bestimmte Zeit für sich in
Anspruch nehmen. ._ ,
Eine höhere Stückzahl pro Zeiteinheit wird mit" einer Maschine nach der deutschen Auslegeschrift
1 111092 erreicht, bei der ein feststehendes Plastifizieraggregat bzw. eine Einspritzvorrichtung vorgesehen
ist, welches abwechslungsweise jeweils einer von zwei Formeinheiten zugeführt wird. Der Formeinheit
zugeordnet bzw. nachgeschaltet sind eine Füll-, eine Schließ- und eine Ausstoßeinheit. Bei
dieser Maschine wird der Behälter, sei er nun fertig oder nicht fertig, den einzelnen Arbeitsstellen nacheinander
zugeführt. Jede Arbeitsstelle kann dabei zur gleichen Zeit ihre Arbeiten ausführen.
Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der einzelnen Arbeitsstellen gesteigert (kurze Standzeit).
Ganz abgesehen davon, daß mit einer solchen Maschine praktisch nur jelativ kleine Behälter (Ampullen)
hergestellt werden können, liegt ihr Hauptnachteil darin, daß bei Ausfall einer einzigen Arbeitsstelle
(z.B. durch eine Störung bei der Fülleinrichg^ie^gänze
Maschine stillsteht.
Ganz allgemein gesprochen"; sind somit Maschinen zum selbsttätigen Herstellen, Füllen und Verschließen
von Behältern aus thermoplastischem Material mit Hilfe eines Schlauchextruders bekannt, bei welchen
dem Schlauchextruder mehrere, an ihm vorbei bewegliche und das jeweils extrudierte Schlauchstück
in sich aufnehmende und abtrennende, geteilte Formen zugeordnet sind, die ihrerseits mit Mitteln zum
Aufblasen, Füllen und Verschließen des noch plastischen Schlauchstücks in einer Zeit zusammenwirken,
während der in der freien Form bereits das nächste Schlauchstück aufgenommen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der genannten Art dahingehend zu verbessern,
daß die obengenannten Mangel zumindest teilweise behoben sind. Insbesondere soll diese Maschine
bei geringster Störungsanfälligkeit die Herstellung (d. h. die Verformung, Füllung und Ver-Schließung)
von größeren Stückzahlen pro Zeiteinheit auch voluminöser Hohlkörper auf rationelle und
billige Weise in einem Arbeitsgang ermöglichen.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Maschine dadurch aus, daß die mehrteiligen Formen ortsfest auf
einem Kreis um eine vertikale Achse herum angeordnet sind, um welche der Schlauchextrudcr drehbar
ist, und daß jede Form sowohl mit einer Abtrenn- und Einführeinheit für das vom bewegten Extruder
abgetrennte Schlauchstück als auch mit einer Verformungs-, Füll- und Verschließeinheit ausgebildet ist.
Hier wird die Leistungsfähigkeit durch die Anordnung einer Mehrzahl von Arbeitsstationen, zusammen
mit dem kontinuierlich sehr schnell arbeitenden Extruder gesteigert. Die Abnahme und das
Verbringen von Abschnitten des extrudierten Schlauches in die Form erfolgt mittels besonderer Transporteinheiten,
von denen jeweils eine einer Station zugeordnet ist. Die Leistungsfähigkeit dieser Maschine
ist größer als bei allen bisherigen, in dieser Hinsicht verbesserten Maschinen. Außerdem braucht bei Ausfall
einer Station bzw. eines Bearbeitungswerkzeuges od. dgl. einer Station nicht die ganze Maschine stillzustehen,
da diese Station durch die Wahl einer anderen Schaltung einfach übersprungen werden kann.
Es ist auch möglich, ohne Stillsetzung der Maschine einzelne Stationen nacheinander auszubauen und zu
revidieren oder zu ersetzen. . .
Im nachstehenden Teil der Beschreibung wird zunächst ein beispielsweiser Ablauf der verschiedenen
Arbeitsgänge bei einer erfindungsgemäßen Maschine kurz erläutert.
Der in den Spritzköpfen der vertikal oder horizontal angeordneten Plastifizieraggregate gebildete
Schlauch wird den Verformungs- und Fülleinheiten zugeführt, und zwar wird ein Schlauchstück durch
eine Abreiß- und Haltevorrichtung abgenommen und in die Form verbracht. Eine solche Vorrichtung besitzt
zweckmäßig am oberen Rand widerhakenähnliche Stößel, welche in den Kunststoffschlauch eingestoßen
werden, während der Abwärtsbewegung der Schlauchringdüse ein Stück Schlauch abreißen und
dieses an die Haltevorrichtung nach außen führen, wo es einerseits auf Haltespitzen aufgesetzt und andererseits
durch in Ansaugkanälen herrschenden Unterdruck festgehalten wird. Die Abreiß- und Haltevorrichtung
kann auch anders ausgebildet sein, nämlich derart, daß ein Schlauchstück an der Pinole
durch die Schneidkante eines Halteringes abgeschnitten oder abgerissen wird, während im selben Augenblick
Preßluft *in einen Ringkanal an der Unterseite der als Ringdüse ausgebildeten Pinole geblasen wird,
und zwar durch die Pinole hindurch, so daß sich das Schlauchstück in einen Ringkanal und auf die Haltespitzen
sowie an die Ringkanal-Sauglöcher der Haltevorrichtung legt.
Während das auf Höhe des Spritzkopfes abgetrennt, von der Haltevorrichtung am oberen Ende
offen gehaltene Schlauchstück der Formaufnahme- und Schließeinheit zugeführt wird, wird auch der
Reck-, Füll- und Entlüftungsdorn (im weiteren kurz RFE-Dorn genannt) von oben in das Schlauchstück
eingeführt. Da das obere Ende des abgerissenen Schlauchstückes einwandfrei offen gehalten wird,
kann der RFE-Dorn bereits während der Abwärtsbewegung des Schlauchstückes in letzteres eingeführt
werden und das Ganze somit von der sich in der Schließeinheit befindlichen Form während des
Schließens der letzteren umschlossen werden.
Sobald der RFE-Dorn von der Form umschlossen ist, wird durch die Ringdüsc Heißluft in dosierter
Menge zwischen den Dorn und das Kunststoffschlauchstück eingeblasen, damit die Temperatur des
Schlauchstiickes aufrechterhalten werden kann.
Das Plastifizieraggregat mit dem Spritzkopf unterbricht
seine Drehbewegung nicht oder es setzt diese sofort nach Abtrennung des Schlauchstiickes fort und
läuft zur nächsten Station weiter.
• In dem Augenblick, da das Schlauchstück und der RFE-Dorn vom Werkzeug umfaßt sind, wird das
Schlauchstück durch die in diesem eingeschlossene Reckluft und durch das zu diesem Zeitpunkt eingeführte
Füllgut verformt, der Schlauchhohlraum unter Gegendruck entlüftet und gefüllt, worauf der
hierbei gebildete und gefüllte Behälter verschlossen und der Form entnommen wird.
Die Plastifizieraggregate haben in der Zwischenzeit durch die Drehbewegung die nächste Arbeitsstation erreicht und ein neuer Vorgang spielt sich in
der oben beschriebenen Weise ab.
Im folgenden Teil der Beschreibung werden Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Maschine an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
..Fig. 1 eine erfindungsgemäße Maschine, rein schematisch, mit vertikal angeordneten Extrudern,
..Fig. 1 eine erfindungsgemäße Maschine, rein schematisch, mit vertikal angeordneten Extrudern,
F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht einer Maschine mit horizontal montierten Extrudern,
F i g. 3 eine 4-Stationen-Maschine von oben, mit» schematisch angedeuteter Formaufnahme- und"
Schließeinheit, Füllaggregat und horizontal montierten Extrudern, nebst der Vorrichtungfür die schwenkbare
Halterung des RFE-Dornes,
F i g. 4 eine gleiche Ansicht wie F i g. 3, jedoch eine 8-Stationen-Maschine mit vertikal angeordneten Extrudern,
F i g. 5 eine Abreiß- und Haltevorrichtung, mit Abreißstößeln,
Ringkanal-Sauglöchern und Haltestiften,
F i g. 5 a einen Schnitt durch die Linie I-I von
Fig. 5,
F i g. 6 einen RFE-Dorn mit Ringdüse und Heißluftkanälen,
Fig. 7 eine Werkzeugform mit eingebrachtem Schlauchstück, RFE-Dorn, einer Abreiß- und Haltevorrichtung
nach Fi-g. 5 sowie einer Heißluftringdüse
nach F i g. 6,
F i g. 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsfqnn.
der Haltevorrichtung'mit Schneidekante, Haltespitzen und Ringkanal sowie durch die Pinole
mit Preßluftkanal und Preßlüft-Ringdüse und
F i g. 9 eine Verschließeinheit mit Schweiß- und Schneidevorrichtung, rein schematisch.
F i g. 1 und 2 zeigen den karussellärtigen Aufbau
der Maschine. Der Ständer der Maschine ist im wesentlichen vom Fußteil 1 und vier Säulen 2 zur Aufnahme
des selbständig angetriebenen Rundlaufträgers 3 gebildet. Auf diesem Rundlaufträger 3 sind
zwei Schneckenpressen 4 vertikal bzw. horizontal mit Zylinder 5, Spritzkopf 6 und stufenlosem Getriebe 27
mit Motor 28 symmetrisch montiert. Darunter, im Kreis um die Drehachse des Trägers 3 und um den
Fußteil 1 ist mindestens je eine Formaufnahme- und Schließeinheit 7 bzw. 8, eine Abreiß- und Haltevorrichtung
9, eine Dorn-Aufnahmevorrichtung 10 für den RFE-Dorn 11 und ein Füll- und Dosiergerät 12
montiert.
Der Träger 3 wird vom Motor 13 über ein Getriebe 14 stufenlos angetrieben und in Drehung versetzt,
um das Schlauchstück 15 an die Abreiß- und Haltevorrichtung 9 heranzubringen. Für die Drehbewegung
(Fig. 1 und 2) ist ein von einem Antriebsritzel 19 angetriebener Zahnkranz 18 vorgesehen. Sobald die auf
dem Rundläufer 3 montierten Extruder genau über den Abreiß- und Haltevorrichtungen 9 der Arbeitsstationen anlangen, kann der Träger 3 in dieser Stellung,
z. B. von einem Arretierbolzen 20, verriegelt werden, sofern er überhaupt angehalten wird. Na'ch
dem Abreißen des Schlauchstückes 15 wird in diesem Falle der Arretierbolzen 20 entriegelt, Und die Rundlaufträger
3 setzt sich wieder in Bewegung. Der Antrieb der Schnecke erfolgt über den Motor 28, ein
erstes stufenloses Getriebe 27 und das zweite Getriebe 21. Diese ganzen Antriebsorgane sitzen auf
einem Aufsatz 22, der auf dem Rundlaufträger 3 montiert ist. Für das Auffüllen des zu verarbeitenden
Kunststoffes sind Trichter 23 vorgesehen, die direkt mit dem Schneckenzylinder 5 verbunden sind.
Im Betrieb bewegt sich der Träger 3 mit den beiden Extrudern annähernd kontinuierlich oder absatzweise
um seine Drehachse, wobei jedoch die Extruder in allen Fällen vorzugsweise kontinuierlich arbeiten.
Die Trenn- und Haltevorrichtung 9 ist bewegbar bzw. in die Bewegungsbahn der extrudierten
Schlauchstücke 16 einschwenkbar, um in noch zu erläuternder Weise einen Schlauchabschnitt von dem
extrudierten Schlauch abzutrennen, zu übernehmen und in die bei 7 andeutungsweise dargestellte geöffnete
Form zu bringen. Das Abtrennen und die Übernahme eines Schlauchabschnittes kann bei momentanem
Stillstand oder auch ohne Stillstand des Extruders stattfinden, dessen Bewegung während dieser
Operation gegebenenfalls verlangsamt werden kann. Es ist beispielsweise eine Anordnung denkbar, bei
welcher sich die eigentlichen Trenn- und Halteorgane auf einem Kreisbogen oder auf einer sonstigen Bahn
bewegen, welche die Bewegungsbahn des extrudierten Schlauches berührt, wobei diese Trenn- und Halteorgane
so angetrieben werden können, daß sie mit dem Schlauchstück in dem Berührungsabschnitt der
erwähnten Bewegungsbahn zusammentreffen und dabei mindestens vorübergehend die gleiche Geschwindigkeit
aufweisen, mit welcher sich der Extruder bewegt. Das Zusammentreffen und nochmalige Trennen
des extrudierten Schlauches und der Trenn- und Halteorgane kann beispielsweise auch in der Weise
bewerkstelligt werden, daß diese Organe zufolge ihrer größeren Geschwindigkeit das Schlauchstück einholen
und nach Übernahme durch Verzögerung ihrer eigenen Bewegung oder Beschleunigung des Extruders
von diesem zurückgelassen werden.
Anschließend an die Übernahme eines Schlauchabschnittes bewegen sich die Halteorgane zunächst
in horizontaler Richtung, um das Schlauchstück über die geöffnete Form 7 zu bringen, worauf das Schlauchstück
vertikal nach unten bewegt und in die Form eingesetzt wird. Entsprechend koordiniert mit diesem
Vorgang bewegt sich der in nicht näher dargestellter Weise angetriebene Fülldorn 11 zunächst horizontal
und dann vertikal, um von oben in den Schlauch einzugreifen, wobei dieser Vorgang vorteilhaft bereits
während der Bewegung des Schlauchstückes eingeleitet wird. Auf alle Fälle wird die Zeitspanne zwischen
dem Erreichen der respektiven Endlage des Schlauches bzw. des Domes möglichst kurz gehalten.
Hierauf wird die Form geschlossen, und das an seinem unteren Ende durch die Form verschlossene
Schlauchstück wird unter Anwendung des an sich bekannten Druckfüllverfahrens gleichzeitig mit dem
Abfüllen verformt und schließlich verschlossen. Dieser Vorgang ist — wie gesagt — in der eingangs erwähnten
französischen Patentschrift im Detail beschrieben.
Mehrstatioiismaschinen der beschriebenen Art werden
rein schematisch in F i g. 3 und 4 von oben betrachtet gezeigt.
F i g. 5 und 5 a zeigen eine Abreiß- und Haltevorrichtung 9, welche, nachdem der Extruder genau
symmetrisch mit dem Schlauch vor diese Vorrichtung gebracht wurde, unter den Spritzkopf 6 führt. Die
Abreißstößel 29 stoßen in das Schlauchstück 15 ein, ziehen sich, von Zylindern 30 betätigt, zurück und
bringen den Schlauch auf die Haltespitzen 31 ini Haltering 32. Letzterer weist außerdem einen Ringkanal
mit in diesen führenden Ausgangslöchern 33 auf. Die Abreiß- und Haltevorrichtung 9 bringt nun
den Schlauchteil 15, in dessen Inneres 16 inzwischen mittels der Vorrichtung ίθ der RFE-Dornll eingeführt
wurde, in die Form 17 der einen Teil der Schließeinheit 8 bildenden Formaufnahmeeinheit 7.
F i g. 6 zeigt einen RFE-Dorn 11 mit einer Ringdüse,
die. ihrerseits mit Bohrungen 34 zum Einblasen von Heißluft versehen ist. Diese Luft dient einerseits
dazu, die Temperatur des oberen Endes des Schlauchteiles genügend hoch zu halten, damit später, beim
Verschließen des Behälters, ein sicheres Verschweißen des Kunststoffes gewährleistet ist und anderer»
seits, um das obere Ende des Schlauchteils fest an den .Haltering 32 anzupressen.
."Fig. 7 zeigt ein in eine Werkzeugform 17 eingebrachtes
Schlauchstück, sowie einen RFE-Dorn und eine Abreiß- und Haltevorrichtung der oben beschriebenen
Art.
Für kleinere Behälter kann an Stelle der in Fig. 5 gezeigten Abreiß- und Haltevorrichtung eine solche
nach F i g. 8 verwendet werden. Nachdem, wie oben beschrieben, die Haltevorrichtung unter den Spritzkopf
6 gefahren ist, schneidet der mit einer Schneidekante 35 ausgebildete Haltering 32 das Schlauchstück
15 an der Pinole 36 ab. In der Pinole 36 ist ein Preßluftkanal 37 vorgesehen, der im unteren Teil der
Pinole radial nach außen führt. Während des Abschneidens wird Preßluft eingeblasen und das
Schlauchstück 15 "in den Ringkanal 39 des Halteringes 32 und auf die Haltespitzen 31 sowie die Ansauglöcher
33 gepreßt. Anschließend wird das Scrriaücfistück 15 wie oben beschrieben, in die Form
17 gebracht, während gleichzeitig der RFE-Dorn ein- ' geführt wird.
Die Schließeinheit 8 mit der Formaufnahmeeinheit 7 und der zum öffnen und Schließen geteilten
Form 17 werden durch die Vorrichtung 24 in Bewegung versetzt.
Der eine der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Extruder befindet sich, arretiert, mit dem Spritzkopf 6
und dem Schlauchstück 15 genau über der Abreiß- und Haltevorrichtung 9 und der geöffneten Form 17,
so daß das austretende Kunststoffschlauchstück 15 von der Abreiß- und Haltevorrichtung aufgenommen
werden kann. Nachdem das Schlauchteil abgerissen wurde, dreht sich der Rundlaufträger 3 mit den darauf
montierten Plastifizieraggregaten zur nächsten Station weiter. Gleichzeitig senkt sich die Abreiß- und
Haltevorrichtung 9, und der RFE-Dorn 11 wird mittels der Dornaufnahmevorrichtung 10 von oben in
das offen gehaltene Schlauchende eingeführt und zusammen mit dem Schlauchstück in die geöffnete
Form 17 eingebracht.
Nach dem Einbringen wird die Form 17 geschlossen und der Behälter gebildet und gefüllt. Danach
tritt die in F i g. 9 gezeigte Verschließeinrichtung in Aktion. Diese besteht im wesentlichen aus zwei mittels
Zylindern 40 betätigten messerartigen Werkzeugen 41, welche dicht über die Form 17 gleitend vorgeschoben
werden. Dabei wird der über die Form 17 vorstehende Schlauchteil 15 zusammengepreßt und
dank seinem immer noch plastischen Zustand verschweißt, womit der Behälter gleichzeitig geschlossen
wird.
Es ist zu beachten, daß hier die flaschenförmig ausgebildeten Formwerkzeuge 17 mit dem Halsteil vertikal
nach unten zeigen, wobei an diesem Ende eine Verschlußkappe gebildet wird. Die Verschweißung
des gefüllten Behälters erfolgt an dessen oben liegenden Boden.
Claims (5)
1. Maschine zum selbsttätigen Herstellen, Füllen und Verschließen von Behältern aus thermoplastischem
Material mit Hilfe eines Schlauchextruders, dem mehrere, an ihm vorbei bewegliche und
das jeweils extrudierte Schlauchstück in sich aufnehmende und abtrennende geteilte Formen zugeordnet
sind, die ihrerseits mit Mitteln zum Aufblasen, Füllen und Verschließen des noch plastischen
Schlauclistücks in einer Zeit zusammenwirken, während der in der freien Form bereits
das nächste Schlauchstück aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrteiligen
Formen ortsfest auf einem Kreis um eine vertikale Achse herum angeordnet sind, um welche
der Schlauchextruder drehbar ist, und daß jede Form sowohl mit einer Abtrenn- und Einführeinheit
für das vom bewegten Extruder abgetrennte Schlauchstück als auch mit einer Verformungs-,
Füll- und Verschließeinheit ausgebildet ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede über die Form (17)
schwenkbare Abtrenn- und Einführvorrichtung (9) mit Abreißstößel (29) und Haltering (32) versehen
ist. - =
3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Füll- und Entlüftungsdorn
(11) eine Ringdüse (34) zugeordnet ist, mittels welcher Heißluft zwischen den Dorn (11) und
den Schlauch (15) eingeblasen wird.
4. Maschine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüse (34) am Dorn
(11) befestigt ist, und von oben auf die Abtrenn- und Einführvorrichtung (9) aufliegt. ■
5. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche des Halteringes
(32) ein mit Haltespitzen (31) bestückter Ringkanal (39) vorgesehen ist, in den das obere Ende
des abgeschnittenen Schlauchteils (15) . mittels Druckluft gepreßt wird, und daß der Haltering
(32) ferner mit in den Ringkanal (39) führenden Bohrungen (33) versehen ist, die dazu dienen, den
Schlauchteil (15) mittels Saugluft (Vakuum) zusätzlich festzuhalten.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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DE1461848C2 true DE1461848C2 (de) | 1971-06-09 |
Family
ID=3579931
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CH (1) | CH422625A (de) |
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DK (1) | DK120888B (de) |
FR (1) | FR1453349A (de) |
GB (1) | GB1119237A (de) |
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