DE1919885A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen von Hohlgegenstaenden aus thermoplastischem Material - Google Patents

Description

Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha No. 4,2-chome, Ote-machi, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen von Hohlgegenständen aus thermoplastischem Material

Man kennt bereits verschiedene Vorrichtungen zum kontinuierlichen Formen von Hohlgegenständen aus thermoplastischem Material. Bei einer solcher Vorrichtung ist eine Vielzahl von geteilten Formen für die Herstellung der hohlen Gegenstände in einer senkrechten Ebene über den Umfang eines Kreises angeordnet. Diese Formen werden so gedreht, daß sie unmittelbar das in Form eines Rohres ausgepreßte thermoplastische Material festklemmen. Bei einer anderen Vorrichtung dieser Art ist eine Vielzahl von geteilten Formen in Form einer Raupe in Umlauf versetzt, um derart kontinuierlich das rohrförmige thermoplastische Material festzuklemmen.

Bei den obengenannten Ausführungsformen werden die geteilten Formen zur Herstellung der hohlen Gegenstände fortschreitend in die Klemmstellung vorgerückt, so daß sich folgende Nachteile ergeben:

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(1) Die Konstruktion ist außerordentlich kompliziert, weil die Formklemmvorrichtung, die Luftblasvorrichtung usw. in einem sehr eng umgrenzten Raum angeordnet werden müssen;

(2) wegen des hohen Gewichtes des umlaufenden Gliedes we'rden starke Vibrationen und erhebliche Geräusche erzeugt;

(3) die umlaufenden, der.Reibung unterliegenden Glieder sind, sehr abrieb- und verschleißempfindlich; und

(4) im Falle einer Maschine mit großer Kapazität ist diese Maschine sehr schwer und erfordert starke Klemmkräfte,

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so daß es weitgehend unmöglich ist, großformatige umlaufende geteilte Formen im Hinblick auf ihren Mechanismus herzustellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben aufgezeigten und andere Mängel der üblichen Vorrichtungen dieser Maschinenart zu beseitigen.

Diese Aufgabe läßt sich gemäß der vorliegenden Erfindung lösen durch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Hohlgegenständen aus thermoplastischem Material, die sich kennzeichnet durch N-Paare von geteilten Formen, die offen oder geschlossen auf einer Ebene im gleichen Winkelabstand über den Umfang eines Kreises angeordnet sindj durch eine Vorform, die so angeordnet ist, daß sie sich um die Mitte eines die Form tragenden Rahmens drehen kann, welcher die geteilten Formen aufnimmt; durch eine Blasvorrichtung in Verbindung mit einem Mittelloch in dem Vorformglied; durch eine umlaufende Führung mit η-Schenkeln, die drehbar auf der Vorform oder einem drehbaren Rahmen angeordnet ist; und durch einen -Drehantrieb für das Vorformglied und die Drehführung in solcher Anordnung, daß jeder Schenkel der Führung sich relativ zu den geteilten Formen

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so dreht, daß die Relation

Sy j= n/N
erhalten bleibt.

Dabei bedeuten

ijQ = Winkelgeschwindigkeit des Vorformglied es oder des Drehrahmens um die Mitte des die Form tragenden Rahmens, und

iyf - die Winkelgeschwindigkeit jedes Schenkels der Drehführung relativ zum Vorformglied oder zum Drehrahmen, wobei das thermoplastische Material, das von dem Vorformglied extrudiert wird, auf einem der Schenkel der umlaufenden Führung abgestützt wird, während es in eines der Paare von geteilten Formen einläuft.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen nlihex erläutert werden.

Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes;

Fig. 2 eine Draufsicht;

Fig. 3a, b, c und d verschiedene Ausführungsformen eines umlaufenden Führungsrahmens, wie er im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen kann;

Fig. 4 eine Ansicht der Kurve, die von einem Punkt eines Schenkels der umlaufenden Führung im Betrieb durchlaufen wird;

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BAD ORiGfNAL

Pig. 5 eine Darstellung zur Wiedergabe der synchronisierten

Zusammenarbeit der umlaufenden Führung und eines Paare.s von geteilten Formen zur Herstellung von Hohl gegenständen; ■

Fig. 6 und 7 Seiten- und Draufsichten einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung; und in

Fig. 8 bis 10 Wiedergaben einer weiteren anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der

k das thermoplastische Material in senkrechter Richtung

extrudiert und durch horizontal angeordnete geteilte Formen verformt wird. "

Nach den Figuren 1 und 2 ist das vordere Endteil 10 einer horizontal angeordneten Strangpreßmaschine senkrecht nach unten verlängert und am untersten Ende über eine Drehkupplung 1 mit einem Vorformglied 2 gekoppelt. Auf diese Weise ist das Vorformglied 2 um die Drehachse der Drehkupplung 1 drehbar. Ein Motor 5 trägt ein Zahnrad 6 auf der Motorwelle, die sich nach außen und oben parallel zur Drehachse 13 des Vorformgliedes 2 erstreckt. Ein anderes Zahnrad 27 ist unterhalb der Drehkupplung 1 angeordnet, so daß es mit dem Zahn- W rad 6 kämmt. Oberhalb des Zahnrades 27 ist ein Ketten'radl 7 angeordnet.

Am unteren Ende des Vorformgliedes 2 ist eine Drehkupplung vorgesehen, die mit einer Mittelöffnung 28 durch das Forformglied 2 in Verbindung steht. Die Antriebsleitungen für den Motor 5 und die anderen erforderlichen Einrichtungen, beispielsweise Heizeinrichtungen, werden über Kraftanschlußleitungen durch einen Schleifring 15 versorgt, der auf dem Umfang der Drehkupplung 14 angeordnet ist.

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Am vorderen Ende des horizontalen Teils des Vorformgliedes ist ein Arm 8 mit einer Welle 16 befestigt. Die Drehführung 3 mit drei Schenkelteilen 12, die senkrecht im gleichen Winkelabstand über den Umfang der Welle 16 angeordnet sind, wird drehbar von der Welle 16 getragen.

Ein Kettenrad 9 ist auf dem oberen Ende der Welle 16 in der gleichen Höhe des Kettenrades 7 montiert und zwischen den beiden Kettenrädern erstreckt sich eine mit ihnen in Eingriff befindliche Kette 11.'

N Paare von geteilten Formen 4 für die Herstellung von Hohlgegenständen sind mit gleichem Winkelabstand zwischen jedem Paar benachbarter Paare über den Umfang eines Kreises C angeordnet, dessen Mitte in der Achse 13 liegt. Die Anordnung sitzt auf auf einem Tragrahmen 30, der stationär und horizontal längs des Umfanges des Kreises C angeordnet ist. Beispielsweise ist ein Paar geteilter Formen 4 für die Herstellung eines Hohlkörpers so angeordnet, daß es von einem Zylinder 29 betätigt werden kann, der durch Druckluft über einen Lenkermechanisrnus 31 betätigt wird, um die Formen zu schließen.

Nunmehr soll der Radius des Kreises C in einer horizontalen Ebene mit der Achse der Mittelöffnung 28 durch das Vorformglied 2 mit R bezeichnet werden. Der Abstand zwischen der Drehachse der Welle 16-. und dem Schenkel teil 12, d. h. der Radius der Drehung des Schenkelteils 12 sei mit r bezeichnet. Die Winkelgeaiiwindigkeit des Vorformgliedes 2 in der durch Pfeil in Fig. 2 angedeuteten Richtung sei CO . Die Relativwinkelgeschwindigkeit des Schenkelteils 12-'bei der Drehung um die Achse der Führung 3 in Pfeilrichtung nach Fig. 2 sei Ci . Es ist darauf hinzuweisen, daß die Führung so angeordnet ist, daß der Ort der Drehung des Schenkel-

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teiles 12 in dem Kreis G eingeschrieben ist. Dann werden die obenbeschriebenen Werte N, n, H, r, to und ti? so gewählt, daß sie folgender Gleichung genügen:

CO /J = öCr/R = n/N (1),

wobei od eine Konstante ist, die das Ausmaß des Schlupfs wiedergibt, das heißt ein Geschwindigkeitsverhältnis an dem Kontaktpunkt. <£ läßt sich beliebig wählen und für den Fall von <i6 = 1 ist der Kreis D in rollendem Kontakt mit dem Kreis C.

Darüberhinaus ist die Anordnung gemäßü der vorliegenden Erfindung derart getroffen, daß, wenn ein Schenkelteil zwischen zwei benachbarten Paaren von geteilten Formen 4 liegt, wenigstens ein Schenkelteil 12 mit der geraden Verbindungslinie zwischen den Wellen 13 und 16 fluchten.

Da O^ konstant ist, ist die vom Punkt P nach Fig. 4, welcher die Stellung einer der Schenkel 12 andeutet, durchlaufene Kurve im allgemeinen eine trochoide.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 ist der Punkt P auf dem Kreis D, welcher wiederum in rollendem Kontakt mit dem Kreis C und ihm eingeschrieben ist derart, daß die vom Punkt P durchlaufene Kurve, d. h. die von dem Schenkelteil 12 der Führung 3 durchlaufene Kurve die geschlossene hyposylsloide nach Fig. 4 darstellt.

Bei der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, deren Konstruktion und Anordnung im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben wurde, wird das thermoplastische Material beispielsweise durch eine Schnecke über den vorderen Endteil 12 des Extruders vorgetrieben und beispielsweise durch eine elektrische Heizvorrichtung erhitzt und

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gelangt durch die Drehkupplung 1 in das Vorformglied 2, wobei eine geeignete Verformbarkeit erhalten bleibt. Anschließend wird der Vorformling in Form eines Rohres extrudiert, inr'dem sich Luft befindet, die durch die Mittelöffnung 28 des Vorformgliedes 2 eingeführt wird, worauf dieser Vorformling durch den umlaufenden Schenkelteil 12 abgestützt und zwischen ein Paar von geteilten Formen 4 der vorhergehenden Stufe oder Einrichtung festgeklemmt und in Richtung des nächsten Paares von geteilten Formen vorgerückt wird, welche entsprechend auseinandergefahren sind, wie die Figuren 2 und 5 erkennen lassen. Wenn das rohrförmige thermoplastische Material in den Hohlraum zwischen dem Paar von geteilten Formen 4 durch den Schenkelteil 12 eingeführt wird, der sich längs der Zykloide nach Fig. 4 bewegt, wird das thermoplastische Material in die geteilten Formen 4 durch den Zylinder 29 und die Lenke rvorr ichtun g 21 festgeklemmt, wie oben erörtert worden ist.

Nachdem das thermoplastische Material in die geteilten Gesenke eingeführt ist und diese Gesenke zusammengeklemmt worden sind, wird Luft in den hohlen Teil des thermoplastischen Materials durch eine Hohlnadel oder dergleichen eingeführt, wodurch dieses Material expandiert. Anschliessend wird das Material gekühlt, wobei ein Hohlgegenstand aus thermoplastischem Material entsteht* Die zusammengeklemmten geteilten Formen 4 werden geöffnet, bevor neues thermoplastisches Material von der umlaufenden Führung 3 zugeführt wird, wobei die Hohlgegenstände aus den geteilten Formen 4 ausgeworfen werden.

In diesem Fall ist darauf hinzuweisen, daß die Innenoberfläche des rohrförmigen thermoplastischen Materials, in der Luft enthalten ist, gegen ein Haften durch die eingefangene

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Luft gesichert wird mit Ausnahme des Teiles, mit dem der Schenkelteil 12 in Eingriff kommt.

Das Vorformglied 2 und die umlaufende Führung 3 laufen kontinuierlich um und drehen sich entsprechend relativ zu dem nicht umlaufenden, die Form tragenden und abstützenden Rahmen 30, welcher nicht über den Umfang des Kreises C bewegt wird, während Hohlgegenstände kontinuierlich ärie oben beschrieben geformt werden. Einige bevorzugte Ausführungsformen der umlaufenden Führung 3 sind in den Figuren, 3a 3 d wiedergegeben, jedoch ist es selbstverständlich, daß andere Abänderungen und Modifikationen ebenfalls gewählt werden können.

Nach den eine andere Ausführungsform der Erfindung wiedergebeKflen Figuren 6 und 7 werden die zusammengebaute Drehkupplung 1 und das Vorformglied 2 gemeinsam um eine Antriebswelle 17 gedreht, die koaxial zur Kupplung 1 verläuft. Der Antrieb erfolgt über einen Drehantrieb 18 mit dem Kettenrad 7 und einem anderen Kettenrad 20, das oberhalb des Drehantriebes 18 angeordnet -ist. Ein Drehrahmen - 19 ist für Drehbewegung mit einer Winkelgeschwindigkeit CO durch die Drehwelle 17 und den Drehantrieb 1.8 vorgesehen. Am freien Ende des Drehrahmens 19 sitzt eine senkrechte Welle 16·, die am unteren Ende ein Kettenrad 9¹ trägt. Dieses Kettenrad 9' wird vom Kettenrad 7'über die Kette 11* angetrieben, so daß die auf dem oberen Ende der Welle 16· sitzi?ende Drehführung 3 in Umlauf versetzt wird, Am Vorformglied 2 ist ein RiChtungssteuerarm 21 befestigt, welcher in einer senkrechten Ebene sitzt, die die Achse E-E¹ des Vorformgliedes.2 enthält. Das Vorformglied 2 und der Drehrahmen 19 sind durch eine Feder 22 derart gekuppelt, daß einer der Schenkel teile 12 normalerweise federnd in Kontakt mit dem Riehtungssteuer-■arm 21 liegt, wenn er nach Fig. 7 gedreht wird* . '-"_

Bei der zweiten oben beschriebenen Ausführungsform wird das thermoplastische Material durch die Extruder ausgepreßt, wobei die Drehkupplung und das Vorformglied 2 wie im Falle der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 wirken. Das Vorformglied 2 ist drehbar auf dem Drehrahmen 19 durch den Antrieb 20 angeordnet, und der Richtungskontrollarm 21, wird normalerweise mit dem Schenkelteil 12 der Drehführung 3 in Berührung gehalten, so daß die Auspreßrichtung des thermoplastischen Materials so gesteuert werden kann, daß sie auf den Schenkelteil 12 gerichtet ist, der das Material nach Fig. aufnimmt. Bei der im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 beschriebenen Ausführungsform können der Richtungssteuerarm 21 und die Drehvorrichtung 20 weggelassen werden. In diesem Falle läßt sich die Mittelachse E-E¹ des Vorformgliedes im wesentlichen mit einem Konstantwinkel relativ zum Drehrahmen 19 steuern. Darüberhinaus ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Achse der Drehkupplung 1 koaxial mit der Drehachse des Drehrahmens 19 und/oder mit der Antriebswelle 17 verläuft.

Nach den Figuren 8-10, die eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergeben, sind die Drehachsen eines drehbaren rohrförmigen Führungsarmes 23, der Drehvorrichtung 18 und der Antriebswelle 17 alle mit einer gemeinsamen vertikalen Achse koaxial. Die Arme 8 sind am unteren Endteil des Vorformgliedes 2 befestigt, und die Drehführung 3 wird von einer horizontalen oder seitlichen Welle getragen, die sich zwischen den Armen 8 an deren unteren Enden erstreckt. Man erkennt, daß bei dieser Anordnung die Konstruktion vom Vorformglied 2 bis zum Schenkel 12 der Führung 3 vertikal im Gegensatz zur horizontalen Anordnung nach Fig. 1 verläuft. Unter dem drehbaren rohrförmigen Führungsarm 23 ist eine Kraftübertragungswelle 25 drehbar angeordnet, die an einem Ende ein Kegelzahnrad 34 trägt, dasmirfc einem festen Kegelzahnrad 24

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in Eingriff steht. Die Welle 25 trägt am anderen Ende ein Kettenrad 26 zum Antrieb eines Kettenrades 9", das auf einem Ende der Welle 16" befestigt ist. Der Antrieb erfolgt über die Kette 11·, wodurch die Kraft von der Antriebswelle 17 auf die umlaufende Führung, d. h. der Schenkelteile 12 übertragen wird.

Jedes Paar geteilter Formen am Formentragrahmen 30 läßt sich durch den pneumatisch betätigten Zylinder 29 und die Lenkerkonstruktion 31 öffnen und schließen und das Zusammenwirken r der Schenkelteile 12 und der geteilten. Formen 4 wird% wie bei der ersten Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 besc-hrieben, gesteuert. Dies ergibt sich deutlich aus Fig. 10«

Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das durch das vordere Ende 10 des Extruders ausgepreßte thermoplastische Material durch die Drehkupplung 1, den umlaufenden rohrförmigen Führungsarm 23 und das Vorformglied 2 gedrückt, so daß ein hohler rohrartiger Körper entsteht. Anschließend wird das Material im wesentlichen senkrecht längs der Linie E-E' gerichtet und durch den Schenkelteil 12 abgestütz. Wenn der Schenkelteil 12 in die Stellung nach den Figuren 8, 9 und 10 bewegt wird, wird das Material in ein Paar geteilter Formen 4 abgegeben, worauf diese Form zugeklammert wird. Während dieses Vorganges dient der Schenkelteil 12 dazu, das Material an einem zu schnellen Herabfallen zu Hindern.

Die Schenkel teile 12 werden längs des Umfanges des Kreises C bewegt, so daß die von einem Punkt auf einem Schenkelteil 12 durchlaufene Kurve im wesentlichen einer Zykloide auf der Oberfläche eines Zylinders gleichi ist,-dessen Boden mit dem Kreis C zusammenfällt. Diese Kurve wird bei Abwicklung, eine Zykloide. Andererseits dreht aich der röhrförmige umlaufende

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Führungsarm 23 um die Antriebswelle 17.

Es ist selbstverständlich, daß anstelle der oben beschriebenen Führungsantriebsanordnung andere geeignete Einrichtungen Verwendung finden können, beispielsweise Zahnradzüge, Motoren usw., um zu einer geeigneten Synchronisation in der Drehung der Führung 3 zu kommen.

Wie oben beschrieben, ist die Vorrichtung zur'kontinuierlichen Herstellung von hohlen Formkörpern aus thermoplastischem Material im wesentlichen gekennzeichnet durch eine Anzahl von N Paaren von geteilten Formen auf einer Ebene im gleichen Winkelabstand längs des Wisk-el Umfanges eines Kreises; ein Vorformglied ist so angeordnet, daßes um die Achse eines die Formen tragenden oder aufnehmenden Rahmens gedreht werden kann, welcher diese N Paare von geteilten Formen trägt; mit einer mittleren Öffnung durch das Vorformglied steht eine Blasvorrichtung in Verbindung; eine.umlaufende Führung mit einer Anzahl von η Schenkeln ist drehbar auf dem Vorformglied oder einem umlaufenden Rahmen angeordnet; der Schenkel der Führung ist so angeordnet, daß er sich relativ zu den geteilten Formen unter Aufrechterhaltung folgender Formel dreht:

fa/w'l - n/ft,

wobei — die Winkelgeschwindigkeit des Vorformgliedes oder des umlaufenden Rahmens um die Mitte des die Formen tragenden oder abstützenden Rahmens;

= die Winkelgeschwindigkei^lines Schenkels der umlaufenden Hührung relativ zum Vorformglied oder umlaufenden Rahmen; "

das aus dem Vorforotglied ausgepreßte thermoplastische Material wird dabei vom Schenkel der umlaufenden J^ührung unterstützt,

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während es in ein Paar geteilter Formen einläuft, die als ganze nicht in Umlauf versetzt sind. Infolgedessen ergeben ■ sich durch die vorliegende Erfindung folgende wesentliche Vorteile:

(I) Geringere Schwingungen und weniger Geräusch;

(II) Beliebige Wahl von Platz für die Befestigung der geteilten Formen und somit eine Erleichterung der Unterhaltung und inspektion;

(II) Kein Abrieb- und Verschleißproblem der geteilten Formen infolge einer Drehung; und

(IV) Die Möglichkeit der Vergrößerung der Abmessungen der geteilten Formen und eine merkliche Vergrößerung der Anzahl der pro Stunde hergestellten Gegenstände»

Patentanspruch;

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen von Hohlgegenständen aus thermoplastischem Material, dadurch g e k e η η zeichnet , daß N Paare von geteilten offenen oder geschlossenen Formen (4) in einer Ebene in gleichem Winkelabstand über den Umfang eines Kreises (C) angeordnet sind; daß ein Vorformglied (2) um die Mitte eines die Formen tragenden oder abstützenden Rahmens drehbar angeordnet ist; daß ein Gebläse mit einer Mittelöffnung (28) im Vorformglied (2) in Verbindung steht;

   daß eine umlaufende Führung (3) mit einer Anzahl von η Schenkeln (12) drehbar auf dem Vorformglied (2) oder einem umlaufenden Rahmen angeordnet ist;

   daß ein Drehantrieb (5) für das Vorformglied (2) und die drehbare Führung (3) so angeordnet ist, daß jeder Schenkel (12) der Führung (3) sich relativ zu den geteilten Formen (4) derart dreht, daß die Gleichung

   C
   erfüllt ist, wobei

   (/ύ = Winkelgeschwindigkeit des Vorformgliedes oder des umlaufenden Rahmens um die Mitte des die Formen tragenden Rahmens; und

   C₀'= Winkelgeschwindigkeit jedes Schenkels der umlaufenden Führung relativ zum Vorformglied oder umlaufenden Rahmen;

   wobei das aus dem Vorformglied (2.) ausgepreßte thermoplastische Material anschließend von einem oder mehreren der Schenkel (12) der umlaufenden Führung (3) bei der Einführung in eines der

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   - 14 Paare von geteilten Formen (4) unterstützt wird..

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