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Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern dus thermoplastischem Kunststoff
im Blasverfähren.
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Die Hauptanmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern,
insbesondere Flaschen, Dosen und dgl. aus thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren
und besteht im wesentlichen aus einer zwei- oder mehrteiligen Hohlform, die zwischen
der Spritzdüse eines Extruders (Aufnahmestation) und einer Station, in welcher der
Hohlkörper aus der Form entfernt wird (Entformstation) hin- und herbewegbar ist
sowie einerz.
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B. als Blas- und Kalibrierdorn ausgebildeten Zuführung für das den
Vorformling aufweitende Druckmittel. Das Neue gemäss der Hauptanmeldung besteht
darin, dass an den Hohlformhälften oder den ~sie tragenden Halterungen für die Uebergabe
der Hohlkörper an nachgeschaltete Einri#chtungen Greiferteile angebracht sind derart,
dass bei in der Aufnahmestation befinddlicher Hohlform der von den Greiferteilen
gebildete Greifer sich in der Entformstation befindet.
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Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausgestaltung der Lehre nach der
Hauptanmeldung. Ihr liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Vorrichtung so auszubilden,
dass an den Hohlkörpern, nach
dem sie die Hohlform verlassen haben,
Schneidvorgnge durchgeführt werden, so dass das Fertigerzeugnis an irgendwelche
nachgeschalteten Einrichtungen übergeben werden kann, ohne dass insaweit noch irgendewelche
Nachbearbeitungen notwendig ist. Dabei wird angestrebt, dass der Arbeitszyklus der
Gesamtvorrichtung durch diese Nachbearbeitungsvorgänge unbeeinflusst bleibt.
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Die Produktivität der Anlage soll keine Einbussen erleiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Greifer
zur Durchführung von Trennschnitten an den Hohlkörpern mit einer Schneideinrichtung
versehen ist.
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Es ist zwar bereits eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohl körpern
aus thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren unter Verwendung einer zweiteiligen
Hohlform bekannt, bei der an den Hohlkörpern ebenfalls Trennschnitte durchgeführt
werden. Hierbei ist die Schneideinrichtung jedoch in der eigentlichen Hohlform angeordnet.
Dies hat zur Folge, dass die Herstellung jedes Hohlkörpers etwa um den Zeitraum
verlängert wird, der für die Durchführung des Schneidvorganges erforderlich ist.
Eine Verrångerung der Durchsatzleistung gegenüber solchen Hohlformen, die keine
Schneidvorrichtung aufweisen, ist somit unvermeidbar.
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Weiterhin besteht bei der bekannten Vorrichtung die Notwendigkeit,
aenes Teil der Hohlform, das die Schneideinrichtung aufnimmt, gesondert zu kühlen.-
Ausserdem muss dieser Bereich der Hohlform nach dem Aufweiten des Vorformlings innerhalb
derselben und ausreichender Verfestigung des Materials verschoben werden,
um
einen Spalt freizumachen, durch den hindurch das Messer oder dgl. der Schneideinrichtung
auf den Hohlkörper zur Einwirkung gebracht wird. Dieser Spalt bedarf während des
Formgebungs vorganges, also während des Aufweitens des Vorformlinges, nicht vorhanden
sein, da sonst das plastische Material in diesen Spalt hineingedrückt werden würde.
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Die Vorrichtung gemäss der Erfindung vermeidet all diese Nachteile.
Insbesondere wird durch die Anordnung der Schneideinrichtung innerhalb des Greifers
die Hohlform von allen nicht zur unmittelbaren Formgebung gehörenden Funktionen
entlastet. Ausserdem ist eine separate Kühlung irgendwelcher Hohlformteile nicht
mehr erforderlich. Auch entfällt die Notwendigkeit, durch Verschieben bestimmter
Formteile einen Spalt zu öffnen oder zu verschliessen. Ausserdem besteht bei der
Vorrichtung gemäss der Erfindung die Möglichkeit,für die Hohlform ein Material zu
verwenden, das ausschliesslich unter Berücksichtigung optimaler Ergebnisse bei der
Formgebung unter anschliessender Abkühlung ausgewählt werden kann. Die Anordnung
der Schneideinrichtung innerhalb der Hohlform bei der bekannten Vorrichtung wird
es im allgemeinen notwendig machen, eine Stahlform zu verwenden, da die wirklichen
Teile der Schneideinrichtung in widerstandsfahigem Material geführt sein müssen.
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Ein anderer bei Anwendung der Lehre gemäss der Erfindung erzielbdrer
entscheidender Vorteil besteht darin, dass die Durchführung des zusätzlichen Schneidvorganges
die Produktivitat der
Gesamtvorrichtung nicht beeinflusst, also
nicht vermindert.
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Dies wird erreicht, ohne dass dadurch der Aufwand, sei es in Bezug
auf die-Vorrichtung selbst, sei es in Bezug auf die Bedienung derselben, eine Vergrösserung
erfährt. Die Greifer sind ohnehin vorgesehen. Der für die Durchführung des Schneidvorganges
erforderliche Zeitraum steht im Rahmen des Transportes der Hohlkörper durch den
Greifer in jedem Fall zur Verfügung.
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Er reicht auch aus, um alle praktisch denkbaren Schneidvorgänge durchführen
zu können.
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Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung können innerhalb des
Greifers zwei entsprechend der Anzahl der Greiferteile unterteilte Ringe angeordnet
sein, von denen der innere Ring ein etwa radial verschiebbares Messer trägt, wobei
beide Ringe gegenüber den Greiferteilen und zueinander relativ verdrehbar sind.
Vorteilhaft ist jedes Messer von einem etwa radial oder etwa parallel zur Längsachse
des Hohlkörpers verschiebbaren Schlitten getragen, der einen in einer Ausnehmung
an der Innenseite des äusseren Ringes eingreifenden Fortsatz aufweist.
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Diesem Schlitten können Federmittel zugeordnet sein, die auf diesen
eine nach aussen gerichtete Kraft ausüben.
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Weiterhin können der Aussenring mit einem Mitnehmer und der Innenring
mit einem Anschlag versehen sein, wobei der Mitnehmer in der Ausgangslage der Teile
in einem Abstand vom zugeordneten Anschlag des inneren Ringes angeordnet ist.
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Wenn die Hohlkörper mit einem umlaufenden Vorsprung versehen sind,
entlang welchem ein Trennschnitt geführt werden kann, ist die Anordnung zweckmässig
so getroffen, dass der Greifer innenseitig mit einer entsprechend geformten Ausnehmung
versehen ist, so dass während des Schneidvorganges die der Schnittlinie unmittelbar
benachbarten Bereiche der Hohlkörper~ wandung eine Unterstützung erfahren. Zu irgendwelchen
Verformungen dieses Bereiches des Hohlkörpers durch das Messer oder dgl. kann es
also nicht kommen. Im übrigen ist es vor allem dann, wenn der Trennschnitt in einem
nach aussen vorstehenden Bereich der Hohlkörperwandung durchzuführen ist, vorteilhaft,
die Schneide des Messers, bezogen auf die Bewegungsrichtung desselben, schräg nach
vorn verlaufen zu lassen derart, dass es während der Durchführung des Trennschnittes
die zu durchtrennende Wandung hintergreift.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 im Schema die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von
Hohlkörpern aus thermoplastischem Material im Blasverfahren mit der Hohlform in
der Aufnahmestation, Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit der Hohlform
in der Entformstation, Fig. 3 in grösserem Maßstab eine Ansicht in Richtung des
Pfeiles III- der Fig. 1, teilweise im Schnitt,
Fig. 4 die dazugehörige
Draufsicht, teilweise im Schnitt.
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In den Figuren 1 und 2 ist mit 11 der Spritzkopf eines Extruders 10
bezeichnet. Dieser weist nach unten gerichtete ringförmige Austrittsöffnungen für
das thermoplastische Material auf. Aus diesen Öffnungen werden nacheinander schlauchförmige
Vorformlinge 12 extrudiert, die abschnittsweise von einer Blasform 13 aufgenommen
werden. Letztere besteht aus zwei Hälften, die senkrecht zur Bildebene gegeneinander
bewegbar sind. Die Hohlformhälften werden von Schliessplatten 13 getragen. Die Darstellung
in Fig. 1 und 2 ist so gewählt, dass der Betrachter auf die hintere der beiden Hälften
schaut.
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Seitlich neben dem Spritzkopf 11 ist eine Blas- und Entformstation
15 vorgesehen, die im wesentlichen B aus Blas- und Kalibrierdornen 16 besteht, die
auf- und abbewegbar sind. Entsprechend der Anzahl der gleichzeitig aus dem Spritzkopf
11 extrudierten Vorformlinge 12 und der Anzahl der in der Blas--form vorhandenen
Formnester sind bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zwei
Dorne 16 vorhanden.
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Die Hohlform 13 ist mit den Schliessplatten 14 zwischen Spritzkopf
11 und Station 15 in Richtung der Pfeile 19 und 20 hin-und herverschwenkbar angeordnet.
Jede der beiden Schliessplatten 14 ist mit einem Fortsatz 25 versehen. Die beiden
Fortsätze tragen Teile, die sich zu einem Greifer 26 ergänzeh. Dieser Greifer, der
somit analog der Hohlform 13 ebenfalls aus Hälften
26a und 26b besteht,
ist synchron mit den beiden Formhälften in Öffnungs- und Schliessrichtung bewegbar.
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In ihrer Lage unterhalb des Spritzkopfes 12 ist die Hohlform 13 zunächst
zur Aufnahme der schlauchförmigen Vorformlinge 12 geöffnet. Sobald diese die notwendige
Länge aufweisen, wird die Hohlform geschlossen und in die Blas- und Entformstation
15 verschwenkt. Dort werden die Dorne 16 nach unten in die Hohlform und in das jeweils
obere Ende der darin befindlichen Vorformlinge eingeführt. Gleichzeitig wird Blasluft
in die Vorformlinge gegeben, so dass diese bis zur Aniage an der Formwandung aufgeweitet
werden. Innerhalb der Hohlform 13 erfahren die auf diese Weise hergestellten Hohlkörper
28 eine Abkühlung, die zumindest soweit zu einer Verfestigung des thermopldstischen
Materials führt, dass die Hohlkörper sich selbst zu tragende in der Lage sind. Danach
wird die Hohlform durch Auseinanderfahren der beiden Formhälften geöffnet, wobei
die Hohlkörper 28 zunachst an den Blas- und Kalibrierdornen 16 hängen bleiben, also
von diesen gehalten werden.
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Im Zuge der Rückbewegung der Hohlform 13 an den Spritzkopf 11 gelangt
der Greifer 26, der auf Grund seiner Verbindung über die Fortstze 25 nicht nur die
Öffnungs- und Schliessbewegungen der Hohlform, sondern auth deren Hin- und Herbewegungen
zwischen Spritzkopf 11 und Station 15 mitmacht, in den Bereich der letzteren (Fig.
1). Zu diesem Zeitpunkt sind die beiden Halften des
des Greifers
26 analog den beiden Hohlformhälften auseinandergefahren. Der Greifer 26 ist also
geöffnet. Wenn bei der darauf.
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folgenden Schliessbewegung die beiden Formhälften der Hohlform 13
gegeneinander-gefahren werden, wird auch der Greifer 26 geschlossen, so dass sich
dessen beide Hälften 26a, 26b um die zuvor hergestellten, an den Dornen 16 hängenden
Körper 28 legen und diese erfassen. alsdann können die Dorne 16 durch eine kurze
Aufwärtsbewegung aus den Hohlkörpern herausgezogen werden, da diese nunmehr vom
Greifer 26 gehalten werden. Bei der darauffolgenden Bewegung der Hohlform 13 in
die Blas- und Entformstation 15 wird der Greifer 26 mit den darin befindlichen Hohl-K»pern
in die Lage gemäss Fig. 2 gebracht, wo er die Hohlkörper an irgendwelche nachgeschalteten
Einrichtungen übergeben kann.
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Nachdem die Greiferhälften um die von den Dornen 16 getragenen Hohlkörper
28 geschlossen worden sind, wird an letzteren ein Trennschnitt durchgeführt, durch
den der jeweils obere Bereich 50 (Fig. 3) der Hohlkörper 28 entfernt wird. Dies
kann während der vorerwähnten Bewegung und/oder nach Erreichen der in Fig. 2 dargestellten
Lage erfolgen.
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Zu diesem Zweck ist der Greifer 26 mit Schneidvorrichtungen versehen,
deren Anzahl mit der Anzahl der von ihm gehaltenen Hohlkörper 28 übereinstimmt.
Jede dieser Schneidvorrichtungen besteht im wesentlichen aus einem inneren Ring
52, einem ausseren Ring 53 und vier Messern 54, die unter Zwischenschaltung von
radial verschiebbaren Schlitten 55 vom inneren Ring 52 getragen werden. Zur Aufnahme
der Schlitten 55 ist der innere Ring 52 mit Aus-
Ring 52 mit Ausnehmungen
56 versehen. Die Schlitten 55 weisen zudem jeweils anihrer dem äusseren Ring 53
zugekehrten Ende einen quer zur radialen Verschiebungsrichtung verlaufenden flanschartigen
Fortsatz 57 auf, der zur Abstützung zweier Schraubenfedern 58 dient, die innerhalb
der im inneren Ring 52 befindlichen Ausnehmung 56 angeordnet sind. Diese Schraubenfedern
58 üben eine nach aussen gerichtete Kraft auf den Schlitten 55 aus. D. h., dass
eine radiale Verschiebung des letzteren nach innen unter Zusammendrückung und gegen
die Wirkung dieser Federn 58 erfolgt.
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Weiterhin sind die Schlitten 55 mit jeweils einem im Querschnitt etwa
kugelkalottenförmigen Druckstück 59 versehen, das nach aussen über den äusseren
Umfang des inneren Ringes übersteht.
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Der Innenring 52 weist an seinem äusseren Umfang wenigstens eine Ausnehmung
r60 auf, in die ein etwa radialer Stift 61 hineinragt, der vom Aussenring 53 getragen
ist. Die Länge der Ausnehmung 60 in Umfangsrichtung ist so bemessen, dass der Aussenring
53 um eine bestimmte Wegstrecke in Richtung des Pfeiles 662 gedreht werden kann,
bevor der Stift 61 gegen die die Ausnehmung an der einen Seite begrenzende Schulter
63 stösst.
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Der Aussenring 53 ist an seinem inneren Umfang mit einer Ausnehmung
64 versehen, deren Begrenzungswandung 65 entgegen der Richtung des Pfeiles 62 im
wesentlichen ohne Absatz in die innere Mantelfläche 66 des Aussenringes 53 übergeht.
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Die beiden Ringe 52 und 53 sind entsprechend der Teilung des Greifers
26 entlang der Teilungsebene 67 desselben in zwei Abschnitte unterteilt. Beide Ringe
sind innerhalb'des Greifers 26 diesem gegenüber und relativ zueinander drehbar.
Der Drehantrieb erfolgt über eine Zahnstange 68, die mit am ausseren Umfang des
Aussenringes 53 angeordneten Zähnen 69 kämmt. Die Zahnstange 68 ist innerhalb des
Greifersteiles 26a angeordnet.
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Die beiden Ringe 52 und 53 sind innerhalb der Greiferteile 26a und
26b in feststehenden Ringen 70 aus verschleissfestem Material, das einen niedrigen
Reibungskoeffizienten aufweist, gelagert.
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Der Innenring 52 ist weiterhin unterseitig mit Ausnehmungen 71 versehen,
die mit unter dem Druck eines Federmittels 72 etehenden kugelförmigen Körpern 73
zusammenwirken. Diese Körper 73 stellen Rasten dar, die den Innenring 52 in seiner
Lage sichern, jedoch nach unten gegen den Druck der Feder 72 ausweichen und dabei
den Innenring 52 freigeben, wenn die in Drehrichtung 62 auf ihn einwirkende Kraft
eine bestimmte Grösse überschreitet.
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Die in der Hohlform hergestellten Hohlkörper 28 ist an seiner Mantelfläche
28a mit einem umlaufenden- äusseren Vorsprung 74 versehen, der im Längsschnitt des
Hohlkörpers ober- und unterseitig von zwei Schrägflächen 75 und 76 begrenzt ist,
die sich in der Scheitellinie 47 unter einem spitzen Winkel treffen. Die beiden
Greiferteile 26a, 26b sind aussenseitig mit entsprechenden umlaufenden Nuten 78
versehen, d in die bei geschlossenem Greifer 26 der Vorsprung 74 passend eingreift.
Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass sich die Messer 54 in jener Ebene befinden
und darin verschiebbar sind, in der sich auch die Scheitellinie 77 des Vorsprunges
74 befindet.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wird in der Weise benutzt,
dass, nachdem der in der Hohlform hergestellte Hohlkörper 28 vom Greifer 26 erfasst
worden ist, die Zahnstange 68 in Richtung des Pfeiles 79 verschoben wird. Dabei
wird der Aussenring 53 in Richtung des Pfeiles 62 mitgenommen, wobei der Innenring
52 zunächst in seiner in Fig. 4 dargestellten Ausgangslage verbleibt. Dies ergibt
sich aus der Tatsache, dass der radiale Stift 61 des Aussenringes 53 innerhalb der
Ausnehmung 60 des Innenringes 52 ein gewisses Spiel hat. Die gegbenenfalls auf den
Innenring 52 auf Grund der Drehbewegung des Aussenringes einwirkenden Reibungskrafte
sind zu gering, als dass sie die durch die Körper 73 bewirkte Rasterung des Ringes
52 überwinden können.
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Die Relativbewegung zwischen den beiden Ringen 53 und 52 -der letztere
steht zunächst noch fest - hat jedoch zur Folge, dass die Wand 65 der Ausnehmung
64 im Aussenring 53 auf das Druckstück 59 des Schlittens 55 einwirkt und letzteren
radial nach innen verschiebt, wodurch das Messer 54, das mit einer Spitze 70 versehen
ist, an einem Punkt der Scheitellinie 77 in den Vorsprung 74 des Hohlkörpers 28
eingedrückt wird. Diese Radialverschiebung des Messers 54 nach innen ist spätestens
zu dem Zeitpunkt beendet, in welchem der Stift 61 gegen die Schulter 63 der Ausnehmung
60 des Innenringes 52 stösst. Nunmehr wird der Innenring 52 über den Stift 61 und
die Schulter 63 vom Aussenring 53 mitgenommen. Dies hat eine entsprechende Drehbewegung
des Messers 54 in Richtung des Pfeiles 62 zur Folge, wodurch das Oberteil 50 des
Hohlkörpers 28 über den gesamten Umfang abgeschnitten wird.
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Wesentlich ist hierbei, dass auf Grund der Halterung des Vorsprunges
74 innerhalb der umlaufenden Nut des Greifers 26 beim Einstecken des Messers 54
auf Grund der radialen Verschiebung desselben eine Verformung des Vorsprunges 74
und dergegebenenfalls angrenzenden Wandbereiche des Hohlkörpers 28 nicht oder jedenfalls
nicht in einem solchen Masse eintritt, dass dadurch am Fertigerzeugnis irgendwelche
Ungenauigkeiten in Bezug auf den Verlauf der Schnittflache eintreten können. Weiterhin
ist wichtig, dass das Messer 54 an seinem am Hohlkörper 28 zur Einwirkung kommenden
Bereich 81 derart abgewinkelt ist, dass es in Drehrichtung vorsteht und somit während
der gesamten auf
den radialen Einstich folgenden Dreh- und Schneidbewegung
das zu schneidende Material von innen hinterfasst und somit auf die Scheltellinie
des Vorsprunges 74 eine nach aussen gerichtete Kraftkomponente ausübt, wodurch der
Schneidvorgang, insbesondere in Bezug auf seine Genauigkeit, d. h. also, in Bezug
auf die genaue Führung des Messers zu dem zu schneidenden Material, wesentlich erleichtert
und verbessert wird.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind über
den Umfang in Abständen von jeweils 900 vier Messer 54 angeordnet, so dass zur Durchführung
eines Trennschnittes über den gesamten Umfang des Hohlkörpers 28 der Innenring 52
und damit auch jenes Messer um 90 bis 1000 im Bogenmass verschiebbar sind. Der Endstellung
des Innenringes 52 ist ebenfalls eine Rasteinrichtung mit einem kugelförmigen Rastkörper
73 zugeordnet, damit der Innenring auch in seiner Endstellung fixiert werden kann.
Es können mehrere solcher Rasterungen für beide Endstellungen des Innenringes über
den Umfang verteilt vorgesehen sein.
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Die Erfindung ist keineswegs auf die Durchführung von Trennschnitten
an solchen Hohlkörpern beschränkt, bei denen ein nach aussen vorstehender Vorsprung
74 vorhanden ist. Vielmehr kann die Vorrichtung auch dann mit Vorteil angewendet
werden, wenn statt des Vorsprunges 74 die Mantelfläche des Hohlkörpers mit eeiner
umlaufenden Nut versehen ist, da dann der Schneidvorgang
im allgemeinen
ohnehin leichter durchführbar ist.
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Bei dem vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel sind pro Schneideinrichtung vier Messer vorgesehen. Selbstverständlich
ist auch eine andere An zahl von Messern möglich, wobei dann lediglich das Ausmass
der Drehbewegung der Ringe zu ändern ist.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Messer der Schneideinrichtung horizontal angeordnet, so dass sie demzufolge in einer
horizontalen Ebene schneiden.
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Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Messer vertikal
oder gegebenenfalls auch schräg anzaordnen, so dass sie von oben oder von unten
in einen Vorsprung des Hohlkörpers eingestochen und dann zur Durchführung des eigentlichen
Trennschnittes um den Hohlkörper herumgeführt werden. Auch eine solche Ausführungsform
liegt durchaus im Rahmen der Erfindung.