NL1005872C2 - Spuitgietmachine voor het spuitgieten van preforms voor kunststof flessen en soortgelijke houders. - Google Patents

Description

B. V, d. I.E.

21 OKT. 1938

Nederlandse octrooiaanvrage nr. 1005872 __

Inter Tooling Services B.V. te Emmen

Titel: Spuitgietmachine voor het spuitgieten van preforms voor kunststof flessen en soortgelijke houders.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het spuitgieten van preforms voor kunststof flessen en soortgelijke houders, omvattende een matrijs, die een eerste deel omvat dat is voorzien van tenminste een rij van 5 een aantal naast elkaar gelegen caviteiten en een tweede deel, dat is voorzien van tenminste een rij van een aantal naast elkaar gelegen kernen, waarbij het aantal kernen het dubbele bedraagt van het aantal caviteiten, en waarbij de kernen twee stellen kernen omvatten, waarvan elk stel is 10 gerangschikt op een met de positie van de caviteiten overeenkomende wijze en waarbij middelen zijn voorzien om het tweede matrijsdeel in een richting dwars op de richting van openen en sluiten van de matrijs heen en weer te bewegen tussen twee verschillende posities in elk waarvan 15 één der stellen kernen kan samenwerken met de caviteiten, terwijl het andere stel kernen samenwerkt met een koelinrichting, en waarbij nekringen zijn voorzien voor het vormen van de halsdelen van de houders.

Dergelijke spuitgietmachines worden gebruikt om 20 voorvormen, in het desbetreffende vakgebied normaliter aangeduid met de term "preforms", van kunststof flessen te vervaardigen. Daarbij wordt in bedrijf in de gesloten toestand van de matrijs in de tussen elke kern en de caviteit waarin de kern reikt vrijgelaten ruimte vloeibaar 25 gemaakte kunststof, bijvoorbeeld PET, geïnjecteerd. Nadat aldus de vormholtes met kunststof zijn gevuld wordt gedurende korte tijd de kunststof in de vormholte onder druk gehouden (het nadrukken) om een goed product te waarborgen. Na een afkoelperiode wordt vervolgens de 30 matrijs geopend. In de geopende toestand van de matrijs wordt een opneeminrichting voor preforms, meestal aangeduid met robot, tussen de matrijsdelen gebracht om de zojuist gevormde, nog hete preforms over te nemen en naar een 1005872 2 koelstation over te brengen. Vervolgens kan de matrijs weer worden gesloten en kan een nieuwe spuitgietcyclus starten.

Daar dergelijke spuitgietmachines zeer kostbaar zijn wordt gestreefd naar een zo efficiënt mogelijk gebruik van 5 de spuitgietmachines. Dit kan worden bewerkstelligd door te zorgen voor een zo kort mogelijke cyclustijd. Met cyclustijd wordt in dit verband bedoeld de tijd die in continubedrijf verstrijkt tussen het begintijdstip van het toevoeren van kunststof aan de matrijs voor het produceren 10 van een eerste lading voorwerpen en het begintijdstip van het toevoeren van kunststof voor een daarop volgende lading voorwerpen.

De lengte van de cyclustijd wordt voor een belangrijk deel bepaald door de afkoelperiode die volgt op 15 het injecteren en nadrukken en voorafgaat aan het openen van de matrijs. In een moderne spuitgietmachine voor preforms kan de afkoelperiode in de orde liggen van 1/3 van de totale cyclustijd.

Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 9401007 is een 20 spuitgietinrichting bekend waarbij de kernen zijn aangebracht op een dwars op de richting van openen en sluiten van de matrijs heen en weer verschuifbare plaat.

Het aantal kernen is tweemaal zo groot als het aantal caviteiten en de kernen zijn zodanig gerangschikt, dat in 25 een eerste stand van de kernplaat een eerste stel kernen samenwerkt met de caviteiten, terwijl in een tweede stand een tweede stel kernen samenwerkt met de caviteiten. Aan weerszijden van het van de caviteiten voorziene matrijsdeel bevinden zich koelstations, die elk gecombineerd zijn met 30 een robot voor het afvoeren van de gekoelde preforms.

Met deze bekende inrichting kan de cyclustijd aanzienlijk bekort worden, omdat het afkoelen van de preforms buiten de caviteiten, en daardoor in feite ook buiten de cyclustijd, plaats vindt, terwijl toch de kans op 35 beschadiging van de preforms zeer gering is, omdat de preforms lang op de kernen kunnen blijven. Een bezwaar van 1005872 3 de bekende inrichting is echter soms, dat deze inrichting een relatief grote breedte heeft, hetgeen tot ruimteproblemen kan leiden. Een ander bezwaar is het feit, dat twee robots nodig zijn, dan wel een afwisselend aan de 5 ene en de andere zijde van de inrichting aanwezig robot.

De uitvinding beoogt de geschetste bezwaren te ondervangen en in het algemeen een efficiënte spuitgietmachine voor het vervaardigen van holle kunststof voorwerpen ter beschikking te stellen met een compacte bouw 10 en een korte cyclustijd.

Volgens de uitvinding wordt een spuitgietmachine van de boven beschreven soort daardoor gekenmerkt, dat de koelinrichting een aantal koelholtes omvat, die zich op of aan het eerste matrijsdeel tussen de caviteiten van een rij 15 en aan beide uiteinden van de rij caviteiten bevinden waarbij de kernen van de beide stellen elkaar in een rij kernen om en om afwisselen; dat elk der kernen is voorzien van een nekring en dat middelen zijn voorzien voor het bedienen van uitsluitend de nekringen van kernen die zich 20 in de geopende stand van de matrijs tegenover de caviteiten bevinden.

Opgemerkt wordt, dat uit de Europese octrooiaanvrage 0 372 671 een spuitgietinrichting voor de vervaardiging van preforms voor flessen bekend is, waarbij koelholtes zijn 25 aangebracht tussen de caviteiten van een rij. De preforms worden na het spuitgieten daarvan in een caviteit opeenvolgend in een koelholte links van de caviteit respectievelijk in een koelholte rechts van de caviteit aangebracht. De preforms blijven hierbij echter niet op de 30 kernen geplaatst omdat slechts een enkel stel kernen aanwezig is, dat wil zeggen dat het aantal kernen even groot is als het aantal caviteiten. De zojuist gevormde preforms worden met behulp van nekringen vastgehouden en in die situatie overgebracht van een positie voor een 35 koelholte naar een positie deels in de koelholte.

1005872 4

Vervolgens wordt de preform verder in de koelholte gezogen. De preforms vallen na het koelen vrij uit de koelholte.

Een bezwaar van deze bekende inrichting is dat de preforms tijdens de koelfase niet optimaal worden 5 ondersteund.

Ook dienen de kernen een relatief lange slag te maken en heeft de koelcyclus een kortere duur dan mogelijk is. In het volgende zal de uitvinding nader worden beschreven met verwijzing naar de bij gevoegde tekening.

10 Figuur 1 toont schematisch een deel van een voorbeeld van een bekende spuitgietmachine in geopende stand; s»** figuur 2 toont de spuitgietmachine van figuur 2 in gesloten stand; figuur 3 toont schematisch een voorbeeld van een 15 preform; figuur 4 toont schematisch een deel van een uitvoeringsvoorbeeld van een spuitgietmachine volgens de uitvinding in de open stand; figuur 5 toont de spuitgietmachine (deels) van figuur 4 20 in gesloten stand; en figuur 6 toont schematisch een deel van een detail van een voorbeeld van een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont schematisch de belangrijkste delen van een bekende spuitgietmachine 1, zoals bijvoorbeeld beschreven 25 in de Nederlandse octrooiaanvrage 9401007. De machine omvat een eerste matrijsdeel 2 met één of meer caviteiten 3. Het aanzicht van figuur 1 kan zowel een zij-aanzicht als een bovenaanzicht zijn. Uitgaand van een bovenaanzicht zijn in dit voorbeeld de caviteiten in een matrix van één of meer 30 rijen van vier (een ander aantal is ook mogelijk) caviteiten gerangschikt. Aan de caviteiten kan in de gesloten stand van de matrijs hete vloeibare kunststof worden toegevoerd. In het geval van flessen kan dit bijvoorbeeld PET, polypropeen polycarbonaat, of dergelijke zijn.

35 Tegenover het eerste matrijsdeel bevindt zich een tweede matrijsdeel 4 dat van uitstekende kernen 5 is voorzien. De kernen bevinden zich tegenover de caviteiten en 1005872 5 de matrijsdelen kunnen langs geleiders 13 ook wel holmen genoemd naar elkaar toe worden bewogen om een gesloten stand te bereiken waarin de kernen in de caviteiten reiken. Als de kernen in de caviteiten reiken blijft rondom elke kern nog 5 een ruimte vrij waarin kunststof kan worden geïnjecteerd voor het vormen van een spuitgietprodukt, zoals bijvoorbeeld een preform voor een fles zoals in figuur 3 bij 6 getoond. Ter afsluiting van de spuitgietholtes en voor het vormen van het halsgedeelte 7 met schroefdraad 8 en flens 9 zijn voorts te 10 openen en te sluiten nekringen 10 aanwezig in het eerste matrijsdeel 2. De nekringen bevinden zich in strippen of een plaat of dergelijke, en kunnen in dit voorbeeld middels een hydraulische cilinder 11 en een uitdrijfkijl 12 geopend en gesloten worden.

15 Het tweede matrijsdeel 4 omvat twee stellen kernen aangegeven met 5 respectievelijk 5'.

De kernen 5 en de kernen 5' kunnen afwisselend tijdens opeenvolgende cycli in de caviteiten 3 worden gebracht. Het matrijsdeel 4, ook wel kemplaat genoemd kan hiertoe heen en 20 weer schuiven zoals met een pijl 14 is aangegeven.

In figuur 1 dragen de kernen 5' de tijdens de voorafgaande cyclus gevormde preforms 6. De kernen 5 zijn in figuur 1 gereed om in de holtes 3 te worden geschoven en zijn derhalve leeg.

25 Als de kernen 5 in de holtes worden geschoven schuiven gelijktijdig de kernen 5' met de preforms 6 in de opneemholtes of -buisjes van een robot 15 of een robot 15’ die zich naast de eerste matrijsdelen bevinden. Voor de robots 15,15’ bevinden zich nog afstroopinrichtingen 16,16’ 30 die in dit voorbeeld op hetzelfde frame 17 zijn bevestigd als het eerste matrijsdeel 2. De afstroopinrichtingen hebben in dit voorbeeld hydraulisch bedienbare (door cilinders 18,18') * afstroopstrippen 19,19', die de preforms van de kernen kunnen stropen als de matrijs geopend wordt. De buisjes van de 35 robots zijn met 20,20’ aangegeven.

De getoonde inrichting werkt als volgt. Na het vullen van de spuitgietholtes van de gesloten matrijs en na het 1005872 6 nadrukken wordt de matrijs geopend zodat de nog hete preforms op de kernen 5 mee worden genomen. Tijdens het openen van de matrijs worden ook de nekringen geopend. Als de kernen vrij zijn van de caviteiten en de nekringen wordt de plaat 4 5 zijdeling verschoven, zodat de kernen 5 de positie 5' innemen en de kernen 5' ' voor de holtes 3 komen te staan. Vervolgens wordt de matrijs gesloten. Daarbij worden de zojuist gevormde nog hete preforms in de buisjes 20 van de robot 15 geschoven zoals in figuur 2 is te zien. De preforms kunnen dan verder 10 afkoelen in de robot. Als vervolgens de matrijs weer wordt geopend zijn de afstrooporganen 19 bekrachtigd zodat de kernen van de robot af bewegen en de preforms in de robot achterblijven. De robotarm beweegt vervolgens uit de machine om de inmiddels verder gekoelde preforms aan een koelband of 15 dergelijke af te geven.

Inmiddels schuift de plaat 4 weer terug zodat de zojuist gevormde preforms tegenover de andere robot 15' komen te staan en in de buisjes 20' kunnen worden geschoven zodra de matrijs weer wordt gesloten. De preforms worden derhalve 20 afwisselend door de ene en door de andere robot opgenomen.

Elke lading preforms, die gedurende een spuitgietcyclus is gevormd kan derhalve gedurende de daarop volgende cyclus koelen in de robot. De koelperiode wordt in feite voor een aanzienlijk deel buiten de cyclustijd gebracht, waardoor de 25 cyclustijd aanzienlijk bekort kan worden.

De hierboven beschreven bekende inrichting heeft een aanzienlijke breedte (of hoogte) doordat de koelstations aan weerszijden naast het spuitgietstation liggen, en doordat het van kernen voorziene matrijsdeel tweemaal zo lang dient te 30 zijn als het overeenkomstige matrijsdeel in een conventionele inrichting. Als gevolg hiervan neemt de bekende machine veel ruimte in beslag en dient het heen en weer schuivende * matrijsdeel, ook wel shuttle genoemd, een grote slag te maken. Dit laatste leidt tot vertraging in de cyclustijd 35 en/of tot een toenemende kans op beschadiging van de meegevoerde nog zeer kwetsbare preforms.

1005872 7

Deze effecten treden sterker naar voren naarmate de matrijsdelen meer naast elkaar gelegen caviteiten respectievelijk kernen hebben. Indien, zoals dikwijls voorkomt, de matrijsdelen bijvoorbeeld een matrix van vier 5 bij vier kernen respectievelijk caviteiten hebben, is de slaglengte gelijk aan de breedte van een matrijsdeel met vier kernen respectievelijk caviteiten.

Figuur 4 toont schematisch een deel van een spuitgietinrichting volgens de uitvinding met een (deels 10 getoond) van caviteiten voorzien matrijsdeel 40 en een (deels getoond) van kernen voorzien matrijsdeel 41. Figuur 4 toont de matrijs in geopende stand, terwijl figuur 5 de matrijs in gesloten stand toont.

Het van caviteiten 42a,42b, voorziene matrijsdeel 40 15 wijkt af van de gebruikelijke constructie, doordat telkens tussen twee caviteiten een koelholte 43a,43b,43c, is aangebracht. Ook is aan elk uiteinde van een rij caviteiten telkens een koelholte aangebracht. De koelholtes kunnen bijvoorbeeld bestaan uit van koelkanalen 44 voorziene pijpjes 20 45. Een rij van vier caviteiten heeft derhalve vijf koelholtes, waarbij elke caviteit door twee koelholtes geflankeerd is.

Tegenover de caviteiten en de koelholtes bevindt zich het van kernen 46a t/m 46d voorziene matrijsdeel 41. In een 25 gesloten stand van de matrijs (figuur 5) worden rond de kernen 46b en 46d, die in de caviteiten 42a en 42b reiken, preforms gevormd. De andere twee kernen 46a en 46c reiken in de koelholtes 43a en 43b. In figuur 5 dragen de kernen, die in de koelholtes reiken geen preforms, doch tijdens een 30 lopende produktie dragen na de initiële cyclus ook de in de koelholtes reikende kernen preforms, zoals uit het volgende zal blijken.

t

Als in de caviteiten de preforms zijn gevormd wordt de matrijs geopend, zoals in figuur 5 met een pijl 47 is 35 aangegeven. De kernen 46b en 46d dragen dan elk een preform. De preforms worden vastgehouden door nekringen 48, die op het matrijsdeel 41 zijn gemonteerd. In de tekening zijn vier 1005872 8 nekringen 48a t/m 48d te zien. Elk van de caviteiten, kernen en nekringen kan deel uitmaken van een zich. dwars op het vlak van tekening uitstrekkende rij of kolom van een matrix van caviteiten, kernen en nekringen.

5 Na het openen van de matrijs wordt het matrijsdeel 41 opzij (in de tekening naar rechts) bewogen over een afstand die gelijk is aan de hartafstand van de kernen respectievelijk de hartafstand tussen een koelholte en een naburige caviteit. De kern 46d met de 10 bijbehorende preform staat dan tegenover koelholte 43c.

Evenzo bevindt zich de kern 46b met preform voor de koelholte 43b, terwijl de kernen 46a en 46c zonder preform zich voor de caviteiten 42a en 42b bevinden.

Vervolgens wordt de matrijs gesloten. Om de kernen 46a 15 en 46c worden in de caviteiten 42a en 42b preforms gevormd.

De eerder gevormde preforms op de kernen 46b en 46d reiken in de koelholtes 43b en 43c en worden verder gekoeld. Na het vormen van de nieuwe preforms wordt de matrijs weer geopend. Alle kernen dragen nu preforms 49,50. Het matrijsdeel 41 20 wordt vervolgens naar links geschoven tot de in figuur 4 getoonde positie. De zojuist gevormde preforms 50 bevinden zich dan tegenover de koelholtes, terwijl de eerder gevormde preforms 49 zich weer tegenover de caviteiten bevinden. De eerder gevormde preforms 49 dienen nu verwijderd te worden om 25 plaats te maken voor nieuw te spuitgieten preforms. De eerder gevormde preforms 49 zijn gedurende de produktie van de het laatst gevormde preforms 50 gekoeld in de koelholtes en kunnen derhalve zonder bezwaar verwijderd worden. Hiertoe worden de nekringen 48b en 48d naar voren bewogen, zoals in 30 figuur 4 is te zien. De preforms 49 schuiven daardoor van de kernen 46b en 46d. Als de preforms voldoende ver van de kernen zijn geschoven om door een robot overgenomen te kunnen worden of om op een koelband of dergelijke te vallen, worden de nekringen geopend en worden de preforms 49 losgelaten.

35 Opgemerkt wordt, dat de bedieningsmiddelen voor de nekringen- zodanig zijn ingericht, dat uitsluitend de nekringen 48b en 48d, dat wil zeggen de nekringen van de zich 1005872 9 aan het begin van een spuitgietcyclus voor de caviteiten bevindende kernen bediend worden. De nekringen 48a en 48c blijven gesloten en verschuiven niet.

Hierdoor wordt het mogelijk de kernen zeer dicht naast 5 elkaar te plaatsen. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld zijn de kernen zo dicht naast elkaar geplaatst, dat de nekringen niet geopend kunnen worden zolang de nekringen naast elkaar liggen. Pas als de helft van het aantal nekringen, en wel de tegenover de caviteiten gelegen nekringen naar voren is 10 geschoven, zoals met een pijl 51 aangegeven, kunnen de nekringen worden geopend om de preforms los te laten. De wijze waarop de nekringen bediend kunnen worden zal in het volgende nog nader worden toegelicht.

Nadat de preforms 49 zijn verwijderd, wordt de matrijs 15 weer gesloten, zodat een soortgelijke situatie ontstaat als getoond in figuur 5. Een verschil is echter dat zich nu op de kernen 46a en 46c, die in de koelholtes 43a en 43b reiken ook eerder gevormde preforms (de preforms 50 van figuur 4) bevinden. De hierboven beschreven cyclus herhaalt zich 20 vervolgens zolang als de produktie duurt. De shuttle beweegt zich daarbij derhalve telkens na het openen van de matrijs afwisselend een stap naar links en één stap naar rechts (of naar boven respectievelijk naar beneden).

Figuur 6 toont schematisch deels een uitwerplijst 60, 25 die met behulp van niet getoonde middelen, die bijvoorbeeld een nokorgaan omvatten en die zodanig zijn ingericht, dat telkens uitsluitend de tegenover een caviteit gelegen nekringen bediend worden, naar voren geschoven kan worden, zoals met een pijl 60 is aangegeven. De uitwerplijst draagt 30 twee nekringlijsten 62,63, die in de getoonde tegen elkaar liggende positie samen een reeks nekringen 48 vormen. De nekringlijsten zijn aan de uiteinden (waarvan er slechts één getoond is) voorzien van nokken 64,65, die reiken in nokbanen 66,67, in een nokbaanplaat 68. De nokbanen lopen deels 35 evenwijdig, doch hebben ook eindsecties 69,70, die uit elkaar liggen. Als derhalve in figuur 6 de uitwerplijst 60 omhoog beweegt, worden de nekringlijsten eerst meegevoerd in de 1005872 10 gesloten stand en worden de nekringlij sten bij de nokbanen uit elkaar bewogen, waardoor de nekringen zich openen en de preforms vrij komen.

De in het voorgaande beschreven matrijsconfiguratie is 5 zodanig dat de koelstations in feite tussen de vormholtes in liggen. Hierdoor is een zeer compacte bouw mogelijk, waarbij de shuttle slechts een geringe slag behoeft te maken. Dit laatste wordt nog bevorderd door de beschreven nekringbedieningsmethode, waarbij de nekringen steeds, in de 10 slagrichting gezien, om en om wel en niet bediend worden en waarbij de te openen nekringen eerst naar voren worden geschoven om voldoende ruimte te verkrijgen voor het openen van de nekringen.

De totale afmetingen van de matrijsdelen behoeven 15 hierdoor nauwelijks groter te zijn dan die van conventionele matrijsdelen, ondanks het feit dat het ene matrijsdeel extra kernen en het andere matrijsdeel koelholtes bevat. Bovendien kan met een enkele robot volstaan worden.

Opgemerkt wordt, dat in het voorgaande slechts het 20 werkingsprincipe van een inrichting volgens de uitvinding is beschreven aan de hand van een schematisch getoond voorbeeld. Diverse modificaties liggen daarom voor de deskundige voor de hand.

r 1005872

Claims (5)

1. Inrichting voor het spuitgieten van preforms voor kunststof flessen en soortgelijke houders, omvattende een matrijs, die een eerste deel omvat dat is voorzien van tenminste een rij van een aantal naast elkaar gelegen 5 caviteiten en een tweede deel, dat is voorzien van tenminste een rij van een aantal naast elkaar gelegen kernen, waarbij het aantal kernen het dubbele bedraagt van het aantal caviteiten, en waarbij de kernen twee stellen kernen omvatten, waarvan elk stel is gerangschikt op een 10 met de positie van de caviteiten overeenkomende wijze en waarbij middelen zijn voorzien om het tweede matrijsdeel in een richting dwars op de richting van openen en sluiten van de matrijs heen en weer te bewegen tussen twee verschillende posities in elk waarvan één der stellen 15 kernen kan samenwerken met de caviteiten, terwijl het andere stel kernen samenwerkt met een koelinrichting, en waarbij nekringen zijn voorzien voor het vormen van de halsdelen van de houders, met het kenmerk, dat de koelinrichting een aantal koelholtes omvat, die zich op of 20 aan het eerste matrijsdeel tussen de caviteiten van een rij en aan beide uiteinden van de rij caviteiten bevinden waarbij de kernen van de beide stellen elkaar in een rij kernen om en om afwisselen; dat elk der kernen is voorzien van een nekring en dat middelen zijn voorzien voor het 25 bedienen van uitsluitend de nekringen van kernen die zich in de geopende stand van de matrijs tegenover de caviteiten bevinden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de bedieningsmiddelen voor de nekringen zijn ingericht om 30 voor het uitstoten van preforms de nekringen eerst over een voorafbepaalde afstand in de richting van de caviteiten te bewegen en vervolgens de nekringen te openen voor het loslaten van de preforms. 1005872

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat elke nekring twee uit elkaar schuifbare delen omvat, die gemonteerd zijn op een dwars op de schuifrichting beweegbare uitwerplijst, waarbij de helften van de nekring 5 zijn voorzien van nokorganen, die samenwerken met nokbanen, die de nekringhelften uit elkaar doen schuiven als de nekringen over een voorafbepaalde afstand in de richting van de caviteiten zijn bewogen.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat 10 de stellen kernen een aantal zich dwars op de rijen uitstrekkende kolommen van kernen omvatten, waarbij de nekringen van de tot een kolom behorende kernen deel uitmaken van zich langs de kolommen uitstrekkende nekringlijsten, die elk twee uit elkaar schuifbare delen 15 omvatten en die elk op een uitwerplijst gemonteerd zijn.

5. Inrichting volgens één der conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk, dat de afstand tussen naast elkaar gelegen, tot verschillende stellen kernen behorende kernen onvoldoende groot is om de nekringen in de ruststand te 20 openen. 1005872