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Vorrichtung zum Abtrennen eines am Öffnungshals eines Hohlkörpers gebildeten trichter-oder tulpenförmigen Abfallteiles
Bei der Herstellung von mit einer Einfill-und Entleerungs-oder Anschlussöffnung versehenen Hohlkörpern aus Kunststoff nach dem sogenannten Blasverfahren, bei dem die die Blasluft in einen meist schlauchförmigen, von einer geschlossenen Form aufgenommenen Vorformling aus thermoplastischem Kunststoff einführende Blasdüse gleichzeitig dazu benutzt wird, im Zusammenwirken mit dem entsprechend ausgebildeten Bereich der Blasform die Füll-, Entleerungs-oder
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der einen Methode wird zunächst der auf beliebige Weise erzeugte,
beispielsweise aus einem Extruder ausgespritzte schlauchförmige Vorformling zuerst mit seinem offenen Ende über den in die Form hineinragenden Blas-und Kalibrierdorn geführt und dann die längsgeteilte, aus Hälften bestehende
Form zusammengefahren, wobei die Füll-und Entleerungsöffnung durch den durch den Formschluss erzeugten radial einwärts gerichteten Druck gegen den Dornmantel geformt wird. Diese Methode ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift Nr. 971333 beschrieben. Gut eingeführt hat sich aber auch eine andere Methode, nach der zuerst die Blasform um den Vorformling geschlossen und erst dann der Blasdorn in das offene Ende des in der geschlossenen Form gelagerten Vorformlings eingeschossen wird, wobei er die Öffnung des Hohlkörpers, z.
B. einen Flaschenhals durch radial auswärts von der eingeschossenen Blasdüse erzeugten Druck formt. Mit diesem letzterwähnten Verfahren, für das selbstverständlich im Gegensatz zu dem ersterwähnten ein Blas-Kalibrier-Dorn eingesetzt werden muss, dessen die Innenfläche der Füll-, Entleerungs- oder Anschlussöffnung festlegender Teil einen Durchmesser aufweist, der etwas grösser als der Innendurchmesser des in der Blasform gelagerten schlauchförmigen Vorformlings ist, befasst sich die Erfindung, u. zw. betrifft sie eine Vorrichtung zur Abtrennung eines trichter-oder tulpenförmigen Abfallteiles bei der Herstellung von Hohlkörpern aus Kunststoff im Blasverfahren.
Wenn man den Blas-Kalibrier-Dorn derart zweistufig ausführt, so kann man die Öffnung mit dem Blas-Kalibrier-Dorn auch hinsichtlich der Höhe festlegen und ihrer oberen, Randlippe genannten Stirnfläche der Füll-, Entleerungs-oder Anschlussöffnung die gewünschte Gestalt geben, sie z. B. ebnen.
Bei der Ausformung einer Einfüll-, Entleerungs-oder Anschlussöffnung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Material in der beschriebenen Weise entsteht oberhalb der Randlippe ein trichteroder tulpenförmiger Abfallteil, der bei richtiger Dimensionsabstimmung vom Schaftteil des Blas-Kalibrier-Dornes und dem die Öffnung formenden Bereich der Blasform nur durch ein so dünnes Kunststoffhäutchen mit dem übrigen Hohlkörper verbunden ist, dass er nach Entfernung des fertig geblasenen Körpers aus der Form mit der Hand leicht abgebrochen werden kann, ohne dass es einer Nachbearbeitung der Randlippe des Hohlkörpers bedürfte. Doch ist hiezu zusätzliche teuere Handarbeit erforderlich, die auch, da die aus der Form entnommenen Hohlkörper noch ziemlich heiss sind, unbequem und strapaziös ist.
Da die meisten modernen Blasmaschinen voll-oder halbautomatisch arbeiten und an sich, abgesehen von überwachungsfunktionen, Bedienungspersonal nicht benötigen,
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bedeutet die Entfernung der Abfallteile von Hand eine die fertiggestellten Hohlkörper zu sehr verteuernde Mehrarbeit, und es sind deshalb bereits mechanisch arbeitende Abfallentfernungs- vorrichtungen teils in die Praxis eingeführt, teils durch die Patentliteratur bekanntgeworden.
Zum Zwecke einer übersichtlichen Darstellung und Beschreibung wird nachfolgend sowohl bezüglich des Standes der Technik als auch der Erfindung, ohne diese hierauf zu beschränken, nur auf die Herstellung von Flaschen Bezug genommen, da diese den grössten Anteil von im Blasverfahren aus
Kunststoffen hergestellten Hohlkörpern bilden. Die Einfüll-, Entleerungs-oder Anschlussöffnung ist dementsprechend "Flaschenhals" genannt. Ausserdem wird angenommen, dass diese Flaschen aus einem schlauchförmigen Vorformling durch Aufblasen ausgeformt werden.
Die Erfindung schliesst aber auch die Bearbeitung von Hohlkörpern ein, die aus blasenförmigen Vorformlingen, aus von getrennten
Formteilen beim Zusammenfahren ergriffenen Folienbahnen oder nach jener Methode hergestellt werden, nach der die Ausformung des Hohlkörpers durch eine mit der Blasform verbundene
Unterdruckquelle geschieht. Der Blas-Kalibrier-Dom ist nachfolgend"Blasdorn"und der Abfallteil "Butzen" genannt.
Es ist z. B. bekannt, einen Halsbutzen mit einem auf der Oberfläche der geschlossenen Form gleitenden Messer abzuschneiden (deutsche Auslegeschrift 1165240), jedoch ist diese Methode nur anwendbar bei der Ausformung eines Flaschenhalses ohne einen ihn auch kalibrierenden und in den offenen schlauchförmigen Vorformling eingefahrenen Blasdom, weil dieser dem gleitenden Messer im Wege stehen würde.
Der sich scheinbar anbietende Ausweg, den Blasdorn aus dem fertig geblasenen, aber noch in der Form befindlichen Hohlkörper zurückzuziehen und erst dann das Messer arbeiten zu lassen, ist deshalb nicht gangbar, weil normalerweise der zu seiner gewünschten Gestalt aufgeblasene Hohlkörper aus Gründen der rationellen Fertigung mit hoher Taktzahl je Zeiteinheit bereits aus der Form genommen werden soll, solange er noch nicht vollständig verfestigt ist. Dies ist nur dann möglich, wenn man ihn anschliessend nicht sofort einer Bearbeitung aussetzen muss, die Deformationen hervorrufen könnte.
Bei einer andern bekannten Vorrichtung (deutsche Gebrauchsmusteranmeldung 1894465) wird der Halsbutzen in Form einer sogenannten überquetschung, d. h. in Form von flügelartigen, in einer durch die Achse der Flasche gehenden Ebene liegenden, durch das Zusammenfahren der Formhälften gegen den bereits in das Forminnere hineinragenden Blasdorn entstehenden und die Höhe des ausgeformten Flaschenhalses einnehmenden Stegen dadurch entfernt, dass diese zwischen Backen eingeklemmt werden, die in axialer Richtung von der geschlossenen Form wegbewegt werden.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem, einen trichter-oder tulpenförmigen Butzen zu entfernen, der nach der vorstehend geschilderten Methode entsteht, bei der zunächst die Form um den Vorformling geschlossen und erst dann der Dorn i den in der Form gelagerten Vorformling einstösst, kann auf diese Weise aber nicht gelöst werden. Hiezu dient eine bekannte Vorrichtung mit einem kurz oberhalb der Unterkante des Schaftteiles endenden, konzentrisch zu diesem angeordneten und relativ zu ihm oder mit ihm drehbaren, mit Mitnahmemitteln versehenen Trennring (deutsche Gebrauchsmusteranmeldung 1916525). Dieser Vorrichtung haftet aber der Nachteil an, dass der Butzen auch nach der Ausformung des Vorformlings zum Hohlkörper noch nicht vollständig verfestigt ist, also ebenso wie mindestens Teilbereiche des Hohlkörpers selbst plastisch verformbar bleibt.
Es kam deshalb vor, dass bei der Drehung des Butzens mit Hilfe der vorbeschriebenen Vorrichtung zum Zwecke des Abtrennens von der Randlippe des Flaschenhalses dieser Bereich des Hohlkörpers ebenfalls mitgedreht wurde oder aber ein Abtrennen wegen der Zähigkeit der noch nicht verfestigten Verbindungshaut zwischen Butzen und Flaschenhals überhaupt nicht eintrat.
Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zum Formen von Kunststoffkörpern wird an Stelle eines zweistufigen Blasdornes eine einstufige Blasdüse verwendet, die in der Achse des Halsbereiches des auszupressenden Hohlkörpers lediglich auf die Formstirnfläche aufgesetzt wird. Bei Anwendung diesea Arbeitsprinzips lässt sich aber die geschlossene Blasform gegenüber feststehenden Spannleisten horizontal verschieben, um den Abfallteil von dem geformten Hohlkörper abzutrennen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es möglich macht, auch bei Verwendung eines zweistufigen Blas-Kalibrier-Dorns den Butzen längs seiner Sollbruchstelle von dem Hohlkörper abzutrennen, ohne dass dieser beschädigt wird.
Dies gelingt allgemein dadurch, dass der trichter-oder tulpenförmige Butzen, der bei Anwendung bisher bekannter Methoden in nicht ganz regelmässiger und unbestimmter Form entsteht, zwischen einem an der Blasform und einem am Blasdorn befindlichen Teil ganzflächig innen und aussen eingespannt, dabei durch Pressen verfestigt (sogenannte "Kaltquetschen") und in eine die darauf folgende Trennung erleichternde Form gebracht wird. Er kann dann z. B. dadurch, dass Teile des
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Butzens in Öffnungen eines die Einspannung vollziehenden Teiles gedrängt und so an diesem verankert werden, mit jenem Teil durch axialen Hub oder Drehung getrennt oder im eingespannten Zustand durch Entfernung von der Form längs einer Sollbruchstelle getrennt werden.
Demnach ist die erfindungsgemässe Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Öffnung der Blasform an sich bekannte Spannleisten angeordnet sind, die in der Verlängerung der Öffnung der Blasform eine trichterförmige Öffnung begrenzen, und am Schaftteil des Blasdornes, koaxial zu diesem ein kegelförmiger Spannteil vorgesehen ist, der an der der Blasform zugewandten
Stirnfläche des abgesetzten Schaftteiles endet, so dass der über die Blasform hinausragende Abfallteil des
Vorformlings in der trichterförmigen Öffnung der Spannleisten eingeklemmt und vom Hohlkörper abgetrennt wird.
Infolge der Einspannung des Butzens zwischen die Stirnfläche des Spannteils und die Stirnflächen der Spannleisten wird der Butzen flächig oberhalb des Bereiches seiner Sollbruchstelle von dem
Hohlkörper festgehalten, so dass die Abtrennung des Butzens entweder beim Herausziehen des
Blasdornes aus der Blasform oder nach geöffneter Blasform beim Wegziehen des ausgeformten Hohlkörpers nach unten erfolgen kann, ohne dass eine Deformierung oder gar Beschädigung seines öffnungsbereiches zu befürchten ist. Infolge der bei der Einspannung des Butzens zwischen die
Spannleisten und die Spannhülse erzeugten Pressung wird die Wandstärke des Butzen vermindert, wodurch seine Trennung von dem Formkörper erleichtert wird.
Gemäss einer vorzugsweisen Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der kegelförmige Spannteil auf einer auf dem Schaftteil verschiebbar oder drehbar gelagerten Hülse vorgesehen. Die beim plötzlichen Einschiessen des Dornes in den sich eng an die Formwandungen in diesem Bereich anlegenden schlauchförmigen Vorformling mitgerissene und eingeschlossene Luft, die sonst Narben im öffnungsbereich des Hohlkörpers erzeugen könnte, kann daher durch den hiebei zwischen der Hülse und dem Schaftteil gebildeten Ringspalt entweichen.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert, auf die in der nachfolgenden Beschreibung Bezug genommen wird. Es zeigen die Fig. 1 bis 3 jeweils eine Ausführungsform teilweise im Schnitt.
Allgemein ist in Fig. l mit--l--der obere Teil einer Blasformhälfte (Hauptform) bezeichnet, deren der Ausformung einer Flasche--2--dienendes Formnest--3--in einen Halsbereich--4-- übergeht. Die Ausformung des Flaschenhalses --5-- geschieht in der Weise, dass ein allgemein mit - -6-- bezeichneter Blasdorn mit seinem Kalibrierteil--7--in das von der geschlossenen Form gehaltene offene Ende des strichpunktiert angedeuteten Vorformlings-8-eingestossen wird, wobei der Innendurchmesser dieses Vorformlings geringer als der Aussendurchmesser des Kalibrierteiles - ist, so dass der im Halsbereich--4--der Form befindliche Teil des Vorformlings durch radial auswärts gerichtete Verdrängung verdichtet, geformt und kalibriert, d. h.
bezüglich der Innenund Aussenabmessungen (=Wandstärke) festgelegt wird. Mit dem Kalibrierteil fest verbunden oder ein integraler Bestandteil des Blasdornes ist ein sogenannter Schaftteil-9-, dessen untere Stirnfläche --10-- den aus dem überstehenden Stück des Vorformlings gebildeten Butzen --11-- abschert und dabei die Randlippe-12-des Flaschenhalses-5-glättet und damit auch diesen bezüglich seiner Länge festlegt. Die in diesem Absatz beschriebenen Teile und ihre Funktionen sind bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.
Auf der Oberfläche der Formhälften liegen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer
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Der Schaftteil-9-des Blasdornes-6-endet oberhalb der der Form der Randlippe der Flasche--2--dienenden Stirnfläche--10--in einem als Konus--16--ausgebildeten Spannteil, der der trichterförmigen Ausnehmung vermindert um die Wandstärke des Butzens--11-- nach der Pressung, entspricht. Hiedurch wird beim Einstossen des Blasdornes in die Form der Butzen --11-- innen und aussen ganzflächig eingespannt und durch Pressung abgekühlt und verfestigt. Wenn in den Konusteil-16-des Schaftes-9-Öffnungen-17--, z.
B. Nuten, Kerben oder Löcher eingeformt sind, dann wird beim Pressformen des Butzens ein Teil seines Materials in diese Öffnungen gedrückt und der Dorn wird beim Herausfahren aus der Blasform in Pfeilrichtung A den Butzen längs seiner Sollbruchstelle trennen und mitnehmen. Der gleiche Zweck wird erreicht, wenn man die Blasform öffnet und die ausgeformte Flasche nach unten wegzieht.
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Umgekehrt lassen sich den Öffnungen --17-- entsprechende Öffnungen auch in die trichterförmige Ausnehmung--15--der Spannleisten--14--einformen und der Halsbutzen durch Drehung derselben um die Achse des Dornes --6-- abtrennen.
Bei einer in Fig. 2 veranschaulichten Ausführungsform können die Spannleisten --14-- in Pfeilrichtung A durch beliebige mechanische, pneumatische oder hydraulische Mittel, z. B. ein oder mehrere Kolbenmotoren --18-- bewegt werden und führen sich in den Formhälften verankerten Stiften-19 ; 20--sind in die Leisten eingezogene Gleitbüchsen für die Stifte-19 ; 21Befestigungsschrauben für die Aufschlagplatte-13--.
Auf dem Schaftteil-22--des Blasdomes-6-und dessen Verlängerung in Gestalt einer die Randlippe des Flaschenhalses ebnenden und den Abfallteil abquetschenden, mit inneren Luftabführungen versehenen Hülse --23-- ist als Spannteil axial gleitbar eine Spannhülse-24- angeordnet, die durch eine sich einerseits gegen ihre obere Stirnfläche und anderseits gegen einen Bund --25--desBlasdornes--6--abstützendeDruckfeder--26--inPfeilrichtung--B--in Richtung auf die Blasform gedrückt wird. Die untere Stirnfläche der Spannhülse ist derart konisch ausgebildet, dass zwischen ihr und der trichterförmigen Ausnehmung --15-- der Spannleisten - ein den Abfallteil --11-- des Vorformlings --8-- fest eingespannt aufnehmender hohlkegelstumpfförmiger Zwischenraum entsteht.
Die Spannhülse-24-kann gegen Drehung durch eine in einem Schlitz-27-geführte Schraube --28-- gesichert sein.
Die durch die Druckfeder --26-- in Richtung auf die Form gedrückte Spannhülse-24- sorgt im Verein mit den oberhalb des Halsbereiches der Form entsprechend geformten Spannleisten --14-- dafür, dass der durch die Hülse--23--abgescherte Abfallteil--11--fest eingespannt bleibt, wenn er durch die Spannleisten, beispielsweise mittels der Druckzylinder --18-- in Pfeilrichtung-A-zum Zwecke des Abtrennens vom Flaschenhals --5-- von der Form wegbewegt wird. Für den Hub der Leisten-14-genügen wenige Millimeter, beispielsweise in der Grössenordnung zwischen 4 und 12 mm.
Da der Blasdorn --6-- bei der Bewegung der Spannleisten und der Spannhülse fest stehen bleibt, dient dieser zusammen mit den Stiften --19-- oder gegebenenfalls allein zur axialen selbst zentrierenden Führung des Aggregates-14/24--, so dass eine längs der Ringfläche der durch die Hülse-23-gebildeten Sollbruchstelle gleichmässig angreifende Zugkraft gewährleistet bleibt.
Auch in diesem Falle können die trichterförmige Innenfläche der zusammengeführten Spannleisten --14-- und bzw. oder die konische untere Stirnfläche der Spannhülse --24-- mit einer Verankerung des plastischen Materiales des Abfallteiles --11-- fördernden Mitteln, wie Kerben, Löchern usw. ausgerüstet sein.
Ausserdem können die Spannleisten-14--, die nicht die ganze Breite der zugehörigen Formhälften einzunehmen brauchen, in der Nähe der trichterförmigen Ausnehmung mit Kühlkanälen versehen sein.
Bei der weiter abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 3 sind die den Druckzylinder-18nach Fig. 2 entsprechenden, die Spannleisten --14-- bewegenden Druckzylinder --29-- in Flanschen--30-der allgemein mit --31-- bezeichneten, zum sogenannten Blaskopf gehörenden Schmiereinrichtung befestigt, deren Schmierkissen-32-den in den Vorformling --8--
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Kalibrierteil-7-des Dornes-6-mitFig. 3 veranschaulicht auch die bereits erwähnten, den Abfallteil--11--verankernden Haltemittel, z. B. Kerben--40-in den Spannleisten --14-- und Kerben --41-- in der Hülse --36--.
Selbstverständlich sind in diesem Falle die Leisten--14--nicht mit den Formteilen--l-- zusammen horizontal beweglich, d. h. sie können erst nach dem Schliessen der Form und vor dem Einschiessen des Dornes auf die Formoberfläche abgesenkt werden.
Aus einer Ausführungsform nach Fig. 3 lässt sich sehr einfach eine solche entwickeln, bei der die Spannhülse --36-- zur Abtrennung des Abfallteiles --11-- gedreht wird. Die Spannleisten --14-- können dann auf den Formteilen--l--befestigt sein und auf die Führungsbolzen --33-- kann verzichtet werden. Dafür ist ein um eine Haltesäule--34--drehbar gelagerter Schwenkhebel vorgesehen, der in einem Zapfen an einer Nase der Spannhülse --36-- od.dgl. eingreift.