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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff, bei welchem aus dem vertikal abwärts gerichteten Materialstrom eines Materialgebers von durch Wärme plastifiziertem Kunststoff einzelne Materialportionen als ringförmige Rohlinge abgetrennt, abgeführt und anschliessend durch Schliessen eines Formhohlraumes zu dem Formkörper verpresst werden.
Ein solches Verfahren ist aus der US 3 313 875 A bekannt.
Für die Herstellung von aus Kunststoff bestehenden Formkörpern, wie Deckel oder Kappen von Behältern, und insbesondere die Herstellung von Kopfteilen von Verpackungstuben, ist neben dem Injektionsverfahren auch ein Pressverfahren bekannt. Im Unterschied zu dem Injektionsverfahren wird beim Pressverfahren plastifizlertes Kunststoffmaterial in einen Formhohlraum eingebracht, um darauf unter Ausübung eines begrenzten Pressdruckes verformt zu werden. Da Pressverfahren ganz allgemein mit niedrigeren Temperaturen des plastifizierten Kunststoffes arbeiten können als Injektionsverfahren, bieten sie neben geringeren aufzuwendenden Energiemengen den Vorteil kürzerer Abkühlzeiten, wodurch die Form früher geöffnet und dieser Fertigungsschritt dadurch verkürzt werden kann.
Bei dem aus der eingangs genannten US 3 313 875 A bekannten Verfahren wird eine durch einen Kolben abgemessene Menge an thermoplastischem Material über einen Schlitz einer Extrudierdüse als ringförmige Materialportion in eine Ringrinne eines ersten Formhohlraums ausgetragen und abgetrennt. Im Boden des Formhohlraums sind Druckluftdüsen angeordnet. Aufgrund der Druckluftzufuhr baut sich in der Ringrinne auf der Rückseite des ringförmigen Rohlings ein Druck auf, und da dieser Rohling pastenartig ist, wird er aus der Ringrinne ausgeworfen und geführt durch den Hohlraum der Matrize auf die Schulter des Dornes geworfen, der dem offenen Ende der Matrize gegenübersteht.
Der Rohling kühlt ab, und der Dorn mit der ringförmigen Materialportion auf dem Rücken fährt auf dem Drehtisch weiter zu einer Heizstation, wo er wieder aufgeheizt werden muss, und anschliessend zu einer Formstation, wo durch Schliessen des Formhohlraums der Formkörper verpresst wird.
Bei einem aus der DE 1 296 336 C bekannten Pressverfahren für die Herstellung von Verpakkungstuben wird eine aus einer Matrize und einem Dom bestehende Form verwendet, wobei der Dorn jeweils einen rohrförmigen Tubenkörper aus Kunststoff trägt, der mit seinem einen Ende zusammen mit dem Dorn in die Matrize eindringt und den Formhohlraum beim Schliessen der Form am Umfang des Doms abdichtet. Der zu einem Kopfteil einer Tube verformte plastifizierte Kunststoff verbindet sich unter dem Einfluss seiner Schmelzwärme mit dem in die Form eindringenden Rand des rohrförmigen Tubenkörpers.
Der plastifizierte Kunststoff wird dabei mittels eines Materialgebers von der dem Dorn entgegengesetzten Seite durch eine zentrale Öffnung in der Matrize in den noch offenen Formhohlraum eingebracht bzw. in Ringform aus dem Materialgeber ausgestossen. Das am Materialgeber ringförmig anhaftende plastifizierte Material wird bei dessen Rückzug aus dem Formhohlraum durch die Matrize abgestreift und bleibt an einer den Formhohlraum begrenzenden Fläche bis zur Verpressung haften.
Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung dieses Verfahrens an den hergestellten Tubenköpfen teilweise an der Oberfläche sichtbare Fehler auftreten können. Diese Fehler sind eine Folge davon, dass Kunststoff beim Abstreifen vom Materialgeber unmittelbar mit der gekühlten Matrize relativ grossflächig in Berührung kommt und dadurch örtlich begrenzt kristallinen Zustand annehmen kann.
Infolge der beim Verpressen stattfindenden weiteren Abkühlung genügt die verbleibende Schmelzwärme offenbar nicht mehr in allen Fällen, um schon kristallisiertes Material wieder zu plastifizieren.
Aus der DE 12 02 472 B ist ein Verfahren zum Formen von thermoplastischem Material unter Druck bekannt, bei dem aus einer Auspressöffnung einer horizontal angeordneten Vorratskammer für plastifizierten Kunststoff eine dosierte Materialportion in Tropfenform ausgepresst und der jeweilige Tropfen mittels eines über ein Hebelgetriebe beschleunigten Abstreifers von der Auspressöffnung abgeschlagen und in einen unterhalb dieser Auspressöffnung gelegenen Formhohlraum geworfen wird.
Auch bei diesem Verfahren ergeben sich aufgrund des Abschlag-und Wurfvorganges und des Kontakts zwischen dem jeweiligen Tropfen und dem Abstreifer unterschiedliche Auftrefforte und Verformungen des jeweiligen Tropfens innerhalb des Formhohlraums, was wiederum zu den bereits erläuterten Nachteilen führt
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Eine eingangs genannte Vorrichtung ist der FR 1 363 772 A zu entnehmen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird aus einem nach abwärts gerichteten, aus einem Rohr austretenden Strom von plastifiziertem Kunststoff jeweils von einem feststehenden Messer eine Materialmenge abgetrennt und dabei in die Form hineingeschleudert.
Der Auftreffort der abgetrennten Materialmenge in der Form ist dabei in keiner Weise definiert, die sich dabei ergebende Verformung der Materialmenge unbestimmt, und störende Abkühleffekte, die zu einem lokalen Kristallisieren des Kunststoffes führen können, können nicht vermieden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der genannten Art anzugeben, bei weichem eine vorzeitige Kristallisierung von plastifiziertem Material weitgehend vermieden wird und bei dem das zu verpressende Material im Formhohlraum in eine voraussehbare Lage gebracht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch, dass das Abtrennen der Materialportionen durch Verschliessen eines zum Formhohlraum gerichteten Rohrteils des Materialgebers durch einen in axialer Richtung gegen das Rohrende verschiebbaren Schliesskörper vorgenommen wird, und dass die abgetrennten Materialportionen im freien Fall direkt in den Formhohlraum überführt werden.
Vorzugsweise werden die Materialportionen zu einem linsenförmigen Rohling geformt. Da derartige Rohlinge unter geringstmöglicher Veränderung in den Formhohlraum überführt werden können, lässt sich für den anschliessenden Pressvorgang eine besonders günstige Materialverteilung im Formhohlraum erreichen.
Vorzugsweise wird der Rohling ferner durch einen auf die Trennstelle gerichteten Gasstrom gelöst. Der Gasstrom begünstigt es, den vom Materialstrom beispielsweise durch Abquetschen getrennten Rohling zu einem bestimmten Zeitpunkt vom Matenalgeber zu lösen, wozu ein impulsartig einsetzender Gasstrom verwendet werden kann, durch den dann nur noch die letzten Fäden des Materials durchtrennt werden müssen. Zweckmässigerweise wird der Gasstrom dabei schräg nach unten auf die Trennlinie zwischen Materialgeber und Rohling gerichtet.
Gemäss der weiteren Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich diese auf ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere Tubenkopfes, aus Kunststoff, bei weichem aus einem Materialgeber mit vertikaler Achse ein Strom eines durch Wärme plastifizierten Kunststoffes vertikal abwärts geführt wird, aus dem vor dem Formungsvorgang einzelne Materialportionen erzeugt werden, die in eine Form-Matrize mit vertikaler Achse einzeln eingebracht und dort dann mittels eines in die Matrize eingebrachten Dorns, auf den ein Tubenkörper aufgeschoben werden kann, zum Formkörper verpresst werden.
Diese Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine nach oben offene, insbesondere rotationssymmetrische, Matrize zum, insbesondere ortsfesten und im Materialausgabebereich rotationssymmetrischen, Materialgeber bewegt und im Abstand von dessen Materialausgabeöffnung gleichachsig zu jenem angehalten wird, worauf der Materialstrom oberhalb und ausserhalb der Matrize intermittierend zunächst eröffnet und hierauf vollständig unterbrochen wird und die so hergestellten einzelnen voneinander und vorweg vom Materialgeber sowie zunächst von der Matrize vollständig getrennten Matenalportionen bzw.
Rohlinge zum freien Fall von der Materialausgabeöffnung in die Matrize freigegeben werden, worauf die Matrize jeweils nach Empfang einer einzelnen Materialportion bzw. eines einzelnen Rohlings vom Materialgeber wegbewegt sowie dann der Dorn in eine gleichachsige Stellung zur Matrize gebracht wird, der dann in diese zwecks Herstellung des Formkörpers, insbesondere Tubenkopfes, in Achsrichtung von oben eingeführt und schliesslich nach Beendigung des Pressvorgangs aus der Matrize zurückgezogen wird. Auf diese Weise lassen sich Formkörper, insbesondere Tubenköpfe, besonders ökonomisch herstellen. Dabei ist es erfindungsgemäss günstig, wenn zwecks Herstellung der einzelnen Materialportionen bzw. Rohlinge vom Materialstrom immer wieder Teilstücke oberhalb und ausserhalb der Matrize abgetrennt werden.
Eine weitere erfindungsgemässe Variante geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers, insbesondere Tubenkopfes, aus Kunststoff, bei weichem der Kunststoff zwecks Plastifizierung erwärmt und einem Materialgeber mit vertikaler Achse zugeführt wird, woraus ein Strom des durch Wärme plastifizierten Kunststoffes vertikal abwärts geführt wird, aus dem vor dem Formungsvorgang einzelne Materialportionen erzeugt werden, die in eine Form-Matrize mit vertikaler Achse einzeln eingebracht und dort dann mittels eines in die Matrize eingebrachten Dorns, auf den ein Tubenkörper aufgeschoben werden kann, zum Formkörper verpresst werden.
Diese Modifikation ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine nach oben offene, insbesondere rotationssym-
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metrische, Matrize zum, insbesondere ortsfesten und im Materialausgabebereich rotationssymmetrischen, Materiaigeber bewegt und Im Abstand von dessen Materialausgabeöffnung gleichachsig zu jenem angehalten wird, worauf der Materialstrom, während er unter konstantem Druck gehalten wird, oberhalb und ausserhalb der Matrize intermittierend zunächst eröffnet und hierauf vollständig unterbrochen wird und die so hergestellten einzelnen voneinander und vorweg vom Materialgeber sowie zunächst von der Matrize vollständig getrennten Materialportionen bzw.
Rohlinge zum freien Fall von der Materialausgabeöffnung in die Matrize freigegeben werden, worauf die Matrize jeweils nach Empfang einer einzelnen Materialportion bzw. eines einzelnen Rohlings vom Materialgeber wegbewegt sowie dann der Dorn in eine gleichachsige Stellung zur Matrize gebracht wird, der dann in die zwecks Herstellung des Formkörpers, insbesondere Tubenkopfes, in Achsrichtung von oben eingeführt wird, während die Matrize und gegebenenfalls der Dom gekühlt werden, und schliesslich nach Beendigung des Pressvorgangs der Dorn aus der Matrize zurückgezogen wird.
Auf diese Weise lässt sich die Formkörperherstellung in besonders energie-und materialsparender Weise abwickeln, wobei ausserordentlich präzise Formen erreicht werden. Die Abwicklung des Verfahrens lässt sich gemäss der Erfindung beschleunigen, wenn zwecks Herstellung der ein- zelnen voneinander und vorweg vom Materialgeber sowie zunächst von der Matrize vollstandig getrennten Materialportionen bzw. Rohlinge vom Materialstrom immer wieder Teilstücke oberhalb und ausserhalb der Matrize abgetrennt werden.
Dieser Effekt wird erfindungsgemäss verstärkt und gleichzeitig die Materialersparnis erhöht, wenn der Querschnitt des Materialstromes nach dessen Austritt aus dem Materiaigeber zwecks Herstellung der einzelnen voneinander und vorweg vom Materialgeber sowie zunächst von der Matrize vollständig getrennten Materialportionen bzw. Rohlinge bis auf Null eingeschnürt wird.
Die Exaktheit der Verfahrensführung wird noch zusätzlich erhöht, wenn zwecks Herstellung von ringförmigen, im Vertikalschnitt bzw. Schnittprofil etwa linsenförmigen Rohlingen der unter konstantem Druck stehende Materialstrom allmählich eröffnet und anschliessend allmählich bis zur vollständigen Abtrennung bzw. Lösung der einzelnen Rohlinge unterbrochen wird.
Die bereits oben erwähnte Lösung der einzelnen Rohlinge durch einen Gasstrom lässt sich gemäss einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung weiter verbessern, indem der Gasstrom, bevorzugt ein Luftstrom, auf die jeweilige Trennstelle des Materialstromes schräg nach unten, vorzugsweise stossartig, gerichtet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert ; es zeigt : Fig. 1 eine Pressformmaschine mit auf einem Drehtisch angeordneten Presswerkzeugen, Fig. 2 den Drehtisch mit einem der Presswerkzeuge, teilweise im Schnitt nach der Linie 11-11 in der Fig. 1 und Fig. 3 die im Schnitt dargestellte Matrize des Presswerkzeuges in einem grösseren Massstab gegenüber der Fig. 2 mit einem durch den Materialgeber gebildeten Rohling vor dem Abtrennen.
Die Fig 1 zeigt den als Drehtisch 28 ausgebildeten Drehkörper In der Draufsicht. Auf dem Drehkörper 28 sind in Umfangsrichtung in gleichmässigen Abständen zueinander verteilt Matrizen 22 und Stempel 24 angeordnet, wobei jeder Matrize 22 ein Stempel 24 zugeordnet ist. Die Matrizen 22 sind nach oben gerichtet offen, und die Stempel 24 sind aus einer horizontalen Lage um einen Winkel von 900 in eine zu der jeweiligen Matrize 22 gleichachsigen vertikalen Lage auf dem Drehtisch 28 schwenkbar angeordnet. In der gleichachsigen Lage sind die Stempel 24 axial verschiebbar, um die zugeordnete Matrize 22 schliessen und wieder öffnen zu können.
Mit den Ziffern 1-8 sind in der Fig. 1 beispielsweise acht Schrittstellungen angegeben, wobei der Drehtisch 28 um jeweils eine Schrittstellung in Pfeilrichtung 36 durch nicht dargestellte Mittel antreibbar ist.
Nachfolgend werden die acht Schrittstellungen, denen jeweils eine Station zugeordnet ist, im einzelnen beschrieben.
Station 1 :
Durch eine Ladevorrichtung 38 wird ein vorgefertigter rohrförmiger Tubenkörper 40, der hier Im Schnitt dargestellt ist, auf einen den Stempel 24 enthaltenden Dorn 42 aufgeschoben. Der Dorn 42 befindet sich dabei in der horizontalen Lage, so dass das Laden in horizontaler Richtung erfolgt.
Station 2 :
Der Station 2 ist ein feststehender Materialgeber 14 zugeordnet, der anhand der Fig. 2 und 3 noch näher beschrieben werden wird. Durch diesen Materialgeber 14 wird plastifizierbar erwärmter
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Kunststoff in die durch den Materialgeber 14 verdeckte offene Matrize eingebracht. Die Lage der Matrize 22 ist aus der Station 7 ersichtlich. Beim Weiterschalten von Stellung 2 auf Stellung 3 wird der Dorn 42 in die zur Matrize gleichachsige vertikale Lage geschwenkt.
Station 3 :
Durch einen dieser Station 3 zugeordneten Kniehebel 44 wird der Dorn 42 in der zur Matrize gleichachsigen Lage mit dem Stempel 24 in die Matrize eingeführt, um den in der Station 2 in die Matrize eingefüllten plastifizierten Kunststoff zu einem Tubenkopf zu pressen, wobei dieser Tubenkopf gleichzeitig an den rohrförmigen Tubenkörper 40 angeschmolzen wird. Durch nicht dargestellte Mittel wird der Dorn 42 in dieser Pressstellung fixiert, um darin zu verbleiben, wenn der Kniehebel 44 wieder zurückgezogen wird.
Station 4 :
Der Dorn 42 verbleibt in der Pressstellung, damit der gepresste Tubenkopf abkühlen und erhärten kann. Die Matrize 22 und der Dorn 42 sind über nicht dargestellte Anschlüsse durch ein Kühlmedium gekühlt.
Station 5 :
Der Dorn 42 bleibt zur Abkühlung des Tubenkopfes weiterhin in der Pressstellung.
Station 6 :
Durch eine Rückziehvorrichtung 46 wird der Dorn 42 in axialer Richtung wieder zurückgezogen und damit das aus der Matrize 22 und dem Stempel 24 bestehende Presswerkzeug wieder geöffnet. Durch nicht dargestellte Mittel wird der das Gewinde enthaltende Teil der Matrize 22 unterhalb des Drehtisches 28 abgeschraubt. Beim Weiterschalten von der Stellung 6 in die Stellung 7 wird der Dorn 42 mit dem Tubenrohr 40 und dem angeformten Tubenkopf 48 wieder In die horizontale Lage zurückgeschwenkt.
Station 7 :
Durch eine dieser Station zugeordnete Aufschraubvorrichtung 50 wird ein Tubendeckel 52 auf den Tubenkopf 48 aufgeschraubt.
Station 8 :
Die aus dem rohrförmigen Tubenkörper 40, dem Tubenkopf 48 und dem Tubendeckel 52 bestehende Tube ist nun fertig und wird in Pfeilrichtung 54 ausgeworfen oder durch eine nicht dargestellte Vorrichtung vom Dom 42 abgezogen. Nach dem nächsten Schritt wird der Dorn 42 in der Station 1 wieder mit einem neuen rohrförmigen Tubenkörper 40 geladen.
Obwohl im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht Stationen beschrieben wurden, ist es auch möglich, die entsprechenden Arbeitsgänge auf eine andere Anzahl von Stationen zu verteilen, beispielsweise auf zehn Stationen. Durch die auf dem Drehtisch 28 mitlaufenden Dorne 42 und Stempel 24 kann der Abkühlvorgang bei geschlossenem Presswerkzeug 22 und 24 auf mehr als eine Station ausgedehnt werden. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die Zeit zum Weiterschalten von einer Station auf die nachfolgende nicht an den länger dauernden Abkühlvorgang gebunden ist. Aus diesem Grund ist eine solche Anordnung wirtschaftlicher als eine solche, bei welcher die Stempel oder die Matrizen nicht mitlaufend einer festen Station zugeordnet sind.
Die Fig. 2 zeigt eine feststehende Welle 56, um welche der Drehtisch 28 drehbar gelagert und durch nicht dargestelltes Material schrittweise angetrieben ist. In den Drehtisch 28 ist die den Formhohlraum 12 aufweisende Matrize 22 eingelassen und befestigt. Der Formhohlraum 12 entspricht der äusseren Begrenzung des Tubenkopfes 48 (Fig. 1). Unterhalb der Matrize 22 und koaxial zu dieser befindet sich ein weiterer Matrizenteil 58, in welchem ein weiterer Formhohlraum 60 zur Bildung des Gewindes auf dem Tubenkopf angeordnet ist. In dem weiteren Matrizenteil 58 ist ein durch eine Feder 62 in axialer Richtung belasteter Lochstempel 26 axial verschiebbar gelagert.
Der Lochstempel 26 ist durch die Feder 62 in Richtung des Formhohlraumes 12 der Matrize 22 belastet und wird beim Einführen des Stempels 24 in die Matrize 22 entgegen der Kraft der Feder 62 zurückgedrängt. Der Lochstempel 26 dient zur Freihaltung der Tubenöffnung beim Pressen des Tubenkopfes.
Der Matrizenteil 58 ist um seine eigene Achse drehbar angeordnet, um das Gewinde des fertiggepressten Tubenkopfes freigeben zu können. Er wird hierzu durch nicht dargestellte Mittel gedreht
Der den Stempel 24 aufweisende Dom 42 ist um eine Achse 64 schwenkbar angeordnet. Zum Schwenken dient eine Zahnstange 66, weiche mit ihren Zähnen in eine Verzahnung 68 eines
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Schwenkteiles 70 eingreift. Die Zahnstange 66 ist mit einem Stössel 72 verbunden, welcher in zwei auf dem Drehtisch 28 befestigten Lagerböcken 74 und 76 axial verschiebbar gelagert ist. Zwischen den Lagerböcken 74 und 76 ist der Stössel 72 mit einem Mitnehmer 78 starr verbunden, weicher eine Führungsrolle 80 aufweist, die in einer Führungsnut 82 geführt ist.
Die Führungsnut 82 ist in einer nicht mitdrehbaren und daher mit der feststehenden Welle 56 verbundenen Führungsscheibe 84 angeordnet. Die Führungsnut 82 hat in der Führungsscheibe 84 einen derartigen Verlauf, dass sie den Stationen 3-6 zugeordnet (Fig. 1) einen kleineren Radius um die feststehende Welle 56 aufweist. Der in der Fig. 2 dargestellte grössere Radius der Führungsnut 82 ist den Stationen 7,8, 1 und 2 zugeordnet.
Beim Übergang auf den kleineren Radius der Führungsnut 82 wird durch diese der Mitnehmer 78 sowie der Stössel 72 und die Zahnstange 66 durch die Führungsrolle 80 in Richtung der Welle 56 bewegt. Durch den Eingriff der Zahnstange 66 in die Verzahnung 68 des Schwenkteiles 70 wird dieser zusammen mit dem Dorn 42 in die vertikale Lage verschwenkt, so dass sich der Dorn 42 in einer gleichachsigen Lage zur Matrize 22 befindet. Hierbei ist zu bemerken, dass der in der Fig. 1 bereits erwähnte Materialgeber 14 nur der Station 2 zugeordnet ist.
Der der Station 3 zugeordnete Kniehebel 44 (Fig. 1) belastet in dieser Station eine Rolle 86, durch welche ein im Schwenkteil 70 axial geführter Schaft 88 zusammen mit einem Dornträger 90 und dem daran befestigten Dorn 42 sowie dem Stempel 24 zum Schliessen des in der Matrize 22 angeordneten Formhohlraumes 12 in Richtung der Matrize 22 bewegt wird. Wie bereits in der Beschreibung zur Fig. 1 erwähnt wurde, wird der Stempel 24 zusammen mit seinen Trägerelementen 42,90, 88 in der zuletzt beschriebenen Stellung durch nicht dargestellte Mittel gehalten, beispielsweise verklinkt.
Der Materialgeber 14 ist ortsfest der Station 2 zugeordnet. Er weist einen Rohrteil 92 auf, in dem sich ein Schliesskörper 20 befindet. Dieser Schliesskörper 20 ist als Ventilkegel ausgebildet und durch nicht dargestellte Mittel zum Öffnen und Schliessen in axialer Richtung verschiebbar angeordnet.
Der Rohrteil 92 ist von einer Ringdüse 34 umgeben, die zur Erzeugung eines Gasstromes bestimmt ist, welcher anhand der Fig. 3 noch näher erläutert werden wird.
Die Schwenkachse 64 befindet sich in einem mit dem Drehtisch 28 verbundenen Lagerbock 94.
Die Fig. 3 zeigt ein Detail nach der Fig. 2 in einem grösseren Massstab. In dieser Fig. ist ein Rohling 10 dargestellt, weicher durch den Materialgeber 14 gebildet wurde. Der Rohling 10 ist im Profil etwa linsenförmig. Diese Form wurde durch Steuerung des Schliesskörpers 20 bei einem konstanten Druck des Materialstromes in Richtung 16 erzielt. Beim Schliessen des Schliesskörpers 20 gegen das Rohrende 30 des Rohrteiles 92 wird der Rohling 10 vom Materialstrom 16 abgetrennt, insbesondere abgequetscht. Um den Rohling 10 jedoch vollständig vom Materialgeber 14 zu lösen, wird durch die Ringdüse 34 ein Gasstrom 18 auf die Trennstelle zwischen dem Materialgeber 14 und dem Rohling 10 gerichtet Dieser Gasstrom 18 ist vorzugsweise ein Luftstrom, weicher stossartig einsetzt, um zu einem genau festgelegten Zeitpunkt den Rohling 10 vom Materialgeber 14 zu lösen.
Danach fällt der Rohling 10 in den Formhohlraum 12, wobei er den Lochstempel 26 umgibt.
Das linsenförmige Profil des Rohlings 10 ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die Berührungsflä- che des Rohlings 10 mit der Matrize 22 relativ klein ist, wodurch eine grossflächige Abkühlung des Rohlings vermieden wird. Die Matrize 22 und gegebenenfalls auch der Stempel 24 (Fig. 2) werden durch eine nicht dargestellte Anordnung mittels eines Kühlmediums gekühlt, um nach dem Verpressen des Rohlings 10 eine raschestmögliche Abkühlung des Tubenkopfes 48 (Fig. 1) zu erzielen.
Obwohl im angegebenen Ausführungsbeispiel die Herstellung einer Verpackungstube aus Kunststoff beschrieben wurde, ist es mit einer analogen Anordnung und in einem analogen Verfahren möglich, auch andere Formkörper aus Kunststoff in gleicher Weise herzustellen.
Durch die Anordnung der nach oben offenen Matrize 22 und des darin stehenden Lochstempels 26 ist gewährleistet, dass der Rohling 10 in eine voraussehbare Lage in den Formhohlraum 12 fällt und in dieser Lage praktisch nicht mehr verrutschen kann.
Die Fallstrecke zwischen dem Materialgeber 14 und dem Formhohlraum 12 soll möglichst klein gehalten werden. Wenn ein einwandfreies Abtrennen des Rohlings vom Materialgeber gewährleistet ist, kann auch auf die Gasdüse 34 verzichtet werden.
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Mit 96 ist ein Stössel des Schliesskörpers 20 dargestellt, durch weichen der als Ventilkegel ausgebildete Schliesskörper 20 durch nicht dargestellte Mittel betätigt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff, bei weichem aus dem verti- kal abwärts gerichteten Materialstrom eines Materialgebers von durch Wärme plastifizier- tem Kunststoff einzelne Materialportionen als ringförmige Rohlinge abgetrennt, abgeführt und anschliessend durch Schliessen eines Formhohlraumes zu dem Formkörper verpresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtrennen der Materialportionen durch Ver- schliessen eines zum Formhohlraum gerichteten Rohrteils des Materialgebers durch einen in axialer Richtung gegen das Rohrende verschiebbaren Schliesskörper vorgenommen wird, und dass die abgetrennten Materialportionen im freien Fall in den Formhohlraum über- führt werden.
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The invention relates to a method for producing a molded body made of plastic, in which individual portions of material are separated as annular blanks from the vertically downward stream of material of a material supplier from plastic plastified by heat, discharged and then pressed into the molded body by closing a mold cavity.
Such a method is known from US 3,313,875 A.
In addition to the injection process, a pressing process is also known for the production of molded articles made of plastic, such as lids or caps of containers, and in particular the production of head parts of packaging tubes. In contrast to the injection process, plasticized plastic material is introduced into a mold cavity in order to be deformed thereon with the application of a limited pressing pressure. Since pressing processes can generally work with lower temperatures of the plasticized plastic than injection processes, they offer, in addition to lower amounts of energy to be used, the advantage of shorter cooling times, as a result of which the mold opens earlier and this manufacturing step can thereby be shortened.
In the method known from US Pat. No. 3,313,875 A mentioned at the outset, an amount of thermoplastic material measured by a piston is discharged through a slot of an extrusion nozzle as an annular portion of material into an annular groove of a first mold cavity and separated. Compressed air nozzles are arranged in the bottom of the mold cavity. Due to the compressed air supply, pressure builds up in the annular groove on the back of the annular blank, and since this blank is pasty, it is ejected from the annular groove and passed through the cavity of the die onto the shoulder of the mandrel, which is the open end of the Facing die.
The blank cools down, and the mandrel with the ring-shaped material portion on its back continues on the turntable to a heating station, where it has to be heated again, and then to a molding station, where the molded body is pressed by closing the mold cavity.
In a pressing method known from DE 1 296 336 C for the production of packaging tubes, a mold consisting of a die and a dome is used, the mandrel each carrying a tubular tube body made of plastic, which has one end together with the mandrel in the The die penetrates and seals the mold cavity on the circumference of the dome when the mold is closed. The plasticized plastic deformed into a head part of a tube combines under the influence of its heat of fusion with the edge of the tubular tube body penetrating into the mold.
The plasticized plastic is introduced by means of a material dispenser from the side opposite the mandrel through a central opening in the die into the still open mold cavity or is ejected from the material dispenser in a ring shape. The plasticized material adhering to the material donor in a ring is stripped off when it is withdrawn from the mold cavity through the die and remains adhering to a surface delimiting the mold cavity until it is pressed.
It has been shown that when using this method, visible defects can sometimes appear on the surface of the tube heads produced. These errors are a consequence of the fact that plastic comes into direct contact with the cooled die over a relatively large area when stripped from the material dispenser and can therefore assume a locally crystalline state.
As a result of the further cooling taking place during the pressing, the remaining heat of fusion obviously no longer suffices in all cases to plasticize already crystallized material again.
From DE 12 02 472 B a method for molding thermoplastic material under pressure is known, in which a metered portion of material is pressed in drop form from a press-out opening of a horizontally arranged storage chamber for plasticized plastic and the respective drop is removed from the by means of a scraper accelerated by a lever mechanism Squeezed opening is knocked off and thrown into a mold cavity located below this squeezing opening.
In this method, too, different points of impact and deformation of the respective drop within the mold cavity result due to the knock-off and throwing process and the contact between the respective drop and the scraper, which in turn leads to the disadvantages already explained
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A device mentioned at the outset can be found in FR 1 363 772 A. In this known device, a quantity of material is separated from a downward-directed stream of plasticized plastic emerging from a tube and in each case separated from a fixed knife and thereby thrown into the mold.
The impact of the separated amount of material in the mold is not defined in any way, the resulting deformation of the amount of material is undetermined, and disruptive cooling effects that can lead to local crystallization of the plastic cannot be avoided.
The object of the invention is to provide a method of the type mentioned, in which premature crystallization of plasticized material is largely avoided and in which the material to be pressed is brought into a predictable position in the mold cavity.
This object is achieved according to the invention in the method mentioned at the outset in that the material portions are cut off by closing a tube part of the material dispenser directed towards the mold cavity by means of a closing body which can be displaced in the axial direction against the tube end, and in that the separated material portions in free fall are carried out directly be transferred into the mold cavity.
The material portions are preferably formed into a lenticular blank. Since such blanks can be transferred into the mold cavity with the least possible change, a particularly favorable material distribution in the mold cavity can be achieved for the subsequent pressing process.
The blank is preferably also loosened by a gas flow directed at the separation point. The gas flow favors the release of the blank separated from the material flow, for example by squeezing, from the material sensor at a certain point in time, for which purpose an impulsive gas flow can be used, through which only the last threads of the material then have to be severed. The gas flow is expediently directed obliquely downward onto the dividing line between the material dispenser and the blank.
According to the further embodiment of the invention, this relates to a method for producing a molded body, in particular a tube head, from plastic, in which a stream of a plasticized by heat plastic is led vertically downward from a material dispenser with a vertical axis, from which individual portions of material prior to the molding process are produced, which are introduced individually into a form die with a vertical axis and then pressed there to form the shaped body by means of a mandrel introduced into the die, onto which a tube body can be pushed.
This variant of the method is characterized in that first an upwardly open, in particular rotationally symmetrical, die is moved to the material dispenser, in particular stationary and rotationally symmetrical in the material dispensing area, and is stopped at the same distance from its material dispensing opening, whereupon the material flow above and outside the die is intermittently initially is opened and then completely interrupted and the individual portions thus produced are separated from one another and in advance by the material provider and initially by the matrix completely separate portions of material or
Blanks are released to the free fall from the material discharge opening into the die, whereupon the die is moved away from the material supplier after receipt of a single portion of material or a single blank and then the mandrel is brought into a coaxial position with the die, which is then inserted into the die for the purpose of producing the die Shaped body, in particular tube head, is inserted in the axial direction from above and finally withdrawn from the die after the pressing process has ended. In this way, moldings, in particular tube heads, can be produced particularly economically. It is advantageous according to the invention if, for the purpose of producing the individual material portions or blanks, portions from above and outside the die are repeatedly cut off from the material flow.
Another variant according to the invention is based on a method for producing a molded body, in particular a tube head, made of plastic, in which the plastic is heated for the purpose of plasticization and is fed to a material dispenser with a vertical axis, from which a stream of the plastic plasticized by heat is led vertically downward Before the shaping process, individual portions of material are produced, which are individually introduced into a form die with a vertical axis and then pressed there to form the shaped body by means of a mandrel introduced into the die, onto which a tube body can be pushed.
This modification is characterized in that initially an upwardly open, in particular rotationally symmetrical
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metric, die for, in particular stationary and rotationally symmetrical in the material discharge area, material feeder moved and stopped at the same distance from its material discharge opening, whereupon the material flow, while being kept under constant pressure, initially opened above and outside the die and then completely interrupted and the individual products thus produced are separated from each other and in advance by the material supplier and initially by the matrix completely separate material portions or
Blanks are released to the free fall from the material discharge opening into the die, whereupon the die moves away from the material supplier after receipt of a single portion of material or a single blank and then the mandrel is brought into a coaxial position to the die, which is then used for the purpose of producing the Shaped body, in particular tube head, is introduced in the axial direction from above, while the die and possibly the dome are cooled, and finally the mandrel is withdrawn from the die after completion of the pressing process.
In this way, the production of moldings can be carried out in a particularly energy and material-saving manner, with extremely precise shapes being achieved. The processing of the method can be accelerated according to the invention if, for the purpose of producing the individual material portions or blanks completely separated from one another beforehand by the material supplier and initially by the die, portions of material above and outside the die are repeatedly separated from the material flow.
This effect is increased according to the invention and, at the same time, the material savings are increased if the cross section of the material flow after its exit from the material sensor is narrowed to zero for the purpose of producing the individual material portions or blanks completely separated from one another and beforehand by the material supplier and first of all by the die.
The accuracy of the process is further increased if the material stream under constant pressure is gradually opened for the production of annular blanks, approximately lenticular in the vertical section or sectional profile, and is then gradually interrupted until the individual blanks have been completely separated or dissolved.
According to an additional embodiment of the invention, the above-mentioned solution of the individual blanks by means of a gas stream can be further improved by the gas stream, preferably an air stream, being directed obliquely downwards, preferably in an abrupt manner, to the respective separation point of the material stream.
An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing; 1 shows a press molding machine with pressing tools arranged on a rotary table, FIG. 2 shows the rotary table with one of the pressing tools, partly in section along the line 11-11 in FIG. 1 and FIG. 3 shows the die of the pressing tool shown in section on a larger scale compared to FIG. 2 with a blank formed by the material supplier before the separation.
1 shows the rotary body designed as a rotary table 28 in plan view. Matrices 22 and punches 24 are arranged on the rotating body 28 in the circumferential direction at uniform intervals from one another, each die 22 being assigned a punch 24. The dies 22 are open towards the top, and the punches 24 are arranged so as to be pivotable from a horizontal position through an angle of 900 into a vertical position on the turntable 28 which is coaxial with the respective die 22. In the coaxial position, the punches 24 are axially displaceable in order to be able to close the associated die 22 and open it again.
Numbers 1-8 indicate, for example, eight step positions in FIG. 1, the rotary table 28 being drivable one step position in the direction of arrow 36 by means not shown.
The eight step positions, to which a station is assigned, are described in detail below.
Station 1:
A prefabricated tubular tube body 40, which is shown here in section, is pushed onto a mandrel 42 containing the punch 24 by a loading device 38. The mandrel 42 is in the horizontal position, so that the loading takes place in the horizontal direction.
Station 2:
Station 2 is assigned a fixed material dispenser 14, which will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. This material dispenser 14 heats up in a plastifiable manner
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Plastic introduced into the open die covered by the material dispenser 14. The position of the die 22 can be seen from the station 7. When switching from position 2 to position 3, the mandrel 42 is pivoted into the vertical position coaxial with the die.
Station 3:
Through a toggle lever 44 assigned to this station 3, the mandrel 42 is inserted into the die in the position coaxial with the die with the punch 24 in order to press the plasticized plastic filled into the die into a tube head in station 2, this tube head simultaneously pressing on the tubular tube body 40 is melted. By means not shown, the mandrel 42 is fixed in this pressing position in order to remain in it when the toggle lever 44 is withdrawn again.
Station 4:
The mandrel 42 remains in the pressed position so that the pressed tube head can cool and harden. The die 22 and the mandrel 42 are cooled by a cooling medium via connections, not shown.
Station 5:
The mandrel 42 remains in the press position for cooling the tube head.
Station 6:
The mandrel 42 is pulled back in the axial direction by a retraction device 46 and the pressing tool consisting of the die 22 and the punch 24 is thus opened again. By means not shown, the part of the die 22 containing the thread is unscrewed below the turntable 28. When switching from position 6 to position 7, the mandrel 42 with the tube tube 40 and the molded tube head 48 is pivoted back into the horizontal position.
Station 7:
A tube cover 52 is screwed onto the tube head 48 by a screwing device 50 assigned to this station.
Station 8:
The tube consisting of the tubular tube body 40, the tube head 48 and the tube cover 52 is now finished and is ejected in the direction of the arrow 54 or pulled off from the dome 42 by a device (not shown). After the next step, mandrel 42 is again loaded in station 1 with a new tubular tube body 40.
Although eight stations have been described in the present exemplary embodiment, it is also possible to distribute the corresponding work steps over a different number of stations, for example over ten stations. Due to the mandrels 42 and punches 24 running on the rotary table 28, the cooling process can be extended to more than one station with the pressing tool 22 and 24 closed. Such an arrangement is particularly advantageous because it means that the time for switching from one station to the next is not tied to the longer cooling process. For this reason, such an arrangement is more economical than one in which the punches or the matrices are not assigned to a fixed station.
FIG. 2 shows a fixed shaft 56, around which the turntable 28 is rotatably mounted and is driven step by step by material not shown. The die 22, which has the mold cavity 12, is embedded and fastened in the turntable 28. The mold cavity 12 corresponds to the outer boundary of the tube head 48 (FIG. 1). Below the die 22 and coaxially to it is another die part 58, in which a further mold cavity 60 is arranged to form the thread on the tube head. In the further die part 58, a punch 26 which is loaded in the axial direction by a spring 62 is axially displaceably mounted.
The punch 26 is loaded by the spring 62 in the direction of the mold cavity 12 of the die 22 and is pushed back against the force of the spring 62 when the punch 24 is inserted into the die 22. The punch 26 serves to keep the tube opening clear when pressing the tube head.
The die part 58 is arranged rotatably about its own axis in order to be able to release the thread of the finished pressed tube head. For this purpose, it is rotated by means not shown
The dome 42 having the stamp 24 is arranged to be pivotable about an axis 64. A toothed rack 66 is used for pivoting, its teeth into a toothing 68 of one
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Swiveling part 70 engages. The rack 66 is connected to a plunger 72, which is axially displaceably mounted in two bearing blocks 74 and 76 fastened on the turntable 28. Between the bearing blocks 74 and 76, the plunger 72 is rigidly connected to a driver 78, which has a guide roller 80 which is guided in a guide groove 82.
The guide groove 82 is arranged in a guide disk 84 which cannot be rotated and is therefore connected to the fixed shaft 56. The guide groove 82 has a course in the guide disk 84 such that it has a smaller radius around the fixed shaft 56 associated with the stations 3-6 (FIG. 1). The larger radius of the guide groove 82 shown in FIG. 2 is assigned to the stations 7, 8, 1 and 2.
During the transition to the smaller radius of the guide groove 82, the driver 78, the tappet 72 and the rack 66 are moved in the direction of the shaft 56 by the guide roller 80. Through the engagement of the toothed rack 66 in the toothing 68 of the pivoting part 70, the latter is pivoted together with the mandrel 42 into the vertical position, so that the mandrel 42 is in a coaxial position with respect to the die 22. It should be noted here that the material dispenser 14 already mentioned in FIG. 1 is only assigned to station 2.
The toggle lever 44 assigned to the station 3 (FIG. 1) loads a roller 86 in this station, through which a shaft 88 axially guided in the pivoting part 70 together with a mandrel carrier 90 and the mandrel 42 fastened thereon and the punch 24 for closing the in the Die 22 arranged mold cavity 12 is moved in the direction of the die 22. As was already mentioned in the description of FIG. 1, the stamp 24 together with its carrier elements 42, 90, 88 is held in the position described last by means not shown, for example latched.
The material dispenser 14 is assigned to station 2 in a fixed position. It has a tube part 92 in which a closing body 20 is located. This closing body 20 is designed as a valve cone and is arranged to be displaceable in the axial direction by means not shown for opening and closing.
The tube part 92 is surrounded by an annular nozzle 34, which is intended to generate a gas stream, which will be explained in more detail with reference to FIG. 3.
The pivot axis 64 is located in a bearing block 94 connected to the turntable 28.
FIG. 3 shows a detail according to FIG. 2 on a larger scale. In this figure, a blank 10 is shown, which was formed by the material dispenser 14. The blank 10 is approximately lenticular in profile. This shape was achieved by controlling the closing body 20 at a constant pressure of the material flow in the direction 16. When the closing body 20 is closed against the pipe end 30 of the pipe part 92, the blank 10 is separated from the material flow 16, in particular squeezed out. However, in order to completely detach the blank 10 from the material dispenser 14, a gas stream 18 is directed through the ring nozzle 34 at the point of separation between the material dispenser 14 and the blank 10. This gas stream 18 is preferably an air stream which intermittently sets in at a precisely defined point in time to release the blank 10 from the material dispenser 14.
The blank 10 then falls into the mold cavity 12, surrounding the punch 26.
The lenticular profile of the blank 10 is particularly advantageous because the contact area of the blank 10 with the die 22 is relatively small, as a result of which cooling of the blank over a large area is avoided. The die 22 and possibly also the punch 24 (FIG. 2) are cooled by an arrangement (not shown) by means of a cooling medium, in order to achieve the fastest possible cooling of the tube head 48 (FIG. 1) after the blank 10 has been pressed.
Although the production of a plastic packaging tube has been described in the exemplary embodiment specified, it is possible with an analog arrangement and in an analog method to also produce other molded articles from plastic in the same way.
The arrangement of the die 22, which is open at the top, and the punch 26 located therein ensures that the blank 10 falls into the mold cavity 12 in a predictable position and can practically no longer slip in this position.
The fall distance between the material dispenser 14 and the mold cavity 12 should be kept as small as possible. If a correct separation of the blank from the material supplier is ensured, the gas nozzle 34 can also be dispensed with.
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With 96 a plunger of the closing body 20 is shown, by means of which the closing body 20 designed as a valve cone is actuated by means not shown.
PATENT CLAIMS:
1. Process for the production of a molded body made of plastic, in the case of which individual material portions are separated from the plastic material which is plasticized by heat from the vertically downward stream of material of a material supplier as annular blanks, discharged and then pressed into the molded body by closing a mold cavity, thereby characterized in that the material portions are cut off by closing a tube part of the material dispenser directed towards the mold cavity by means of a closing body which can be displaced in the axial direction against the pipe end, and that the separated material portions are transferred into the mold cavity in free fall.