BG64086B1

BG64086B1 - Метод за производство на тръбни контейнери

Info

Publication number: BG64086B1
Application number: BG106656A
Authority: BG
Inventors: Gerhard Keller
Original assignee: Aisa Automation Industrielle Sa
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-12-31
Also published as: AU5528600A; DK1226015T3; EP1226015A1; EP1226015B1; WO2000074924A1; ES2198320T3; HUP0203516A2; PL194544B1; HU225205B1; AU775363B2; US6852267B1; BG106656A; DE50002016D1; ATE238897T1; DE19925695A1; DE19925695B4; PT1226015E; RU2239558C2; PL354316A1

Abstract

Методът е приложим в производствата на различни тръбни контейнери (23), които имат отворен край за пълнене (3) и друг запечатан край. Той е опростен и включва следните операции, действия и режими. Отделно се произвежда заготовка (1) с гърловина (4)с определени размери и тръбовидно тяло (2) с по-малки от окончателните размери, като тялото (2) имаотворен край за пълнене (3). Заготовката (1) се фиксира към изтегляща глава (9б) в областта на гърловината (4) и се извършва поне един процес на частично нагряване. Нагрятата заготовка (1), съединенас изтеглящата глава, се въвежда във вътрешността на състояща се от няколко части матрица за раздуване (16а, 16б) така, че отвореният край за пълнене (3) херметически се придържа в долния край на матрицата за раздуване (16а, 16б). В отворения край запълнене (3) на заготовката (1) чрез запечатване отвъншната страна се поставя дюза за вдухване (17) така, че краят е здраво закрепен между матрицата за раздуване и дюзата за вдухване с фланец (6). Заготовката (1) се изтегля аксиално чрез изтеглящата глава (9б) в крайната й позиция, където образува част от матрицата за раздуване (16а, 16б) чрез вкарването на вдухван въздух във вътрешността на заготовката (1), за да може тя да се разшири. Втвърдявасе изтегленият и раздут съд, който е с крайните си размери и граничи със стените на матрицата за раздуване (16а, 16б), като се поддържа предварителноопределено вътрешно налягане вътре в съда. Следванамаляване на вътрешното налягане

Description

Област на приложение

Изобретението се отнася до метод за производство на тръбни контейнери, приложим в производството на различни съдове.

Предшестващо състояние на техниката

В патент на US 4 988 399 е описан метод за производство на тръбни контейнери чрез отделното производство на заготовка с гърловина с окончателни размери и на тръбовидно тяло с по-малки размери по отношение на предвидената му окончателна форма. По метода се нагрява заготовката, закрепва се в областта на гьрловината към изтегляща глава, вкарва се заготовката с изтеглящата глава във вътрешността на състояща се от няколко части затваряща се матрица за раздуване, аксиално се изтегля заготовката с помощта на изтеглящата глава. Заготовката се разширява чрез вкарването на вдухван въздух във вътрешността й, втвърдяване на съда, граничещ със стените на матрицата за раздуване, отваряне на матрицата за раздуване.

Съгласно този известен метод при една технологична операция се произвеждат две идентични части на съда чрез разделяне по средата от произведената от двустранно отворена заготовка междинна заготовка, след което двете части на съда се снабдяват с по едно дъно.

От DE 3 704 264 е известно производството на отворено от едната страна и затворено от другата страна пластмасово кухо тяло. За целта се използват две съвършено различни техники като шприцоването и формоването чрез раздуване, извършвани на една и съща машина, като трябва да се има предвид, че за шприцоването е необходимо значително повече време, от това за формоването чрез раздуване, с което се влияе върху цялостното производство на машината. С помощта на дюза непрекъснато се изтегля маркуч чрез отстраняване на изтеглящо устройство от подаваща пластмаса дюза, който при това се разширява до известна степен вследствие на подаван вдухван въздух. Едва когато напречно издадените части на матрицата за раздуване могат да бъдат затворени, т.е. когато има достатъчно разстояние между изтеглящото устройство и дюзата, през която се извършва подаването на пластмаса и вдухван въздух, се подава още вдухван въздух за разширяването на екструдирания участък от тръбата.

Недостатъкът на метода е неговата сложност.

Задачата на изобретението е да се създаде метод за производство на тръбни многократно затварящи се контейнери с приспособление за затваряне, с опростена технология за производство на тръбни контейнери с различни форми, също и на такива със затворен изходен отвор.

Техническа същност на изобретението

Задачата е решена с метод за производство на тръбни контейнери, по който се осъществява отделно производство на заготовка с гьрловина с окончателни размери и тръбовидно тяло с по-малки размери в сравнение с тези на предвидената окончателна форма, нагряване на заготовката, закрепване на заготовката в областта на гьрловината към изтегляща глава, вкарване на заготовката с изтеглящата глава във вътрешността на състояща се от няколко части затваряща се матрица за раздуване, аксиално изтегляне на заготовката с помощта на изтеглящата глава и разширяване на заготовката чрез подаване на вдухван въздух във вътрешността й, втвърдяване на прилежащия към стената на матрицата за раздуване съд и отваряне на матрицата за раздуване и отстраняване на съда. Съгласно изобретението заготовката има откъм единия край устройство за затваряне, а откъм другия - отворен край за пълнене с разположен външно издаден фланец. Заготовката се свързва насрещно въртеливо спрямо изтеглящата глава. Подаването на вдухван въздух се извършва с помощта на разположена плътно в долния край на отвора за пълнене дюза за вдухване. Неокончателно раздутата, респ. изтеглената, долна крайна част на произведения съд се отделя, респ. се отрязва.

Възможно е заготовката да има в гьрловината изходен отвор.

Изходният отвор може да се оформи, след като съдът е оформен.

Неокончателно оформената крайна част се отделя с нож или с лазерни лъчи.

Възможно е производството на изходния отвор и отделянето на неокончателно оформената крайна част да се извършва с една технологична операция, като се използва оптика за изменяне на посоката с помощта на лазерните лъчи.

Гърловината може да се закрепи с помощта на външна резба към вътрешната резба на изтеглящата глава.

Нагряването по височина и/или по периметъра на заготовката се извършва неравномерно.

Съгласно вариант на изпълнение нагряването на заготовката се извършва чрез лъчиста топлина и/или горещ въздух, и/или ултразвук, и/или микровълни.

Аксиалното изтегляне може да се извършва чрез подаване на вдухван въздух на две степени, чрез предварително раздуване с налягане от 3 до 10 bar и след това - с повишено налягане на раздуване от 30 до 40 bar.

Възможно е след достигане на крайната позиция на изтеглящата глава в матрицата за раздуване на налягането при раздуване да се увеличава до 40 bar.

Възможно е в отворената матрица за раздуване да се постави етикет.

Предимството на метода е, че технологията за производство е опростена. С метода могат да се произвеждат контейнери с различни форми.

Описание на приложените фигури

Изобретението се пояснява с помощта на примерни изпълнения, показани на приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява различни заготовки, между които и такива с външно разположен фланец;

фигура 2 - напречни сечения на заготовките;

фигура 3 - свързването на заготовката с различни изтеглящи глави;

фигура 4 - нагряването на заготовката чрез лъчиста топлина;

фигура 5 - вкарването на заготовката с помощта на изтеглящата глава в отворена матрица за раздуване и подаването на дюза за вдухван въздух;

фигура 6 - затварянето на матрицата за раздуване с последващо позициониране на дюза за вдухване на отворения край на заготовката;

фигура 7 - изтеглянето и предварителното раздуване на заготовката;

фигура 8 - изтеглянето и раздуването на заготовки със или без фланец;

фигура 9 - обезгазяването, респ. обезвъздушаването на останалия в матрицата за раздуване готов съд;

фигура 10 - отварянето на матрицата за раздуване и отстраняването на дюзата за вдухване;

фигура 11 - два варианта на изпълнение при отстраняването на неокончателно оформения край на готовия тръбен контейнер, като при единия вариант с отстраняването на края едновременно се прави проходен отвор в гърловината на тубата;

фигура 12 - отделянето на готовия съд от изтеглящата глава;

фигура 13 - варианти на изпълнение на тръбни контейнери в изглед отстрани и в напречно сечение.

Примерно изпълнение и действие на изобретението

На фигура 1 са представени три заготовки, произведени по отделни методи. Заготовката 1 от фигура 1а има тръбовидно тяло 2 с отворен край 3. В другия край тръбовидното тяло 2 има гьрловина 4 с необходимите за готовия съд размери, които при заготовката трябва да се спазват изключително прецизно и да са възпроизводими, което е от особено значение при устройствата за затваряне. При представената на фиг. 1а заготовка гърловината 4 е затворена и има външна резба, като тръбовидното й тяло 2 ма на отворения си край 3 външно разположен пръстеновиден фланец 6. Представената на фиг. 16 заготовка отговаря на тази от фиг. 1а, при което на гърловината 4 е направен централен изходен отвор 7. Представеното на фиг. 1с примерно изпълнение съответства на това от фиг. 1а, като гьрловината 4 също е затворена, но представлява канюла 8 с конична форма.

На фиг. 2 примерните изпълнения на заготовките 1 могат да имат пръстеновидно или овално напречно сечение. Освен това са въз4 можни и ъгловидни, например триъгълни или многоъгълни напречни сечения, за предпочитане със закръглени краища (не са представени). Освен това по цялото напречно сечение могат да се предвидят еднакви или различни дебелини на стените. Възможно е производството на съд с овално напречно сечение и равномерна дебелина на стената от заготовка с кръгло сечение и неравномерни дебелини на стените.

На фиг. За към представената заготовка 1 от фиг. 1а са подадени една съединителна щанга 9а с изтегляща глава 96, както и състоящ се от две части държач 11, като последният може да служи и за поемане на въртящи моменти при процеса на завинтване. При това примерно изпълнение изтеглящата глава 96 има вътрешна резба 10, съответстваща на външната резба 5 на гърловината 4. Държачът 11 има централен отвор 12,12’, съответстващ на външния диаметър на тръбовидното тяло 2 на заготовката 1. Във вътрешната част на половините на държача 1Г, 11 ” е изпълнен пръстеновиден жлеб 13, служещ за приемане на фланеца 6 на заготовката 1. На фиг. 36 и Зс са представени възможни връзки на заготовката 1 с изтеглящата глава 9б, като съгласно фиг. 36 заготовката 1 е разположена неподвижно, а изтеглящата глава 9б се върти, а съгласно фиг. Зс изтеглящата глава 96 е разположена неподвижно, а заготовката 1 с държача 11 се върти.

Всяка закрепена към изтегляща глава 96 заготовка 1 се отвежда в нагревателно устройство 14, което може да бъде и нагревателна камера (вж. фиг. 4а и б) и може да бъде оформено произволно. Като топлинен източник се използва за предпочитане лъчиста топлина (например инфрачервено лъчение), но е възможно например и използването на горещ въздух, ултразвук или микровълни, като нагряването на тръбовидното тяло 2 на заготовката 1 по височина и по периметъра може да стане произволно - равномерно или неравномерно.

Закрепената към изтеглящата глава 9б нагрята заготовка 1 се подава във вътрешността на състояща се от две части при примерното изпълнение матрица за раздуване 16 (фиг. 5), при което половините 16’, 16” дават възможност в затворено положение (фиг. 6) фланецът 6 на заготовката 1 да се опре към долния външен край на затворената матрица за раздуване 16. Към долния отворен край 5 на опря ната заготовка 1 уплътнено спрямо фланеца 6 се подава дюза за вдухване 17, чийто диаметър за предпочитане е съобразен с диаметъра на тръбовидното тяло 2.

Както е показано на фиг. 6, вътрешният горен край на затворената матрица за раздуване 16 е съобразен съответно с външния край на изтеглящата глава 9б, т.е. изтеглящата глава 9б образува в крайно горно положение част от матрицата за раздуване 16.

На фиг. 7 е показан междинен стадий на процеса на изтегляне чрез движещата се нагоре изтегляща глава (вж. стрелката), като едновременно се подава сгъстен въздух (с налягане за предварително раздуване).

На фиг. 8 е показано изтеглянето на съединителната щанга 9а от изтеглящата глава 96 в горно крайно положение, образувайки част от матрицата за раздуване, вече приключила, както и изтеглянето на заготовката чрез подаване на вдухван въздух, за предпочитане с повишено налягане спрямо налягането за предварителното раздуване, като е постигната окончателната форма, зададена предварително от матрицата за раздуване 16а. На фиг. 76 е предвидена матрица за раздуване 166 с долен участък 19, който се отваря навън и е конично оформен, при това служи за заклинването на долния отворен край 3 на заготовката 1 също и без фланец с помощта на съответно конично оформена външна форма на дюзата за вдухване 17’, за да може при изтеглянето на изтеглящата глава 96 по посока на стрелката долният отворен край 3 на заготовката 1 да се държи здраво и неподвижно заклинена.

На фиг. 9 е представено обезгазяването, респ. обезвъздушаването на готово оформения полуфабрикат на съда, което се извършва от оставащата насочена дюза за вдухване 17 (вж. стрелките), докато вътрешното налягане намалее.

На фиг. 10 е представено отварянето на матрицата за раздуване 16 и отстраняването на дюзата за вдухване 17, като вследствие на предходното обезвъздушаване във вътрешността на оформения съд 23 отново е налице атмосферно налягане.

Готовият резервоар има в долния си край една завършваща част 19, която не е окончателно раздута, респ. разтеглена, и която не е придобила желаните окончателни размери на произведения резервоар (съд). Тази неокончателно оформена крайна част 19 се отделя чрез отрязване с нож 20 (вж. фиг. 11а) или чрез лазерен лъч 21 (вж. фиг. 116). Чрез този разрез готовият съд 23 може да получи и съответната желана дължина. Чрез лазерен лъч 21 с помощта на рефлектор 22 едновременно с отделянето на крайната част 19 може да бъде направен и изходящ отвор 7 (прекъсната стрелка) в затворената гьрловина 4 или най-напред да се направи изходящ отвор 7 и след това да се извърши отделяне на крайната част 19 (извита стрелка). Съответно това важи и за отвор в заготовка 1 с канюла 8 (вж. фиг. Id).

При следващата стъпка чрез относително завъртане между изтеглящата глава 96 и произведения съд 23, респ. чрез отваряне на палците 14, готовият съд 23 се отделя от изтеглящата глава 9б, като за поемане на въртящи моменти може да бъде предвиден държач 11а под формата на две подвижни фиксиращи челюсти (вж. фиг. 12а) или на държач 116 под формата на вкаран във вътрешността на съда фиксиращ прът (вж. фиг. 126), чието предназначение е предотвратяването на едновременното въртене на съда.

На фиг. 11 са представени три различни варианта на тръбни контейнери 23, както и три възможни напречни сечения. На фиг. 11а е представен тръбен контейнер - тубовиден съд с кръгообразно напречно сечение, на фиг. 116 - издути тръбни контейнери с овално напречно сечение и с различни напречни сечения по височина, а на фиг. lie - ъгловиден съд със заоблени краища и с оформена вдлъбнатина за хващане по височина, с ъгловидно сечение. С тези няколко примера се показва, че с новия метод могат да се произведат всякакви съдове с различни форми и сечения, като се използват и удебеления, изпъкнал или вдлъбнат релеф, с вдлъбнатини за хващане и т.н., с което изключително се разширява областта на приложение в сравнение с тридиционните методи за производство на тръбни контейнери.

За осъществяването на метода са подходящи материали като РЕТ = полиетилентерефталат, PEN - полиетиленнафталат, РЕР ^жполипропилен и смеси от PET/PEN, като изброяването на материалите не изчерпва възможните материали.

Освен това е възможно в отворената матрица за раздуване 16а да се въведат един или повече етикети, които накрая са свързани здраво с готовия съд 23. Това спестява отделния процес за етикетиране.

Пример за изпълнение на изобретението

Примерно изпълнение за производството на туба от РЕТ = полиетилентерефталат с диаметър 50 пил и дължина 200 mm. Съответ10 ните заготовки с диаметър 28 mm, дебелина на стената 3 mm и височина 66 mm със или без удебеления се нагряват до 90-100°С, при това само в зоните, където трябва да бъдат разтеглени и раздути. Изтеглянето се извършва при 15 скорост 0,3-0,5 m/s, като се поддържа налягане на раздуването от 3 до 10 bar чрез подаване на вдухван въздух от дюзата за вдухване 17. След това с повишено налягане на раздуване от 30 до 40 bar се извършва оформянето 20 на полуфабриката по стените на матрицата за раздуване 16а, 166. Същевременно матрицата за раздуване 16а, 166 се охлажда до 10°С, като времето за охлаждане отговаря на времето за действие на налягането на раздуване при 25 30 до 40 bar. То е приблизително на 0,3 до 0,4 s, в резултат на което се получава дебелина на стената на готовата туба от 0,15 до 0,4 mm.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за производство на тръбни контейнери (23) чрез отделно производство на заготовка (1) с гьрловина (4) с окончателни размери и тръбовидно тяло (2) с по-малки разме35 ри в сравнение с тези на предвидената окончателна форма, нагряване на заготовката (1), закрепване на заготовката (1) в областта на гьрловината към изтеглящата глава (96), вкарване на заготовката (1) с изтеглящата глава (9б) във вътрешността на състояща се от няколко части затваряща се матрица за раздуване (16а, 166), аксиално изтегляне на заготовката (1) чрез изтеглящата глава (9б) и разширяване на заготовката (1) чрез подаване на вдухван въздух във вътрешността й, втвърдяване на съда, прилежащ към стената на матрицата за раздуване (16а, 166), отваряне на матрицата за раздуване и отстраняване на съда, характеризиращ се с това, че за производството на тръбен контейнер (23) заготовката (1) има откъм единия си край устройство за затваряне, а откъм другия - отворен край за пълнене (3) с разположен външно и издаден фланец (6), като заготовката (1) се свързва насрещно въртеливо спрямо изтеглящата глава (96), а подаването на вдухван въздух се извършва с дюза за вдухване (17), разпо- 5 ложена плътно в долния край на отвора за пълнене (3), след което неокончателно раздутата, респ. изтеглената долна крайна част (19) на произведения съд (23) се отделя, респ. се отрязва.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че заготовката (1) има в гьрловината (4) изходен отвор (7).
3. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че изходният отвор (7) се оформя, след като съдът е оформен.
4. Метод съгласно някоя от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че отделянето на неокончателно оформената крайна част (19) се извършва с нож (20).
5. Метод съгласно някоя от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че отделянето на неокончателно оформената крайна част (19) се извършва с помощта на лазерни лъчи (21). 25
6. Метод съгласно претенциите 3 и 5, характеризиращ се с това, че производството на изходния отвор (7) и отделянето на неокончателно оформената крайна част (19) се извършва в една технологична операция, като 30 се използва оптика за изменяне на посоката с помощта на лазерни лъчи (21).
7. Метод съгласно някоя от претенциите от 1 до 7, характеризиращ се с това, че гьрловината (4) може да се закрепи с помощта на външна резба (5) към вътрешната резба (10) на изтеглящата глава (96).
8. Метод съгласно някоя от претенциите от 1 до 7, характеризиращ се с това, че нагряването по височина и/или по периметъра на заготовката (1) се извършва неравномерно.
10 9. Метод съгласно някоя от претенциите от 1 до 8, характеризиращ се с това, че нагряването на заготовката (1) се извършва чрез лъчиста топлина и/или горещ въздух, и/или ултразвук, и/или микровълни.

15 10. Метод съгласно някоя от претенциите от 1 до 9, характеризиращ се с това, че аксиалното изтегляне се извършва чрез подаване на вдухван въздух на две степени: чрез предварително раздуване с налягане от 3 до 20 10 bar и след това с повишено налягане на раздуване от 30 до 40 bar.
11. Метод съгласно претенция 10, характеризиращ се с това, че след достигане на крайната позиция на изтеглящата глава (96) в матрицата на раздуване (16а, 16б) налягането на раздуване се увеличава до 40 bar.
12. Метод съгласно някоя от претенциите от 1 до 11, характеризиращ се с това, че в отворената матрица за раздуване (16а, 166) се поставя етикет.