Verfahren und Maschine zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff.
Bekannte Verfahren und Maschinen zum Herstellen von Hohlkörpern, z. B. Flaschen, aus Kunststoff sind verhältnismässig kompliziert, kostspielig und langsam im Betrieb.
I) as erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeiehnet, dass man kontinuier- lich aus dem erweichten Kunststoff eine Bohre herstellt und Abschnitte dieser Robre in bewegte Formen einsehliesst, worauf man in das Innere der eingesehlossenen Röhrenabsehnitte ein Fluidum unter Druck einführt, durch den man jeden Abschnitt so lange auftreibt, bis er die Form ausfiillt.
Die zur Durchführung dieses Verfahrens vorgesehene Maschine ist gekennzeichnet durch ein I'aar zusammenarbeitender, eine Höhlung bildender FormhÏlften, Mittel zum Bewegen der einen Formhälfte walhlweise ge- gen die andere und von dieser weg, eine sich von der einen Formhälfte in die Höhlung er streekende Hohlnadel, eine Quelle von Fluidum unter Druck und Mittel zum Leiten des Fluidums in die Nadel.
Vorzugsweise wird eine Anzahl von einan der vertikal gegenüberliegenden Formhälfte- paaren am Umfang einer horizontalen Dreh- scheibe unmittelbar nebeneinander angeordnet, wobei die obere Formhälfte eines jeden Paares gegenüber der untern Hälfte vertikal beweglich ist und die in den von den beiden Formhälften gebildeten Hohlraum vorsprin gende Nadel aufweist. Wenn also ein Röhren- abscbnitt aus Kunststoff zwischen die beiden IIälften eines Formpaares eingelegt und die obere HÏlfte auf die untere abgesenkt wird, so wird der im genannten Formhohlraum befindliche Teil des Röhrenabschnittes an den beiden Enden abgeschlossen und bildet eine gesehlossene Kammer,
in die dann die Hohlnadel eingeführt wird. Durch die Nadel wird ein Fluidum unter Druck in diese Kammer eingelassen, wodureh sieh das R¯hrenst ck gegen die Wände der Form anlegt. Die Form. wird geschlossen und das Fluidum unter Druck gehalten, bis der Kunststoff genügend abgekühlt und erhärtet ist, worauf dann der Fluidumdruck aufgehoben, die Form geöff- net und der fertige Hohlkörper aus der Form entfernt wird.
Verfahren und Maschine nach vorliegen- der Erfindung sind naehstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispiels beschrieben. Es zeigen :
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil der machine,
Fig. 2 eine Seitenansicht derselben,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Paares Formhälften nebst Mitteln zum Steuern der Vertikalbewegung der obern Formhälfte, einschlie¯lich eines Arbeitszylinders und eines nockenbetÏtigten Ventils,
Fig. 4 eine Draufsieht auf einen Teil der Maschine mit vier Formsätzen, von denen drei nach den Linien A-A bzw.
B-B und C-C in Fig. 3 geschnitten sind,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine offene Form nach der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 4 und eine Seitenansicht einer Form und Vlittel zum Verschieben der obern Formhälfte und
Fig. 7 einen Schnitt durch eine geschlos- sene Form nach der Linie V-V in Fig. 4.
Wie ans Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, weist die Formmaschine 10 eine mittels einer Stütze 13 auf einem Soekel 12 montierte horizontale Drehseheibe 11 auf, deren Oberfläehe eine Anzahl vertikal voneinander abstehender und lÏngs des Randes nahe nebeneinander ange- ordneter Paare Formhälften trägt.
Jede Form 14 (Fig. 1) weist eine untere, an der Drehscheibe befestigte Formhälfte 15 (Fig. 2 bis 6) und eine gegenüber dieser vertikal verstellbare obere Formhälfte 16 auf.
Letztere ist am untern Ende einer Betäti- gungsstange 17 eines Arbeitszylinders 18 bebefestigt, der z. B. mittels einer Tragplatte 21 (Fig. 1, 6) und einer Tragstütze 29 (Fig. 6) ber der untern Formhälfte 15 abgestützt ist.
An den beiden SeitenflÏchen 31 und 32 (Fig. 3) jeder Form ist ein Paar vertikaler Führungsstangen 23 vorgesehen, um die obere Formhälfte während ihrer Vertikalbewegung zu führen. Diese Stangen 23 erstrecken sich zwischen der untern Formhälfte 15 und der Tragplatte 21, an denen sie befestigt sind.
Die beiden Formhälften 15, 16 weisen je eine Höhlung 24 bzw. 25 (Fig. 5) auf, die bei geschlossener Form aneinandergrenzen und beim vorliegenden Beispiel zusammen die Form einer Flasehe darstellen. Die obere Formhälfte 16 ist von einem Kanal 26 durchsetzt, der die Aussenseite der Formhäifte mit dem Teil 27 (Fig. 5) der Höhlung 25 verbindet. Eine Hohlnadel 28, z. B. eine Injek- tionsnadel, ist in der Öffnung 26 angeordnet und springt in die Formhöhlung 25 vor, so dass sie in die später zu entfernende Verlänge- rung 29 (Fig. 7) des Flaschenhalses eindringt.
Die Seitenwände 31, 32 der obern und untern Formhälften sind im Bereich der Formhöhlungen abgeschrägt zum Bilden scharfer Kanten 33 bzw. 34 (Fig. 5), die gegenüber den benaelibarten Passfläehen 35 der Formhälften aus weiter unten angeführ- ten Gründen zurüekgesetzt sein können. Die beiden Formhälften 15, 16 sind je mit einer Fluidumkammer36 znmRegulieren derForm- temperatur während des Formens versehen.
Zum Steuern der Tätigkeit des Zylinders 18 bzw. der Zufuhr von Fluidum durch die Nadel 28 zu je einer Form 14 (Fig. 1) sind z. B. je ein Steuerventil 38 und 39 (Fig. 6) vorgesehen, die vorzugsweise auf der Unterseite der Drehscheibe 11 (Fig. 3 und 6) befestigt sind. Beide Ventile, die vorzugsweise in radialer Richtung auf der Drehscheibe 11 angeordnet sind, weisen je einen angelenkten Schwenkarm 40 bzw. 40a auf, die je eine Kurvenrolle 41 bzw. 41a tragen. Die beiden Kur- venrollen arbeiten mit je einer Noeke 42 2 bzw.
42a zusammen zum Betätigen der beiden Ventile 38 bzw. 39. Die letzteren werden von einer, an der Stütze 13 unter der Drehseheibe 11 vorgesehenen untern Kammer 46 (Fig. 2) aus mit einem Fluidum, das heisst mit Flüssig- keit oder Gas, beliefert.
Das obere Ende der Nadel jeder Form ist mittels eines Schlauches 37 (Fig. 3 bis 7), der eine Íffnung in der Drehseheibe 11 (Fig. 4) durehsetzt, mit dem Ventil 39 verbunden.
Jeder Arbeitszylinder 18 kann mittels der beiden Sehlänehe 43 und 44, die eine Öffnung in der Drehseheibe 11 durchsetzen, mit dem Ven- til 38 verbunden werden (Fig. 6).
Die Fluidumkammern 36 der beiden Formhälften 15, 16 sind mittelsSchläuchen48 bzw.49 mit einer ohern Kammer 47 (Fig. 1) verbunden. die auf der St tze 13 über der Drehseheibe 11 montiert ist. Diese Kammern 36 sind auch mit Ablassschiäuchen 51 und 52 versehen (Fig. 6), die eine Öffnung in der Drehseheibe 11 durchsetzen und in eine Ent leerungssehale 53 (Fig. 2 und 6) münden, die auf dem Sockel 12 unter der Drehscheibe 11 ruht. Mittel, wie z. B. eine Saugpumpe (nieht gezeiehnet), können vorgesehen sein, um das die Formtemperatur regulierende Fluidum, z. B.
Aufwärmeol oder Kühlwasser, aus der Schale 53 unter Druck wieder in die obere Kammer 47 überzuführen.
I) ie Ventile 38, 39 sowie die Nocken 42, 42 sind vorzugsweise so gebaut und angeordnet, dal3 das den Durchflu¯ von Fluidum xum Zylinder 18 regulierende Ventil 38 zum Schliessen der Form zuerst betätigt wird. Nach- dem die Form geschlossen ist, wird das Ventil 39 betÏtigt, so dass Fluidum in und durch die Nadel 28 strömt. Das durch die beiden Ventile 38, 39 und die beiden Fluidumkammern 36 stromende Fluidum kann Gas oder Flüssigkeit sein.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, kann die Formmasehine 10 neben einer Quelle der Xöhre 55 aus Kunststoff, z. B. neben dem.
Austrittsende der Kunstharz-Strangpresse 54 aufgestellt werden. Die Formmaschine 10 ist vorzugsweise so plaziert, dass die dureh die Seiten 31, 32 gehende Mittellinie des von einer Form 15, 16 gebildeten Hohlraumes wenigstens f r eine Form annähernd mit der Längsaehse der Strangpresse 54 in eine Gerade fällt. In diesem Fall wird, wie in Fig. 1 ersichtlich ist, die Drehscheibe 11 im Uhrzeigersinn gedreht, das heisst vom Austrittsende der Strangpresse weg, und die Umfangsge- schwindigkeit der Drehseheibe wird mit der Aussto¯geschwindigkeit der Strangpresse synchronisiert.
Zum Führen der gepressten Rohre 55 längs des gewünsehten Weges und damit zum Einhalten der richtigen Stellung der Rohre rela tiv wu aufeinanderfolgenden Formen können Fiihrngsmittel (nieht gezeiehnet), z. B. ein die gepre¯te R¯hre 55 umschlie¯endes Rohr, vorgesehen sein. Die R¯hre 55 wird zum Aufliegen auf den scharfen Kanten 33 und 34 an den einander gegen berliegenden Scitenenden der untern Formhälfte 15 (Fig. 5) einer einzelnen Form l gebracht, wenn deren durch die Seiten gehende Mittellinie mit der Achse 19 der Strangpresse 54 in eine Gerade fällt, welche Aelise, wie bereits angegeben, tangential zur Drehscheibe 11 ist.
Wenigstens annähernd an diesem Zeitpunkt wird die obere Formhälfte 16 durch entspreehende Betätigung des Ventils 38 abwärts gedrückt, bis sie dicht gegen die untere Formhälfte 15 anliegt. Die scharfen Kanten 33, 34 der obern und untern Formhälfte pressen dabei die Robre 55 fast bis zum Durchschneiden derselben zusammen, wodurch im Innern des innerhalb der Formhöhlen 24 und 25 und zwisehen den seharfen Kanten 33 und 34 be findlichen Röhrenabschnittes eine hermetiseh gesehlossene Kammer entsteht.
Wenn die beiden Hälften der Formen sich gegenseitig sehliessen, durchsticht das untere Ende der Nadel 28 die Wandung der R¯hre 55 und tritt in die geschlossene Kammer derselben ein.
Dureh entspreehende Betätigung des Ventils 39 wird ein Fluidum durch die Nadel 28 in die geschlossene Kammer 27 gedrüekt und der Röhrenabsehnitt gegen die Innenwand der entsprechenden Formhöhlung (Fig. 7) aufgebläht, wobei ein geformter Gegenstand, im vorliegenden Fall eine Flasche, gebildet wird.
Das Schliessen einer Form dureh Niederdrüeken der obern auf die untere Formhälfte wird vorzugsweise dann bewerkstelligt, wenn die dureh die Seiten der Form gehende Mittellinie wenigstens annähernd mit der Achse 19 der Strangpresse 54 in einer Geraden liegt.
Das Einspritzen des Fluidums in die abgesehlossene Kammer der Rohre 55 kann jedoch etwas später erfolgen, nämlieh dann, wenn die Form sieh im Uhrzeigersinn aus der ge nannten Tangentialstellung heraus und weiterbewegt hat.
Wenn die Kunststoffrohre 55 in der Strangpresse 54 aus einem thermoplastisehen Knnstharz hergestellt wird, ist der Werkstoff beim Eintreten in die Formen 14 auf der Maschine 10 weich und warm. Nachdem die R¯hre in den Formhöhlungen geformt worden ist und bevor der Fluidumdruck im Rohr aufgehoben wird, kann mittels der Fluidumröhren 48, 49 und der Entleerungsröhren 51, 52 ein Kühlmittel, z. B. Wasser, durch die Kammern 36 der obern und untern Formhälften in ITmlauf gesetzt werden, wodurch das Kunstharz in der Form erstarrt. Darauf kann der Fluidumdruek im geformten Artikel aufge hoben, die obere Formhälfte 16 gehoben und der Gegenstand aus der Form genommen werden.
Bei diesem Beispiel hängen-infolge der Tatsache,-dass die R¯hre zwischen den Kanten 33 und 34 nicht durchschnitten wird-aufeinanderfolgende geformte Artikel mittels kurzen Lä. ngen des plastischen Rohres 55 zu sammen, was das von Hand erfolgende Entfernen der Gegenstände aus den Formen 14 erleichtert. Werden aber automatische Mittel zum Entfernen der geformten Gegenstände aus den Formen verwendet, so können die scharfen Kanten 33, 34 mit den Berührungsflächen 35 jeder Form bündig gemacht werden, wodurch die R¯hre 55 beim Absenken der obern gegen die untere Formhälfte vollständig durchschnitten wird.
Das zum Aufblähen oder Auftreiben der R¯hre 55 gegen die WÏnde der Formhöhlung verwendete Fluidum kann ein neutrales Gas, z. B. Luft, oder eine neutrale Flüssigkeit oder ein Fluidttm mit Behandlwngswirkung f r das Kunstharz, z. B. ein Härtemittel oder ein Überzug-oder Färbematerial, sein.
Die Komposition der R¯hre 55 ist obenstehend als Kunststoffo bezeichnet worden.
Der Ausdruck soll alle Stoffe umfassen, die im allgemeinen die erforderlichen Plastizitäts- eigensehaften aufweisen.
Das genaue Bestimmen des Zeitpunktes f r das Einführen eines Kühlmittels in die Fluidumkammern 36 der Form, die H¯he des erforderlichen Pressdruckes und die Zeitdauer, während der dieser Druck in der geschlossenen Kammer der Robre in den Formhöhlungen aufrechterhalten werden muss, hängen von der Art des verwendeten plastischen Materials ab sowie vom Zustand desselben beim Verlassen der Strangpresse.
Die Formen können statt wie oben in einer Kreisbahn beweglich auch linearbeweglich gemacht sein, z. B. mittels eines Transportban- des. Weiter können an Stelle der Betätigungs- zylinder 18 zum Bewegen der obern gegenüber der untern Formhälfte andere Betätigungs- mittel f r die gleiche Wirkung vorgesehen sein.