Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von geblasenen Hohlkörpern aus organischem, plastischem Material
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geblasenen Hohlkörpern aus organischem, plastischem Material.
Es ist bekannt, Flaschen oder andere Hohlkörper durch Blasen aus organischem, plastischem Material herzustellen, indem man das Material in plastischem Zustand durch eine Ringdüse drückt und dadurch zu einem Rohr formt; nachdem das Rohrende verschlossen wurde, bläst man dieses Rohr in einer Form und gibt ihm dadurch die Umbissform des Formhohlraumes. Auf diese Weise werden heute Flaschen aus thermoplastischem Material wie Polythene hergestellt.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung wird das organische Material in einer Kammer durch Erwärmen zu einer halbflüssigen Masse plastifiziert, worauf abwechselnd durch zwei ringförmige Ausstoss düsen halbflüssiges Material ausgestossen wird. Der Materialausstoss wird vollständig eingestellt, sobald durch die erste Düse ein Rohrstück gewünschter Länge ausgestossen ist, worauf dieses aus der ersten Düse ausgestossene Rohrstück zur Schaffung des gewünschten Hohlkörpers dadurch ausgedehnt wird, dass Druckluft in das Rohrstück eingeführt wird, nachdem dessen offenes Ende verschlossen und von einem Formhohlraum umschlossen wurde, welcher die Form des herzustellenden Hohlkörpers besitzt. Dann wird durch die zweite Düse Material ausgestossen, welcher Materialausstoss abgestellt wird, sobald durch diese zweite Düse ein Rohrstück gewünschter Länge ausgestossen wurde.
Auch dieses Rohrstück wird anschliessend zur Schaffung des gewünschten Hohlkörpers dadurch ausgedehnt, dass in dieses Rohrstück Druckluft eingeführt wird, nachdem sein offenes Ende geschlossen und von einem Formhohlraum umschlossen wurde, dessen Form der Form des gewünschten Hohlkörpers entspricht.
Dann wird die der ersten Düse zugeordnete Form geöffnet und der geblasene Hohlkörper aus dieser Form entfernt, worauf erneut plastisches Material durch diese erste Düse ausgestossen und damit der Arbeitszyklus wieder begonnen wird. Auch die der zweiten Düse zugeordnete Form wird nun geöffnet und der Hohlkörper aus ihr entfernt, bevor erneut plastisches Material durch diese zweite Düse ausgestossen wird.
Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung einer Einrichtung zur Durchführung dieses Herstellungsverfahrens.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine beheizte Kammer für das organische Material vor gesehen ist, in welcher eine motorgetriebene Förderschraube angeordnet ist, dass der Kammerauslass mit Umsteuerventilen in Verbindung steht, welche zwei Auslässe aufweisen, welche je mit einem Düsenkopf verbunden sind, die je mindestens eine abwärtsgerichtete Düse aufweist, welche Düsen je ein inneres und ein äusseres Rohrstück besitzen, zwischen welchen ein im Querschnitt ringförmiger Durchlass für die zu einem Rohr zu pressende, halbflüssige Masse geschaffen ist, wobei die innern Rohrstücke der Düsen abwechslungsweise über ein Luftsteuerventil mit einer Druckluft quelle verbunden werden können, und dass ferner die Umsteuerventile so einstellbar sind,
dass plastisches Material entweder durch den einen oder durch den andern ihrer beiden Auslässe austreten und somit durch die Düse des einen oder des andern Düsenkopfes ausgepresst werden kann, wobei Mittel zum gleichzeitigen Unterbrechen desAusstossens des Materials aus allen Düsen ohne Abstellen des die Förderschraube antreibenden Motors vorgesehen sind.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist beispielsweise in der beiliegenden Zeichnung dargestellt; das ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende Verfahren wird im folgenden an Hand dieser Zeichnung ebenfalls beispielsweise näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1 eine Einrichtung nach der Erfindung in Vorderansicht, wobei der eine Düsenkopf und seine Zuleitung im Schnitt gezeigt sind,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Einrichtung nach der Linie A-A in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Düsenkopf mit einzelner Düse in grösserem Massstab und mit eingesetzter Form, und
Fig. 4 in grösserem Massstab und mit eingesetzter, mehrere Hohlräume aufweisender Düse einen Mehrdüsenkopf.
Die gezeichnete Einrichtung besitzt ein Gehäuse 1. Durch den Oberteil der Frontseite des Gehäuses 1 erstreckt sich das Ende einer geheizten Kammer 2. In der Kammer 2 ist eine rotierende Förderschnecke 3 angeordnet.
Durch den Trichter 4 wird beim Betrieb der Einrichtung geeignetes Kunststoffmatenal der Kammer 2 zugeführt und beim Passieren der Kammer 2 unter der Förderwirkung der Schnecke 3 gegen den Auslass 5 hin zu einer halbflüssigen Masse plastifiziert. Zu diesem Zweck besitzt die Kammer 2 elektrische Heizelemente 6, welche in wärmeisolierendes Material 7 eingebettet sind. Die Temperatur in der Kammer 2 wird automatisch auf der für das Plastifizieren des verwendeten Materials erforderlichen Höhe gehalten.
Der Auslass der Kammer 2 steht mit einem Auslasskopf 8 in Verbindung, der ebenfalls mittels elektrischer Heizelemente 9 geheizt wird. Unterhalb des Auslasskopfes S ist das Gehäuse 10 eines konischen Zapfenhahus 11 angeordnet, welchem das plastische Material durch einen Kanal 12 zugeführt wird. Der Kanal 1'steht mit einer Bohrung 13 in Verbindung, der von dem den grösseren Durchmesser aufweisenden Ende des Hahns 11 zu zwei horizontalen Durchlässen 14a, 14b führt, deren Axen rechtwinklig zueinander stehen.
Durch entsprechendes Einstellen des Hahns
11 können die beiden Durchlässe 14a, 14b mit Auslassöffnungen an einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 10 verbunden werden, welche zu Leitungen 15 führen. Die Leitungen 15 ragen horizontal von einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 10 weg. Am Endteil einer jeden Leitung 15 ist ein Düsenkopf 16 befestigt, der mit einer abwärtsragenden Ausstossdüse 17 versehen ist. Die Ausstossdüse 17 ist mit einem innern Rohrkörper 18 versehen, welcher mit der Innenfläche der Düse 17 einen im Querschnitt ringförmigen Kanal begrenzt, so dass das der Düse zugeführte Material die Düse in Form eines Rohres verlässt.
Jeder der innern Rohrkörper 18 ragt durch die Wand des ihn um- gebenden Düsenkopfes 16 und führt zu einem Luftsteuerventil 19, das an der Frontseite des Gehäuses 1 angeordnet ist. Es sind zwei zu einer Einheit zusammengebaute Luftstener- ventile 19 für jeden Düsenkopf 16 vorgesehen.
Die Leitungen 15, die Düsenköpfe 16 und die Düsen 17 sind mittels elektrischer Heizelemente 20 beheizt und in wärmeisolierendes Material 21 eingebettet. Die Temperatur in den Leitungen 15, den Düsenköpfen 16 und den Düsen 17 ist, zweckmässig automatisch, derart steuerbar, dass das sich darin befindende Material in plastischem Zustand bleibt oder sogar noch weiter verflüssigt wird.
An der Frontseite der Einrichtung und direkt unterhalb der Düsenköpfe 16 sind zwei Grundplatten 22 angeordnet, welche die den Düsen zugeordneten Formen tragen. Die Grundplatten sind entsprechend den verschiedenen Dimensionen der verwendeten Formen in der Höhe einstellbar. Die Grundplatten sind zu diesem Zweck mittels Ge windespindeln 24, die durch Handräder 25 betätigbar sind, in Schlitten 23 vertikal verstellbar.
Die Förderschnecke 3 ist über ein Reduk tionsgetriebe 27 und eine Kupplung 28 durch einen Elektromotor 26 antreibbar. Die Kupp luft in ist durch einen Hebel 29 betätigbar, der bei 30 schwenkbar am Maschinenrahmen gelagert ist. Der Hebel 29 wird durch eine Kolbenstange 31 betätigt, welche die beiden in zwei Zylindern 32, 33 arbeitenden Kolben miteinander verbindet. Die Betätigung der Kupplung as wird durch ein Luftsteuerventil 34 gesteuert, das mittels eines an der Frontseite der Einrichtung angeordneten Handhebels 35 betätigbar ist.
Das Ventil 34 ver bildet je nach seiner Einstellung ein Druckluftreservoir 36 mit dem einen oder andern der beiden Zylinder 32 und 33, während gleichzeitig der nicht an das Druckluftreservoir angeschlossene Zylinder entlüftet wird. Das Druckluftreservoir wird durch einen mittels eines Elektromotors 38 angetriebenen Kom- pressors 37 gespeist.
Der Hahn 11 ist am untern Zapfenende mit einer Welle 40 verbunden, welche einen Kurbelarm 41 trägt. Der Kurbelarm 41 steht mit einer Betätigungsgabel 42 in Eingriff, welche an der Kolbenstange 43 eines doppeltwirkenden Luft-Servomotors 44 angeordnet ist. Die Bewegung des Kolbens des Servomotors 44 ist durch ein Luftsteuerventil 45 gesteuert, das mittels eines an der Frontseite der Einrichtung angeordneten Handhebels 46 betätigbar ist. Das Ventil 45 verbindet je nach seiner Einstellage das Druckluftreservoir 36 mit dem einen oder dem andern Ende des Zylinderraumes des Servomotors 44 und entlüftet gleichzeitig das nicht an das Druckluftreservoir angeschlossene Zylinderende.
Beim Ein- oder Auswärtsschwenken des Handhebels 46 wird somit der Kolben des Servomotors 44 einwärts oder auswärts bewegt; er dreht dabei die Welle 40 und somit den Zapfen des Hahns 11 um 90 , wodurch die Ausstosskammer 2 mit der einen oder andern der beiden Leitungen 15 verbunden wird.
Der durch das plastische Material auf das obere Ende des Hahns 11 ausgeübte Druck drückt diesen Hahn in seinen konischen Sitz im Gehäuse 10 und verhindert dadurch Leckverluste an dieser Stelle. Um ein Festsitzen des Zapfens des Hahns 11 in seinem Gehäuse 10 zu verhindern, ist eine die Welle 40 umgebende und in den Bodenflansch 48 des Gehäuses 10 eingeschraubte Hülse 47 vorgesehen. Diese kann so weit eingeschraubt werden, dass sie gegen den Boden des Hahns 11 drückt und diesen so weit hebt, dass er sich in seinem Sitz nicht festklemmen kann. Die Hülse 47 kann mittels der Mutter 49 in ihrer Einstellage gesichert werden.
Die Luftsteuerventile 19 sind mit der Kolbenstange 43 so gekuppelt, dass die Ventile 19 durch Bewegen des Hahns 11 automatisch derart betätigt werden, dass die Luftzufuhr zu jener Düse 17 abgestellt wird, mit welcher der Hahn 11 zur Ausstossung von Material verbunden ist, während der andern Düse Luft zugeführt wird. Um die Luftzufuhr zu beiden Düsen abstellen zu können, ist ein Hauptsteuerventil l9a vorgesehen.
Die durch die Ventile 19 den Rohrkörpern 18 der Düsen 17 zuzuführende Druckluft wird ebenfalls dem Druckluftreservoir 36 entnommen. Der Druck der den Düsen zugeführten Druckluft kann mittels einer Druckreduziervorrichtung 50 eingestellt werden.
Eine zweite Druckreduziervorrichtung 51 ist vorgesehen, um den Druck der den Zylinder 32, 33 und 44 zuzuführenden Druckluft ein zustellen. Schalter 52 sind vorgesehen zum Ein- und Ausschalten der Elektromotoren 26 und 28.
An der Frontseite der Einrichtung sind ferner Schlauchanschlussstutzen 53 vorgesehen, welche mit Griffen 54 versehen sind, mittels welchen nicht gezeichnete Gummischläuche, welche in bekannter Weise zu Kühlzwecken mit den auf den Grundplatten 25 angeordneten Formen 55 verbunden sind, an und abgeschaltet werden können.
Die Formen sind üblicherweise zweiteilig, wobei die beiden Formteile längs einer Vertikalaxe an der einen Formseite gelenkig miteinander verbunden und in Schliesslagegegenseitig fixierbar sind, zu welchem Zweck irgendwelche geeigneten Schliessmittel vorgesehen sein können. Wie in Fig. 3 ersichtlich, welche in grösserem Massstab einen Schnitt durch einen Düsenkopf zeigt, der nur eine einzige Düse besitzt sowie die in Arbeitsstellung angeordnete Form, ist das obere Ende der Form 55 mit einem Schneidring versehen, der fest gegen das in die Form ragende Ende des innern Rohrkörpers 18 anliegt, wenn die Form geschlossen ist. Dadurch wird beim Schliessen der Form der aus der Form herausragende Teil des geformten Rohrstückes aus plastifiziertem Material ganz oder praktisch ganz durchgeschnitten, wodurch der in der Form gebildete Hohlkörper vom plastischen Material in der Düse abgetrennt wird.
Wenn in der Folge die Form geöffnet wird, kann der in ihr gebildete Hohlkörper leicht von der Düse und dem in ihr enthaltenen Material entfernt werden.
Das offene Ende des Rohrstückes aus plastischem Material wird beim Schliessen der Form automatisch geschlossen, da es zwischen die Bodenwände 57 der beiden Formteile eingeklemmt wird.
Die Form liegt auf der Grundplatte 25, welche eine Öffnung 59 besitzt, die sich direkt unter der Düse 17 befindet; diese Öffnung gestattet somit das Ausstossen von Material durch die Düse über die Höhe der Bodenwände 57 der Form hinaus, bevor diese geschlossen wird.
Fig. 4 zeigt eine Variante, bei welcher der Düsenkopf 16 eine Mehrzahl von Düsen 17 aufweist; in der Zeichnung ist der Düsenkopf mit zwei solchen Düsen 17 gezeigt. Die beiden Düsen 17 sind nebeneinander angeordnet und erstrecken sich in Richtung von der Frontseite zur Rückseite der Einrichtung. Die Form 55 ist in diesem Fall mit mehreren Formhohlräumen versehen, welche mit den Düsen 17 in Flucht sind und welche bei geschlossener Form die aus den Düsen ausgestossenen Rohrstücke aus plastischem Material fest umschliessen. Die Form ist längs einer Fläche geteilt, welche durch die Formhohlräume führt. Die beiden Formteile sind an ihrer einen Seite scharnierartig miteinander verbunden, während an einer gegen überliegenden Formseite Spannmittel zum Fixieren der Formhälften in ihrer Schliesslage vorgesehen sind.
In diesem Fall ist eine relativ dicke Bodenplatte 60 vorgesehen, in welcher eine Mehrzahl von Öffnungen 61 vorgesehen ist. Die Öffnungen 61 in der Bodenplatte 60 sind mit den Düsen 17 in Flucht und gestatten das Ausstossen von Rohrstücken gewünschter Länge durch die Düsen 17. Die Platte 60 kann von den Formteilen getrennt oder an diesen befestigt sein. Anstatt die verschiedenen Formhohlräume in einer einzigen Form vorzusehen, können sie je in einer separaten Form gebildet sein, wobei diese Formen in einem gemeinsamen, schwenkbar angeordneten Formrahmen angeordnet sind.
Beim Betrieb der beschriebenen Einrichtung wird der Handgriff 46 betätigt und dabei der Hahn 11 so eingestellt, dass der Materialausstoss durch den in der Zeichnung rechts liegenden Düsenkopf 16 erfolgt; darauf wird der Handhebel 35 im Sinne des Einkuppelns der Kupplung 28 betätigt. Nachdem die gewünschte Länge eines Rohrstückes aus plastischem Material durch die rechtsliegende Düse ausgestossen wurde, wird mittels des Handhebels 35 die Kupplung 28 ausgerückt, so dass der Materialausstoss unterbrochen wird. Dann wird die dem genannten Düsenkopf 16 zugeordnete Form um das Rohrstück gelegt und geschlossen, worauf der Hand hebel 46 so betätigt wird, dass über den Hahn
11 die Materialzufuhr zu dem inderZeichnung links liegenden Düsenkopf 16 erfolgt.
Dabei werden die Luftventile 19 so betätigt, dass Druckluft zu der rechts liegenden Düse zugeführt wird, während die Druckluftzufuhr zu der links liegenden Düse unterbrochen wird. Dann wird die Kupplung 28 mittels des Handhebels 35 erneut so betätigt, dass aus der links liegenden Düse plastisches Material ausgestossen wird. Nachdem ein Rohrstück von der gewünschten Länge ausgestossen ist, wird die Kupplung 28 ausgerückt und die links angeordnete Form um das Rohrstück geschlossen. Dann wird der Hahn 11 mittels des Handgriffes so gedreht, dass der Materialausstoss nun durch die in der Zeichnung rechts liegende Düse erfolgt. Dadurch werden die Luftventile 19 so betätigt, dass Druckluft zu der links liegenden Düse 17 gelangt, während die Luftzufuhr zur rechts liegenden Düse unterbrochen wird.
Dann kann die rechtsliegende Form geöffnet werden und der darin geschaffene Hohlkörper kann aus der Form genommen werden.
Die vorbeschriebenen Arbeitsgänge werden dami wiederholt.
Es versteht sich, dass die beschriebene Einrichtung in verschiedenen Einzelheiten auch anders als beschrieben ausgebildet sein kann. So können z. B. die Luftsteuerventile 19 unabhängig von den Umsteuermitteln von Hand betätigbar sein.
Ferner kann der Servomotor 44 anstatt einen einzigen, doppelt wirkenden Zylinder auch zwei einfach wirkende Zylinder aufweisen; anderseits könnte anstatt der beiden Zylinder 32 und 33 auch ein einziger doppelt wirkender Zylinder vorgesehen sein. Anstatt pneumatisch können die Servomotoren 32, 33 bzw. 44 auch hydraulisch betätigt werden; in diesem Fall ist in der Einrichtung eine Ö1pumpe vorzusehen.
Auch die Umsteuermittel können anders als beschrieben ausgebildet sein. Sie können z. B. zwei getrennte Ventile aufweisen, welche wahlweise betätigbar sind, um den Materialausstoss durch den einen oder den andern Düsenkopf einzustellen. Die Umsteuermittel können auch so ausgebildet sein, dass sie in eine neutrale Stellung gebracht werden können, in welcher der Materialausstoss durch beide Düsenköpfe unterbrochen ist. In diesem Fall ist die Kupplung 28 überflüssig; beim Betrieb dieser Einrichtung kann die Förderschnecke weiterrotieren, auch wenn der Ausstoss durch beide Düsenköpfe unterbrochen ist.