Verfahren und Maschine zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff
Es ist bereits bekannt, Hohlkörper aus thermoplastischen Kunststoffen dadurch herzustellen, dass ein Rohling, z. B. ein durch Spritzen gewonnener Schlauch oder zwei Bänder, die an ihren Rändern vereinigt werden, in noch plastischem Zustand mit Hilfe von Druckgas zu Hohlkörpern verblasen werden. Der Schlauch bzw. die Bänder werden dabei entweder durch eine Schneckenpresse, eine Strangpresse oder eine Kolbenpresse hergestellt.
Die Verarbeitung dieser Rohlinge erfolgt bei den bekannten Einrichtungen in verschiedener Weise.
So wird nach dem einen Herstellungsverfahren ein Schlauch oder rohrförmiger Rohling mittels einer Strangpresse endlos hergestellt und einer geteilten Form zugeführt, durch die beim Schliessen ein Rohrabschnitt abgeklemmt und an beiden Seiten geschlossen wird. In diesen geschlossenen Hohlkörper wird alsdann ein Hohldorn eingefügt und ein Druckmittel eingeblasen, das den Rohrabschnitt aufbläht und gegen die Innenwandung der Form presst. Bei den bekannten Ausführungen solcher Maschinen sind eine grössere Anzahl von Formen vorhanden, die in einer sich um eine waagrechte Achse drehenden Scheibe angeordnet sind und der Reihe nach in die Arbeitsstellung gelangen. Die Schlauchförderung muss dabei auf die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe abgestimmt sein. Trotzdem entsteht zwischen den einzelnen Formen ein verhältnismässig hoher Materialverlust.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die die Formen tragende Scheibe um eine vertikale Achse umlaufen zu lassen, wobei der Schlauch stossweise gespritzt und zwischen die Formhälften gefördert wird. Die Zuführung der Luft erfolgt von oben, und die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge werden durch einen Zeitregler beeinflusst.
Diese beiden Maschinentypen haben einerseits den Nachteil, dass beim Verstellen des einen Arbeitsrhythmus die folgenden Arbeitstakte beeinflusst werden: Ausserdem ist es nicht möglich, eine genaue masshaltige Weite der Öffnung des Hohlkörpers, wie er z. B. bei der Herstellung von Flaschen erforderlich ist, zu erreichen. Man muss vielmehr zwecks Erzielung der Masshaltigkeit des Flaschenhalses diesen nachträglich aufbohren.
Es ist auch schon eine Maschine vorgeschlagen worden, bei der ein Schlauch senkrecht nach unten ausgespritzt und zwischen die Formhälften einer Form gefördert wird, in die von unten her ein Dorn eingeführt wird, der gleichzeitig das Mundstück der Luftdüse bildet. Die Form quetscht den Schlauch an seinem obern Ende und schliesst ihn und presst das untere Ende um den Dorn herum, worauf dann durch Einblasen von Luft aus der Luftdüse der Schlauch gegen die Wandung der Hohlform gedrückt wird.
Dieser Vorschlag vermeidet zwar einen Teil der Nachteile der vorher genannten Vorschläge, hat aber seinerseits den Nachteil, dass der senkrecht an dem Spritzmundstück hängende Schlauch, insbesondere, wenn er eine gewisse Länge erreicht hat, sich durch sein Eigengewicht verlängert und dadurch der obere Teil des Schlauches, der bei dem fertigen Körper, z. B. einer Flasche, den Boden bildet, schwächer wird als der untere Teil, obwohl der Boden der Flasche die stärkste Beanspruchung auszuhalten hat.
Die Erfindung bezweckt nun, alle erwähnten Nachteile zu beseitigen. Es geschieht dies dadurch, dass der aus der Spritzdüse ausgespritzte abwärtshängende Schlauch von einer an die Düse herangeführten Schere, ohne zusammengequetscht zu werden, abgeschnitten und abwärts in die geöffnete Form eingeführt wird, worauf ein die Luftdüse enthaltender Dorn zwischen abgeschnittenem Schlauch und Spritzdüse eingeschwenkt und in die obere Öffnung des Schlauches eingeführt und alsdann die Form geschlossen wird, wobei der Schlauch durch die Form am untern Ende geschlossen und an dem obern Ende um den Dorn gelegt wird, worauf der Schlauch durch Eindrücken von Luft durch den Dorn aufgeblasen, und der fertige Hohlkörper nach dem Öffnen der Form von dem Dorn abgestreift wird.
Vorzugsweise hält die Schere den oben offenen Schlauch und führt ihn bei ihrer Niederbewegung zwischen die beiden Formhälften ein.
Die Erfindung betrifft auch eine Maschine zur Ausführung des genannten Verfahrens, die im folgenden beschrieben wird.
Es wird durch die Erfindung erreicht, dass, wenn infolge des Eigengewichts beim Durchhängen eine Änderung der Materialverteilung in dem Schlauch erfolgt, die grössere Materialmasse am Boden des Behälters liegt. Ausserdem läuft der ganze Arbeitsvorgang selbsttätig ab, und eine zeitliche Än- derung eines Teilvorganges beeinflusst die andern Arbeitsvorgänge nicht.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung, und zwar ist
Fig. 1 eine Ansicht der Maschine von der Bedienungsseite aus gesehen,
Fig. 2 eine Ansicht von der Rückseite bei einer etwas andern Stellung der verschiedenen Vorrichtungen,
Fig. 3 eine Draufsicht auf Fig. 1, teilweise im Schnitt, in Richtung der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Stirnansicht der Maschine, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind,
Fig. 5 ein vergrösserter Schnitt in Richtung der Linie V-V in Fig. 3,
Fig. 6 eine vergrösserte Darstellung eines Teils aus Fig. 4,
Fig. 7 eine Draufsicht auf Fig. 5, der Fig. 5 gegenüber um 900 gedreht,
Fig. 8 eine Darstellung der Hebel und Senkvorrichtung des Blasdornes als Schnitt in Richtung VIII-VIII in Fig. 9,
Fig. 9 eine Draufsicht auf die Schwenkvorrichtung des Dornes und
Fig.
10 ein Schnitt durch Fig. 8 in Richtung der Linie X-X.
In der Zeichnung ist 1 eine automatische Waage, die in an sich bekannter Weise ausgeführt ist. Sie wiegt das ihr zugeführte pulverförmige Material dem Bedarf für das herzustellende Pressstück entsprechend ab und schüttet es zu Beginn eines jeden Arbeitsganges vor den Presskolben 2 (Fig. 3). Der Beginn des Arbeitsganges wird durch einen Zeitschalter (Pausenuhr) gesteuert, der nach Ablauf einen Elektromotor 3 (Fig. 1 und 3) in Tätigkeit setzt, der über ein Zahnradgetriebe 4 ein Segmentrad 5 (Fig. 2) betätigt. Letzteres ist als Kurbel ausgebildet und treibt über einen Lenker 6 eine Schwinge 7 an, die um den Zapfen 8 schwenkbar ist und über einen Lenker 9 den Kolben 2 in den Plastifizierungszylinder 10 eindrückt (Fig. 3). Die Masse tritt aus der Düse 11 als Schlauch 12 aus (Fig. 4).
Neben der Düse sind zwei Stossstangen 13 in senkrechter Richtung verschiebbar angeordnet. Auf diesen Stossstangen sitzt je eine mit steilem Gewinde 14 versehene Buchse 15 (Fig. 5). Diese wird bei der Aufwärtsbewegung der Stossstangen 13 durch eine Schelle 16 mitgenommen. Das Steilgewinde fasst in je eine weitere auf den Stangen 13 gleitende Buchse 17 ein, und die beiden Buchsen 17 tragen hohle Zapfen 18, auf die die Scherenschenkel 19 aufgesetzt sind. An dem einen freien Ende der Scheren schenkel sind Scherplatten 20 angebracht, deren Schneidkanten halbrund sind, und zwar mit einem solchen Durchmesser, dass sie den von ihnen zu erfassenden Schlauch zwar durchschneiden und halten, ihn aber nicht zusammenquetschen. In ihrer Ruhelage sind die Scherenschenkel geöffnet und in ihrer untersten Stellung.
Der Scherenantrieb erfolgt, automatisch gesteuert, durch den Antriebsmotor 21 (Fig. 3 und 4), der über ein Getriebe 22 (Fig. 1) eine auf der Maschinenrückseite liegende Kurvenscheibe treibt, deren durch ihre gestrichelte Mittelline 23 angedeutete Kurvennut eine Rolle 25 steuert, die an einem um einen Zapfen 24 drehbaren Hebel 26 angebracht ist und diesen aufund abschwenkt (Fig. 1 und 2). Der Hebel 26 hebt die Stossstangen 13 und mit ihnen die geöffnete Schere in die Bereitschaftsstellung bis etwa 2 cm unterhalb der Düsenunterkante an. Die Kurve 23 ist so eingestellt, dass sie nach dem Auspressen des Schlauches die Schere in Tätigkeit setzt, und diese Bewegung wird durch einen automatischen Endschalter 27 abgeschaltet, der durch einen Nocken 28 auf der Welle 30 der Kurvenscheibe 23 betätigt wird.
Es ist die Möglichkeit gegeben, die Aufwärtsbewegung der Transportschere durch einen Sperrkontakt 29 (Fig. 5) abzuschalten, der an dem Scherenschenkel angebracht ist. Die Kontakte schalten, wenn sie in Tätigkeit gesetzt werden, den Motor aus und stellen dadurch die Bewegung der Schere ab.
Auf der Welle 30 für die Kurvenscheibe 23 befindet sich im Innern der Maschine, also zwischen den beiden Seitenwänden des Maschinengestelles, ein Kurvenscheibe 31, die den an dem einen Ende durch Kurvenrolle 32 und Schlitz 33 geführten Hebel 34 antreibt, indem dieser Hebel mit seiner Rolle 34a in der durch die gestrichelte Mittellinie angedeuteten Kurvennut 31 a läuft (Fig. 1, 2). Der Hebel bewegt über zwei Kniegelenke 35, 36, 37 die beiden Formschliessplatten 38 und 39 (Fig. 1, 2).
Die beiden Formschliessplatten 38 und 39 tragen die eigentlichen Blasformhälften 40 und 41. Fig. 2 zeigt die Form in geöffneter Lage, während Fig. 1 die beiden Hälften in geschlossener Lage zeigt.
Zum Aufblasen des ausgespritzten Schlauches dient ein Blasdorn 42, der an einem Hebel 43 an gebracht ist (Fig. 8). Dieser Hebel ist mit einer Kurvenrolle 44 versehen, er ist in dem Abstreifhebel 45 um eine Achse 46 auf- und abschwenkbar gelagert, und beide Hebel 43 und 45 sind um einen senkrechten Zapfen 47 schwenkbar an der Holmenführungsplatte 48 gelagert.
Die Rolle 44 läuft auf einer an der Formschliessplatte 39 befestigten Kurvenplatte 49, die den Hebel 43 mit dem Blasdorn bei der Hin- und Herbewegung der Formschliessplatte hebt und senkt, und an dem Hebel 45 ist eine Platte 50 befestigt, die einen Schlitz 51 aufweist, in dem eine an der Formschliessplatte gelagerte Rolle 52 läuft, so dass bei Verschiebung der Formschliessplatte 39 die Hebel um den Zapfen 47 seitlich geschwenkt werden.
Der Abstreifhebel 45 fasst mit seinem freien Ende um den Blasdorn. Zwischen dem Presskolben 2 und dem Lenker 9 des Winkelhebels 7 ist ein hydraulischer Zylinder 53 mit Tauchkolben 54 (Fig. 3) zur Aufnahme einer Überbewegung des Antriebs gegen über dem Presskolben eingeschaltet. Das von dem Tauchkolben 54 dabei verdrängte Öl wird in einen mit Druckgas gefüllten Akkumulator 55 gepresst. Dadurch wird auch nach Abschalten des Elektromotors 3 der Presskolben 2 weiter in den Plastifizierungszylinder 10 eingedrückt.
Mit dem Presskolben 2 ist eine Nockenstange 56 verbunden, die einen in der Zeichnung nur schematisch angedeuteten elektrischen Endbegrenzungsschalter 15 mit drei Schaltstufen betätigt.
Der Arbeitsgang der Maschine ist demnach folgender: Nach Ablauf der Pausenuhr wird durch diese der Motor 3 eingeschaltet, und der Vorschub des Presskolbens beginnt. Zu dieser Zeit liegt der vorher fertig geblasene Hohlkörper noch in der Form, und es wird zuerst ein bei 57 angedeutetes, in den Luftzuführungsschlauch eingeschaltetes Ventil betätigt, das die Luft absperrt und den geblasenen Hohlkörper entlüftet. Das Ventil wird elektromagnetisch durch den ersten Kontakt der Nockenstange 56 betätigt.
Beim Weitergang des Presskolbens wird durch den zweiten Kontaktnocken der Scherenantriebsmotor 21 eingeschaltet, der die Kurvenscheibe 23 in Umdrehung versetzt. Diese hebt die Stossstange 13 mit der Schere in die Bereitschaftsstellung an, und sobald die geöffnete Schere 19 gegen den Anschlag 68 (Fig. 5) stösst und ihre Bewegung nicht mehr fortsetzen kann, bewirkt beim weiteren Ansteigen der Stangen 13 mit der Hülse 15 das Steilgewinde 14 eine Drehung der Scherenschenkel, wodurch sich die Schere schliesst. Hierbei umfassen die Scherplatten 20 den Schlauch und schneiden ihn durch.
Der Schlauch bleibt aber an den Scherenschenkeln haften, er bleibt oben offen.
An den über die Drehachse hinaus verlängerten Schenkeln 61 (Fig. 7) der Schere sind Elektromagnete 62 vorgesehen, die bei geschlossener Schere über einen Schalter erregt werden und die Schere geschlossen halten.
Der rundherum abgeschnittene und festgehaltene Schlauch wird nun durch die Schere bei der weiteren Bewegung der Kurvenscheibe 23 zwischen die beiden geöffneten Formhälften abgesenkt. Während der Schliessbewegung der beiden Formhälften, die durch den dritten Nocken der Nockenstange 56 gesteuert wird, schwenkt der Schlitz 51 den Blasdorn 42 über die Form, alsdann führt die Kurve 49 den Blasdorn (Fig. 8) in den innerhalb der Form befindlichen Schlauch ein. Am Ende der Schliessbewegung der Formhälften wird das untere Schlauchende geschlossen und der überschüssige Teil abgequetscht, während das obere Ende ebenfalls unter Abquetschen des überschüssigen Teils gegen den Dorn gedrückt wird.
Die Schliessbewegung wird durch einen Endschalter 58, der durch einen Nocken 59 auf der Kurvenscheibenwelle bewegt wird, abgeschaltet, gleichzeitig wird das Pressluftmagnetventil 57 ge öffnet und Pressluft in den Schlauch eingeführt.
Dieser wird aufgeblasen und gegen die Innenwand der hohlen Form gepresst.
Durch einen weiteren Nocken der Nockenstange 56 wird nun der Rückgang des Presskolbens eingeleitet und dieser Rückgang durch den End- oder Ausschalter 60 beendet. Gleichzeitig wird dabei eine Pausenuhr eingeschaltet, die die Zeit bis zum Beginn des nächsten Arbeitsganges, also dem Beginn des nächsten Vorschubs des Presskolbens, bestimmt.
Inzwischen wird während der Öffnungsbewegung der Formhälften der Blasdorn 42 durch die Kurve 49 angehoben, und der fertige Hohlkörper wird durch den Blasdorn mitgenommen und durch den Abstreifhebel 45 von dem Blasdorn abgestreift.
Der abgestreifte, fertige Gegenstand fällt in einen Sammelbehälter, und Blasdorn und Abstreifhebel gelangen wieder in ihre Anfangslage.