Einrichtung an einer Anlage zur Herstellung von Hohlkörpern aus einem ausgepressten Rohr aus Kunststoff zum Festhalten des frei herabhängenden Rohres
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an einer Anlage zur Herstellung von Hohlkörpern nach dem Blasverfahren aus einem ausgepressten Rohr aus Kunststoff zum Festhalten des-frei herabhängenden Rohres zwischen den Hälften der um das Rohr schliessbaren Form.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch mindestens ein Paar von zum Anfassen des Rohres dienenden Halteorganen, die einander mit Rändern zugewandt sind, und aus einer zurückgezogenen Lage, in welcher diese Räder voneinander getrennt sind, in eine Wirklage verschiebbar sind, in welcher die Ränder zwischen den Hälften der offenen Form zusammengeschlossen sind und die Aussenfläche des Rohres anfassen, wodurch dieses letztere zwischen den Formhälften gehalten wird, bevor die Form um dasselbe geschlossen wird.
In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung an Formanlagen schematisch dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 ein ausgepresstes Rohrstück,
Fig. 2 das Rohrstück mit Halteorganen,
Fig. 3 das gehaltene Rohrstück nach dem Abschneiden,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3,
Fig. 6 und 7 Varianten zu Fig. 5,
Fig. 8 ein seitlich versetztes Rohrstück,
Fig. 9 eine Anlage zur Herstellung von Hohlkörpern nach dem Blasverfahren,
Fig. 10, 11 im grösseren Masstab einen Schnitt durch die Blasformteile in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen,
Fig. 12 ein anderes Ausführungsbeispiel,
Fig. 13 im grösseren Masstab eine Ansicht der Greifer,
Fig. 14 die Anlage in Blasstellung,
Fig. 15 im grösseren Masstab den unteren Teil des Rohrstückes zwischen Blaskopf und Greifer,
Fig. 16 das Abschneiden des Gegenstandes durch Verstellen der Blasform,
Fig. 17 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anlage,
Fig.
18-22 im grösseren Masstab und teilweise im Schnitt die verschiedenen Arbeitsstellungen dieser Anlage.
Nachstehend wird beispielsweise die Anwendung der Einrichtung bei einem Verfahren für die Herstellung von Flaschen erläutert. Die meisten thermoplastischen Materialien, insbesondere Polyäthylen, behalten einen Teil ihrer Elastizität, auch dann, wenn sie bis zur Temperatur erhitzt sind, die sie in der Blasform haben müssen. Wenn in einem ausgepressten, erhitzten Rohr aus thermoplastischem Material durch das Auspressen ein Zug erzeugt wird, so ist gegebenenfalls das Material bestrebt, diesen Zug durch seine eigene Elastizität zu reduzieren.
Wenn ein Rohr oder ein hohler Strang aus thermoplastischem Material senkrecht von oben nach unten ausgepresst wird, so ist jeder Teil des Rohres einem axialen Zug unterworfen, der durch das Eigengewicht des Rohres verursacht ist. Der obere Teil des Rohres ist am meisten belastet. Ähnliche Spannungen entstehen bei horizontal ausgepressten Rohren.
In Fig. 1 ist ein Rohr 30 dargestellt, das von oben nach unten aus einer Düse 31 ausgepresst wird.
Das Rohr ist dem durch sein Eigengewicht verursachten Zug unterworfen. Der Teil 32 des Rohres, der sich nahe der Düse 31 befindet, weist daher eine Wandstärke auf, die kleiner ist als die des unteren Teiles 33 des Rohres.
Eine bestimmte Länge des Rohres kann abgeschnitten und das Rohrstück durch Kräfte gestützt werden, die nur an seinem unteren Teil wirken.
Diese Abstützung dauert so lange, bis der obere Teil des Rohrstückes sich unter der Wirkung seiner Elastizität nach unten bewegt hat, wodurch die Zugspannung im Rohrstück reduziert wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Rohr 32 ist unten durch Greifer 35 gehalten (Fig. 5) und oben mittels Führungen 36 geführt (Fig. 4). Nachdem die Greifer 35 und die Führungen 36 in Arbeitsstellung gebracht worden sind, wird das obere Ende des Rohres 32 durch das Messer 37 abgetrennt. Im dargestellten Beispiel gleitet das Messer 37 unmittelbar über den Rand der Düse 31. Es könnte sich aber auch im Abstand dieser Düse befinden.
Man könnte auch den unteren Teil des Rohres vor dem Abschneiden bereits stützen, wobei die Düse 31 weiter Material auspressen würde. Das untere Ende des Rohres wird dabei festgehalten, oder mit einer Geschwindigkeit nach unten bewegt, die kleiner ist als die Geschwindigkeit des Materials aus der Düse. Das Material im oberen Teil des Rohres wird dann etwas zusammengedrückt. Die meisten thermoplastischen Materialien sind bei den für ein Aufblasen in der Form notwendigen Temperaturen relativ. nahe an ihrem Schmelzpunkt, so dass der axiale Zug durch den obenerwähnten Vorgang nicht ganz aufgehoben werden kann. Nach dem Abschneiden soll daher der untere Teil des Rohres abgestützt werden, so dass der obere Teil unter der Wirkung der verbleibenden Spannung sich nach unten verschieben kann.
Das erwähnte Verfahren kann sowohl kontinuierlich als nicht kontinuierlich angewendet werden. Bei kontinuierlicher Herstellung muss das abgeschnittene Rohrstück ausserhalb der Bahn des nächsten Rohrstückes verlegt werden. Die zu dieser Verlegung nptwendige Zeit genügt für das erwähnte Zusammenziehen des Rohres. Während das Rohr verlegt wird, ist es unten festgehalten und oben derart geführt, dass es sich axial verschieben kann. Wenn das Rohr seine Endlage erreicht hat, so ist es praktisch spannungslos. Eine mehrteilige Blasform kann dann um das Rohrstück geschlossen werden.
Beim Herstellen von nicht geraden Gegenständen, wie z. B. einem Arm für eine Puppe, einem Behälter mit einem krummen Ausgussteil, usw., ist das erwähnte Verfahren besonders günstig. Während der untere Teil des Rohres gehalten ist, kann der obere Teil versetzt werden, wobei das axiale Schrumpfen unbeeinflusst bleibt. Das Rohrstück hat jetzt eine krumme Form, die im wesentlichen derjenigen der Blasform entspricht. In Fig. 8 ist ein solches Rohrstück in ausgezogenen Linien dargestellt. Die ursprüngliche Form des Rohres ist strichpunktiert angedeutet. Die krumme Form wird durch Versetzen der Führungen 36 erzielt. Die gleichen Mittel werden also für das Vorformen und für das Verstellen des Rohrstückes verwendet. Beide Vorgänge erfolgen gleichzeitig.
Die Teile, die das untere Ende des Rohres fassen und stützen, können derart geformt sein, dass sie dem Rohr bereits eine Form geben, die dem Profil der Blasform entspricht. Obwohl das Rohr nur an seinem unteren Ende gefasst und deformiert wird, erstreckt sich diese Deformation in Folge des erhitzten Zustandes längs des ganzen oder fast des ganzen Rohres. Ein lokal begrenzter verformender Kontakt mit dem Rohr kann somit zur Verformung fast des ganzen Rohres dienen. Dank dessen kann das Rohr in der Form eingeschlossen sein, wobei sein unteres Ende stets von den Greifern gehalten ist.
Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass keine der Teile des Rohres, die aufgeblasen werden, in einem wärmeleitenden Kontakt mit anderen Organen stehen. Es gibt somit praktisch keine Temperaturunterschiede zwischen den verschiedenen Teilen des aufzublasenden Rohres.
In Fig. 5-7 sind verschiedene Querschnitte der Organe 35, 36 dargestellt.
Die Greifer 35 weisen gemäss Fig. 5 eine quadratische Öffnung 38 auf, deren Seiten praktisch tangential zur Rohrmantelfläche liegen. Die Greifer 35 verursachen in diesem Falle keine Veränderung des Rohres. Die Greifer 35 gemäss Fig. 6 weisen eine Öffnung auf, deren Teil 38a mit dem Rohr im Kontakt steht. Das Rohr bekommt dadurch einen ovalen Querschnitt. Wenn der zu formende Gegenstand ebenfalls oval gestaltet ist, so wird der Blasvorgang entsprechend erleichtert. Gemäss Fig. 7 weisen die Greifer 35 eine Öffnung auf, die hexagonal ist. Das Rohr enthält einen entsprechenden Querschnitt. Je nach dem Querschnitt des zu formenden Gegenstandes kann man entsprechende Greifer 35 vorsehen, wodurch das Rohr bereits einen Querschnitt bekommt, der demjenigen des Gegenstandes im wesentlichen entspricht.
In Fig. 9-11 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anlage mit der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt.
Aus der Presse 40 wird durch die Düse 31 ein freihängendes vertikales, erhitztes Rohr aus thermoplastischem Material ausgepresst. Ferner ist eine in bezug auf die Düse 31 auf- und abwärts beweglich angeordnete Tragplatte 41 vorgesehen. Diese Tragplatte 41 ist an den Enden zweier Kolbenstangen angebracht, die an den Kolben von zwei hydraulischen Zylindern 43 befestigt sind. Durch Steuerung der Druckmittelzufuhr zu den Zylindern 43 kann die Tragplatte 41 wahlweise auf- und abwärts bewegt werden. In der Mitte der Tragplatte 41 ist ein läng licher Schlitz 42 vorgesehen, dessen Breite ziemlich grösser ist als der Durchmesser des Rohres 30. Das freie Ende des Rohres kann ohne Schwierigkeit durch den Schlitz 42 gelangen. Der Schlitz 42 ist lang genug, um auch axial versetzte Rohre (Fig. 8) durchzulassen.
Die Blasform besteht aus zwei beweglichen Teilen 45, die zusammen den Formraum 46 begrenzen, der dem gewünschten Gegenstand entspricht. Die Teile 45 sind zweckmässig auf der Tragplatte 41 verstellbar angeordnet. Jeder Teil 45 gleitet zwischen zwei vertikalen Führungen 46a, die an der Tragplatte 41 befestigt sind. Der Fuss jedes Teiles 45 erstreckt sich in den Schlitz 42. Jeder Teil 45 ist über eine Stange mit einem hydraulischen Zylinder 47 verbunden, der zu ihrer Verstellung dient.
Die Greifer 35 und die Führungen 36 sind im unteren, bzw. im oberen Teil der Formteile 45 angeordnet. Im Fuss der Teile 45 sind Bohrungen 48 vorgesehen. Jeder Greifer 35 hat eine im Querschnitt viereckige Verlängerung 49, die in einer der Bohrungen 48 verschiebbar angeordnet und durch eine mittels Bolzen 51 befestigte Platte 50 gehalten ist. Jeder Greifer 35 weist ferner einen nach oben, bzw. nach unten gerichteten Lappen 52 auf. An diesem Lappen 52 ist ein Führungsbolzen 53 befestigt, der sich durch die Bohrung 48 und durch eine Öffnung 54 ihrer Abschlusswand erstreckt. Auf dem Bolzen 53 ist eine Druckfeder 55 angeordnet, die den Greifer 35 belastet. Die beiden Führungen 36 sind in identischer Weise auf den Teilen 45 montiert.
Die Greifer 35, wenn sie in Kontakt miteinander sind, bilden eine Öffnung 38, die derart bemessen ist, dass der untere Teil 33 des Rohres 30 gehalten und gestützt wird. Die Führungen 36 bilden ebenfalls eine Öffnung 38, diese ist aber derart bemessen, dass die axialen Bewegungen des Rohres 30 in keiner Weise behindert werden.
Ferner ist ein Blaskopf 60 vorgesehen, der durch das untere offene Ende des Rohres 30 einführbar ist. Die Höheneinstellung des Blaskopfes 60 erfolgt mittels des hydraulischen Zylinders 61.
Die beschriebene Anlage funktioniert wie folgt
In Fig. 9 ist die Anfangsstellung dargestellt, bei welcher ein Rohr 30 ausgepresst worden ist. Die Teile 45 werden dann gegeneinander bewegt, ohne jedoch den Formraum ganz zu schliessen (Fig. 10).
Die Greifer 35 und die Führungen 36 hingegen kommen in Kontakt miteinander und mit dem Rohr 30.
Das Messer 37 wird dann durch nicht dargestellte Mittel betätigt. Unmittelbar nach dem Schneiden wird die Tragplatte 41 unter der Wirkung der Zylinder 43 nach unten bewegt. Der abgeschnittene Rohrteil wird somit von der Düse 31 entfernt. Er kann somit nicht mit dem nächsten Rohrteil 30a (Fig. 11) in Kontakt kommen. Während dieser Abwärtsbewegung kann sich das Rohr 30 wieder zusammenziehen, und die durch das Eigengewicht verursachte Spannung wird aufgehoben. Wenn dies der Fall ist, so werden die Formteile 45 weiter gegeneinander bewegt. Sie schliessen sich um das Rohr 30 (Fig. 11). Vor dem Schliessen der Formteile 45 wird der Blaskopf 60 in das untere Ende des Rohres 30 eingeführt.
Beim Schliessen der Formteile 45 wird das obere Ende des Rohres 30 verschlossen (Fig. 11). Wenn jetzt ein Druckmittel durch den Blaskopf eingeführt wird, so wird das Rohr 30 an die Wände der Form angepresst. Dank den Organen 35, 36 konnte das Rohr 30 ohne besonderen konstruktiven Aufwand axial nach unten bewegt werden.
Nach dem Kühlen und Erstarren des aufgeblasenen thermoplastischen Materials werden die Formteile 45 seitlich bewegt, so dass der fertige Gegenstand aus dem Formraum 46 kommt. Gleichzeitig werden die Greifer 35 und die Führungen 36 zurückgezogen. Der Blaskopf 60 wird ebenfalls nach unten bewegt. Die Tragplatte wird nach dem Entfernen des fertigen Gegenstandes nach oben bewegt, und der beschriebene Vorgang kann wiederholt werden (Fig. 9).
In Fig. 12-16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei dieser Anlage wird das Rohr anders gehalten, die Arbeitsweise der Anlage ist jedoch die -gleiche wie in bezug auf Fig. 9-11 beschrieben.
Die dargestellte Anlage weist ebenfalls eine Tragplatte 41 mit Antriebszylindern 43 und Formteilen 45 mit Antriebszylindern 47 auf. In dem Schlitz 42 der Tragplatte 41 sind Greifer 70 seitlich verschiebbar angeordnet (Fig. 13, 15). Diese Greifer 70 bilden eine mittlere, konische Öffnung 71 von rundem Querschnitt. Diese Öffnung 71 kann die verschiedenen in Fig. 5-7 dargestellten Formen einnehmen. Diese Greifer 70 sind an den Kolbenstangen von Verstellzylindern 72 befestigt. In Fig. 12 sind sie in geöffneter und in Fig. 13-15 in geschlossener Stellung dargestellt.
Der Blaskopf 73 ist selber konisch ausgebildet (Fig. 15), so dass das untere Ende des Rohres zwischen diesem Blaskopf 73 und der konischen Wand der Öffnung 71 eingeklemmt ist.
Die Formteile 45 können entweder vor oder nach dem Aufwärtsbewegen des Blaskopfes 73 geschlossen werden. Die Formteile 45 werden zweckmässig nur soweit geschlossen, dass sie in Kontakt mit dem Rohr kommen und es halten. Vor dem Aufblasen müssen diese Formteile 45 ganz geschlossen werden.
Sie klemmen und schliessen den oberen Teil des Rohres. Die Kanten 45a der Formteile 45, die das Rohr oben klemmen und schliessen, sind näher an der Rohrachse angeordnet, als die den Hals des Gegenstandes definierenden Flächen 45b der Formteile 45. Wenn also diese Teile 45 nur teilweise geschlossen werden, so werden die Kanten 45a im Kontakt mit dem Rohr stehen, um es zu führen, wobei die Greifer 70 das Rohr unten stützen, sobald es von der Düse abgeschnitten worden ist. Die Reduktion der entstandenen Spannung ist also auch hier möglich.
Nach dem gänzlichen Schliessen der Formteile 45 wird das Rohr 30 gegen die Wand des Formraumes 46 aufgeblasen. Gegebenenfalls können dann die Formteile 45 gemeinsam durch entsprechende Steuerung der Zylinder 47 seitlich verschoben werden. Die Messerkanten 75 der Greifer 70 schneiden somit den zwischen den Blaskopf 73 und den Greifern 70 geklemmten Teil des Rohres vom aufgeblasenen Gegenstand ab. Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass das beschriebene Verfahren auch mit diesem Ausführungsbeispiel durchgeführt werden kann.
Mit der Anlage gemäss Fig. 17-22 wird der Gegenstand im Gegensatz zu Fig. 9-16 von oben aufgeblasen.
Die Formteile 45, die Elemente 35, 36 mit Feder 55 und der Tragtisch sind wie in bezug auf Fig. 9-11 beschrieben. Hydraulische Zylinder 43 dienen zum Auf- und Abwärtsbewegen der Tragplatte 41, während die Formteile 45 und die Elemente 35, 36 durch Zylinder 47 betätigt werden.
Wie aus Fig. 17, 18 ersichtlich, ist in der Presse eine Bohrung 80 vorgesehen, in welcher ein rohrförmiges Element 81 koaxial angeordnet ist. Die ringförmige Düse ist durch die Wand der Bohrung 80 und durch die äussere Mantelfläche des Elementes 81 gebildet. Die innere Bohrung dieses Elementes 81 dient zur Führung des Blaskopfes 83. Letzterer ist durch eine lange Stange 83 mit einem mittleren Kanal 84 für das Druckmittel gebildet. Am Ende der Stange 83 ist eine Abrundung 85 vorgesehen, die den eigentlichen Blaskopf bildet. Die Stange 83 kann von einer zurückgezogenen Stellung (Fig. 18) in eine vorgeschobene Stellung (Fig. 20) bewegt werden. Sie wird erst nach gänzlichem Schliessen der Formteile 45 in das Rohr eingeführt. Wie bereits erwähnt, hat der untere Teil des Rohres eine grössere Wandstärke als der obere Teil.
Dies ist auch der Fall, wenn man, wie oben beschrieben, dem Rohr die Gelegenheit gibt, zusammenzuschrumpfen.
Wenn also der Gegenstand, z. B. eine Flasche, aufrecht geblasen wird, so befindet sich die grösste Wandstärke an der Basis des Gegenstandes, was ihm eine grössere Standfestigkeit verleiht.
Mit der beschriebenen Anlage wird das Rohr ausgepresst (Fig. 18), es wird durch die Elemente 35, 36 gehalten und geführt und zwar sowohl vor als auch nach dem Abschneiden mittels des Messers 37 (Fig. 18). Nach dem Schneiden wird das Rohr axial nach unten bewegt, wobei es sich in dieser Zeit zusammenziehen kann. Die Stange 83 mit ihrem Kopf 85 wird ebenfalls nach unten bewegt. Inzwischen wird der nächste Rohrteil langsam aus der Presse kommen. Das Einführen des Blaskopfes in das Rohrstück erfolgt erst nach dem Zusammenschliessen der Formteile 85 um das Rohrstück 30, das an seinem unteren Ende durch Zusammenklemmen abgeschlossen wird. Nach dem Aufblasen des Rohres gegen die Formwand und dem Erstarren des geformten Gegenstandes werden die Formteile 45 geöffnet. Dies kann vor oder nach dem Zurückziehen der Stange 83 erfolgen. Der fertige Gegenstand 89 kann entfernt werden (Fig. 22).