Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von hohlen Gegenständen aus giessbarem organischem plastischem Material
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Gegenständen aus giessbarem organischem plastischem Material, insgesondere zur Herstellung von Kunststofflaschen und dergleichen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Rohling in einer Rohlingsform auf einem Blaskern spritzgiesst, welcher sich in einer Spritzguss-Station befindet, dass man den Blasen mit dem darauf befindlichen Rohling axial aus der Spritzguss-Station in eine Blasstation zurückzieht, welche eine auf dieserAchse gelegeneBlasform aufweist, dass man den Rohling in dieser Blasstation durch den Druck eines Mediums in der Blasform aufbläst, um den hohlen Gegenstand zu bilden, dass man den Blaskern von diesem hohlen Gegenstand auf der Fortsetzung der genannten Achse zurückzieht und die Blasform quer zum Weg des Blaskerns in eine Ausgabestation schiebt, und dass man den Blaskern zum Spritzen Ides nächsten Rohlings längs der Achse in die Spritzguss-Station zurückführt.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Rohlingsform mit einem Blaskern, der Wände zur Bildung der inneren Oberfläche des Rohlings und Leitungen für die Zufuhr eines Mediums zum Aufblasen des Rohlings in einer Blasform aufweist, durch einen äusseren Formteil mit Wänden zur Bildung der äusseren Oberflächen des Rohlings, welche Wände zwecks Bildung einer geschlossenen Rohlingsform axial auf den Blaskern ausgerichtet sind, durch eine Blasform, welche zur Zusammenarbeit mit dem Blaskern in einer koaxial zur Fortsetzung der Achse der Rohlingsform angeordneten Blasstation ausgebildet ist, durch Mittel zum Zurückziehen des Blaskerns mit dem darauf gebildeten Rohling auf der genannten Achse aus der Rohlingsform in die Blasform in der Blasstation, durch Mittel,
um den Rohling in der Blasform zum hohlen Gegenstand aufzublasen, durch Mittel, um den Blaskern in der Blasform auf der weiteren Fortsetzung der Achse aus dem hohlen Gegenstand zu ziehen, durch Mittel, um die Blasform mit dem hohlen Gegenstand quer aus dem Weg des Blaskerns weg in eine Ausgabestation zu verschieben, und durch Mittel, um den Blasen längs der genannten Achse in seine Ausgangstellung in der Rohlingsform zurückzubringen.
Der Hals des Rohlings, welcher später zum Hals der geblasenen Flasche wird, wird zweckmässig unter Druck in einem äusseren Halsring gegossen, welcher üblicherweise mit Kühlmitteln versehen und benachbart zur Rohlingsform angeordnet ist. Es bildet in seiner Arbeitslage eine Fortsetzung der Rohlingsform.
Nach dem Einpritzen wird der Rohling aus seiner Form genommen, und der Blaskem und gegebenenfalls der Halsring werden mit dem geformten Rohling axial in eine Blasstellung zurückgezogen. Hierauf wird eine Blasform um den Rohling herum geschlossen und dieser darin vorzugsweise durch Druckluft aufgeblasen, welche durch eine Leitung im Blaskern zugeführt wird, damit der Rohling in der Blasformhöhlung zum fertigen Produkt umgewandelt wird.
Nach dem Blasen wird der Blaskern weiter zurückgezogen, und zwar gegebenenfalls in eine Konditionierungskammer, während der Druck in der geblasenen Flasche aufrecht erhalten wird, damit sie in Berührung mit den Wänden der Blasform bleibt, welche gekühlt werden, bis die Flasche selbst für die weitere Behandlung genügend gekühlt ist. Während dieses Arbeitsschrittes kann der Blaskern in der Konditionierungskammer gekühlt werden, um ihn für den nächsten Spritzgusszyklus vorzubereiten. Nach einem gewünschten Intervall wird der Halsring geöffnet oder auf andere Weise aus seiner Lage entfernt, um den Flaschenhals freizugeben, und die Blasform wird quer zum Weg des Blaskerns weg in eine Flaschenausgabestellung verschoben.
Der Blaskern wird hierauf axial in seine ursprüngliche Stellung zum Einspritzen des Rohlings in die Rohlingsform geschoben und der nächste Rohling kann ohne Rücksicht auf das Entfernen der geblasenen Flasche aus der Blasform gespritzt werden, welches Entfernen an der Flaschenausgabestelle der Blasform erfolgt. Der beschriebene Arbeitszyklus wird zwecks Bildung der nächsten Flasche wiederholt.
Es ist zu beachten, dass die für jeden Arbeitszyklus benötigte Zeit durch das Zurückschieben des Blaskerns in die Rohlingsspritzform, währenddem sich die Flasche immer noch in der Blasform befindet, vermindert wird, wodurch die Leistungsfähigkeit der Maschine vergrössert wird.
Das Entfernen des Blaskerns von der Flasche zu einem frühen Zeitpunkt des Kühlzyklus vermindert bleibende Restspannungen, welche durch das Schrumpfen des Flaschenhalses auf dem Blaskern entstehen würden, weshalb nicht nur die Zeit für einen Arbeitszyklus vermindert, sondern auch die Qualität der geblasenen Flasche verbessert wird.
Anhand der beiliegenden Zeichnung wird nachfolgend beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.
Figur 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Vorderansicht der Vorrichtung, wobei sich der Blaskern in der Stellung zum Einspritzen des Rohlings befindet und die Blasform offen ist.
Figur 1 A zeigt eine Einzelheit des unteren Endes des Blaskerns am Anfang der Rohlingsbildung.
Figur 1B zeigt eine Einzelheit ähnlich Fig. 1A, wobei jedoch der Blaskern zurückgezogen ist, um die Formung des Rohlingsbodens zu ermöglichen.
Figur 2 zeigt eine Ansicht ähnlich Figur 1, mit dem Blaskern in der Blasform und einer geblasenen Flasche.
Figur 3 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Figur 2, wobei der Blaskern in die Konditionierungskammer zurückgezogen ist.
Figur 4 zeigt eine Ansicht ähnlich Figur 3, mit offenem Hals ring zur Freigabe des Flaschenhalses.
Figur 4A zeigt in grösserem Massstab und teilweise im Schnitt eine seitliche Teilansicht der in Figur 4 dargestellten Vorrichtung.
Figur 5 zeigt eine Seitenansicht mit in die Rohlingsform vorgeschobenem Blaskern (wie in Figur 1) und mit der Blasform in Flaschenabgabestellung.
Figur 6 zeigt eine teilweise Vorderansicht der offenen Blasform zur Abgabe der geformten Flasche.
Wie in dem Figuren 1, 1A und 1B dargestellt ist, besitzt die in der Zeichnung erläuterte Vorrichtung eine Rohlingsform, welche einen lösbaren äusseren Formteil 10 mit Flüssigkeitsleitungen zur Temperaturregulierung und Seitenwände 11 sowie eine Stirnwand 12 aufweist, und einen Blaskern 13 mit einer Seitenwand 14 und einer Stirnwand 15, welche auf der Stimwand 12 des äusseren Formteils 10 sitzen kann und einen konvexen Zentrierstift 16 trägt, der in einer entsprechenden Bohrung 17 in der Stimwand 12 sitzt.
Die Einspritzdüse 20 besitzt eine Leitung 21 für den Kunststoff und steht über radiale Gräben 22 in der Stirnwand 15 des Blaskerns mit dem Formhohlraum 23 in Verbindung, welcher zwischen den Seitenwänden 11 des äusseren Formteils 10 und der Seitenwand 14 des Blaskerns ausgespart ist und zur Bildung der Seitenwand 25 des Rohlings dient.
Die Düsenleitung 21 steht über einen Schieber 31 mit einer Bohrung 32 mit einem Zylinder 33 in Verbindung, in welchem sich eine Charge Kunststoff befindet, auf welche mittels eines Kolbens 34 Druck ausgeübt werden kann. Der Zylinder 33 besitzt ebenfalls ein Ladenventil 35. Der Schieber 31 wird über einen geeigneten Hebel durch einen Kolben 36 betätigt, der sich in einem Zylinder 37 befindet. Der Flüssigkeitsdruck im Zylinder 37 wird durch ein Ventil 38 gesteuert, das durch ein Solenoid 39 betätigt wird. Eine Feder 40 hält den Schieber 31 geschlossen, bis es unter der Wirkung des Kolbens 36 nach dem Unterstromsetzen des Solenoids 39 geöffnet wird.
Der Blaskern 13 ist mit nicht dargestellten Mitteln zum Schliessen eines Stromkreises zum Solenoid 39 versehen, wenn der Blaskern die in Fig. 1A und 1B dargestellte Lage zum Einspritzen des Rohlings erreicht.
Der Blaskern 13 ist über eine Blaskernstange 41 mit einem Kolben 42 verbunden, welcher in einem Zylinder 43 gleitet, der in einem Kreuzkopf 4 ausgebildet ist. Der Kolben 42 wird durch Flüssigkeitsdruck, der dem Zylinder 43 über eine Leitung 45 zugeführt wird, in seiner vorderen Lage gehalten, wobei er einen bestimmten Druck ausübt, um die Stirnwand des Blaskerns 13 gegen die Stirnwand 12 der Rohlingsform zu halten.
Das Ganze ist so dimensioniert, dass der durch den Kunststoff gegen die Stirnwand 15 des Blaskerns 13 nach dem Füllen des Formraums 23 ausgeübte Druck grösser als der Flüssigkeitsdruck im Zylinder 43 ist und den Blasen 13 so weit zurückstösst, dass ein Hohlraum 46 zwischen der Stirnwand 15 des Blaskerns und den Stirnwänden 12 des äusseren Formteiles entsteht, in welchem Hohlraum 46 die Stirnwand 47 des Rohlings gegossen wird, wie aus Fig. lb ersichtlich ist. Wenn der Kolben 42 um diesen Betrag zurückgezogen ist, betätigt er einen Schalter 49, der den Stromkreis des Solenoids 39 unterbricht, so dass der Schieber 31 durch die Feder 40 geschlossen wird.
Dadurch wird das Einspritzen von Kunststoff in die Rohlingsform unterbrochen und ein übermässiger Druck auf den Kunststoff vermieden. Die Rohlinge werden somit unter einem bestimmten gleichmässigen Druck und mit einer bestimmten gleichmässigen Kunststoffmenge hergestellt. Es können geeignete Anschläge vorgesehen werden, um den Kolben 42 nach dem Betätigen des Schalters 49 anzuhalten. Um die Einspritzdüse 20 und den Zylinder 33 sind geeignete Heizmittel 50 angeordnet, welche den Kunststoff auf der gewünschten Giesstemperatur halten.
Der Hals des Rohlings wird in einem Halsring unter Druck gegossen. Dieser Halsring ist auf einem Träger 51 montiert und aus zwei Teilen 52 und 53 zusammengesetzt, die Kühlleitungen besitzen und geöffnet werden können, um den Hals der gebildeten Flasche frei zu geben. Der Teil 52 ist auf einer Gleitplatte 54 angeordnet, welche einen Zylinder 55 (von dem in Fig. 4 ein Teil weggebrochen ist) trägt, in welchem eine Kolbenstange 56 gleitet, mit welcher der Teil 53 derart verbunden ist, dass in den Zylinder 55 gedrückte Flüssigkeit die beiden Teile 52 und 53 in die in Figur 4 dargestellte Freigabestellung zurückzieht.
Der Träger 51 ist mittels einer Hülse 60 auf einem Kreuzkopf 61 montiert, welcher durch einen hydraulischen Zylinder 62 vor- und zurückgeschoben werden kann. Ein ähnlicher hydraulischer Zylinder 63 betätigt den Kreuzkopf 44.
Der Kreuzkopf 44 trägt einen Zylinder 70, in welchem die Hülse 60 gleitet, um eine ausdehnbare Kammer zu bilden, in welche der Blaskern zum Kühlen und Konditionieren zurückgezogen werden kann. Die Hülse 60 trägt an ihrem unteren Ende Fallklappen 73 zum Ver schliessen der Konditionierungskammer. Um die Blaskernstange 41 herum ist eine Hülse 74 angeordnet, welche sich von einem Ansatz 75 des Kreuzkopfes 44 aus erstreckt und an ihrem unteren Ende eine Schulter 76 aufweist, die in einer Ausnehmung 76a des Halsringträgers 51 sitzen kann, so dass der Halsring und der Blasen zusammen als eine Einheit zwischen der oberen Stellung des Halsrings und der unteren Rohlingseinspritzstellung der Blaskerns verschoben werden.
In der in Figur 1 dargestellten Stellung zur Formung des Rohlings wird der Halsring gegen den äusseren Rohlingsformteil 10 gehalten, um zusammen mit dem Blaskern einen Ansatz der Rohlingsform zu bilden, in welchem der Hals des Rohlings geformt wird.
Nachdem der Rohling gespritzt ist, wird der äussere Formteil 10 geöffnet, um den Rohling freizugeben, und der Blaskern 13 mit dem darauf gebildeten Rohling und dem Halsring wird aus der Rohlingsform in die in Fig. 2 dargestellte Blaslage zurückgezogen, in dem der Kreuzkopf 61 mittels des Zylinders 62 um den gewünschten Betrag angehoben wird. Dieser hebt den Halsring und seinen Träger 51, und über die Hülse 74 auch den Kreuzkopf 44 und den von ihm getragenen Blaskern 13. In dieser Lage wird eine Blasform mit den beiden Teilen 80 und 81 in Stellung gebracht und um den Rohling herum unterhalb des Halsrings geschlossen. Die Blasform bildet eine Höhlung 82, in welcher der Rohling durch Einpressen von Luft oder eines anderen Mediums über die axiale Leitung 84 im Blaskern aufgeblasen wird, um die Flasche 85 oder dergleichen zu bilden.
Nachdem die Flasche, wie in Fig. 2 dargestellt, geblasen worden ist, wird der Blaskern 13 wie in Figur 3 dargestellt in die Konditionierungskammer zurückgezogen. Zu diesem Zweck wird der Kreuzkopf 44 durch den Betätigungszylinder 63 angehoben, während der Kreuzkopf 61 still steht. Das bewirkt, dass der Zylinder 70 über die Hülse 60 gleitet, um eine längliche Konditionierungskammer zu bilden, und der Blaskern durch den Flaschenhals in die Kammer geschoben wird. Oberhalb des Halsrings wird durch eine Leitung 87 in die Hülse 60 Luft eingeblasen, um die Flasche unter Druck zu halten, während sie sich in der Blasform abkühlt. Normalerweise ist die Blasform mit Zufuhren für ein Kühlmedium versehen, wie in der Zeichnung gezeigt wird.
Gleichzeitig kann ein Kühlmedium wie etwa kalte Luft durch eine Reihe von perforierten Rohren 91 in die Konditionierungskammer und auf die Oberfläche des Blaskerns geblasen werden, um diesen zu kühlen, oder es kann eine Trennlösung oder ein anderes Konditionierungsmaterial auf den Blaskern gesprüht werden.
Wenn man die geblasene Flasche mit einem Schutz überzug aus einem anderen Material als dasjenige des Flaschenkörpers versehen will, und wenn das Material des Schutzüberzuges durch Blasen leicht verformbar ist, kann dieses Material in der Konditionierungskammer auf den Blasken gebracht und darauf während des Formens des Rohlings belassen werden, worauf man es zusammen mit dem Rohling in der Blasform aufbläst.
Wenn die Flasche in der Blasform genügend abgekühlt ist, wird der Halsring zur Freigabe des geformten Flaschenhalses freigegeben, wie in Fig. 4 gezeigt wird, oder der Halsring wird, wenn nötig, geöffnet und durch weiteres Anheben des Kreuzkopfes 61 mittels des Zylinders nach oben verschoben, um den Flaschenhals freizugeben. Die Blasform wird dann quer zum Weg des Blaskerns nach aussen in die in Fig. 5 dargestellte Lage verschoben, und der Blasen und der Halsring werden durch Betätigen des Zylinders 63 und Absenken des Kreuzkopfes 44 in die in Fig. 1 dargestellte Rohlingsformstellung geschoben. Wenn feder Kreuzkopf 44 so weit abgesenkt ist, dass die Schulter 76 in der Ausnehmung 76a des Halsringträgers 51 sitzt, werden der Halsring und die Blasform als eine Einheit weiter verschoben, bis der Halsring auf der Rohlingsform sitzt.
Durch Einführen von Druckflüssigkeit durch die Leitung 45 zwecks Wirkung auf den Kolben 42 wird der Blaskern gegen die Stirnwand 12 des äusseren Rohlingsformteils 10 gedrückt. Hierauf wird mit dem Einspritzen des nächsten Rohlings begonnen. Gleichzeitig, oder wenn gewünscht vorher, wird die Blasform, wie in Figur 6 gezeigt, geöffnet, um die geformte Flasche freizugeben. Ein Verfahren, um die Flasche aus der Blasform zu nehmen, wird in Fig. 6 gezeigt. Man benützt einen aufblasbaren Finger 88, der in den Flaschenhals eingeführt und dann aufgeblasen wird, um die Flasche zu fassen. Die Blasform kann dann in die in Fig. 1 dargestellte Blasstellung zurückgeführt und die geformte Flasche dadurch Degonflieren des Fingers 88 auf eine schiefe Ebene 89 oder ein Transportband 90 gebracht werden.
Wenn die Blasform nicht genügend Spielraum für den Halsring und den zugehörigen Mechanismus aufweist, kann ihre Rückkehr in die Blasstellung verzögert werden, bis der Blaskern und der Halsring sich wiederum in Blasstellung befinden.
Die beschriebene Vorrichtung kann gewünschtenfalls mit zwei Blasformen arbeiten, anstatt nur mit einer Blasform, wie in der Zeichnung dargestellt, und zwar so, dass eine der beiden Blasformen sich in oder nahe bei der Flaschenausgabestellung und die andere sich in oder nahe der Blasstellung befindet. Jede Blasform eines solchen Paares besitzt ihre eigene Flaschenausgabestellung, welche üblicherweise symmetrisch zur Blasstellung angeordnet sind.
Die verschiedenen beschriebenen Arbeitsschritte können durch eine geeignete Programmeinrichtung gesteuert werden, wie etwa durch eine Reihe von nicht dargestellten Nocken oder durch Nocken betätigten Schaltern. Es wurde nur so viel von der Vorrichtung gezeigt, wie für das Verständnis der Arbeitsweise nötig ist.