Vorrichtung zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, bei der Vorformlinge in einer Erwärmungseinrichtung erwärmt und anschliessend in einer Blasform zu Behältern aufgebläht werden, mit einer der Erwärmungseinrichtung zugeordneten ersten Fördereinrichtung übernehmenden Übergabeeinrichtung mit einem Schwenkarm.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art hat auf einer Förderkette senkrecht nach oben abstehende Dorne, auf die schlauchförmige Vorformlinge aufgesteckt werden.
Die Fördereinrichtung führt die Vorformlinge zunächst durch einen Ofen und darauf in Blasformen.
In den Blasformen werden die Vorformlinge durch Einleiten von Blasluft durch die Haltedorne aufgebläht, wobei die entstehenden Behälter auf dem Kopf stehen.
Nach Öffnen der Blasformen werden die fertigen Behälter von den Dornen abgestreift. Haben die Behälter eine folienartig dünne Wand, ist es schwierig, die Behälter ohne sie zu knicken oder zu stauchen einer Füll-und Verschliessvorrichtung zuzuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, auf der sich Behälter bei schonenster Behandlung herstellen, füllen und verschliessen lassen und nicht der Gefahr geknickt oder gestaucht zu werden ausgesetzt sind.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Schwenkarm um eine horizontale Achse derart schwenkbar ist, dass die Vorformlinge beim Über- geben aus der Lage mit Öffnung nach unten in die umgekehrte Lage gewendet werden, und dass der Blasform eine zweite Fördereinrichtung zugeordnet ist, die die Vorformlinge an deren beim Erwärmen kühl gehaltenen Kopfteil von der Übergabeeinrichtung übernimmt und der Blasform zuführt und anschliessend die fertigen Behälter zu einer Füll-und Schliesseinrichtung fördert.
Die verschiedenen Stellungen der Vorformlinge und der fertigen Behälter in der Vorrichtung bringen den Vorteil, dass in der einen Stellung - Kopföffnung unten etwaige Schmutzteilchen herausfallen und, wenn zum Erwärmen Wasserdampf verwendet wird, an der Innenwand kondensierte Wassertropfen nach unten abfliessen, und dass in der andercn Stellung - Öffnung oben - die gerade hergestellten Behälter lagerichtig zu der Füll-und Verschliesseinrichtung gebracht werden können.
Ferner erfasst die zweite Fördereinrichtung die Vorformlinge an einem Teil, der hohe Festigkeit aufweist und keiner wesentlichen Verformung unterworfen wird.
Wenn die zweite Fördereinrichtung und deren zugeordnete Bearbeitungseinrichtungen in einer sterilen Kammer untergebracht sind, und die Behälter aseptisch gefüllt werden, können in einfacher Weise sterile Packungen hergestellt werden, da die Vorformlinge beim Plastifizieren ohnehin steril werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Vorrichtung in Seitenansicht tcilweise im Schnitt,
Fig. 2 einen Teil der Fördereinrichtungen der Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht in grösserem Massstab,
Fig. 3 den Aufnahmekopf der Übergabeeinrichtung in Draufsicht und
Fig. 4 einen Teil der zweiten Fördereinrichtung in Draufsicht.
In einem Gehäuse 11 sind zwei endlose Förderkettenpaare 12 und 13 um Umlenkräderpaare 14, 15 sowie 16, 17, 18, 19 so geführt, dass je eine geradlinige Strecke jedes Förderkettenpaares in ungefähr derselben waagrechten Ebene liegt und die beiden genannten geradlinigen Strecken in Förderrichtung hintereinander angeordnet sind. Das erste Förderkettenpaar 12 trägt in gleichmässigen Abständen hintereinander Aufnahmen 20 für zu erwärmende Vorformlinge 1 aus thermopastischem Kunststoff, die die Form eines Fingerhuts mit einem im Bereich ihrer Öffnung radial nach aussen abstehenden Flansch 2 haben.
Die Aufnahmen 20 haben einen an dem Förderkettenpaar 12 befestigten Hohldorn 21, auf dessen freiem abgesetzten Ende 23 je ein Vorformling 1 mit seiner Öffnung nach unten aufsetzbar ist, und einen auf dem Hohldorn 21 verschiebbaren Ring 24, der den Vorformling 1 an dessen Flansch 2 formschlüssig sichert. Die Hohldorne 21 der Aufnahmen 20 sind drehbar, so dass die aufgesetzten Vorformlinge gedreht werden können, während sie erwärmt werden. Unterhalb der oberen Geradstrecke des schrittweise um je eine Teilung der Aufnahmen 20 bewegten Förderkettenpaares 12 sind mehrere Düsen 25 angeordnet, durch die während des Stillstandes des Förderkettenpaares 12 Heissluft oder Heissdampf in die darüberstehenden Hohldorne 21 und durch diese in die Vorformlinge 1 zum Erwärmen derselben geleitet werden kann.
Oberhalb der oberen Geradstrecke des Förderkettenpaares 12 können zu beiden Seiten neben dem Förderweg der Vorformlinge 1 Wärmestrahler 26 angeordnet sein, mit denen die Vorformlinge 1 ebenfalls auf Verformungstemperatur erwärmt werden können.
Während ein Heizmittel und/oder Wärmestrahlen auf die von den Aufnahmen 20 getragenen Vorformlinge 1 einwirken, werden die Hohldorne 21 gedreht. Während des Erwärmens wird der Flansch 2 der Vorformlinge 1 durch den anliegenden Ring 24 kühl gehalten.
Auf der vorletzten Station der Aufnahmen 20 in der oberen Geradstrecke des Förderkettenpaares 12 ist ein auf und ab bewegbarer Stössel 27 angeordnet, der jeweils den Ring 24 der einlaufenden Aufnahmen 20 nach unten drückt und dabei von dem Flansch 2 des Vorformlings 1 abzieht.
Zwischen den einander gegenüberliegenden Umlenkstrecken des Förderkettenpaares 12 und des nachgeschalteten Förderkettenpaares 13 ist auf einer horizontalen, quer zu den oberen Geradstrecken der Förderkettenpaare 12 und 13 verlaufenden Achse 33, ein Schwenkarm 30 um 1800 hin und her schwenkbar angeordnet. Auf seinem freien Ende trägt der Schwenkarm 30 eine Gabel 31, deren Weite dem Durchmesser der Vorformlinge 1 nahe dem Flansch 2 angepasst ist.
Auf ihrer Innenseite hat die Gabel 31 eine Nut 32, deren Querschnitt dem des Flansches 2 der Vorformlinge entspricht. An einer Flanke der Nut 32 können Federstäbe angeordnet sein, die an einer Seite des Flansches 2 des Vorformlings 1 anliegend den Flansch gegen die andere Flanke drücken.
In seiner einen Endstellung nimmt der Schwenkarm 30 eine Lage ein, in der die Gabel 31 unmittelbar hinter der letzten Station der Aufnahmen 20 auf der oberen Geradstrecke des Kettenpaares 12 in Höhe der Enden 23 der Hohldorne 21 liegt. Dabei erstreckt sich die Nut 32 der Gabel 31 in der gleichen Ebene wie der Flansch 2 des auf der genannten Station befindlichen Vorformlings 1, so dass beim darauffolgenden Förderschritt des Kettenpaares 12 der auf dem Hohldorn 21 sitzende Vorformling 1 mit seinem Flansch 2 in die Nut 32 der Gabel 31 eingeschoben wird, während die Aufnahme 20 mit dem Hohldorn 21 auf der anschliessenden Umlenkstrecke (Umlenkrad 14) nach unten wegläuft.
Aus der beschriebenen Endstellung schwenkt darauf der Schwenkarm 30 in seine andere Endstellung, in der seine Gabel 31 sich oberhalb der Geradstrecke des Förderkettenpaares 13 befindet.
Auf der den Schwenkarm 30 tragenden Achse 33 ist ein Zahnrad 34 befestigt, das mit einem weiteren Zahnrad 35 kämmt. Dieses Zahnrad 35 ist mit einer Rolle 36 verbunden, über die ein Band 37 geführt ist.
Das eine Ende des Bandes 37 ist an einer Schraubenfeder 38 eingehängt und das andere Ende an einem Hebel 39 befestigt, der zum Ablaufen des Bandes ein kreisbogenförmiges Segment 40 trägt.
Das Förderkettenpaar 13 hat in gleichmässigen Abständen an jeder Kette Trägerpaare 43 und 44. Auf jedem Trägerpaar 43 und 44 liegen Platten 46, 47 auf, die an den Trägern befestigten Federn 45 gehalten werden. Die Platten 46, 47 jedes zu einem Trägerpaar gehörenden Plattenpaares haben auf der aneinander anliegenden Seite je eine halbkreisförmige Aussparung 48, 49, deren Radius dem der Vorformlinge 1 im Bereich nahe des Flansches 2 entspricht. Die Aussparungen 48, 49 eines Plattenpaares 46, 47 sind so einander zugeordnet, dass ein kreisförmiger Durchlass zur Aufnahme eines Vorformlings 1 entsteht.
Zm Be- und Entladen der Platten 46, 47 mit Vorformlingen 1 sind an der ersten und der letzten Station der Plattenpaare 46, 47 des Förderkettenpaares 13 auf dessen oberer Greadstrecke Hakenpaare 50, 51 angeordnet, die die Platten 46, 47 entgegen der Spannung der Federn 45 hochheben und seitlich etwas wegführen. Zwischen den einzelnen Plattenpaaren mit den beweglichen Platten 46 und 47 sind an dem Förderkettenpaar 13 weitere Platten 52 befestigt, die keine Aussparung 48 bzw. 49 haben.
An den Stationen der Plattenpaare 46, 47 mit den Aussparungen 48, 49 sind oberhalb der oberen -Gerad- strecke des Förderkettenpaares 13 nach der ersten Station - der Ubernahmestation - im Abstand der einzelnen Plattenpaare 46, 47 nacheinander eine Blas formeinheit 53, eine Prüfeinheit 54, eine Fülleinrichtung 55, und eine Schliessvorrichtung 56 angeordnet.
Unterhalb der oberen Geradstrecke des Förderkettenpaares 13 und unterhalb der Streck- und Blasvorrichtung 53 ist eine geteilte Blasform 57 mit einer oberen Öffnung und einer Höhlung, die der Gestalt der aus den Vorformlingen 1 zu fertigenden Behälter 3 entspricht. Die einzelnen Teile der Blasform 57 sind aus dem Förderweg der Vorformlinge 1 und Behälter 3 herausbewegbar angeordnet. Unterhalb der letzten Station der Plattenkettenpaare 46, 47 des Förderkettenpaares 13 läuft ein Qnerförderband 58, das die gefüllten und verschlossenen Behälter 3 aus der Maschine herausführt.
Die Förderkettenpaare 12, 13 sowie der Schwenkarm 30 sind vom Gehäuse 11 luftdicht eingeschlossen, damit sterile Packungen hergestellt werden können. Jeweils am Einlass der Vorformlinge 1 und am Auslass der fertigen Packungen sind entsprechende Schleusen vorgesehen.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Während des Stillstandes des Förderkettenpaares 12 wird jeweils ein Vorformling 1 aus dem Vorratskanal 22 auf das Ende 23 des darunter stehenden Hohldorns 21 aufgesetzt und durch Hochschieben des Ringes 24 gesichert. Nach einem Förderschritt des Förderkettenpaares 12 gelangt der Vorformling 1 in den Wirkungsbereich der Düsen 25 bzw. des Wärmestrahlers 26, so dass die Vorformlinge 1, während sie mit den Hohldornen 21 um ihre Längsachse gedreht werden, auf eine zum Verformen nötige Temperatur erwärmt werden. Nach Verlassen der Erwärmungsstrecke werden die Ringe 24 vom Stössel 27 nach unten gedrückt.
Beim darauffolgenden Förderschritt des Förderkettenpaares 12 wird ein Vorformling 1 mit seinem Flansch 2 in die Nut 32 der Gabel 31 des in seine vordere End lage geschwenkten Schwenkarms 30 hineingeschoben.
Anschliessend schwenkt der Schwenkarm 30 in seine andere Endlage, wobei er den vorher übernommenen Vorformling 1 zwischen zwei auseinandergespreizte Platten 46, 47 des auf der ersten Station des Förderkettenpaares 13 stehenden Plattenpaares bringt. Diese Bewegung wird durch Verschwenken des Hebels 39 nach oben bewirkt, wobei die Feder 38 das Band 37 nach unten zieht und die auf die Rolle 36 übertragene Drehbewegung über die Zahnräder 35 und 34 auf den Schwenkhebel übertragen wird. Wenn der Schwenkhebel 30 in seine hintere Endlage eingeschwenkt ist, bewegen die Haken 50, 51 die zuvor abgehobenen Platten 46, 47 mit Unterstützung der Federn 45 auf die Trägerpaare 43, 44 des Förderkettenpaares 13 zurück, so dass die Platten 43, 44 den Vorformling 1 im Bereich ihrer Aussparungen 48, 49 umschliessen.
Beim darauffolgenden Förderschritt des Förderkettenpaares 13 wird der Vorformling 1 aus der Gabel 31 des Schwenkarms 30 herausgezogen und in den Bereich der geöffneten Blasform 57 gebracht, die darauf geschlossen wird. Mit Hilfe von Blasluft wird der Vorformling in der Blasform 57 zu einem Behälter 3 aufgebläht, der nach Öffnen der Blasform 57 nach je einem Förderschritt auf der Station mit der Prüfeinheit 54 auf Dichtheit geprüft, auf der Station mit der Fülleinrichtung 55 gefüllt und auf der Station mit der Schliessvorrichtung mit einem Deckel verschlossen wird.
Der verschlossene Behälter 3 gelangt nach weiteren Förderschritten zu der Station oberhalb des Querförderbandes 58, auf der die Platten 46, 47 wieder angehoben und auseinandergespreizt werden. Dabei wird der Flansch 2 des Behälters 3 freigegeben. Der gefüllte und verschlossene Behälter 3 fällt auf das Querförderband 58, das ihn aus der Vorrichtung bringt.
Die Fördereinrichtungen der Vorrichtung können auch mehrbahnig ausgeführt werden, wenn die Leistung der Vorrichtung erhöht werden soll.
Device for manufacturing containers made of thermoplastic material
The invention relates to a device for producing containers made of thermoplastic, in which preforms are heated in a heating device and then blown into containers in a blow mold, with a transfer device with a swivel arm that takes over the first conveying device assigned to the heating device.
A known device of this type has mandrels projecting vertically upward on a conveyor chain, onto which tubular preforms are attached.
The conveyor device first guides the preforms through an oven and then into blow molds.
In the blow molds, the preforms are inflated by introducing blown air through the holding mandrels, with the resulting containers standing upside down.
After opening the blow molds, the finished containers are stripped from the mandrels. If the containers have a thin, film-like wall, it is difficult to feed the containers to a filling and closing device without kinking or compressing them.
The object of the invention is to create a simple device on which containers can be produced, filled and closed with the most careful handling and not exposed to the risk of being kinked or compressed.
This object is achieved according to the invention in that the swivel arm can be swiveled about a horizontal axis in such a way that the preforms are turned when they are transferred from the position with the opening facing downwards into the reverse position, and that the blow mold is assigned a second conveyor device which takes over the preforms from the transfer device at their head part, which is kept cool during heating, and feeds them to the blow mold and then conveys the finished containers to a filling and closing device.
The different positions of the preforms and the finished container in the device have the advantage that in one position - head opening below, any dirt particles fall out and, if steam is used for heating, water droplets condensed on the inner wall flow downwards, and in the other Position - opening at the top - the containers that have just been produced can be brought to the filling and closing device in the correct position.
Furthermore, the second conveying device grips the preforms at a part which has high strength and is not subjected to any substantial deformation.
If the second conveyor device and its associated processing devices are accommodated in a sterile chamber and the containers are filled aseptically, sterile packs can be produced in a simple manner, since the preforms become sterile in any case during plasticization.
An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 the device in side view partially in section,
2 shows a part of the conveying devices of the device according to FIG. 1 in a side view on a larger scale,
3 shows the pick-up head of the transfer device in plan view and
4 shows a part of the second conveyor device in plan view.
In a housing 11, two endless pairs of conveyor chains 12 and 13 are guided around pairs of deflecting wheels 14, 15 and 16, 17, 18, 19 in such a way that a straight line of each pair of conveyor chains lies in approximately the same horizontal plane and the two straight lines mentioned are arranged one behind the other in the conveying direction are. The first pair of conveyor chains 12 carries receptacles 20 for preforms 1 to be heated made of thermoplastic plastic, which are in the form of a thimble with a flange 2 protruding radially outward in the area of their opening.
The receptacles 20 have a hollow mandrel 21 attached to the pair of conveyor chains 12, on the free remote end 23 of which a preform 1 can be placed with its opening facing downward, and a ring 24 which is displaceable on the hollow mandrel 21 and which positively connects the preform 1 to its flange 2 secures. The hollow mandrels 21 of the receptacles 20 are rotatable, so that the preforms placed on them can be rotated while they are being heated. Below the upper straight section of the conveyor chain pair 12, which is gradually moved by one division of the receptacles 20, several nozzles 25 are arranged through which, while the conveyor chain pair 12 is at a standstill, hot air or steam is passed into the hollow mandrels 21 above and through them into the preforms 1 to heat them can.
Above the upper straight section of the pair of conveyor chains 12, heat radiators 26 can be arranged on both sides next to the conveying path of the preforms 1, with which the preforms 1 can also be heated to the deformation temperature.
While a heating means and / or heat rays act on the preforms 1 carried by the receptacles 20, the hollow mandrels 21 are rotated. During the heating, the flange 2 of the preforms 1 is kept cool by the adjacent ring 24.
On the penultimate station of the receptacles 20 in the upper straight section of the conveyor chain pair 12, an up and down movable plunger 27 is arranged, which presses the ring 24 of the incoming receptacles 20 downward and pulls it off the flange 2 of the preform 1.
Between the opposing deflection sections of the conveyor chain pair 12 and the downstream conveyor chain pair 13, a pivot arm 30 is arranged to be pivotable through 1800 on a horizontal axis 33 running transversely to the upper straight sections of the conveyor chain pairs 12 and 13. On its free end, the pivot arm 30 carries a fork 31, the width of which is adapted to the diameter of the preforms 1 near the flange 2.
On its inside, the fork 31 has a groove 32, the cross section of which corresponds to that of the flange 2 of the preforms. On one flank of the groove 32, spring bars can be arranged which, in contact with one side of the flange 2 of the preform 1, press the flange against the other flank.
In its one end position, the swivel arm 30 assumes a position in which the fork 31 lies immediately behind the last station of the receptacles 20 on the upper straight section of the chain pair 12 at the level of the ends 23 of the hollow mandrels 21. The groove 32 of the fork 31 extends in the same plane as the flange 2 of the preform 1 located on the named station, so that in the subsequent conveying step of the chain pair 12, the preform 1 sitting on the hollow mandrel 21 with its flange 2 into the groove 32 the fork 31 is pushed in, while the receptacle 20 with the hollow mandrel 21 runs away downward on the subsequent deflection section (deflection wheel 14).
From the end position described, the swivel arm 30 then swivels into its other end position, in which its fork 31 is located above the straight section of the pair of conveyor chains 13.
A toothed wheel 34 which meshes with a further toothed wheel 35 is attached to the axis 33 carrying the swivel arm 30. This gear 35 is connected to a roller 36 over which a belt 37 is guided.
One end of the band 37 is suspended from a helical spring 38 and the other end is attached to a lever 39 which carries a segment 40 in the shape of an arc of a circle for the movement of the band.
The pair of conveyor chains 13 has carrier pairs 43 and 44 at regular intervals on each chain. Plates 46, 47 are supported on each carrier pair 43 and 44 and are held by springs 45 attached to the carriers. The plates 46, 47 of each pair of plates belonging to a pair of supports each have a semicircular recess 48, 49 on the adjacent side, the radius of which corresponds to that of the preforms 1 in the area near the flange 2. The recesses 48, 49 of a pair of plates 46, 47 are assigned to one another in such a way that a circular passage for receiving a preform 1 is created.
For loading and unloading the plates 46, 47 with preforms 1, pairs of hooks 50, 51 are arranged at the first and the last station of the plate pairs 46, 47 of the conveyor chain pair 13 on its upper grain section, which the plates 46, 47 against the tension of the springs 45 and move it a little to the side. Between the individual plate pairs with the movable plates 46 and 47, further plates 52 are attached to the pair of conveyor chains 13 which have no cutouts 48 and 49, respectively.
At the stations of the plate pairs 46, 47 with the recesses 48, 49 above the upper straight line of the conveyor chain pair 13 after the first station - the transfer station - at a distance between the individual plate pairs 46, 47 one after the other a blow molding unit 53, a test unit 54 , a filling device 55, and a closing device 56 are arranged.
Below the upper straight section of the conveyor chain pair 13 and below the stretching and blowing device 53 is a split blow mold 57 with an upper opening and a cavity which corresponds to the shape of the container 3 to be produced from the preforms 1. The individual parts of the blow mold 57 are arranged such that they can be moved out of the conveying path of the preforms 1 and container 3. A conveyor belt 58 runs below the last station of the plate chain pairs 46, 47 of the conveyor chain pair 13 and guides the filled and sealed containers 3 out of the machine.
The pairs of conveyor chains 12, 13 and the pivot arm 30 are enclosed in an airtight manner by the housing 11 so that sterile packs can be produced. Corresponding locks are provided at the inlet of the preforms 1 and at the outlet of the finished packs.
The device works as follows:
While the pair of conveyor chains 12 is at a standstill, a respective preform 1 is placed from the supply channel 22 onto the end 23 of the hollow mandrel 21 below and secured by pushing up the ring 24. After a conveying step of the pair of conveyor chains 12, the preform 1 comes into the effective area of the nozzles 25 or the heat radiator 26, so that the preforms 1, while they are rotated with the hollow mandrels 21 about their longitudinal axis, are heated to a temperature necessary for deformation. After leaving the heating section, the rings 24 are pressed down by the plunger 27.
In the subsequent conveying step of the pair of conveyor chains 12, a preform 1 is pushed with its flange 2 into the groove 32 of the fork 31 of the pivot arm 30 pivoted into its front end position.
The swivel arm 30 then swivels into its other end position, bringing the preform 1 previously taken over between two spread-apart plates 46, 47 of the plate pair standing on the first station of the pair of conveyor chains 13. This movement is brought about by pivoting the lever 39 upwards, the spring 38 pulling the belt 37 downwards and the rotary movement transmitted to the roller 36 being transmitted to the pivoting lever via the gears 35 and 34. When the pivot lever 30 is pivoted into its rear end position, the hooks 50, 51 move the previously lifted plates 46, 47 back onto the carrier pairs 43, 44 of the conveyor chain pair 13 with the support of the springs 45, so that the plates 43, 44 move the preform 1 enclose in the area of their recesses 48, 49.
In the subsequent conveying step of the pair of conveyor chains 13, the preform 1 is pulled out of the fork 31 of the pivot arm 30 and brought into the area of the open blow mold 57, which is then closed. With the help of blown air, the preform is inflated in the blow mold 57 to form a container 3 which, after opening the blow mold 57, is checked for leaks after a conveying step on the station with the test unit 54, filled on the station with the filling device 55 and on the station is closed with the locking device with a lid.
After further conveying steps, the closed container 3 arrives at the station above the transverse conveyor belt 58, on which the plates 46, 47 are raised again and spread apart. The flange 2 of the container 3 is released. The filled and closed container 3 falls onto the transverse conveyor belt 58, which brings it out of the device.
The conveyor devices of the device can also be designed with multiple lanes if the performance of the device is to be increased.