[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen, insbesondere Ausgussteilen von Verpackungsbehältern, vorzugsweise Köpfen für Verpackungstuben nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Verpackungsbehälter aus Kunststoffen, insbesondere Verpackungstuben, umfassen ein rohrförmiges Packstoffbehältnis, auch Tubenrohr genannt (folgend kurz als Rohr bezeichnet) und ein Ausgussteil, auch Tubenkopf genannt (folgend kurz mit Kopf bezeichnet), der mit dem Rohr einends verbunden ist. Hergestellt werden Verpackungstuben der vorstehend beschriebenen Art, indem ein vorgefertigtes Rohr entweder mit einem vorgefertigten Kopf verbunden oder der Kopf an das Rohr durch Spritzgiessen oder Pressformen angeformt wird, wobei die Fertigung von vorgefertigten, zur Verbindung mit Rohren bestimmten Köpfen überwiegend auch durch Spritzgiessen erfolgt.
Der Unterschied zwischen Spritzgiessen und Pressformen liegt darin, dass ausgehend für beide Verfahren von einer aus Matrize und Stempel bestehenden Form, beim Spritzgiessen keines der Formteile Verformungsarbeit leistet, während beim Pressformen der Stempel gegen die Matrize hinsichtlich einer Materialportion Verformungsarbeit leistet. Dies leitet sich daraus ab, dass beim Spritzgiessen Matrize und Stempel zusammengefahren, d.h. die Form geschlossen und anschliessend die geschlossene Form mit flüssigem Kunststoff befüllt wird, wohingegen beim Pressformen eine offene Form mit einer Portion plastifizierten Kunststoffes befüllt und anschliessend geschlossen wird, wobei ein Formteil zumeist der Stempel während des Schliessvorganges die Arbeit der Formgebung leistet.
Unter Berücksichtigung von Schwindmassen sind Formen für beide Verfahren herstellbar, mit denen sich Spritz- oder Pressformteile bemessungsmässig hoher Präzision herstellen lassen, insofern sind die Mittel, d.h. die Werkzeuge, zur Durchführung der genannten Verfahren zu einem hohen technischen Stand entwickelt. Hingegen können so hergestellte Kunststoffteile beispielsweise als Folge von Schwindungen oder Spannungen Fehler aufweisen, wobei die am häufigsten auftretenden Fehler Einschnürungen und Risse sind, die sich an teilespezifischen Problemstellen wie Materialanhäufungen, gerundeten und schaftkantigen Übergängen einer Teilkontur finden.
Problemstellen eines Tubenkopfes sind einends die Schulter, der meist radiusförmige Übergang der Schulter zum Ausguss, anderenends der relativ schaftkantige Übergang von der Schulter zu dem um die Schulter umlaufenden Flansch, an den das Rohr angeordnet wird. Einschnürungen finden sich meist am radiusförmigen Übergang, während Risse überwiegend an dem scharfkantigen Übergang auftreten.
Einschnürungen und Risse müssen nicht unbedingt einen Tubenkopf für seinen bestimmungsgemässen Zweck unbrauchbar machen, sie stellen aber Fehler dar, die aus ästhetischen Gründen die Verwendung eines Kopfes als Ausgussteil einer Tube aussschliessen.
[0003] Um der Entstehung der Fehler vorstehend beschriebener Ausbildung entgegenzuwirken, wird bereits bei der Konstruktion eines durch Spritzgiessen oder Pressformen zu fertigenden Teiles darauf geachtet, Übergänge so zu gestalten, dass erfahrungsgemäss das Entstehen von Einschnürungen und Rissen nicht begünstigt wird. Hinzutritt, dass die Betriebsparameter wie Druck, Temperatur, Abkühlung etc. beim Spritzgiessen und Pressformen bei Fertigung in engen Grenzen zu halten sind, was eine erhöhte Fertigungsüberwachung bedeutet.
Mit diesen Massnahmen wurde der Anteil fehlerhafter zu fehlerfreien Teilen, so auch bei der Fertigung von Tubenköpfen, zurückgedrängt, eine Fertigung gesichert fehlerfreier Teile konnte bisan nicht entwickelt werden. Eine solche ist aber insbesondere für einen Massenartikel wie einen Tubenkopf wirtschaftlich bedeutsam. Bei den hohen Fertigungsgeschwindigkeiten von Köpfen mit Rohren zu Tuben entzieht sich ein Kopf hinsichtlich Fehlern einer wirksamen Kontrolle. Defekte werden unter Ausscheiden einer Tube als verkaufsfähiges Produkt zumeist erst nach Befüllung und Quernahtverschluss einer Tube bemerkt, was den anfänglich geringen Schaden eines fehlerhaften Kopfes beim Herstellen der Tube nach Befüllung dem Tubenwert und Wert des Packgutes entsprechend beim Abpacker vervielfacht.
Hieraus haben sich für Tubenhersteller Risiken wirtschaftlicher Art ergeben, die Letztere sehr zögerlich machen, neue Fertigungsverfahren zur Überwindung der herrschenden Unzulänglichkeiten zu entwickeln und einzuführen.
[0004] Hiervon ausgehend haben sich die Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen zu schaffen, mit dem defektfreie Formteile herstellbar sind, und diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches 1 gelöst.
[0005] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach Patentanspruch 1 kennzeichnen die dem Patentanspruch 1 folgenden Patentansprüche.
[0006] Beschrieben wird zunächst eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Vorrichtung, an der folgend ein bevorzugter Verfahrensablauf dargestellt wird.
Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>den Drehkörper einer Formmaschine in der Draufsicht,
<tb>Fig. 2<sep>ein Diagramm, das die zur Ausformung, Verdichtung und Kühlung gehörenden Drücke über der Zeit darstellt.
[0007] Fig. 1 zeigt den als Drehtisch 10 ausgebildeten Drehkörper einer Formmaschine, in der Draufsicht. Auf dem Drehtisch 10 sind in Umfangsrichtung in gleichmässigen Abständen Matrizen 11 und Dorne 12 angeordnet, wobei jeder Matrize 11 ein Dorn 12 zugeordnet ist. Die Matrizen 11 sind nach oben gerichtet offen und die Dorne 12 sind aus einer horizontalen Lage um einen Winkel von 90 deg. in eine zu den jeweiligen Matrizen 11 gleichachsig, parallele vertikale Lage auf dem Drehtisch schwenkbar angeordnet (Schwenkung). In dieser Lage oder in Schwenkstellung sind die Dorne 12 bezüglich des Drehtisches 10 gesehen radial bezüglich der zugeordneten Matrizen 11 in eine gleichachsig vertikale Lage verschiebbar (Verschiebung).
In Verschiebestellung fährt der Dorn 12 in vertikaler Richtung in die Matrize 11 ein (Formgebung des Kopfes in der Matrize 11) oder aus (Entladung des Kopfes aus Matrize 11), wobei während der Formgebung vorgesehen sein kann, ein Tubenrohr an den Kopf anzuformen. Je nach Ausbildung der Vorrichtungsteile, die die Schwenkung und Verschiebung auslösen, können diese Bewegungen auch umgekehrt ablaufen.
Mit den Ziffern 1 bis 8 sind in Fig. 1 beispielsweise acht Schrittstellungen angegeben, wobei der Drehtisch 10 um jeweils eine Schrittstellung in Pfeilrichtung 13 durch nicht dargestellte Mittel antreibbar ist.
[0008] Nachfolgend werden die acht Schrittstellungen (folgend Stationen genannt) zur Verdeutlichung eines fakultativen Zusammenhanges der Erfindung mit einer ihrer Anwendungen, der Herstellung einer Mehrkammer-Verpackungstube, im Einzelnen beschrieben.
Station 1
[0009] Durch eine Ladevorrichtung 14 wird der Dorn 12, sofern gewünscht, mit einer Trennwand 15 und anschliessend mit einem vorgefertigten Tubenrohr 16 beschickt. Dabei wird die Trennwand 15 in einem Schlitz 17 des Dornes 12 aufgenommen, wobei deren Flansche an dem Dorn angeformt anliegen, so dass das Tubenrohr 16 über den Dorn 12 und die Flansche, Letztere enganliegend überfahrend, geschoben werden kann.
Enganliegend bedeutet einen Abstand zwischen Flansch und innerer Oberfläche des Dornes von 0,05 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,4 bis 0,8 mm. Bei der Beschickung befindet sich Dorn 12 in horizontaler Lage, so dass die Beschickung in horizontaler Richtung erfolgt.
Station 2
[0010] Der Station 2 ist ein fest stehender Materialgeber 18 zugeordnet. Durch diesen Materialgeber 18 wird eine Portion (nicht dargestellt) plastifizierten Kunststoffes in die durch den Materialgeber 18 überdeckte nach oben offene Matrize 11 im freien Fall eingebracht.
[0011] Eine andere Art der Beschickung kann darin bestehen, die Materialportion auf einen die Matrize in ihrer Längsrichtung (senkrecht) durchfahrenden Material träger aufzubringen, der die Materialportion in die für sie bestimmte Position in der Matrize bringt. Die Lage und Darstellung der Matrize 11 ist in Stellung 7 verdeutlicht.
Beim Weiterschalten von Stellung 2 auf Stellung 3 wird der Dorn 12 in die zur Matrize gleichachsige vertikale Lage geschwenkt und verschoben.
Station 3
[0012] Durch einen dieser Station 3 zugeordneten Kniehebel oder ein anderes Verriegelungsmittel 19 wird der Dorn 12 in der zur Matrize 11 gleichachsigen Lage in die Matrize 11 eingefahren, um in einem Ausformungsschritt die in Station 2 in die Matrize 11 eingebrachte Materialportion zu einem Tubenkopf zu verpressen, wobei dieser Tubenkopf an das Tubenrohr 16 und die Trennwand 15 angeschmolzen wird.
In dieser Station wird der für die Ausformung notwendige Teil der Gesamtpresskraft (Gesamtpresskraft ist die Summe der anteiligen Kräfte für Ausformung und Verdichtung) auf die Materialportion aufgebracht.
Station 4
[0013] Ausgehend von der Einfahrstellung des Dornes 12 in Matrize 11, d.h. nach Vollzug des Pressvorganges, fährt der Dorn 12 zur Verdichtung des Formkörpers, d.h. des Tubenkopfes, in axialer Richtung weiter in die Matrize 11 ein, und zwar so weit, bis eine eingestellte Gesamtpresskraft nicht mehr ausreicht, den Gegendruck des ausgeformten und verdichteten Formkörpers zu überwinden, dieser Vorgang wird folgend Verdichtungsschritt genannt.
Station 5
[0014] Hier erfolgt die Kühlung des Formkörpers bei geschlossener Matrize 11, d.h. bei eingefahrenem Dorn 12.
Reduziert wird während des Kühlschrittes die auf den Formkörper einwirkende Presskraft auf einen Teil der Gesamtpresskraft, wobei die reduzierte Presskraft während der Abkühlung vorzugsweise konstant gehalten wird. Gezeigt in Fig. 1 ist nur eine zwischen den Stationen 4 und 6 positionierte Kühlstation 5, die von jeder der acht auf dem Drehtisch 10 angeordneten Formen (Matrize 11, Dorn 12) getaktet durchfahren wird. Zwischen den Stationen 4 und 6 können je nach angesetzter Kühldauer auch mehrere, beispielsweise zwei zusätzliche Kühlstationen vorgesehen sein, in diesem Fall würde sich die Anzahl der Stationen und die Anzahl Formen auf dem Drehtisch 10 auf zehn erhöhen, wobei gleiche Abstände der Stationen voneinander einzuhalten sind. Die Erhöhung der Stationen hat auf die freie Wählbarkeit der Taktzeiten, d.h.
Verweilzeiten der Formen in den Stationen und anschliessende Laufzeiten zu den jeweils folgenden Stationen keinen Einfluss, eine bzw. mehrere Kühlstationen 5 oder 5a bis 5n (n bezeichnet eine nach oben offene Zahl) werden bevorzugt mit geschlossener Form (Dorn 12 in Matrize 11 eingefahren) durchfahren. Dabei ist jedoch der auf dem Formkörper in Matrize 11 lastende Druck reduziert.
Station 6
[0015] Durch eine Rückziehvorrichtung 21 wird der Dorn 12 in axialer und vertikaler Richtung aus der Matrize 11 ausgefahren, die sich im Falle, dass der Formkörper Hinterschnitte, z.B. Gewindegänge aufweist, vorgängig geöffnet hat. Das Presswerkzeug, d.h. die Form ist wieder offen, dabei steht das Formteil oder auch eine Tube in Eingriff mit dem Dorn 12. In Station 7 ist der Dorn 12 in die Horizontale geschwenkt.
Diese Schwenkung kann in Station 6, während des Laufes des Presswerkzeuges von Station 6 zu Station 7 oder während der Verweilzeit der Pressform in Station 7 erfolgen.
Station 7
[0016] Durch eine dieser Station zugeordnete Aufschraubvorrichtung 23 wird ein Verschluss 24, beispielsweise eine Kappe 24, auf den Formkörper, d.h. den pressgeformten Tubenkopf 22, aufgeschraubt oder bei Steckkappen aufgestossen.
Station 8
[0017] Eine aus Tubenrohr 16, gegebenenfalls Trennwand 15, Tubenkopf 22 und Kappe 24 bestehende Tube ist in Station 8 fertig gestellt und wird in Station 8 in Pfeilrichtung ausgeworfen oder durch eine nicht dargestellte Vorrichtung vom Dorn 12 abgezogen.
Nach dem nächstfolgenden Taktschritt (Presswerkzeug wieder in Station 1) wird der Dorn 12 wieder mit einem Tubenrohr 16 und, sofern vorgesehen, einer Trennwand 15 beladen.
[0018] In vorstehend beispielshalber beschriebener Vorrichtung läuft das erfindungsgemässe Verfahren in den Stationen drei, vier und fünf ab. Die in Station 2 mit einer Portion plastifizierten Kunststoffes befrachtete Pressform bestehend aus Matrize 11 und Dorn 12 ist in Station 3 geschlossen und in Station 3 fährt der Dorn 12 in die Matrize 11 unter Ausformung durch Verpressen der Portion zu einem Formteil ein (folgend Ausformungsschritt oder kurz Ausformung genannt), dabei ist die Presskraft für die Ausformung kleiner als eine in Station 4 auf den Formkörper aufgebrachte, vorbestimmte Gesamtpresskraft.
Nach erfolgter Ausformung in Station 3 fährt die Pressform mit druckbelastetem Dorn 12 in Station 4 ein. In Station 4 fährt der Dorn 12 in axialer Richtung weiter in die Matrize 11 ein, und zwar so weit, bis eine eingestellte Gesamtpresskraft nicht mehr ausreicht, den Gegendruck des Formkörpers in Matrize 11 auf den Dorn 12 zu überwinden. Dabei wird der aus der Station drei resultierende Formkörper verdichtet oder nachgepresst (folgend Verdichtungsschritt oder kurz Verdichtung genannt). Nach erfolgter Verdichtung in Station 4 wird in Station 5 der Formkörper unter Beibehaltung einer von Dorn 12 auf den Formkörper aufgebrachten Druckbelastung in der Pressform gekühlt, um in einer folgenden Station aus der Pressform entladen zu werden.
Der bei der Kühlung auf dem Formkörper lastende Druck ist kleiner als der aus der Gesamtpresskraft resultierende Druck und vorzugsweise auch kleiner als der der Ausformung (folgend Kühlschritt oder kurz Kühlung genannt). Die Verhältnisse der Drücke zwischen Ausformung, Verdichtung und Kühlung sind erfindungsgemäss folgende: ausgehend von einer Gesamtpresskraft von 100% (Verdichtungspresskraft) beträgt davon die Presskraft der Ausformung 75% bis 90% (Ausformungspresskraft), vorzugsweise 78% bis 85% und die der Kühlung (Kühlungspresskraft) 50% bis 70%, vorzugsweise 55% bis 65%.
Das Verfahren kennzeichnet sich als dadurch, dass der Pressdruck des Stempels zur Ausformung niedriger ist als der der folgenden Verdichtung und der Pressdruck des Stempels während der Kühlung niedriger ist als der der Ausformung.
[0019] Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem die Kräfte einzelner Verfahrensstufen des erfindungsgemässen Verfahrens in Prozent einer vorgegebenen Gesamtpresskraft über der Zeit eines Teilzyklus dargestellt ist. Zur Vereinfachung widerspiegelt Fig. 2 nicht in allen Teilen die Darstellung der Stationen eins bis acht gemäss Fig. 1 (Verfahrenszyklus). Das Diagramm stellt nur die Kräfte und Zeiten des Teilzyklus der Stationen 2, 3, 4, 5 (drei Kühlstufen) und 6 als Entladungsschritt dar.
Ausgewiesen durch das Diagramm sind drei Kühlstufen 5, 5a und 5b und unter Berücksichtigung dieser Anzahl Kühlstufen umfasst die Gesamtzeit für den Ablauf des Teilzyklus sieben Zeitteile, folgend Taktschritte genannt, wobei jeder Taktschritt eine Funktionszeit und Schaltzeit umfasst. Die Funktionszeit ist der Zeitanteil eines Taktschrittes, in dem eine das Verfahren bestimmende Funktion, im vorliegenden Fall Beladen, Ausformen, Verdichten, Kühlen (3 Stationen) und Entladen abläuft, wohingegen die Schaltzeit (auch Indexzeit genannt) ein Zeitanteil des Taktschrittes darstellt, der notwendig ist, Mittel zur Durchführung der Funktionen in dafür vorgesehene oder geeignete Positionen zu bewegen.
[0020] Die Gesamtzeit für den Ablauf eines Verfahrenszyklus wird ermittelt aus der Summe aller Funktionszeiten und Indexzeiten,
wobei sich die Summe aller Funktionszeiten nach der Anzahl Taktschritte und der zeitlich längst dauernden Funktionszeit aller Taktschritte bestimmt.
[0021] Hinsichtlich der Ergebnisse der Funktionen Ausformen, Verdichten und Kühlen - erreicht wird damit eine sehr hohe Gleichförmigkeitsrate der gebildeten Kunststoffteile, wie z.B. Dimensionsgleichheit, Farbuniformität etc. - hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn die Gesamtzeit (100%) eines Verfahrenszyklus so eingestellt wird, dass deren Indexzeit zwischen 10% und 50%, vorzugsweise 30% bis 40% Rest Funktionszeit liegt.
[0022] Sofern eine Trennwand 15 im Rohr 16 vorgesehen ist, kann diese vermittels ihrer Flansche (nicht gezeigt) mit der inneren Oberfläche des Rohres 16 durch Verschweissen verbunden werden. Diese Verschweissung kann an jeder der Stationen 2 bis 8 vorgenommen werden.
Dazu ist in der Regel nach dem Aufschmelzen kein Pressvorgang notwendig, da die Rückstellkraft eines Flansches ausreicht, die äussere Längskante des aufgeschmolzenen Flansches mit einem aufgeschmolzenen Streifen des Rohres 16 zu verbinden.
The invention relates to a process for the production of plastic moldings, in particular casting parts of packaging containers, preferably heads for packaging tubes according to the preamble of claim 1.
Packaging containers made of plastics, in particular packaging tubes, include a tubular packaging material container, also called tube tube (hereinafter referred to as tube) and a spout, also called tube head (hereinafter referred to briefly as the head), which is connected to the tube at one end. Are manufactured packaging tubes of the type described above by a prefabricated tube either connected to a prefabricated head or the head is molded to the tube by injection molding or compression molding, wherein the production of prefabricated, intended for connection with pipes heads mainly by injection molding.
The difference between injection molding and compression molding is that, starting from both a mold and a die, none of the moldings undergoes deformation work in injection molding, while during stamping, the die performs deformation work against the die with respect to a portion of material. This is derived from the fact that during injection molding die and stamp collapsed, i. closed the mold and then the closed mold is filled with liquid plastic, whereas in the press forming an open mold with a portion of plasticized plastic filled and then closed, with a molded part usually the punch during the closing process makes the work of shaping.
Taking shrinkage into consideration, molds can be produced for both processes by means of which injection or compression moldings of a dimension of high precision can be produced, inasmuch as the means, i. the tools designed to carry out the said methods to a high technical standard. On the other hand, plastic parts produced in this way can have errors, for example as a result of shrinkage or tensions, the most frequently occurring defects being constrictions and cracks which can be found on part-specific problem areas such as material accumulations, rounded and shank-edged transitions of a partial contour.
Problem areas of a tube head are at one end the shoulder, the most radius-shaped transition of the shoulder to the spout, the other end of the relatively shank transition from the shoulder to the peripheral around the shoulder flange to which the pipe is placed. Constrictions are usually found on the radius-shaped transition, while cracks occur predominantly at the sharp-edged transition.
Constrictions and cracks do not necessarily make a tube head unusable for its intended purpose, but they are flaws that, for aesthetic reasons, exclude the use of a head as a spout of a tube.
To counteract the emergence of the error training described above, care is taken in the construction of a part to be manufactured by injection molding or compression molding to make transitions so that, according to experience, the formation of constrictions and cracks is not favored. Added that the operating parameters such as pressure, temperature, cooling, etc. in injection molding and compression molding in production are to be kept within narrow limits, which means increased production monitoring.
With these measures, the proportion of faulty parts that were free of defects, as in the case of the production of tube heads, was pushed back, and it was not possible to develop a production of faultless parts. However, such is economically important especially for a mass-produced article such as a tube head. With the high production speeds of heads with tubes to tubes, a head escapes from errors for effective control. Defects are noticed leaving a tube as a salable product usually only after filling and cross-seam of a tube, which multiplies the initially low damage of a faulty head during manufacture of the tube after filling the tube value and value of the packaged goods accordingly at the packer.
This has resulted in economic risks for tube manufacturers, which make the latter very reluctant to develop and introduce new manufacturing techniques to overcome the prevailing shortcomings.
On this basis, the inventors have taken on the task of creating a process for the production of plastic moldings, can be produced with the defect-free moldings, and this object is achieved by a method having the features of the characterizing part of claim 1.
Further advantageous embodiments of the method according to claim 1 characterize the claims 1 following claims.
Described is firstly a device suitable for carrying out the method according to the invention, on which a preferred method sequence is shown below.
Show it:
<Tb> FIG. 1 <sep> the rotary body of a molding machine in plan view,
<Tb> FIG. 2 <sep> is a graph showing the pressures over time associated with forming, compaction and cooling.
Fig. 1 shows the turntable 10 formed as a rotary body of a molding machine, in plan view. On the turntable 10 matrices 11 and mandrels 12 are arranged in the circumferential direction at regular intervals, each die 11 is associated with a mandrel 12. The dies 11 are open upwardly and the mandrels 12 are from a horizontal position at an angle of 90 °. in a coaxial to the respective dies 11, parallel vertical position on the turntable pivotally mounted (pivoting). In this position or in pivoting position, the mandrels 12 with respect to the turntable 10 are radially displaceable relative to the associated dies 11 in an equiaxed vertical position (displacement).
In the displacement position, the mandrel 12 moves in the vertical direction in the die 11 (shaping of the head in the die 11) or from (discharge of the head from die 11), wherein during the shaping may be provided to form a tube to the head. Depending on the design of the device parts that trigger the pivoting and displacement, these movements can also be reversed.
With the numbers 1 to 8, for example, eight step positions are indicated in Fig. 1, wherein the turntable 10 is driven by a respective step position in the direction of arrow 13 by means not shown.
Hereinafter, the eight step positions (hereinafter called stations) to illustrate an optional connection of the invention with one of its applications, the production of a multi-chamber packaging tube, described in detail.
Station 1
By a loading device 14 of the mandrel 12, if desired, with a partition wall 15 and then fed with a prefabricated tube tube 16. In this case, the partition wall 15 is received in a slot 17 of the mandrel 12, wherein the flanges abut integrally formed on the mandrel, so that the tube tube 16 can be pushed over the mandrel 12 and the flanges, the latter driving over tightly.
Close fitting means a distance between the flange and the inner surface of the mandrel of 0.05 mm to 1.0 mm, preferably 0.4 to 0.8 mm. When loading mandrel 12 is in a horizontal position, so that the feed takes place in the horizontal direction.
Station 2
The station 2 is associated with a fixed material dispenser 18. Through this material dispenser 18, a portion (not shown) of plasticized plastic in the covered by the material dispenser 18 upwardly open die 11 is introduced in free fall.
Another type of feed may be to apply the material portion on a die in its longitudinal direction (vertical) passing through material carrier, which brings the material portion in the specific position for them in the die. The position and representation of the die 11 is illustrated in position 7.
When switching from position 2 to position 3, the mandrel 12 is pivoted and moved into the matrix-like vertical position.
Station 3
By one of these station 3 associated toggle lever or other locking means 19 of the mandrel 12 is retracted in the coaxial to the die 11 position in the die 11 to in a molding step in the station 2 introduced into the die 11 material portion to a tube head crimp, this tube head is fused to the tube tube 16 and the partition wall 15.
In this station, the part of the total compressive force necessary for the shaping (total compressive force is the sum of the proportional forces for shaping and compression) is applied to the material portion.
Station 4
Starting from the retraction position of the mandrel 12 in die 11, i. after completion of the pressing process, the mandrel 12 moves to the compression of the molding, i. of the tube head, in the axial direction further into the die 11, namely until a set total pressing force is no longer sufficient to overcome the counter-pressure of the molded and compacted shaped body, this process is referred to as compaction step below.
Station 5
Here, the cooling of the shaped body takes place with the die 11 closed, i. with retracted mandrel 12.
During the cooling step, the pressing force acting on the shaped body is reduced to a part of the total pressing force, the reduced pressing force preferably being kept constant during the cooling. Shown in Fig. 1 is only one positioned between the stations 4 and 6 cooling station 5, which is clocked by each of the eight arranged on the turntable 10 forms (die 11, mandrel 12). Between the stations 4 and 6 may be provided depending on the cooling duration also several, for example, two additional cooling stations, in this case, the number of stations and the number of forms on the turntable 10 would increase to ten, with equal distances between the stations must be complied with each other , The increase of the stations has to the free selectability of the cycle times, i.
Residence times of the molds in the stations and subsequent running times to the respective following stations no influence, one or more cooling stations 5 or 5a to 5n (n denotes an upwardly open number) are preferably with closed mold (mandrel 12 retracted in die 11) drive through , However, the pressure on the molded body in die 11 is reduced.
Station 6
By a retractor 21, the mandrel 12 is extended in the axial and vertical directions from the die 11, which in the case that the molded body undercuts, e.g. Has threads previously opened. The pressing tool, i. the mold is open again, while the molding or a tube is engaged with the mandrel 12. In Station 7, the mandrel 12 is pivoted in the horizontal.
This pivoting can take place in station 6, during the run of the pressing tool from station 6 to station 7 or during the residence time of the die in station 7.
Station 7
By means of a screwing device 23 associated with this station, a closure 24, for example a cap 24, is applied to the shaped body, i. E. the press-formed tube head 22, screwed or pushed at plug caps.
Station 8
A tube tube 16, optionally partition 15, tube head 22 and cap 24 existing tube is completed in station 8 and is ejected in station 8 in the arrow direction or subtracted by a device, not shown, from the mandrel 12.
After the next cycle step (pressing tool back in station 1), the mandrel 12 is again loaded with a tube tube 16 and, if provided, a partition wall 15.
In the apparatus described above by way of example, the method according to the invention runs in stations three, four and five. The pressed in station 2 with a portion of plasticized plastic mold consisting of die 11 and mandrel 12 is closed in station 3 and station 3 moves the mandrel 12 in the die 11 under formation by pressing the portion to a molding (following molding step or short Called molding), while the pressing force for the molding is smaller than a in station 4 applied to the molding, predetermined total pressing force.
After completion of molding in station 3, the mold moves with pressure-loaded mandrel 12 in station 4 a. In station 4, the mandrel 12 moves further in the axial direction in the die 11, and indeed so far until a set total pressing force is no longer sufficient to overcome the back pressure of the molding in die 11 on the mandrel 12. In this case, the resulting from the station three moldings is compacted or re-pressed (following compression step or briefly called compression). After completion of compaction in station 4, the molded body is cooled in station 5 while maintaining a pressure applied by mandrel 12 on the molding pressure load in the mold to be discharged in a following station from the mold.
The pressure acting on the molded body during cooling is less than the pressure resulting from the total compressive force, and preferably also less than that of the former (hereinafter called cooling step or cooling for short). The ratios of the pressures between molding, compaction and cooling according to the invention are as follows: starting from a total pressing force of 100% (compacting force), the pressing force of the molding is 75% to 90% (molding pressure), preferably 78% to 85% and that of cooling ( Cooling force) 50% to 70%, preferably 55% to 65%.
The method is characterized in that the pressing pressure of the punch for forming is lower than that of the following compacting and the pressing pressure of the punch during cooling is lower than that of the molding.
Fig. 2 shows a diagram in which the forces of individual process stages of the inventive method is shown as a percentage of a predetermined total pressing force over the time of a subcycle. For simplicity, Fig. 2 does not reflect in all parts the representation of the stations one to eight according to Fig. 1 (process cycle). The diagram represents only the forces and times of the sub-cycle of the stations 2, 3, 4, 5 (three cooling stages) and 6 as a discharge step.
Indicated by the diagram are three cooling stages 5, 5a and 5b, and taking into account these number of cooling stages, the total time for the expiration of the subcycle includes seven periods of time, referred to below as clock steps, each clocking step comprising a functional time and switching time. The function time is the time portion of a clocking step in which a process determining function, in this case loading, shaping, compaction, cooling (3 stations) and unloading, takes place, whereas the switching time (also called index time) represents a time portion of the clocking step which is necessary is to move means to perform the functions in designated or suitable positions.
The total time for the course of a process cycle is determined from the sum of all operating times and index times,
wherein the sum of all operating times determined by the number of clock steps and the longest lasting function time of all clock steps.
With regard to the results of the functions molding, compression and cooling - is thus achieved a very high uniformity rate of the plastic parts formed, such. Uniformity of dimensions, color uniformity, etc. - it has proven to be expedient if the total time (100%) of a process cycle is set such that its index time is between 10% and 50%, preferably 30% to 40%, remaining functional time.
If a partition wall 15 is provided in the tube 16, it can be connected by means of its flanges (not shown) with the inner surface of the tube 16 by welding. This welding can be done at each of the stations 2 to 8.
For this purpose, no pressing operation is usually necessary after the melting, since the restoring force of a flange is sufficient to connect the outer longitudinal edge of the molten flange with a molten strip of the tube 16.