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Verfahren und Maschine zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem
Kunststoff nach der Blasmethode Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine
zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff.
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Es ist bekannt, ein solches Verfahren mittels einer Maschine durchzuführen,
die eine beweglich angeordnete Auspreßdüse zum Herstellen eines Schlauches als Zwischenerzeugnis
sowie eine Vorrichtung aufweist, durch die eine Vielzahl von Formen, in denen Abschnitte
des noch warmplastischen Schlauches zum fertigen Hohlkörper aufgeblasen werden,
auf einer geschlossenen Bahn nacheinander durch eine an der Anpreßdüse gelegene
Füllstelle hindurchbewegt werden. Bei einer bekannten Maschine dieser Art ist zum
Auspressen der Masse ein Zylinder mit einem hin- und herbewegten Kolben angeordnet,
und die Ausbildung ist so getroffen, daß das untere Ende des aus der thermoplastischen
Masse gebildeten Schlauches verschlossen wird, bevor es aus der Auspreßvorrichtung
herausgepreßt wird. Das Auspressen der Masse erfolgt dabei in zeitlicher Abstimmung
mit der das Verschließen des Schlauches durchführenden Vorrichtung in der Weise,
daß es vor dem Verschließen des Schlauches unterbrochen und erst nach dem Verschließen
wieder fortgesetzt wird.
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Durch die Erfindung sollen das bekannte Herstellungsverfahren und
die bekannten Maschinen derart verbessert werden, daß die thermoplastische Masse
in gleichmäßigem ununterbrochenem Strom aus der Auspreßdüse ausgepreßt wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
die einzelnen Formen in gleichbleibender Richtung auf der geschlossenen Bahn von
der einen Seite her zu der Füllstelle hin und von deren anderen Seite von dieser
weg bewegt, wobei die Bewegungsbahn der Formen im wesentlichen rechtwinklig zu der
Auspreßrichtung der Düse verläuft und der Schlauch kontinuierlich aus der Düse ausgepreßt
sowie die Düse in der Auspreßrichtung des Schlauches auf jede in die Füllstelle
bewegte Form zu bewegt und nach Einführung des entsprechenden Teilstückes des ständig
weiter ausgepreßten Schlauches in die Form entgegengesetzt zur Auspreßrichtung des
Schlauches von der Form weg bewegt wird, während der ständig aus der Düse austretende
Schlauch jeweils zwischen der Düse und der an der Füllstelle befindlichen Form zur
Bildung der Teilstücke in an sich bekannter Weise für jede dieser Formen mit offenbleibendem
Ende abgeschnitten, dann das abgetrennte Teilstück in jeder Form am gegenüberliegenden
Ende geschlossen und in das Teilstück der plastischen Masse durch das offengebliebene
Ende Blasluft eingeführt wird.
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Eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Maschine
weist gemäß der Erfindung einen zur Zu- und Abführung der Formen auf der geschlossenen
Bahn dienenden Drehtisch mit senkrechter Drehachse sowie eine mit ihrem hinteren
Ende am Maschinengestell um eine horizontale Achse schwenkbare Anpreßvorrrichtung
mit einer an ihrem vorderen Ende angeordneten, zum Auspressen eines ständigen Stromes
plastifizierten Kunststoffes dienenden offenen Düse auf, die beim Hin- und Herverschwenken
der Auspreßvorrichtung um ihre Achse mittels einer zwischen ihr und dem Maschinengestell
angeordneten Antriebsvorrichtung, z. B. eines Flüssigkeitsmotors, zur Abgabe jeweils
eines Teilstückes der zu einem Schlauch kontinuierlich ausgepreßten Kunststoffmasse
auf die jeweils in der Füllstelle befindliche Form zu und von dieser weg bewegt
wird und die ausgepreßte Kunststoffmasse im wesentlichen parallel zu der senkrechten
Drehachse des Drehtisches an die jeweilige Form abgibt, wobei die Auspreßvorrichtung
an ihrem hinteren Ende mit sich nach vorn erstreckenden Lagerarmen zur Aufnahme
des vor ihrer horizontalen Schwenkachse angeordneten Antriebsmotors versehen ist,
der die Auspreßvorrichtung über Zwischengetriebe ständig antreibt, und die Maschine
eine Vorrichtung aufweist, durch die jeweils ein in einer Form aus der Auspreßvorrichtung
aufgenommenes Teilstück des plastischen Schlauches von diesem abgetrennt wird,
sowie
mit einer Vorrichtung versehen ist, durch welche die Menge der ausgepreßten Kunststoffmasse
sowie die Schwenkbewegung der Auspreßvorrichtung bzw. der Düse und die Zuführung
der Formen zur Füllstelle aufeinander abgestimmt werden.
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Die Anwendung von Drehtischen ist zwar bei Maschinen ähnlicher Art
an sich bekannt. Doch weisen die bekannten Ausbildungen nicht die sonstigen Merkmale
der vorliegenden Erfindung auf.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Maschine.
Es zeigt Fig. 1 die Maschine in Seitenansicht, Fig. 2, 3 und 4 in vergrößerter Darstellung
Ansichten des Vorderteils der Auspreßvorrichtung in aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen
gegenüber der Blasform und Fig. 5 einen vergrößerten Grundriß der in Fig. 1 bis
4 dargestellten Abtrennvorrichtung.
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Die in der Zeichnung mit dem allgemeinen Bezugszeichen E dargestellte
Auspreßvorrichtung ist mit einem Auspreßkopf H versehen, durch welche der plastifizierte
thermoplastische Kunststoff P in stetigem Strom ständig als Schlauch ausgepreßt
wird.
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Aufeinanderfolgende Teilstücke des ausgepreßten Schlauches werden
an mehrere Formen M abgegeben, die auf einem allgemein mit C bezeichneten Drehtisch
mit senkrechter Drehachse 2 angeordnet sind. Der Drehtisch C wird ohne oder mit
Unterbrechungen mittels eines nicht dargestellten Malteserkreuz-Getriebes oder einer
anderen Vorrichtung angetrieben.
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Die Maschine weist ein Traggestell 1 auf, auf dem die Auspreßvorrichtung
E um eine horizontale Achse 9 schwenkbar angebracht ist und das, wie in Fig. 1 dargestellt
ist, mit einer Plattform versehen ist, auf die der Drehtisch C um seine vertikale
Achse 2 drehbar aufgesetzt ist. Der Drehtisch C mit den Formen M bewegt sich somit
in einer Ebene, die senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu Auspreßrichtung
des Kunststoffes P aus dem Auspreßkopf H bzw. der an diesem angeordneten Düse 20
verläuft. Ferner ist eine Vorrichtung T mit Ventilen 4 angeordnet, durch welche
die Zuführung von Blasluft od. dgl., die Menge der ausgepreßten Kunststoffmasse
sowie die Schwenkbewegung der Auspreßvorrichtung E und die Zuführung der Formen
M zur Füllstelle aufeinander abgestimmt werden.
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Im einzelnen weist die dargestellte Auspreßvorrichtung E einen länglichen,
rohrförmigen Mantel 8 auf, der an seinem hinteren Ende mittels der die horizontale
Achse bildenden Kippzapfen 9 schwenkbar gelagert ist, die ihrerseits in Lagerarmen
10 drehbar gelagert sind. Die Lagerarme 10 sind an dem Maschinengestell 1 befestigt
und bilden ein Schwenklager, in dem die Auspreßvorrichtung E mit dem Auspreßkopf
H auf und ab geschwenkt werden kann. Die Schwenkbewegung der Auspreßvorrichtung
E wird durch einen Flüssigkeitsmotor 11 bewirkt, dessen Zylinder bei 13 schwenkbar
an den Lagerarmen 10 angebracht ist und dessen Kolben 12 z. B. mittels der Mutter
14 a an einem Arm 14 befestigt ist, der am hinteren Ende der Auspreßvorrichtung
E sich nach unten erstreckend angebracht ist. Der Motor 11 wird durch ein hydraulisches
Druckmittel betätigt, das über die Zeitregelvorrichtung T mit Intervallen zugeführt
wird, um den Auspreßkopf H der Auspreßvorrichtung zu heben oder zu senken. Die Abwärtsbewegung
des
Kopfes H kann durch eine nicht dargestellte Druckfeder oder durch Entnahme von
Druckmittel aus dem Motor 11 oder durch sonstige Dämpfungsmittel gedämpft werden.
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Die Auspreßvorrichtung E ist mit einem Trichter 15 versehen, durch
den das zur Herstellung des plastifizierten Kunststoffes dienende pulverförmige
Material ununterbrochen dem erhitzten Mantel 8 zugeführt wird. In dem Mantel 8 wird
das Material zum Auspreßkopf H durch eine nicht dargestellte Förderschnecke gefördert,
die in dem Mantel 8 gelagert ist und stetig durch einen Elektromotor 3 angetrieben
wird. Dieser ist auf einem Lagerarm 14 befestigt und gemeinsam mit der Auspreßvorrichtung
E schwenkbar. Der Motor 3 treibt die Förderschnecke ständig über ein Untersetzungsgetriebe,
das allgemein mit 6 bezeichnet ist, und über einen Riementrieb 5 an.
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Die bisher beschriebene Ausbildung der Auspreßvorrichtung ist allgemein
zum Plastifizieren unter Druck bei Einrichtungen anwendbar, die zum Auspressen von
thermoplastischem Material dienen. Das den Ausgangsstoff bildende Pulver, das durch
den Trichter 15 zugeführt wird, wird durch seine Verarbeitung und Erwärmung bei
dem stetigen Durchpressen durch die Auspreßvorrichtung mittels der in dem Mantel
8 umlaufenden Schnecke plastifiziert.
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Im allgemeinen ist es nicht erforderlich, eine Druckregelvorrichtung
oder andere Mittel anzuwenden, die gewährleisten, daß die in stetigem Strom durch
den Kopf H der Auspreßvorrichtung ausgepreßte plastische Masse unter einem bestimmten,
im wesentlichen konstanten Druck steht. Gegebenenfalls kann jedoch ein solcher Druckregler
vorgesehen sein, damit ein gleichmäßiges Ausströmen der Masse oder andere bestimmte
Bedingungen eingehalten werden.
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Der thermoplastische Kunststoff, der bei seinem Durchgang durch den
Mantel 8 in der erläuterten Weise erhitzt und so verarbeitet wird, daß er die gewünschte
Plastizität aufweist, wird aus dem Kopf H stetig und ununterbrochen in Form eines
Schlauches aus der Düse 20 ausgepreßt und den Formen M zugeführt.
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Bei der dargestellten Ausführungsform der Erwindung sind auf dem
Drehtisch C vier Formen M angeordnet, von denen jede nacheinander unter die Düse
20 gelangt, wenn sich der Drehtisch dreht. Jeder Form wird auf diese Weise ein bestimmtes
Teilstück des stetig ausgepreßten Schlauches zugeführt. Die erforderlichen Teilstücke
werden von dem Schlauch, der aus der Auspreßdüse 20 des Kopfes H austritt, mittels
eines Messers 62 abgetrennt, das, wie in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist, durch
einen Luftmotor 63 angetrieben wird, sich dadurch hin- und herbewegt und dabei das
Schlauchstück, das sich jeweils unterhalb der Düse 20 befindet, in regelmäßigen
Zeitabständen abschneidet.
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Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist das Messer 62 mit zwei entgegengesetzt
angeordneten Schneidkanten 64 a und 64b versehen, die vor einer Öffnung 65 angeordnet
sind, durch welche der Schlauch aus plastifiziertem Kunststoff frei hindurchtreten
kann. Das Abtrennen der Teilstücke von dem Schlauch erfolgt abwechselnd durch die
beiden Schneidkanten 64 a und 64 b. Der Motor 63, durch den das Messer 62 vor- und
zurückbewegt wird, wird über die Zeitregelvorrichtung T so gesteuert, daß jeweils
ein Teilstück des Schlauches abgetrennt wird, wenn es aus der Düse 20 um das erforderliche
Maß ausgepreßt ist.
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Wenn z. B. das Messer in die in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien
dargestellte Stellung vorgeschoben wird, erfolgt das Abschneiden des Schlauches
mittels der vorderen Schneidkante 64 a. Anschließend bewegt sich der ununterbrochen
ausgepreßte Schlauch durch die Öffnung 65 hindurch, bis er die erforderliche Länge
erreicht hat, worauf das Messer 62 durch den Motor 63 in die in Fig. 5 mit vollen
Linien dargestellte Stellung zurückbewegt und das nächste Teilstück des Schlauches
durch die hintere Schneidkante 64 b abgetrennt wird. Die ständig ausgepreßte plastische
Masse P tritt dann vor der Vorderkante des Messers 62 weiter aus, so daß das folgende
Schlauchstück bei der Vorwärtsbewegung des Messers durch dessen vordere Schneidkante
64a abgetrennt wird.
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Gemäß der Erfindung erfolgt jede Schneidbewegung des Messers 62 vorzugsweise
gleichzeitig mit dem durch den Schwenkmotor 11 bewirkten Anheben des Auspreßkopfes
H gegenüber der Form M. Die Bewegung des Kopfes H ist dabei vorzugsweise etwas schneller
als die Auspreßgeschwindigkeit der plastischen Masse P aus der Düse 20, so daß die
abgetrennten Enden des plastischen Schlauches an der Schnittstelle voneinander weggezogen
werden und das untere Ende der austretenden Masse P bei der Drehung des Drehtisches
C nicht mit diesem in Berührung kommt, wenn er die zuletzt mit einem Teilstück des
Schlauches gefüllte Form M von der Düse 20 wegführt und eine neue Form M zubringt.
Dabei wird der Auspreßkopf H, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, so hoch aus der Bewegungsbahn
der Formen M herausgehoben, daß die zu füllende Form M in ihre Aufnahmestellung
unterhalb der Düse 20 gelangt, ohne daß sie die aus dieser Düse austretende plastische
Masse P berührt.
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Anschließend wird der Auspreßkopf H, wie in Fig. 3 dargestellt ist,
durch den Schwenkmotorll in eine unmittelbar über der Form befindliche Lage gebracht.
Wenn der Schlauch in der erforderlichen Länge zwischen die geöffneten Formhälften
69 und 70 (Fig. 1) der entsprechenden Form M ausgepreßt ist, werden die Formhälften
durch Betätigungsarme 71 und 72 od. dgl. geschlossen, wobei diese Schließbewegung
ebenfalls durch die Zeitregelvorrichtung T gesteuert wird. Im wesentlichen gleichzeitig
hiermit erfolgt die Abtrennung der Masse P durch das mit dem Motor 63 betätigte
Messer 62, worauf der Auspreßkopf H durch den Motor 11 angehoben wird. Das Auspressen
der Masse P erfolgt dabei, wie in den Fig. 1 bis 4 angedeutet, stetig und ununterbrochen
während ein Blaskopf 73 (Fig. 1), der an jeder Form M des Drehtisches angebracht
ist, selbsttätig in die für die zugeordnete Form und die in dieser befindliche plastische
Masse erforderliche Blasstellung bewegt wird. Durch den Blaskopf 73 wird dann Blasluft
oder ein sonstiges Druckmittel in das in der Form befindliche Teilstück des plastischen
Schlauches eingeblasen, das in der Form durch Einklemmen seines unteren Endes zwischen
den Formhälften 69, 70 geschlossen wird. Das Blasmittel kann in verschiedener Weise
zugeführt werden. Zum Beispiel kann es mit hohem oder niedrigem Druck zugeführt
werden.
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Die verschiedenen Formen M werden nacheinander in ihre Arbeitsstellung
gebracht und bei der Bewegung des Drehtisches geöffnet und geschlossen, wie es jeweils
erforderlich ist.
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Ein vollständiger Arbeitskreislauf der dargestellten Maschine schließt
eine volle Umdrehung des Dreh-
tisches C ein, und bei jeder Viertelumdrehung des
Tisches führen die Auspreßvorrichtung E und die zugehörigen Teile einen vollständigen
Arbeitsgang für eine der an dem Tisch angebrachten Formen aus. Die Steuerwalze der
Zeitregelvorrichtung T dreht sich um vier volle Umdrehungen bei einem einfachen
Arbeitsgang für eine Form.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist nachstehend im Zusammenhang erläutert.
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In Fig. 1 sind die verschiedenen Teile der Maschine in den Stellungen
dargestellt, die sie einnehmen, wenn der Drehtisch C eine gefüllte Form M aus ihrer
gleichachsigen Lage unter der Düse 20 des Auspreßkopfes H wegführt, der angehoben
wird, während ein neues Teilstück der plastischen Masse P bzw. des aus dieser bestehenden
Schlauches aus der Düse 20 ausgepreßt wird. Von dieser Stellung aus wird die gefüllte
Form M durch eine Drehung des Drehtisches C um 90° weiterbewegt, wobei die nachfolgende
geöffnete Form M, aus der vorher eine fertiggeblasene Flasche oder ein anderer Gegenstand
abgegeben worden ist, in die Aufnahmestellung unter der Düse 20 bewegt wird. Die
beiden Hälften 69 und 70 der Form sind dabei geöffnet, damit das schlauchartige
Teilstück aufgenommen werden kann. Darauf wird der Motor 11 durch die Zeitregelvorrichtung
T so betätigt, daß die Auspreßvorrichtung E abwärts verschwenkt und der Kopf H in
die in Fig. 3 dargestellte Lage bewegt ist, wenn die Form eine mit der Düse 20 gleichachsige
Stellung einnimmt. Gleichzeitig schließen sich die Formhälften 69, 70 um die Masse
P, und das Messer 62 wird so betätigt, daß es das aus dieser Masse bestehende Schlauchstück
in Abhängigkeit von dem Zeitregler abtrennt. Unmittelbar darauf wird die Drehrichtung
des Motors 11 umgekehrt und der Auspreßkopf H angehoben, so daß das neue Teilstück
des aus der Düse 20 stetig austretenden Schlauches aus dem Bereich der Formen in
die in Fig. 4 dargestellte Stellung bewegt wird, während der Drehtisch C die gefüllte
Form aus der gleichachsigen Lage mit dem Kopf H herausbewegt und die nachfolgende
Form in die Füllstellung bringt.
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Der Drehtisch C kann so angetrieben werden, daß er jede Form M, wenn
auch nur für einen kurzen Augenblick, gleichachsig mit dem Auspreßkopf hält; gewöhnlich
genügt es jedoch, wenn der Drehtisch C stetig bewegt wird und das Schließen der
Formen M, das Abtrennen der plastischen Masse und das Anheben des Auspreßkopfes
H während der Bewegung ausgeführt werden. Die Drehung des Drehtisches kann dabei
mit oder ohne Beschleunigung oder Abbremsung erfolgen.
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Das Anheben und Ablassen jedes Blaskopfes 73 in seine Blasstellung
an der Form M bzw. umgekehrt erfolgt, nachdem der Auspreßkopf H von der entsprechenden
Form abgehoben ist.
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Die Blasluft kann der plastischen Masse in der Form anfänglich durch
den Blaskopf 73 zugeführt werden, oder das anfängliche Aufblasen kann durch Luft
erfolgen, die in die plastische Masse über die Düse 20 eingeführt wird, unmittelbar
bevor das Messer 62 die Masse abtrennt. Der Blaskopf 73 wird dann anschließend verwendet,
um den Blasdruck wiederherzustellen und aufrechtzuerhalten, bis der herzustellende
Gegenstand eine bleibende Gestalt in der Form angenommen hat.
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Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Blasluft von oben
in die Formen eingeführt; die Blasluft
kann aber auch von unten
zugeführt werden. In jedem Fall wird das schlauchartige Teilstück aus plastischer
Masse vorzugsweise durch Einklemmen zwischen den Formhälften 69 und 70 geschlossen.
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Im Rahmen der Erfindung können Einzelheiten der dargestellten Konstruktion
und der Wirkungsweise geändert werden.
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Im allgemeinen werden bei der Maschine nach der Erfindung organische
plastische Kunststoffe angewendet, die bei Wärme und Druck erweichen und bei der
Übertragung von Hitze durch Metallteile bei niedriger Viskosität gehalten werden,
ohne dauernd oder unangenehm an den Metallflächen zu haften. Der Kunststoff kann
auf diese Weise in durch Wärme erweichtem, verarbeitungsfähigem Zustand gehalten
und zu einem Gegenstand geformt und verfestigt werden.
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Durch die Maschine nach der Erfindung können verschiedene organische
plastische Stoffe, die den erwähnten Anforderungen entsprechen, einschließlich Polyäthylen,
zu Hohlkörpern verschiedener Formen geformt werden. Solche Stoffe können dem Trichter
der Maschine in festem Zustand zugeführt werden, es können aber auch bestimmte Materialien
in vorher erweichtem Zustand zugeführt werden.