DE1479714C3 - Rotierend kontinuierlich arbeitende Anlage zum Vakuumformen von Hohlkörpern aus Kunststoff - Google Patents

Description

bei geschlossener Form dem Extrusionskopf zugekehrten Oberfläche ein so ausgebildetes und angeordnetes Messer trägt, daß es beim Schließen der Form die Wand des Rohlings zwischen ihr und dem Extrusionskopf durchstößt.

Die erfindungsgemäße Wirkung kann verstärkt werden durch ein derartiges Regeln der Verschiebungsgeschwindigkeit der Formen, daß diese ein wenig größer ist als die Auspreßgeschwindigkeit des Rohrs aus erweichtem Kunststoff. Wenn man so arbeitet, wird der Rohrteil zwischen jeder aufeinanderfolgenden Form und dem Auspreßkopf leicht gestreckt, wodurch die Perforation eine ovale Form erhält und so der Wiedereintritt von Luft erleichtert wird. Außerdem kann man dieses Insgleichgewichtbringen des Innern jedes Rohrteils mit der Atmosphäre begünstigen, wenn man eine Presse verwendet, deren Mundstückkern hohl ist, und durch diesen Luft unter einem leichten Überdruck in das ausgepreßte Rohr einführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an den Zeichnungen erläutert, welche darstellen:

Fig. 1 eine rotierende erfindungsgemäße Vorrichtung im Aufriß,

Fig. 2 Seitenansicht der gleichen Vorrichtung,
Fig. 3 verschiedene Ansichten des Nockens zum Öffnen der Formen,

Fig. 4 eine geschlossene Form im Aufriß,
Fig. 5 die Form von Fig. 4 in Aufsicht,
Fig. 6 eine offene Form im Aufriß,
Fig. 7 die Form von Fig. 6 in Aufsicht,
Fig. 8 und 9 eine fest angeordnete Halbform im Aufriß und in Aufsicht,

Fig. 10 und 11 eine bewegliche Halbform im Aufriß und in Aufsicht,

Fig. 12 einen Schnitt nach Linie AA¹ von Fig. 8, Fig. 13 einen Schnitt nach Linie CC¹ von Fig. 10, Fig. 14 einen Schnitt nach Linie BB¹ von Fig. 8, Fig. 15 eine Aufsicht des Teils 40 von Fig. 8,
Fig. 16 einen Schnitt nach Linie EE¹ von Fig. 8, Fig. 17 eine Rückansicht einer fest angeordneten Halbform, von der man den Deckel entfernt hat,

Fig. 18 eine Reihe von Höhlkörpern, so wie sie sich beim Auslaß aus der erfindungsgemäß rotierenden Vorrichtung darbieten.

Nach Fig. 1 und 2 besitzt die erfindungsgemäß rotierende Vorrichtung ein Gestell 1, auf welchem in beweglicher Art eine waagerechte Welle 2 montiert ist, betätigt durch Motor 3 über ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, gesteuert durch den Hebel 4 und eine nicht dargestellte Transmission, welche die Riemenscheiben 5 und 6 verbindet. Auf der Welle 2 ist eine Tragplatte 7 angebracht, auf welcher eine Reihe von praktisch verbundenen Formen 8 befestigt ist. Jede Form 8 besteht aus zwei Halbformen, von denen eine, 9, fest auf der Tragplatte 7 angebracht ist. Die andere Halbform 10 (Fig. 4, 5, 6 und 7) ist beweglich und mittels eines Gelenks 11 auf der fest angeordneten Halbform 9 derart befestigt, um eine Form zu ergeben, welche sich in Art eines Buches öffnet und schließt. Dieses Gelenk 11 ist mit einer Feder 12 versehen, welche die Form geschlossen zu halten sucht. Jede bewegliche Halbform 10 ist außerdem mit einem losen Rädchen 13 ausgerüstet, welches auf einem Arm 14 angebracht ist.

Schließlich ist auf der oberen Seite der beweglichen Halbformen ein Messer 15 angeordnet, dessen Stellung durch einen Schlitten 16 und mittels eines Befestigungsbolzens 17 oder eines anderen äquivalenten Mittels geregelt werden kann. Auf Welle 2 ist gleichfalls ein Nocken 18 angebracht (Einzelheiten siehe Fig. 3), mittels mehrerer Träger 19, welche mit einer lose auf Welle 2 angeordneten Muffe 20 verbunden sind. Die Muffe 20 trägt einen Arm 21, an dessem Ende quer eine Regelwelle 22 aufgeschraubt ist, versehen mit einem Steuerrad 23. Die Regelwelle 22 kann durch Drehen sich axial in einem Lager verschieben, welches auf dem Gestell 1 der Maschine angeordnet ist. Beim Drehen der Regelwelle 22 mittels des Steuerrads 23 kann man daher die Winkelstellung des Arms 21 und damit diejenige des Nockens 18 verändern. Der Bewegungsmechanismus des Nockens 18 in Zusammenarbeit mit dem losen Rädchen 13 der beweglichen Halbformen 10 wird noch beschrieben. Die vollständige Vorrichtung enthält außerdem noch (siehe Fig. 1) eine Einrichtung für einen Vakuumanschluß, welche die Verbindung der Formen mit

ao dem Vakuum im richtigen Zeitpunkt sichert. Solche Einrichtungen sind bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden. Die an der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigte Anschlußeinrichtung

24 besitzt zwei Verteilerplatten, von denen die eine 25 fest mit der Tragplatte 7 verbunden und mit den verschiedenen fest angeordneten Halbformen 9 und über Leitungen 26 angeschlossen ist. Die zweite fest angeordnete Platte 27 ist lose auf der Welle 2 angebracht und mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle über Leitung 28 verbunden. Die zwei Platten

25 und 27 werden die eine gegen die andere durch die Wirkung einer Feder 29 gehalten, welche um die Welle gewickelt ist und sich auf dem Gestell 1 der Apparatur abstützt. Die lose Platte 27 ist mit einem Arm 30 versehen, dessen Winkelstellung sich über ein Steuerrad 31 mittels eines gleichen Mechanismus wie dem zur Regelung des Nockens 18 beschriebenen, verändern läßt.

Bevor die Wirkungsweise der Vorrichtung im einzelnen erklärt wird, ist es zweckmäßig, in ausführlicher Weise den Aufbau der auf ihr montierten Formen zu beschreiben und ihre besondere Einrichtung für das Untervakuumsetzen zu erläutern, wozu besonders auf die Fig. 8, 10,12,14,15, 16 und 17 verwiesen wird.

Jede Leitung 26 verbindet quer durch die Tragplatte 7 die Anschlußeinrichtung 24 mit einer fest angeordneten Halbform 9 über die öffnung 32, weiche in der an der Tragplatte befestigten Wand dieser letzteren vorgesehen ist (Fig. 16). Diese öffnung 32 mündet in eine Vakuumkammer 33, vorgesehen unter dem Abdruck der fest angeordneten Halbform. Nach Fig. 8 bemerkt man, daß der Abdruck der fest angeordneten Halbform in ihrer Schließebene von einem kleinen Umf angskanal 34 umgeben ist, der durch zwei Einfassungen 35 und 36 begrenzt ist. Die an der Seite des ausnutzbaren Teils der Halbform in einer etwas geringeren Höhe als diejenige der äußeren Einfassung 35 gelegene Einfassung 36 ist derart ausgebildet, daß, wenn die bewegliche Halbform auf die fest angeordnete Halbform aufgebracht wird, der Umfangskanal 34 über einen Spalt 37 mit dem Innern der Form in Verbindung steht, während die äußere Einfassung 35 ein dichtes Schließen der Form sichert. Um diese Besonderheit besser zu verstehen, genügt es, im Geiste die Fig. 13 oder noch besser die Fig. 16 gegen die Fig. 14 zu legen. Der Umfangskanal 34, gelegen in der Schließebene der Form, ist seinerseits in Verbindung mit der Vakuumkammer 33 über die öffnungen

38 und 39, die diametral gegenüber in bezug auf den Abdruck der Form liegen. Die Kontinuität des Umfangskanals 34 in der Gegend des Formenhalses wird durch ein Verbindungsstück 40 (Fig. 15) gesichert, welches einen dieses Gebiet umgebenden Umfangskanal 41 bildet. Daher wird nach dem Schließen einer Form über einen erweichten Rohrteil und dem Verbinden dieser Form mit der Vakuumquelle mittels ihrer Leitung 26 und des Anschlußstückes 24 die in der Form eingeschlossene Luft durch den Umfangsspalt 37 in den Kanal 34 abgesaugt und durch die Öffnungen 38 und 39 über die Vakuumkammer 33 evakuiert.

Dieses System des Untervakuumsetzens der Form, welches sich als besonders wirksam erweist, besitzt außer einer Verkleinerung des Einstandspreises den Vorteil, die Fläche der Abdrücke jeder Halbform völlig frei zu lassen, was eine sehr wirksame Kühlung der Formen und eine größere Leistung ermöglicht. Diese Kühlung kann beispielsweise durch kaltes Wasser bewirkt werden, welches, durch Leitungen 42 und 43 ein- und austretend, die Gesamtheit des hinteren Teils der Abdrücke kühlen kann, indem es die Kammern 44 ausfüllt (Fig. 12, 13, 16 und 17).

Die Dichtheit der Formen bei ihrem Untervakuumbringen ist außerdem gesichert durch eine zusätzliche Dichtungseinrichtung 45, welche in der Schließebene der Formen fest angeordnet ist.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende unter der Annahme, daß diese im Betrieb ist und alle notwendigen Einstellungen bewirkt wurden. Bei dieser Beschreibung wird auf die Fig. 2 Bezug genommen, wobei sich der bewegliche Teil der Vorrichtung in dem durch den Pfeil angezeigten Sinn dreht, d.h. in entgegengesetzter Uhrzeigerrichtung, und die aufeinanderfolgenden durch eine beliebige Form eingenommenen Stellungen werden durch die Buchstaben A, B, C, D, E und F bezeichnet.

Wenn eine Form sich in der Stellung A befindet, ist sie geschlossen. Sobald sie diese Stellung verläßt, kommt ihr Rädchen 13 in Eingriff mit dem Nocken 18, dessen Profil derart ausgebildet ist, um ihre allmähliche öffnung gegen die Wirkung ihrer Feder 12 durch Schwenken der beweglichen Halbform 8 um das Gelenk 11 hervorzurufen. Dieses allmähliche öffnen erscheint deutlich in Fig. 2 in den dargestellten Stellungen B, C und D, wobei die Form vollständig geöffnet ist, wenn sie diese letztere Stellung einnimmt. Sobald die Form die Stellung E einnimmt, empfängt sie einen Teil des Rohrs aus erweichtem^und von der Presse 46 geliefertem Kunststoff. Das Mundstück dieser Presse kann vorteilhafterweise so verlängert sein, wie es auf der Fig. 2 erscheint, um eine vollkommene Zentrierung des in die festangeordnete Halbform gelegten Rohrteils zu erhalten. Sobald die Form die Stellung E verläßt, wird ihr Rädchen 13 plötzlich von dem Nocken 18 freigegeben. In diesem Augenblick ruft die Feder 12 das Aufklappen der beweglichen Halbform 10 auf der festangeordneten Halbform und damit das Schließen der Form über dem Rohrteil hervor. Bei dieser Klappbewegung durchbohrt das auf dem oberen Teil der beweglichen Halbform angeordnete Messer 15 den Teil des aus der Form herausragenden Kunststoffrohrs und bringt ihn in unmittelbare Verbindung mit der Atmosphäre. Wenn man es für notwendig hält, kann man, wie schon gesagt, die Drehgeschwindigkeit der Tragplatte 7 derart regeln, daß die Tangentialgeschwindigkeit der Formen ein wenig größer als die Auspreßgeschwindigkeit des Kunststoffrohrs ist, so daß, da dieser Rohrteil leicht gestreckt wird, die durch das Messer 15 bewirkte Durchbohrung dazu neigt, eine ovale Form anzunehmen und so einen leichteren Wiedereintritt von Luft zu ermöglichen.

Außerdem kann der Kern der Presse 46 hohl sein, und man kann durch diesen letzteren einen leichten Luftüberdruck gegenüber der Atmosphäre in dem ausgepreßten Rohr so einführen, um schneller den Druck im Innern dieses letzteren auszugleichen. Sobald die Form vollständig geschlossen ist, d. h. wenn sie beispielsweise die Stellung F einnimmt, bringt der Vakuumanschluß 24 das Innere der Form in Verbindung mit einer Vakuumquelle, und der in der Form eingeschlossene Rohrteil erhält seine Form. Die Vergrößerung des Volumens dieses Teils bei seiner Formung ruft eine Vakuumwirkung auf das Innere des letzteren hervor, aber diese Wirkung kann keine Schrumpfung des äußeren Teils des ausgepreßten Rohrs hervorrufen, weil sie unmittelbar durch den

ao Wiedereintritt von Luft, verursacht durch die mittels des Messers 15 bewirkte Durchbohrung und gegebenenfalls durch den leichten über den hohlen Kern der Presse eingeführten Überdruck ausgeglichen wird. Die Kraft der Schließfeder 12 der Formen braucht nicht sehr hoch zu sein. Es genügt, daß sie nur ausreicht, um die Form ohne Druck in der Stellung E zu schließen, denn das Dichten der Form bei der Formung wird durch das Vakuum gesichert, welches in diesem Augenblick in dem Innern der Form herrscht, und nicht durch die Feder. Die Dichtheit der geschlossenen Form wird durch die Dichtungseinrichtung 45 gewährleistet, welche auf dem Rand der festangeord-■ neten Halbform angebracht ist. Die Dichtheit kann jedoch noch verbessert werden, wenn man den äußeren Rand dieser Dichtungseinrichtung freiläßt.

Zwischen den Stellungen F und A wird der geformte Hohlkörper durch das Kühlwasser der Formen abgekühlt. Da diese Kühlung sehr stark ist, können die Drehgeschwindigkeit des Trägers 7 und damit die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung sehr stark erhöht werden. Wenn die Form die Stellung A verläßt, ruft ihr Rädchen 13 von neuem ihr allmähliches öffnen hervor, und nach der Entnahme des Hohlkörpers kann sie wieder einen Arbeitszyklus beginnen. Die beschriebene Vorrichtung liefert also so, wie sie in Fig. 18 dargestellt ist, eine ununterbrochene Kette von Behältern 47, welche untereinander durch ein kleines Abfallstück 48 verbunden sind, welches die Durchbohrung 49 zur Verbindung mit der Atmo-Sphäre, durch das Messer 15 bewirkt, trägt. Dieses Abfallstück ist gleich dem Abstand, welcher zwei aufeinanderfolgende Formen trennt, und da die Formen fast unmittelbar miteinander verbunden sein können unter Berücksichtigung des notwendigen Platzes für

die Anbringung des Messers 15, kann der Anteil an Abfällen auf ein Mindestmaß verringert werden. Diese Möglichkeit, den Anfall an Abfällen zu verringern, erweist sich insbesondere als wesentlich bei der . Herstellung von Behältern kleinen Fassungsvermö-

gens. Die Hohlkörper werden dann voneinander durch Zerschneiden des Rohrstücks 48 mit jedem bekannten Mittel getrennt.

Bei dem Anlassen der Vorrichtung ist es zweckmäßig, zu regeln:

die Auspreßgeschwindigkeit des erweichten Kunststoff rohrs durch eine bekannte Einstellung der Presse, die Drehgeschwindigkeit der Tragplatte durch Einstellung des Geschwindigkeitswechselgetriebes des

Motors 3,

den Zeitpunkt des Schließens der Formen durch Einstellung des Nockens 18 mittels Steuerrad 23,

den Zeitpunkt des Bringens der Formen unter Vakuum durch Einstellung des Vakuumanschlusses 24 mittels Steuerrad 31,

die Stellung der Messer 15 durch Einstellung der Bolzen 17.

Augenscheinlich kann die beschriebene und erläuterte Erfindung Gegenstand zahlreicher Abwandlungen sein, welche nicht aus ihrem Bereich herausführen.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Rotierend kontinuierlich arbeitende Anlage zum Vakuumformen von Hohlkörpern aus Kunststoff, bei der ein laufend von einem Extrusionskopf gelieferter Rohling in offene aufeinanderfolgend auf einem um eine waagerechte Achse rotierenden Träger angeordneten Formen eingelassen wird, bei der der eine Teil jeder zweiteiligen Form auf dem rotierenden Träger fest angeordnet und der andere Teil auf seinem festen Teil durch ein Gelenk bewegbar befestigt ist, bei der Bewegungsmittel, z. B. ein fester Nocken, die aufeinanderfolgenden Formen zum Einlaß des Rohlings gegen einen Förderzug öffnen und bei der nach Schließen der Form ihre Innenflächen mit einem Evakuierungsmittel verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (10) jeder Form auf seiner bei geschlossener Form dem Extrusionskopf zugekehrten Oberfläche ein so ausgebildetes und angeordnetes Messer (15) trägt, daß es beim Schließen der Form die Wand des Rohlings zwischen ihr und dem Extrusionskopf durchstößt.

   Die Erfindung betrifft eine rotierend, kontinuierlich arbeitende Anlage zum Vakuumformen von Hohlkörpern aus Kunststoff, bei der ein laufend von einem Extrusionskopf gelieferter Rohling in offene aufeinanderfolgend auf einem um eine waagerechte Achse rotierenden Träger angeordneten Formen eingelassen wird, bei der der eine Teil jeder zweiteiligen Form auf dem rotierenden Träger fest angeordnet und der andere Teil auf seinem festen Teil durch ein Gelenk bewegbar befestigt ist, bei der Bewegungsmittel, z. B. ein fester Nocken, die aufeinanderfolgenden Formen zum Einlaß des Rohlings gegen einen Förderzug öffnen und bei der nach Schließen der Form ihre Innenflächen mit einem Evakuierungsmittel verbindbar sind.

   Es ist bekannt. Hohlkörper, beispielsweise Flaschen, durch Blasen in einer Form herzi- teilen. Bei diesem Verfahren wird ein rohrförmiger Klumpen aus erweichtem Kunststoff in eine Form aus zwei Teilen eingeschlossen und mittels eines Blaskopfes geblasen, welcher in eine auf dem oberen oder unteren Teil der Form vorgesehene Blasöffnung eingeführt wird. Die Anwesenheit dieses Blaskopfes bringt jedoch zahlreiche Probleme mit sich bei dem Bau der kontinuierlichen Formmaschinen, insbesondere wenn es sich um rotierende Maschinen handelt. Daher ist man gezwungen, mechanische oder andere Mittel vorzusehen, um diese Blasköpfe beim Durchgang der Formen unter dem Auspreßkopf zu verschieben, welcher den /u blasenden Rohrklumpen abgibt, um so jede unerwünschte Kollision zu vermeiden. Überdies verhindert die Notwendigkeit, einen freien Raum vorzusehen, um diese Blasköpfe unterzubringen, die Benutzung von Verbundformen. Da der Rohrklumpen kontinuierlich ausgepreßt wird, stellen daher die zwischen den Formen gelegenen Rohrteile einen unerwünschten Materialverlust dar. Dieser Verlust, welcher schon verhältnismäßig bedeutend bei der Herstellung von Behältern großen I nhalts nach diesem Verfahren ist, wird ganz besonders prohibitiv, wenn man Behälter kleinen Fassungsvermögens, d. h. weniger als 250 cm³ herz.ustellen wünscht. Es scheint daher, daß die bekannte Technik des Blasformens nicht eine wirtschaftliche Lösung für das Problem der kontinuierlichen Herstellung von Hohlkörpern geringen Fassungsvermögens aus Kunststoff liefern kann.

   Es ist auch bekannt. Hohlkörper aus Kunststoff

   ίο durch Verfahren herzustellen, weiche Formung im Vakuum benutzen. Bei diesen Verfahren wird der zu erweiternde Rohrteil in eine Form eingeschlossen, dann saugt man die diesen Rohrteil in der Form umgebende Luft ab, damit seine Wände sich an die Wände der Form anlegen können. Diese Verfahren besitzen gleichfalls gewisse Nachteile. So vergrößert die Notwendigkeit, Sauglöcher auf der inneren Wand der Form vorzusehen, merklich den Einstandspreis dieser Formen und daher denjenigen der ganzen Anlage.

   Außerdem stellt die Anwesenheit dieser Sauglöcher Probleme für die Kühlung der Formen. Schließlich bietet die Anwendung dieser Verfahren in rotierenden Apparaten für die kontinuierliche Herstellung von Hohlkörpern aus Kunststoff gewisse Schwierigkeiten.

   So liegt beispielsweise ein störendes Hindernis bei der Anwendung dieser Verfahren in solchen Apparaten darin, daß das erweichte von der Presse gelieferte Rohr immer in Verbindung mit dem bereits in der Form eingeschlossenen Teil ist. Tatsächlich ruft bei der Aufweitung dieses letzteren Teils die Druckerniedrigung, welche im Innern desselben geschaffen wird, ein Abplatten des frisch ausgestoßenen Rohr-

   ', teils hervor, welcher zwischen dem Auspreßkopf und der Form gelegen ist. Die Wände dieser letzteren sind daher in Gefahr, sich untereinander zu verschweißen, was Übelstände bei der Formung des folgenden Hohlkörpers mit sich bringt.

   Aus der deutschen Patentschrift 938878 ist eine rotierende Maschine zum Formen von Hohlkörpern bekannt, worin die Formung unter Druck durch eine Hohlnadel gesichert wird, welche gemäß der Achse des Rohlings angeordnet ist. Die beweglichen HaIbfonnen weisen kein Werkzeug auf, um den Rohling zwischen der Form und dem Extrusionskopf zu durch-

   stoßen.

   Die französische Patentschrift 1229956 betrifft eine rotierende Einrichtung für das Formen von Hohlkörpern unter Vakuum ausgehend von zwei parallel extrudierten Folien.

   Die britische Patentschrift 997606 betrifft eine rotierende Maschine für das Blasformen von Hohlkörpern, wobei Gelenkformen verwendet werden. Die verwendeten Formen haben jedoch kein Werkzeug, welches den Teil des Rohlings zwischen Form und Extrusionskopf zu durchbohren vermag.

   Die britische Patentschrift 955392 und die französische Patentschrift 1232702 betreffen Formungsverfahren durch Blasen von Hohlkörpern ausgehend von zuvor abgeschnittenen Stücken eines Rohlings.

   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Abflachen des Rohlings zwischen jeder aufeinanderfolgenden Form und dem Extrusionskopf, welches infolge der Vakuumwirkung bei der Formung von Hohlkörpern ausgehend von einem kontinuierlichen Rohling mittels einer rotierenden Form unter Vakuum auftritt, zu verhindern.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der beweglic'ie Teil jeder Form auf seiner