DE1604331C2

DE1604331C2 - Vorrichtung zum Zuteilen und kontrollierten Absetzen genau dosierter Mengen eines plastifizierten Kunststoffes

Info

Publication number: DE1604331C2
Application number: DE1604331A
Authority: DE
Inventors: Ernest Otto Aichele (Verstorben)
Original assignee: Aichele Geb Auch-Schwelk Marie Katherina Hillside Nj (vsta)
Current assignee: Aichele Geb Auch-Schwelk Marie Katherina Hillside Nj (vsta)
Priority date: 1965-05-10
Filing date: 1966-03-31
Publication date: 1973-01-04
Also published as: GB1103898A; BE680527A; US3360827A; DE1604331B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuteilen und kontrollierten Absetzen genau dosierter Mengen eines plastifizierten Kunststoffes in Flaschenverschlußkappen, bestehend aus mindestens einem ein Gehäuse durchsetzenden Abgabekanal, in dem ein das Material zum Abgabeende des Kanals förderndes Förderorgan angeordnet ist, und einer unmittelbar im Bereich des Abgabeendes vorgesehenen Aufteileinrichtung, die sich in geringem Abstand von einem die Flaschenverschlußkappen aufnehmenden, kontinuierlich bewegbaren Förderer befindet.

Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 3 135 019), die zur Ausrüstung von Flaschenverschlüssen mit Dichtungen vorgegebene Portionen von thermoplastischem Material in die Flaschenverschlüsse einbringt.

Bei dieser Vorrichtung besteht die Austeil- und Absetzeinrichtung aus einem auf- und abbewegbaren Zulieferkolben, der bei seiner Abwärtsbewegung eine aus einer Abgabeleitung ausgetretene geringe Menge von plastifiziertem Kunststoff vom diese Abgabeleitung enthaltenden Block abschneidet und in die darunter befindliche Verschlußkappe absetzt. Das Absetzen erfolgt dabei in genau vorbestimmter Lage im Zentrum der Kappe, wodurch ein gleichmäßiges und vollständiges Auspressen der abgesetzten kleinen Kunststoffmenge innerhalb der Kappe zur Bildung einer gleichmäßigen Dichtung ermöglicht wird. Wird die abgetrennte Kunststoffmenge zu weit am Rand der Verschlußkappe abgesetzt, kann eine gleichmäßige Verteilung der Kunststoffmasse in der Kappe beim Pressen nicht mehr erreicht werden, so daß sich eine unzufriedenstellende Dichtung ergibt.

Diese Vorrichtung arbeitet zwar zufriedenstellend, jedoch erfolgt das Austeilen der Kunststoffmasse durch Abschneiden von der Mündung der Abgabeleitung mittels des Kolbens auf etwas umständliche Weise. Außerdem ist ihre Laufgeschwindigkeit infolge der hin- und hergehenden Masse dieses Kolbens auf eine maximale Geschwindigkeit von etwa 300 Austeilungen pro Minute beschränkt. Darüber hinaus ist es mit einfachen Mitteln nicht zu verhindern, daß diese bekannte Vorrichtung in Vibration gerät.

Aus der USA.-Patentschrift 2 649 618 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, welche zur Herstellung von zylindrischen Kunststoffkörpern, insbesondere, von Innenkörpern für Golfbälle bestimmt ist. Derartige Kunststoffkörper weisen jedoch bereits zum Zeitpunkt ihres Abschneidens von einem Kunststoffstrang eine ausreichend hohe Konsistenz auf, so daß sie ohne wesentliche anschließende Verformung in einen stationären Aufnahmebehälter fallen können. Ein anschließendes Einbringen des abgeschnittenen Kunststoffkörpers in sich bewegende Formen und dort erfolgendes Pressen oder Verformen durch Druckstempel ist bei dieser vorbekannten Vorrichtung nicht vorgesehen. Bei dieser bekannten Vorrichtung bedarf es somit keiner genauen Platzierung der abgeschnittenen Kunststoffkörper auf einem bewegten Förderer in genauen gegenseitigen Abständen und in genauer gegenseitiger Ausrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ihre Austeil- und Absetzeinrichtung konstruktiv einfacher und billiger ist, wobei die Laufgeschwindigkeit erheblich über 300 Austeilungen pro Minute hinaus erhöht werden kann, ohne die Gefahr von Vibrationen in Kauf nehmen zu müssen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Aufteileinrichtung aus einer kontinuierlich und synchron mit der Bewegung des Förderers rotierbaren Klinge besteht.

Die nach der Erfindung vorgesehene drehbare Klinge erfüllt zwei Funktionen, und zwar einerseits das Abschneiden der in die Kappen einzubringenden kleinen Kunststoffmengen und andererseits das genau kontrollierbare Absetzen der abgeschnittenen Kunststoffmengen in die Mitte der Verschlußkappen, um ein gleichmäßiges Auspressen der Kunststoffmenge über die gesamte Kappe zu ermöglichen. Durch das kontinuierliche Rotieren der Klinge wird ferner erreicht, daß die Vorrichtung mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit das Abtrennen und Absetzen der Kunststoffmengen vornehmen kann, ohne dabei in Schwingungen zu geraten. So können 800 bis 1000 Zuteilungen pro Minute ohne weiteres erreicht werden.

Obwohl die Erfindung insbesondere zur Auskleidung von Flaschenverschlüssen geeignet ist, so kann sie doch überall dort eingesetzt werden, wo kleine, genau festgelegte Mengen von Kunststoffmaterial mit einer hohen Anlieferungsgeschwindigkeit benötigt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines

Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Maschine zur Herstellung von Verschlußdichtungen, welche mit der erfindungsgemäßen Kunststoffzuteilvorrichtung versehen ist,

F i g. 2 eine Ansicht etwa in der Ebene der Linie 2-2 von Fig. 1,

F i g. 3 eine Aufsicht auf den Antriebsmechanismus für die Zuteilvorrichtung entlang der Linie 3-3 von F i g. 2,

F i g. 4 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 1,

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der Zuteil- oder Zumeßklingen sowie der Lager- und Antriebselemente für die Klingen,

F i g. 6 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 6-6 von F i g. 5,

F i g. 7 einen vergrößerten vertikalen Schnitt entlang der Linie' 7-7 von F i g. 4 und

F i g. 8, 8 A und 8 B Ansichten in der Richtung der Linie 8-8 von F i g. 4, unter Darstellung der Klingen in verschiedenen Arbeitsstellungen.

Gemäß F i g. 1 weist die Flaschenverschlußauskleidemaschine eine Grundplatte 12 auf, auf welcher ein in Form einer Drehscheibe ausgebildeter Förderer 14 befestigt ist, der an seinem Außenrand eine Reihe entlang seines Umfangs verteilter, nach außen offener Aussparungen 16 aufweist. Diese Aussparungen 16 besitzen versenkte durchgehende vorspringende Ränder 18, in welche die äußeren Ränder der Verschlüsse C eingesetzt werden, so daß dieselben in dem Förderer 14 hängen. Der Förderer 14 wird mit Hilfe eines Antriebsmechanismus kontinuierlich in Drehung versetzt. Die Rotation des Förderers 14 trägt die auf einer Beschickungsrutsche 22 angelieferten Verschlüsse C zu einer Vorrichtung M, welche — wie dies in dem Folgenden genau beschrieben wird — eine bestimmte Menge L eines thermoplastischen Materials in das Innere eines jeden Verschlusses C eingibt. Hierauf werden die so beschickten Verschlüsse C durch den Förderer 14 einer Einrichtung S zugeführt, in welcher die einzelnen Kunststoffportionen zur Herstellung der Dichtungen geschmolzen werden.

Mit der Vorrichtung M ist direkt eine Einrichtung P zur Konditionierung des thermoplastischen Materials verbunden. Von dieser Einrichtung P wird die Vorrichtung M mit erhitztem Kunststoffmaterial beliefert, welches unter ausreichendem und konstantem Druck steht, so daß ein kontinuierlich bewegter Strom von Kunststoffmaterial mit einem bestimmten Querschnitt zur Verfugung steht. Das Kunststoffmaterial ist vorzugsweise eine thermoplastische Masse — z. B. Polyäthylen-, ein Vinylharz, wie Polyvinylchlorid, oder ein Mischpolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat. Gegebenenfalls kann ein geeignetes heißhärtendes Harz verwendet werden.

Die Vorrichtung M ist mit der Hauptantriebswelle 20 für den Förderer 14 verbunden.

Gemäß F i g. 4 besteht sie aus einem Gehäuse 38 mit einem Abgabekanal 40, der mit Kunststoff material in erhitztem Zustand gefüllt ist. Das Kunststoffmaterial wird durch das Austrittsende des Abgabekanals 40 ausgedrückt, wo es durch eine rotierende Klinge 42 abgeschnitten wird. Zusätzlich ist eine weitere Klinge 42' vorgesehen, welcher ein weiterer Abgabekanal zugeordnet ist.

Der Abgabekanal 40 steht mit einem in dem Gehäuse 38 angeordneten Eintrittskanal 44 in Verbindung. Der Eintrittskanal 44 ist seinerseits mit einem Anschlußteil 48 angeordneten Kanal 46 verbunden, welcher mit der Kunststoffmaterialkonditionierungseinrichtung P in Verbindung steht. Das Gehäuse 38 ist durch Schrauben 50 mit dem Anschlußteil 48 verbunden. Das Gehäuse 38 wird durch eine geeignete Flüssigkeit — beispielsweise durch heißes Wasser — erhitzt, so daß das zugeführte Kunststoffmaterial in

ίο seinem erhitzten bzw. geschmolzenen Zustand gehalten ist. Das Gehäuse 38 ist deshalb mit einer Reihe von Bohrungen 52 versehen, durch welche die Flüssigkeit hindurchgeleitet wird.

Die Vorrichtung M ist mit einem Kolben 54 versehen, welcher vorbestimmte Mengen von Kunststoffmaterial durch den Abgabekanal 40 fördert. Das Gehäuse 38 ist zu diesem Zweck mit einer vertikalen, zwischen dem Austrittsende des Eintrittskanals 44 und dem Eintrittsende des Abgabekanals 40'angeordneten Bohrung 56 versehen, innerhalb der der Kolben 54 hin- und hergeführt wird. Für die Klingen 42' ist ein entsprechender Kolben 54' vorgesehen. Die Klingen 42, 42' können jedoch auch über Abgabekanäle Kunststoffmaterial erhalten, welches ohne Vorsehen von Kolben direkt von einer geeigneten Vorrichtung angeliefert wird. In diesem Fall muß das Kunststoffmaterial in dem Abgabekanal unter konstantem Druck gehalten werden, so daß die Drehung der mit den Abgabekanälen zusammenarbeitenden Klingen bei einer bestimmten Drehgeschwindigkeit eine konstante Abgabemenge von Kunststoffportionen ergibt.

Gemäß F i g. 2 ist auf der Hauptwelle 20 ein Kegelzahnrad 76 drehfest befestigt, welches mit einem Plattenzahnrad 84 kämmt, das auf einer in Lagerbökken 80 und 82 gelagerten vertikalen Welle 78 befestigt ist. Am oberen Ende der Welle 78 ist ein Kegelzahnrad 86 befestigt, Welches mit einem Kegelzahnrad 88 kämmt, das mit dem Ende einer horizontal liegenden, in Lagerböcken 68 und 70 gelagerten Welle 90 verbunden ist. Gemäß F i g. 2 bis 4 ist am Ende der Welle 90 eine Scheibe 94 mit einem Kurbelzapfen 100 befestigt, in welchem eine Schubstange 98 befestigt ist, die an ihrem unteren sich gabelnden Ende mit Hilfe eines Bolzens 106 in zwei in einem Führungsblock 110 geführten Stößelblöcken 102, 102' gelagert ist, welche wiederum mit den bereits erwähnten Kolben 54, 54' verbunden sind.

Gemäß Fig. 4 verschließt der vertikal hin- und herbewegbare Kolben 54 bei der Abwärtsbewegung das Austrittsende des Eintrittskanals 44. Der mit der vertikalen Bohrung 56 in Verbindung stehende Abgabekanal 40 liegt hingegen unterhalb des Eintrittskanals 44 und ist nach unten geneigt. Das Austrittsende dieses Abgabekanals 40 ist ferner mit einer in dem Gehäuse 38 eingeschraubten Düse 114 versehen.

Unterhalb der vertikalen Bohrung 56 ist in Ausrichtung mit dem Kolben 54 ein verschiebbares Rückschlagventil 116 vorgesehen, welches mit Hilfe einer Druckfeder 118 nach oben gedruckt wird, wodurch die Eintrittsöffnung der Abgabeleitung 40 abgeschlossen ist. Durch dieses Rückschlagventil 116 wird ein Rückfluß von Kunststoffmaterial beim Zurückziehen des Kolbens 54 verhindert. Gemäß F i g. 4 und 6 sind die beiden Düsen 114 in einem dem Gehäuse 38 vorgelagerten kleineren Gehäuse 136 angeordnet. Dieses Gehäuse 136 wird gekühlt, damit die beiden rotierenden Klingen 42, 42'

sich nicht mit Kunststoffmaterial verschmieren. Gemäß F i g. 7 weist das Gehäuse 136 Kanäle für die Zirkulation eines Kühlmittels, beispielsweise Wasser, auf. Diese Kanäle bestehen aus einem kurzen horizontalen Eintrittskanal 138, welcher mit einem Zuführungsschlauch 140 für das Kühlmittel verbunden ist. Auf der entgegengesetzten Seite des Gehäuses 136 ist an einem Austrittskanal 144 ein Abführungsschlauch 142 angeschlossen. Die Kanäle 138 und 144 sind durch eine Anzahl von Verbindungskanälen 146, 148, 150, 154, 156 und 158 miteinander verbunden. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 136 horizontal und vertikal durchbohrt und an der äußeren Oberfläche verstöpselt. Die Verbindungskanäle 150 und 154 sind durch Auffräsen miteinander verbunden, wobei eine Platte 160 aufgeschweißt ist, durch welche der aufgefräste Hohlraum 152 verschlossen wird. Um ein Abkühlen des erhitzten Kunststoffes in den Agbabeleitungen 40 zu vermeiden, ist ein vorzugsweise aus Teflon hergestelltes Wärmeisolationsrohr 162 innerhalb der beiden Düsen 114 angeordnet.

Gemäß F i g. 3 ist ferner auf der Antriebswelle 90 zwischen den Lagerböcken 68 und 70 ein Kegelzahnrad 164 befestigt, welches mit einem Zahnrad 166 kämmt, das auf dem Ende einer in einem Lager 74 gelagerten Welle 168 befestigt ist. Gemäß F i g. 3 und 4 ist am vorderen Ende der Welle 168 ein Kettenzahnrad 170 befestigt, von welchem über eine Kette 172 ein zweites auf einem Zapfen 176 gelagertes Kettenzahnrad 174 angetrieben ist. Gemäß F i g. 6 ist dieser Zapfen in eine vertikale Platte 178 eingeschraubt. Gemäß F i g. 4 ist diese das Getriebe für die Drehklingen 42, 42' tragende Platte 178 ihrerseits mittels eines Paares von Schrauben 180, 180' und unter Verwendung eines Abstandshalters 182 an dem Gehäuse 38 befestigt.

Gemäß F i g. 4 und 6 ist an dem Kettenzahnrad 174 ein Antriebszahnrad 184 befestigt, welches gemäß F i g. 5 mit einem Paar von auf Schulterschrauben 188, 188' gelagerten Zwischenzahnrädern 186, 186' kämmt, welche wiederum mit Antriebszahnrädern 192, 192' im Eingriff stehen. Diese Antriebszahnräder 192, 192' sind auf entsprechenden Wellen 194 befestigt, welche in entsprechenden, mit Preßsitz in der Platte 178 sitzenden Buchsen 198 verschiebbar gelagert sind. Am vorderen Ende 200 der Wellen 194 ist je ein Vierkant vorgesehen, auf welchen die mit entsprechend geformten Ausnehmungen versehenen Klingen 42, 42' aufgesteckt und gemäß F i g. 8 mit je einem Stift 202 befestigt sind. Um die beiden Klingen 42, 42' federnd gegen das gekühlte Gehäuse 136 zu drücken, sind die vorderen Enden der beiden Wellen 194 mit je einer Vertiefung 203 versehen, in welche eine durch eine Feder 212 angedrückte Kugel 204 zu liegen kommt. Gemäß F i g. 5 und 6 sind an der Platte 178 zwei etwa L-förmige Bügel 206 befestigt, in deren Vorderarmen 208, 208' je eine Einstellschraube 210 angeordnet ist, durch welche der Druck auf die beiden Federn 212 eingestellt werden kann.

Die F i g. 8, 8 A und 8 B zeigen verschiedene Arbeitsstellungen der Klingen 42, 42', welche bei ihrer Rotation gleichzeitig jeweils zwei Kunststoffportionen L in aufeinanderfolgende Verschlüsse C einbringen. Sobald mit Hilfe der Kolben 54, 54' Plastikmaterial durch die entsprechenden Abgabekanäle 40 gefördert wird, werden bei jeder vollständigen Umdrehung der beiden Klingen 42, 42' zwei Kunststoffportionen L abgeschnitten und in das Innere von zwei Verschlüssen C eingebracht, während die Verschlüsse C kontinuierlich in Richtung des Pfeiles weitergeführt werden. Die beiden Klingen 42, 42' drehen sich dabei in der gleichen Richtung wie die Verschlüsse C auf dem Förderer.

Die Klingen 42, 42' sind so geformt, daß sie das aus dem Austrittsende des Abgabekanals 40 bzw. der Düse 114 extrudierte Kunststoffmaterial sowohl abscheren als auch abgeben. Zu diesem Zweck ist jede Klinge 42, 42' in bezug auf das Austrittsende des Abgabekanals 40 so angeordnet, daß eine abgeschrägte Schneide- bzw. Scherkante 214 über das Austrittsende des Abgabekanals 40 gleitet, um den aus dem Abgabekanal 40 ausgedrückten Teil des Kunststoffmaterials abzuschneiden bzw. abzuscheren. Die Klinge 42, 42' ist weiter mit einer in bezug auf die Scherkante 214 unter einem zurückweichenden Winkel angeordneten Kante 216 versehen, durch welche die abgeschnittene Portion L in den Verschluß C abgegeben wird. Infolge der federnden Lagerung der beiden Klingen 42, 42' kann eine ungehinderte Extrusion von Kunststoffmaterial aus den Abgabekanälen 40 auch dann erfolgen, wenn die Klingen 42, 42' sich in der in F i g. 8 A gezeigten Position befinden.

Durch die Verwendung einer Mehrzahl von rotierenden Klingen können die Kunststoffmaterialportionen L in eine Mehrzahl von Verschlüssen C gleichzeitig abgegeben werden, wobei sowohl die Klingen als auch der Förderer eine kontinuierliche Bewegung ausführen. Dadurch kann die Arbeitsgeschwindigkeit der in Fig. 1 dargestellten Maschine sehr stark erhöht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zuteilen und kontrollierten Absetzen genau dosierter Mengen eines plastifizieren Kunststoffes in Flaschenverschlußkappen, bestehend aus mindestens einem ein Gehäuse durchsetzenden Abgabekanal, in dem ein das Material zum Abgabeende des Kanals förderndes Förderorgan angeordnet ist, und einer unmittelbar im Bereich des Abgabeendes vorgesehenen Aufteileinrichtung, die sich in geringem Abstand von einem die Flaschenverschlußkappen aufnehmenden, kontinuierlich bewegbaren Förderer befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteileinrichtung aus einer kontinuierlich und synchron mit der Bewegung des Förderers (14) rotierbaren Klinge (42) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Andrücken der Klinge (42) gegen das Gehäuse (136) eine Feder (212) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge (42) eine Scherkante (214) und eine daran anschließende und gegen diese zur Mittellängsachse der Klinge (42) hin geneigte Kante (216) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (136) zum Kühlen der anliegenden Klinge (42) kühlbar ausgebildet und der in ihm verlaufende Abgabekanal (40) von einem Wärmeisolationsrohr (162) umgeben ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (136) mehrere Abgabekanäle (40) und zugehörige Klingen (42, 42') nebeneinander angeordnet sind.