DE1679926C3

DE1679926C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Kunststoffbehälters aus zwei Hälften

Info

Publication number: DE1679926C3
Application number: DE1679926A
Authority: DE
Inventors: Gaylord W. Beaverton Mich. Brown (V.St.A.)
Original assignee: Brown Machine Co Of Michigan Inc Beaverton Mich (vsta)
Current assignee: Brown Machine Co Of Michigan Inc Beaverton Mich (vsta)
Priority date: 1966-04-20
Filing date: 1967-04-18
Publication date: 1975-07-31
Also published as: NL6705484A; BE697252A; US3499068A; CH464503A; SE336214B; DE1679926B2; GB1160351A; DE1679926A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbehälters aus zwei im wesentlichen zylindrischen Hälften, bei dem die aufeinan- so derfolgend im Differentialdruckformverfahren aus Kunststoffbändern hergestellten sowie aus diesen abgetrennten Hälften im Abstand voneinander mit ihren offenen Rändern gegeneinander ausgefluchtet werden, sodann mindestens eine Hälfte in Rotation versetzt wird und die Hälften daraufhin z'ir Erzielung einer Reibungsverschweißung teleskopartig ineinandergesteckt werden.

Ein solches Verfahren ist aus der FR-PS I 389 785 bekannt. Nach diesem Verfahren lassen sich solche Behälter jedoch nur herstellen, wenn die beiden Hälften am offenen Ende, d. h. an dem Ende, an dem sie verschweißt werden sollen, den größten Durchmesser aufweisen, weil beim Herstellen der Behälterhälften durch Differentialdruckformen die geformten Hälften aus einem fortlaufenden Plastikband ausgeschnitten werden müssen. Dabei kann die Schneidevorrichtung nur Flächen ausschneiden, die nicht kleiner als der größte Durchmesser des Teiles s.nd. Fallt nun d.eser größte Durchmesser nicht mit der Schneidekante zusammen, so verbleibt ein Umfangsflansch. dessen Durchmesser dem Durchmesser der Schneidevorrichtung und damit im allgemeinen dem größten Durchmesser des Behälters entspricht Dieser Umfangsflansch verbunden das für das Reibungsschweißverfahren notwendige «ele skopartige Ineinanderschieben der beiden Hälften.

Aus ästhetischen, aber auch aui praktischen Erwägungen besteht ein allgemeines Bedürfnis, Behälter mit Fn der Mitte eigezogenem Querschnitt herzustellen. Diese Formgebung vereinfacht die Handhabung eines solchen Behälters und erlaubt es zusätzlich, bei einem eeeebenen Volumen die Standfläche wesentlich zu vergrößern und damit die Standfestigkeit zu erhöhen.

Da sich solche Behälter nach dem bekannten Verfahren nicht herstellen lassen, wurde schon erwogen, diese Behälter einstückig nach dem wesentlich kostspieligeren Blasverfahren herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren so zu erweitern, daß es möglich ist, Behälterhälften mit mindestens einem eingezogenen offenen Ende auch dann im Reibungsschweißverfahren zu verbinden, wenn die Hälften auf billige und einfache Weise im Differentialdruckverfahren hergestellt sind und deswegen einen Flansch aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst daß zum Verschweißen von Hälften, deren Durchmesser im Bodenbereich größer ist als im Randbereich und die am Rand jeweils einen beim Abtrennen aus dem Kunststoffband entstandenen Flansch aufweisen. diese Flansche während der Rotation der Hälften vor ihrem Eingriff in die jeweils andere Hälfte durch je ein Schneidwerkzeug abgetrennt werden.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die zusätzlich notwendigen Bearbeitungsschritte so in das Reibungsschweißverfahren eingebaut sind, daß die Herstellungszeit nicht verlän gert wird, weil das Abschneiden des Flansches in dem Zeitraum erfolgt, in dem die Behälterhälften in Drehung versetzt werden.

Eine Maschine zur Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens weist mehrere horizontal umlaufen de Halter, die die zusammengehörigen Behälterhälften ausfluchten, und je einen Antrieb, um mindestens eine Behälterhälfte in Rotation zu versetzen und um die rotierenden Behälter gegeneinander bis zu gegenseitigem Eingriff zu bewegen, auf und ist gekennzeichnet durch je e^;n Schneidwerkzeug für je zwei zusammengehörige Halter zum Entfernen eines Umfangsflansches am Rand je einer Behälterhälfte, wobei das Schneidwerkzeug über einen Lenker, einen Kurbelarm und einen Betätigungshebel von einer feststehenden Nockenfläche betätigbar ist.

Vorteilhaft wird die Maschine dadurch weiter ausgebildet, daß das Schneidwerkzeug aus einem schwenkbar gelagerten Messer besteht, das in eine Stellung und aus einer Stellung verschwenkbar ist, in welcher es auf eine der rotierenden Behälterhälften trifft und den Flansch abtrennt.

Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Behälters, der gemäß der Erfindung hergestellt worden ist,

F i g. 2 im Schnitt und schematisch eine Vorrichtung für die Differentialdruckformung eines Behälterteiles aus einer Kunststoffolie,

Fig. 3 einen der Fig. 2 ähnlichen Schnitt zur

\ ifledergabe der Arbeitsweise der Schneidvorrichtung Juni Heraustrennen des Behälterteils aus der Kunst- «offolie. aus der er ausgeformt worden ist,
f _lg. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf die Vorrich-Ijpg air Bewegung der Flanschabschneidemesser in g,re Arbeitsstellung und in

F: g. 5 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zur Aufnahme und zum Beschneiden 4er Behälterteile.

Die Erfindung eignet sich besonders für die Herstel-IuHg hohler Kunststoffbehälter 1 mit oberen und unteren miteinander verbundenen Hälften 2 bzw. 3. Die untere Hälfte 3 wird zweckmäßig nach einem üblichen Differentialdruckformverfahren hergestellt, bei dem eine erhitzte Folie 4 (vgL Fig.2) aus thermoplaste schem Material, beispielsweise hochschlagfestem PoIystyren, Polyäthylen, Polyvinylchlorid od. dgl., über eine trennbare Form 5 üblicher Bauart gesetzt wird, welche einen Hohlraum 6 aufweist, dessen Größe und Form der Form des zu formenden Elementes entspricht und der mit einer Vakuumleitung 7 in Verbindung steht. Bei diesem Formverfahren wird ein dünnwandiger Hohlkörper mit einem geschlossenen Ende 8, einer Seitenwand mit einem verstärkten Teil 9 in der Nähe des Endes 8, einer Zwischenwand 10 und einem reduzierten zylindrischen Hals 11 erzeugt der mit der Folie 4 verbunden ist, aus der er geformt worden ist Nach dem Formen werden die Teile 5a der Form 5 von dem Teil 5b getrennt, so daß der geformte Hohlkörper aus der Form entnommen werden kann. Er wird dann in ein zylindrisches Schneid glied 12 mit Schneidkanten 13 in der Nähe der Folie 4 eingesetzt. Da der Durchmesser des Teiles 9 größer als der Durchmesser des Halses 11 ist, befindet sich der Hals 11 radial innerhalb der Innenoberfläche des Schneidgliedes 12. Eine hin- und hergehende Hubvorrichtung 14 kann dann in das Glied 12 eingeführt werden, um den geformten Hohlkörper von der Folie 4 abzutrennen und damit die entsprechende Behälterhälfte 3 herzustellen. Das offene Ende des Halses 11 ist von einem Umfangsflansch 15 umgeben.

Die obere Behälterhälfte 2 wird in der gleichen Weise w ie die untere Behälterhälfte hergestellt und weist, wie is der F i g. 1 ersichtlich, ein geschlossenes Ende 16 mit einem mit Gewinde versehenen Hai· 17 auf. In der Nähe des Halses 16 befindet sich ein ringförmiger, radial vergrößerter Wandteil 18, mit welchem ein im allgemeinen zylindrischer Wandteil 19 verbunden ist, dessen Innendurchmesser so groß ist, daß er den Teil 11 mit Paßsitz aufnehmen kann.

Infolge des vergrößerten Wandteiles 13 führt das Zuschneiden der Behälierhälfte 2 aus der Kunststoffolie, aus der es hergestellt worden ist, zu einem Umfangsflansch 20 (F i g. 5) am offenen Ende des Wandteiles 19 aus den gleichen Gründen, wie es für die untere Behälterhälfte 3 erläutert wurde. Die F i g. 2 und 3 zeigen typische Form- und Schneidvorrichtungen.

Die Einrichtung zur Aufnahme der unteren Behälterhälfte 3 ist mit dem Bezugszeichen 44 angedeutet und besteht (gemäß F i g. 5) aus einem Rohrglied 45, welches an der Hülse 40 mit Hilfe geeigneter Einrichtungen, beispielsweise einer Schraube 46 befestigt ist. Der Hals 11 und der Flansch 15 stehen über das freie Ende des Rohrgliedes 45 hervor. Der Durchmesser der Bohrung 47 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser der Bodenwand 8 der unteren Behälterhälfte 3.

Wie bereits dargelegt, führt das Differentialdruckformverfahren, durch welches die Behälterhälften 2 und 3 mit radial vergrößerten, geschlossenen Endteilen 9 und 18 hergestellt werden, zur Bildung von Flanschen 15 und 20 auf den entsprechenden Behälterhälften. Zum teleskopartigen Zusammenschieben der Behälterhälften muß der Flansch wenigstens einer Hälfte und vorzugsweise an beiden Hälften entfernt werden. Infolgedessen ist ein Schneidwerkzeug (105 und 105a) zum Abtrennen der Flansche von den Behälterhälften vorgesehen.

Das Schneidwerkzeug 105a ist in F i g. 4 im einzelnen dargestellt und enthält ein Messer 106a. das in einem Halter 107a gelagert ist. Dieser Halter ist mit Hilfe einer Büchse 108a auf einer Stange 109 drehbar gelagert welche an den Scheiben 28 und 29 (F i g. 5) befestigt ist und den Abstand zwischen diesen Scheiben überspannt Am Halter 107a ist ein Ende eines Lenkers HOa drehbar angebracht, dessen anderes Ende an einem Kurbelarm lila drehbar befestigt ist, der auf einer Welle 112 sitzt, die in den Scheiben 28 und 29 drehbar gelagert ist und den Abstand zwischen diesen Scheiben überspannt. Die Teile des Schneidwerkzeugs 105, die denjenigen des Schneidwerkzeugs 105a entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen \ ersehen, ohne jedoch den Zusatz a.

Die Einrichtung zur Betätigung der Schneidwerkzeuge 105,105a umfaßt einen Betätigungshebel 113, dessen eines Ende an der Welle 112 befestigt ist. während das andere Ende eine Führungsrolle 114 drehbar aufnimmt. Der Betätigungshebel 113 wird normalerweise in der voll ausgezogenen Stellung nach F i g. 4 mit Hilfe einer Feder 115 gehalten, deren eines Ende am Hebel 113 verankert ist, während das andere Ende an einem Stift 116 befestigt ist, der auf der Scheibe 29 sitzt. In der Normalstellung des Hebels 113 weisen die Halter 107, 107a und ihre Schneidmesser 106, 106a einen Abstand von den entsprechenden Behälterteilen auf, wie man es voll ausgezeichnet aus F i g. 4 entnehmen kann. Die Einrichtungen für die Betätigung der Schneidwerkzeuge an jeder Arbeitsstation 38 bis 38a zum Abtrennen der Flansche 15 und 20 von den entsprechenden Behälterteilen umfassen eine feste Nocke 117 mit einer ansteigenden Oberfläche 118 in der Bewegungsbahn des Hebels 113. Ein Eingriff zwischen der Nockenoberfläche 113 und der Rolle 114 verschwenkt die Welle 112 im Uhrzeigersinn, wie aus F i g. 4 erkennbar, so daß die Messer iO6.106a mit den Wandteilen 11 und 19 der auf den Trägern 44 und 44a sitzenden Behälterhälften 3 und 2 in Eingriff kommen, und durch diese Wandteile oder andere geeignete Einrichtungen kann man zum Ausstoßen der abgetrennten Flansche verwenden.

Nach dem Abtrennen der Flansche von den entsprechenden Behälterhälften kann der verbleibende Teil der Wand 11 der Behälterhälfte 3 in den Wandteil 19 der Behälterhälfte 2 eingesetzt werden. Dies erfolgt, wenn sich die Träger zur nächsten Station weiterbewegen und nach dem Lösen der Antriebsriemen von den entsprechenden Trägern.

hindürchschneiden. Die Nockenoberfläche 118 geht in eine Ruheoberfläche 119 über, welche die Messer vorgestreckt hält, wenn die Träger 44,44a sich von Station zu Station bewegen. Während dieser Bewegung der Träger werden diese und die von ihnen aufgenommenen Behälterteile unter dem Einfluß der Antriebsriemen 93,93a in Umlauf versetzt, so daß ein vollständiges Abschneiden der Flansche 15 und 20 erfolgt. Hat die Rolle 114 die Ruheoberfläche 119 überlaufen, dann kann die Feder 115 die Messer in ihre zurückgezogene Stellung zurückstellen. Nicht gezeichnete Luftstrahlen

Wie bereits erläutert, eignet sich der Teil 11 der unteren Behälterhälfte 3 zur Aufnahme innerhalb des Wandteiles 19 der oberen Behälterhälfte 2 mit Paßsitz. Somit stehen die einander gegenüberliegenden Oberflächen der teleskopartig ineinandergeschobenen Behälterhälften miteinander in Eingriff. Da die Behälterhälften in entgegengesetzten Richtungen umlaufen, wenn sie ineinandergeschoben werden, erzeugt der Eingriff zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen Wärme, die zu einer Bindung oder Verschweißung der Behälterhälften miteinander zu dem Zeitpunkt führt, wenn die Scheiben 104 und 104/? über die Riemen 93 und 93a bewegt worden sind und frei umlaufen.

Während des Antriebes der Träger werden die Flan

sehe 20 und 15 der entsprechenden Behälterhälften :

und 3 abgetrennt und verworfen. Das Abtrennen er folgt infolgedessen während der normalen Übergangs zeit der Behälterhälften in die Zusammenbauvorrich tung. Nach dem Beschneiden wird die Antriebsvorrich tung von dem jeweiligen Träger gelöst, der jedoch noch die Möglichkeit hat, frei umzulaufen, so daß die Träger mit einer wesentlichen Drehgeschwindigkeii

ίο noch weiterlaufen.

Nach dem Verschweißen der Behälterteile werden die Träger 44 und 44a auseinanderbewegt, bis der Behälter ein solches Stück angehoben worden ist, daß er abgegeben werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbehälters aus zwei im wesentlichen zylindrischen Halften, bei dem die aufeinanderfolgend im Differentialdruckformverfahren aus Kunststoffbändern hergestellten sowie aus diesen abgetrennten Hälften voneinander mit ihren offenen Rändern gegeneinander ausgefluchtet werden, sodann mindestens "> eine Hälfte in Rotation versetzt wird und die Hälften daraufhin zur Erzielung einer Reibungsverschweißung teltskopartig ineinandergesteckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschweißen von Hälften (2, 3) deren Durchmes- «5 ser im Bodenbereich größer ist als im Randbereich und die am Rand jeweils einen beim Abtrennen aus dem Kunststoffband entstandenen Flansch (15 bzw. 20) aufweisen, diese Flansche während der Rotation der Hälften vor ihrem Eingriff in die jeweils andere Hälfte durch je ein Schneidwerkzeug abgetrennt werden.

2. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mehreren horizontal umlaufenden Haltern, die die zusammengehörigen Be--²5 hälterhälften ausfluchten, mit je einem Antrieb, um mindestens eine Behälterhälfte in Rotation zu versetzen und um die rotierenden Behälter gegeneinander bis zu gegenseitigem Eingriff zu bewegen, gekennzeichnet durch je ein Schneidwerkzeug (105. 105a) für je zwei zusammengehörige Halter zum Entfernen eines Umfangsflansches (t5, 20) am Rand je einer Behälterhälfte, wobei das Schneidwerkzeug über einen Lenker (110. HOa), eine Kurbelarm (111, lila) und einen Betätigungsheoei (113) von einer feststehenden Nockenfläche betätigbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidewerkzeug (105. 105a) aus einem schwenkbar gelagerten Messer (106a) besteht, das in eine Stellung und aus einer Stellung verschwenkbar ist, in welcher es auf eine der rotierenden Beh.ilterhälften (2, 3) trifft und den Flansch (15 bzw. 20) abtrennt.