DE19809990A1 - Hollow plastic container moulding plant - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Hohlkörpern, wie insbesondere Behältern, bei dem man in einer ersten Stufe Hohlkörperteile bildet und in einer zweiten Stufe diese Hohlkörperteile unter Bildung des fertigen Hohl körpers unlösbar verbindet. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Hohlkörpern mit einer ersten Station zur Bildung von Hohlkörperteilen und einer zweiten Station zur Verbindung dieser Hohlkörperteile zu dem fertigen Hohlkörper.The invention relates to a method for producing Plastic hollow bodies, such as in particular containers, in which one forms hollow body parts in a first stage and in a second stage Stage these hollow body parts to form the finished hollow body inseparably connects. The invention also relates to a Device for the production of plastic hollow bodies with a first station for the formation of hollow body parts and a second Station for connecting these hollow body parts to the finished one Hollow body.
Hohlkörper aus Kunststoff, wie z. B. Kanister, Tanks und Flaschen, werden im allgemeinen durch Extrusionsblasformen herge stellt. Hierbei wird zunächst ein Schlauch aus plastifiziertem Kunststoff extrudiert, der in einem Blaswerkzeug mit einem der Hohlkörperkontur entsprechenden Hohlraum eingeschlossen und bis zur Anlage an der Hohlraumwandung aufgeblasen wird. Nach einer zur Erreichung der Formstabilität genügenden Abkühlungszeit kann der Hohlkörper entformt werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der erhebliche apparative Aufwand, zu dem die Schließeinheit, der Speicherkopf, das Blasformwerkzeug, die Wandstärkenregulierung, die Abfallentfernungs- und die Spreizvorrichtung beiträgt. Der je nach Hohlkörpergestalt unterschiedliche Abfallanteil muß wieder in den Prozeß zurückgeführt werden. Ein weiterer Nachteil ist die lang samere Abkühlung der Hohlkörperinnenseite, da die Wärmeabfuhr zur Blasluftseite hin gebremst erfolgt. Wenn statt Blasluft tiefgekühlte Gase, wie Kohlendioxid oder Stickstoff eingesetzt werden, steigen die Betriebskosten erheblich. Aber auch der Blasluftverbrauch stellt einen erheblichen Kostenfaktor dar, insbesondere bei größeren Hohlkörpern. Wegen der innenseitig langsamen Abkühlung des Blas formlings ergeben sich längere Taktzeiten, insbesondere bei Hohl körpern mit größeren Wandstärken.Hollow plastic body, such as. B. canisters, tanks and Bottles are generally made by extrusion blow molding poses. Here, a tube is first made of plastic Plastic extruded in a blow mold with one of the Hollow body contour included corresponding cavity and up is inflated to abut the cavity wall. After a sufficient cooling time to achieve the dimensional stability the hollow body can be demolded. A disadvantage of this method is the considerable amount of equipment that the clamping unit, the storage head, the blow molding tool, the wall thickness regulation, the Waste removal and spreading device contributes. The depending Different shapes of waste must be returned to the hollow body Process can be traced. Another disadvantage is the long samere cooling of the inside of the hollow body, since the heat dissipation to Blown air side braked. If frozen instead of blown air Gases, such as carbon dioxide or nitrogen, are increasing Operating costs significantly. But the blown air consumption also poses a significant cost factor, especially for larger ones Hollow bodies. Because of the slow cooling of the inside Shapely, there are longer cycle times, especially with Hohl bodies with larger wall thicknesses.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Hohl körpern zu schaffen, bei denen die oben genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll der apparative Aufwand ver ringert werden, der Abfallanteil soll reduziert werden und die Taktzeit soll gesenkt werden. Darüber hinaus sollen auch die Betriebskosten der Vorrichtung reduziert werden, und die Steuerung bzw. Gleichmäßigkeit der Wandstärke des Hohlkörpers soll in ein facher Weise möglich sein.The present invention is based on the object Method and device for the production of plastic hollow to create bodies where the disadvantages mentioned above be avoided. In particular, the expenditure on equipment is to be ver be reduced, the proportion of waste should be reduced and the Cycle time should be reduced. In addition, the Operating costs of the device can be reduced, and the control or uniformity of the wall thickness of the hollow body should be in a possible way.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man durch Spritzgießen in einem Schuß wenigstens ein Paar komplementäre Hohlkörperhälften herstellt und die beiden Hohlkörperhälften zusammenfährt und längs ihrer Ränder verbindet. Durch das Spritzgießen der Hohl körperhälften wird eine schnellere Abkühlung als beim Blasformen erreicht, so daß die Taktzeit erheblich gesenkt werden kann. Die Wandstärke wird durch die Kavität exakt vorgegeben, und der Abfall anteil ist sehr gering. Im allgemeinen werden zwei spiegelsymme trische Hohlkörperhälften geformt, die längs ihrer Ränder zu dem Hohlkörper verbunden werden. Dabei können die beiden Hälften un terschiedlich ausgebildete Ränder aufweisen, wenn dies für die Verbindung der beiden Hälften förderlich ist. Beispielsweise kön nen an der Rändern Überlappungen oder ein gegenseitiger Eingriff in Form von Nut und Feder ausgebildet sein. This task is carried out in the process mentioned at the beginning solved according to the invention in that by injection molding in one shot at least a pair of complementary hollow body halves manufactures and moves the two hollow body halves together and joins along their edges. By injection molding the hollow halves of the body will cool faster than blow molding reached so that the cycle time can be significantly reduced. The Wall thickness is precisely specified by the cavity, and the waste proportion is very low. Generally, two mirror symmetries trical hollow body halves shaped along their edges to the Hollow bodies are connected. The two halves can un have differently shaped edges, if this for the Connection of the two halves is conducive. For example, overlaps or mutual interference at the edges be designed in the form of tongue and groove.
Vorzugsweise verbindet man die beiden Hohlkörperhälften durch Schweißen. Es können verschiedene Verfahren zur Anwendung kommen, die sich im wesentlichen in der Art der Wärmezuführung zu den beiden Rändern der Hohlkörperhälften unterscheiden. Die Wärmezufuhr kann z. B. durch direkten Kontakt mit einem Schweiß spiegel oder durch Infrarot-Strahler erfolgen. Wenn die Hohlkörper hälften noch heiß in die Schweißstation transferiert werden, kann die zur Erreichung der Schweißtemperatur erforderliche Wärmezufuhr gering und die erforderliche Zeit kurz bemessen werden.The two halves of the hollow body are preferably connected by welding. Different methods can be used come, which are essentially in the type of heat supply differentiate between the two edges of the hollow body halves. The Heat supply can, for. B. by direct contact with a sweat mirror or by infrared emitters. If the hollow body halves can still be transferred to the welding station while hot the heat input required to reach the welding temperature small and the time required is short.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt man zwei im wesentlichen spiegelsymmetrische Hohlkörperhälften her, deren konkave Seiten einander zugewandt sind. Die beiden Hohlkörper hälften haben schon in der Spritzgießmaschine die für ihre Verbin dung nötige Lage zueinander, so daß ihr Handling bis zur Verbindung nur Linear- aber keine Drehbewegungen erfordert.According to the preferred embodiment of the invention two essentially mirror-symmetrical hollow body halves, whose concave sides face each other. The two hollow bodies halves already have those for their connection in the injection molding machine the necessary position to each other, so that their handling until the connection only linear but no rotary movements required.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Hohlkörperhälften in der Spritzgußstation von Greifern übernommen und in die Verbindungsstation transferiert. Der Greifer kann die Hohlkörperhälfte durch Vakuum übernehmen und halten. Zweckmäßigerweise greift der Greifer auf der Außenseite der Hohl körperhälfte an; er läßt genügenden Abstand zum Rand der Hohlkörper hälfte, so daß die Randerhitzung und -verschweißung oder auch eine anderweitige Verbindung nicht behindert wird.According to one embodiment of the method according to the invention the halves of the hollow body are gripped in the injection molding station taken over and transferred to the connection station. The gripper can take over and hold the hollow body half by vacuum. The gripper expediently grips the outside of the hollow half of the body; it leaves sufficient distance to the edge of the hollow body half, so that the edge heating and welding or also a other connection is not hindered.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens beläßt man die Hohlkörperhälften nach dem Öffnen der Spritz gußform in den Außenformwerkzeugen und transferiert sie mit diesen in die Verbindungsstation. Bei dieser Ausführungsform übernehmen die Außenformwerkzeuge die Funktion einer Transfereinrichtung bzw. der Greifer, so daß die Hohlkörperhälften nicht umgesetzt werden müssen. Auch in diesem Falle kann die Halterung der Hohlkörper hälften in den Außenformteilen durch Vakuum gesichert werden. Da die Hohlkörperhälften nicht umgesetzt zu werden brauchen, ergibt sich eine weitere Verringerung der Taktzeit in der Spritzgießstufe. Dabei kann die Formteilebene von dem Rand der Hohlkörperhälfte Abstand haben, so daß auch in diesem Falle die Ränder der Hälften freiliegen.In another embodiment of the Ver driving one leaves the hollow body halves after opening the spray mold in the outer molds and transfers them with them in the connection station. Take over in this embodiment the external molding tools function as a transfer device or the gripper so that the halves of the hollow body are not moved have to. In this case too, the holder of the hollow body halves in the outer molded parts are secured by vacuum. There the hollow body halves do not need to be implemented, results there is a further reduction in cycle time in the injection molding stage. The molded part plane can be from the edge of the hollow body half Have a distance so that the edges of the halves also in this case exposed.
Die Aufgabe wird ferner bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste Station ein Spritz gußwerkzeug mit einer stationären zentralen Aufspannplatte mit Ka nälen für die Zuführung des plastifizierten Kunststoffs und auf ihren beiden Seiten aufgespannten zentralen Formwerkzeugen sowie zwei den beiden Seiten der zentralen Aufspannplatte zugeordneten, verfahrbaren, äußeren Aufspannplatten mit äußeren Formwerkzeugen umfaßt, wobei die zusammengefahrenen Formwerkzeuge die Kavitäten zur Bildung von zwei komplementären Hohlkörperhälften umschließen, und daß zwischen dem Spritzgußwerkzeug und der Verbindungsstation Einrichtungen zum Transfer der gebildeten Hohlkörperhälften in die Verbindungsstation und in ihre Vereinigungslage verfahrbar sind. Wenn die Formwerkzeuge für jeweils eine Kavität vorgesehen sind, werden mit einem Spritzschuß die beiden komplementären Hohlkörper hälften gebildet. Es ist auch möglich, daß in jedem Formwerkzeug Kavitäten für zwei oder mehr Hohlkörperhälften eingearbeitet sind. Mit jedem Spritzschuß werden dann zwei oder mehr Paare komplemen täre Hohlkörperhälften gefertigt. Da die Hohlkörperhälften durch die Zwangskühlung in den Formwerkzeugen schnell abkühlen und möglichst heiß zur Verbindung in eine Schweißstation gefahren werden, ergibt sich auch aus diesem Grunde eine kurze Spritzgießphase.The task is also in the device mentioned solved according to the invention in that the first station is a spray casting tool with a stationary central platen with Ka channels for feeding the plasticized plastic and on central molds spanned on both sides as well two assigned to the two sides of the central platen, movable, outer platen with outer molds comprises, the collapsed molds the cavities enclose to form two complementary hollow body halves, and that between the injection mold and the connection station Means for transferring the hollow halves formed in the Connection station and in their union position are movable. If the molds are intended for one cavity at a time, are the two complementary hollow bodies with a shot halves formed. It is also possible that in any mold Cavities for two or more hollow body halves are incorporated. With each shot, two or more pairs will then complete tary hollow body halves. Because the hollow body halves through Cool the forced cooling in the molds quickly and if possible hot for connection to a welding station for this reason too, a short injection molding phase.
Vorzugsweise haben die zentralen Formwerkzeuge konvexe Kavi tätsflächen und die äußeren Formwerkzeuge konkave Kavitätsflächen. Die beiden Hohlkörperhälften werden daher bereits in der Lage zu einander gefertigt, in der sie - nach Randerhitzung und Zusammen pressen - verbunden werden. Der Transfer aus der Spritzgießstation in die Verbindungs-/Schweißstation erfolgt daher über reine Linear bewegungen.The central molds preferably have convex cavities surfaces and the outer molds concave cavity surfaces. The two hollow body halves are therefore already able to made in each other - after edge heating and together press - be connected. Transfer from the injection molding station in the connection / welding station is therefore done via pure linear movements.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Transfereinrichtungen zwei zwischen die offenen zentralen und äußeren Formwerkzeuge und senkrecht zu den Formteilebenen ver fahrbare Greifer. Die Greifer entnehmen die Hohlkörperhälften von dem Formwerkzeug, vorzugsweise von dem zentralen Formwerkzeug und versetzen sie durch Linearverschiebungen in die Verbindungs- oder Schweißstation. Die Greifer arbeiten vorzugsweise mit Unterdruck und werden in der Spritzgießform zur Übernahme der Hohlkörperhälfte aktiviert und in der Schweißstation nach erfolgter Verschweißung der beiden Hälften desaktiviert. Mit einer Spritzgießform kann mehr als ein Greiferpaar zusammenarbeiten, um die gebildeten Hohl körperhälften in verschiedene Schweißstationen zu transferieren, wenn dies für die rationelle Fertigung zweckmäßig ist.In one embodiment of the device according to the invention the transfer facilities are two between the open central ones and external molds and ver perpendicular to the mold plane mobile grippers. The grippers remove the hollow body halves from the mold, preferably from the central mold and move them into the connection or through linear displacements Welding station. The grippers preferably work with negative pressure and are in the injection mold to take over the hollow body half activated and in the welding station after welding of the two halves deactivated. With an injection mold more than one pair of grippers work together to form the hollow transfer body halves to different welding stations, if this is appropriate for rational production.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Transfereinrichtungen durch die mit den Form werkzeugen bestückten äußeren Aufspannplatten gebildet. Hierbei werden die Hohlkörperhälften beim Öffnen der Spritzgußform von den äußeren Formwerkzeugen mitgenommen, die anschließend den Transfer in die Verbindungsstation ausführen. Zweckmäßigerweise sind hier bei jeder Seite der zentralen Aufspannplatte zwei oder drei wechselweise verfahrbare äußere Aufspannplatten mit Formwerkzeugen zugeordnet. Sobald ein mit Hohlkörperhälften beladenes Paar äuße rer Aufspannplatten/Formwerkzeuge aus der Spritzgußstation abgefahren ist, kann ein neues Aufspannplattenpaar mit leeren Formwerk zeugen in die Spritzgießstation einfahren, und die Formen können zufahren, so daß der nächste Spritzgießvorgang beginnen kann, bevor das mit Hohlkörperhälften beladene Werkzeugpaar die Verbindungs station erreicht hat. Zweckmäßigerweise umfaßt die Verbindungs station eine Schweißeinrichtung. Es können unterschiedliche Typen in dieser Einrichtung zur Anwendung kommen, sofern sie eine sau bere Schweißnaht ohne Außenwulst ergeben.In another embodiment of the invention Device are the transfer devices through the form tools equipped outer clamping plates. Here the hollow body halves are opened by the injection mold external molds taken, which then the transfer run into the connection station. Conveniently are here two or three on each side of the central platen alternately movable outer platen with molds assigned. As soon as a couple loaded with hollow body halves Clamping plates / molds removed from the injection molding station a new platen pair with an empty mold test drive into the injection molding station, and the molds can close so that the next injection molding process can begin before the pair of tools loaded with hollow body halves the connection station has reached. The connection expediently comprises station a welding device. There can be different types are used in this facility, provided they are a sow bere weld seam without outer bead.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Kanisters wird an Hand der Zeichnung näher be schrieben. Es zeigen in schematischer DarstellungAn embodiment of the device for The production of a canister is shown in the drawing wrote. They show a schematic representation
Fig. 1 den Spritzgußteil der Vorrichtung in geschlossenem Zustand, teilweise im Schnitt; Figure 1 shows the injection molded part of the device in the closed state, partly in section.
Fig. 2 den Spritzgußteil der Vorrichtung im offenen Zustand mit entformten Kanisterhälften, teilweise im Schnitt; Figure 2 shows the injection molded part of the device in the open state with demolded canister halves, partly in section.
Fig. 3 die Draufsicht der Kanisterhälften in der Schweiß station bei der Erhitzung der zu verschweißenden Ränder; und Fig. 3 is a top view of the canister halves in the welding station when the edges to be welded are heated; and
Fig. 4 die Draufsicht des Kanisters nach erfolgter Verschwei ßung der beiden Hälften. Fig. 4 is a plan view of the canister after welding of the two halves.
Fig. 1 zeigt die Spritzgußstation der Vorrichtung mit einem Plastifizierungsextruder 1, einer daran angeschlossenen, zentralen Aufspannplatte 2 und den beiden in Öffnungs- und Schließrichtung verfahrbaren äußeren Aufspannplatten 3 und 4. Die Aufspannplatte 2 trägt auf beiden Seiten ein Formwerkzeug 5 bzw. 6, während die äußeren Aufspannplatten 3 und 4 äußere Formwerkzeuge 7 bzw. 8 tragen, die mit den zentralen Formwerkzeugen 5 bzw. 6 die Kavitäten 9 bzw. 10 für die Kanisterhälften 11 und 12 bilden. Die zentralen Formwerkzeuge 5, 6 enthalten Angußkanäle 13. Die Formwerkzeuge 5-8 enthalten ferner Kühlmittelkanäle sowie ggfs. Auswerfersysteme (nicht dargestellt). Fig. 1 shows the injection molding station of the apparatus with a plasticizing extruder 1, a thereto connected, the central clamping plate 2 and the two movable in opening and closing direction of the outer clamping plates 3 and 4. The platen 2 carries a mold 5 and 6 on both sides, while the outer platen 3 and 4 carry outer molds 7 and 8 , which, with the central molds 5 and 6, the cavities 9 and 10 for the canister halves 11 and 12 form. The central molding tools 5 , 6 contain sprue channels 13 . The molds 5-8 also contain coolant channels and possibly ejector systems (not shown).
Fig. 2 zeigt die Spritzgußmaschine im offenen Zustand. Die Greifer 14, 15 der Transfereinrichtung sind in die Maschine einge fahren und haben die bis zur Formbeständigkeit abgekühlten Hälften 11 bzw. 12 rückseitig erfaßt (Vakuum) und von den zentralen Form werkzeugen 5 bzw. 6 soweit abgezogen, daß sie aus den offenen For men herausgefahren werden können. Fig. 2 shows the injection molding machine in the open state. The grippers 14 , 15 of the transfer device are driven into the machine and have the halves 11 and 12 cooled to the dimensional stability at the back (vacuum) and from the central mold tools 5 and 6, to the extent that they are removed from the open molds can be pulled out.
Fig. 3 zeigt die mit Hilfe der Greifer 14, 15 in die Schweiß station gefahrenen Kanisterhälften 11, 12 in der Draufsicht. Der auf einer Welle 17 angebrachte Schweißspiegel 16 befindet sich zwischen den Kanisterhälften in Kontakt mit ihren Rändern, so daß diese auf die Schweißtemperatur erwärmt werden. Nach Erreichen dieser Tempe ratur werden die Greifer 14 und 15 mit den Kanisterhälften ausein andergefahren, so daß der Schweißspiegel 16 ausschwenken kann. An schließend fahren die Greifer 14 und 15 wieder zusammen, bis die Schweißverbindung zwischen den Hälften 11 und 12 hergestellt wird, vergl. Fig. 4. Nach genügender Abkühlung kann der fertige Kanister von den Greifern 14, 15 freigegeben werden, die dann in die Spritz gußstation zurückfahren. Fig. 3 shows with the help of the grippers 14 , 15 in the welding station driven canister halves 11 , 12 in plan view. The welding mirror 16 mounted on a shaft 17 is located between the canister halves in contact with their edges so that they are heated to the welding temperature. After reaching this temperature, the grippers 14 and 15 are moved apart with the canister halves, so that the welding mirror 16 can swing out. Then the grippers 14 and 15 move together again until the weld connection between the halves 11 and 12 is established, see FIG. 4. After sufficient cooling, the finished canister can be released by the grippers 14 , 15 , which are then sprayed move back the casting station.
Da die Spritzgußfertigung der Hohlkörperhälften mit kürzeren Taktzeiten als ihre Verbindung, insbesondere ihre Verschweißung, erfolgt, können der Spritzgußstation mehrere Schweißstationen zu geordnet werden, die im Wechsel nacheinander mit den Hohlkörper hälften aus der Spritzgußstation beschickt werden.Since the injection molding of the hollow body halves with shorter Cycle times as their connection, especially their welding, takes place, the injection molding station can several welding stations are arranged in alternation with the hollow body halves are fed from the injection molding station.
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