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Vorrichtung zur Herstellunf vonHohlkörpern thermoplas ischem Kunststo
f ~ Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus
thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren, der aus einer waagerecht angeordneten
Plastifiziereinheit in Form eines Vorformlings zwischen zwei gegenläufig angetriebene,
in Richtung der Längsachse der Plastifiziereinheit bewegbare Formkörperteile zugeführt
wird, die in Schließlage gemeinsam aus der Aufnahmestellung in eine Blasstellung
verlagerbar sind. Die beiden Formkörperteile stellen dabei eine geteilte Hohlform
zur Aufnahme des Vorformlings dar.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art werden die Forzkörperhälften
nach dem Schließvorgang in eine senkrecht zur Schließrichtung verlaufende Richtung
bewegt, um auf diese Weise aus dem Bereich des nächsten, einzubringenden Vorformlings
herauszukommen.
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Derartige Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daB die Formen
in zwei rechtwinklig zueinander stehende Koordinaten bewegt werden massen, so daß
Führungs-, Transport- und Äntriebselemente an den Formteilen für zwei Bewegungsrichtungen
vorhanden sein müssen. Dadurch sind sehr viele Bauelemente erforderlich, und die
Maschine wird kompliziert, störanfällig, teuer und in ihrer Bauweise breit. Außerdem
kann bei diesen Vorrichtungen kein stabiles Schließsystem verwirklicht werden,
weil
beim Formentransport zum Vorformling hin dieser freien Durchgang zwischen den Formhäliten
hat. Infolge der in zwei Richtungen erfolgenden Bewegungen, die der Reihe nach hintereinander
ablaufen müssen, ergeben sich lange Leerzeiten, in denen die Kühlkapazität der Firmen
ungenutzt bleibt. Besonders bei leichten Hohlkörpern, die nur geringe Kühlzeiten
erfordern, wirkt sich die Beerzeit der Form auf den Gesamt zyklus sehr stark aus.
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Außerdem sind bei diesen Vorrichtungen infolge der hintereinander
ablaufenden Einzelbewegungen in die verschiedenen Richtungen auch lange Taktzeiten
erforderlich so daß die Stückzahlen der hergestellten Erzeugnisse verhältnismäßig
niedrig sind. Ferner treten bei diesen Vorrichtungen Schwierigkeiten auf, wenn viele
derartiger Anla-gen nebeneinander. aufgestellt werden sollen. Diese Schwierigkeiten
führen auch zu einer engen Anordnung der Formnester und, bedingt durch die entsprechend
größeren Hübe des Systems, zu bedeutend größeren Iteerzeiten.
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Ausgehend von einer Vorrichtung der genannten Gattung mit aus einer
Äufnahmestellung in eine Blasstellung verlagerbaren Forakörperteilen hat sich die
Erfindung die Aufgabe gestellt, den Aufbau einer derartigen Vorrichtung wesentlich
zu vereinfachen, die Taktzeiten zu verkürzen und die Breitenabmessungen der Maschine
zu verringern, um ein Nebeneinanderstälen mehrerer Vorrichtungen in platzsparender
Weise zu ermöglichen. In Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß
Führungs- und Antriebsmittel vorgesehen sind, die zum gleichsinnigen Verlagern der
in Schließlage befindlichen Formkörperteile ebenfalls in Richtung der Längsachse
der Plastifiziereinheit wirksam sind. Indem erfindungsgemäß die Bewegungsrichtungen
sowohl zum Schließen der Formkörperteile als auch zu deren Verlagerung aus der Aufnahmestellung
in die Blasstellung zusammenfallen, lassen sich erhebliche Vereinfachungen in apparativer
Hinsicht,
eine geringere Baubreite der Maschine wie auch eine Verkürzung
der Taktzeiten erzielen.
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Es gehört zwar schon eine Vorrichtung zum Stand der Technik, bei der
die Bewegungen sowohl zum Schließen der Formkörperteile als auch zu deren Verlagerung
von der Aufnahmestation weg in der gleichen Richtung erfolgen.
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Diese bekannte Vorrichtung besitzt zwei voneinander unabhängige Schließeinheiten,
die auf einem gemeinsamen Wagen angeordnet sind und gleichzeitig verschoben werden.
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Zu jedem Sohließsystem gehört ein Hilfswagen zur Aufnahme der Blasvorrichtung.
Das Verlagern der geschlossenen Formkörperteile einer Schließeinheit von der Aufnahme
station weg erfolgt zu dem Zweck, um mit der zweiten Schließeinheit unter die Austrittsstelle
des Vorformlings fahren zu können. Die hohe Leistungsfähigkeit dieser bekannten
Vorrichtung wird mit einem erheblichen Aufwand an Steuerungseinrichtungen erkauft.
Nachteilig wirkt sich vor allem aus, daß die Bewegungen der Formkörperteile rechtwinklig
zur Längsachse der liegenden Plastifiziereinheit ausgeführt werden. Daraus ergibt
sich eine besonders breite Bauart. Diese Maschine hat die Fachwelt nicht dazu anregen
können, bei Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung auch die zum gleichsinnigen
Verlagern der in Schließlage befindlichen Formkörperteile in Richtung der Längsachse
der Plastifiziereinheit wirksam werden zu lassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
wird eine bauliche Vereinfachung dadurch erreicht, daß zum gegenläufigen Bewegen
und zum gleichsinnigen Verlagern der Formkörperteile eine gemeinsame Führung vorgesehen
ist. Auf die Verkürzung der Taktzeiten wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn die Führungsmittel
geradlinig sind, so daß die Aufnahmestellung und die Blasstßllung zueinander parallel
versetzt sind.
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Eine zugleich gemeinsame und geradlinige Führung besteht zweckmößigerweise
aus vier Holmenelementen, ähnlich der Säulenführungen bei Pressen0 Die über Halteplatten
miteinander verbundenen Holmenelemente tragen an einer Halteplatte das eine Formkörperteil,
das durch Verstellen der gerad einig geführten Holmenelemente bewegbar ist9 wobei
das andere Formkörperteil auf den Holmenelementen geführt ist0 Dieses merkmal eröffnet
den eg, sowohl die gegenläufigen-Schibießbewegungen als auch die gleichsinnigen
Verlagerungsbewegungen der Formkörperteile durch einen einzigen Verstellantrieb
zu ermöglichen0 Hierzu sieht die rfindung vor, daß an einem der Formkörperteile
ein reversierbarer Verstellantrieb angreift und von der Bewegung dieses Formkörperteils
in die Aufnahmestellung ein Antrieb zum gegenläufigen Bewegen des anderen Formkörperteils
in die Schließlage getrieblich abgeleitet ist, und daß zum gleichsinnigen Verlagern
beider Formkörperteile die getriebliche Ableitung zwischen dem Verstellantrieb und
der anderen Formkörperhälfte ab schaltbar-ist, wie anhand der Zeichnung später näher
erläutert ist, Der Verstellantrieb besteht zweckmäßig aus einem druckmittel betriebenen
Stellmotor dessen Zylinder an einem mit dem einen Formkörperteil verbundenen Distanzelement
befestigt ist und dessen Kolbenstange ortsfest Ist, Das Distanzelement, eine im
Abstand zu einer der Halteplatten angeordnete weitere Platte9 dient dazu, die das
eine Formkörperteil tragende und positiv angetriebene Halteplatte von der Rückseite
her zugänglich zu machen, um die Formkörperteile besser austauschen zu können und
Elemente für Schieber, Auswerfer u dglo anbringen zu können, wie dies auch bei der
vorderen Halteplatte möglich ist.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsiorm der erfindungsgemäß#n
Vorrichtung dargestellt, deren Aufbau und 'Viirkungsweise im folgenden näher erläutert
wird. Zwecks Vereinfachung der Zeichnung ist auf eine Darstellung der Zuftilirungseinrichtung
für den Rohling verzichtet worden. Es zeigen in Seitenansicht: Fig. 1 die Vorrichtung
in der Grundstellung, Fig. 2 die Vorrichtung mit in Schließlage befindlichen Formkörperteilen,
und Fig. 3 die Vorrichtung in der Blasstellung.
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Die Formkörperteile sind mit 1 und lt bezeichnet. oie enthalten Aussparungen
für die herzustellenden Hohlkörper, was aber im einzelnen nicht dargestellt ist.
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Für die Bewegungen der Formkörperteile ist eine gemeinscime Führung
2 vorgesehen, bestehend aus vier Holmenelementen 3, die an ihren sonden über plattenförmige
Haltekörper 4 miteinander verbunden#nd, um der Führung 2 eine möglichst große Steifigkeit
zu verlathen. Die das eine Formkörperteil 1 tragende Halteplatte 4 ist durch Verstellen
der geradlinig geführten Holmenelemente 3 bewegbar, wogegen das andere filc körperteil
1' über dessen Halteplatte auf den Holmenelementen 3 geführt ist.
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hn dem Formkörperteil lt bzw. dessen ebenfalls auf den Holmenelementen
3 geführten Distanzplatte 15, die über Büchsen 16 von der nicht näher bezeichneten
Halteplatte für das lormenteil 1' auf Abstand gehalten wird, ist der Zylinder 9
eines drtickmittelbetriebenen Stel motors befestigt, dessen Kolbenstange 10 an ein
ortsfestes Gestell 11 angeschlossen ist.
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Von den Stellbewegungen dieses reversierbaren Stellmotors 9, 10 ist
ein Antrieb zum gegenläufigen Bewegen der beiden Formkörperteile 1, lt getrieblich
abgeleitet,
indem eine erste Zahnstange 8 mit dem auf den Holmenelementen
3 geführten Formkörperteil 1' initwandernd gekoppelt ist. Diese erste Zahnstange
7 dreht ein Ritzel 8 kleineren Durchmessers, mit dem sich ein weiteres Ritzel 5
größeren Durchmessers dreht, das eine an die geradlinig geführten Holmenelemente
3 angeschlossene zweite Zahnstange 6 gegenläufig zur ersten Zahnstange 7 verstellt.
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Hierdurch ist innerhalb der getrieblichen Ableitung 7, 8, 5, 6 des
Verstellantriebes 9, 10 eine Übersetzung zur beschleunigten gebenläufigen Bewegung
des einen Formkörperteiles 1 gegenüber dem anderen Formkörperteil 1' vorgesehen.
Die Einstellulung dieser Übersetzung ist deshalb wesentlich, weil die durch die
beiden strichpunktierten Linien 13 und 14 dargestellte Aufnalimestellung 13 und
blasstellung 14 parallel zueinander versetzt sind und die Formkörperteile 1 und
1' aus der in Fig. 1 dargestellten Grundstellung der Vorrichtung heraus bis zum
Schließen in der Ebene der Aufnahmestellung 13 unerschiedheu lange Wege zurückzulegen
haben.
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Da die beiden Formkörperteile 1 uni 1' gemeinsam und in Schließlage
aus der Aufnahmestellung 13 in die blasstellung 14 zu Verlagern sind,sieht die Erfindung
vor, da13 die tretribliche Ableitung 7, 8, 5, 6 abschaitbar bzw. unwirksam ist,
wenn die Vorrichtung mit einem einzeigen Verstellantrieb 9, 10 auskommen soll. Hierzu
sind die Ritzel 5, 8, in einem parallel zu den Holmenelementen 3 verschieblichen
Gehause 17 gelagert, wobei dus Gehause 17 in zwei Endlagen, die um den Abstand der
AufnaI#aestellung 13 von der blasstellung 14 voneinander entfenit sind, gegenüber
seiner Führung 12 festellbar ist.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung
von llohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff ist folgende:
In
der Grundsti lung der Vorrichtung nach Fig. 1 wird der Vorformling in der Arbeitsstellung
13 zwischen die Formkörperteile zugeführt, Zum Schließen der Formkörperteile wird
der Kolben des Stellmotors 9, 10 von links beaufschlagt, so daß die Distanzplatte
15 mit den Büchsen 16 und dem Formkörperteil 1 nach links geht. Dabei versetzt die
Zahnstange 7 das kleine Ritzel 8 in Drehung, wenn das Gehäuse 17 in der aus Fig.
1 ersichtlichen Endlage festgehalten wird. Die Mittel hierzu sind nicht dargestellt.
Da im Ausführungsbeispiel das größere Ritzel 5 gleichachsig zum Ritzel 8 auf der
gleichen Welle angeordnet ist, verursacht die Drehung des Ritzels 5 größeren Durchmessers
eine beschleunigte Verstellung der Zahnstange 6 und somit der Holmenelemente 3 mit
dem anderen Formkörperteil 1 nach rechts.
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Die Übersetzung zwischen den beiden Ritzeln 8 und 5 ist derart bemessen,
daß die Formkörperteile 1 und lt sich in der Ebene der Aufnahmestellung 13 treffen
und den Vorformling zwischen sich aufnehmen (Fig. 2). Durch Freigeben der Arretierung
für das Gehäuse 17 schiebt anschließend das Fornikörperteil 1' das andere Formkörperteil
1 vor sich her in Richtung auf die Blasstellung 14 zu (Fig. 3), wobei die gesamte
Führung 2 sowie die Getriebeteile 7, 8, 5, 6 mitgeschleppt werden. Da die Relativlage
der Zahnstangen 6 und 7 zueinander sich dabei nicht verändert, wird auch das Gehäuse
17 über die Lagerung der Ritzel mitgeschleppt. Durch das Freigeben der Arretierung
für das Gehäuse 17 wird somit die getriebliche Ableitung der pulsitiven Verstellbewegung
auf Grund der Beaufschlagung des Stellmotors 9, 10 mit Druckmittel beim gleichsinnigen
Verlagern der Formenhälften 1, 1 aus der Aufnahmestellung 13 in die Blasstellung
14 abgeschaltet und unwirksam gemacht.
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In der Darstellung 14 wird eine Kalibriervorrichtung an die geschlossene
Form herangefahren, um den Vorformling
zum gewünschten Hohlkörper
aufzublasen. Zum Öffnen der Form wird der Kolben des Sti lmotors 9, 10 von rechts
beaufschlagt, so daß der Zylinder 9 und damit das Formkörperteil 1' zu einer Bewegung
nach rechts gezwungen wird. Solange das Gehäuse 17 in der aus Fig. 3 ersichtlichen
linien Endlage verbleibt, erfolgt bei dieser Rückzugsbewegung des Zylinders 9 #ber
die Zahnstange 7 eine Drehung der Ritzel 8 und 5 und über die Zahnstange 6 eine
Verstellung der Führung 2 samt Formkörperteil 1 nach links, wodurch die Form geöffnet
wird. Dieser Vorgang läuft zunächst bei festgehaltenem Gehäuse 17 ab, bis das Formkörperteil
1 in seiner Grundstellung nach Fig. 1 gegen einen nicht dargestellten Anschlag auffährt.
Anschließend wird die Arretierung für das Gehäuse 17 freigegeben, so daß das Formkörperteil
lt daraufhin allein in die GrundsteIlung nach Fig. 1 zurückfährt und wegen der AbwXicklung
des Ritzels 5 an der nunmehr feststehenden Zahnstange sich auch das Gehäuse 17 in
die Grundstellung nach Fig. 1 zurückverstellt. Während dieser Rückstellung der Formkörperteile
kann das Auspressen eines neuen Vorformlings in die Aufnahmestellung 13 bereits
beginnen.
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Beim Öffnen der Form kann ein Auswerfer eingefahren werden, bspw.
eine Gabel, ein Vakuumstab, ein Absaugrohr oder dergleichen, der den fertigen Hohlkörper
direkt entnimmt.
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Diese Auswerferhilfe kann gleichzeitig zur Abschirmung der Luftbewegung
dienen, die beim Auswerfen entsteht und gegebenenfalls den Vorformling beunruhigen
könnte.
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Für Schieber und Auswerfer ergibt sich durch die Verwendung einer
zusätzlichen Traverse außerdem der Vorteil, daß ein Formenschließsystem entsteht,
bei dem nicht nur die vordere, sondern auch die hintere Platte rückseitig frei ist.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß für den Transport-und Schließvorgang
nur eine Bewegungsrichtung vorhanden ist, so daß eine Koordinatensteuerung entfallen
kann.
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Dadurch wird die Vorrichtung wesentlich einfacher und robuster im
Aufbau und gestattet eine kurze Taktzeit, so daß die ausgestoßenen Stückzahlen wesentlich
erhöht werden können. Ferner kann eine Vielzahl von Bauelementen eingespart werden,
so daß die Maschine auch billiger hergestellt und einfacher gewartet werden kann.
Durch den einfachen Aufbau kann ferner ein ziemlich schwingungsarmes Arbeiten erzielt
werden. Der Transport der Formen erfolgt nur über einen kurzen Weg, der dem Abstand
zwischen Blasstellung und Zuführungsstellung des Rohlings entspricht und damit unabhängig
von der Formenbreite ist.
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Eine wesentliche Einsparung in bezug auf Wege und Zeiten ergibt sich
bei Vorrichtungen mit mehreren z. B. nebeneinanderliegenden Formnestern. Es ist
viel Raum für di kormen vorhanden und um die gesamt#ormteilebene kann ein Rahmen
gelegt werden, an dem nicht nur der Kalibrierzylinder, sondern auch Antriebe für
Schieber befestigt werden können.
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Der gesamte Aufbau der Maschine kann sehr schmal gehalten werden,
weil nur Bewegungen in einer Richtung stattfinden. Die Breite der Vorrichtung wird
praktisch nur durch die Breite der Bormneater und den Rahmen bestimint. Alle anderen
Elemente können auf dieser Breite untergebracht werden und zwar derart, daß sie
von der Vorder- oder Rückseite zugänglich sind.