DE2133532A1

DE2133532A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Behältern durch Blasverformung

Info

Publication number: DE2133532A1
Application number: DE19712133532
Authority: DE
Inventors: Lawrence Augustus King of Prussia Pa. Moore (V.St.A.). P
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1970-07-07
Filing date: 1971-07-06
Publication date: 1972-04-13
Also published as: FR2098200A1; FR2098200B1; NL7107751A; CA944515A; BE768512A; BR7103938D0; GB1345230A; US3661489A; ZA713096B; SE370205B; OA03728A; ES392282A1

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Behältern durch Blasverformung

Die Erfindung bezieht sich auf Behälter und betrifft im besonderen ein neues, verbessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung für die Anwendung der Blasformtechnik bei der Herstellung von Behältern. Dabei ist es bekannt, ein vorverformtes Material in aufgeheiztem Zustand in einer Behälterform einzusetzen und es i anschließend zu einem Behälter auszuformen. Die Formlinge können verschiedene Gestalt haben, beispielsweise Scheiben, längliche Rohrabschnitte (sog. Külbel) oder teilweise verformte Vorformlinge.

Von besonderem Interesse ist die Herstellung solcher Behälter aus Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Polypropylen o.dgl.. Bei der Herstellung von Behältern aus solchen Materialien wird der Vorformling zunächst im Extrusions- oder Spritzgußverfahren

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gewonnen. Beispielsweise wurden Scheiben als Vorformlinge von einem extrudierten Zylinder abgeschnitten oder aus einem extrudierten Flachmaterial ausgestanzt; Rohrabschnitte wurden normalerweise von einem extrudierten Rohr abgeschnitten werden und die teilweise verformten Vorformlinge könnten durch ein Spritzgußverfahren hergestellt werden.

Der Vorformling muß sich in erwärmtem Zustand befinden, wenn er die Behälterform erreicht. Deshalb ist es in manchen Fällen zweckmäßig, den noch aus dem Extrusions- oder Spritzgußverfahren warmen Vorformling zu erfassen und ihn direkt in die Behälterform zu setzen. In anderen Fällen muß jedoch dem Spritzverformungs- oder Extrusionsvorgang eine Kühlstufe folgen, damit dem Vorformling noch erforderliche strukturelle Eigenschaften erteilt werden können. In diesem Fall muß in Verbindung mit der Behälterform eine Einrichtung vorgesehen sein, um den Vorformling unmittelbar vor seiner Überführung in die Behälterform zu erwärmen.

Es sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Umwandlung von Verformungen in Behälter bekannt. Eine entsprechende Problemlösung muß jedoch zu einem hohen Wirkungsgrad und auch zur erheblichen Verringerung der Gestehungskosten pro hergestelltem Behälter führen, was bisher noch nicht erreicht worden ist. Es besteht deshalb noch immer ein Bedarf an wirksameren und wirtschaftlicheren Verfahren und Vorrichtungen, um Vorformlinge zu behandeln und zu Behältern umzuformen, und Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines neuen und verbesserten Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur wirtschaftlicheren Herstellung von Behältern.

Eine durch Anv/endung der Erfindung herzustellende Behälterform besteht aus einem Gefäß mit großer oberer Öffnung, d.h. ein zylindrisches Gefäß mit offener Oberseite, die anschließend durch einen kreisförmigen Deckel geschlossen wird, dessen AuiBen-

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durchmesser etwa dem Durchmesser des Gefäßes selbst entspricht. Derartige Gefäße lassen sich aus Rohrabschnitten, Scheiben oder vorbehandelten Vorformlingen herstellen. Bei bestimmten Ausführungen jedoch, beispielsweise, wenn das offene Gefäßende mit Gewinde gangen ausgestattet werden soll, geht man vorzugsweise von einer Scheibe oder einem vorbehandelten Vorformling aus. Zur Vereinfachung der Erfindungsdarstellung soll im folgenden nur ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Scheibenförmigen Vorformlingen beschrieben werden. Die Bezeichnung "Scheibe" bezieht sich auf einen beliebigen flachen Vorformling, von dem aus letztlich eine Scheibe zur Herstellung des Behälters verwendet wird. Diese Scheibe kann während des Heizvorganges und während der Zuführung in die Behäterform einen quadratischen oder jeden beliebigen anderen Umfang aufweisen. Erst bei der Ausformung des Behälters in der Form wird die kreisförmige Scheibe aus dem aufgeheizten flachen Vorformling ausgeschlagen oder ausgepreßt. Wie weiter unten näher beschrieben, ist die Erfindung jedoch auch bei anderen Vorformlingen anwendbar, nämlich bei Rohrabschnitten und vorbehandelteη Vorformlingen anderer Gestalt.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist ein verbesserter Ofen zur Erwärmung von Scheiben-Vorformlingen vorgesehen. Der Ofen enthält einen rotierenden Tisch, der ähnlich dem Drehteller eines Plattenspielers aussieht und auch so bewegt wird. Oberhalb dieser Drehscheibe befindet sich eine Haube, welche die Drehscheibe vollständig umschließt und in einem Abstand darüber steht. Im Innern von dieser Haube geht ein Gehäuse aus, das in der Draufsicht einen Spiralweg von einem ersten Punkt aus bildet, der auf dem halben Weg zwischen der Achse der Drehscheibe und deren äußerem Umfang angeordnet ist und sich bis zum äußeren Umfang der Drehscheibe erstreckt. Dieses Spiralgehäuse verläuft abwärts in der Weise, daß der untere Rand sich in einem Abstand von der rotierenden Drehscheibe befindet, der geringer ist als die Scheibendicke. Die Scheiben werden in einen Beschickungstrichter eingefüllt

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und von dort zu einem Punkt auf der Drehscheibe geführt, der sich unmittelbar am Inneren Ende des Spiralweges befindet. Durch Rotation der Drehscheibe in Verbindung mit dem Eingriff bzw. der Anlage der Scheiben an dem Rahmen des Spiralgehäuses werden die Scheiben durch den Spiralweg befördert. In der Zwischenzeit werden die Scheiben durch geeignete Heizelemente innerhalb des Ofens auf die erforderliche Temperatur zur Ausformung der Behältergebracht. Vorzugsweise werden die Scheiben durch Kontaktheizung von unten und durch Infrarotstrahler und herkömmliche elektrische Heizungen von oben erwärmt.

Am Außenumfang des Ofens ist eine Überführungsvorrichtung vorgesehen, welche die erwärmten Scheiben unter gesteuerten Temperaturbedingungen der Behälterform zuführt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist eine Zuführungsvorrichtung vorgesehen, um einen endlosen Streifen aus Behältermaterial, aus dem die Vorformlinge hergestellt sind, der Behälterform zuzuführen. Dieser Materialstreifen, der zweckmäßigerweise die Form einer läiglichen Platte besitzt, wird beim Durchgang durch einen länglichen im wesentlichen rechteckigen Ofen erwärmt. Am Ofenende ist eine Stanzeinrichtung vorgesehen, um die einzelnen Sdieiben aus der Platte auszuschlagen, die dann der Formstation zugeführt werden, während das Abfallmaterial für nachfolgende Verwendungen gesammelt wird.

Eine neue und verbesserte Behälterform bildet ein weiteres Merkmal der Erfindung. Bei einer bevorzugten Anordnung umfaßt diese Behälterform einen drehbaren Rahmen mit einer Mehrzahl von um die Rotationsachse des Rahmens angeordneter einzelner Formen. Jede Form enthält zwei Formhälften, die in einer Ebene miteinander verschließbar sind, welche etwa durch die genannte Achse verläuft. Jedes Formhälftenpaar besitzt eine Gruppe von Klemmarmen, die von einem auf dieser Ebene sitzenden Schwenkpunkt nach außen ragen, wobei ein Arm mit jeder Formhälfte verbunden ist.

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Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die Klemmarme gegeneinander und auseinander zu führen und somit die Form zu schließen oder zu öffnen, und außerdem sind Mittel vorgesehen, um die Gesamtheit der einzelnen Formen auf dem Rahmen gleichmäßig um die Achse zu drehen. Bei einer bevorzugten Anordnung sind sechs einzelne Formen vorgesehen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung öffnen sich die Formen an einer bestimmten Station. Dies würde die Ladestation sein, wo die Formen mit einem Vorformling zur Herstellung eines neuen Behälters beschickt werden.

Aus Gründen der Vereinfachung ist in der nachfolgenden Beschreibung die drehbar angetriebene Formvorrichtung mit Bezug auf einen Scheiben-Vorformling erläutert. Es leuchtet jedoch ein, daß diese rotierende Vorrichtung in gleicher Weise auch anwendbar ist für einen teilweise vorgeformten Vorformling (durch Spritzgußverfahren) ein rohrförmiges Külbel oder andere Vorformlinge.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die dazugehörende Vorrichtung erstreckt sich auf einen kreisförmigen Ofen mit einem Spiralweg zum Aufheizen von Scheiben-Vorformlingen vor deren Einführung in eine Blasformvorrichtung. Ferner soll eine verbesserte Vorrichtung angegeben werden zum Aufheizen eines Streifens aus Vorformling-Material, bevor Seheiben-Vorformlinge herausgeschnitten und einer Blasformvorrichtung zugeführt werden. Es ist ferner beabsichtigt, daß das Aufheizen von vorbearbeiteten Vorformlingen und deren Umformung in Behälter mit Hilfe der Blasformtechnik zu verbessern. In einer Blasformvorrichtung soll eine Mehrzahl einzelner Blasformen gleichmäßig um eine gemeinsame Drehachse der Blasformvorrichtung rotieren. Es sind außerdem ein Verfahren und eine Vorrichtung beabsichtigt, um abgekühlte Vorformlinge wirtschaftlich nochmals aufzuheizen, bevor sie in die Blasformvorrichtung überführt und zu Behältern umgeformt werden.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand in den Figuren gezeigter AusfUhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ofens mit rotierender Drehscheibe sowie, einer rotierenden Formvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ofen nach Fig. 1 mit abgenommener

Haube,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Ofen nach der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die rotierende Formvorrichtung, Fig. 5^A bis 5E jeweils im Querschnitt e±ie Blasform zur Erläuterung der Arbeitsweise der Formvorrichtung,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer weiteren AusfUhrungsform der Erfindung, in welcher der Drehscheiben-Ofen durch einen Ofen zur Erwärmung eines Materialstreifens ersetzt ist,

Fig. 7 einen Querschnitt des Ofens nach der Linie 7-7 in Fig. 6, .Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 6, Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Bereich der Fig. 6, Fig.1OA und 1OB Beispiele für vorbearbeitete Vorformlinge.

Nach Fig. 1 umfaßt die Gesamtanordnung 10 zur Herstellung von Behältern einen Ofen 11 zum Aufheizen von Seheiben-Vorformlingen sowie eine rotierende Formvorrichtung 18, Der Ofen 11 enthält eine teilweise abgebrochen dargestellte Haube 12, um eine Drehscheibe 15nit darauf befindlichen Vorformlingen 16 zu zeigen (der Gehäuserahmen, der den Vorformlingen 16 eine spiralförmige Bewegung erteilt, ist in Fig. 1 der Übersicht halber nicht eingezeichnet). Erwärmte Vorformlinge 16 gelangen durch eine Überführungsvorrichtung 17 in eine offene Form 2OA der Formvorrichtung 18, Außer dieser sind noch fünf andere Formen 2OB bis 2OF vorgesehen und sämtlich auf einer Drehscheibe 21 angeordnet, so daß sie eine zueinander gleichmäßige Drehbewegung ausführen.

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Entsprechend Fig. 1 bis 3 ist die auf dem Ofen 11 befestigte Haube 12 mit einem Einführungstrichter 14 versehen. Die in diesem Trichter 14 eingeführten Scheiben-Vorformlinge l6 fallen aufgrund der Steuerbewegung eines Schließteiles 13 auf die Drehscheibe 15 des Ofens, die vorzugsweise aus Gußeisen oder ähnlichem Material bestehuund mit einer Abdeckung beschichtet ist, (z.B. aus Polytetrafluoräthylen), um das Anbacken der Vorformlinge zu verhindern. Ein spiralförmiger Rahmen 30 ist an einem kreisringförmigeη elektrischen Heizkörper 46 befestigt,der seinerseits mit Schrauben 32 und Anschlußteilen 33 an der Haube 12 gehaltert ist. Vier an den Ecken der Haube 12 angeordnete Hebestangen J4 haltern die Haube 12 einschließlich der Trag- und Anschlußelemente für die Heizungen und den Spiralrahmen 30.

Die Hebestangen 34 sind mit ihrem unteren Gewindeende 35 mit einem über einen Motor 37 betätigbaren Schneckentrieb 36 gekuppelt. Durch Drehbewegung der Antriebsschnecken 36 kann somit die Gesamtanordnung, bestehend aus Haube 12, Spiralrahmen 30, Heizelementen und Trichter 14, angehoben oder abgesenkt werden. In der Praxis kann es zweckmäßig sein, die Haube 12 um etwa 30 cm bis 45 cm anzuheben, wenn die einzelnen Bauteile des Ofens gewartet werden.

Im Betrieb ist die auf einem Lager 4θ abgestützte Drehscheibe I5 durch einen Motor 38 angetrieben, auf dessen Abtriebswelle ein Zahnrad 39 sitzt, das mit dem Umfang der Drehscheibe 15 in Eingriff steht. Die Scheiben-Vorformlinge fallen aus dem Trichter 14 auf die Drehscheibe I5, und zwar dort auf das innere Ende des durch den Rahmen 30 gebildeten Spiralweges, Rotiert die Drehscheibe 15 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 2, werden die Vorformlinge l6 an den Seitenwänden des Spiralgehäuses 30 geführt, bis sie über den Spiralweg den äußeren Umfang der Drehscheibe 15 an der Überführungsvorrichtung 17 erreichen.

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Bei einer bevorzugten A_USfUhrungsform der Erfindung hat die Drehscheibe 15 einen Durchmesser von etwa 254 cm, um Scheibenvorformlinge mit einem Maximaldurchmesser von etwa 9,0 cm aufzunehmen und aufzuheizen. In der Mitte des Ofens erfolgt durch Quarz-Infrarotstrahler 44 eine schnelle Anfangserwärmung, während eine herkömmliche Heizeinheit 46 in Form eines Ringes anschließend die Vorformlinge gleichmäßig weiter aufheizt, während sie durch den Spiralweg weitergeschoben werden. Die Heizeinheit 46 wird durch elektrische Anschlüsse 47 mit Strom gespeist. Der Spiralrahmen 30 ist zweckmäßigerweise an der Heizeinheit 46 befestigt und ragt von dieser nach unten. Über Anschlußleitungen 48 wird die Drehscheibe 15 beheizt, so daß die Vorformlinge l6 Kontaktwärme von unten empfangen. Bei dieser Ausgestaltung enthält der Ofen etwa 480 Vorformlinge mit jeweils einem Durchmesser von etwa 9,0 cm. Bei Verwendung von Polypropylen wird die Ofengeschwindigkeit so eingestellt, daß jeder Vorformling etwa 10 Minuten darin verbleibt und eine Temperatur zwischen etwa l49° C bis l6o° C erreicht. Die genannten Abmessungen und Bedingungen dienen selbstverständlich nur als Beispiel und können in Abhängigkeit von dem verwendeten Material für Vorformlinge, deren Größe und Gestalt auch andere Werte annehmen, je nach der Art der angewendeten Behälterformtechnik und den Anforderungen, die an den fertigen Behälter gestellt werden.

Entsprechend Fig. 2 fallen die Scheiben-Vorformlinge 16 auf eine Stelle zwischen dem Mittelpunkt und dem Umfang der Kreisscheibe 15. Es hat sich herausgestellt, daß die Kapazität des Ofens am größten wird, wenn die Vorformlinge an einer Stelle abgegeben werden, die sich etwa auf der Hälfte zwischen dem Mittelpunkt und dem äußeren Umfang der Drehscheibe befinden.

Nachdem die Scheiben-Vorformlinge aufgeheizt worden sind, erreichen Sie den äußeren Umfang der Drehscheibe I5 und bewegen sich innerhalb einer Überführungseinrichtung 17 in den Weg eines Schubarmes l4 hinein. Dieser Schubarm 42 ist um eine Achse 4^

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schwenkbar gelagert. Die ÜberfUhrungseinrichtung I7 kann aus einem abgedeckten Kanal bestehen, an dessen Seite sich ein Schlitz 4l zur Führung und Aufnahme des Schubarms 42 befindet. Dieser Schubarm 42 wird schnell bewegt, um eine aufgeheizte Scheibe 16 auf eine bereitstehende offene Form in der Formvorrichtung 18 hineinzuwerfen, um so wenig wie möglich Wärmeverlust zu erleiden.

Entsprechend Fig. 4 umfaßt die rotierende Formvorrichtung 18 sechs einzelne Formen 2OA bis 2OF. Da sämtliche dieser Formen einander gleich sind, soll nachfolgend nur die Form 2OA näher beschrieben werden, die im Querschnitt in Fig. 5A gezeigt ist.

Die sechs Formen sind auf einer Drehscheibe 21 befestigt und mit dieser um eine Mittelachse 50 drehbar. Jede einzelne Form, so auch die Form 2OA umfaßt zwei Schwenkörme 51 und 52, die an einem gemeinsamen Schwenkpunkt 53 angelenkt sind. Ein Klemmarm 54 ist an dem einen Ende des Armes 5I mittels einer Gelenkverbindung 55 gelagert und mit seinem anderen Ende ^b an einer η uti'ie ι reinheit 60 gelenkig angeschlossen. In gleicher Weise ist ein Klemmarm 57 an seinem einen Ende 58 mit dem Schwenkarm 52 und an seinem anderen Ende 59 an der Antriebseinheit 60 gelenkig angeschlossen. Wird die Antriebseinheit über etwa 170 um ihre eigene Achse gedreht, so ist die Form geschlossen; dabei nehmen die vorbeschriebenen Bauelemente die für die Form 2OB in Fig. 4 eingezeichneten Stellungen ein. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Klemmarme und deren Antriebe für die Formen 20C bis 2OF nicht eingezeichnet. Die äußeren Enden 6j5 und 65 der Schwenkarme 51 und 52 sind über Schrauben oder andere Anschlußmittel mit den eigentlichen Formhälften 64 und 66 verbunden. Fig. 5A zeigt die Innenseite einer solchen Form, der eine Aufnahme 73 für den Scheiben-Vorformling zugeordnet ist, in der auch die Bauteile untergebracht sind, welche den Vorformling festhalten und auf diesen einwirken, um ihn zu einem Behälter umzuformen.

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Wie in Fig. 5& gezeigt, enthält jede Formhälfte einen Hohlraum 70 und einen in den unteren Bndabschnitt eingeschraubten Gewindering 71, in dem ein Gewindeformteil 72 eingearbeitet ist. Die Aufnahme 73 unterhalb der Form enthält einen äußeren Positionierungsring 74 sowie einen'darin angeordneten Klemmring 75. Innerhalb des Klemmringes 75 befindet" sich eine Einheit 77, deren Umfang als Abschermatrize 76 ausgeführt ist. Innerhalb dieser Einheit 77 ist eine Streckmatrize 78 angeordnet, durch die ein Blasluftkanal 79 hindurchgeführt ist.

Wenn die Formvorrichtung rotiert, so empfängt jede einzelne Form, z.B. die Form 20A, an der Beschickungsstation neben der ÜberfUhrungse inrichfcng 17 einen Scheibenvorformling l6. Die Vonichtung setzt dann ihre Rotationsbewegung fort, so daß sich jede an der Überführungseinrichtung 17 in offenem Zustand, befindliche Form einen Vorformling erhält. Nachdem die jeweilige Form mit dem Vorformling l6 eine Drehbewegung von etwa 300 bis J53O ausgeführt hat, ist darin der Behälter vollständig ausgeformt. Die Formhälften werden nunmehr voneinander getrennt, und der fertiggestellte Behälter nach oben durch das Abgaberohr 22 (Fig. 1) ausgestoßen. In der Überführungseinrichtung 17 erhält die Form danach den nächsten Vorformling.

In Fig. 5A bis 5E ist der Ablauf des Formvorganges für einen Behälter in einer einzelnen Form dargestellt. In offenem Zustand der Form entsprechend Fig. 5A ist der Ring 74 über den Ring 75 angehoben, so daß eine Aufnahme für den Scheiben-Vorformling l6 entsteht. Nach Fig. 5B befinden sich der Positionierungsring 74 und der Klemmring 75 in einer nach oben verschobenen Stellung, wobei der Ring 74 an dem Gewindeformring 71 und der Klemmring an dem Vorformling 16 anliegen. Nach Fig. 5C hat sich die Einheit 77 nach oben bewegt. Dabei trennt der Außenumfang dor Abschermatrize 76 den Innenabschnitt der Scheibe 16 ab, und der Oberteil der Einheit 77 drückt die Außenkante des verbleibenden Scheibenabschnittes l6 in die Gewindeformteile 72. Danach bewegt sich die Streckmatrize 78 nach oben, um die Scheibe l6 zu strecken

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und dabei etwa 80° des Hohlraumes 70 zu füllen. In der Stellung gemäß Fig. 5E schließlich wird unter hohem Druck stehende Luft durch den Blasluftkanal 79 eingedrückt, um den Vorformling 16 an die Wandungen des Hohlraums 70 anzupressen. Damit ist die Herstellung des Behälters beendet. Danach öffnet die Form, und die fertiggestellte Flasche oder der Behälter wird ausgeworfen, wobei die Einheiten 77 und 78 in ihrer Ausgangsstellungen zurückgezogen werden und ein neuer Vorformling in die offene Form entsprechend Fig. 5A von neuem eingelegt wird.

Fig. 6 bis 9 zeigen eine weitere AusfUhrungsform der Erfindung,

die bei der die rotierende Formvorrichtung l8/gleiche wie zuvor ist, jedoch der Ofen 11 durch eine Einheit ersetzt ist zum Aufheizen eines Streifenmaterials, von dem aus dann Scheiben ausgestanzt und direkt in die Formvorrichtung l8 eingeführt werden. Dieses AusfUhrungsbeispiel enthält einen Ofen 85 zum Aufnehmen und Aufheizen von Vorformlingmaterial in Form eines endlosen Streifens. Entsprechend Fig. 7 ist der Ofen mit einer äußeren Isolation 95 versehen, die zwei streifenförmige Heizelemente 96 einschließt. Das aufzuheizende Streifenmaterial 98 ist zwischen den Heizkörpern 96 durch obere ind untere Aluminiumrohre oder -profile vorgesehen. Bei einer bevorzugten Anordnung ist die öffnung 99 zwischen den oberen und unteren Abschnitten 97 etwa 1,3 cm hoch und 10 cm breit. Die Außenabmessungen des Ofens 85 können I5 cm bis 20 cm breit und etwa 7,5 cm hoch sein. Ein Materialstreifen mit einer Dicke von etwa 4,8 mm würde den etwa 4,5 m langen Ofen in annähernd I7 bis l8 Minuten durchlaufen und dadurch auf eine Temperatur von l6o° C aufgeheizt werden. Selbstverständlich würde die nach innen weisende Fläche des unteren Aluminiumelementes so behandelt und ausgeführt sein, daß das aufzuheizende Material nicht festklebt oder anbackt. Die vorgenannten Abmessungen und Betriebswerte dienen nur zur Erläuterung. Die tatsächlichen Abmessungen und Betriebswerte können in Abhängigkeit von dem verwendeten Material, den erwünschten Eigenschaften des Behälters und so weiter in größeren Bereichen abgeändert werden.

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A^iyi Ende des Ofens 85 läuft der aufgeheizte Materialstreifen in eine Stanzstation 86 (Fig. 8, 9), wo ein Stempel 100 einer Preßvorrichtung 87 aus dem Ende des Streifens 98 eine Scheibe ausstanzt. Die Preßvorrichtung 87 kann durch ein unter Druck stehendes Strömungsmittel betätigt werden und einen doppelt wirkenden Kolben 101 aufweisen, der in einem Zylinder 102 hin- und herbewegt wird, indem die Zuführungsleitungen 103, 104 am oberen bzw. am unteren Ende des Zylinders 102 dementsprechende beaufschlagt werden. Nach dem Ausstanzen einer Scheibe fällt der Verschnitt aus der Einheit 86 durch die in Pig. 6 gezeigte öffnung in einen Behälter 88. Zwischen der Stanzeinheit 86 und der rotierenden Formvorrichtung l8 ist eine Übergabeeinrichtung 89 vorgesehen, die wie im ersten Ausführungsbeispiel die Übergabeeinrichtung 17 einen Tunnel mit gesteuerter Temperatur zur Abgabe der einzelnen Scheiben in die Formvorrichtung l8 enthält. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beiderseits der Stanzeinheit 86 und der Übergabeeinrichtung 89 einander-gegenüberliegende öffnungen 105 vorgesehen. Ein Vorschubgerät 90 mit einer an der Unterseite befestigten Zahnstange I06 wird über ein Antriebsritzel 107 betätigt, um sich entsprechend Fig. 8nnd 9 von links nach rechts zu bewegen und die ausgeschnittene Scheibe aus der Einheit 86 durch den Tunnel 89 auf die Aufnahme 73 der Formvorrichtung l8 zu werfen. Sobald sich der Scheiben-Vorformling auf der Formvorrichtung 18 befindet, erfolgt die weitere Verarbeitung in der oben beschriebenen Art und Weise.

Obwohl die Erfindung im.einzelnen im Zusammenhang mit Scheiben-Vorformlingen beschrieben ist, läßt sie sich auch bei Vorformlingen mit anderen Gestaltungen anwenden. Wenn es sich beispielsweise um Vorformlinge entsprechend Fig. 1OA und 1OB handelt, können der zunächst beschriebene Ofen mit Drehscheibe und die rotierende Formvorrichtung verwendet werden. Solche Vorformlingehaben den Vorteil, daß die Gewindeöffnung, die den schwierigsten Abschnitt des herzustellenden Behälters bildet, bereits in einer Spritzgußform angeformt erhalten. Damit wird

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das nachfolgende Formverfahren weitgehend vereinfacht. Zur Verwendung solcher vorbearbeiteter Vorformlinge würde der Ofen mit Drehscheibe dahingehend leicht abzuändern sein, daß diese Vorformlinge ebenfalls auf eine gleichmäßige Temperatur gebracht werden. Der Betriebsablauf für jede einzelne Form würde dann entsprechend abgewandelt werden. Der Gewindeformring 71 würde durch einen ebenen Ring zu ersetzen sein, der einen sich einwärts erstreckenden Flansch am oberen Ende zur Aufnahme der Schulter 110 der Vorformlinge entsprechend Fig. 1OA und 1OB aufweist. Die Bauelemente 74, 75 und 76 wurden nicht mehr benötigt werden. Die Einheit 77 würde nach oben bewegt, um die öffnungen des Vorformlings abzuschließen. Anschließend würde das Bauelement 78 in der gleichen Weise wie zuvor verwendet, um den Vorformling soweit zu strecken, daß er annäherungsweise 80 % des Hohlraumes 70 ausfüllt, der durch die beiden Formhälften entsteht (Fig. 5E), worauf danach durch den Blasluftkanal 79 Druckluft eingeführt wird, um die Ausformung des Behälters innerhalb der Form zu vervollständigen.

Zur Betätigung der rotierenden Formvorrichtung l8 werden die sechs einzelnen Formen 20 hydraulisch, pneumatisch und elektrisch betätigt. Beispielsweise dient entweder hydraulische, pneumatische oder elektrische Leistung zur Betätigung der Antriebseinheit 60 und zur Durchführung der Vertikalbewegung der Formteile 74, 75* 77 und 78 verwendet, wobei zusätzlich Luftdruck für den Blasluftkanal 79 zur Verfügung steht. Pneumatisches und hydraulisches Strömungsmittel kann einem zentralen Verteiler zugeführt und von dort über einen rotierenden Ventilschieber an die entsprechenden Formstationen verteilt werden. Elektrizität wird über Schleifringe bzw. Kommutatoren in an sich bekannter Weise verteilt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können Einrichtungen vorgesehen werden, um den Vorformling mit einer Verkleidung oder einem Überzug zu versehen. Beispielsweise kann auf eine Polypropylenocheibe als Sauerstoffschutz ein Saran-Überzug aufgebracht werden.

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Dies ist besonders wichtig, wennder Behälter zum Verpacken oder zum Abfüllen von Nahrungsmitteln dient. Eine dazu brauchbare "Vorrichtung kann aus einer Presse ähnlich der otanzeinheit 87 bestehen, bei der der Stanzabschnitt 100 durch ^inen flachen oder ebenen Preßteil ersetzt wird. Die Einheit kann an jeden beliebigen Ort zwiechen der Heizstufe und der rotierenden Pormvorrichtung l8 angeordnet werden und z.B. einen Teil der Uberführungseinrichtungen 17 oder 89 bilden. Wenn in diesem Fall die aufgeheizte Scheibe in die rotierende Pormvorrichtung 18 gelangt, würde über den Scheiben-Vorformling eine Sperrschicht gelegt, wobei die Presse herunterkommen und die Sperrschicht auf die Scheibe aufpressen würde. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 9 könnte die Einheit 86 so abgewandelt werden, daß die Abdeckschicht vor dem Abwärtshub des Stanzkolbens 100 eingeführt wird₀ Dieser Abwärtshub würde dann nicht nur das überstehende Streifenmaterial abschneiden, sondern gleichzeitig das Abdeckmaterial gegen die Scheibe pressen. Im günstigsten Fall wird das Abdeckmaterial nicht eher aufgebracht, bis der sich aus dem Streifen ergebende Verschnitt beseitigt worden ist. Auf diese Weise wird das Verschnittmaterial nicht durch Abdeckungsmaterial verunreinigt und kann somit eingeschmolzen und wieder verwendet werden. Diese Möglichkeit besteht dann nicht, wenn von dem Abdeckmaterial stammender Verschnitt ebenfalls in den Behälter 88 abgegeben wird.

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Claims

PATENTANWALT

7 STUTTGART 1, MOSERSTRASSE 8 · TELEFON (0711) 244003

BELOIT CORPORATION ' ^* ■ 5. Juli I97I / P

Beloit, Wisconsin, USA - BE 251 -

Patentansprüche

l.J Verfahren zur Herstellung von Behältern aus Kunststoffmaterial, ^kennzeichnet durch die Herstellung von Vorformlingen aus Behäl te material, Aufheizen des Behältermaterials im kontinuierlichen Durchlauf durch einen Ofen (11) von einer ersten zu einer zweiten Stelle, Überführen der Vorformlinge aus dem Ofen in eine Form-Gtation (27, 89, 20, 75) bewegen eine Mehrzahl von Blasformen (20) nacheinander relativ zum Ofen an eine Beschickungsstation (17, 89), so daß aufeinanderfolgende Vorformlinge (l6) nacheinander in den Blasformen (2C)^- aufgenommen werden und Blasverformung in jeder Blasform eines kreisförmigen Abschnittes des Vorformlinges zu einem Behälter, der anschließend vor einer neuerlichen Beschickung der Blasform ausgeworfen wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge (l6) von einer ersten Stelle des Ofens (11) aus in einem spiralförmigen Weg auswärts in eine Überführungseinrichtung (17) ^am äußeren Umfang des Ofens (11) bewegt werden, wobei die ÜberfUhrungseinrichtung einen Teil der Beschickungsstation bildet, in der die Vorformlinge in die Blasform eingeführt werden.

j5c Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Blasformen gleichmäßig um eine gemeinsame Achse bewegt werden, daß die Beschickungsstation (17) an einer Stelle bezüglich dieser Achse angeordnet ist, und daß jeder Vorformling in seiner Blasform zn einem Behälter umgeformt wird, wenn seine Blasform sich von der Beschickungsstation aus um die Achse herum und wieder auf die Bosehickungsstation zubewegt.

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4. Verfahren nach Anspruch j5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge im wesentliche Flache Scheiben (16) sind.

5. Verfahren nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Vorformlinge-enthaltener Materialstreifen (98) durch einen länglichen Ofen (85, 96* 97) bewegt werden, das nach der Aufheizung des Materialstreifens Scheiben ausgestanzt und diese über die Beschickungsstation (89) in die Blasformen eingeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Blasformen gleichmäßig und gleichzeitig um eine gemeinsame Achse bewegt werden, daß die Beschickungsstation an einer bezüglich dieser Achse feststehenden Stelle angeordnet ist, und daß jeder Vorformling in einer entsprechenden Blasform (64) zu einem Behälter umgeformt wird, während sich die Blasform von der Beschickungsstation aus um die Achse zurück: zur Beschikkungsstation bewegt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Ofen (11, 85), zur Aufnahme von Behälter-Vorformlingen (l6) und zum Aufheizen dieser auf eine Verformungstemperatur, wobei der Ofen die Vorformlinge in kontinuierlicher Bewegung-von einer ersten Stelle aus bis zu einer Abgabestelle (17, 89) aufheizt, durch eine Überführungseinrichtung (42, 90) und eine Formvorrichtung (l8) zur Umwandlung der Vorformlinge (16) in Behälter, wobei die Überführungseinrichtung die Vorformlinge mit Hilfe von Schub- oder Wurfmitteln in die Formvorrichtung (l8) überführt, die aus einer Mehrzahl einzelner Formen (64) besteht, welche nacheinander mit der Überführungseinrichtung (17, 89) zur Ausfluchtung und zur Aufnahme der Überführten Formlinge kommt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennze leimet,, daß

der Ofen (11) eine mit einer Abdeckung versehene Drehscheibe (I5), eine Zuführungseinrichtung (l4) für Vorformlinge (l6) auf die

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Drehscheibe sowie eine Führungseinrichtung (30) zur Bewegung der Vorformlinge längs eines von der Mitte der Drehscheibe zu ihrem Umfang führenden Spiralweges aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungseinrichtung (17) ein Gehäuse (4l) zur Aufnahme der Vorformlinge am äußeren Umfang der Drehscheibe (15) mit einem Führungskanal zur Blasform aufweist sowie eine Schubeinrichtung (42), um den Vorformling durch das Gehäuse in die Blasform zu befördern.

10. vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform«?linge im wesentlichen flache Kreisscheiben (16) sind, und daß die Einführungsvorrichtung aus einem Einfülltrichter (14) besteht, der die Kreisscheiben dem Ofen (11) an einer Stelle zuführt, die sich zwischen dem Mittelpunkt und dem Umfang der Drehscheibe (15) befindet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (11) eine feststehende Abdeckhaube (12) aufweist, und die Führungseinrichtung aus einem ortsfesten Spiralgehäuse (30) besteht, das von der Abdeckhaube (12) bis auf eine Höhe unmittelbar oberhalb der Drehscheibe (15) herabreicht, und daß der Einführungstrichter (14) die Vorformlinge (l6) an dem inneren Ende der Spiralweges in den Ofen abgeben, so daß durch Bewegung der Drehscheibe (15) und Anlage der Vorformlinge an dem Spiralgehäuse (30) diese in einem spiralförmig nach aßen gerichteten Weg bis an den Umfang der Drehscheibe gelangen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube (12) und das nach unten offene Spiralgehäuse bezüglich der Drehscheibe 15 anheb- und absenkbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formvorrichtung (l8) einenjärehbaren Rahmen (21) aufweist, auf dem mehrere einzelne Blasformen (20A - 20F) zur Drehbewegung um eine gemeinsame Achse angeordnet sind, wobei jede Blasform

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Spannmittel (73 bis 75) zur Halterung der Vorformlinge (16) sowie zum Einblasen von Druckluft in die Form enthält, um einen Vorformling zu einem Behälter umzuformen.

I²J-. Vorrichtung nach Anspruch 1J>_S dadurch gekennzeichnet, daß jede Blasform aus zwei Formhälften (64, 66) besteht, die längs einer durch die gemeinsame Achse verlaufenden Ebene schließbar sind, und daß die Blasformhälften am äußeren Ende zweier um einen gemeinsamen Schwenkpunkt schwenkbarer Arme (5I, 52) befestigt sind, die durch einen gemeinsamen Antrieb (52, 54, 60) zum öffnen und Schließen der Form bewegbar sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (85) eine länglich gestreckte Form und einen Durchgangskanal (99) zur Aufnahme eines Streifens (98) aus Vorformlingsmaterial enthält, und daß am Auslaßende des Ofens eine Stanzvorrichtung zum Ausstanzen von Scheiben aus dem Materialstreifen sowie eine Überführungsvorrichtung (89) der Scheiben in die Blasform vorgesehen sind,

16. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaßende des Ofens (85) eine über ein Strömungsmittel betätigte Stanzvorrichtung (87) sowie eine Einrichtung (.88) zum Einsammeln von rund um die ausgeschnittenen Scheiben entstehenden Verschnittmaterial vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den aufgeheizten Vorformling vor seiner Abgabe in die Blasform mit einer Abdeckung oder Abdeckschicht zu versehen«

18. Vorrichtung nach Ansprüchen Γ5 und l4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Blasform eine Aufnahme- und Halterungsvorrichtung (75) zugeordnet ist, bestehend aus einem Positionierungsring zur Halterung des Vorformlings an der Bodenöffnung der geschlossenen Blasform (64, 66) und einer Streckmatrize (78) zur Aufwärtsbewegung in den Hohlraum (70) und zum Strecken des Vorformlinges,

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wobei in der Streckmatrize ein Blasluftkanal (79) vorgesehen ist.

19· Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet,daß zwischen dem Positionierungsring (7^) und der Streckmatrize (78) eine Abschermatrize (77) angeordnet ist, mit welcher der Außenumfang des Scheiben-Vorformlings abgeschnitten und der Boden des verbleibenden inneren Abschnittes des Pormlinges bei dessen Streck- und Blasvorgang innerhalb der Form geschlossen gehalten ist.

■-Ό. Vorrichtung nach Anspruch I9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens sechs Formen auf dem beweglichen Rahmen gehaltert sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe (15) aus Gußeisen besteht und eine obere flache Oberfläche aus einem das Ankleben oder Anbacken verhindernde Material aufweist, und daß die Heizeinrichtung Mittel zur Beheizung der Drehscheibe enthält.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube und das Spiralgehäuse relativ zur Drehscheibe (15) absenk- und'anhebbar sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Abdeckhaube (12) oberhalb des Spiralrahmens (j50) Quarz-Infrarot-Strailer angeordnet sind.

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