DE2162245C3 - Vorrichtung zum Umformen von Verformungen zu nicht stapelbaren Behältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen von Vorformlingen zu nicht stapelbaren Behältern, mit einem um eine horizontale Achse schrittweise drehbaren Forin.stempe!träger mit mehreren sich in radialer Richtung erstreckenden, in gleichmäßigen Abständen angeordneter· Formstempeln, mit einer Einrichtung zum Aufschieben eines der Vorformlinge auf einen der Formstempel, mit je einer den Formstempeln zugeordneten Heizeinrichtung und mit einer axial auf einen der Formstempel zu und von diesem weg verschiebbaren Blasform zum Umformen je eines der Vorformlinge mittels Differentialdruck.

Das genannte Umformen macht es möglich, daß stapelbare Vorformlinge beispielsweise aus Polystyrol, Polyäthylen oder Polyvinylchlorid in großen Mengen hergestellt, dann gestapelt und in Kartons verschickt werden können. Der Hersteller der nicht stapelbaren Behälter, beispielsweise für Verkaufsautomaten oder für Molkereiprodukte, erhält die stapelbaren Vorformlinge und formt sie entsprechend um.

Eine der Schwierigkeiten, die bisher bei dem genannten Umformen ungelöst geblieben ist, besteht in der Erzielung einer gleichförmigen Erhitzung des Vorformlings auf eine Temperatur, bei der er ohne weiteres derart verformbar ist, daß während des Umformens keine dicken oder dünnen Bereiche im fertigen Behälter entstehen. Die durch die Formstempel übertragene Wärme führt zu einem Rutschen des Vorformlings auf dem Formstempel infolge des Bestrebens des Vorformlings, die usprüngliche flache Folienform wieder einzunehmen. Normalerweise weisen nämlich derartige Vorformlinge infolge des Verformungsverfahrens eine molekulare Orientierung in Richtung der Behälterachse auf. Wenm daher ein Vorformling auf einen entsprechenden Formstempel gesetzt und anschließend erhitzt wind, neigt er zum Schrumpfen in Längsrichtung, selbst wenn er beispielsweise durch Saugluft am Formstempel gehalten wird. Durch dieses Schrumpfen entstehen jedoch Ungenauigkeiten in den Abmessungen der !fertigen Behälter, was ausgesprochen unerwünscht ist, da es sich bei den nachfolgenden AbfüU- und Verschließvorgängen üblicherweise um automatische Arbeitsgänge handelt, zu deren Durchführung einheitlich ausgebildete Behälter erforderlich sind.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der GB-PS 1166893 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird in einem Arbeitszyklus zuerst der Vorformling durch Druckformen und danach aus dem Vorformling durch Blasformen der nicht stapelbare Behälter hergestellt. Nach Abziehen der Hohlform bei Beendigung des Druckformens wird der Vorformling auf dem Formstempel in eine Stellung bewegt, in der er, gegebenenfalls mittels einer besonderen Kühlform, auf die bei dem anschließenden Blasformen erforderliche Verformungstemperatur abgekiihlt wird. Wenn der Vorformling diese Temperatur erreicht hat, wird er in die Stellung weiterbewegt, in der das Blasformen stattfindet. Bei dieser bekannten Vorrichtung findet somit kein bereits anderweitig hergestellter, auf Raumtemperatur befindlicher Vorformling Verwendung, der, bevor er dem Blasformprozeß ausgesetzt werden kann, erst auf die entsprechende Verformungstemperatur erwärmt werden muß. Damit entfallen auch die vorstehend erwähnten Probleme, die üblicherweise mit der Erwärmung eines auf einem Formstempel befindlichen Vorformlings verbunden sind und die ein Schrumpfen des Vorformlings am Formstempel bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart umzugestalten, daß sie für das Umformen von auf Raumtemperatur befindlichen stapelbaren Vorformlingen in nicht stapelbare Behälter geeignet ist, ohne daß beim Erwärmen die Vorformlinge schrumpfen.

Diese Aufgabe wird bei einer eingangs beschriebenen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Formstempel zum Halten von stapelbaren, dünnwandigen, an ihrem öffnüngsrand einen Umfangswulst aufweisenden Vorformlingen einen dem Umfangswulst zugeordneten umlaufenden Vorsprung tragen, der von der Heizeinrichtung des Formstempels temperaturisoliert angeordnet ist.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zeichnet sich gegenüber der bekannten Vorrichtung im wesentlichen dadurch aus, daß sie mit Formstempeln versehen ist, die eine axiale Festlegung der auf diese aufgeschobenen Vorformlinge ermöglichen. Hierzu sind die entsprechenden Vorformlinge an ihrem Öffnungsrand mit einem Umfangswulst versehen, in den ein dem Umfangswulst zugeordneter umlaufender Vorsprung des Formstempels eingreifen kann. Auf diese Weise kann der Öffnungsrand eines auf Raumtemperatur befindlichen Vorformlings ohne Zuhilfenahme von von außen angreifenden Verriegelungsmitteln am Formstempel derart festgelegt werden, daß der Vorformling unterhalb des Öffnungsrandes durch Kontakt mit dem Formstempel erwärmbar ist, ohne daß dabei eine Schrumpfung des Vorformlings und ein damit einhergehendes Rutschen desselben auf dem Formstempel verbunden ist. Dadurch, daß der umlaufende Vorsprung von der Heizeinrichtung des Formstempels temperaturisoliert angeordnet ist, wird auch nur der unterhalb des Umfangswulstes des Vorformlings befindliche Bereich dem Blasformprozeß ausgesetzt, während der mit dem Umfangswulst versehene Öffnungsrand durch die sich gegen diesen Bereich legende Blasform arretiert wird. Der

Grundgedanke der Erfindung liegt hierbei darin, Formstempel und Vorformlinge derart aneinander anzupassen, daß eine Festlegung der Vorformlinge in Axialrichtung auf den Formstempeln möglich ist.

Die Fonnstempel mit einem umlaufenden Vorsprung auszubilden, der von der Heizeinrichtung der Formstempel temperaturisoliert angeordnet ist, ist auch nicht aus der FR-FS 1559785 bekanntgeworden, die noch ergänzend zum Stand der Technik genannt wird. Durch die spezielle Form der Vorformlinge ist es auch nicht mehr erforderlich, daß diese zur Abdichtung des Formstempels im Bereich des offenen Endes des Vorformlings und der Blasform flanschartige Erweiterungen des Öffnungsrandes oder umlaufende Verdickungen aufweisen, wie sie beispielsweise in der CH-PS 486302 und der US-PS 3170 970 beschrieben sind. Vielmehr weist der für die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignete Vorformling über seine gesamte Ausdehnung etwa die gleiche Wanddicke auf. Bei der in der US-PS 3 170970 beschriebenen Vorrichtung wird im übrigen der auf den Formstempel aufgeschobene Vorformling in seiner Gesamtheit, d. h. über seine gesamte Berührungsfläche mit dem Stempel, erwärmt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der mit dem Öffnungsrand des Vorformlings, der den Umfangswulst enthält, zusammenwirkende Bereich des Formstempels nicht erwärmt, da der umlaufende Vorsprung temperaturisoliert angeordnet ist. Auf diese Weise verbleibt der sich in diesem Bereich befindliche Werkstoff des Vorformlings auf Raumtemperatur und wird daher beim Einbringen des Formstempels in die Blasform, wenn sich dieser Bereich zwischen den offenen Rand der Blasform und dem Formstempel einklemmt, durch dieses Einklemmen nicht verformt, sondern es wird vielmehr ein sicheres Abdichten der Blasform bewirkt.

Nachfolgend wird die Vorrichtung nach der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung mit Formstempeln und einer Blasform, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen der Formstempel der Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie H-II in größerer Darstellung mit einem aufgeschobenen Vorformling,

Fig. 3 einen Teilschnitt X des Formstempels nach Fig. 2 in größerer Darstellung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen der Formstempel und die Blasform der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entlang der Linie IV-IV in größerer Darstellung mit einem auf den Formstempel aufgeschobenen Vorformling,

Fig. 5 den Längsschnitt gemäß Fig. 4 nach dem Blasformen des Vorformlings zu einem Behälter,

Fig. 6 den Längsschnitt nach Fig. 5 während des Herausziehens des Fonnstempels aus der Blasform,

Fig. 7 den Längsschnitt nach Fig. 6 nach dem öffnen des Oberteils der Blasform,

Fig. 8 den Längsschnitt nach Fig. 7 während des Auswerfens des geformten Behälters aus der Blasform, und

Fig. 9 einen Längsschnitt des Vorformlings gemäß Fig. 2 und des Behälters nach Fig. 5 in größerer Darstellung, übereinancOgelegt gezeichnet.

Ein ineinandersteckbarer Vorformling 10 (Fig. 9) umfaßt einen nach außen gewölbten Boden 12, eine sich nach oben und nach außen erstreckende Seitenwand 14, die sich vom Boden 12 zu einem offenen oberen Ende des Vorformling« 10 erstreckt, und einen Randbereich Ii, der eine Randpartie 18 in der Form einer nach außen gebördelten Lippe aufweist.

Der Randbereich 16 des Vorformlings 10 umfaßi ferner einen umlaufenden, radial nach außen gerichteten Umfangswulst 20 unmittelbar unter der Randpartie 18, der so angeordnet ist, daß er von einem als Gegenstück ausgebildeten Vorsprung 54 eines Formstempels 32 ergriffen werden kann, ure den Vorformling 10 in einer fixierten relativen Lage dem Formstempel 32 gegenüber zu halten.

Stapelmittel 22 des Vorformlings 10 begrenzen die Ineinandersteckbarkeit der dünnwandigen ineinandersteckbaren Vorformlinge 10, und sie verhindern eine Beschädigung derselben.

Ineinandersteckbare Vorformlinge 10 werden mittels der Vorrichtung in die nicht ir>?inandersteckbaren Behälter 24 nach Fig, 9 umgeformt. Die Form des Behälters 24 entspricht der inneren Wandform des Formraums einer Blasform 34. Der Behälter 24 umfaßt einen nach innen gewölbten Boden 12', der aus dem nach außen gewölbten Boden 12 des Vorformlings i0 entsteht, ferner eine radial nach außen gerichtete, annähernd birnenförmige Seitenwand 14'„ die aus der Seitenwand 14 umgeformt worden ist, zu der die Stapelmittel 22 gehören, außerdem den Randbercich 16 mit der Randpartie 18 und dem radial nach außen gerichteten Wulst 20.

Die Vorrichtung zum Herstellen der Behälter 24 umfaßt einen angetriebenen Revolverkopf 30, der mit acht radial angeordneten Formstempeln 32 bestückt ist. Der Revolverkopf 30 wird schrittweise weiterbewegt, um den jeweiligen Formstempel 32 in eine zusammenwirkende Lage mit der Blasform 34 zu bewegen, in der die ineinandersteckbaren Vorformlinge 10, die auf den Fonnstempeln 32 sitzen, in die nicht ineinandersteckbaren Behälter 24 umgeformt werden. Bei acht Formstempeln 32 und einer einzigen Blasform 34 ist eine Umformgeschwindigkeit von einem Behälter 24 pro Sekunde möglich, so daß sechzig Behälter 24 pro Minute hergestellt werden können. Die Vorformlinge 10 werden in eine Beschickungsvorrichtung 36 gesetzt und jeweils einzeln mittels einer nicht dargestellten Einrichtung am jeweiligen Formstempel 32 abgesetzt.

Um sicherzustellen, daß Vorformlinge 10 ordnungsgemäß auf ihrem Formstempel 32 sitzen, ist eine axiale Klopf einrichtung 38 angeordnet. Die Klopfeinrichtung 38 greift am Boden 12 der Vorformlinge 10 an, um einen Eingriff zwischen dem Umfangswulst 20 und dem Vorsprung 54 zu bewirken.

Wenn ein Vorformling 10 auf dem Formstempel 32 abgesetzt ist, wird der Formstempel 32 vom Revolverkopf 30 in Uhrzeigerrichtung weiterbewegt zur Klopfeinrichtung 38. Die Klopfeinrichtung 38 wird in Gang gesetzt, um am Boden 12 des Vorformlings 10 anzugreifen und ihn in die ordnungsgemäße Sitzlage am Formstempel 32 zu drücken.

Jeder der Formstempel 32 umfaßt eii.en Dorn 40 mit einer Außenkontur, die im wesentlichen ein Gegenstück zur Innenkontur des Vorformlings 10 ist, ferner ein Isoliei stück 42 und ein Lagerstück 44, an dem der Dorn 40 und das Isolierstück 42 durch Schrauben 46 befestigt sind. Der Formstempel 32 umfaßt ferner eine Heizeinrichtung 48, bei der der Steck-

teil in eine Steckdose 28 des Revolverkopfes 30 einsteckbar ist. Der Rumpf der Heizeinrichtung 48 sitzt in einer Bohrung des Domes 40, des Isolierstückes 42 und des Lagerstückes 44. Verbindende Kanäle SO im Formstempel 32 stehen mit einer nicht dargestellten Vakuumquelle und Druckluftquelle über einen Kanal 52 in Verbindung. Die Vakuumquelle dient zur Herstellungeines negativen Luftdrucks, um den Vorformling 10 in enger Anlage am Dorn 40 während des Erwärmens desselben durch die Heizeinrichtung 48 zu halten. Mittels der Druckluftquelle erfolgt anschließend eine Übcrdruckbeaufschlagung, um den Vorformling gegen die innere Oberfläche der Blasform 34 auszudehnen, wenn der jeweilige Formstempel 32 in die Blasform 34 eingefahren worden ist.

Das Isolierstück 42, das aus einem wärmeisolierenden Kunststoff geformt ist, ist zwischen der Heizeinrichtung 48 und einem den Vorsprung 54 tragenden Ansatz des Lagerstücks 44 angeordnet, um die Randpartie 18 und den Umfangswulst 20 im Randbereich 16 des Vorformlings 10 vor einer Erwärmung auf eine Temperatur abzuschirmen, bei der der Vorformling 10 leicht verformbar ist. Der Rest des Vorformlings 10, d. h. der Teil anschließend an die Randpartie 18 wird auf eine Temperatur erwärmt, bei der der Kunststoff des Vorformlings 10 ohne weiteres verformt werden kann.

Das Erwärmen des Vorformlings 10 erfolgt unmittelbar nach Absetzen eines Vorformlings 10 auf dem jeweiligen Formstempel 32 von der Beschickungsvorrichtung 36. Da das Erwärmen der ausgewählten Bereiche der Vorformlinge 10 auf Formgebungstemperatur ein kritischer Faktor in der Formgebung ständig gleichbleibender Produkte ist, ermöglicht die ausreichende Anzahl freier Formstempel 32 bis zum Eintauchen des Formstempels 32 in die Blasform 34 das Einwirken von Wärme über einen großen Zeitraum. Das ist sehr vorteilhaft, da es wichtig ist. daß die Vorformlinge 10 in den ausgewählten Bereichen ordnungsgemäß auf die Formgebungstemperatur erwärmt werden, so daß die Umformung keine dicken oder dünnen Bereiche in dem Behälter 24 entstehen läßt.

Während des Erwärmens wird der Vorformling 10 mittels über die Kanäle 50 wirkenden Unterdruckes an den Formstempel 32 angedrückt, wobei als Hilfsabdichtung ein innerhalb einer trapezförmigen Ausnehmung des Lagerstückes 44 sitzender O-Ring 58 dient.

Wenn der Vorformling 10 ordnungsgemäß auf dem Formstempel sitzt und in der vorgesehenen Weise auf die Formgebungstemperatur erwärmt worden ist, wird der Formstempel 32 in die Blasform 34 eingetaucht.

Die Blasform 34 besteht aus einem unteren Arbeitstisch 60, auf dem ein Gehäuse 62 sitzt, das selbst ein nicht geteiltes unteres Formstück 64 enthält, in dem ein Auswerferstößel 66 gelagert ist, ferner aus einem geteilten oberen Formstück 68. Die innere Oberfläche des unteren Formstücks 64 und des oberen Formstücks 68 zusammen mit der Oberseite des Auswerferstößels 66 bilden die innere Wandform der Blasform 34 zur Herstellung des Behälters 24.

Der untere Arbeitstisch 60 sitzt auf nicht dargestellten hubbewegbaren Mitteln, die die Blasform 34 nach oben über den Formstempel 32 und den darauf sitzenden Vorformling 10 und nach unten aus dem Weg des jeweiligen Formstcmpels 32 bewegen, um ein Auswerfen des hergestellten Behälters 24 aus der Form zu ermöglichen.

Um die erforderlichen Voraussetzungen für das Umformen zu schaffen, muß der Vorformling 10 von der AuBena'rn^n<iphare abgedichtet werden, wenn er innerhalb der Blasform 34 sitzt. Das wird durch die Verwendung eines inneren Absatzes 70 erreicht, der in den oberen Formstücken 68 an einer Stelle angeordnet ist, die direkt dem O-Ring 58 gegenüberliegt. Der Absatz 70 hat eine solche Form und Abmessung, daß er die Randpartie 18 des Vorformlings 10 aufnimmt, so daß der O-Ring 58 am oberen inneren Rand des Vorformlings 10 am Beginn der Randpartie 18 pngreifen kann, während der Absatz 70 an dem untersten Bereich der Randpartie 18 angreift. Da sich der O-Ring 58 über die untere Seite des Lagerstücks 44 erstreckt, kann er die Randpartie 18 zwischen sich und dem Absatz 70 einschließen, um eine Abdichtung für den ineinandersteckbaren Behälter 10 zu schaffen.

Wenn der Vorformling 10 in der Blasform 34 sitzt und gegen die Außenatmosphäre abgedichtet ist, kann er mittels über die Kanäle 50 zugeführter Druckluft gegen die innere Wand der Blasform 34 gedruckt werden.

Da die Blasform 34 abgekühlt wird, wird der Behälter 24 relativ schnell zur Erstarrung gebracht. Daraufhin kann er aus der Blasform 34 herausgenommen werden. Das beginnt durch die Abwärtsbewegung der blastorm J4. Uann werden die ooeren Formstücke 68 geöffnet. Wenn die Blasform 34 bis zu einem Punkt abgesenkt worden ist, bei dem der Abstand zwischen der obersten Fläche der Blasform und dem Formstempel 32 größer als die axiale Höhe des Behälters 24 ist, wandert der Auswerferstößel 66 nach oben, um den Behälter 24 aus der Blasform 34 in eine Stellung unmittelbar darüber anzuheben. In dieser Lage kann ein Luftstrahl 72 eingesetzt werden, ur~ den Behälter 24 zu einer nicht dargestellten Produktsammeieinrichtung zu fördern.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Umformen von VortbrniHngen zu nicht stapelbaren Behältern, mit einem um ~> eine horizontale Achse schrittweise drehbaren Formstempelträger mit mehreren, sich in radialer Richtung erstreckenden, in gleichmäßigen Abständen angeordneten Formstempeln, mit einer Einrichtung zum Aufschieben eines der Vorform- m linge auf einen der Formstempel, mit je einer den Formstempeln zugeordneten Heizeinrichtung und mit einer axial auf einen der Formstempel! zu und von diesem weg verschiebbaren Blasform zum Umformen je eines der Vorformlinge mittels Dif- ι. ferentialdruck,dadurch gekennzeichnet, daß die Formstempel (32) zum Halten von stapelbaren dünnwandigen, an ihrem Öffnungsrand einen Umfangswulst (20) aufweisenden Vorformlingen (10) eiisen dem Umfangswulst (20 zugeordneten -ί> umlaufenden Vorsprung (54) tragen, der von der Heizeinrichtung (48) des Formstempels (32) temperaturisoliert angeordnet ist.