DE2166180C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

b)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Blasverfahren, wobei ein rohrförmiger Vorformling in senkrechter Lage in einem Ofen erwärmt, aus dem Ofen herausbewegt und in senkrechter Lage in v/aagerechter Bewegung einer Blasstation zugeführt wird, in der der Vorformling nach dem Schließender Blasformhälften mit einem unter Druck stehenden Medium aufgeweitet und nach dem Offnen der Blasform entfernt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit einem Ofen zum Erwärmen des Vorformlings, einer Halterung /um Erfassen des Vorformhngs und /u dessen Zufuhren zu einer geteilten Blasform und mit Mitteln /um Aufweiten des Vorformlings.

Aus der DE AS 12()fi571 ist eine Maschine /um Herstellen van Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Blasverfahren bekannt, bei der die rohrförmigen Vorforrrilirige aus Stützdorneii IfI senkrechter Lage mittels einer Kette durch einen Öfen transportiert werden, In aufgeheiztem Zustand wer^ den die Vörformlinge aus dem Ofen einzeln herausbc· wegt und zusammen mit den Dornhaltern in senkrechter Lage einem Drehtisch zugeführt, an dessen Umfang Blasformen angeordnet sind. Eine zwischen dem Ofen und dem Drehtisch angeordnete Übergabestation wird gemeinsam mit dem Drehtisch durch ein Schrittschaltwerk angetrieben, um einzelne Vorformlingt nacheinander den auf dem Drehtisch angeordneten Blasformen zuzuführen und zu übergeben. Die Vörformlinge werden in der Blasform nach dem Schließen der Blasformhälften mit einem unter Druck stehenden Strömungsmedium aufgeweitet. Nachdem

ίο die jeweilige Blasform mit dem Drehtisch mit dem nächsten Schritt weitergeschaltet worden ist, öffnet die Blasform, und das fertiggestellte Werkstück kann nun von seinem Stützdorn abgestreift werden. Danach steht die Blasform im nächsten Schritt erneut zur Auf-

i> nähme eines aufgeheizten Vorformlings bereit.

Verfahrensmäßig ist es weiterhin grundsätzlich bekannt, beispielsweise gemäß DE-OS 1479161, bei einem Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, die Vorform-

•20 linge in aufgeheiztem Zustand in Richtung der Vorformlingsachse zu recken. Thermoplastische Kunststoffe erfahren durch diesen Streckvorgang, der einer Längung unter Verringerung der Wandstärke entspricht, eine Verbesserung der mechanischen Eigenschäften. Gleichzeitig läßt sich durch den Reckvorgang ein Behälter mit unterschiedlichen Wandstärken herstellen, indem man beispielsweise den Flaschenhals festhält und den restlichen Teil des Vorformlings längt und im Anschluß daran die Aufweitung mit Hilfe des unter Druck stehenden Strömungsmediums vornimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein maschinelles Herstellungsverfahren von Hohlkörpern der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß sich die Dauer des Verfahrensablaufes vom Zeitpunkt der Übernahme des aufgeheizten Vorformlings aus dem Ofen bis zum Auswerfen des fertigen Hohlkörpers aus der Blasform und zur Übernahme des nächsten Vorformlings möglichst kurz bleibt, auch dann noch, wenn vor dem Blasvorgang der Vorformling noch gereckt wird.

ZurLösungdieser Aufgabe ist das Verfahren erfindungsgemaß gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß

a) der Vorformling an seinem oberen Abschnitt ergriffen und vertikal nach oben aus dem Ofen bewegt wird und

b) der Vorformling an seinem unteren Ende in der Blasstation festgehalten und von seinem oberen Ende aus unmittelbar vor dem Blasvorgang in an sich bekannter Weise senkrecht gestreckt wird

Bei Anwendung dieses Verfahrens läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch Zeit sparen, daß man den aufgeheizten Vorformling an seiner Oberseite erfaßt und in diesem Griff auch dann noch festhält, wenn er mit seinem unteren Ende in der Blasstation festgehalten wird, um den Vorformling dann vertikal nach oben /u sirecken. Der bei der Überfuhrung des Vorformlinge und beim Streckvorgang beibehaltene Griff am oberen Abschnitt des Vorformlings verringert den Umfang der Abkühlung in diesem Bereich, so daß die Vorwärmtemperatur für die Vörformlinge so niedrig wie möglich gehalten werden kann, Weiterhin bleibt

auch der apparative! Aufwand geringer, als wenn der Vorformling nach dem Erfassen Und Überführen aus dem Ofen in die Blasform zum Strecken von neuem erfaßt Werden miißle. Darüber hinaus ergibt sich eine

weitere Einsparung dadurch, daß der erfaßte obere Abschnitt des Vorformlings, der nach dem Schließen der Blasform und dem Aufweiten des Vorformlings als Abfall übrigbleibt, nicht in einem zusätzlichen Arbeitsgang erfaßt werden muß, um aus dem Bereich der Maschine transportiert zu werden.

Eine Vorrichtungzum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Blasverfahren zur Ausführung des vorbeschriebenen Verfahrens, mit einem Ofen zum Erwärmen des Vorformlings, einer Halterung zum Erfassen des Vorformlings und zu dessen Zuführung zu einer geteilten Blasform und mit Mitteln zum Aufweiten des Vorformlings, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß zum Strecken des Vorformlings

a) die obere Halterung als axial bewegbare Greifarme und

b) die untere Halterung in an sich bekannter Weise als Gewindeformeinheit ausgebildet ist.

Aufgrund dieses Vorschlages wim der Vorformling durch axial bewegbare Greifarme im Ofen 1 rfaßi and in die Blasstation überführt, ohne daß dabei zwischen Vorformling und Beförderungseinrichtungen irgendeine Relativbewegung stattfindet, was sonst unter Berücksichtigung des plastischen Zustandes des Vorformlings zu unerwünschten Formänderungen Anlaß geben könnte.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels nä- )0 her erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig 3 eine Uberführungs- und Greifarmeinheit gemäß einem Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 2.

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 4. und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 4.

Entsprechend Fig. 1 und 2 umfaßt die Vorrichtung zur Verarbeitung von rohrförmigen Vorformlingen einen waagerechten länglichen Ofen 10 mit einer Zuführungseinrichtung 12, mit deren Hilfe die Vorformlinge in die eine Seite des Ofens 10 eingebracht werden. Der Ofen 10 wird über eine Heizeinrichtung J mit Heißluft versorgt.

An dem der Zuführungseinrichtung 12 entgegengesetzten E-nde des Ofens 10 ist eine Abgabestation mit einer Entnahmeör'nung 16 vorgesehen. In der Nähe der Entnahmeöffnung 16 befindet sich eine Uberfuhri«ngs- und Greifirmeinheit 17, die von oben in den Ofen 10 einfährt und einen aufgeheizten Vorformling erfaßt und dann nach oben und anschließend waagerecht über die beiden gegenüberstehenden Formhälften 19 einer Blasform bewegt. Unterhalb der beiden Formhälflen 19 befindet sich eine Gewindeformeinheit 18. Die Uberführungs- und Greifarmeinheit 17 läßt den Vorformling /wischen die beiden Formhälften 19 ah, bis das untere Ende des Vorform- _bo lings von der üewindeformeinhuit 18 erfaßt worden ist, Die Uberführungs^ und Greifarmeinheit 17 bewegt sich anschließend nach oben und streckt den Vorformlingj nachdem die Formhälften 19 geschlossen worden sind. Danach bewegt sich die Überfüh^ rüngs- und Greifarrneinheit 17 in ihre Ausgangsstellung oberhalb der Entnahme-Öffnung 16 zurück und läßt in der Zwischenzeit das obere Abfallstück des Vorformlings in eine Rinne 20 fallen. Nach Fertigstellung des Behälters in der Blasform öffnen sich die Formhälften 19, so daß der Behälter über das Abgaberohr 21 entfernt werden kann. Die beschriebenen Baugruppen 17-21 sind auf einem erhöhten Hauptrahmen 22 längs neben dem Ofen 10 angeordnet.

Im Innenraum 11 des Ofens 10 werden die Vorformlinge langsam gleichmäßig aufgeheizt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Ofen 10 ein Fassungsvermögen von 271 rohrförmigen Vorformlingen, die aus Polypropylen bestehen und einen Außendurchmesser von 26 mm aufweisen. Die Ofentemperatur liegt bei 162° C, und die Verweildauer der Vorformlinge im Ofen 10 beträgt 26 Minuten, in denen die Vorformlinge die Temperatur von ca. 159° C annehmen.

In Fig. 3-5 ist die Uberführungs- und Greifarmeinheit 17 in ihren Einzelheiten dargestellt. Sie umfaßt einen Überführungsarm 80, der über einen rechteckigen Anschlußblock 82 durch Stifte 81 mit einer um ihre Achse 84 drehbaren Spindel «3 verbunden ist. Die Spindel 83 ist auch senkrecht bzw. parallel zu ihrer Achse 84 in Lagern 85 verschiebbar geführt, um den Überführungsarm 80 anzuheben oder abzusinken. Die Spindel 83 ist nach Art einer Keilwelle ausgeführt und besitzt sich über die gesamte Spindellänge erstreckende Nuten 86. In die Nuten 86 ragen Kugelfuhrungen 87 einer Keilwelle 88 hinein, an der ein umgebendes Rohr 89 zur gemeinsamen Bewegung befestigt ist. Keilwelle 88 und Rohr 89 sind von einem Außenrohr 90 durch Lager 93 und 94 getrennt. Das Außenrohr 90 ist über eine Befestigungsplatte 95 an dem erhöhten Hauptrahmen 22 befestigt.

Innerhalb des Außenrohres 90 sind jedoch die rohrförmige Keilwelle 88 und das Rohr 89 drehbar. Jede dem Rohr 89 erteilte Drehbewegung wird über die aus den Kugelführungen 87 bestehende Keilwelle 88 und die Kugeln der Spindel 83 übertragen, und zwar unabhängig von der jeweils vorhandenen Vertikalstellung der Spindel 83. Entsprechend Fig. 4 be sitzt das Außenrohr 90 eine Gruppe gegenüberliegen der Offnungen 91, in die sich an Keilwelle 88 und Rohr 89 befestigte Ansätze 92 erstrecken. Beim Drehen des Ansatzes 92 und oder des Lagers 93 um die Achse 84 erfolgt die Drehbewegung der Spindel 83 und somit auch eine Drehbewegung des Überfuhrungsarms 80.

Eine senkrechte Bewegung der Spindel 83 wird mit Hilfe eines am unteren Ende befestigten Hydraulikzylinders 96 erzeugt, der über einen Flansch 97 und eine Scheibe 98 mit Schrauben 99 am Boden der Spindel 83 befestigt ist und sich mit dieser mitdreht.

Die Spindel 83 befindet sich in Fig. 3 in ihrer untersten Stellung, in welcher der Uberfuhrungsarm 80 dicht oberhalb der Deckwand des Ofens 10 lieg? An dieser Stelle stößi eine Verlängerung des Oherfuhrungsarmes 80 an eine einstellbare untere Anschlagschraube 105 an. die mit einer Feststellmutter 106 versehen und an hinein an dem Außenrohr 90 befestigten Halteteil abgestutzt ist. Die Aufwärtsbewegung der Spindel 83 und des Uberfuhrungsarmes 80 wird durch eine obere Anschlaganordnuilg 108 begrenzt, die auf Streben 115 oberhalb des Uberfuhrungsarmes 80 befestigt ist. Der obere Anschlag besteht aus einer Ans?hlagmutter 110, deren senkrechte Stellung während des Betriebes innerhalb jedes Taktes verändert wird. Zu diesem Zweck ist ein senkrecht beweglicher Pneumatikzylinder 109 relativ zu einem

Kolben 111 verschiebbar, der seinerseits über einen Flansch 112 an den Streben 115 mit Hilfe Von Schrauben und Muttern befestigt ist. Die Anschlagmutter HO bewegt sich zusammen mit dem Pneumatikzylirider 109. In Fig. 3 ist eine abgesenkte Stellung der Anschlagmutter 110 Und des Pneumatikzylindes 109 mit unterbrochenen Linien eingezeichnet. Die Bewegung des Pneumatikzylinders 109 ist mit anderen Bauelementen der Vorrichtung synchronisiert, so daß die Anschlagmutter 110 innerhalb der verschiedenen Verfahrensstufen eines jeden Taktes die jeweils erforderliche Stellung einnimmt.

In Fig. 3 ist außerdem der Greifarm sichtbar, der ein am Überführungsarm 80 befestigtes äußeres Gehäuse 120 aufweist, an dessen unterem Ende ein Lager 121 befestigt ist. Das Gehäuse umfaßt einen verbreiterten unteren Abschnitt 122. Durch die gesamte Länge des Gehäuses ί 2ü erstreckt sich eine zentrische Kolbenstange 123 mit einem am oberen Ende verbreiterten Kopf 123a. der den gesamten Innenquerschnitt des Gehäuses 120 ausfüllt. Der Kopf 123a wird durch eine Feder 124 nach oben gedrückt, während zur Abwärtsbewegung Druckluft über eine Leitung 125 in einem oberen Abschlußteil eingeführt wird.

Am unteren Ende ist die Kolbenstange 123 über eine Zapfenverbindung 126 an ein oberes Hebelpaar 127 angeschlossen, das über Gelenkzapfen 128 mit unteren Hebeln 129 in Verbindung steht. Die unteren Hebel 129 sind um am verbreiterten Abschnitt 122 befestigte Zapfen 130 schwenkbar und an ihren unteren Enden mit Greifklauen 131 versehen, die gegeneinander und auseinander bewegbar sind. Bei Abwärtsbewegung der Kolbenstange 123 werden die Greifklauen 131 gegeneinander bewegt, um einen Vorformling zu erfassen. Bei Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 123, nachdem die Druckluftzufuhr über die Leitung 125 abgesperrt worden ist und die Kraft der Feder 124 wirkt, werden die Greif klauen 131 auseinanderbewegt.

Eine dte Vorformlinge durch den Innenraum 11 des Ofens 10 bewegende Fördereinrichtung kann taktförmig oder kontinuierlich in hin- und hergehenden Bahnen zwischen der Einführungsöffnung und der Entnahmeöffnung 16 angetrieben werden. Zur Anpassung an eine kontinuierliche Bewegung ist die Überfuhrungs- und Greifarmeinheit 17 so ausgelegt, daß während der Einfuhrung des unteren Endes des Greifarmes in die Entnahmeöffnung 16 der Entnahmestation der Greifarm sich durch eine Kurvenbahn um die Achse 84 "jewegt. während die Greifklauen 131 einen Vorformling erfassen.

Sobald der rohrförmige Vorformling von den Greifklauen 131 fest erfaßt worden ist, wird der Hydraulikzylinder 96 betätigt, um die Spindel 83 und damit den Greifarm und den erfaßten Vorformling anzuheben. Das erste Mal hält der Greifarm in seiner angehobenen Stellung an, wo der erste Vorformling von Kühlfingern 15 (Fig. 2) erfaßt wird, die den Vorformling örtlich auf eine gleichmäßige, etwas niedrigere Temperatur abkühlen. Sodann erfassen nicht gezeigte mechanische Einrichtungen die Ansätze 92, um die Keilwelle 88, das Rohr 89 und damit auch die Spindel 83 und den Überführungsarm 80 zu drehen, bis der Vorformling sich direkt über dem Raum zwischen den geöffneten Armen der Gewindeformeinheit 18 befindet.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Hydraulikzylinder 96 abermals betätigt, um die Spindel 83 abzusenken, bis der Boden des von den Grcifklauen 131 erfaßten Vorformlings am oberen Ende einer Buchse zwischen den Matrizen der Gewindeformeinheit 18 anstößt. Anschließend werden die Backen der Gcwindeformeinheil 18 gegen das untere Ende des Vorformlings bewegt und damit das Gewinde für den Schraubverschluß des Behälters angeformt, wobei die Gewindeformeinheit 18 nunmehr den Unterteil des Vorfcirmlings festhält, wenn die Greif klauen 131 zum Strecken des Vorformlings angehoben werden. Während des Streckvorganges werden die Grcifklauen 131 nicht bis in ihre Maximalhöhc nach oben gefuhrt, in der sie sich befinden, wenn der Vorformling vom Ofen 10 in den Bereich der Blasform überführt wird. Aus diesem Grund muß die Aufwärtsbewegung des Überführungsarmes 80 und des Greifarmes sowie der Greifklauen 131 begrenzt werden. Die Anschlagmutter 110 (Fig. 3 j wird während des Streckvorganges abgesenkt. Die Aufwärtsbewegung der Greifklauen 131 während des Streckvorganges wird demnach angehalten, wenn der Überführungsarm 80 sich an die in ihrer abgesenkten Stellung befindliche Anschlagmutter 110 anlegt.

Nachdem die Vorformlinge gestreckt worden Kind.

werden die beiden Formhälften 19 geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt laufen gleichzeitig zwei Vorgänge ab. EineU<eits wird die Anschlagmutter 110 in ihre oberste Stellung zurückgeführt, so daß die Überfuhrungs- und Greifarmeinheit 17 soweit wie möglich angehoben werden kavin, um den Abfallrest des Vorformlings nach oben über die Blasform zu bewegen. Der Überführungsarm 80 schwenkt dann im Gegenührzeigersinn entsprechend Fig. 2, wenn er in seine Stellung oberhalb der Entnahmeöffnung 16 zurückkehrt. Auf dem Weg in diese Stellung bewegt sich der Überführungsarm 80 über eine Rinne 20, wo die Greifklauen 131 geöffnet werden und der Abfallabschnitt hineinfällt und in einem Behälter aufgefangen wird. Der Überführungsarm 80 setzt seinen Weg fort,

•to um einen weiteren Vorformling zu erfassen und der Blasform zuzuführen.

Die Vorrichtung besitzt einen einfachen, aus verschiedenen Baugruppen zusammengesetzten Aufbau. Die Baugruppen wirken in zweckmäßiger und sich teilweise überlappender Beziehung zusammen. Dabei sind die einzelnen Baugruppen einzeln auf einem gemeinsamen Rahmen so gehaltert, daß jede größere Baugruppe zugänglich ist und zu Wartungszwecken oder Reparaturen aus der Vorrichtung entfernt werden kann, ohne die anderen Baugruppen zu beeinträchtigen. Beispielsweise kann die Zuführungseinrichtung 12 vom Ofen 10 abgenommen und an

- anderer Stelle angeordnet werden. Auch die Überfuhrungs- und Greifarmeinheit 17, die Gewindeformeinheit 18, der Formträgerrahmen 140, die Rinne 20 oder das Abgaberohr 21 lassen sich abschrauben und vom Hauptrahmen 22 entfernen. Auch der Ofen 10 kann abgebaut werden.

Die Baugruppen arbeiten in der Verfahrensfolge synchron miteinander, beispielsweise derart, daß die verschiedenen Ventile zur Steuerung eines unter Druck stehenden Strömungsmittels für die Baugruppen mit Hilfe eines gemeinsamen Drehschalters betätigt werden, auf dem mehrere Nocken angeordnet sind, von denen jeweils eine ein anderes Ventil und/ oder eine andere Baugruppe steuert. Beispielsweise kann für die folgenden Funktionen jeweils ein Nocken vorgesehen sein:

a) Hydraulikzylinder 96 zuiii Anheben Und Absenken der Spindel 83,

h) Hydraulikmotor Zum Drehen der Spinde! 83, c) Beaufschlagung der Leitung 125 zur Steuerung der Greifklaue!! 131,

d) PneUmatikzylindef 109,

c) rotierender Antrieb zum öffnen und Schließen

der Gewindeformeinheit 18,
f) rotierender Antrieb zum Öffnen und Schließen der Blasformhälften 19.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Blasverfahren, wobei ein rohrförmiger Vorformling in senkrechter Lage in einem Ofen erwärmt, aus dem Ofen herausbewegt und in senkrechter Lage in waagerechter Bewegung einer Blasstation zugeführt wird, in der der Vorformling nach dem Schließen der Blasformhälften mit einem unter Druck stehenden Medium aufgeweitet und nach dem Öffnen der Blasform entfernt wird, gekennzeichnet durch durch die Kombination der Merkmale, daß

a) der Vorformling an seinem oberen Abschnitt ergriffen und vertikal nach oben aus dem Ofen bewegt wird und
der Vorformling an seinem unteren Ende in der Blasstation festgehalten und von seinem oberen Ende aus unmittelbar vor dem Blasvorgang in an sich bekannter Weise senkrecht gestreckt wird.

2. Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Blasverfahren nach Anspruch 1, mit einem Ofen zum Erwärmen des Vorform.¹ Lngs, einer Halterung zum Erfassen des Vorformlings und zu dessen Zuführen zu einer geteilten Blasform und mit Mitteln zum Aufweiten des Vorformlings, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß :tum Strecken d.s Vorformlings

a) die obere Halterung ~.ls axial bewegbare Greifai me und

die untere Halterung in an sich bekannter Weise als Gewindeformeinheit ausgebildet ist.

b)