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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung flaschenförmiger Kunststoffbehälter
durch Blasverformung r ~ S Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung
von Flaschen aus Kunststoffmaterial durch Spritzguß eines Vorformlings und durch
anschließende Blasverformung zu einer Flasche und betrifft insbesondere ein Verfahren
mit einem vierstufigen Arbeitszyklus einschließlich einer Abk#hlstufe sowie eine
Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, das sich vor allem zur Herstellung von
Flaschen mit einem gewindetragenden oder mit einer anderen Spezialform versehenen
Flaschenhals mit engen Toleranzen eignet.
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Die Erfindung kommt einem allgemeinen Bedarf nach einer relativ preiswerten,
Jedoch leistungsfähigen Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffflaschen entgegen,
mit der eine herkömmliche Spritzgußanlage verhälütsmäßig einfach und mit geringem
Aufwand in eine Vorrichtung zum Blasen solcher Flaschen umgewandelt werden kann.
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Es besteht außerdem ein Bedarf an durch Blasverformung hergestellten
Kunststofflaschen mit ein Gewinde oder eine andere
Spezialform tragendem
Flaschenhals enger Toleranzen, insbesondere mit relativ kleinen Abmessungen, beispielsweise
mit einem Gewiht zwischen 30 und 100 g und mit einem niedrigen Stückpreis,-somit
auf einem Gebiet, auf dem eine relativ große Nachfrage herrscht, die bisher vorwiegend
durch Glasbehälter mit ihren auf der Hand liegenden Nachteilen hinsichtlich des
Gewichtes und der geringen Bruchfestigkeit befriedigt wird. Darüber hinaus ist beabsichtigt,
die Verluste an Herstellungszeit zu beseitigen> die sich aus Trägheit und somit
Leerlauf der Spritzform während der Abkühiperioden ergeben und zu Nachteilen bei
engen Toleranz anforderungen aufgrund unzureichender Abkühlung des Flaschenhalses
vor dem Auswerfen der Flaschen führen, nämlich bei bekannten Vorschlägen gemäß den
US-PSen 2 290 129, 2 715 751, 2 789 312, 2 853 736 und 3 100913.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zum Spritzen und Blasformen von Hohlkörpern bzw. Behältern anzugeben,
um den vorgenanntenftrderungen nachkommen zu können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in seiner allgemeinsten Ausführungsform
aus einem Arbeitszyklus mit vier Schritten, nämlich (1) Spritzformung eines behälterförmigen
Vorformlings auf einem Kern, (2) Blasformung einer Flasche auf dem Kern, (3) Abkühlen
der noch immer auf dem Kern befindlichen geblasenen Flasche und (4) Abwerfen der
Flasche vom Kern als Vorbereitung zur Wiederverwendung des Kernes. Im einzelnen
wird das verbesserte Verfahren innerhalb einer dreiteiligen Form einer Anlage durchgeführt,
mit der sich übliche Spritzverformungsvorgänge durchführen lassen und die auf ortsfesten
bzw beweglichen Aufspannplatten oder Tischen herkömmlicher Spritzgußmaschinen befestigbar
ist.
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Die dreiteilige Form umfaßt einen schwimmend angeordneten Formteil
zwischen einem festen und einem beweglichen Formteil, die längs einer Achse der
Formbewegungsrichtungen voneinander getrennt
werden können. Ein
Mittelabschnitt des schwimmenden Formteils trägt in einem Ausschnitt einen Revolverkopf,
der um eine Achse drehbar ist, die zur Richtung der Form-Hin- und Herbewegung senkrecht
verläuft. An allen vier Seiten des Revolverkopfes ist Jeweils eine Gruppe von Formkernen
für die Vorformlinge angeordnet, wobei sämtliche Gruppen der Reihe nach durch vier
Stationen hindurohbewegt werden, die gleichzeitig arbeiten und innerhalb der dreiteiligen
Form vorgesehen sind.
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In der ersten oder Spritzgußstation werden beim Schließen der Form
die Vorformlinge auf den Kernen gespritzt. Beim öffnen der dreiteiligen Form nach
Beendigung der Spritzformungszeit entfernt sich der schwimmend angeordnete Bauteil,
der den Revolverkopf und die Kerne trägt, von den ortsfesten und beweglichen Formteilen,
so daß die auf den Kernen gespritzten Vorformlinge oder Külbel> die sich parallel
zur Achse der allgemeinen Formbewegungsrichtung erstrecken, aus der Hohlform herausgezogen
werden und.vom ortsfesten Formteil freikommen.
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Anschließend wird der Revolverkopf um 900 verdreht, so daß sich die
Vorformlinggruppe in der zweiten oder Blasstation in der Ebene des schwimmenden
Formteils befindet. Die ortsfesten und beweglichen Formteile tragen Jeweils eine
Hälfte einer geteilten Blasform, die beim Schließen der dreiteiligen Form im Ausschnitt
des schwimmenden Formteils zusammengebracht wird und dort die Kerne und die darauf
befindlichen Vorformlinge zu umgeben. Während in der ersten Station eine weitere.Gruppe
von Vorformlingen gespritzt wird, werden die Vorformlinge in der zweiten Station
mit Hilfe von durch die Kerne zugeführter#Druckluft aufgeblasen.
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Diese blasverformten Flaschen werden anschließend um 900 in die dritte
Station verschwenkt, in der die weitere Abkühlung stattfindet, und zwar während
der gleichzeitigen Spritzformung einer dritten Gruppe von Vorformlingen und dem
Aufblasen der zweiten
Gruppe. In der vierten Station werden die
fertiggestellten Flaschen mit Hilfe von durch die Kerne eingeblasener Luft abgeworfen.
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Die Überführung der Kerne und der darauf befindlichen Formlinge von
einer Station zur nächsten ist erfindungsgemäß wesentlich vereinfacht durch die
Kombination von zwei Hauptbewegungen, nämlich der hin- und hergehenden Bewegung
beim Öffnen und Schließen der Spritzgußform und der Drehbewegung des Revolverkopfes.
Aufgrund der Ausnutzung dieser zwei einfachen Bewegungen erübrigt sich eine komplizierte
Überführungsvorrichtung und wird die Zahl zeitlich abgestimmter Schaltbewegungen
verringert, wobei solche Schaltbewegungen außerdem durch einen kegeligen Sitz zwischen
dem Revolverkopf und dem ortsfesten Formteil bei der Bildung der Spritzguß-Hohlform
vereinfacht werden. Diese Merkmale tragen zu einer Verringerung der Abnutzung und
Beanspruchung der mit Präzision gefertigten Bauteile und somit zur Verringerung
der Verlustzeiten bei, woraus sich auch ein Minimum an Wartungskosten ergibt.
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Die Leistungsfähigkeit und die einfache Durchführung und Benutzung
des Verfahrens bzw. der Vorrichtung nach der Erfindung bleiben von der Anzahl der
Formeinheiten Jeder Gruppe auf dem Revolverkopf unbeeinträchtigt, wobei diese Anzahl
in erster Linie durch die Flaschengröße und den Abstand zwischen den Führungsstangen
der Spritzgußmaschine begrenzt ist. Da bei gleicher Flaschengröße der Hubweg auf
größeren oder kleineren Maschinen gleich ist, ist die Herstellungsgeschwindigkeit
bzw.
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die Ausstoßzahl bei verschieden großen Maschinen der Entfernung zwischen
den Verbindungsstangen direkt proportional.
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Zur Herstellung von Flaschen mit einem auf dem Flaschenhals angeformten
Gewinde oder einer anderen Spezialform mit engen Toleranzen können auf dem Revolverkopf
geteilte Halsformen vorgesehen sein, die ringförmige Hohlräume rund um die Basis
des Jeweiligen Kernes bilden. In der ersten Station liegen die
Halsformen
der ersten Kerngruppe an dem ortsfesten Formteil an, wobei die Kerne sich in den
für die Vorformlingen vorgesehenen Formhohlraum erstrecken, so daß das Kunststoffmaterial
überden Formhohlraum für die Rohrabschnitte hinaus bis in den Hohlraum zur Formung
des Flaschenhalses fließt, in dem die Gewindegänge oder andere besonderen Formgebungen
gespritzt werden. In den zweiten und dritten Stationen liegen die Flaschenhalsformen
an der relativ kälteren Blasform und an den beweglichen Formteilen an, so daß die
Wärme aus dem angeformten Flaschenhals abgeleitet wird, während die Halsformen sich
noch in geschlossenem Zustand befinden. In der vierten Station werden die Halsformen
geöffnet, um die fertiggestellten Flaschen auswerfen zu können.
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Die Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit einem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt Fig.
1 eine Ansicht des Formbereiches einer herkdsslichen Spritzgußmaschine mit einer
dreiteiligen Form nach der Erfindung in geöffnetem Zustand vor Betriebsbeginn, Fig.
2 eine Ansicht der Front fläche des schwimmend angeordneten Bauteils und dem darin
angeordneten Revolverkopf entsprechend einem Schnitt nach der Linie .2-2 in Fig.
1, Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2 bei geschlossener
Form am Ende eines Spritzgußhubes unmittelbar vor dem Öffnen der Form, Fig. 4 eine
Ansicht der Frontseite des beweglichen Formteils entsprechend einem Schnitt nach
der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 2 bei
geschlossener Form zur Darstellung der inneren Führungswege für das Luftdrucksystem
zum Aufblasen und zum Auswerfen der Flaschen und Fig. 6 ein Schaubild zur Erläuterung
der während eines Arbeitszyklus gleichzeitig an Jeder der vier Stationen durchgeführten
Arbeitsschritte.
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Eine dreiteilige Form 20 nach der Erfindung besteht aus einem ortsfesten
Formteil 21, einem beweglichen Formteil 31 und einem sowie schwimmenden Formteil
41. Die Formteile 21 und 31 sind auf einer ortsfesten Aufspannplatte F bzw. einer
beweglichen Aufspannplatte M einer üblichen Spritzgußmaschine befestigt. Die bewegliche
Aufspannplatte M wird durch nicht gezeigte Einrichtungen zum Öffnen und Schließen
der Form auf Zugankern bzw. Verbindungsstangen R hin- und herbewæt, Wenn beispielsweise
die Form 20 von vornherein in eine Flaschenherstellungsvorrichtung eingebaut ist,
kann der schwimmende Formteil 41 groß genug ausgeführt sein um ebenfalls auf den
Zugstangen R geführt zu werden.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel stützen die Formteile 21 und 31
den schwimmenden Formteil 41 auf vier Führungszapfen 33 ab, während zwei Gruppen
von Jeweils vier Bundschrauben 32 und 42 die Trennbewegung des Formteils 41 steuern.
Die Führungszapfen 33 sind im beweglichen Formteil 31 verankert, erstrecken sich
durch Buchsen 40 im schwimmenden Formteil 41 und sind bei geschloßsener Form 20
teleskopisch verschiebbar in nicht gezeigten ausgerichteten Buchsen im ortsfesten
Formteil 21 aufgenommen.
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Die Schraubenbolzen 32 der einen Gruppe sind in den beweglichen Formteil
31 entsprechend Fig. 1 und 3 eingeschraubt, enden in verbreiterten Köpfen 32as die
in zueinander ausgerichteten Bohrungen 40aund 20a im chwimmenden Formteil 41 bzw.
im ortsfesten Formteil 21 hin- und herbeweglich sind, und kommen beim Öffnen der
Form 20 an Innenschultern 40b innerhalb der Bohrungen 40a zur Anlage, um die Formteile
41 und 21 voneinander zu trennen. Die Schraubenbolzen 42 der zweiten Gruppe sind
in den schwimmenden Formteil 41 eingeschraubt, mit ihren verbreiterten Köpfen 42a
entsprechend Fig. 1 in Bohrungen 20b aufgenommen und legen sich mit ihren Köpfen
an Innenschultern 20c in den Bohrungen 20b an.
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Im ortsfesten Formteil 21 wird geschmolzenes Kunststoffmaterial aus
einer Spritzdüse der nicht gezeigten Maschine in ein warmgehaltenes Einlaufsystem
22 eingefthrt, um über mehrere Stege (enge Zuführungsöffnungen) 23 in die einzelnen
Hohlräume 24a für die Vorformlinge verteilt zu werden, die in der Spritzstation
für
eine Gruppe von vier Kernen 45 entsprechend Fig. 4 enthalten sind. Dicht neben den
Formhohlräumen 24a sind Kanäle 22a (Fig. 3) vorgesehen, in denen von einer äußeren
Versorgungseinheit zugeführtes beheiztes öl zur Steuerung der Temperatur der Hohlraumwandungen
24a zirkuliert.
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Der bewegliche Formteil 31 besitzt einen inneren Kühlraum 34a, der
vier auf Kernen 45 geblasene Flaschen 50 aufnimmt und die dritte oder Abkühlstation
bildet, die der Spritzstation im ortsfesten Formteil 21 diametral gegenübergesetzt
liegt. Die Hohlräume 24a für die Verformlinge und der Kühlraum 34a öffnen sich in
gemeinsame Ausnehmungen 24 bzw.- 34> die Jeweils gegenüberliegende abgeschrägte
Wandabschnitte 24b bzw. 34b aufweisen, die als winklige Ab stüt zungen oder Auflaufabschnitte
für entsprechend geneigte Führungsflächen 44b auf den geteilten Halsformte-fl len
44 dienen. Die Hälften der geteilten Blasformteile 25 und 35 sind gemäß Fig. 1 und
4 auf dem ortsfesten Formteil 21 bzw.
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auf dem beweglichen Formteil 31 oberhalb der Ausnehmungen 24 bzw.
34 angeordnet, und erstrecken sich von den Trennflächen 21a bzw. 31a Jeweils nach
außen. Beim Schließen der Form kommen die Blasformteile 25 und 35 im Ausschnitt
40c (Fig. 3) des schwimmenden Formteils 41 zusammen und umschließen die Gruppe von
Kernen 45, die auf die Mittelebene der Ausschnitte ausgerichtet ist. In der geschlossenen
Stellung bilden die Blasformteile 25 und 35 Hohlräume 30 und mit ihren abgeschrägten
Wandungen 25b bzw. 35b im unteren Abschnitt eine Abstützung für entsprechend geneigte
Führungsflächen 44b auf den geteilten Halsformteilen 44 und somit die zweite oder
Blasformstation.
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Ein Merkmal der Erfindung ergibt sich aus Aufbau und Anordnung des
Revolverkopfes 43, insbesondere aus dessen Lagerung im schwimmenden Formteil 41,
um Winkelbewegungen von 900 um eine zu den Trennflächen 21a und 31a parallel- gerichtete
Achse auszuführen, und zwar senkrecht zur Bewegungsebene der Formteile 31 und 41,
so daß die Kerne 45 nur die einfache Drehbewegung
des Revolverkopfes
43 und die Hin- und Herbewegung der Form 20 mitmachen und alle Arbeitsstationen
innerhalb der Form 20 enthalten sind>d.h. im wesentlichen innerhalb des durch
die vier Verbindungsstangen R einer üblichen Spritzgußmaschine umgrenzten Raumes.
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Der Revolverkopf 43 besteht aus einem etwa einem Tetragonalprisma
entsprechenden Block 43a mit vier hinterschnittenen Längskanten (Fig. 3), über die
mehrere unter Abständen angeordnete querverlaufende Schwalbenschwanznuten 42c in
den vier Außenflächen zugänglich sind. Die einander abgewandten Endflächen des Blockes
43a enthalten nach vorn bzw. nach hinten gerichtete in Lagern 40d, 40e aufgenommene
Drehzapfen 43d und 43e> um die Drehbewegung des Revolverkopfes 43 in dem mittleren
Ausschnitt 40c (Fig. 2) des schwimmenden Formteils 41 zu ermöglichen.
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Längs der Mittellinie auf den vier Außenflächen des Bbckes 43 ist
Je eine Gruppe unter gleichen Abständen stehender Kerne 45 für die Vorformlinge
angeordnet und auf die Hohlräume 24a und 30 ausgerichtet, wobei die Anzahl der Kerne
45, im vorliegenden Beispiel vier, beliebig zwischen einem oder mehreren Kernen
wählbar ist, denen eine entsprechende Anzahl von Hohlräumen 24a und 30 gegenübersteht,
wobei die tatsächliche Anzahl unter anderem durch die Größe und die Gestalt der
zu formenden Flaschen, durch den in der Form erforderlichen Platz und durch die
Einspritzkapazität der Maschine bestimmt ist.
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Jeder Kern 45 enthält gemaß Fig. 3 ein Gewindeende 45a zur Befestigung
im Block 43 und eine Axialbohrung 45b, die am Gewindeende mit einer Abzweigleitung
46a eines Luftkanals 46 in Verbindung steht.
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Die Axialbohrung 45b geht am freien Kernende in einen Ventilsitz
45d'über. Durch die Bohrung 45b erstreckt sich ein Ventilst6ßel 45d, dessen Teller
45e normalerweise an der Ventilsitzfläche 45c durch eine Druckfeder 45f anliegend
gehalten ist, die zwischen einer Innenschulter 45g in der Bohrung 45b und einer
Unterlegscheibe 45h
eingespannt ist. Um die Luftzufuhr zur Bohrung
45b zu ermöglichen, ist zwischen Unterlegs#cheibe 45h und dem Ventilstößel ein Abstand
vorgesehen oder die Unterlegscheibe auf andere Art entsprechend bearbeitet, die
durch einen Querstift 45i abgestützt und so bemessen ist, daß sie zur Begrenzung
des Öffnungshubes des Ventils 45d an der Stirnfläche des Gewindeendes 45a anliegt.
Über den Kanal 46 wird in bestimmter zeitlicher Beziehung unter ausreichendem Druck
stehende Luft zugeführt, der die Kraft der Druckfeder 45f überwindet und das Ventil
für den Blasvorgang oder zum Auswerfen der Flasche öffnet.
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Jede Außenfläche des Blocks 43a trägt zwei in Längsrichtung- verlaufende
geteilte Halsformteile 44> die beiderseits der Reihe von Kernen 45 angeordnet
sind. An der Unterseite der Formteile 44 sind querverlaufende Vorsprünge oder Keilfedern
44c zur Aufnahme in den Schwalbenschwanznuten 43c vorgesehen und eine Querverschiebung
der Formteile 44 zwischen einer normalerweise geschlossenen-Trennlinienanlage und
einer auseinandergezogenen öffnungsstellung gemäß Fig. 3 in der vierten oder Auswerferstation
ermöglichen. Die Trennflächen der Formteile 44 enthalten# Jeweils eine halbkreisförmige
Ausnehmung 44dir Anlage an dem dem Block 43 zugekehrten Endabschnitt eines Jeden
Kernes 45, wobei die Ausnehmungen in die Halsform-Hohlräume 44a erweitert sind,
die sich an die gleichgerichteten Formhohlräume 24a anschließen, wenn sich die Kerne
45a in der ersten-Station befinden. Um Jeweils ein Paar der Halsformteile 44 in
Schließstellung festzuhalten, sind zwei oder mehrere Paare von Schraubenbolzen 47
vorgesehen, die außerdem Bauteile einer Trennvorrichtung für die Halsform bilden.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist Jeweils am Ende=e-lnes Formteils 44 ein Paar
von Schraubenbolzen 47 vorgesehen, Jedoch können, falls erforderlich, in Abständen
dazwisc#hen auch mehrere solcher Schraubenpaare verwendet werden. Jeder Schraubenbolzen
47 eines Paares erstreckt sich durch eine Querbohrung 44e in einem Formteil, die
von der anderen versetzt ist, und ist mit seinem Gewindeende 47 in den anderen Formteil
44 éingeschraubt. Schraubenfedern
47c auf den Schraubenbolzen
47, die zwischen den verbreiterten Köpfen 47b und Innenschultern 44f der Querbohrungen
44e abgestützt sind, halten die Formteile 44 normalerweise in einer aneinanderliegenden
Schließstellung.
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Der Halsform-Trennvorrichtung zugeordnete Anschlagzapfen 27 und 37
sind auf den ortsfesten und beweglichen Formteilen 21> 31 befestigt und stehen
über deren Trennflächen 21a bzw. 31a vor, um sich an die in der vierten Station
auf sie ausgerichteten Köpfe der Schraubenbolzen 47b der Halsformteile 44 anzulegen
Beim.
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Schließen der Form 20 drücken die Zapfen 27 und 37 an die Schraubenköpfe
47b und bewegen die Schraubenbolzen 47 unter Überwindung der Kraft der Federn 47c
gegeneinander, so daß die Halsformteile 44 längs der Führungsnuten 43c verschoben
werden, um die geformten Halsabschnitte 41 freizugeben und den Abwurf der geblasenen
Flaschen 50 von den Kernen 45 gemäß Fig. 3 zu ermöglichen.
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Falls die Flaschen 50 mit einem konkaven Boden 42 versehen werden
sollen, kann auf der Oberseite des Zwischenteils 41 ein Formzylindermechanismus
48 befestigt werden mit einem entsprechenden Formnocken 48a, der hin- und herverschiebbar
ist und in den Jeweiligen Blasform-Hohlraum 30 eindringt. Die Nocken 48a können
über einen nicht gezeigten Pneumatikzylinder in zeitlicher Abstimmung mit dem offenen
und Schließen der Form 20 betätigt werden.
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Ein eine Druckluft-Versorgungsanlage zum Blasen der Flaschen in der
zweiten Station und zum Auswerfen der fertiggerellten Flaschen 50 in der vierten
Station umfaßt Zuführungsleitungen 26 und 36 und vier getrennte Luftkanäle 46. Jeder
Kanal 46 ist über Abzweigungen 46a an eine Kernreihe 45 auf einer der vier Flächen
des Revolverkopfes 43 angeschlossen. Die Leitungen 26 und 36 sind in dem ortsfesten
Formteil 21 und im beweglichen Formteil 31 vorgesehen und enden in Düsen 26b bzw.
36b, die über die Trennflächen 21a bzw. 31a vorstehen (Fig. 5). Um die auf den vier
Flächen des Revolverkopfes 43 angeordneten Kerne mit Druckluft zu beaurschlagen,
enthält Jeder Kanal 46 einen winkelförmigen
Verlauf, so daß sein
Einlaßende an der benachbarten Oberflache des Revolverkopfes 43 mündet. Diese Einlaßenden
sind als Sitzfläche 46b ausgeführt und so bemessen, um Jeweils die Düsen 26b und
36b aufzunehmen. Die Leitungen 6 und~36 sind an Zuführungsschläuche 26a bzw. 36a
angeschlossen und werden in bestimmten Zeiten von einer nicht gezeigten Druckluftquelle
aus beaufschlägt. Fig. 5 zeigt, daß der Kanal 46 zur Beaufschlagung der Kerne an
der Blasstation eine Sitzfläche 46b aufweist, in der die Dffse 36b beim Schließen
der Form aufgenommen wird, um über die Leitungen 36 und 36a beaufschlagt zu werden.
In gleicher Weise ist der Kanal 46 zur Beaufschlagung der sich in der vierten Station
befindlichen Kernreihe mit einer Sitzfläche 46b zur Aufnahme der Düse 26b versehen,
die über die #eitungen 26 und 26a mit Druckluft beaufschlagt wird. Die beiden verbleibenden
Sitzflächen 46b der Kanäle 46 für die in den ersten und dritten Stationen befindlichen
Kernreihen werden nicht beaufschlagt.
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Die Beheizung des Blocks 43a kann beliebiger Art sein und erfolgt
beim gezeigten Ausführungsbeispiel ähnlich wie die Beheizung des feststehenden Formteils
21 durch Umlauf erhitzten öls, das aus einer temperaturgesteuerten Versorgungseinheit
stammt.
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Zu diesem Zweck enthält der Block 43a vier längsgerichtete Kanäle
43b, die Abzweigungen bilden aus Bohrungen 43f und 43g in den Drehzapfen 43d und
43e> wobei der Drehzapfen 43d an eine Schlauchleitung 43a zur Versorgung mit
beheiztem öl angeschlossen ist.
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Die das Ende des Drehzapfens-- 43e verbindende Rücklaufleitung ist
nicht besonders gezeigt.
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Die Kühlung erfolgt -durch Umlauf einer geeigneten Küflflüssigkeit>
beispielsweise Wasser, von temperaturgesteuerten Versorgungseinheit über Kanäle
25a, 35a in die Blasformteile 25 bzw.
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35 und von dort über einen Kanal 31b in den bewegliahen Formteil
31, wobei die Kanäle 25a, 35a und -31b an Schlauchleitungen 25c, 35c bzw. 31c angeschlossen
sind.
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Die zeitlich gesteuerte Drehbewegung des Revolverkopfes 43 kann durch
eine übliche Schaltvorrichtung in einem Gehäuse 49a gesteuert werden, die über den
Pneumatikzylinder 49b mit den Luftanschlußleitungen 49c und 49d betätigt wird. Das
Gehäuse 49a und der Pneumatikzylinder 49b können auf einer Platte 49 an der Rückseite
des schwimmenden Formteils 41 befestigt sein.
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Die Schaltvorrichtung ist innerhalb des Gehäuses 49a an die sich nach
hinten erstreckende Zapfwelle 43e für den Drehantrieb des Revolverkopfes 43 angeschlossen.
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Nachfolgend sind die Durchführung des Herstellungsverfahrens und der
Betrieb der Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben.
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Die dreiteilige Form 20 ist in eine herkömmliche Spritzgußmaschine
eingebaut, deren Steuerung für einen Spritzform-Arbeitszyklus von z.B. 8 sec. Dauer
entsprechend Fig. 6 eingestellt ist. Die tatsächliche Dauer des Arbeitszyklus und
die Dauer der folgenden Schritte während des Spritzvorganges bestimmt sich aus den
Eigenschaften des verwendeten Kunststoffmaterials und der Größe, der Form, der Wanddicke
usw.
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des zu formenden Gegenstandes.
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Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß in der Spritzstation
die Zeitverluste auf ein Minimum herabgesetzt werden.
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Fig. 6 zeigt, daß mit Ausnahme der zum Verdrehen des Revolverkopfes
43 etwa benötigten 1,5 sec. der an Jeder Station verfügbare Zeitintervall von 8
sec. entsprechend dem Beispiel durch die zeitlichen Anforderungen des Spritzgußvorganges
in der ersten Station bestimmt wird. Es ist klar, daß in der ersten Station keine
Verzögerung oder Zeitverlust auftritt, um beispielsweise den Blasvorgang, die Abkühlung
oder das Auswerfen in einer der anderen Stationen zu ermöglichen.
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Die Beschreibung des Arbeitsablaufes beginnt mit der Beendigung der
Spritzformung un ddem Erhärten einer dritten Gruppe von Vorformlingen, wenn eine
zweite Gruppe in der zweiten Station zu Flaschen 50 aufgeblasen und die erste Gruppe
geblasener
Flaschen 50 in der dritten Station abkühlt. Nunmehr
öffnet die Form 20 und entfernt dabei die dritte Gruppe von Vorformlingen aus den.
Hohlräumen 24a. Gleichzeitig werden die Blasformteile 25 und 35 voneinander getrennt
und die Gruppe der abgekühlten Flaschen 50 aus dem Abkühlhohlraum 34a entfernt.
Entsprechend Fig. 6 zieht der Nockenzylindermechanismus 48, bevor die Form 20 vollständig
geöffnet ist, die Nocken 48a zurück um die in der zweiten Station geblasenen Flaschen
So zur Weiterdrehung in die dritte Station freizugeben. Die Rückzugsbewegung der
Nocken 48a kann durch beliebige auf der Spritzgußmaschine angeordnete Einrichtungen
bewirkt werden, beispielsweise.durch einen nicht gezeigten Pneumatikzylinder, der
den Mechanismus 48 unter der Steuerung eines Vierwegeventiis betätigts das durch
übliche Relais der Maschine beim öffnen und Schließen der Form erregt wird.
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Bei geöffneter Form 20 wird über einen nicht gezeigten Mikroschalters
der ein Steuerelement für den Revolverkopf-Schaltmechanismus im Gehäuse 49a bildet,
ein nicht gezeigtes Vierwege-Magnetventil erregt, um über die Schlauchleitung 49c
Luftdruck zuzuführen und den Kolben im Pneumatikzylinder 49b zu betätigen> der
den Revolverkopf 43 um 900 weiterschaltet. Die Rückbewegung des Kolbens für den
nächsten Arbeitsgang kann durch herkömmliche Einrichtungen innerhalb der Schalteinrichtung
automatisch eingeleitet werden. Nach einer kurzen Verweilzeit von z.B. 0,5 sec.
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wird der das Schließen der Form 20 zum Zeitpunkt '0 sec. entsprechend
Fig. 6 durch das Schließrelais der Maschine eingeleitet, das auch das Vierwegeventil
des Nockenzylindermechanismus 48 betätigt, um die Nocken 48a in die Blasformhohlräume
30 vorzuschieben, die durch das Schließen der Form 20 rund um die Kerne 45 gebildet
werden auf denen die in die Ebene des schwimmenden Formteils 41 hineingedrehten
nächsten Vorformlinge sitzen.
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Beim Schließen der Form 20 erfolgt die genaue Ausrichtung des Revolverkopfes
43 durch Anlage der Steuerflächen 44b der geteilten Halsformteile 44 an den gegenüberliegenden
geneigten Wandungek 24b und 34b der Ausnehmungen 24 bzw. 34 (Fig. 1).
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Aufgrund dieser selbsttätigen Ausrichtung erübrigt sich eine auf enge
Toleranzen abgestimmte Schaltbewegung der Revolverkopf-Schaltvorrichtung mit zugehörigen
#E#hstellungs-, Abnutzungs-und Wartungsproblemen. Durch Anlage der Steuerflächen
44b an den gegenüberstehenden entsprechend abgeschrägten Wänden 24b und 25b, 35b
und 34bin der ersten, zweiten und dritten Station werden gleichzeitig die geteilten
Halsformteile 44 während der Spritzguß-> Blas- und Kühlperioden fesgeschlossen
gehalten.
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Nach e8ner Zeitdauer von einer Sekunde entsprechend Fig. 6 ist die
Form 20 im wesentlichen geschlossen, so daß die Düsen 36b und 26b an den Sitzflächen
46b anliegen und die Verbindung zwischen den Schlauchleitungen 36a und 26a, über
die Kanäle 46 und Abzweigleitungen 46a im Block 43a bis zu den Axialbohrungen 45b
der Kerne 45 in der zweiten bzw. vierten Station entsprechend Fig. 5 vervollständigen.
Dabei legen sich ferner die Anschlagbolzen 27 und 37 an die Köpfe 47b der Schraubbolzen
47 an, um die geteilten Blasformteile 44 gegen die Wirkung der Federn 47c auseinanderzudrücken
und die Halsabschnitte 51 der Flaschen in der vierten Station entsprechend Fig.
3 freizugeben. Gleichzeitig wird über die Form 20 ein Mikroschalter zur Erregung
eines nicht gezeigten Verstärkerrelais der Maschine betätigt, um vor und während
des Einspritzens des geschmolzenen Kunststoffes in der ersten Station wie üblich
einen erhöhten Druck abzulegen. Das Verstärkerrelais ist außerdem elektrisch an
zwei nicht gezeigte Zweiwege-Magnetventile angeschlossen, über die die Ahlauchleitungen
36a und 26a von der Versorgungsquelle mit Druckluft beaufschlagt werden.
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Während in der ersten Station die Vorformlinge gespritzt werden, gelangt
über die unter Druck öffnenden#Stößelventile 45d Druckluft in die zweite Station,
um die Vorformlinge N =alschenflaschen 50
zu blasen und um diese
in der vierten Station son den Kernen 45 abzuwerfen, während die Halsabschnitte
51 der Flaschen in der dritten Station noch durch die Halsformteile 44 zur Abkühlung
festgehalten sind.
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Der über die Schlauchleitung 26a der Auswerferstation zugeführte Luftdruck
kann entsprechend Fig. 6 zeitlich begrenzt und nach dem Abwurfvorgang abgeschaltet
werden. Die im Beispiel zu 15 sec.
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angegebene Zeitdauer für den Auswerfer-Luftdruck lä#t sich auf die
Jeweils vorliegenden Bedingungen mit Hilfe eines nicht gezeigten Zeitgebers verändernD
der einen im Erregerkreis zwischen Verstärkerrelais und dem zweiten Zweiwegeventil
angeordneten Schalter steuert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine neue einfache Maß nahme
zur Temperatursteuerung der Kerne 45 und der Halsformteile 44, so daß zwischen dem
Block 43a und den Blasformteilen 25 und 35 in der zweiten Station und dem beweglichen
Formteil 31 an der dritten Station ein Temperaturgefälle entsteht, über das die
geteilten Halsformteile 44, die in der ersten Station ihre höchste Temperatur aufweisen,
einer dritten Station einen Mindesttemperaturwert annehmen, und bei Verlassen der
dritten Station wieder erwärmt werden, um bei Rückkehr in die erste Station wieder
ihre höchste Temperatur zu erreichen.
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Der ortsfeste Formteil 21 und der Block 43a des Revolverkopfes werden
durch in den Kanälen 22a bzw. 43b zirkulierendes öl beheizt.
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Die in den Zuführungsleitungen thermostatisch gesteuerte öltemperatur
ist auf das zu verarbeitende Kunststoffmaterial abgestimmt, um die geeigneten Fließeigenschaften
des geschmolzenen Kunststoffes in den Formhohlräumen 24a urid 44a der ersten Station
zu gewährleisten sowie im Hinblick auf einen möglichst spannungsfreien Einspritzvorgang>
eine geeignete Aushärtung in der Form, auf die Rückzugsbewegung der Vorformlinge
aus den Formhohlräumen 24a und im Hinblick auf die erforderliche Konsistenz der
Vorformlinge zum Aufblasen nach der Überführung in die zweite
Station.
Die dem Block 43a über das beheizte öl zugeführte Wärme wird den Blasformteilen
25, 35 und dem beweglichen Formteil 31 durch Kühlwasser in den Kanälen 31b 25a und
35a soweit entzogen, daß das erwünschte Temperaturgefälle im Hinblick auf die geblasenen
Flaschen und die geformten Halsabschnitte 51 erreicht wird.
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Fig. 3 zeigt, daß durch Leitung aus dem Block 43 in die Kerne 45 und
die Halsformteile 44 Wärme übertragen wird, die zusammen mit der über den ortsfesten
Bauteile 21 zugeführten Wärme in der ersten Station eine relativ hohe Temperatur
entsprechend den vorbeschriebenen Bedingungen erzeugt. Während einer Zeitdauer von
etwa 4 sec. nach Beendigung des Spritzvorganges und der Abkühlung der Vorformlinge
in der ersten Station zur Zeit 5 sec." (Fig. 6) bis zum Beginn des Blasvorganges
zur Zeit 1 sec." im nachfolgenden Arbeitsgang haben die Vorformlinge mit den warmen
Kernen -45 Berthrung, die einen Temperaturabfall unter die zum Blasen erforderliche
Temperatur verhindern. In der zweiten Station nimmt das Maß der Wärmeableitung aus
aren Kernen 45 und, den Hals'formteilen 44 zu, insbesondere aus den letztgenannten
BauteiLen, die an den gekühlten Wandungen 25b, 35b anliegen, so daß die aufgeblasenen
Flaschen 50 durch Berührung mit den gekühlten Wandungen des Formteils 30 eine Formhaltetemperatur
erreichen. In der dritten Station wird durch Berührung mit den geneigten Wandungen
34b die Temperatur der Halsformteile 44 weiter verringert um das Aushärten der Halsabschnitte
51 zu vervollständigen und die erwünschten engen Toleranzen zu gewährleisten. In
der vierten Station befinden sich die Kerne 45 auf einer relativ höheren Temperatur
als die Halsformteile 44> da letztere durch Wärmeableitung in der dritten Station
bereits abgekühlt sind, so daß geeignete Temperatur-Bedingungen zum Auswerfen der
Flaschen 50 vorliegen, die noch längs der Innenfläche der Halsabschnitte 51 an den
Kernen 45 anliegen. Nach dem Auswerfen wird die Zufuhr von Druckluft zu den Kernen
45 abgeschaltet, worauf die Kerne und die Halsformteile 44 sich wieder zu erwärmen
beginnen da die
nur durch Strahlung erfolgende Wärmeableitüng in
der vierten Station geringer ist als der Temperaturverlust durch Märmeleitung in
der zweiten und dritten Station.
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Unter besonderen Umständen, beispielsweise bei relativ dicker Wandstärke
der Flaschen 50 oder bei fehlenden geteilten Halsformteilen 44 kann in dem Kühlh#h1raum
34a durch gekühlte Luft strahlen eine Atmosphäre relativ niedriger Temperatur erzeugt
werden, um den Wärmeentzug durch Strahlung zu erhöhen und die Fachen 50 am Ende
der Abkühldauer vor dem Auswerfvorgang in der vierten Station ausreichend zu versteifen.
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Die Flüssigkeiten zum Kühlen der Blasformteile 25 35 und des umgebenden
Bereiches des Kühlhohlraumes 34a, die über die Schlauchleitungen 25c> 35c bzw.
31c zugeführt wird, können gleiche oder auch unterschiedliche Temperaturen aufweisen,
die an der Versorgungseinheit gesteuert werden, oder die Kühlflüssigkeiten werden
mit verschiedenen Durchlaufgeschwindigkeiten Je nach den Anforderungen der WErmeabfuhr.in
den entsprechenden Stationen umgewälzt.