-
Vorrichtung zum Umbördeln des Randes an dünnwandigen Behältern aus
thermoplastisch verformbarem Kunststoff Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Umbördeln des Randes an dünnwandigen Behältern aus thermoplastisch verformbareii
Kunststoff mittels einer Bördelschnecke, die mit wendelförmigen Rillen versehen
ist und der die Behälter zuführbar sind und betrifft eine sehr zweckmäßige und vorteilhafte
Ausgestaltung einer derartigen Bördelmaschine.
-
Es sind bereits mehrere unterschiedlich ausgestaltete Vorrichtungen
bekannt geworden, mittels denen die Ränder von Bechern oder ähnlichen Behältern
umgebördelt werden können. Bei einer dieser Maschinen sind eine Vielzahl axial parallel
zueinander angeordneter, mit Gewinde versehener Rollen vorgesehen, die im Abstand
um den Umfang angeordnet sind, so daß ein Behälterstapel zentral zwischen die Rollen
einzuführen ist Durch die Gewindezüge der Rollen werden dabei die Lippen umgebördelt.
-
Solche Maschinen dienen zum Einfalten der Anschlußkante der Flansche
an Behältern, bei denen der Flansch anfangs mit einem sich axial erstreckenden,
zurücklaufenden Teil
versehen ist, Zur Herstellung einer kreisförmigen
Rolle mit nahezu konstantem Radius des eingerollten Teils sind diese Maschinen jedoch
nicht geeignet. Außerdem wird hierbei jeder Behälter während des Vorschubes durch
die Maschine von den anderen Behältern abgehoben, so daß er sich gegenüber den nachfolgenden
frei drehen kann und leicht verformt wird.
-
Des weiteren ist eine Vorrichtung zum Umbördeln des freien Randes
von Kunststoffbehältern mit Verformungseinrichtungen bekannt, bei der die Verformungseinrichtung
aus drei oder vier wendelförmig gerillten Walzen bestehen, die in axial paralleler
Anordnung auf die zentrisch zwischen diesen hindurchgeführten Becher einwirken.
Der Bauaufwand dieser Maschine ist jedoch außerordentlich hoch und die Behälter
werden ebenfalls leicht deformiert, da auf die erwärmten Behälter außer den angetriebenen
Verformungswalzen auch Vorschubwalzen einwirken. Ferner ist hierbei eine gute Berührung
zwischen dem Behälterrand und den Walzen nicht gegeben, da jeweils nur eine kleine
punktförmige Kontaktfläche vorhanden ist. Eine ausreichende Führung der Behälter
ist somit vielfach nicht gewährleistet. Infolge davon bilden sich Falten bzw. die
Ränder werden unschön zusammengequetscht. Auch ist aus diesem Grunde ein störungsfreier
Betrieb mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit oftmals nicht möglich.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Umbördeln
des Randes an dünnwandigen Behältern aus thermoplastisch
verformbarem
Kunststoff der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher konstruktiver
Ausgestaltung und damit preisgünstiger Herstellung die Nachteile der vorbekannten
vergleichbaren Maschinen nicht aufweist.- Vor allem soll erreicht werden, daß eine
stets gute und gleichmäßige, über einen großen Bereich sich erstreckende Berührung
zwischen den Bördelschnecken und den Behälterrändern gegeben ist, so daß eine kurze,
gedrungene und damit raumsparende Bauform der Vorrichtung möglich ist.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Bördelschnecke
aus einem oder mehreren in sich geschlossenen endlosen und umlaufenden Bändern gebildet
ist, auf deren Innenseite oder Außenseite die zum Umbördeln des Behälterrandes vorgesehenen
wendelförmigen Rillen eingearbeitet sind und die die Behälter während des Umbördelns
ganz- oder teilweise umschlingen.
-
Zum Antrieb der Bänder ist es hierbei angebracht, jeweils eine oder
mehrere Führung oder Umlenkwalzen vorzusehe#n, die mit den Bändern unmittelbar in
Trlebverbindung stehen.
-
Um die Behälterränder gut bearbeiten zu können und um Deformationen
beim Verlassen der Vorrichtung zu vermeiden ist es ferner vorteilhaft, die Antriebs-
und/oder Führungswalzen durch in diese eingesetzte Heizkörper und/oder Kühlelemente
und/oder Heiz- bzw Kühlkammern an der einen Seite zu beheizen und an der anderen
Seite zu kühlen. Es ist aber auch möglich, in Vorschubrichtung vor den-Bändern Heizstrahler
anzuordnen.
-
Die wendelförmigen Rillen können in einfacher Ausgestaltung jeweils
als ein- oder mehrgängiges Gewinde ausgebildet werden, wobei es vorteilhaft ist,
dieses mit in Forderrichtung sich vorzugsweise verkleinernder Breite in die Bänder
einguarbeitehO Bei Verwendung von einem mit in dessen Innenfläche eingearbeiteten
wendelförmigen Rillen versehenen Bandes ist es angebracht, dieses durch eine vorzugsweise
antreibbare und zustellbare Umlenkwalze zu führen, durch die das Band gespannt werden
kann. Zweckmäßig ist es bei dieser Ausführungsform, die Umlenkwalze in einer Schwinge
drehbar zu lagern, die vorzugsweise zusammen mit den Antriebsgliedern in der Höhe
beispielsweise mittels eines Hub zylinders verstellbar ist.
-
Außerdem ist es hierbei, um Verschränkungen zu vermeiden, angebracht,
die Schwinge mittels eines achssenkrecht angeordneten Zapfens od.dgl. gegenüber
der Förderrichtung der Behälter verschwenkbar zu lagern, wobei zur Verschwenkung
der Schwinge ein exzentrisch gelagerter verstellbarer Hebel vorgesehen werden kann.
-
Des weiteren kann die Umlenkwalze auf ihrer Mantelfläche mit einer
vorzugsweise den wendelförmigen Rillen des Bandes entsprechenden Profilierung oder
einer Rändelung versehen sein und zur Führung des Bandes ist es zweckmäßig, mehrere
vorzugsweise symmetrisch im Bereich der das Band durchlaufenden Behälter angeordnete
Führungswalzen vorzusehen
Bei Verwendung von zwei oder mehreren
mit in deren Außenflächen eingearbeiteten wendelförmigen Rillen versehenen Bändern
als Bördelschnecken ist es nach einer anderen Aus führungsform vorteilhaft, die
Bänder jeweils durch zwei vorzugsweise symmetrisch verteilt angeordnete Antriebs-oder
Umlenkwalzen zu führen. Hierbei soll-tenzum synchronen Antrieb der Bänder deren
Führungswalzen miteinander trieb lich verbunden und zum Ausgleich unterschiedlicher
Behälterdurchmesser radial verstellbar angeordnet sein0 Zweckmäßig ist es ferner,
die die Bördelschnecke bildenden Bänder aus Silikon-Kunststoff, vorzugsweise aus
Silikon-Kautschuk, herzustellen.
-
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum Umbördeln des
Randes an dünnwandigen Behältern aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff zeichnet
sich nicht nur durch einen einfachen konstruktiven Aufbau und damit gegen über den
vergleichbaren vorbekannten Ausführungen durch geringere Herstellkosten aus, sondern
vor allem auch durch eine gute Führung der Behälter während des Umbördelvorganges
und eine stets gleichmäßig große AnLagefläche an den Bördelschnecken. Werden nämlich
die Bördelschnecken aus einem oder mehreren endlosen Bändern gebildet, die die Behälter
umschlingen, ist eine kompakte Bauweise gegeben und die Behälter liegen mit ihren
Rändern über einen großen Bereich an den Bändern an, Ein Verkanten der Behälter
und damit bedingte Betriebsstörungen sind dabei ausgeschlossen, vielmehr ist aufgrund
der exakten Führung der Behälter und des guten Wärmeüberganges eine sehr hohe Durchlaufgeschwindigkeit
möglich.
-
Auch kann somit die vorschlagsgemäße Vorrichtung in ihrer axialen
Erstreckung klein gehalten werden, da trotz kurzer Bauform eine gegenüber den bisherigen
Ausführungen um ein vielfaches vergrößerte Kontaktstrecke gegeben und eine gleichmäßige
Beheizung möglich ist. Eine vielseitige Verwendbarkeit bei geringen Herstell- und-#Betriebskosten
und dennoch eine sehr zufriedenstellende Arbeitsweise ist somit gewährleistet Weitere
Einzelheiten der gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum Umbördeln des
Randes an dünnwandigen Behältern aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff sind
den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, die nachfolgend im einzelnen
erläutert sind, zu entnehmen.
-
Hierbei zeigt: Fig. 1 eine Vorrichtung zum Umbördeln eines Behälterrandes
mittels eines Bandes als Förderschnecke in Ansicht und schematischer Darstellung,
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Seitenansicht, Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung nach Fig. 1 mit verschwenkbar gelagerter Umlenkwalze in einem Schnitt
nach der Linie 111-111 der Fig 4, Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 3 in Seitenansicht,
Fig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 3 in einem Schnitt nach der Linie V-V der Fig.
4,
Fig 6 eine Bördelvorrichtung mit drei Bändern als Bördelschnecken
und Fig. 7 eine Vorrichtung nach Fig. 6 mit zwei Bändern als Bördelschnecken, Die
in den Fig. 1 und 2 dargestellte und mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Umbördeln
des Randes 3 von dünnwandigen Behältern 2 aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff
besteht im wesentlichen aus einem in einem Maschinengestell 11 angeordneten endlosen
Band 12 als Bördelschnecke, das durch eine hierbei glatte Umlenkwalze 13 geführt
und angetrieben wird0 In das Band 12 sind in dessen Innenseite 20 wendelförmige
Rillen 21 eingearbeitet, die als ein oder mehrgängiges Gewinde mit sich in der durch
den Pfeil 4 gekenuzeichneten Förderrichtung stetig verkleinernder Breite b bzw.
b' ausgebildet sind.
-
Zum Antrieb der Umlenkwalze 13 dient ein Motor 18, der über einen
Kettentrieb 19 mit dieser in Triebverbindung steht. Außerdem sind weitere zur Führung
des Bandes 12 auf dieses einwirkende Führungswalzen 14 und 15 sowie eine durch eine
Feder 17 an die Umlenkwalze 1anpreßbare Druckwalze vorgesehen.
-
Um die Behälter 2 an ihrem Rand 3 mittels der Vorrichtung 1 umzubördeln,
sind die Behälter 2 in Stapeln auf dem Auf lagetisch 11' aufzulegen und in das Band
12 einzuführen.
-
Sobald der Rand 3 der Behälter 2 in die wendelförmigen Rillen 21 eingreift,
werden die Behälter 2 geführt und
selbsttätig, da die Rillen 21 als Gewinde ausgebildet sind, durch
das Band 12 hindurchgeführt. Dabei wird der Rand 3 aufgrund der sich ständig verkleinernden
Rillenbreite b stetig weiter umgebördelt, so dass nach dem Durchlaufen des Bandes
12 die Behälter 2 eine exakte Umbördelung aufweisen.
-
Bei der Vorrichtung 31 nach den Fig 3 bis 5 ist ebenfalls ein Band
34 als Förderschnecke zum Umbördeln der Ränder der Behälter 32 vorgesehen. Dazu
sind in das Band 34 wenw delförmige, als eingängiges Gewinde ausgebildete Rillen
35 eingearbeitet und das Band 34 wird durch eine angetriebene Umlenkwalze 36, die
in einem Maschinengestell 33 angeordnet ist, sowie weitere Walzen 52 und 53 bzw.
54 und 55 geführt Zum Antrieb der Walze 36 dient ein Motor 43 und ein diesem zugeordnetes
Get-riebe 44, von dessen Abtriebswelle 45 die Antriebsenergie über einen Kettentrieb
46 der Walze 36 zugeleitet wird. Der Motor 43 ist ausserdem, zusammen mit dem Getriebe
44 und der Walze 36 mittels eines Hubzylinders 50 in der Höhe verstellbar.
-
Um eine Höhenverstellung zum Ausgleich von unterschiedlichen Becherdurchmessern
und/oder unterschiedlich langen Bändern bewerkstelligen zu können, ist die Walze
36 die in zwei Walzenteile 39 und 40 unterteilt ist, über eine Welle 38 auf einer
Schwinge 37 drehbar gelagert, die wiederum mittels eines Zapfens 47 und einer Kugelbüchse
48 in einer Zwischen wand 49 des Maschinengestells 33 gehalten und über Stützen
51 mit den Antriebsteilen verbunden ist. Auf diese Weise ist nicht nur eine Höhenverstellbarkeit,
sondern auch eine verschwenkbare Lagerung der Schwinge 37 zusammen mit der Walze
36 un deren Längsachse möglich.
-
Zur Verschwenkung der Schwinge 37 ist ein verdrehbar ange ordneter
Verstellhebel 60 vorgesehen, der über Scheiben S9 mit einer exzentrisch gelagerten
Stange 58 verbunden ist, die in eine Ausnehmung 57 eines an der Schwinge 37 befestig
ten Gabelstückes 56 eingreift. Wird der Hebel 60, wie es in Fig. 5 dargestellt ist,
in Abhängigkeit von der gewählten Steigung der wendelförmigen Wellen 35 nach rechts
oder links verstellt, so wird die Schwinge 37 und damit die das endlose Band 34
führende Walze 36 gegenüber der durch den Pfeil 61 gekennzeichneten Förderrichtung
der Behälter 32 verschwenkt Dabei ist es zweckmässig, die Walze 36 jeweils senkrecht
zu den Rillen 35 auszurichten, so dass Verschränkungen des Bandes 34 und/oder der
Behälter 32 während des Umbördelns somit auf einfache Weise zuverlässig vermieden
werden.
-
Da die Walze 36 in die beiden Walzenteile 39 und 40 unter teilt ist,
ist es möglich, über die in die Welle 38 elnge arbeiteten Kanäle 62 und 63 Heizmittel
bzw. Kühlmittel in die Kammern 41 bzw. 42 zu leiten, um die Behälter 32 über das
angewärmte Band 34 vor und während des Umbördelns zu erwärmen bzw. zur Vermeidung
von Deformationen beim Verlassen des Bandes zu kühlen. Selbstverständlich ist es
auch möglich, die Behälter 32 mittels gesonderter Heizkörper vorzuwärmen.
-
Das Umbördeln der Ränder der Behälter 32 wird mittels der Vorrichtung
31 in der Weise vorgenommen, dass die Behälter 32 stapelweise in das Band 34 eingeführt
werden. Insbesondere
ist vorab die Höhe der Umlenkwalze 36, um
einen schlupffreien Antrieb des endlosen Bandes 34 sicherzustellen, mittels des
Hubzylinders 50 einzustellen und die Walze 36 ist ausserdem in Abhängigkeit von
der Steigung der wendelförmigen Rillen 35 auszurichten, damit ein störungsfreier
Umlauf des Bandes 34 gewährleistet ist. Sobald die Behälter 32 mit ihren Rändern
in die wendelförmigen Rillen 35 eingreifen, werden diese selbsttätig durch das Band
34 hindurchgefördert und ihre Ränder werden dabei stetig umgebördelt. Die Anlagefläche
das Bandes 34 an den Behältern 32 ist dabei sehr gross, da das Band 34 diese nahezu
ganz umgibt, so dass sowohl eine kurze Aufheizung als auch eine kurze Abkühlung
mittels der in die Kammern 41 bzw. 42 einzubringenden Heiz- bzw. Kühlmittel möglich
und somit eine gute und rasche Arbeitsweise bei exakter Führung der Behälter 32
gewährleistet ist.
-
Bei der Vorrichtung 71 nach Fig 6 sind als Bördelschnecken drei Bänder
74 vorgesehen, die auf Walzen 76 und 77 gehalten und durch diese angetrieben werden.
Die in die Bänder 74 eingearbeiteten wendelförmigen Rillen 75 zum Umbördeln der
Ränder 73 der die Bänder 74 durchlaufenden Behälter 72 sind hierbei auf deren Aussenfläche
angebracht0 Zum Antrieb der Walzen 76 und 77, die zum Ausgleich von unterschiedlichen
Behälterdurchmessern und/oder Bandlängen in Richtung des Pfeiles 78 radial nach
innen oder aussen verstellbar sind, dient ein Motor 81, der über eine Kette 80 und
an den Walzen 76 und 77 angeflanschten Kettenrädern 79 mit diesen in Triebverbindung
steht. Ein synchroner Antrieb aller Walzen sowie eine grosse Umschlingung der Behälter
72
ist auf diese Weise sichergestellt bzw. aufgrund dieser Anordnung gegeben.
-
Nach Fig. 7 sind bei der Vorrichtung 91-zum Umbördeln des Randes 93
der Behälter 92 zwei mit ebenfalls auf der Aussenfläche angebrachten wendelförmigen
Rillen 95 ausgestattete endlose Bänder 94 vorgesehen. Zur Lagerung der Bänder 94
dienen die Walzen 96 und 97, die in Richtung des Pfeiles 98 verstellt werden-können
und die gemeinsam von einem Motor 101 über eine Kette 100 sowie angeflanschte Kettenräder
99 antreibbar sind.