DE2610051B2

DE2610051B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen rohrförmiger Hüllen auf Gegenstände, insbesondere Glasbehälter

Info

Publication number: DE2610051B2
Application number: DE19762610051
Authority: DE
Inventors: Richard Ian St. Albans Hertfordshire Ashcroft (Grossbritannien)
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1976-03-11
Publication date: 1979-01-11
Also published as: DE2610051A1; DE2610051C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen rohrförmiger Hüllen aus wärmeschrumpfbarem Kunststoff auf Gegenstände, insbesondere Glasbehälter, bei dem jeweils eine der Hüllen mit einem etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Gegenstände auf einen der Gegenstände aufgebracht, so anschließend erwärmt und dadurch eng anliegend auf den Gegenstand aufgeschrumpft wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 37 67 496 bekannt. Bei diesem Verfahren geht man so vor, daß man die Gegenstände vorwärmt, bevor man die Hüllen aufbringt und aufschrumpft Durch das Vorwärmen wird erreicht, daß die Hüllen nach dem Aufbringen auf die Gegenstände bereits etwas aufschrumpfen, so daß die Gefahr des Verrutschens der Hüllen auf den Gegenständen bis zur Durchführung des endgültigen Aufschrumpf- t>o Vorganges weitgehend behoben ist Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es nur bei relativ niedrigen Produktionsgeschwindigkeiten zufriedenstellend funktioniert da nur dann der erwärmte Gegenstand ausreichend lange mit der Hülle im Kontakt steht, «"> damit diese zumindest in geringem Umfang aufschrumpfen kann. So können beispielsweise bei Produktionsgeschwindigkeiten von mehr als zweihundert Gegenständen in der Minute Verschiebungen der Hülle aus ihrer ursprünglichen Lage heraus auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen rohrförmiger Hüllen aus Kunststoff auf Gegenstände zu schaffen, bei dem auch bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten ein Verrutschen der Hüllen auf den Gegenständen vor dem endgültigen Aufschrumpfen verhindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Erwärmen der Hüllen vor dem vollständigen Aufschrumpfen zonal ringförmig zum abschnittsweisen Vorschrumpfen erfolgt

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit nach dem Aufbringen der Hülle auf den Gegenstand ein ringförmiger Bereich derselben auf den Gegenstand aufgeschrumpft bevor mit dem endgültigen Aufschrumpfen begonnen a-ird. Es gelingt damit die Hülle derart fest an dem Gegenstand zu arretieren, daß ein Verrutschen bzw. Verschieben aus der ursprünglichen Lage heraus vor bzw. während des endgültigen Aufschrumpfens verhindert wird. Dies trifft insbesondere auch für hohe Produktionsgeschwindigkeiten zu, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Hüllen selbst erwärmt werden, so daß es hierbei nicht wie bei dem bekannten Verfahren, das mit Vorwärmung der Gegenstände arbeitet in dem Maße auf die Kontaktzeit zwischen Gegenstand und Hülle ankommt Es gelingt somit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Hülle in der Lage, in der sie auf den Gegenstand aufgebracht worden ist, zu sichern, ohne daß hierzu äußere Arretierungsvorrichtungen verwendet werden bzw. die Gegenstände auf eine höhere Vorwärmtemperatur erhitzt werden müssen.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen zonalen Erwärmung der Hüllen um ihren Umfang herum und damit zur Erzielung einer gleichmäßigen teilweisen Aufschrumpfung werden die Gegenstände mit den aufgebrachten Hüllen während des zonalen Erwärmens axial gedreht

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Aufbringen rohrförmiger Hüllen auf Gegenstände, insbesondere Glasbehälter, mit einem Revolverkopf, an dem eine Anzahl Wickelspindeln mit Abstand angeordnet sind, mit einer Fördervorrichtung für die Gegenstände an mit Abstand zueinander angeordneten Spannzangen, mit einer Abstreifvorrichtung zum Abstreifen der Hülle von jeder der Wickelspindeln auf je einen der oberhalb angeordneten Gegenstände und mit einer Heizvorrichtung zum Aufschrumpfen der Hüllen auf die Gegenstände. Eine derartige Vorrichtung ist ebenfalls aus der US-PS 37 67 496 bekannt

Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung vor der Heizvorrichtung beidseitig in Höhe der Gegenstände langgestreckte Heizdüsen angeordnet sind, die mit einer Warmluftquelle verbunden sind.

Durch Vorbeiführen der mit je einer der Hüllen versehenen Gegenstände an den Heizdüsen wird ein relativ schmales langgestrecktes Wärmeband auf die Außenseite jeder Hülle aufgebracht Die Heizdüsen sind in der richtigen Höhe angeordnet um einen zonalen ringförmigen Bereich der Hülle auf einen entsprechenden Bereich des Gegenstandes zu schrumpfen, so daß die Hülle fest auf dem Gegenstand arretiert ist und während des Weges zur Heizvorrichtung bzw. in derselben ein Verrutschen der Hülle auf dem Gegenstand ausgeschlossen ist.

Zweckmäßigerweise sind die Heizdüsen im Bereich

des Revolverkopfes angeordnet Diese Anordnung hat den Vorteil, daß dadurch eine zeitliche Überlappung des Abstreifens der Hülle von der Wickelspindel auf den oberhalb angeordneten Gegenstand mit dem Eintritt des Gegenstandes in den Bereich der Heizdüsen erreicht werden kann. Das bedeutet, daß das Abstreifelement über eine gewisse Zeitdauer in seiner obersten Stellung verbleibt und somit die Hülle beim Einführen in den Bereich der Heizdüsen anfänglich stützt, bis die Hülle in ausreichendem MaBe auf den Gegenstand aufgeschrumpft ist

Wenn die Heizdüsen im Bereich des Revolverkopfes angeordnet sind, müssen sie dem Förderweg der Gegenstände angepaßt sein. Vorzugsweise weisen die Heizdüsen hierzu bogenförmige, der Laufrichtung folgende Verkleidungsflächen auf, wobei der Abstand der beiden Heizdüsen voneinander etwas größer ist als der Außendurchmesser der nicht geschrumpften Hülle. Bei dieser Ausführungsform werden die mit Hüllen versehenen Gegenstände zwischen den beiden bogenförmigen Verkleidungsflächen der Heizdüsen hindurchgeführt

Zur besseren Erläuterung der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung dient die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II in F i g. 1 in größerer Darstellung,

Fig.3 eine Teilansicht entlang der Linie III-III in F i g. 1 in größerer Darstellung,

Fig.4 eine Teilansicht entlang der Linie IV-IV in F i g. 1 in größerer Darstellung und

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung, teilweise im Schnitt einer mit einer Hülle versehenen Glasflasche nach Verlassen des Bereiches der Heizdüsen.

Die Vorrichtung weist einen Revolverkopf 10 auf, an dem eine Anzahl Wickelspindeln 29 mit Abstand angeordnet sind, sowie mit einer Fördervorrichtung 11 für die Gegenstände. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Gegenstände Glasflaschen B und bilden nach dem Aufschrumpfen der Hüllen eine Verbundverpackung.

Die Glasflaschen B werden den an der Fördervorrichtung 11 angeordneten Spannzangen 13 zugeführt und in « diese eingebracht, so daß die Spannzangen 13 die Flaschenhälse umfassen. Die Spannzangen 13 sind mit einer oberen Förderkette 14 und einer unteren Förderkette 15 verbunden, die sich um je ein Umlenkzahnrad 16 bzw. 17 herumerstrecken, welches auf einer senkrechten Welle 18 aufgekeilt ist Mit dem oberen Ende der Welle 18 ist ein Antriebsrad 19 verbunden, welches mit einem Antriebsrad 20 kämmt, das durch eine Welle 21 mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung verbunden ist Das Antriebsrad 19 wird dabei so angetrieben, daß die Förderketten 14 und 15 entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen. Die Spannzangen 13 sind auf Tragkonsolen 22 gelagert die an Gliedern der Förderketten 14 und 15 befestigt sind. Die einzelnen Tragkonsolen 22 weisen auf ihrer Rückseite w> zwei voneinander auf Abstand gehaltene Rollen 23 auf, die in stationären Schienen 24 bzw. 25 auf dem Weg der Fördervorrichtung U umlaufen. Die Spannzangen 13 sind jeweils senkrechtgleitend auf ihren entsprechenden Tragkonsolen 22 gelagert, wobei ihre senkrechte < >· Bewegung durch eine Nockenrolle 26 gesteuert wird, die drehbar am oberen Teil 13a der Spannzange 13 befestigt ist und in einer starr auf der Fördervorrichtung 11 angeordneten Nockenschiene 27 umläuft Die Spannzangen 13 sind mit drei unteren Zangen 136 versehen, welche sich um das obere Ende der Glasflaschen B herum öffnen und schließen. Diese Zangen 13b sind mit einem Rad 13c verbunden, welches um die Welle 13dder Spannzange 13 drehbar ist so daß durch Inkontakttreten des Rades 13c mit einem stationären oberen Rahmen 28 an einem beliebigen Punkt des Förderweges die Spannzangen 13 und damit die von diesen gehaltenen Flasfiaschen B um die Welle 13dgedreht werden.

Der vorstehend beschriebene Teil der Fördervorrichtung 11 wird durch den oberen Rahmen 28 gelagert, der starr an der Vorderwand einer Heizvorrichtung 12 angeordnet ist

Unterhalb des oberen Rahmens 28 der Fördervorrichtung 11 befindet sich der Revolverkopf 10, der koaxial zu der senkrechten Welle 18 angeordnet ist Der Revolverkopf 10 besteht aus einem oberen Teil 10a, der entgegen dem Uhrzeigersinn um eine Welle 106 über einen unteren stationären Rahmen lOcgedreht wird.

Der Revolverkopf 10 enthält eine Anzahl mit Abstand angeordneter Wickelspindel 29, die auf dem Teil 10a des Revolverkopfes 10 gelagert sind und deren Umfangsabstände auf dem Teil 10a mit den Umfangsabständen der Spannzangen 13 in dem Endabschnitt der Fördervorrichtung 11 zusammenfallen. Die Mittelpunkte der Spannzangen 13 sind zu den senkrechten Mittelachsen der darunterliegenden Wickelspindeln 29 ausgerichtet An der Basis jeder Wickelspindel 29 befindet sich eine diese ringförmig umfassende Abstreifvorrichtung 30 in Ruhelage, die an eine senkrechte Betätigungsstange 31 angeschlossen ist. Die Betätigungsstangen 31 gleiten jeweils senkrecht auf Führungen 32, die mit dem Revolverkopf 10 verbunden sind, und erstrecken sich unter der Steuerung der Nockenscheibe 33 jeweils um den Rahmen 10c herum, in welchem eine mit der Betätigungsstange 31 verbundene Nockenrolle 33a abrollt. Die Nockenscheibe 33 ist ein stationäres Element des Rahmens 10c. Durch das Abrollen der Nockenrolle 33a auf der Nockenscheibe 33 wird die senkrechte Hin- und Herbewegung der Betätigungsstange 31 und der Abstreifvorrichtung 30 in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des Revolverkopfes 10 gesteuert.

Mit dem Revolverkopf 10 ist eine Vorrichtung zum Zuführen eines Kunststoffbandes 34 und zum Formen desselben zu Hüllen S verbunden. Das Kunststoffband 34 wird durch gegenüberliegend angeordnete Vorschubrollen 35, 36 hindurch auf eine Hüllentrommel 37 geführt. Von dem Kunststoffband 34 und der Hüllentrommel 37 werden mittels eines umlaufenden Messers 38 Abschnitte 34a abgetrennt, die mittels eines Vakuums auf der Hüllentrommel 37 gehalten werden, bis der vordere Rand derselben von einer der Wickelspindeln 29 auf den Revolverkopf 10 erfaßt ist. Die Wickelspindel 29 wird daraufhin um mehr als 360° gedreht und der Abschnitt 34a dadurch bis zur Überlappung seiner Enden um die Wickelspindel 29 gewickelt Danach werden die überlappten Enden entlang einer senkrechten Naht verbunden, so daß die zylindrische Hülle S gebildet wird.

Der Innenumfang der Hülle S ist geringfügig größer als der Außenumfang der Glasflasche B₁ so daß die Hülle ßü'uer die Glasflasche ßbis zu einer gewünschten Höhe aufgebracht werden kann.

Nachdem der Abschnitt 34a auf die Wickelspindel 29 aufgewickelt und zu der Hülle S verbunden wurde,

"^■bAtfKfcxttOMc; s

bewegen sich die Wickelspindel 29 und die Spannzange 13 mit gleicher Geschwindigkeit und Verschiebung zueinander. In diesem Bewegungsabschnitt beginnt die Nockenrolle 33a ihren Anstieg auf der Nockenscheibe 33, und die Abstreifvorrichtung 30 bewegt sich auf der Wickelspindel 29 nach oben, so daß die Hülle 5 auf die Glasflasche B gehoben wird. Die Hülle S wird somit während der flachen Strecke A der Nockenscheibe 33 durch die Abstreifvorrichtung 30 gestützt. An dem Punkt, in welchem die Flasche B und die darauf befindliche Hülle S zwischen die gegenüberliegend angeordneten Heizdüsen 39a und 396 eintreten, fällt die Nockenscheibe 33 ab und die Abstreifvorrichtung 30 wird aus ihrer Berührung mit der Hülle S zurückgezogen. Dieser Eintrittspunkt ist in Fig. 1 durch die senkrechte strichpunktierte Linie !'dargestellt.

Die gegenüberliegend angeordneten Heißdüsen 39a und 396 sind entlang dem Weg, dem die Glasflasche B bei ihrer Bewegung über den Punkt, an welchem die Hülle 5 über der Glasflasche B angeordnet wird, hinaus folgen muß, bogenförmig konzentriert. Die äußere Heizdüse 39a ist auf zwei senkrechten Stangen 40 gelagert, die an dem Rahmen lOcdes Revolverkopfes 10 befestigt sind. Die innere Heizdüse 396 ist von der Heizdüse 39a radial nach innen mit Abstand angeordnet und liegt im wesentlichen parallel zu dieser, wobei die Heizdüse 396 auf mit dem oberen Rahmen 28 des Förderers 11 verbundenen senkrechten Pfosten 41 gelagert ist.

Die Heizdüse 39a weist eine nach innen gerichtete bogenförmige konkave Verkleidungsfläche 42 auf, die einen langgestreckten Schlitz 43 enthält, der mit einer Kammer 44 in Verbindung steht. Die Kammer 44 ist durch eine Bodenwand 45, eine äußere senkrechte Seitenwand 46 und eine Deckwand 47 gebildet. Die Seitenwand 46 und die Verkleidungsfläche 42 sind jeweils an ihren äußeren Enden miteinander verbunden, um die Kammer 44 mit Ausnahme des Schlitzes 43 auf allen Seiten zu schließen. Die Deckwand 47 weist eine hochstehende kreisförmige Rohrwand 48 auf, die eine in -»o die Kammer 44 hineinführende öffnung 49 begrenzt Die öffnung 49 ist über eine flexible Leitung 50, welche die Rohrwand 48 umgibt, mit einer Warmluftquelle 62 verbunden.

Die Heizdüse 396 ist in etwa ähnlich wie die Heizdüse 39a ausgebildet und hat eine bogenförmig konvexe Verkleidungsfläche 51, die zu der Verkleidungsfläche 42 der Heizdüse 39a parallel und ihr zugewendet ist Die Verkleidungsfläche 51 enthält einen langgestreckten Schlitz 52, der in derselben Höhe angeordnet ist wie der v> gegenüberliegende Schlitz 43. Der Raum zwischen der konvexen Verkleidungsfläche 51 und der konkaven Verkleidungsfläche 42 ist etwas größer als der Durchmesser der auf der Glasflasche B angeordneten Hülle 5. Der Schlitz 52 steht in Verbindung mit einer Kammer 53, die durch eine Bodenwand 54, eine Rückwand 55 und eine Deckwand 56 begrenzt ist Die äußersten Enden der Rückwand 55 und der Verkleidungsfläche 51 sind miteinander verbunden, um mit Ausnahme des Schlitzes 52 die Kammer 53 zu schließen. An die Deckwand 56 und die Rückwand 55 ist eine nach oben abgewinkelte kreisförmige Rohrwand 57 angeschlossen, welche eine in die Kammer 53 hineinführende öffnung 58 bildet, und die Rohrwand 57 wird von einer flexiblen Leitung 59 umgeben, um die Warmluftquelle 62 an die Kammer 53 anzuschließen.

Die Leitungen 50 und 59 sind an ein Verbindungsrohr 60 und diesem ist ein als Warmluftquelle 62 dienender Gasbrenner mit seinem Auslaß an das gegenüberliegende Ende angeschlossen. Dem Gasbrenner wird Brennstoff in Form von gasförmigen Kohlenwasserstoff oder Naturgas mittels einer Leitung 63 über einen Regler 64 zugeführt Es wird Luft in geregelten Volumen dem Gasbrenner mittels eines Gebläses 65 zugeführt. Die Warmluftquelle 62 erteilt der Luft eine Temperatur im Bereich von 93 bis 460⁰C bei einem Durchsatz von etwa 14 m³ je Minute. Die erwärmte Luft wird durch die Schlitze 43 und 52 hindurch auf einen ringförmigen Bereich 70 der Hülle 5 aufgebracht Die Wärme reicht aus, um den ringförmigen Bereich 70 der Hülle 5 fest um die Glasflasche B herumzuschrumpfen und damit die Hülle Sin der richtigen Höhe zu halten.

Unterhalb der Schiene 25 ist eine Reibungsschiene 72 angeordnet, die durch auslegerartige Konsolen 73 gestützt wird. Die Reibungsschiene 72 besitzt eine nicht dargestellte bogenförmige Vorderseite, welche in ihrer Gestalt dem Weg entspricht, auf welchem sich die Spannzangen 13 an den Heizdüsen 39a und 396 vorbeibewegen. Die Reibungsschiene 72 erfaßt dadurch den Umfang des Rades 13c jeder der Spannzangen 13, unmittelbar bevor sie in den Raum zwischen den Heizdüsen 39a und 396 eintreten. Die Reibungsschiene 72 erstreckt sich über die Länge der Heizdüsen 39a und 396 in dem Weg der Fördervorrichtung 11. Zu dem Zeitpunkt, da das Rad 13c die Reibungsschiene 72 erfaßt, wird der Spannzange 13 durch das sich in Längsrichtung der Reibungsschiene 72 auf ihr abrollende Rad 13c eine Drehbewegung erteilt Die Länge der Reibungsschiene 72 ist veränderbar, um das erforderliche Ausmaß einer Drehbewegung zu erreichen. Durch Drehen der Glasflaschen B während ihrer Bewegung an den Heizdüsen 39a und 396 vorbei wird Wärme gleichmäßiger in dem ringförmigen Bereich 70 um die Hülle 5 aufgebracht

Die während der Bewegung in Längsrichtung eines Tunnels 12a der Heizvorrichtung 12 auf die aus einem geschäumten Polystyrol von 0,25—0,45 mm Dicke bestehenden Hüllen 5 aufgebrachte Wärme liegt in der Größenordnung von 205⁰C und wird für eine Dauer von 4 bis 6 Sekunden aufgebracht Bei dieser zweiten Wärmeschrumpfbehandlung wird die gesamte Hülle 5 eng auf die Glasflasche B aufgeschrumpft

Die Heizvorrichtung 12 hat zudem einen Vorwärmetunnel 126, durch welchen die Glasflaschen 5 anfänglich zum Vorwärmen hindurchgeführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen rohrförmiger Hüllen aus wärmeschrumpfbarem Kunststoff auf Gegenstände, insbesondere Glasbehälter, bei dem jeweils eine der Hüllen mit einem etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Gegenstände auf einen der Gegenstände aufgebracht, anschließend erwärmt und dadurch enganlie- gend auf den Gegenstand aufgeschrumpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Hüllen vor dem vollständigen Aufschrumpfen zonal ringförmig zum abschnittsweisen Vorschrumpfen erfolgt

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Revolverkopf, an dem eine Anzahl Wickelspindeln mit Abstand angeordnet sind, mit einer Fördervorrichtung für die Gegenstände an mit Abstand zueinander angeordneten Spannzangen, mit einer Abstreifvorrichtung zum Abstreifen der Hülle von jeder der Wickelspindeln auf je einen der oberhalb angeordneten Gegenstände und mit einer Heizvorrichtung zum Aufschrumpfen der Hüllen auf die Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung vor der Heizvorrichtung (12) beidseitig in Höhe der Gegenstände langgestreckte Heizdüsen (39a und 39b) angeordnet sind, die mit einer Warmluftquelle (62) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdüsen (39a und 39b) im Bereich des Revolverkopfes (10) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdüsen (39a und 39b) bogenförmige, der Laufrichtung folgende Verkleidungsflächen (42 bzw. 51) aufweisen und daß der Abstand der beiden Heizdüsen (39a und 39b) voneinander etwas größer ist als der Außendurchmesser der nicht geschrumpften Hüllen (S).