DE2742294C2

DE2742294C2 - Einrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältern aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2742294C2
Application number: DE2742294A
Authority: DE
Inventors: Karl Küsnacht Mägerle
Original assignee: Kmk Karl Maegerle Lizenz Ag Zug; KMK Karl Maegerle Lizenz AG
Current assignee: KMK Karl Maegerle Lizenz AG
Priority date: 1976-10-13
Filing date: 1977-09-20
Publication date: 1989-12-14
Also published as: HU176134B; NL185138C; FR2367601B1; YU41467B; BR7706806A; AU2955477A; DK154402B; DD132238A5; DK154402C; DK452877A; BE859626A; FR2367601A1; IE45625B1; ES462705A1; MX144831A; ZA776040B; DE2742294A1; AT368941B; US4152566A; NL7711052A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältern aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Tuben, mit einem schrittweisen zwischen Taktstufen antreibbaren Drehkörper, mit auf diesem in Umfangrichtung verteilten, in gleichmäßigen Abständen zueinander befestigten Dornen und dazu gehörenden Matrizen sowie einer Betätigungsvorrichtung für die Matrizen, wobei Dorne und Matrizen aus einer gleichachsigen Arbeitsstellung relativ zueinander in eine Ruhestellung verschwenkbar sind, sowie mit einer Einrichtung zum Erwärmen des Kunststoffs.
Eine Einrichtung dieser Art ist aus der FR-PS 21 67 559 bekannt Bei dieser bekannten Einrichtung ist jede Matrize an einem durch einen Druckluftzylinder betätigbaren Arm befestigt, mittels dessen sie aus einer zum zugehörigen Stempel gleichachsigen Arbeitsstellung in eine bezüglich des Stempels seitlich gelegene Ruhestellung verschwenkbar ist
Nachteilig ist bei dieser bekannten Einrichtung vor allem, daß die Schließbewegung zwischen Matrize und Stempel als Schwenkbewegung erfolgt und sich somit die Matrize dem Stempel während des Schließvorganges in einer bogenförmigen Bahn nähen. Nur in einer ganz bestimmten Winkelstellung während der Schließbewegung ist die Matrize demgemäß exakt axial zum Stempel ausgerichtet. Diese Art der Schließbewegung hat jedoch beim Schweißen und Nachpressen des Kopfes der herzustellenden Tube den wesentlichen Nachteil, daß ein gleichmäßiger Druck auf den Umfang des Tubenkopfes :;icht gewährleistet werden kann.
Aus der GB-PS 9 63 589 ist eine Einrichtung zur Herstellung von Tuben aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei der auf einem schrittweise zwischen Taktstufen antreibbaren Drehkörper über den Umfang gleichmäßig verteilt axial verschiebbar angebrachte Dornen und feststehend auf Trägerelementen montierte Matrizen vorgesehen sind. Bei dieser bekannten Einrichtung ist es problematisch, eine exakte gegenseitige Ausrichtung zwischen der feststehenden Matrize und dem über einem vergleichsweise großen Hub zu bewegenden Dorn sicherzustellen. Bereits geringe Abwei-

chungen von der gegenseitigen Ausrichtung, die sich bereits bei der Grundmontage aber auch während des Betriebs ergeben können, führen schon zu einer wesentlichen Verschlechterung der herzustellenden Tuben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unter

Aufrechterhaltung der guten Zugänglichkeit beim Verbindungsv-jrgang von Tubenkopf und Tubenrohr ein gleichmäßiger Umfangsdruck gewährleistet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß jede Matrize gleichachsig zum zugehörigen Dorn in eine Schließstellung und aus dieser Schließstellung zurück verschiebbar angeordnet ist, und daß die Betätigungsvorrichtung aus mindestens einer mit der Matrize oder einem die Matrize tragenden Matrizenhalter kuppelbaren Zustell/Rückzugsvorrichtung zur Verschiebung der Matrize besteht.

Durch die gleichachsige Bewegung der Matrize zum zugehörigen, feststehenden Dorn mittels einer die Verschiebung der Matrize bewirkenden Zustellvorrichtung

ergibt sich eine Zentrier- und Justierfunktion, die eine einwandfreie Verbindung zwischen dem Tubenrohr und dem Tubenkopf beim Verbindungsvorgang gewährleistet.
Vorzugsweise umfaßt die Zustell/Rückzugsvorrichtung voneinander getrennt eine Zustellvorrichtung und eine Rückstellvorrichtung, die an den Drehkörper angrenzend ortsfest angeordnet sind. Auf diese Weise kann entsprechend den jeweiligen Fertigungsgegebenheiten die Zeitspanne, während der die Zustellvorrichtung wirksam ist, in einem größeren Bereich variiert werden, ohne daß sich dadurch eine Verlängerurlg der Taktzeiten ergibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausfiihrungsform der F.rfin-

dung zeichnet sich dadurch aus, daß jede Matrize an mindestens einem in ihrer Arbeitsstellung zum zugehörigen Dorn parallelen ersten Arm verschiebbar angeordnet ist und daß dieser Arm um eine rechtwinklig zur Achse des Dorns angeordnete Achse schwenkbar gelagert ist.

Unter Beibehaltung der exakt axialen Zustellung wird auf diese Weise erreicht, daß nach Beendigung des Herstellungsvorganges wiederum in axialer Richtung entladen werden kann, da dabei die Matrize nicht störenci im Wege ist. Außerdem begünstigt diese Anordnung einen kompakten Aufbau der Einrichtung.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zum ersten Arm ein zweiter Arm parallel angeordnet, wobei die beiden Arme Schenkel eines den Dorn übergreifenden Bügels bilden und die Arme mit ihren Achsen in der Arbeitsstellung in einer mit der Achse des Doms gemeinsamen Ebene verlaufen. Diese Ausgestaltung führt zu einer Erhöhung der Robustheit der Gesamteinrichtung.

Jede Matrize ist vorzugsweise mit einem an mindestens einem der Arme festklemmbaren Klemmelement verbunden, wobei insbesondere zwischen jeder Matrize und dem Klemmelement eine Feder vorgesehen ist.
Diese Ausführungsform wird vorzugsweise dann verwendet, wenn Zustellvorrichtung und Rückstellvorrichtung getrennt voneinander angeordnet sind und zwischen Zustellvorrichtung und Rückstellvorrichtung ein mehrere Schritte umfassender Drehbereich des Drehkörpers liegt. Innerhalb dieses Drehbereichs bleibt aufgrund des Klemmelementes die Matrize in der zugestellten Position, und sie wird dann bei Erreichen der Rückstellvorrichtung gelöst und kann dann in der beschriebenen Weise entfernt werden.

Schließlich sind zum Verschwenken der Matrizen nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung Schwenkvorrichtungen vorgesehen, von denen jede eine Rolle aufweist, die sich auf einer gemeinsamen, ortsfest angeordneten Kurvenscheibe abstützt.

Anhand der Figuren werden Beispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Einrichtung zur Herstellung von Verpakkungstuben, insbesondere eine Kopfanbring- und Verschluß-Aufschraubmaschine,

F i g. 2 eine Bearbeitungsvorrichtung in der Ruhelage,

F i g. 3 eine Bearbeitungsvorrichtung in der Betriebslage, und

Fig.4 eine Variante einer Bearbeitungsvorrichtung in der Ruhelage.

In der Fig. 1 sind mit den Bezugszahlen 1 bis 8 die Taktstufen der Einrichtung dargestellt. Diese bedeuten im folgenden:

1 Tubenkopf laden.

2 Tubenrohr laden,

3 fertigladen,

4 Matrize zustellen und Tubenrohr mit Tubenkopf verschweißen,

5 abkühlen bei zugestellter Matrize,

6 Matrize abheben,

7 Verschlußkappe aufsetzen und

8 entladen.

Ein Drehkörper 10 weist am Umfang gleichmäßig verteilte Dorne 12 auf. die als Stempel ausgebildet sind und von denen jeder zur Aufnahme eines Tubenkopfes 14 und eines Tubenrohres 16 bsstimmt ist. Tubenkopf 14 und Tubenrohr 16 werden durch nicht dargestellte Vorrichtungen zugeführt. Den Stationen 1 und 2 sind Betätigungselemente 18 und 20 zugeordnet, die den Tubenkopf 14 bzw. das Tubenrohr 16 auf den Dorn 12 aufsetzen. Ein der Station 3 zugeordnetes Betätigungselement 22 schiebt das Tubenrohr 16 in die zur Bearbeitung vorgesehene Lage gegen einen Anschlag 24.

Der Station 4 ist eine Zustellvorrichtung 26 zugeordnet, die den am Drehkörper 10 schwenkbar angeordneten Matrizenhalter 28 in Richtung auf den Dorn 12 zustellt. Der Matrizenhalter 28, von denen jedem Dorn 12 eine zugeordnet ist, ist auf zwei Schenkeln 30 eines Bügels 32 axial zum Dorn 12 verschiebbar gelagert. Der Matrizenhalter 28 enthält ein in der F i g. 1 nicht dargestelltes Schweißwerkzeug, das ücer ein Kabel 34 mit einer geeigneten Stromquelle verbunden ist. In der Station 5 verbleibt der Matrizenhalter 28 in der auf den Dorn 12 zugestellten Lage, um die miteinander verschweißten Tubenteile 14 und 16 abzukühlen. Der Matrizenhalter 28 wird in der zugestellten Lage durch nicht dargestellte Elemente, wie beispielsweise eine Klinke oder eine Klemmvorrichtung gehalten. Der Station 6 ist eine Rückzugsvorrichtung 36 zugeordnet, welches die Klinke oder die Klemmvorrichtung löst, so daß der Matrizenhalter 28 durch die Kraft mindestens einer nicht dargestellten Rückholfeder vom Dorn 12 zurückgestellt wird. Anschließend wird der Matrizenhalter 28 durch eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Schwenkvorrichtung um eine Achse 38 in ihre Ruhelage geschwenkt.
Der Station 7 ist ein Betätigungselement 40 zugeordnet, das eine durch eine nicht dargestellte Vorrichtung zugeführte Verschlußkappe 42 auf den Tubenkopf aufschraubt. In der Station 8 wird die zur Aufnahme des Flügelgutes fertige Tube in einen Vorratsbehälter 44 gestoßen. Das Entladen der Tube vom Dorn 12 kann beispielsweise mittels Druckluft oder durch einen Stößel ausgelöst werden.

Der Drehkörper 10 wird durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung in Pfeilrichtung 46 schrittweise angetrieben, wobei eine Schrittlänge dem Drehwinkel zwischen zwei einander benachbarten Stationen entspricht. Jeder der Dorne 12 steht somit nach einer Schrittlänge der nächstfolgenden Station gegenüber. Die Taktzeit von einem Schritt zum anderen kann beispielsweise eine Sekunde betragen. Die den Stationen 1, 2, 3, 4, 6 und 7 zugeordneten Betätigungselemente 18, 20, 22, 26,36 und 40 können beispielsweise ortsfest verankerte Betätigungszylinder sein, denen durch Anschlußleitungen 48 durch eine nicht dargestellte Steuervorrichtung Druckluft zugeführt wird.

Jedem der acht Dorne 12 ist ein Matrizenhalter 28 zugeordnet. Zwischen den Stationen 3 und 4 wird jeder Matrizenhalter 28 durch eine in der F i g. 1 nicht dargestellte Schwenkvorrichtung von seiner Ruhelage in einer durch die Achse des Drehkörpers laufende Ebene in die Betriebslage geschwenkt. Zwischen den Stationen 6 und 7 erfolgt ein Zurückschwenken in die Ruhelage. Der Übersichtlichkeit halber sind in der F i g. 1 die Matrizenhalter 28 nur in ihrer Betriebslage im Bereich der Stationen 4 bis 6 dargestellt. Den übrigen Stationen gegenüberliegend sind nur die Schenkel 30 der Bügel 32 andeutungsweise dargestellt. Im Bereich der Stationen 1 bis 7 sind die Tubenköpfe 14 bzw. das Tubenrohr 16 im Schnitt dargestellt.

In Jer F i g. 2 ist ein Abschnitt des Drehkörpers 10 in einem Radialschnitt gezeigt. Der ebenfalls im Schnitt dargestellte Matrizenhalter 28 befindet sich noch in seiner Ruhestellung. Vom Bügel 32 ist wegen der Schnittdarstellung nur der eine Schenkel 30 sichtbar. Der Dreh-

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punkt des Bügels 32, der in der Fig. 1 durch die Achse stellung weggelassen. Dieses Ausführungsbeispiel un-38 dargestellt ist, ist in der F i g. 2 durch den Dorn 12 terscheidet sich nach demjenigen der F i g. 2 und 3 durch verdeckt. Er befindet sich in der Höhe der Achse des die Anordnung einer Hochfrequenzspule 72 in Verbin-Dornes 12. In der Mitte des Bügels 32 unterhalb des dung mit dem Stößel 62 der Zustellvorrichtung 26. Nach Domes 12 ist eine Rolle 50 angeordnet, die sich beim 5 erfolgter Schwenkbewegung in Pfeilrichtung 74 und der Drehen des Drehkörpers 10 auf einer ortsfesten Kur- anschließenden Zustellbewegung in Pfeilrichtung 76 ist venscheibe 52 abwälzt. Die Kurvenscheibe 52 weist im die Matrize 78 von der in einem Gehäuse 80 angeordne-Bereich der F i g. 2 ihren größten Radius auf, wodurch ten Hochfrequenzspule 72 umgeben, der Matrizenhalter 28 nach oben in seine Ruhestellung Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 4 genügt

geschwenkt ist. 10 eine einzige Hochfrequenzspule 72 und ein einziges Zu-

Der Matrizenhalter 28 weist eine Matrize 54 auf, die leitungskabel 82, Die Schweißdauer ist dafür auf eine von den Windungen einer mit dem Kabel 34 verbun- Zeit innerhalb eines Taktschrittes begrenzt, denen Hochfrequenzspule 56 umgeben ist. Die Matrize Die Achse des in der Fig. 1 dargestellten Drehkör-

54 kann aus Keramik bestehen. Die Hochfrequenzspule pers 10 kann horizontal oder vertikal angeordnet sein. 56 ist Bestandteil eines Schweißwerkzeuges und dient 15 Es ist auch möglich, mehr als eine solche Einrichtung auf der Wärmeerzeugung in den miteinander zu verschwei- einer gemeinsamen Achse anzuordnen und im Gleichßenden Bestandteilen der Tube. Die Hochfrequenzspule schritt anzutreiben. Nach den in den F i g. 2 bis 4 darge-56 kann beispielsweise in einen Keramikwerkstoff ein- stellten Ausführungsbeispielen befinden sich die Matrigebettet oder von einem Gehäuse 58 umschlossen sein. zenhalter 28 in ihrer Ruhelage, wenn sie nach oben ge-

Im Bereich zwischen den Stationen 3 und 4 (F i g. 1) 20 schwenkt sind. Es ist auch möglich, die Anordnung so zu nimmt der Radius der Kurvenscheibe 52 ab, so daß der treffen, daß die Matrizenhalter 28 in die Ruhelage nach Matrizenhalter 28 in Pfeilrichtung 60 in die Betriebslage unten geschwenkt werden. Ferner sind in den dargegeschwenkt wird. stellten Ausführungsbeispielen die Rollen 50 in der Be-

Die Fig. 3 zeigt den Dorn 12 und den Matrizenhalter triebslage entlastet, während die Matrizenhalter 28 im Bereich der Station 4. Der Radius der Kurven- 25 durch die Kraft einer Feder in einer Anschlagstellung scheibe 52 ist in diesem Bereich nur noch so groß, daß gehalten werden. Es ist aber auch eine Anordnung mögdie Rolle 50 der Kurvenscheibe 52 nicht mehr folgen lieh, bei der die Rollen in der Betriebslage belastet und konnte, da der Bügel 32 an einem durch den Dorn 12 die Matrizenhalter durch die Vorspannung je einer, zwiverdeckten und daher nicht sichtbaren Anschlag anliegt. sehen der Rolle und dem Bügel 32 angeordneten Feder Eine ebenfalls durch den Dorn 12 verdeckt und daher 30 in der Anschlagstellung gehalten werden.

nicht sichtbare Feder drückt den Bügel 32 gegen den

Anschlag, so daß dessen Schenkel 30 exakt parallel zum Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Dorn 12 ausgerichtet sind.

In dem der Station 4 zugeordneten Arbeitsschritt wird durch einen Stößel 62 der Zustellvorrichtung 26 der Matrizenhalter 28 in Pfeilrichtung 64 axial auf den Dorn 12 zugestellt. Dabei übergreift ein mit dem Stößel 62 verbundener Mitnehmer 66 auf den Schenkeln 30 verschiebbar gelagertes Klemmelement 68. Nach erfolgter Zustellbewegung bleibt das Klemmelement 68 auf den Schenkein 30 festgeklemmt, während der Mitnehmer 66 wieder zurückgezogen wird. Das die Matrize 54 enthaltene Gehäuse 58 wird durch eine, sich am Klemmelement 58 abstützende Feder 70 gegen den Dorn 12 vergespannt. Diese Vorspannung dient während des Bearbeitungsvorganges zum Nachpressen der Tubenköpfe. Anstelle des Klemmelementes 68 kann auch ein Element mit einer Klinke verschiebbar auf den Schenkeln 30 angeordnet sein. Bei einer solchen Variante können die Schenkel 30 Verzahnungen aufweisen.

In dem durch die F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die als Teil einer Schweißvorrichtung ausgebildete Hochfrequenzspule 56 mit dem Matrizenhalter 28 mitlaufend angeordnet Demzufolge weist jeder am Drehkörper 10 angeordneter Matrizenhalter 28 ein solches hochfrequenzgespeistes Element und ein Zuleitungskabel 34 auf. Eine mit dem Drehkörper 10 verbundene, jedoch nicht dargestellte Steuervorrichtung steuert die Zuführung der Hochfrequenzenergie des sich jeweils in der Schweißstellung befindlichen Matrizenhalters 28. Durch eine solche Anordnung ist die Dauer des Schweißvorganges nicht durch die Taktzeit begrenzt

In der Fi g. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel als Variante zu demjenigen nach den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls vorhandene Klemmvorrichtung 68 und die Feder 70 IF i ε. 3) wurden der Übersichtlichkeit halber in der Dar-

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Herstellung von Verpackungsbehältern aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Tuben, mit einem schrittweise zwischen Taktstufen antreibbaren Drehkörper, mit auf diesem in Umfangsrichtung verteilten, in gleichmäßigen Abständen zueinander befestigten Dornen und dazu gehörenden Matrizen sowie einer Betätigungsvorrichtung für die Matrizen, wobei Dorne und Matrizen aus einei gleichachsigen Arbeitsstellung relativ zueinander in eine Ruhestellung verschwenkbar sind, sowie mit einer Einrichtung zum Erwärmen des Kunststoffs, dadurch gekennzeichnet, daß jede Matrize (54, 78) gleichachsig zum zugehörigen Dorn (12) in eine Schließstellung und aus dieser Schließstellung zurück verschiebbar angeordnet ist, und daß die Betätigungsvorrichtung aus mindestens einer mit der Matrize (54,78) oder einem die Matrize tragenden Matrizenhalter (28) kuppelbaren Zustell/ Rückzugsvorrichtung (26, 36) zur Verschiebung der Matrize (54,78) besteht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustell/Rückzugsvorrichtung voneinander getrennt eine Zustellvorrichtung (26) und eine Rückstellvorrichtung (36) umfaßt, die an den Drehkörper (10) angrenzend ortsfest angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Matrize (54,78) an mindestens einem in ihrer Arbeitsstellung zum zugehörigen Dorn (12) parallelen ersten Arm (30) verschiebbar angeordnet ist und daß dieser Arm (30) um eine rechtwinklig zur Achse des Dorns (12) angeordnete Achse (38) schwenkbar gelagert ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum ersten Arm ein zweiter Arm (30) parallel angeordnet ist, daß die beiden Arme (30) Schenkel eines den Dorn (12) übergreifenden Bügels (32) bilden, und daß die Arme (30) mit ihren Achsen in der Arbeitsstellung in einer mit der Achse des Dorns (12) gemeinsamen Ebene verlaufen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Matrize (54, 78) mit einem an mindestens einem der Arme (30) festklemmbaren Klemmelement (68) verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Matrize (54, 78) und dem Klemmelement (68) eine Feder (70) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken der Matrize (54, 78) Schwenkvorrichtungen vorgesehen sind, von denen jede eine Rolle (50) aufweist, die sich auf einer gemeinsamen, ortsfest angeordneten Kurvenscheibe (52) abstützt.