DE2825859A1

DE2825859A1 - Verfahren und maschinenanlage zur herstellung von molekular orientierten kunststoff-flaschen

Info

Publication number: DE2825859A1
Application number: DE19782825859
Authority: DE
Inventors: Robert James Duga
Original assignee: Emhart Industries Inc
Current assignee: Emhart Industries Inc
Priority date: 1977-06-13
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1979-01-04
Also published as: FR2394383A1; US4140468A; JPS544959A; AU3701078A; GB1602221A; FR2394383B1; AU526888B2; CA1098666A; IT7849834A0; IT1117417B

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

13. Juni 1978

Emhart Industries, Inc. HSKSL80

Farmington, Conn., V.St.A. Tel:089/982085-87

Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid

Verfahren und Maschinenanlage zur Herstellung von molekular orientierten Kunststoff-Flaschen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen von Kunststoff-Flaschen, Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf das Heißblas- bzw. Einstufenverfahren zur Herstellung von molekular orientierten Kunststoff-Flaschen, das sich schnell durchführen läßt sowie einen hohen Werksto^-Ausnutzungsgrad und insgesamt eine hohe Wirtschaftlichkeit gewährleistet.

In den letzten Jahren richteten sich beträchtliche Bemühungen auf die Herstellung von Kunststoff-Flaschen als völliger oder teilweiser Ersatz für Glasflaschen. Diese Bemühungen führten zu der Erkenntnis, daß ein molekular gereckter Kunststoff, wie Polyäthylenterephthalat (PET), in diesem Zustand zäher und gleichzeitig leichter ist als Glas. In der Literatur sind sowohl Verfahren als auch Vorrichtungen zum Recken und Blasen von Glas sowohl in Längs- als auch in Querrichtung beschrieben.

Für die Fertigung von molekular orientierten Behältern, wie Kunststoff-Flaschen, wurden bisher hauptsächlich entweder

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ein Nachwärm- oder Zweistufenverfahren und -system oder aber ein sog. Heißblas- bzw. Einstufenverfahren und -system angewandt. Beim ersteren Verfahren werden Külbel zunächst in einer Külbelform spritzgeformt, dann auf Raumtemperatur abgekühlt und hierauf für das anschließende Recken und Blasformen zur fertigen Flasche in einer Blasform gelagert. Beim Recken und Blasformen werden die Külbel erneut erwärmt und vor dem Blasformen auf die Orientierungs- und Blasformtemperatur des Kunststoffs gebracht. Beim zweitgenannten Einstufenverfahren und -system wird der Külbel in einer Külbelform spritzgeformt und unmittelbar nach der Formung, während er sich noch auf Orientierungs- und Blasformtemperatur befindet, zu einer Blasform überführt, in welcher er durch Dehnen bzw. Recken und Blasformen zur fertigen Flasche verformt wird.

Von den genannten Verfahren wird das Heißblas- bzw. Einstufenverfahren bevorzugt. Während beim genannten Zweistufenverfahren die Külbelform- und Blasformstationen, die nicht zusammenhängend zu sein brauchen, wirtschaftlich ausgenutzt werden können, wird im Verfahrensverlauf eine beträchtliche Wärmeenergiemenge vergeudet, weil der Külbel nach der Formung abgekühlt und dann zum Blasformen wieder erwärmt wird. Außerdem ist dabei eine zweimalige Handhabung der Külbel erforderlich. Mit dem erwähnten Einstufenverfahren werden Wärmeverluste und zweimalige Handhabung praktisch vermieden. Bei diesem Verfahren wurden jedoch bisher eine Spritzformeinheit, eine Külbel(form)station, eine Uber-

führungs- oder Fördereinheit sowie eine Reck- und Blasformstation als zusammenhängende Einheit für die Fertigung der herzustellenden Flaschen verwendet» Der für die Külbelformung benutzte Kernzapfen (core pin) wird dabei im allgemeinen mit dem Külbel befördert und muß daher zumindest teilweise eine doppelte Aufgabe erfüllen. Da zudem die einzelnen Bauteile oder Einheiten der Anlage als zusammenhängende Einheit ausgebildet und angeordnet Sind, kann eine wirtschaf/t-

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liehe Nutzung der verschiedenen Anlagen-Bauelemente nicht realisiert werden, und die Anlage arbeitet auch nicht so schnell, wie dies für die industrielle Fertigung wünschenswert wäre.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Heißblas- bzw. Einstufenverfahrens sowie einer entsprechenden Vorrichtung zur Herstellung von molekular orientierten Kunststoff-Flaschen mit hohem Nutzungs- oder Auslastungsgrad der Bauteile, wobei der Külbelform-Kernzapfen vor der Überführung des Külbels zur Blasformstation aus dem Külbel herausgezogen wird.

Dieses Verfahren soll dabei einen hohen Wirtschaftlichkeitsgrad gewährleisten.

Die Erfindung bezweckt auch die Schaffung einer automatischen Vorrichtung und eines Verfahrens zur Herstellung von molekular orientierten Kunststoff-Flaschen, die eine schnelle Fertigung solcher Flaschen bei wirtschaftlicher oder wirksamer Ausnutzung der Wärmeenergie und der Bauteile der Maschinenanlage ermöglichen sollen.

Die Erfindung bezweckt zudem die Schaffung einer Maschinenanlage mit einer Modul- bzw, Bauelementeinheit zur Herstellung von N Flaschen pro Arbeitstakt, wobei N vorzugsweise 4 oder 5 ist.

Bei dieser Anlage in Modulbauweise sollen Bauelement- bzw. Moduleinheiten zur Herstellung von N Flaschen pro Arbeitstakt in endweiser Anordnung an einem gemeinsamen Hauptrahmen angebracht sein.

In anderer Ausführungsform sollen diese Einheiten neben-

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einander angeordnet sein, so daß die KüTbelformstationen Rücken an Rücken mit einem gemeinsamen Hauptrahmen verbunden sind.

Bei einer solchen Maschinenanlage in Modulbauweise sollen die Bauelemente bzw, Module zudem so ausgelegt sein, daß N Blasformstationen durch zwei N Külbelformstationen bedient werden.

Die genannte Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale und Maßnahmen gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Maschinenanlage wird ein Külbel in einer Külbel- oder Spritzform geformt, zum Einbringen in eine Blasform um 180° umgedreht und dann blasgeformt. Die Külbelform der Anlage weist einen Halsring und einen Kernzapfen auf. Der Halsring wird von einem Wendearm einer Wendeanordnung getragen. Nachdem der Külbel um den Kernzapfen herum geformt und der Kernzapfen zurückgezogen worden ist, werden Wendearm und Halsring durch Drehung um 180° gewendet und dabei mit einer einfachen, ununterbrochenen Bewegung in eine Blasform eingebracht.

Die Maschinenanlage eignet sich besonders zur Ausbildung in Modulbauweise, wobei eine Anzahl (N) Külbel gleichzeitig geformt werden. Nach dem Formen werden die verschiedenen Külbel mittels einer Wendearm- und Halsringanordnung gleichzeitig zu einer Anzahl (N) von Blasformen überführt und auch gleichzeitig blasgeformt. Obgleich jede Baueinheit (Modul) eine zweckmäßige Zahl von Külbel zum gleichzeitigen Formen und Blasformen zu Flaschen enthalten kann, eignet sich die Anlage besonders für die Verarbeitung von vier oder fünf Külbeln in jeder Baueinheit. Hierdurch wird die Verwendung von dicht nebeneinander angeordneten Külbelformen in Anpassung an die vergleichsweise geringe Größe jedes Külbels

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ermöglicht, während die Blasformen aufgrund der Anordnung einer Wendearmanordnung, die sich beim Wendevorgang aufspreizt, entsprechend der Größe detfblasgeformten Flaschen in größeren gegenseitigen Abständen angeordnet sein können. Die Wendearmanordnung umfaßt zweckmäßig eine keilverzahnte Welle, eine Kurvenfühlerrollenanordnung sowie vier oder fünf Wendearme. Bei Verwendung von vier Wendearmen bewegen sich diese beim Wendevorgang jeweils nach rechts oder links, Durch Abwandlung der Winkelform der Arme oder der Kurvenerhebung wird die richtige, zweckmäßige Aufspreizung in Anpassung an Blasformen der entsprechenden Größe für die jeweils gewünschte Flaschengröße erreicht. Bei Verwendung von fünf Wendearmen ist die Bewegung dieselbe wie bei vier Armen, wobei jedoch der mittlere Wendearm beim Wendevorgang keine (Axial-)Verschiebung durchführt.

Die erfindungsgemäße Maschinenanlage kann eine einzige Baueinheit (Modul) aufweisen, umfaßt jedoch vorzugsweise eine Anzahl von Modul- bzw. Baueinheiten, die in verschiedenen Formen angeordnet sein können. Die Einheiten können endweise an einem gemeinsamen Rahmen angeordnet sein, wobei eine getrennte Spritzformanordnung für jede Einheit oder eine einzige Spritzformanordnung nacheinander die einzelnen Module der Einheit bedient. Wahlweise können die Module nebeneinander angeordnet sein, so daß die Külbelformteile Rücken an Rücken angeordnet sind, wobei zwei Sätze von Külbelformen durch eine Spritzformanordnung gleichzeitig beschickt werden. Bei dieser Anordnung kann es sich zur Erhöhung der Produktionsleistung als vorteilhaft erweisen, an jeder Külbelstation zwei Külbelformen und an jeder Blasformstation zwei Blasformen anzuordnen, wobei ein Wendearm der Anordnung die beiden Külbelformen und die beiden Blasformen bedient. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die beiden Külbelformen sowie die beiden Blasformen jeweils Rücken an Rücken angeordnet und am Ende des Wandearms zwei

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Halsringanordnungen vorgesehen werden. Um die Külbelformen vorzugsweise dicht nebeneinander anordnen zu können und dem Wendearm keine unerwünscht große Länge zu verleihen, die einen beträchtlichen lotrechten Freiraum für das Wenden erforderlich machen würde, werden die Wendearme, wenn die Külbel, vorzugsweise durch Drehen bis über das Zentrum (90°), von den Spritz- bzw· Külbelformen freikommen, an einem vorbestimmten Punkt des Wendehubs betätigt, so daß sie sich mit einer scherenartigen oder andersartigen Bewegung automatisch nach außen verschieben. Beim Rücklauf von der Blasform zur Külbelform werden die Wendearme an einem vorbestimmten Punkt zurückgezogen bzw. eingefahren, so daß sie in die Külbelformen einführbar sind. In anderer Ausführungsform ist ein Blasformteil mittig zwischen zwei Külbelformteilen angeordnet. Bei dieser Anordnung wird ein erster Satz von Külbeln mittels einer Spritzformanordnung in einem der Külbelformteile geformt und temperaturkonditioniert. Während ein zweiter Külbelsatz denselben Arbeitegangen unterworfen wird, wird der erste Külbelsatz durch Wenden in die mittig angeordneten Blasformen überführt, gereckt und blasgeformt, worauf die hergestellten Flaschen ausgetragen werden und der die Halsringe tragende Wendearm für die Formung weiterer Külbel gewendet wird. Danach wird der zweite, spritzgeformte und konditionierte Külbelsatz durch Wenden in die Blasform eingebracht, gereckt und blasgeformt, worauf die Flaschen ausgetragen werden und der die Halsringe tragende Wendearm erneut zur Formung weiterer Külbel gewendet wird. Diese Arbeitsgänge werden dabei fortlaufend wiederholt. Die fertiggestellten Flaschen werden mittels einer Pendelanordnung von der Vorderseite der Maschinenanlage abgeführt. Durch diese Ausbildung wird die Auslastung der Blasformen in der gesamten Maschinenanlage optimiert, wobei der Blasformtakt, je nach dem verwendeten Kunststoff, wesentlich kürzer ist als der Külbelform- und Temperaturkonditionierungstakt und eine Dauer entsprechend etwa 1/5 bis 1/2 der Dauer des letzteren Takts besitzen kann. Im Fall

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von Polyethylenterephthalat dauert der Spritzform- und Konditionierungstakt beispielsweise etwa 20 s, während der Blasformtakt etwa 5 s beansprucht.

Obgleich verschiedene Abwandlungen der Maschinenanlage und des Verfahrens gemäß der Erfindung möglich sind, ist die Erfindung im folgenden der Einfachheit halber in Verbindung mit einer Vorrichtung in Form von zwei Modulen aus vier nebeneinander angeordneten Einheiten beschrieben.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene, schematisierte Seitenansicht einer Zweimoduleinheit in Parallelanordnung bei einer Maschinenanlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Anlage nach Fig. 1 mit teilweise weggelassenen Teilen,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 zur Veranschaulichung der Parallelanordnung der Kiilbelformen, der Wendearmanordnungen, der Blasstationen und der Flaschenaustragteile,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3 zur Darstellung einer ersten Bewegung im Arbeitstakt der Anlage,

Fig. 5 eine Fig. 4 ähnelnde Darstellung zur Veranschaulichung einer zweiten Bewegung im Maschinentakt,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 4 zur Darstellung des Külbelformteils der Maschinenanlage mit ge öffneter Külbelformpress e,

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Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 5 zur Darstellung des Flaschenformteils der Anlage mit geschlossener Blasformpressenanordnung,

Fig. 8 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht, welche zwei Külbelformen des Külbelformteils bei geschlossener Külbelpresse und bei in Spritzstellung befindlicher Spritzformanordnung zeigt,

Fig. 9 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Ansicht zur Veranschaulichung von Einzelheiten der Wendearm-Auf spreizbe we gung ,

Fig. 10a bis 1Of schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Moduleinheiten und

Fig. 11 ein Zeit- oder Taktsteuerdiagramm für die Maschinenanlage nach Fig. 1 bis 9.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist die Maschinenanlage als Grundbauteile bzw. -abschnitte eine Spritzformanordnung 10, einen Külbel- und Flaschenformteil 20 mit zwei vollständigem Moduleinheiten sowie eine Flaschenaustrag- oder abfuhreinheit 80 auf.

Die Spritzformanordnung 10 weist einen Zufuhr- bzw. Speisetrichter 11 auf, der über einen Zylinder und eine Schnecke 13 mit einem Verteiler 12 (Fig. 8) verbunden ist. Die Spritzformanordnung ist an einem Rahmen 14 montiert. Gemäß Fig. 8 ist der Verteiler 12 mit dem Zylinder 13 verbunden, der Düsen 16 zum Einspritzen des heißen bzw. aufgeschmolzenen Kunststoffs in Külbelformen speist. Die Düsen 16 sind durch Verschwenken der verschiedenen Elemente um einen Schwenkpunkt 17 herum in

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die Einspritzstellung an den KUlbelformen und aus dieser Stellung heraus bewegbar.

Im folgenden ist insbesondere anhand der Fig. 2 bis 7 der Külbel- und Flaschenformteil beschrieben. Dieser Formteil 20 umfaßt eine kastenförmige Schweißkons truktion 21, welche das hauptsächliche Trag- und Ausrichtelement für den Formteil 20 bildet. An diesem Rahmen 21 sind acht lotrechte Tragstangen angebracht, von denen je zwei die Hauptträger für den Spritzform- oder Külbelforateil 30 und den Blasformteil 30 jeder Moduleinheit bilden. Die einzelnen Module der beiden Moduleinheiten der Maschinenanlage umfassen vier KÜlbelformen 31» vier Blasformen 51 und eine Wendearmanordnung 70. Am kastenförmigen Rahmen 21 ist weiterhin eine getrennte Flaschenaustrageinrichtung 80 angeordnet, welche die Flaschen 52 mit Greifbacken 81 erfaßt und mit einer Drehbewegung vier Flaschen 51 gleichzeitig zur Seite des Rahmens fördert, um dort die.Flaschen auf einen Förderer 90 aufzugeben.

Im Külbelforateil (vgl· Fig. 4 bis 6 und 8) ist ein Schwenksteil trieb 19 für die Spritzformanordnung mittels einer Halterung 18 an der Oberseite des Rahmens 21 angebracht. Mit dem Ende des Spritzformeinheit-Zylinders 13 ist der Verteiler 12 verbunden, welcher das Steuerventil 15 für die ge-

, * *. «j. Heißeinläufe ._,. _, . „ .. ... „>heizten StegeyuncT vier in Reihe angeordnete Spritzdüsen 16 für jedes Modul enthält (vgl. Fig. 8). Eine vorrichtungsfeste EUlbelformplatte 33 mit vier einteiligen, in-einer Reihe * angeordneten Külbelformen 31 ist an den lotrechten Tragstangen 22 angebracht. Die Formplatte 33 bildet den vorrichtungsfesten Verankerungspunkt für die Külbelform-Spannstangen 34, und sie wirkt auch als Kühlflüssigkeitsverteiler für die Külbelform 31· Die massiven KUlbelformen 31 weisen an ihren Außenumfangsflächen wendeiförmige Kühlmittelnuten 35 und an beiden Enden Kühlmittelabdichtungen 36 auf. An der Oberseite

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der Form ist eine Zwischenplatte 37 angebracht, die den größten Teil der Spritzdüseribelastung aufnimmt. Im anderen Ende der Form ist eine Ausnehmung zur Führung und Aufnahme eines Halsrings 38 vorgesehen.

Die geteilten bzw· geschlitzten Halsringe 38 werden durch nicht dargestellte Federn in Schließstellung gehalten. In jeder Halsringhälfte sind KUhlflUssigkeitskanäle vorgesehen. Der Halsring ist lotrecht sowie um sein Zentrum herum frei bewegbar, so daß er sich in der Külbelform einwandfrei ausrichtet. Zwei nicht dargestellte Stangen verbinden die HaIsringhälften in der Weise, daß sich die Halsringe beim Auseinanderbewegen der Stangen sämtlich gleichzeitig ÖJBfnen. An jedem Ende dieser Stangen sind Rollen vorgesehen.

Kernzapfen 39 und Kernzapfenanschläge 40 sind auf einer bewegbaren Kernzapfen-Formplatte 42 montiert, welche die bewegbare Hauptplatte der Külbelformpresse darstellt und die Formbauteile mit einer Kraft beaufschlagt.

An der Kernzapfen-Formplatte 42 ist ein Kernzapfen-Zylinder 48 angebracht, dessen Kolbenstangenende mit einem WendemechaniSBus-Schlitten 73 verbunden ist. In Fig. 6 dargestellte Wendeschlitten-Anschlagmuttern 71 dienen zum Anhalten und Ausrichten des ITendeschlittens bei seinem Abwärtshub.

Eine Külbel-Kniehebelanordnung 47 ist mit der Kernzapfen-Formplatte 42 und einer Kniehebel-Tragplatte 4$ verbunden· < Die Spannstangen 34 haltern diese Tragplatte, die auch durch die Tragstangen 22 der Haschine geführt ist. Die Einstellung der Preßkraft erfolgt mit Hilfe von Einstellmuttern 45 an den Enden der Spannstangen.

Im Blasformteil (vgl. Fig. 4, 5 und 7) ist ein Blasform-Streckkniehebel 53 mit Hilfe der Halterung 18 an der Ober-

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seite der Maschine gehaltert. Dieser Kniehebel dient zur Bewegung eines Blasform-Streckschlittens 54, welcher Streckstangenzylinder 55 und einen Blaskopf 56 trägt. Dieser auf den Maschinen-Tragstangen 22 verschiebbar geführte Schlitten ist lotrecht unmittelbar über den geteilten Blasformen 51 und parallel zu diesen angeordnet. An den Streckstangenzylindern sind mit Hilfe von Anschlüssen 57 jeweils eine Streckbzw. Reckstange 58 mit Stangenfuß 59 angebracht.

Die geteilten Blasformen 51 mit zylindrischer Form sind mit Blasformplatten 60 verbunden, die von entsprechenden Tragstangen 61 und Anbaublöcken 62 getragen werden. Neben der Halterung der Formplatte dienen die Tragstangen auch zum öffnen und Schließen der Blasformen. Die Blöcke 62 sind an einem Blasformrahmen 63 angebracht, der seinerseits auf einem Teil des Hauptrahmens 21 ruht. Die Formplatte 60 dient auch als Kühlmittelverteiler, durch den das Kühlmittel über Zufuhrrohre in den Boden der Form eintritt. Durch diese Konstruktion wird ein schnelles und einfaches Auswechseln der Formen ermöglicht.

Neben der Halterung der Blasformplatten dient der Rahmen 63 auch zur Halterung der Drehzapfen bzw. Drehpunkte für die Blasform-Kniehebelanordnungen 64 und die vorrichtungsfesten Formbodenplatten 65. Ein geschlitzter Teil des Formrahmens wirkt als Führung für eine Kniehebel-Führungsrolle 66, welche den bzw, die Kniehebel in zentrierter Ausrichtung hält.

Der Wendemechanismus (vgl. Fig. 3, 4, 5 und 9) ist auf einem zugeordneten, bewegbaren Schlitten 63 montiert, dessen Schwenkmittellinie zwischen den Külbelformen 31 und den Blasformen 51 liegt. Die Wendearme 74 sitzen auf einer keilverzahnten Welle 76, die vom einen Ende durch eine Zahnstangen- und Ritzelanordnung antreibbar ist, um die Wendearme über 180° in der einen oder anderen Richtung zu drehen«,

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Jeder Wendeann weist eine Kurvennut 77 auf, In welche eine verstellbare KurvenfUhrungsrolle 78 eingreift, so daß der Wendearm bei seiner Drehung auch eine (seitliche) Verschiebung durchführt· Auf diese Weise können die Halsringe von den engen KUlbelformabstand auf den größeren Blasformabs tand aufgespreizt werden· Wie am besten aus Fig. 9 hervorgeht, führen die Wendearme jeweils unterschiedliche Axialverschiebungen durch· Die äußeren Wendearme verschieben sich dabei in entgegengesetzte Richtungen zu den zugewandten Seiten der Maschine hin, während die benachbarten, mittleren Arme eine ähnliche, jedoch kleinere Bewegung durchführen· Nachdem die Külbel 40 mittels des Wendevorgangs in die Blasformen eingeführt und letztere geschlossen worden sind, öffnet sich die Halsringanordnung 38, worauf sie eine Drehung über 180° in entgegengesetzter Richtung zur Külbelformstation durchführt·

Die am Blasformende der Maschine angeordnete Flaschenaustraganordnung 80 (vgl. insbesondere Fig. 2 bis 5) hält während ihrer Drehbewegung um 180° die Flaschen in lotrechter Lage, wobei sie die Flaschen 52 aus den Blasformen 51 entnimmt und auf dem Förderer 90 absetzt.

Auf den entsprechenden Seiten,jeder Flasche angeordnete Backen bzw. Finger 81 sitzen auf einer gemeinsamen Welle, wobei die beiden Wellen durch Zahnräder miteinander verbunden sind· Eine Kurbel an der einen Welle wird zum Erfas- ₍ sen und Freigeben der Flaschen durch einen Druckluftzylinder betätigt.

Im folgenden sind die Arbeitsgänge für die Herstellung einer fertigen Flasche näher erläutert« bei denen das Spritzformen eines Külbels und das Blasformen einer Flasche gleichzeitig erfolgen können·

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Der Kernzapfenzylinder 48 beginnt die Kemzapfenformplatte 33 anzuheben, um die Kernzapfen 39 über die Halsringe 38 hochzuziehen. Gleichzeitig beginnt die Kernzapfen-Kniehebelanordnung 47, die Presse zu schließen, wobei die Kemzapfenformplatte 33 und der Wendemechanismus-Schlitten 73 angehoben werden. Beim Schließen der Presse drückt jeder Kernzapfenanschlag 40 gegen den Halsring 38 an, der dabei in den sich verjüngenden bzw. konischen Formraum hineingedrückt wird und darin zur Ruhe kommt. Während dieses Vorgangs wird die Spritzformeinheit 10 herabgefahren, bis die Spritzdüsen gemäß Fig« 8 an den Külbelformen 31 anliegen.

Das Ventil 15 wird geöffnet, so daß zur Formung der Külbel 32 Kunststoff in die Külbelformen eingespritzt wird. Nach Rückstellung der Spritzschnecke und Druckaufhebung wird das Ventil 15 geschlossen. Die Spritzformeinheit wird sodann durch Verschwenken um den Drehpunkt 17 ein kleines Stück über die Form angehoben.

Wenn die Külbel einen geeigneten Temperaturausgleich erfahren haben, beginnt sich die Presse zu öffnen. Während die Külbel aus den Külbelformen herausgezogen werden, beginnt der Kernzapfenzylinder 48 den Kernzapfen 39 aus dem betreffenden Külbel 32 herauszuziehen. Hierdurch wird insgesamt erreicht, daß sowohl die Kemzapfenformplatte 33 als auch der Wendemechanismus-Schlitten abgefahren werden, wobei sich jedoch der Schlitten langsamer nach unten bewegt. Die Kemzapfenformplatte 33 bewegt sich nach unten, bis der Zylinder' voll eingefahren ist und die Wendemechanismus-Formplatte an den Anschlagmuttern anstößt.

Beim Anstoßen der Formplatten an den Anschlägen sind die Kernzapfen aus den Külbein herausgezogen worden. Sodann drehen sich die Wendearme 70 unter Aufspreizung über 180°, wobei sie die Halsringe 38 und die betreffenden Külbel 32 in die

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- 17 offenen Blasformen 51 einführen»

Daraufhin schließen sich die Blasformen 51, während die Kurven 67 des Halsringöffnungsmechanismus die Halsringe öffnen und die Wendearme mit den Halsringen somit zur Durchführung eines weiteren Arbeitsgangs in die Külbelformposition zurücklaufen.

Die Blasköpfe 56 werden über den Külbeln abgesenkt, wobei die Reckstangen 58 durch die Halsringöffnungen hindurch nach unten vorgeschoben werden und dabei den Külbel recken bzw. strecken und dann mittels des Stangenfußes 59 an die Formbodenplatte andrücken. Während des Reckvorgangs kann Druckluft zum Vorformen eingeblasen werden. Schließlich wird die Blasformluft in den Külbel eingeblasen, so daß die Flasche entsprechend der Formkonfiguration blasgeformt wird (Fig. 5 und 7). Nach ausreichendem Abkühlen der Flasche werden der Blaskopf und die Reckstange lotrecht aus der Flasche herausgezogen, wobei der in ihr herrschende Druck auf Atmosphärendruck abfällt.

Der Austragmechanismus 80 dreht sich über 180°, wobei die Finger 81 die Oberteile der Flaschen ergreifen. Hierauf öffnen sich die Blasformen in Vorbereitung auf den nächsten Arbeitsgang. Der Austragmechanismus dreht sich über 180° zurück, worauf die Finger 81 die Flasche zur Aufgabe auf ein Förderband 90 freigeben.

Obgleich die Maschinenanlage vorstehend in Verbindung mit einem Zweimodulsystem in Parallelanordnung beschrieben ist, bei dem jedes Modul bzw. jede Baueinheit vier Külbelform- und Blasformeinheiten umfaßt, sind zahlreiche andere Anordnungen möglich, wie sie in den Fig„ 10a bis 10e schematisch dargestellt sind. Fig. 10a veranschaulicht eine Maschinenanlage mit einem einzigen Modul unter Verwendung von je vier

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Külbel- und Blasformeinheiten. Fig. 10b veranschaulicht zwei hintereinander angeordnete Moduleinheiten der Art gemäß Fig. 10a. Fig. 10c verdeutlicht schematisch die vorher beschriebene Anordnung, während Fig. 1Od zwei Sätze von vier Külbelformen zeigt, bei denen das Blasformen abwechselnd in einem einzigen Satz von vier Blasformen erfolgt. Fig. 1Oe veranschaulicht hintereinander angeordnete Halsringe an einem einzigen Wendearm, wobei ^eder Wendearm zwei Külbelformen und zwei Blasformen bedient. Die Armausfahrmechanismen sowie die Blasformöffnungs- und -Schließmechanismen sind dabei durch Pfeile angedeutet. Fig. 1Of zeigt eine Anordnung, bei welcher anstelle von vier Einheiten fünf dicht nebeneinander angeordnete Külbel- und Blasformeinheiten vorgesehen sind.

Spezielle Vorteile der Erfindung liegen in der Möglichkeit der Durchführung der Spritzform- oder Külbelform- und Blasformvorgänge als gleichzeitig und gemeinsam erfolgende Arbeitsgänge. Durch die Überschneidung der Külbelform- und Blasformzyklen wird eine maximale Wirtschaftlichkeit bzw. Auslastung sowohl der Külbelformen als auch der Blasformen erreicht. Außerdem wird durch die Maschinenanlage und das Verfahren gemäß der Erfindung die Nutzung der massiven Külbelformen optimiert, die eine verbesserte Umfangskühlung für die Külbel gewährleisten. Da der Külbelformvorgang vom Blasformvorgang unabhängig ist, wirkt ein Kernzapfen ausschließlich mit einer Külbelform zusammen, so daß der Kernzapfen individuell auf seine zugeordnete Külbelform ausgerichtet werden kann. Die Ausbildung des Kernzapfens wird vereinfacht, weil der Kernzapfen die normalerweise beim Heißblas- bzw. Einstufenverfahren durchzuführenden Reck- und Blasformfunktionen nicht zu erfüllen braucht. Die Anlage ermöglicht eine vollständige Temperaturregelung der Külbelformen, der Kernzapfen, der Halsringe und der Blasformen, wodurch die Verfahrensvielseitigkeit bzw. -anpaßbarkeit zur Optimierung der Fertigungsgleichmäßigkeit sowie zur Optimierung der strukturel-

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len Eigenschaften der Blasgeformten Flaschen verbessert wird β

Da die Achsen sowohl der Külbel- als auch der Blasformen lotrecht liegen, wird zudem eine gleichmäßigere Material- und Wärmeverteilung bei minimalem Formwerkzeugaufwand erzielt. Jedem Flaschenformraum braucht dabei nur eine Külbelform, ein Halsring, ein Kernzapfen, eine Blasform und eine Reckstange zugeordnet zu sein. Die Bauteile sind vergleichsweise einfach ausgebildet, wodurch die Fertigungskosten gesenkt und der Einbauaufwand herabgesetzt werden.

Die beschriebenen Bau- bzw. Moduleinheiten ermöglichen den Aufbau kompakter Anlagen unter Verringerung der Gesamtgröße der Maschinenanlage, während gleichzeitig die Zusammenstellung von Maschinenanlagen mit praktisch jeder beliebigen Zahl von Flaschenformeinheiten möglich ist.

Selbstverständlich sind dem Fachmann verschiedene Abwandlungen und Änderungen der vorstehend offenbarten Ausführungsformen der Erfindung möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung also eine Maschinenanlage für die kontinuierliche Herstellung von molekular orientierten Kunststoff-Flaschen durch Blasformen von thermisch konditionieren Külbeln geschaffen, die eine Bau- bzw. Moduleinheit mit einem Külbelformteil zur gleichzeitigen Herstellung von mehreren, vorzugsweise vier Külbeln in Spritzformen mit Jeweils einer Halsringanordnung aufweist. Weiterhin ist ein Blasform- bzw. Flaschenformteil für das gleichzeitige Blasformen von Flaschen in einer der Zahl von Külbeln im Külbelformteil entsprechenden Zahl in Blasformen vorgesehen, wobei eine Wendearmanordnung eine Anzahl von Wendearmen aufweist, die zwischen dem Külbelformteil und dem Flaschen-

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formteil angeordnet und so ausgebildet sind, daß die betreffende Halsringanordnung der Spritzform vom äußersten Ende jedes Wendearms getragen wird und die Wendearme sowie die Halsringe in einer ersten Stellung den Külbel-Spritzformen und in einer zweiten Stellung den Blasformen wirkungsmäßig zugeordnet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich dadurch, daß die Wendearme der Wendearmanordnung zur Halterung der Halsringe der Külbelformen benutzt werden, die Külbel gleichzeitig geformt werden, Wendearm- und Halsringanordnung gewendet, d.h. über 180° gedreht werden und dabei die geformten Külbel sowie die Halsringe in wirkungsmäßige Beziehung zu einer offenen Blasform gebracht werden. Nach dem Schließen der Blasform werden die Halsringe geöffnet, und die diese tragenden Wendearme werden wiederum über 180° in der der ersten Bewegung entgegengesetzten Richtung verdreht, worauf derselbe Arbeitsgang wiederholt wird. Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht eine schnelle Fertigung von Flaschen, wobei sie gedrängt bzw. kompakt gebaut ist und die Maschinenbauteile wirksam ausnutzt.

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Claims

Patentansprüche

1·^Maschinenanlage zur Herstellung von molekular orien-V-/ tierten Kunststoff-Flaschen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Spritzform (31) zur Formung eines Külbels (32), mindestens eine Blasfirm (51) zum Blasformen des Külbels zu einer Flasche (52) und mindestens einen Wendearm (74) mit einer an dessen Außenende vorgesehenen Einrichtung (38) zum freigebbaren Erfassen eines Külbels aufweist, daß der Wendearm (74) zwischen den Spritz- und Blasformen angeordnet ist und eine Einrichtung zum Verschwenken des Wendearms über 180° in der einen oder anderen Richtung aufweist und an einer Achse (76) angeordnet ist, wobei das Außenende des Wendearms, welches die den Külbel erfassende Einrichtung (38) trägt, in einer ersten Stellung über der Külbel- bzw. Spritzform und nach dem Drehen über 180° in einer zweiten Stellung über der Blasform liegt.

2. Maschinenanlage zur Herstellung von molekular orientierten Kunststoff-Flaschen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anzahl von Külbelformstationen zur Formung von Külbeln in Külbelformen mit 3e einer Külbel-Halsringanordnung und mit Einrich-

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ORIGIN* INSPECTED

tungen zum gleichzeitigen Spritzformen und Herstellen einer Anzahl von KüTbeln in diesen Külbelformen, eine der Zahl der Külbelformstationen entsprechende Zahl von Blasformstationen zum gleichzeitigen Blasformen der verschiedenen Külbel sowie eine zwischen den Külbel- und den Blasformstationen angeordnete Wendearmanordnung aufweist, die eine der Zahl von Külbelformstationen entsprechende Zahl von Wendearmen umfaßt, die jeweils am Außenende eine Einrichtung zum Erfassen des Halsrings der Külbelform tragen, und daß eine Einrichtung zum Drehen der Wendearme mit den Halsringen aus einer ersten, an der Külbelformstation befindlichen Stellung über 180° in eine zweite, über der Blasformstation liegende Stellung und zurück vorgesehen ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß je vier Külbelformen, Blasformen und Wendearme vorgesehen sind.

4. Anlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Wendearmanordnung Mittel aufweist, die gleichzeitig mit der Wendebewegung eine Verschiebung unter Auseinanderspreizung der Wendearme bei der Drehung aus der ersten in die zweite Stellung herbeiführen und bei der Drehung aus der zweiten in die erste Stellung die Arme gegeneinander verschieben.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Külbel- und Blasformstationen sowie die Wendearmanordnung als Bau- bzw. Moduleinheit ausgebildet sind.

6β Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anzahl von Bau- bzw» Moduleinheiten nach Anspruch 5 aufweist·

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7. Anlage nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Bau- oder Moduleinheiten mit der Anzahl von Külbelformstationen Rücken an Rücken angeordnet sind.

8, Anlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Külbelformen massive bzw· einteilige Formen sind.

9· Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasformen geteilte Formen sind.

10. Verfahren zur Herstellung von molekular orientierten Kunststoff-Flaschen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Külbel in lotrechter Lage und mit nach unten gerichtetem Halsteil geformt wird, daß der Külbel durch Erfassen seines Halsteils und Drehen um 180° um eine waagerechte Achse gewendet und in eine Blasform eingeführt wird und daß der Külbel in der Blasform blasgeformt wird.

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