DE29811107U1

DE29811107U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Hohlkörpern

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Publication number: DE29811107U1
Application number: DE29811107U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2008-03-10

Description

Peter Marth
53639 Königswinter

Vorrichtung
zur Herstellung von Künststoff-Hohlkörpern

Die Erfindung betrifft eine

Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Hohlkörpern mit einer ersten Station zur Bildung von Hohlkörperteilen und einer zweiten Station zur Verbindung dieser Hohlkörperteile zu dem fertigen Hohlkörper.

Hohlkörper aus Kunststoff, wie z.B. Kanister, Tanks und Flaschen, werden im allgemeinen durch Extrusionsblasformen hergestellt. Hierbei wird zunächst ein Schlauch aus plastifiziertem Kunststoff extrudiert, der in einem Blaswerkzeug mit einem der Hohlkörperkontur entsprechenden Hohlraum eingeschlossen und bis zur Anlage an der Hohlraumwandung aufgeblasen wird. Nach einer zur Erreichung der Formstabilität genügenden Abkühlungszeit kann der Hohlkörper entformt werden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der erhebliche apparative Aufwand, zu dem die Schließeinheit, der Speicherkopf, das Blasformwerkzeug, die Wandstärkenregulierung, die Abfallentfernungs- und die Spreizvorrichtung beiträgt. Der je nach Hohlkörpergestalt unterschiedliche Abfallanteil muß wieder in den Prozess zurückgeführt werden. Ein weiterer Nachteil ist die langsamere Abkühlung der Hohlkörperinnenseite, da die Wärmeabfuhr zur

Blasluftseite hin gebremst erfolgt. Wenn statt Blasluft tiefgekühlte Gase, wie Kohlendioxid oder Stickstoff eingesetzt werden, steigen die Betriebskosten erheblich. Aber auch der Blasluftverbrauch stellt einen erheblichen Kostenfaktor dar, insbesondere bei größeren Hohlkörpern. Wegen der innenseitig langsamen Abkühlung des Blasformlings ergeben sich längere Taktzeiten, insbesondere bei Hohlkörpern mit größeren Wandstärken.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtungzur Herstellung .yon Kunststoff-Hohlkörpern zu schaffen, bei denen die oben genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll der apparative Aufwand verringert werden, der Abfallanteil soll reduziert werden und die Taktzeit soll gesenkt werden. Darüber hinaus sollen auch die Betriebskosten der Vorrichtung reduziert werden, und die Steuerung bzw. Gleichmäßigkeit der Wandstärke des Hohlkörpers soll in einfacher Weise möglich sein.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man durch Spritzgießen in einem Schuß wenigstens ein Paar komplementäre Hohlkörperhälften herstellt und die beiden Hohlkörperhälften zusammenfährt und längs ihrer Ränder verbindet. Durch das Spritzgießen der Hohlkörperhälften wird eine schnellere Abkühlung als beim Blasformen erreicht, so daß die Taktzeit erheblich gesenkt werden kann. Die Wandstärke wird durch die Kavität exakt vorgegeben, und der Abfallanteil ist sehr gering. Im allgemeinen werden zwei spiegelsymmetrische Hohlkörperhälften geformt, die längs ihrer Ränder zu dem Hohlkörper verbunden werden. Dabei können die beiden Hälften unterschiedlich ausgebildete^Ränder aufweisen, wenn dies für die Verbindung der beiden Hälften förderlich ist. Beispielsweise können an der Rändern Überlappungen oder ein gegenseitiger Eingriff in Form von Nut und Feder ausgebildet sein.

Vorzugsweise verbindet man die beiden Hohlkörperhälften durch Schweißen. Es können verschiedene Verfahren zur Anwendung kommen, die sich im wesentlichen in der Art der Wärmezuführung zu den beiden Rändern der Hohlkörperhälften unterscheiden. Die Wärmezufuhr kann z.B. durch direkten Kontakt mit einem Schweißspiegel oder durch Infrarot-Strahler erfolgen. Wenn die Hohlkörperhälften noch heiß in die Schweißstation transferiert werden, kann die zur Erreichung der Schweißtemperatur erforderliche Wärmezufuhr gering und die erforderliche Zeit kurz bemessen werden.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt man zwei im wesentlichen spiegelsymmetrische Hohlkörperhälften her, deren konkave Seiten einander zugewandt sind. Die beiden Hohlkörperhälften haben schon in der Spritzgießmaschine die für ihre Verbindung nötige Lage zueinander, so daß ihr Handling bis zur Verbindung nur Linear- aber keine Drehbewegungen erfordert.

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Hohlkörperhälften in der Spritzgußstation von Greifern übernommen und in die Verbindungsstation transferiert. Der Greifer kann die Hohlkörperhälfte durch Vakuum übernehmen und halten. Zweckmäßigerweise greift der Greifer auf der Außenseite der Hohlkörperhälfte an; er läßt genügenden Abstand zum Rand der Hohlkörperhälfte, so daß die Randerhitzung und -verschweißung oder auch eine anderweitige Verbindung nicht behindert wird.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beläßt man die Hohlkörperhälften nach dem Öffnen der Spritzgußform in den Außenformwerkzeugen und transferiert sie mit diesen in die Verbindungsstation. Bei dieser Ausführungsform übernehmen die Außenformwerkzeuge die Funktion einer Transfereinrichtung bzw. der Greifer, so daß die Hohlkörperhälften nicht umgesetzt werden müssen. Auch in diesem Falle kann die Halterung der Hohlkörperhälften in den Aüßenformteilen durch Vakuum gesichtert werden. Da die Hohlkörperhälften nicht umgesetzt zu werden brauchen, ergibt

sich eine weitere Verringerung der Taktzeit in der Spritzgießstufe. Dabei kann die Formteilebene von dem Rand der Hohlkörperhälfte Abstand haben, so daß auch in diesem Falle die Ränder der Hälften freiliegen.

Die Aufgabe wird ferner bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste Station ein Spritzgußwerkzeug mit einer stationären zentralen Aufspannplatte mit Kanälen für die Zuführung des plastifizierten Kunststoffs und auf ihren beiden Seiten aufgespannten zentralen Formwerkzeugen sowie zwei den beiden Seiten der zentralen Aufspannplatte zugeordneten, verfahrbaren, äußeren Aufspannplatten mit äußeren Formwerkzeugen umfaßt, wobei die zusammengefahrenen Formwerkzeuge die Kavitäten zur Bildung von zwei komplementären Hohlkörperhalften umschließen, und daß zwischen dem Spritzgußwerkzeug und der Verbindungsstation Einrichtungen zumTransfer der gebildeten Hohlkörperhälften in die Verbindungsstation und in ihre Vereinigungslage verfahrbar sind. Wenn die Formwerkzeuge für jeweils eine Kavität vorgesehen sind, werden mit einem Spritzschuß die beiden komplementären Hohlkörperhälften gebildet. Es ist auch möglich, daß in jedem Formwerkzeug Kavitäten für zwei oder mehr Hohlkörperhälften eingearbeitet sind. Mit jedem Spritzschuß werden dann zwei oder mehr Paare komplementäre: Höhlkörperhälften gefertigt. Da d&e-Hohlkörperhälften durch die Zwangskühlung in den Formwerkzeugen schnell abkühlen und möglichst heiß zur;'Verbindung in eine Schweißstation gefahren werden, ergibt sich auch aus.diesem^Gründe eine kurze Spritzgießphase.

Vorzugsweise haben die zentralen Formwerkzeuge konvexe Kavitätsflachen und die äußeren Formwerkzeuge konkave Kavitätsflachen. Die beiden Hohlkörperhälften werden daher bereits in der Lage zueinander gefertigt, in der sie - nach Randerhitzung und Zusammenpressen - verbunden werden. Der Transfer aus der Spritzgießstation in die Verbindungs-/Schweißstation erfolgt daher über reine Linear-

bewegungen.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Transfereinrichtungen zwei zwischen die offenen zentralen und äußeren Formwerkzeuge und senkrecht zu den Formteilebenen verfahrbare Greifer. Die Greifer entnehmen die Hohlkörperhälften von dem Formwerkzeug, vorzugsweise von dem zentralen Formwerkzeug und versetzen sie durch Linearverschiebungeh in die Verbindungs- oder Schweißstation. Die Greifer arbeiten vorzugsweise 'mit Unterdruck und werden in der Spritzgießform zur Übernahme der Hohlkörperhälfte aktiviert und lin der Schweißstation nach erfolgter Verschweißung der beiden Hälften desaktiviert. Mit einer Spritzgießform kann mehr als ein Greiferpaar zusammenarbeiten, um die gebildeten Hohlkörperhälften in verschiedene Schweißstationen zu transferieren, wenn dies für die rationelle Fertigung zweckmäßig ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Transfereinrichtungen durch die mit den Formwerkzeugen bestückten äußeren Aufspannplatten gebildet. Hierbei werden die Hohlkörperhälften beim öffnen der Spritzgußform von den äußeren Formwerkzeugen mitgenommen, die anschließend den Transfer in die Verbindungsstation ausführen. Zweckmäßigerweise sind hierbei jeder Seite der zentralen Aufspannplatte zwei oder drei wechselweise verfahrbare äußere Aufspannplatten mit Formwerkzeugen zugeordnet. Sobald ein mit Hohlkörperhälften beladenes Paar äußerer Aufspannplatten/Formwerkzeuge aus der Spritzgußstation abgefahren ist, kann ein neues Aufspannplattenpaar mit leeren Formwerkzeugen in die Spritzgießstation einfahren, und die Formen können zufahren, so daß der nächste Spritzgießvorgang beginnen kann, bevor das mit Hohlkörperhälften beladene Werkzeugpaar die Verbindungsstation erreicht hat. Zweckmäßigerweise umfaßt die Verbindungsstation eine Schweißeinrichtung. Es können unterschiedliche Typen in dieser Einrichtung zur Anwendung kommen, sofern sie eine saubere Schweißnaht ohne Außenwulst ergeben.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Kanisters wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung

Figur 1 den Spritzgußteil der Vorrichtung in geschlossenem Zustand, teilweise im Schnitt;

Figur 2 den Spritzgußteil der Vorrichtung im offenen Zustand mit entformten Kariisterhälften, teilweise im Schnitt;

Figur 3 die Draufsicht der Kanisterhälften in der Schweißstation bei der Erhitzung der zu verschweißenden Ränder; und

Figur 4 die Draufsicht des Kanisters nach erfolgter Verschweissung,der beiden Hälften.

Figur 1 zeigt die Spritzgußstation der Vorrichtung mit einem Plastifizierungsextruder 1, einer daran angeschlossenen, zentralen Aufspannplatte 2 und den beiden in Öffnungs- und Schließrichtung verfahrbaren äußeren Aufspannplatten 3 und 4. Die Aufspannplatte trägt auf beiden Seiten ein Formwerkzeug 5 bzw. 6, während die äußeren Aufspannplatten 3 und 4 äußere Formwerkzeuge 7 bzw. 8 tragen, die mit den zentralen Formwerkzeugen 5 bzw.6 die Kavitäten 9 bzw. 10 für die Kanisterhälften 11 und 12 bilden. Die zentralen Formwerkzeuge 5,6 enthalten Angußkanäle 13. Die Formwerkzeuge 5-8 enthalten ferner Kühlmittelkanäle sowie ggfs. Auswerfersysteme (nicht dargestellt).

Figur 2 zeigt die Spritzgußmaschine im offenen Zustand. Die Greifer 14,15 der Transfereinrichtung sind in die Maschine eingefahren und haben die bis zur Formbeständigkeit abgekühlten Hälften 11 bzw. 12 rückseitig erfaßt(Vakuum) und von den zentralen Formwerkzeugen 5 bzw. 6 soweit abgezogen, daß sie aus den offenen For-

men herausgefahren werden können.

Figur 3 zeigt die mit Hilfe der Greifer 14,15 in die Schweißstation gefahrenen Kanisterhälften 11,12 in dteirDraufsieht. Der auf einer Welle 17 angebrachte Schweißspiegel 16 befindet sich zwischen den Kanisterhälften in Kontakt mit ihren Rändern, so daß diese auf die Schweißtemperatur erwärmt werden. Nach Erreichen dieser Temperatur werden die Greifer 14 und 15 mit den Kanisterhälften auseinandergefahren, so daß der Schweißspiegel 16 ausschwenken kann. Anschließend fahren die Greifer 14 und 15 wieder zusammen, bis die Schweißverbindung zwischen den Hälften 11 und 12 hergestellt wird, vergl. Figur 4. Nach genügender Abkühlung kann der fertige Kanister von den Greifern 14,15 freigegeben werden, die dann in die Spritzgußstation zurückfahren.

Da die -Spritzgußfertigung der Hohlkörperhälften mit kürzeren Taktzeiten als ihre Verbindung, insbesondere ihre Verschweissung, erfolgt, können der Spritzgußstation mehrere Schweißstationen zugeordnet werden, die im Wechsel nacheinander mit den Hohlkörperhälften aus der Spritzgußstation beschickt werden.

Claims

- 8 Schutzansprüche

·, Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Hohlkörpern, wie z.B. Behältern, mit einer ersten Station zur Bildung von Hohlkörperteilen und einer zweiten Station zur unlösbaren Verbindung der Hohlkörperteile zu einem Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Station ein Spritzgußwerkzeug mit einer stationären zentralen' Aufspannplatte (2) mit Kanälen für die Zuführung des plastifizierten Kunststoffs und auf ihren beiden Seiten aufgespannten zentralen Formwerkzeugen (5,6) und zwei den beiden Seiten der zentralen Aufspannplatte zugeordneten, verfahrbaren, äußeren Aufspannplatten (3,4) mit äußeren Formwerkzeugen (7,8) umfaßt, wobei die zusammengefahrenen Formwerkzeuge (5-8) die Kavitäten (9,10) zur Bildung von zwei komplementären Hohlkörperhälften (11,12) umschließen, und daß zwischen dem Spritzgußwerkzeug und der Verbindungsstation Einrichtungen zum Transfer der gebildeten Hohlkörperhälften (11,12) in die Verbindungsstation und in ihre Vereinigungslage verfahrbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentralen Formwerkzeuge (5,6) die konvexen Kavitätsflachen und die äußeren Formwerkzeuge (7,8) die konkaven Kavitätsflachen aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transfereinrichtungen zwei zwischen die offenen zentralen und äußeren Formwerkzeuge (5,6 bzw. 7,8) und senkrecht zu den Formteilebenen (18,19) verfahrbare Greifer (14,15) sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transfereinrichtungen durch die mit den Formwerkzeugen (7,8) bestückten, äußeren Aufspannplatten (3,4) gebildet sind.
5_# Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Seite der zentralen Aufspannplatte (2) zwei oder drei wechselweise verfahrbare, äußere Aufspannplatten (3 bzw. 4) zugeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstation eine Schweißeinrichtung (16) umfaßt.