DE4212583A1 - Vorrichtung zur Blasformung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Blasformung von thermoplastischem Kunststoff, die eine aus mindestens zwei Blasformelementen bestehende Blasform aufweist, die mit einem zur Formgebung eines herzustellenden Behälters vorge­ sehenen Innenraum versehen ist und bei der die Blasformele­ mente im Bereich von verschwenkbar gelagerten Formträgern angeordnet sind.

Derartige Vorrichtungen werden sowohl im Bereich von rotie­ rend angetriebenen Blasrädern als auch im Bereich von sta­ tionären Einrichtungen verwendet. Mit Hilfe der Blasform werden beispielsweise aus Vorformlingen, die in einem Spritzgußverfahren aus Polyäthylenterephthalat hergestellt werden, Behälter geblasen, die zur Aufnahme von Getränken oder anderen Produkten geeignet sind.

Bei den bislang verwendeten Vorrichtungen erfüllen die kon­ struktiven Realisierungen zur Durchführung von Öffnungs- und Schließbewegungen nicht alle Anforderungen, die an eine einfache Gestaltung, eine lange Lebensdauer sowie eine preiswerte Fertigung gestellt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor­ richtung der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine übersichtliche mechanische Gestaltung geschaffen und eine einfache Betätigungsmöglichkeit bereitgestellt wird sowie eine Erhöhung der Betriebssicherheit erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Formträger auf einer Welle geführt sind, im Bereich von der Welle abgewandt angeordneten Enden der Formträger eine Ver­ riegelungseinrichtung vorgesehen ist und die Formträger im Bereich ihrer der Verriegelungseinrichtung abgewandten Aus­ dehnung die Welle mit Betätigungsarmen überragen, die über Kopplungshebel drehbeweglich mit einem Verstellelement ge­ koppelt sind, das im wesentlichen in Richtung einer Mittel­ linie der Blasform geführt ist.

Durch die Führung der Formträger auf der Welle entsteht bei einer geschlossenen Form ein Kraftlinienverlauf durch die Welle hindurch. Hierdurch werden günstige Krafteinleitungen ermöglicht. Darüber hinaus sind zusätzliche Verriegelungs­ einrichtungen im Bereich von der Welle zugewandten Enden der Formträger entbehrlich. Mit Hilfe der Verriegelungseinrich­ tung im Bereich der der Welle abgewandten Enden wird eine mechanische Verbindung der Formträger in einem geschlossenen Zustand geschaffen. Die Betätigungsarme ermöglichen eine Bewegung der Formträger nach dem Betätigungsprinzip einer Schere. Durch die Verbindung des Verstellelementes über die Kopplungshebel mit den Betätigungsarmen ist es möglich, eine lineare Bewegung in Richtung der Mittellinie der Blasform in eine Schließbewegung umzusetzen, ohne daß hierzu eine auf­ wendige Mechanik erforderlich wäre. Die Betätigung der Form­ träger erfolgt somit rein mechanisch, so daß zu jedem Be­ triebszeitpunkt eine exakt definierte Positionierung vorge­ geben ist. In Ausnahmezuständen ist deshalb zu beliebigen Zeitpunkten ein Abbruch der jeweiligen Bewegungsabläufe und ein Festsetzen der bewegten Elemente in der jeweiligen Posi­ tionierung möglich. Hieraus resultiert eine erhebliche Ver­ ringerung der Unfallgefahren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verstellelement als eine Rolle ausgebil­ det ist, die von einem Anlenkhebel in Richtung der Mittel­ linie positioniert wird, der im Bereich eines der Rolle abgewandten Endes mit einer Welle verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist es in einfacher Weise möglich, die Be­ tätigungselemente mit einer vorgebbaren räumlichen Entfernung zu den Formträgern anzuordnen und eine Steuereinrichtung beispielsweise oberhalb oder unterhalb der Formträger vor­ zusehen. Hierdurch werden die konstruktiven Freiheiten bei einer Anordnung der Vorrichtung im Bereich einer Blasma­ schine erhöht.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgese­ hen, den Anlenkhebel und die Kopplungshebel derart relativ zueinander anzuordnen, daß in einer geöffneten Positionie­ rung der Formträger eine Selbsthemmung realisiert ist. Durch diese Selbsthemmung werden die Unfallgefahren durch unbeab­ sichtigte Formschließbewegungen erheblich vermindert. Insbe­ sondere ist es möglich, eine aktive Steuereinwirkung auf das Verstellelement nur dann vorzusehen, wenn auch tatsächlich Positionsveränderungen vorzunehmen sind. Auch hieraus re­ sultiert eine vereinfachte mechanische Konstruktion.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist minde­ stens eines der Blasformelemente relativ zu einem Formträger verspannbar angeordnet. Durch diese verspannbare Anordnung ist es möglich, nach einem Schließen der Formträger und einer Betätigung der Verriegelungseinrichtung eine Vor­ spannung auf die Blasformelemente aufzubringen, die eine Spaltbildung bei einer Expansion des thermoplastischen Vor­ formlings durch Druckeinwirkung verhindert. Hierdurch können Behälter genau vorgegebener Dimensionierung produziert wer­ den, deren äußere Gestaltung frei von Spaltabbildungen ist, die das ästhetische Erscheinungsbild beeinträchtigen würden.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Eine Prinzipdarstellung der Funktion der Verstellung der Formträger in einem geöffneten Zustand,

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 in einem geschlossenen Zustand,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teiles einer Blasstation,

Fig. 4 eine andere perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch eine geschlossene Blasstation, in der ein Adapter zur Halterung eines Blasformelementes verspannbar gegenüber dem ihm zugeordneten Formträger angeordnet ist,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Blasstation im Bereich einer Verriegelungseinrichtung und

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Blasstation im Bereich der Verriegelungseinrichtung.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Vorrichtung zur Blas­ formung im wesentlichen aus zwei verschwenkbar gelagerten Formträgern (1, 2) ausgebildet ist, die im Bereich einer Welle. (3) geführt sind. Die Formträger (1, 2) überragen die Welle (3) mit Betätigungsarmen (4, 5), die über Kupplungshe­ bel (6, 7) mit einem Verstellelement (8) verbunden sind. Das Verstellelement (8) ist als eine Rolle ausgebildet, die in Richtung einer Mittellinie (9) einer mit den Formträgern (1, 2) versehenen Blasstation beweglich geführt ist. Zur Verbindung der Betätigungsarme (4, 5) mit den Kopplungshebeln (6, 7) sind Schwenklager (10, 11) vorgesehen.

Zur Positionierung des Verstellelementes (8) ist ein Anlenk­ hebel (12) vorgesehen, der mit einem das Verstellelement (8) führenden Längsschlitz (13) versehen ist. Im Bereich seines dem Längsschlitz (13) abgewandten Endes ist der Anlenkhebel (12) mit einer Welle (14) verbunden, die eine definierte Verschwenkung des Anlenkhebels (12) und damit einer Positio­ nierung des Verstellelementes (8) entlang der Mittellinie (9) ermöglicht. Im Bereich der dem Betätigungsarm (4, 5) abgewandten Enden der Formträger (1, 2) sind Ausnehmungen (15, 16) vorgesehen, in die bei der in Fig. 2 dargestellten verschlossenen Positionierung eine Verriegelungseinrichtung (17) eingreift.

Zur Aufnahme von Blasformelementen weisen die Formträger (1, 2) geschwungene Konturen auf, die einen Innenraum (18) seitlich begrenzen. In der in Fig. 1 dargestellten geöffne­ ten Positionierung spannen die Formträger (1, 2) einen Öff­ nungswinkel (19) auf. Dieser kann beispielsweise 48 Grad betragen.

Aus der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 3 ist er­ sichtlich, daß zur Gewährleistung einer definierten Kraft­ einleitung in die Formträger (1, 2) zwei Führungsrollen (27) vorgesehen sind, die jeweils in Schienen (20, 21) geführt sind, die sich in Richtung der Mittellinie (9) erstrecken.

Die Betätigungsarme (4, 5) bestehen jeweils aus mit einem Abstand zueinander angeordneten Stegen (22, 23), zwischen denen im Bereich der Schwenklager (10, 11) die Kopplungshebel (6, 7) geführt sind. Im Bereich einer äußeren Begrenzung der Formträger (1, 2) ist eine Konturierung (24) vorgesehen, die im wesentlichen aus stegförmigen Versteifungen (25) ausge­ bildet ist, die Vertiefungen (26) umgeben.

Zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Verstellung der Ver­ riegelungseinrichtung (17) ist gemäß Fig. 5 ein Sicherungse­ lement (28) vorgesehen, das insbesondere Positionsverände­ rungen der Verriegelungseinrichtung (17) aufgrund deren Eigengewichtes verhindert. Das Sicherungselement (28) be­ steht im wesentlichen aus einem Sperrelement (29), das in einer Ausnehmung (30) verschieblich geführt und von einer Feder (31) beaufschlagt ist. Insbesondere ist daran gedacht, das Sperrelement (29) mit einem Langloch (32) zu versehen, durch das die Verriegelungseinrichtung (17) bereichsweise geführt ist.

Zur Ermöglichung einer Verspannung von Blasformelementen (33, 34) relativ zueinander ist im Bereich eines der Form­ träger (1, 2) ein Adapter (35) vorgesehen, der relativ zum Formträger (1, 2) mit einer Verstellkraft beaufschlagt werden kann. Zum Aufbringen der Verspannkraft ist ein Stellelement (36) vorgesehen, das beispielsweise als ein von einem Halte­ rungsring (37) umgebener Kolben (38) ausgebildet sein kann. Zur Verstellung des Kolbens (38) kann beispielsweise ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmedium vorgesehen werden.

Eine detaillierte Darstellung der Verriegelungseinrichtung (17) ist in Fig. 6 abgebildet. Die Verriegelungseinrichtung (17) besteht im wesentlichen aus einer Zahnstange (39), die über Querträger (40) mit Verriegelungsbolzen (41) verbunden ist. Die Verriegelungsbolzen (41) erstrecken sich im wesent­ lichen parallel zur Zahnstange (39). Zur Durchführung einer Verriegelung werden die Verriegelungsbolzen (41) in die Ausnehmungen (15, 16) der Formträger (1, 2) eingeführt. Die Ausnehmungen (15, 16) werden dabei im Bereich von Vorsprüngen (42, 43) der Formträger (1, 2) angeordnet. Insbesondere ist daran gedacht, drei Verriegelungsbolzen (41) vorzusehen und jeden der Verriegelungsbolzen (41) durch drei Vorsprünge (42, 43) hindurchzuführen, von denen jeweils zwei mit einem der Formträger (1, 2) und der verbleibende Vorsprung (42, 43) mit dem anderen Formträger (1, 2) verbunden ist. Zum Aus­ gleich von Fertigungstoleranzen ist insbesondere daran ge­ dacht, die Verriegelungsbolzen (41) über die Querträger (40) kardanisch an der Zahnstange (39) aufzuhängen.

Zur Verstellung der Zahnstange (39) ist ein Zahnrad (44) vorgesehen, das beispielsweise auch als Radsegment ausgebil­ det sein kann. Eine Verstellung des Zahnrades (44) erfolgt über eine Verriegelungswelle (45). Aus dem in Fig. 6 darge­ stellten Längsschnitt durch das Sicherungselement (28) ist ersichtlich, daß das Sperrelement (29) im wesentlichen buchsenförmig ausgebildet ist und im Bereich eines Teiles der Erstreckung des Langloches (32) ein Eingriffelement (46) angeordnet ist, das sich bei einer Auslenkung der Feder (31) in die Verzahnung der Zahnstange (39) einfügt und eine Verschiebung der Zahnstange (39) verhindert. Eine Entriege­ lung des Sicherungselementes (28) erfolgt automatisch bei einem Schließen der Blasstation. Bei einer Anordnung des Sicherungselementes (28) im Bereich des Formträgers (1) kann die Positionierung des Sperrelementes (29) mit Hilfe des Vorsprunges (43) erfolgen, der zwischen die mit dem Formträ­ ger (1) verbundenen Vorsprünge (42) eingreift.

Zur Verstellung des Zahnrades (44) kann ein Hebel (47) vorgesehen werden, der über ein Schwenklager (48) an ein Positionierelement anschließbar ist.

Bei einer Anordnung der Formträger (1, 2) im Bereich eines rotierenden Blasrades ist es in einfacher Weise möglich, eine Kurvensteuerung vorzusehen, die über Rollen abgetastet wird. Hierdurch wird eine eindeutige Zuordnung der Positio­ nierbewegungen der Formträger (1, 2) sowie der Verriegelungs­ einrichtung (17) zur Rotationspositionierung des Blasrades ermöglicht. Die jeweiligen Kurvensegmente brauchen sich jeweils nur über denjenigen Bereich zu erstrecken, in dem auch tatsächlich Positionsveränderungen durchgeführt werden müssen. Unbeabsichtigte Positionsveränderungen der Verriege­ lungseinrichtung (17) werden durch das Sicherungselement (8) verhindert und eine Sicherung der Formträger (1, 2) in einer geöffneten Positionierung erfolgt durch das Kniehebelprinzip der Kombination aus den Betätigungsarmen (4, 5), den Kopp­ lungshebeln (6, 7) und dem Verstellelement (8).

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Blasformung von thermoplastischem Kunststoff, die eine aus mindestens zwei Blasformelementen bestehende Blasform aufweist, die mit einem zur Formgebung eines herzustellenden Behälters vorgesehenen Innenraum ver­ sehen ist und bei der die Blasformeleinente im Bereich von verschwenkbar gelagerten Formträgern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Formträger (1, 2) auf einer Welle (3) geführt sind, im Bereich von der Welle (3) abge­ wandt angeordneten Enden der Formträger (1, 2) eine Verriege­ lungseinrichtung (17) vorgesehen ist und die Formträger (1, 2) im Bereich ihrer der Verriegelungseinrichtung (17) abgewandten Ausdehnung die Welle (3) mit Betätigungsarmen (4, 5) überragen, die über Kopplungshebel (6, 7) drehbeweglich mit einem Verstellelement (8) gekoppelt sind, das im wesent­ lichen in Richtung einer Mittellinie (9) der Blasform ge­ führt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Verstellelementes (8) ein Anlenkhebel (12) vorgesehen ist, der einen das Verstellelement (8) füh­ renden Längsschlitz (13) aufweist und im Bereich seiner dem Verstellelement (8) abgewandten Ausdehnung mit einer Welle (14) zur Vorgabe einer Drehpositionierung verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kopplungshebel (6, 7) in einer geöffneten Positionierung der Formträger (1, 2) zur Realisierung einer Selbsthemmung derart relativ zu den Betätigungsarmen (4, 5) angewinkelt sind, daß das Verstellelement (8) bei einer Kraftbeaufschlagung der Formträger (1, 2) in einander zuge­ wandte Richtungen in Richtung auf die Welle (3) mit einer Verstellkraft beaufschlagt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung des Verstellelementes (8) eine von Kurvenrollen abgetastete Kurvensteuerung vorge­ sehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvensteuerung aus Kurvensegmenten ausgebildet ist, die stationär im Bereich eines rotationsfähig gelagerten Blas­ rades angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkhebel (12) zur Führung des Verstellelementes (8) einen Längsschlitz (13) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkhebel (12) im Bereich seiner dem Verstellelement (8) abgewandten Ausdehnung mit einer Welle (14) zur Verbindung mit einem Steuerelement versehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement (8) über Verbin­ dungsteile mit Führungsrollen (27) verbunden ist, die im Bereich von Schienen (20, 21) geführt sind, die sich in Richtung der Mittellinie (9) erstrecken.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (17) als eine Zahnstange (39) ausgebildet ist, die über Querträger (40) mit Verriegelungsbolzen (41) verbunden ist, die in Ausnehmungen (15, 16) der Formträger (1, 2) eingreifen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsbolzen (41) relativ zur Zahnstange (39) kardanisch aufgehängt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Formträger (1, 2) Vorsprünge (42) aufweist, die jeweils mit einer Ausnehmung (15) versehen sind und zwischen denen in einer geschlossenen Positionie­ rung ein mit dem Formträger (2) verbundener Vorsprung (43) geführt ist, der mit der Ausnehmung (16) versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fixierung der Zahnstange (39) in einer geöffneten Positionierung der Formträger (1, 2) ein Sicherungselement (28) vorgesehen ist, das ein Sperrelement (29) aufweist, das bei einem Schließen der Formträger (1, 2) in eine entriegelte Positionierung ausgelenkt wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Blasformelemente (33, 34) rela­ tiv zu einem der Formträger (1, 2) von einem Stellelement (36) verspannbar angeordnet ist.