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TECHNISCHER BEREICH
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Einbringen von Einsätzen
in blasgeformte Kunststoffelemente gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 bzw. von Anspruch 9.
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Die
Einsätze
können
beispielsweise aus Metall sein.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
bekannten Vorrichtungen lassen die Positionierung von Einsätzen an
den Innenseiten von Formelementen von Blasformmaschinen zu. Der Kopf
der Blasformmaschine extrudiert einen Kunststoffzylinder, den so
genannten "Vorformling", der im Öffnungszustand
zwischen den Formelementen positioniert wird. Anschließend werden
die Formelemente geschlossen, so dass ein Schließzustand der Form erhalten
wird, welche den Vorformling enthält, in den Druckluft eingeblasen
wird.
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Der
Luftdruck drückt
den Vorformling gegen die Innenseite der Form, so dass der Vorformling
seine Gestalt annimmt, und bewirkt gleichzeitig das Einbringen der
Einsätze
in die Wandung des Vorformlings.
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Durch
das nachfolgende Abkühlen
des Kunststoffmaterials des Vorformlings kann dieser mit der erhaltenen
Gestalt fest werden, und die Einsätze können befestigt werden.
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Die
bekannten Vorrichtungen zum Positionieren der Einsätze bestehen
aus Abstützungen,
beispielsweise in Zylinder- oder Stiftform, und diese können feste
oder dynamische Einsätze
sein. Die bekannten Vorrichtungen zum Positionieren der Einsätze werden
in Einsatzhohlräume
eingepasst, beispielsweise in das Innengewinde von Muttern oder geformten
Elementen. Die bekannten Vorrichtungen für das feste Positionieren sind
unbewegbar ins Innere der Formen eingepasst. Die Vorrichtungen für das dynamische
Positionieren der Einsätze
werden in die Formen in Entsprechung zu zugehörigen inneren Hohlräumen dieser
letzteren eingebracht, die ebenfalls die Einsätze aufnehmen.
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Die
dynamischen Vorrichtungen halten die Einsätze in den Hohlräumen, bis
sich der Vorformling an die Innenwandung der Form anpaßt. In diesem letzten
Zustand wird der Einsatz durch die Befestigungsvorrichtung dynamisch
in die Wandung des Vorformlings eingesetzt. Wenn das Kunststoffmaterial
des Vorformlings fest geworden ist, wird die Befestigungsvorrichtung
herausgezogen, damit das geformte Produkt von der Form getrennt
werden kann.
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Der
Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtungen liegt darin, dass es
schwierig oder unmöglich ist,
Einsätze
mit weiten Abmessungen einzubringen.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, daß mit diesen bekannten Vorrichtungen
keine Einsätze
mit weiten Neigungswinkeln gegenüber
der lokalen Fläche
der Form eingebracht werden können
und mit ihnen keine Einsätze
eingebracht werden können,
die Formflächen
mit kleinem Biegeradius entsprechen.
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Ein
anderer Nachteil dieser bekannten Abstützvorrichtungen besteht darin,
daß sie
an der Form befestigt werden müssen
und letztlich Eintreibmittel und Hohlräume in der Form aufweisen.
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Es
gibt auch bekannte Vorrichtungen zum Positionieren der Einsätze, die
an dem unteren Blasrahmen der Formmaschine befestigt sind. Durch
diese Konfiguration wird vorgesehen, daß der Einsatz in das freie
Ende des Vorformlings eingebracht wird und der Einsatz dank der
Wirkung der Form in die Wandung des aus dem Vorformling erhaltenen
hergestellten Gegenstands eingebracht wird. Die bekannten Vorrichtungen
zum Positionieren der Einsätze,
die an dem unteren Blasrahmen befestigt sind, beseitigen manche
der Einschränkungen
bei den festen und den dynamischen Vorrichtungen, jedoch weisen
diese Vorrichtungen den Nachteil auf, der durch das ungenügende Befestigen
der Einsätze
mit großer
Länge in Längsrichtung
entsteht, daß sie
nur an einer Seite anschlagen und dabei einen zu großen Spielraum
am gegenüberliegenden
Ende aufweisen können.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, daß die Einsätze nur in Entsprechung zu
dem unteren Ende der Form positioniert werden.
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Die
Dokumente
US 4 719 072A
072A ;
JP 07 117
105A ;
US 3
954 369A betreffen Verfahren oder Vorrichtungen zum Abstützen eines
Einsatzes innerhalb eines zu formenden Vorformlings, wobei ein Produkt
mit dem Einsatz darin freigegeben wird.
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WO01/03
627A betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spannvorrichtung,
die mit Einsatzelementen versehen ist, die in das die Spannvorrichtung bildenden
Kunststoffmaterial eingebracht werden, durch Blasformen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
und ein Verfahren vorzuschlagen, mit denen Einsätze mit Form und Abmessungen
eingebracht werden können,
die im wesentlichen von der Dicke des Vorformlings und von Gestalt und
Abmessungen der Form unabhängig
sind, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einbringen von Einsätzen vorzuschlagen,
die auch gelenkig und/oder mit Gelenk versehen sind, eine Vorrichtung und
ein Verfahren vorzuschlagen, mit denen Einsätze in Entsprechung zu dem
oberen Ende der Form und in Entsprechung zu Flächen mit kleinem Biegeradius
und beliebiger Gestalt eingebracht werden können, und eine Vorrichtung
und ein Verfahren vorzuschlagen, die keine speziellen Vorrichtungen
oder Bearbeitungen innerhalb der Form erfordern und deshalb eine
einfache und sichere Funktionsweise aufweisen.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
mit der Vorrichtung gemäß der Definition
in Anspruch 1 und mit dem Verfahren nach der Definition in Anspruch
9 erfüllt.
Spezielle Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Im
folgenden werden die Merkmale der Erfindung speziell an Hand der
bei gefügten
Zeichnungen hervorgehoben, in denen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Blasformmaschine mit der Positionierungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Vorderansicht der Vorrichtung gemäß 1 zeigt,
von der einige Elemente zwecks Hervorhebung anderer entfernt wurden;
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3 eine
vergrößerte vordere
Schnittansicht von Einzelheiten der Vorrichtung gemäß 1 zeigt,
von der einige Elemente zwecks Hervorhebung anderer entfernt wurden;
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4 eine
vergrößerte axonometrische
Ansicht von Einsatz-Haltemitteln in von der Vorrichtung gemäß 4 abgetrenntem
Zustand zeigt;
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die 5A, 5B und 5C jeweils
eine Ansicht eines Elementes gemäß 4 von
der Seite, von vorn und von oben zeigen;
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sdie 6A, 6B und 6C jeweils eine
Ansicht eines Elementes gemäß 4 von
der Seite, von vorn und von oben zeigen;
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die 7A und 7B jeweils
eine vergrößerte Teilschnittansicht
und eine vergrößerte Ansicht von
Einzelheiten gemäß 1 von
oben zeigen;
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8 ein
Muster eines Einsatzes zeigt;
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9 eine
seitliche Teilansicht einer Variante des Einsatz-Haltemittels gemäß 4 zeigt.
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BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE
DER ERFINDUNG
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In
den 1–3 bezeichnet
die Ziffer 100 eine Blasformmaschine mit ersten linearen
Aktoren 105 für
die Bewegung von Befestigungsplatten 106 für zwei Formmittel 107,
die aus Elementen bestehen, die im Schließzustand eine Form bilden,
die mit der vorgegebenen Gestalt die blaszuformenden Elemente bilden
kann. Unter den Formmitteln 107 befinden sich untere Blasmittel 108 mit
zweiten linearen Blasaktoren 109 für die vertikale Bewegung von
unteren Blasdüsen 110.
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Über den
Formmitteln 107 befinden sich ein Bündelungskopf 101,
der entlang seiner gesamten Länge
von einem axialen Loch 102 durchquert wird und von Abstützmitteln 3 für Stangenmittel 2 überlappt
wird, die das axiale Loch 102 durchqueren und unter dem
Kopf 101 enden. Der Außendurchmesser der
Stangenmittel 2 ist kleiner als der Durchmesser des axialen
Lochs 102. Der untere Abschnitt des Kopfes 101 weist
eine Ziehplatte 103 und einen vertikal bewegbaren Kolben 104 auf.
Die Ziehplatte 103 und ein Kolben 104 können eine
konvergierende oder eine divergierende Art sein. Das zwischen diesen
letzteren eingeschlossene Volumen wird von dem thermoplastischen
Material in dem flüssigen
Zustand 201 gefüllt,
das unter der Einwirkung der von dem Bündelungskopf 101 ausgeübten Druck
extrudiert wird und dadurch einen Vorformling 200 bildet.
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Durch
die vertikale Bewegung des Kolbens 104 verändert sich
der Abstand zwischen diesem letzteren und der Ziehplatte 103 und
deshalb die Dicke des Vorformlings 200. Was die konvergierenden Ziehplatten
betrifft, so kommt in der äußersten
unteren Position des Kolbens dieser letztere mit der Ziehplatte 103 in
Kontakt und vermeidet das Auswerfen des Vorformlings 200 und
bewirkt die Blockierung dieses letzteren. Umgekehrt erfolgt die
Blockierung des Vorformlings in den divergierenden Ziehplatten dann,
wenn sich der Kolben 104 in der äußersten oberen Position befindet.
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Die
Stange 2 weist an dem oberen Teil ein Längsloch 21 auf, das
durch mehrere radiale Löcher 22 hindurch
in dem axialen Loch 102 endet. Das obere und das untere
Ende der Stange 2 sind jeweils an den Einsatz-Haltemitteln 1 und
Armaturenmitteln 24 in Fluidverbindung mit dem Längsloch 21 befestigt. Die
Formmittel 104 weisen Gehäuse 4 auf, welche die
Einsatz-Abstützmittel 13 in
einem Schließzustand der
Form unterbringen können.
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In
den Figuren von 4 bis 6C sind
die Einsatz-Haltemittel 1 im wesentlichen durch die Verbindungsmittel 11 und
durch das Abstützmittel 13 der Einsätze 300 gebildet.
Die Verbindungsmittel 11 sind an der Stange 2 rechtwinkelig
mit Befestigungsmitteln 18 befestigt, die beispielsweise
aus einem Gewindeelement bestehen, das mit einem entsprechenden
Gewinde verbunden ist, das in dem unteren Ende der Stange 2 ausgeführt ist.
Die Verbindungsmittel 11 weisen rechtwinkelig zu den ersten
Befestigungsmitteln 18 erste Führungsmittel 12 auf,
die aus einem Längsschlitz
mit "T"-Querschnitt bestehen, und
die an einem Ende Rückhaltemittel 19 aufweisen.
Die Verbindungsmittel 11 weisen auch zwei erste elastische
Sperrmittel 15 auf, die beispielsweise jeweils aus einer
beweglichen Kugel bestehen, die zum Teil in einem zylindrischen
Hohlraum gehalten wird, der in dem Raum der ersten Führungsmittel 12 enden;
der Hohlraum enthält
auch eine komprimierte Feder, die eine elastische Kraft auf die
Kugel überträgt.
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Die
Einsatz-Abstützmittel 13 weisen
zweite Führungsmittel 14 auf,
um sich verschieblich mit den ersten Führungsmitteln 12 zu
verbinden, und an denen zwei Aufnahmen 16 mit einer konkaven
Kalottenform für
die ersten elastischen Sperr mittel 15 ausgeführt sind.
Entsprechend der Verbindung zwischen den Verbindungsmitteln 11 und
den Einsatz-Abstützmitteln 13 passt
ein Ende 25 der zweiten Führungsmittel 14 mit
den Rückhaltemittel 19 zusammen,
und die ersten elastischen Sperrmittel 15 passen mit den Aufnahmen 16 für die ersten
elastischen Sperrmittel 15, so dass eine lösbare Verbindung
geschaffen wird.
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Weiterhin
weisen die Einsatz-Abstützmittel 13 einen
hohlen Hohlraum auf, der einen Sitz 20 für die den
zweiten Führungsmitteln 14 gegenüber liegenden
Einsätze 300 bildet.
Der Sitz 20 für
die Einsätze 300 ist
derart gestaltet, dass er die Einsätze 300 aufnimmt,
die von mehreren zweiten elastischen Sperrmitteln 17 lösbar gehalten
werden, beispielsweise von der gleichen Art wie die ersten elastischen Sperrmittel 15,
und die nach der Seite und zu dem Gehäuse für die Einsätze weisend positioniert sind.
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9 zeigt
eine Variante des Einsatz-Haltemittels 1, das mit einer
vorstehenden Verbindung 23, beispielsweise mit zylindrischer
oder prismatischer Form, versehen ist, mit mehreren dritten elastischen Sperrmitteln 26,
die jeweils in eine in den Einsätzen 300 ausgeführte, zugehörige komplementäre Aufnahme 302 eingreifen
können,
und um diese letzteren lösbar
abzustützen,
die auf die Innenwandung der komplementäre Aufnahme 302 einwirken
oder in wahlweise vorhandene ringförmige Sperrmittel 301 der
dritten elastischen Sperrmittel 26 eingreifen, die innerhalb
des Vorformlings 200 ausgeführt sind. Mit dieser Variante
kann der Einsatz 300 vollständig in den Vorformling 200 eingebracht
werden.
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In
den 7A und 7B bezeichnet
die Ziffer 31 eine Platte, die durch mehrere Schraubenmittel 32 an
dem oberen Ende des Kopfes 101 befestigt ist. Jedes der
Schraubenmittel durchquert ein entsprechendes erstes elastisches
Mittel 33, beispielsweise ein rohrförmiges aus synthetischem elastischem
Material, das zwischen der Platte 31 und dem Kopfes 101 eingefügt ist.
Der obere Abschnitt der Stange 2 besitzt ein Gewinde und
durchquert die Platte 31, an der er mit Hilfe von Muttern
befestigt ist. Zweite elastische Mittel 34, die beispielsweise
aus einer Schraubenfeder bestehen, sind zu der Stange 2 koaxial
und zwischen der Platte 31 und pneumati schen Abdichtmitteln 35 zwischen
dem oberen Ende des axialen Lochs 102 und der Außenwandung
der Stange 2 eingefügt.
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Durch
das Einfügen
der ersten elastischen Mittel 33 und der zweiten elastischen 34 zwischen der
Platte 31 und dem oberen Abschnitt des Kopfes 101 wird
sichergestellt, dass die Stange 2 und deshalb die Einsatz-Haltemittel 1 elastisch
nachgebend befestigt sind. Mit dem Vorgang wird für das Positionieren
des Einsatzes 300 in dem Sitz 20 für die Einsätze 300 des
oberen Einsatz-Abstützmittels 13 gesorgt,
in dem er dank der Reibung zwischen diesen letzteren und den Wandungen
des Einsatzes 300 von dem zweiten elastischen Sperrmittel 17 gehalten wird.
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Das
Einsetzen des Einsatzes 300 in das Abstützmittel 13 kann sowohl
in Entsprechung zu einem Kopplungszustand dieser letzteren mit den
Verbindungsmitteln 11 als auch zu einem Entkopplungszustand
erfolgen. Es ist wichtig anzumerken, dass diese Möglichkeiten
im ersten Fall ein schnelles Einsetzen zulassen und im zweiten Fall
für ein
genaues Einsetzen des Einsatzes und danach für das Verbinden des Abstützmittels 13 mit
den Verbindungsmitteln 11 sorgen.
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Die
vertikale Position des Einsatzes 300 im Vergleich zu dem
Formmittel 107 lässt
sich durch Einwirken auf die Befestigungsschrauben des oberen Abschnitts
der Stange 2 an der Platte 31 einstellen. Der
Einsatz wird deshalb in einer voreingestellten Position in Entsprechung
zu einer in dem Formmittel 107 ausgebildeten zugehörigen Aufnahme
befestigt.
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Infolge
der Elastizität
der Abstützmittel 3 kann
das Einsatz-Haltemittel 1 in die Gehäuse 4 eingeführt werden.
Das Extrudieren des Vorformlings 200 aus der Ziehplatte 103 und
dem Kolben 104 erfolgt gemäß den normalen Abläufen der
Blasformmaschinen 100.
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Bevor
die Formmittel 107 geschlossen werden, erfolgt ein Vorblasen
mit Druckluft, die von Generatoren kommt, beispielsweise einem nicht
gezeigten Verdichter, der mit den Armaturenmitteln 24 verbunden
ist und mit dem Längsloch 21 und
deshalb durch die radialen Löcher 22 hindurch
mit dem axialen Loch 102 in Fluidverbindung steht. Der
Zweck des Vorblasens mit unter Druck stehender Luft besteht darin,
die durch die Luft überstrichenen
Elemente zu kühlen
und eine erste Teilerhöhung
des Drucks in dem Vorformling 200 zu erzielen.
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Während das
Schließen
der Formmittel 107 ausgeführt wird, wird der von den
entsprechenden Generatoren kommende Stoß der unter Druck stehender
Luft betätigt,
um den Vorformling 200 gegen die Innenwandungen der Formmittel
und zum Teil gegen den Einsatz 300 zu drücken, der
deshalb zum Teil in dem aus dem Vorformling gestalteten gefertigten
Gegenstand eingeschlossen wird. Es ist vorgesehen, dass der Stoß durch
die unteren Blasmittel 108 und/oder durch die gleichen
Kanäle
hindurch ausgeführt
wird, die zum Vorblasen verwendet werden.
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Am
Ende des Formvorgangs können
der gefertigte Gegenstand und der in dem Gegenstand eingeschlossene
Einsatz 300 nach dem Öffnen
der Formmittel 107 durch eine manuelle Handlung, die sehr
geringe Stärke
erfordert, aus dem Einsatz-Haltemittel 1 gelöst werden.
Eindeutigerweise ist für
jede Art eines Einsatzes 300 ein anderes Abstützmittel 30 mit
einem hohlen Sitz 20 für
die Einsätze 300 und
für die
Einsatzart geeigneten zweiten elastischen Sperrmitteln 17 notwendig.
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Es
ist vorgesehen, dass der Bereich der Abstützmittel 13 angrenzend
an die Mündung
des hohlen Sitzes 20 ein weiteres Formelement sein kann, das
gemeinsam mit den Formmitteln 107 funktioniert, um den
gefertigten Gegenstand einzuschließen und auszubilden, während er
geformt wird.
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Es
ist wichtig anzumerken, dass die Abstützmittel 13 vorteilhafterweise
auch Einsätze 300 der gegliederten
Form anschlagen lassen können,
deren Enden in gesonderten und getrennten Elementen eingeschlossen
sein können,
die von den Formmittel 107 mit entsprechenden Formsektoren 111 gebildet werden;
deshalb werden zwei oder mehr Elemente in gegliederter Form wechselseitig
durch den Einsatz 300 befestigt.
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Zum
Einbringen von Einsätzen 300,
beispielsweise der in 8 gezeigten Art, die sich entlang
der vertikalen Abmessung der Formmittel 107 erstrecken,
d.h. von dem oberen Abschnitt zu dem unteren dieser letzteren, ist
vorgesehen:
- – den unteren Abschnitt des
Einsatzes 300, der von mehreren unteren Enden gebildet
wird, in einem abgesenkten Zustand der Mittel abnehmbar an den unteren
Blasmitteln 108 zu befestigen;
- – die
unteren Blasmittel 108 anzuheben, bis das obere Ende des
Einsatzes 300 an einen zugehörigen Sitz 20 gelangt,
der in einem unter dem Kopf 101 befestigten Einsatz-Haltemittel 1 ausgebildet ist;
- – den
Blasformvorgang zu aktivieren, bis sich die Formmittel 107 öffnen;
- – die
unteren Blasmittel 108 abzusenken und gleichzeitig den
Einsatz 300 außer
Eingriff mit dem Einsatz-Haltemittel 1 zu bringen;
- – den
Einsatz 300 und deshalb die durch die unteren Blasmittel 108 gebildeten
Kunststoffelemente zu lösen.
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Wenn
der untere Abschnitt des Einsatzes 300 auf die unteren
Blasmittel 108 aufgebracht wird, wird die Möglichkeit
geschaffen, den Druckluftstoß auszuführen, dessen
Richtung durch das Bezugszeichen S in 8 gezeigt
ist, und den die letzteren durch den Einsatz 300 zuführen. In 8 enthält der untere
Abschnitt 303 des Einsatzes 300 rohrförmige Elemente
mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 304, welche
die inneren Hohlräume
der rohrförmigen Elemente 305 strömend mit
dem Raum in dem Vorformling 200 verbinden.
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Der
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zu schaffen, mit denen Einsätze eingeschlossen werden können, deren
Form und Abmessungen im wesentlichen von der Dicke des Vorformlings
und der Gestalt der Form und den Abmessungen der Form unabhängig ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, um Einsätze, auch
gegliederte, in monolithische oder mehrere Kunststoffelemente einzuschließen, die
durch Blasen in der gleichen Form mit mehreren Sektoren hergestellt
werden.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zu schaffen, mit denen Einsätze
auch in Entsprechung zu dem oberen Ende der Form und in Entsprechung
zu Flächen
mit kleinem Biegeradius und beliebiger Form eingebracht werden können. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zu schaffen, die keine Vorrichtungen und keine spezielle Bearbeitung innerhalb
der Form erfordern und deshalb eine einfache und sichere Funktionsweise
aufweisen.