DE60310137T2

DE60310137T2 - Pressform-vorrichtung für verschlusskappen

Info

Publication number: DE60310137T2
Application number: DE60310137T
Authority: DE
Inventors: Fiorenzo Parrinello
Original assignee: Sacmi Imola SC
Current assignee: Sacmi Imola SC
Priority date: 2003-01-13
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: WO2004062874A1; US20040208947A1; JP2006514889A; ITRE20030001A1; AU2003292265A1; US7156643B2; BR0317325A; EP1583643A1; EP1583643B1; ITRE20030001A0; CN1735493A; DE60310137D1; CN100542768C; ES2276123T3; ATE346734T1

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft Maschinen zur Formung von Gegenständen, insbesondere von Verschlusskappen, durch Pressformen.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft insbesondere Kappen, kann jedoch in gleicher Weise andere Gegenstände als Kappen betreffen.
ZUGRUNDELIEGENDE TECHNIK
Solche Maschinen sind zum Beispiel aus der US 5,807,592 in dem Namen desselben Anmelders bekannt.
Die Maschinen weisen ein sich drehendes Karusselelement zum Pressformen auf, welches ein sich um eine mittige Vertikalachse drehendes Trägerelement umfasst.
Eine Mehrzahl von Pressformeinheiten ist auf dem Trägerelement abstandgleich voneinander und von der Achse des Karussellelementes angebracht.
Jede der Einheiten weist eine feststehende obere Stanze und ein unteres Formteil auf, welches mit einem Hohlraum versehen und vertikal bewegbar ist, um die feststehende obere Stanze in Eingriff zu nehmen und freizugeben.
Es sind auch Maschinen bekannt, bei denen das untere Formteil und die obere Stanze oder einfach nur die obere Stanze alleine bewegbar sind, wobei sich dadurch das nachfolgend Erwähnte nicht verändert.
Es sind Einrichtungen zum Drehen des Trägerelementes vorgesehen, so dass jede Formgebungseinheit eine Bewegungsbahn durchläuft, die eine Ladestation für den zu formenden Werkstoff, eine Formgebungszone, eine Kühlzone und eine Zone zum Entladen der geformten Kappe aufweist.
Die Ladezone für den zu formenden Werkstoff und die Kappenentladezone können vollkommen übereinander gelagert sein, so dass die zwei Vorgänge im Wesentlichen gleichzeitig sein können.
Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die oberen Stanzen und die unteren Formteile dazu zu veranlassen, sich während der Drehung des Trägerelementes aneinander anzunähern und sich voneinander zurückzuziehen.
Die Lade- und Entladevorgänge erfolgen mithilfe von mindestens einem zweiten Karussellelement, welches als das Lade- und Entladekarusselelement bekannt ist, wobei die aktiven Einrichtungen desselben einer Bewegungsbahn folgen, die tangential zu der Bewegungsbahn des Formteiles auf dem Trägerelement verläuft, wobei die Vorgänge an dem tatsächlichen Tangentenpunkt erfolgen.
Von den erwähnten Vorgängen ist der schwierigere das Laden der zu formenden Werkstoffcharge, welches innerhalb einer bestimmten begrenzten Zeit erfolgen muss, wenn die Kontrolle der Merkmale des in den Pressformhohlraum zu ladenden Werkstoffes aufrechterhalten werden soll.
Die zwischen dem Laden einer Charge in das Formteil und dem Laden der nächsten Charge in dasselbe Formteil vergehende Zeit legt die Dauer eines Kappenformgebungszyklus fest, der durch Anlagenanforderungen diktiert wird.
Die Dauer umfasst auch eine als Stillstandszeit bekannte Zeit, während der das Formteil, sobald die Kappe geformt wurde, aus Sicherheitsgründen inaktiv bleiben muss, um das Karussellelement in die Lage zu versetzen, anzuhalten, wenn Schwierigkeiten auftreten sollten.
Die Stillstandszeit entspricht einem als Stillstandsbogen bekannten Drehungsbogen des Karussellelementes, der im Allgemeinen durch die Anzahl inaktiver Formteile festgelegt wird.
Der Stillstandsbogen, der von Trägheitsproblemen abhängig ist, ist proportional zu dem Quadrat der Umdrehungsgeschwindigkeit des Karussellelementes.
Daher ist eine Kompromisssituation zwischen der Anzahl von Formteilen, wovon der Karussellelementdurchmesser abhängig ist, und der Karussellelementgeschwindigkeit vorhanden, die wie erwähnt den Stillstandsbogen beeinflusst, wobei dieser Kompromiss die Optimierung der Merkmale des Karussellelementes auf der Grundlage der gewünschten Produktionsrate ermöglicht.
Die für den Chargenladevorgang erforderliche Zeit begrenzt offensichtlich die Umdrehungsgeschwindigkeit des Karussellelementes, wobei dieser Nachteil zumindest teilweise durch die US 5,807,592 in dem Namen desselben Anmelders beseitigt wurde, wobei sich das Lade- und Entladekarussellelement nicht nur um seine Achse dreht, sondern auch leicht versetzt werden kann um zu ermöglichen, dass die Ladeeinrichtung für eine Zeit über dem Pressformhohlraum verbleibt, welche die normale Überlagerungszeit an dem Tangentenpunkt überschreitet.
Die Erfindung der US 5,807,592 stellt nicht nur ein Produktivitätslimit in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Karussellelementes, welches die Formteile trägt, sondern auch eine beträchtliche mechanische Verkomplizierung auf Grund der Notwendig keit der Verlagerung der Achse des Lade- und Entladekarusselelementes bei jedem Vorgang dar.
Jede Erhöhung der Karussellelementgeschwindigkeit über die festgelegte Optimalgeschwindigkeit hinaus wird in der Tat durch die Erhöhung des Stillstandsbogens verhindert, der wie ersichtlich proportional zu dem Quadrat der Geschwindigkeit ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Erhöhung der Produktionsrate, wobei gleichzeitig ebenfalls die zum Laden der zu formenden Werkstoffcharge zur Verfügung stehende Zeit erhöht werden soll, und zwar für ein Karussellelement, welches die zuvor festgelegten Optimalmerkmale aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Maschine gelöst, welche die in den Ansprüchen festgelegten Merkmale aufweist.
Die Gleichzeitigkeit der durch die US 5,807,592 eingeführten Lade- und Entladevorgänge, die eine Erhöhung der Produktionsrate ermöglicht hat, ist gemäß der Erfindung mit unterschiedlichen Modalitäten zum Zuführen der Charge verbunden.
Die Maschine der Erfindung weist ein Karussellelement mit einem solchen Durchmesser und einer Umdrehungsgeschwindigkeit auf, dass während einer vollständigen Umdrehung des Karussellelementes mindestens zwei Pressformzyklen für jedes Formteil erreicht werden, wobei die Zyklen auch teilweise übereinstimmend sein können.
Die Lösung bietet Vorteile, die bereits dann offensichtlich sind, wenn nur zwei Zyklen bei jeder Umdrehung des Karussellelementes zu erreichen sind.
Wenn auf ein Karussellelement mit den zuvor festgelegten Optimalmerkmalen Bezug genommen wird, welches einen Zyklus pro Umdrehung durchläuft, muss die Umdrehungsgeschwindigkeit halbiert werden, um die Zyklusdauer einzuhalten, wenn bei jeder Umdrehung zwei Zyklen durchlaufen werden sollen.
Durch die Halbierung der Geschwindigkeit wird jedoch jeder der zwei Zyklen einen Stillstandsbogen zur Verfügung haben, der das Vierfache von dem aus Sicherheitsgründen erforderlichen beträgt.
Wenn der Stillstandsbogen durch die Anzahl von Formteilen festgelegt wird, die inaktiv bleiben müssen, und diese Anzahl bei einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit gleich x ist, dann wird diese Anzahl für eine halbierte Umdrehungsgeschwindigkeit gleich 2²x.
Dadurch wird nicht nur ermöglicht, dass eine größere Zeitdauer zum Laden des Formteiles verfügbar ist, sondern auch ermöglicht, dass die Maschinenproduktivität weiter erhöht wird, indem einfach der Stillstandsbogen auf den zur Aufrechterhaltung der Sicherheit notwendigen Wert zurückgesetzt wird.
Wenn dann die zwei Zyklen zur Ausbildung einer Kappe in demselben Formteil teilweise übereinander liegen, nämlich während dem Laden der Ladung und während dem Entladen der Kappe, wird die zuvor erwähnte Synergiewirkung weiter erhöht.
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform lädt jede der entlang des Karussellelementumfanges vorgesehenen Vorrichtungen die Charge des nächsten Zyklus, und entlädt die Kappe des vorangegangenen Zyklus.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird jede Kappe vollständig geformt, wobei mit dem Laden der Charge begonnen und mit dem Entladen der Kappe geendet wird, und zwar innerhalb einer Bewegungsbahn, die den Bruchteil einer Umdrehung des Karussellelementes überschreitet, die von jeder mit dem Karussellelement verbundenen einzelnen Lade- und Entladeeinrichtung durchlaufen wird.
Dadurch wird eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Karussellelementes und somit eine Produktivität ermöglicht, die zwischen der Geschwindigkeit auszuwählen ist, die das Karussellelement durchläuft, wenn es mit einer einzelnen Vorrichtung verbunden ist, und dem ganzzahligen Teiler der Geschwindigkeit gleich der Anzahl der mit dem Karussellelement verbundenen Lade- und Entladevorrichtungen.
Es wurde herausgefunden, dass unter Bezugnahme auf die maximal zulässige Geschwindigkeit eines mit einer einzelnen Lade- und Entladevorrichtung versehenen Karussellelementes eine um ein Drittel verringerte Geschwindigkeit für dasselbe Karussellelement vorteilhaft ist, welches mit zwei Lade- und Entladevorrichtungen versehen ist.
Dadurch wird eine Erhöhung der Produktion um vierzig Prozent ermöglicht, wobei ein um dreißig Prozent vergrößerter Zeitraum zum Laden der Charge verfügbar ist.
Die Vorteile und baulichen und betriebsmäßigen Merkmale der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen offensichtlich, die eine bevorzugte Ausführungsform derselben veranschaulichen, die an Hand eines nicht begrenzenden Beispiels gegeben ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Grundrissansicht einer Formgebungsmaschine gemäß der Erfindung.
2 stellt den Schnitt II-II von 1 dar.
3 ist ein vergrößerter Abschnitt von 2
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Figuren stellen ein erstes Karussellelement 1 dar, welches sich um eine Vertikalachse 2 dreht und ausgerichtet und abstandsgleich eine bestimmte Anzahl von Pressformstationen 3 trägt, wovon jede eine obere Stanze 31 und eine untere Matrize 32 aufweist, die in ihrer einfachsten Version zur Ausbildung eines Hohlraumes 320 angeordnet sind.
Außerhalb des Karussellelementes 1 sind in einander diametral gegenüberliegenden Positionen zwei zweite Karussellelemente 4 zum Laden der Charge und Entladen der Kappe angeordnet.
In Reihe mit jedem der zweiten Karussellelemente 4 zum Laden der Charge und gleichzeitigen Entladen der Kappe ist ein drittes Karussellelement 5 positioniert, welches mit einem Sternelement 51 zum Entfernen der durch das zweite Karussellelement entfernten Kappen versehen ist.
Die Einrichtungen zum synchronen Drehen des Karussellelementes 1, des Karussellelementes 4 und des Karussellelementes 5 werden nicht beschrieben, da sie Fachleuten gut bekannt, und in der zuvor erwähnten US 5,807,592 in dem Namen desselben Anmelders ausreichend veranschaulicht sind.
Mit jedem der Karussellelemente 4 sind Einrichtungen zur Zufuhr von Chargen von synthetischem, zu formendem Werkstoff verbunden, wobei die Einrichtungen in dem veranschaulichten Beispiel aus einem Extruder 410 bestehen, der mit einer in 2 dargestellten Chargenausstoßdüse 420 versehen ist.
Unter besonderer Bezugnahme auf 2 ist dort ein Abschnitt 6 der Maschinenlagerfläche dargestellt, worauf sich das Karussellelement 1 dreht.
In dem Abschnitt 6 ist eine Motorwelle 7 untergebracht, die das dritte Karussellelement 5 auf ihrer Spitze und eine auf eine Zwischenzone aufgekeilte Riemenscheibe 8 trägt.
Mit der Welle 7 ist eine drehbare Hülse 9 verbunden, die ein seitlich hervorstehendes Gestell 10 trägt. Das Gestell 10 wird mittels einer Zylinder-Kolbeneinheit in der gewünschten Position gehalten, wovon nur die Kolbenstange 11 sichtbar ist.
Mittels einer Hülse 12 und Lagern 13 trägt das Gestell 10 eine drehbare Welle 14, an deren Spitze das zweite Karussellelement 4 befestigt ist.
Das untere Ende der Welle 14 trägt eine Riemenscheibe 15, die mittels eines Zahnriemens 16, der Zwischenriemenscheibe 17 und des Zahnriemens 18 drehbar mit der Riemenscheibe 8 der Welle 7 verbunden ist.
Das Karussellelement 4 weist eine auf die Welle 14 aufgekeilte Grundplatte 41 auf, die mit Lastenrückzugsschalen 42 verbunden ist, die abstandsgleich ent lang eines Umfanges positioniert und jeweils mit Pneumatikeinrichtungen verbunden sind.
Die Einrichtungen umfassen einen innerhalb des Gestells 10 vorgesehenen kreisförmigen Kanal 43, der durch vertikale Rohrleitungen mit einem ringförmigen Verteiler 44 verbunden ist, auf dem die Enden von mit der perforierten Basis der Schalen 42 verbundenen Enden von Rohrleitungen abgedichtet gleiten.
Über der Platte 41 ist eine Platte 46, über der ein Sternelement 47 positioniert ist.
Es sollte bemerkt werden, dass der Umfang, entlang welchem die Schalen 42 ausgerichtet sind, tangential zu dem Umfang verläuft, entlang welchem die Stanzen 31 und die dazugehörigen unteren Matrizen 32 ausgerichtet sind.
An einem Punkt außerhalb des Karussellelementes 4 ist eine von dem Extruder 410 beschickte Düse 411 vorhanden, durch welche die presszuformenden Werkstoffchargen ausgegeben werden.
Die Düse 411 ist in 2 sichtbar, und vertikal mit dem Umfang ausgerichtet, entlang welchem die Schalen 42 ausgerichtet sind, wobei sie sich außerhalb des Gestells 10 befindet.
Die Maschine arbeitet auf die folgende Art und Weise.
Zur Vereinfachung wird sie nur unter Bezugnahme auf die zwei Lade- und Entladestationen beschrieben, die zu einer Hälfte einer Umdrehung des Karussellelementes 1 gehören.
Der Extruder 410 versorgt das Karussellelement 4 mit einer Reihe von Werkstoffchargen, die nacheinander aus der Düse 411 austreten und von den Schalen 42 gesammelt werden, wenn diese über der Düse vorbeigehen, wobei die Chargen durch spontanes Anhaften in den Schalen verbleiben.
Das Karussellelement 4 dreht sich phasengleich und synchron mit der Drehung des Karussellelementes 1, so dass die Schalen 42 nacheinander mit den Hohlräumen 320 der Matrizen 32 ausgerichtet werden.
Die Hohlräume 320 sind leer, wenn die Schale, die soeben pressgeformt wurde, auf der Stanze 31 angebracht liegt, die nun von dem jeweiligen Hohlraum 320 beabstandet ist.
Die Charge wird durch Pneumatikeinrichtungen zum Fallen in den jeweiligen Hohlraum veranlasst, die gut bekannt sind, und deshalb nicht detailliert beschrieben werden.
Gleichzeitig mit dem Laden der Charge veranlassen geeignete, nicht dargestellte, in der Stanze 31 vorhandene Pneumatikeinrichtungen die soeben geformte Kappe zum Fallen auf die Platte 46 zwischen die Speichen des Sternelementes 47.
Während der Drehung des Karussellelementes 4 werden die durch das Sternelement 47 abstandsgleich gehaltenen Kappen zu dem Sternelement 51 des Karussellelementes 5 geführt, welches sich synchron und phasengleich mit dem Sternelement 47 dreht. Das Sternelement 51 trägt die Kappen zu einer feststehenden Entladerutsche 48 (1), die an die Platte 45 angrenzend und koplanar zu derselben angeordnet ist.
Nach dem Laden der Charge beginnt der Formgebungszyklus mit dem Anheben des Pressformhohlraumes 320, bis er die Stanze 31 aufnimmt, wobei gleichzeitig die Kappe durch Komprimieren der Charge ausgebildet wird, woraufhin eine Stufe folgt, in der das Formteil gekühlt und geöffnet wird.
Das offene Formteil mit der auf der Stanze angebrachten Kappe erreicht das Karussellelement 4 diametral entgegengesetzt zu demjenigen, in dem die Charge geladen wurde, und der Zyklus wird wiederholt.
An Hand des Vorangegangenen ist offensichtlich, dass bei jeder vollständigen Umdrehung des Karussellelementes zwei Kappen pressgeformt werden, wobei jede entlang einer Bahn verläuft, die von einer der beschriebenen Lade- und Entladestationen begrenzt ist, wobei zwei Zyklen teilweise gleichzeitig mit dem Laden der Charge und dem Entladen der Kappe sind.
Das dritte Karussellelement könnte auch weggelassen, und die von dem zweiten Karussellelement abgegebenen Kappen auf andere Art und Weise entfernt werden.

Claims

Maschine zur Formung von Kappen durch Pressformen, die Folgendes umfasst: – Ein erstes Karussellelement (1), welches sich um eine Mittelachse (2) dreht und am Umfang mit einer Mehrzahl von abstandsgleich voneinander und von der Drehachse angebrachten Pressformeinheiten (3) versehen ist, wobei die Einheiten eine obere Stanze (31) und eine untere Matrize (32) umfassen, die mit einem Hohlraum (320) versehen ist, wobei die Stanze und die Matrize als Reaktion auf geeignete Betätigungseinrichtungen gegenseitig entlang einer gemeinsamen Vertikalachse bewegbar sind; – ein zweites Karussellelement (4), welches sich um eine Mittelachse dreht, die parallel zu derjenigen des ersten Karussellelementes verläuft und am Umfang mit Einrichtungen (42) zur Zufuhr der presszuformenden Werkstoffcharge zu den Hohlräumen (320) des ersten Karussells und mit Einrichtungen zum Sammeln der von den Stanzen (31) des ersten Karussellelementes liegen gelassenen pressgeformten Kappen versehen ist; – eine Einrichtung (411) zur Zufuhr von presszuformenden Werkstoffchargen zu dem zweiten Karussell (4); wobei bei den ersten und zweiten Karussellelementen deren jeweilige Einrichtungen auf Umfängen positioniert sind, die an einem Punkt gegenseitig tangential sind; dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein weiteres zweites Karussellelement umfasst, welches mit jeweiligen Einrichtungen (42) zur Zufuhr des presszuformenden Werkstoffes verbunden ist, um ein System auszubilden, welches mindestens zwei zweite Karussellelemente (4) umfasst, die winklig abstandsgleich außerhalb des ersten Karussellelementes (1) positioniert sind, so dass jedes Formteil mindestens zwei Formungszyklen für jede Umdrehung des ersten Karussellelementes (1) ausführt.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein drittes Karussellelement (5) umfasst, welches am Umfang mit Einrichtungen (51) zur Führung und Beförderung der von dem zweiten Karussellelement liegen gelassenen Kappen versehen ist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formungszyklen entlang von Bewegungsbögen des ersten Karussels (1) durchgeführt werden, die mindestens teilweise übereinander gelagert sind.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Karussellelement (4) mit Bewegungsübertragungseinrichtungen (7) verbunden ist, die es zum gleichphasigen und synchronen Drehen mit dem ersten Karussellelement (1) veranlassen.
Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und das dritte Karussellelement (4,5) mittels Bewegungsübertragungseinrichtungen (8,20) miteinander verbunden sind, die sie zu synchroner Drehung miteinander und mit dem ersten Karussellelement veranlassen.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Karussellelement (4) zwei übereinander gelagerte, koaxiale, sich drehende Platten (41,46) umfasst, um jeweils die Charge dem Hohlraum (320) des ersten Karussellelementes (1) zuzuführen und gleichzeitig die Kappe von dem ersten Karussellelement (1) zu sammeln.
Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Karussellelement (5) eine sternförmige Platte (51) für das voneinander beabstandete Zurückziehen der Kappen von dem zweiten Karussellelement (4) umfasst.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (42) zur Zufuhr der Werkstoffcharge aus nach unten offenen Schalen bestehen, die mit Pneumatikeinrichtungen (43,45) zum Zurückhalten und Ausstoßen der Charge verbunden sind.