PL209523B1 - Urządzenie formujące - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie formujące do przemieszczania co najmniej jednego narzędzia formującego (10, 10a), zwłaszcza do wytwarzania geometrii główki w pojemnikach z tworzywa sztucznego, za pomocą mechanizmu jarzmowego (22), który dane narzędzie formujące (10, 10a) co najmniej dla zamknięcia formy doprowadza w położenie zamknięcia, i przy tym mechanizm jarzmowy (22) może być uruchamiany za pomocą napędu (24). Poprzez mechanizm jarzmowy stworzono nowego rodzaju koncepcję napędzania i przemieszczania odpowiedniego narzędzia formującego, która to koncepcja umożliwia całkowitą rezygnację z hydraulicznego środka napędowego i zastosowanie korzystnie napędu elektrycznego lub pneumatycznego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie formujące, przeznaczone do stosowania przy formowaniu pojemników z tworzywa sztucznego.

W stanie techniki znane są , np z niemieckiego zgł oszenia patentowego DE 199 26 329 A1, sposoby i urządzenia do wytwarzania pojemników, w których wąż plastyfikowanego tworzywa sztucznego wytłacza się do zespołu formującego, zamyka się jeden koniec węża za pomocą zgrzewania i przez wytwarzanie działającego na wąż pneumatycznego gradientu ciśnienia rozszerza się go i w celu utworzenia pojemnika przykłada się do ścianki formującej zespołu formującego. Za pomocą odpowiedniego trzpienia wypełniającego napełnia się wówczas sterylnie pojemnik z tworzywa sztucznego w zespole formującym i następnie po wyjęciu trzpienia wypełniającego zamyka się hermetycznie tworząc główkę o zadanym kształcie geometrycznym, przy czym dwie połówki formy formujące główkę mogą być za pomocą hydraulicznego środka napędowego przemieszczane wzajemnie ku sobie w celu uzyskania położenia zamkniętego i przeciwnie do siebie w jedno z ich położeń otwartych. Kształty geometryczne główek uzyskiwane za pomocą tych dwóch połówek formy formujących główkę obejmują przy tym zazwyczaj także część szyjkową pojemnika z tworzywa sztucznego - także w kształcie ampułek która, za pośrednictwem miejsca oddzielania zamknięta przez część główkową, może zostać otwarta dla operacji pobierania płynu, gdy tylko część główkowa za pomocą uformowanej na niej części przetyczkowej zostanie za pomocą miejsca oddzielania oddzielona i w ten sposób usunięta z pojemnika z tworzywa sztucznego.

Tego rodzaju sposoby są znane w wielu postaciach realizacji i znajdują szerokie zastosowanie w systemach opakowaniowych dla produktów ciekłych lub pastowatych.

Stosowane zazwyczaj w praktyce hydrauliczne układy napędowe dla danego ruchu dosuwania połówki formy stwarzają problemy, takie jak ewentualne wycieki, które mogą prowadzić do zanieczyszczeń płynem, co prowadzi do problemów zwłaszcza przy stosowaniu maszyn formujących do wytwarzania pojemników z tworzywa sztucznego używanych w dziedzinie farmacji i środków spożywczych oraz ogólnie w technice medycznej. Także koszty konserwacji są wysokie i często hydrauliczne systemy napędowe nie osiągają wymaganych w produkcji masowej czasów taktu produkcji lub wysokie częstotliwości cyklów wywierają ujemny wpływ na dokładność pozycjonowania połówki formy.

Znane jest ze zgłoszenia amerykańskiego nr US 3 883 286 A urządzenie formujące tego rodzaju służące do przeciwbieżnego przemieszczania dwóch połówek formy do tworzenia kształtu geometrycznego pojemników z tworzywa sztucznego za pomocą mechanizmu jarzmowego, który daną połówkę formy co najmniej dla zamknięcia formy doprowadza w położenie zamknięcia, i jest uruchamiany za pomocą napędu, przy czym mechanizm jarzmowy posiada mającą kształt łukowy podwójną prowadnicę szczelinową w części dosuwowej, w którą włożony jest element uruchamiający, który, dosterowywany przez część rotacyjną napędzaną za pomocą napędu, może być przemieszczany w położenie odpowiadające jednemu z danych położeń otwarcia i zamknięcia połówki formy. Część dosuwowa współpracuje z prowadzoną w szynie częścią suwakową, która jest doprowadzana przez część dosuwową za pomocą połączenia siłowego w położenie zamknięcia połówki formy. W tym znanym rozwiązaniu w celu uniknięcia tego, że sąsiadujące przeciwległe połówki formy będą ograniczać szczelinę, z której w sposób niezamierzony może wypływać materiał w postaci tworzywa sztucznego, lub w celu uniknięcia tego, że podczas operacji zamykania połówki formy pod wpływem siły zamykającej będą uderzać jedna w drugą, co może prowadzić do ich uszkodzenia, należy już po stosunkowo krótkim czasie stosowania dodatkowo regulować ten mechanizm, przy czym patrząc z technicznego punktu widzenia, w tak pomyślanych urządzeniach formujących jest prawie niemożliwe bardzo dokładne pozycjonowanie. Powoduje to wówczas powstawanie dużej ilości braków lub szybkie zużycie na czołowych końcach połówek formy.

Nie jest także możliwe stosowanie nowoczesnych systemów napędowych z tego rodzaju niedokładnie pracującymi urządzeniami formującymi, a wskutek braku dokładności ustawiania połówek formy w znanych rozwiązaniach znacznie zmniejszone są wydajności produkcji tych wyrobów.

Celem wynalazku jest utworzenie urządzenia formującego do przemieszczania co najmniej jednej połówki formy, które umożliwi zastosowanie nowoczesnych rozwiązań napędów, na przykład w postaci napę dów elektrycznych lub pneumatycznych, których koszt konserwacji jest mniejszy i które umożliwiają szczególnie duże wydajności produkcji przeznaczonych do wytwarzania przedmiotów przy jednocześnie dużej dokładności pozycjonowania połówki formy.

PL 209 523 B1

Urządzenie formujące, zawierające połówki formy, uruchamiany za pomocą napędu mechanizm jarzmowy do doprowadzania co najmniej jednej połówki formy, co najmniej dla zamknięcia formy, w położenie zamknięcia, przy czym mechanizm jarzmowy ma znajdując ą się w części dosuwowej prowadnicę szczelinową, w którą włożony jest człon uruchamiający, a ponadto zawierające napędzaną za pomocą napędu część rotacyjną do kierowania członu uruchamiającego w położenie odpowiadające położeniu otwarcia połówki formy, oraz zawierające umieszczoną na prowadnicach szynowych część suwakową doprowadzaną przez część dosuwową, za pomocą połączenia siłowego, w poł oż enie zamknię cia poł ówki formy, wedł ug wynalazku charakteryzuje si ę tym, ż e część suwakowa jest połączona z połówką formy za pomocą części nastawczych i części zabierakowych, przy czym urządzenie formujące zawiera element przywracający do cofania połówki formy w położenie jej otwarcia, niezależnie od części suwakowej, a ponadto zawiera umieszczony na prowadnicy szynowej centralny element nastawczy, zwłaszcza w postaci akumulatora energii, do zadawania maksymalnej siły zamykającej połówki formy.

Korzystnie, urządzenie zawiera uruchamianą przez napęd przekładnię do napędzania dwóch mechanizmów jarzmowych części suwakowej.

Korzystnie, jako napęd zastosowany jest napęd elektryczny albo pneumatyczny, zwłaszcza elektryczny silnik krokowy.

W urzą dzeniu formującym wedł ug wynalazku przewidziano, ż e część suwakowa może być doprowadzana wraz z połówką formy w jej położenie zamknięcia, przy czym połówka formy może być niezależnie od części suwakowej za pomocą elementu przywracającego cofana z powrotem w jej położenie otwarcia, a za pomocą centralnego środka nastawczego, w postaci akumulatora energii, można z góry zadawać maksymalną siłę zamykającą dla połówki formy. Niezależnie od tak przyłożonej siły zamykającej mechanizmu jarzmowego daje się go za pomocą elementu nastawczego wyraźnie ograniczyć, tak że uzyskiwane jest maksymalne ograniczenie siły, co oszczędza połówkę formy podczas operacji zamykania i w ten sposób pozwala zredukować nakłady na konserwację. Za pomocą wymienionej prowadnicy szynowej dla części suwakowej po pierwsze uzyskuje się sztywne mechaniczne osadzenie urządzenia formującego, a poprzez oddzielny ruch powrotny połówki formy i części suwakowej z pewnością wykluczone zostały przeszkody podczas pracy. Ponadto, może zostać wykonana duża liczba gęsto w czasie następujących po sobie procesów otwierania i zamykania, co zapewnia wysoką wydajność wytwarzania produktów w postaci formowanych przez rozdmuchiwanie i sterylnie napełnianych pojemników z tworzywa sztucznego, przy czym urządzenie formujące jest zwłaszcza stosowane do wytwarzania kształtów geometrycznych główki w tego rodzaju pojemnikach z tworzywa sztucznego.

Za pomocą rozwiązania według wynalazku można, przy realizacji elementu przywracającego, zastosować nowoczesne rozwiązania napędów, korzystnie z zastosowaniem napędu elektrycznego lub pneumatycznego, tak że można całkowicie zrezygnować ze znanego dotychczas w stanie techniki napędu hydraulicznego. Wymieniony zespół połówki formy może być jednak, tak jak dotychczas, uruchamiany konwencjonalnie za pomocą napędu hydraulicznego, jeśli wydaje się to potrzebne w danym przypadku stosowania i gdzie nie są stawiane wymagania dotyczące sterylności napełniania względnie jakości odnośnie do czystej przestrzeni.

Urządzenie formujące według wynalazku z dającym się napędzać mechanizmem jarzmowym dla ruchu zamykania z daną połówką formy umożliwia równomierny, pewny i zapewniający dokładne ustawianie położenia napęd każdej połówki formy i wymaga tylko niewielkiego nakładu kosztów na konserwację. Na zasobniki energii dla centralnego elementu nastawczego nadają się zwłaszcza naciskowe elementy sprężynowe, na przykład w postaci sprężyn talerzowych.

W szczególnie korzystnej postaci wykonania urzą dzenia formują cego wedł ug wynalazku poł ówki formy mogą być parami, leżąc naprzeciw do siebie, przez każdorazowo jeden mechanizm jarzmowy doprowadzane synchronicznie w ich położenie zamknięcia. Korzystnie przy tym ponadto przewidziano, że za pomocą uruchamianej przez napęd przekładni mogą być napędzane dwa mechanizmy jarzmowe części suwakowej. Ponadto korzystnie przewidziano, że dwie części suwakowe mogą być za pomocą każdorazowo dwóch mechanizmów jarzmowych przemieszczane przeciwbieżnie za pomocą prowadnicy szynowej w kierunku ku sobie lub od siebie. Dzięki temu mogą być sterowane parami współpracując ze sobą synchronicznie dla operacji formowania i wyjmowania z formy razem cztery połówki formy z umieszczonymi w rzędzie jeden za drugim formującymi kształtami geometrycznymi w celu wytworzenia większej liczby kształtów geometrycznych główek.

PL 209 523 B1

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z góry część urządzenia formującego z połówką formy w położeniu zamknięcia, fig. 2 - w widoku z góry część urządzenia formującego z połówką formy w położeniu otwarcia, przy czym przy ułożeniu jedna przy drugiej tych części urządzenia formującego wzdłuż zamykającej linii podziału I-I uzyskuje się urządzenie formujące w całości, a fig. 3 - przekrój wzdłuż linii II-II na fig. 1.

Najpierw zostanie bliżej objaśniona część urządzenia formującego do przemieszczania połówki formy 10 na podstawie dolnego fragmentu rysunku według fig. 1. Połówka formy 10 ma na swej swobodnej stronie czołowej nieckowe wybrania 12, które w ten sposób tworzą połówki form do wytwarzania kształtu geometrycznego główek w bliżej nie przedstawionych pojemnikach z tworzywa sztucznego. W celu wytworzenia główek o takim kształcie geometrycznym połówka formy 10 współpracuje z odpowiadającą jej połówką formy 10a z odpowiednio ukształtowanymi wybraniami 12, jak to jest na przykład przedstawione, patrząc w kierunku rysunku, na dole na fig. 2. Połówka formy 10 jest na swej stronie przeciwległej względem wybrań 12 połączona z dwiema częściami nastawczymi 14, których długość może być nastawiana za pomocą co najmniej jednej części zderzakowej 16, tak że w ten sposób przez części nastawcze 14 zadawana może być zmienna powierzchnia ograniczająca 18. Dzięki temu można połówkę formy 10 na jej swobodnej stronie czołowej ustawiać wzdłuż zamykającej linii podziału I-I i ponadto połówka formy 10 za pomocą elementu przywracającego 20, na przykład w postaci zwykłego cylindra pneumatycznego, może być zgodnie z rysunkiem według fig. 2 wycofywana niezależnie wzdłuż prowadnicy (nie pokazano) z pokazanego na fig. 1 położenia zamknięcia.

Poza tym urządzenie formujące ma do przemieszczania połówki formy 10 mechanizm jarzmowy, oznaczony jako całość odnośnikiem 22, za pomocą którego to mechanizmu jarzmowego każda połówka formy 10 może być dla zamknięcia formy nastawiana wzdłuż zamykającej linii podziału I-I, przy czym mechanizm jarzmowy 22 z kolei może być uruchamiany przez napęd 24, korzystnie w postaci elektrycznego silnika krokowego. W tym celu mechanizm jarzmowy 22 ma prowadnicę szczelinową 26 w części dosuwowej 28, przy czym część dosuwowa 28 jest wbudowana w część suwakową 30 i wraz z nią może być przemieszczana w kierunku zamykania i otwierania połówki formy 10 wzdłuż dwóch prowadnic szynowych 32. Prowadnica szczelinowa 26 jest umieszczona poprzecznie względem prowadnicy szynowej 32 oraz względem kierunku dosuwania połówki formy 10.

Do prowadnicy szczelinowej 26 włożony jest człon uruchamiający 34 w postaci rolki krzywkowej (por. fig. 3). Do odchylania członu uruchamiającego 34 względnie rolki krzywkowej 36 służy napędzana za pomocą napędu 24 część rotacyjna 38, która umożliwia, w kierunku patrzenia na fig. 1, ruch obrotowy członu uruchamiającego 34 wzdłuż strzałki 40, tak aby w ten sposób część dosuwową 28 przemieścić razem z częścią suwakową 30 z jej pokazanego na fig. 1 położenia zamknięcia we wsteczne położenie otwarcia zgodnie z rysunkiem według fig. 2. Dla przeciwnego kierunku ruchu w położenie zamknięcia należy przeciwnie do strzałki 40 część dosuwową 28 wraz z częścią suwakową 30 poprzez odpowiedni ruch obrotowy za pomocą członu uruchamiającego 34 (rolka krzywkowa) dosunąć w kierunku zamykającej linii podziału I-I.

Szczegółowa konstrukcja oznaczonej jako całość odnośnikiem 38 części rotacyjnej wynika zwłaszcza z rysunku według fig. 3. Tak więc przede wszystkim część rotacyjna 38 jest umieszczona stacjonarnie w płytowej podporze mocującej 42 maszyny, która to podpora rozciąga się pomiędzy dwiema prowadnicami szynowymi 32. W tej podporze mocującej 42 jest umieszczony obrotowo, za pomocą odpowiednich łożysk wałeczkowych i tocznych 44 i z pionowym ustawieniem, wał napędowy 46, który połączony trwale z wieńcem zębatym 48 może być przez niego napędzany. Na dolnej stronie wału napędowego 46, a więc pod łożyskiem tocznym 44, jest z wałem napędowym połączony element dźwigniowy 50, przy czym przez taki element dźwigniowy 50 na jego patrząc na fig. 3 lewej przedniej, swobodnej stronie przechodzi rolka krzywkowa 36, która może być swobodnie obracana w elemencie dźwigniowym 50. Pod elementem dźwigniowym 50 jest umieszczona w części dosuwowej 28 prowadnica szczelinowa 26, która to część dosuwową 28 jest znowu integralną częścią składową części suwakowej 30. Z zębami wieńca zębatego 48 części rotacyjnej 38 zazębiają się zęby napędowego wieńca zębatego 52, który może być napędzany przez napęd 24 będący napędem elektrycznym, na przykład w postaci silnika krokowego. Kierunek napędu jest podany za pomocą strzałki 54, przy czym przy tym kierunku napędu połówka formy 10 jest przemieszczana z powrotem w jej położenie otwarcia.

Na swej swobodnej stronie czołowej część suwakowa 30 ma części zabierakowe 56, które przy ruchu połówki formy w jej położenie zamknięcia wzdłuż zamykającej linii podziału I-I za pomocą części nastawczych 14 zabierają ukształtowaną jako pewnego rodzaju ruchome sanki połówkę formy

PL 209 523 B1 i doprowadzają ją w poł o ż enie zamknię cia przeciwnie do kierunku ruchu przeciwległ ej poł ówki formy 10a, o ile przemieszcza się ona ze swego położenia otwarcia według fig. 2 również w swe położenie zamknięcia wzdłuż zamykającej linii podziału I-I według fig. 1. Aby móc nastawić określone siły zamykania, na swobodnym końcu każdej prowadnicy szynowej 32 jest umieszczony centralny element nastawczy 58 w postaci pakietu sprężyn talerzowych, który każdorazowo oddziałuje na płytową podporę mocującą 42 maszyny, który w tym celu za pomocą prowadników końcowych 60 jest osadzony przesuwnie wzdłużnie na prowadnicach szynowych 32. Jeśli teraz siły zamykania są zbyt duże wzdłuż zamykającej linii podziału I-I, może w ten sposób cały układ połówki formy 10 z częścią suwakową 30 i maszynową podporą mocującą 42 zostać przemieszczony do tyłu przeciwnie do działania elementu nastawczego 58 w postaci pakietu sprężyn talerzowych. W ten sposób istnieje zabezpieczenie na wypadek, gdyby kiedyś w sposób niezamierzony miało dojść do kolizji maszynowej zwłaszcza w obszarze połówek formy 10, 10a.

Jeśli zgodnie z rysunkiem według fig. 1 napędowy wieniec zębaty 52 wraz z wieńcem zębatym 48 są napędzane w kierunku strzałki 54 względnie 40 po stronie napędu 24, to część suwakowa 30 przemieszcza się z powrotem w swe położenie wyjściowe według fig. 2, przy czym część dosuwową 28 również jest przemieszczana we wsteczne położenie i rolka krzywkowa 36 jest obracana względem rysunku według fig. 1 o 180° do tyłu. Odpowiednio do tego części zabierakowe 56 części suwakowej 30 są przez części nastawcze 14 odsuwane od powierzchni ograniczającej 18 i dana połówka formy 10, 10a jest wówczas za pomocą elementu przywracającego 20 w postaci cylindra pneumatycznego odprowadzana z powrotem w położenie otwarcia i jest wówczas do dyspozycji dla nowego procesu zamykania. W celu wykonania procesu formowania usytuowane przeciwległe parami połówki formy 10, 10a są przez swój odpowiedni mechanizm jarzmowy 22 synchronicznie nastawiane dla wykonania zamykania. Odpowiednio do tego należy napędy 24 dla obu połówek formy 10, 10a ustawiać razem za pomocą centralnego układu sterowania (niepokazanego). Tego rodzaju synchroniczne sterowanie ułatwia także usuwanie z formy pojemnika z tworzywa sztucznego za pomocą jego części główkowej wykonanej za pomocą połówek formy 10, 10a. Ze względu na porównywalną konstrukcję obu części według fig. 1 i fig. 2 odnośniki zastosowane na fig. 1 zostały także odpowiednio powtórzone na fig. 2. Z tego powodu istnieje także możliwość takiego ukształtowania, że za pomocą wspomnianego mechanizmu jarzmowego 22 będzie przemieszczana tylko jedna połówka formy 10 i przy takim ukształtowaniu połówka formy 10 będzie dla wykonania formowania przemieszczana do nieruchomej połówki formy (nie przedstawiono). Za pomocą opisanego urządzenia formującego można każdorazowo uzyskiwać bardzo dużą częstotliwość cykli i tym samym duże szybkości wytwarzania pojemników z tworzywa sztucznego (nie przedstawiono). Ponadto możliwe jest za pomocą mechanizmu jarzmowego 22 dokładne pozycjonowanie odpowiedniej połówki formy 10, 10a.

W celu uzyskania wysokiej wydajności produkcyjnej przewiduje się umieszczenie w jednym rzędzie obok siebie co najmniej jednej dalszej połówki formy 10, która za pomocą odpowiedniego mechanizmu jarzmowego 22, jak opisano, może być ustawiana przez centralny napęd 24. Odpowiednio do tego znajduje ponownie zastosowanie opisany układ według fig. 1, w kierunku patrzenia na niego ponad napędem 24, i dalszy wieniec zębaty 62 może być napędzany w kierunku strzałki 64, gdy część suwakowa 30 ma być przemieszczana z jej pokazanego na fig. 1 przedniego położenia w jej tylne położenie według fig. 2. Zgodnie z tym także prowadnica szczelinowa 26 jest skierowana w tym samym kierunku jak opisano. Stosownie do tego dla procesu uruchamiania wzdłużnego rolka krzywkowa 36 toczy się po torze kołowym wokół wału napędowego 46 i zabiera przy tym część dosuwową 28 i część suwakową 30 w ruchu wzdłużnym równolegle do obu prowadnic szynowych 32, przy czym prowadnica szczelinowa 26 nie zmienia swego poprzecznego położenia, jak przedstawiono na fig. 1 i fig. 2. Ponieważ ograniczenie maksymalnej siły jest realizowane przez odpowiedni element nastawczy 58 w postaci pakietu sprężyn talerzowych z jednej strony prowadnicy szynowej 32, układ taki nie musi być przewidziany przy maszynowej podporze mocującej 42 według fig. 2.

Claims (3)

1. Urządzenie formujące, zawierające połówki formy, uruchamiany za pomocą napędu mechanizm jarzmowy do doprowadzania co najmniej jednej połówki formy, co najmniej dla zamknięcia formy, w położenie zamknięcia, przy czym mechanizm jarzmowy ma znajdującą się w części dosuwowej prowadnicę szczelinową, w którą włożony jest człon uruchamiający, a ponadto zawierające napędzaną

PL 209 523 B1 za pomocą napędu część rotacyjną do kierowania członu uruchamiającego w położenie odpowiadające położeniu otwarcia połówki formy, oraz zawierające umieszczoną na prowadnicach szynowych część suwakową doprowadzaną przez część dosuwową, za pomocą połączenia siłowego, w położenie zamknięcia połówki formy, znamienne tym, że część suwakowa (30) jest połączona z połówką formy (10, 10a) za pomocą części nastawczych (14) i części zabierakowych (56), przy czym urządzenie formujące zawiera element przywracający (20) do cofania połówki formy (10, 10a) w położenie jej otwarcia, niezależnie od części suwakowej (30), a ponadto zawiera umieszczony na prowadnicy szynowej (32) centralny element nastawczy (58), zwłaszcza w postaci akumulatora energii, do zadawania maksymalnej siły zamykającej połówki formy (10, 10a).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera uruchamianą przez napęd (24) przekładnię do napędzania dwóch mechanizmów jarzmowych (22) części suwakowej (30).

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że jako napęd (24) zastosowany jest napęd elektryczny albo pneumatyczny, zwłaszcza elektryczny silnik krokowy.