WO1995031320A1 - Verfahren und vorrichtungen zur herstellung eines formkörpers aus kunststoff - Google Patents

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WO1995031320A1
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Gerhard Keller
Ralph Roeder
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    • B29L2023/20—Flexible squeeze tubes, e.g. for cosmetics

Definitions

  • the invention relates to a method and devices for producing a molded body made of plastic by separating individual portions of material from a vertically downward stream of material emerging from a closable dispensing opening of a material dispenser, made of plastic plasticized by heat and transferring the separated portion of material into a mold cavity and pressing it into a molded body Closing the mold cavity.
  • annular blanks are obtained by separating individual portions of material by closing a tube part of the material dispenser directed towards the mold cavity by means of a closing body which can be displaced in the axial direction against the tube end, the separated annular material portions being transferred into the mold cavity in free fall.
  • the annular portions of material are shaped into blanks approximately lenticular in cross-sectional profile by controlling the closing body.
  • the annular blanks are preferably detached from the closing body by a gas flow directed at the separation point.
  • This process requires a complicated nozzle system that also has a specific one
  • a further method and a further device are known from EP-Bl-328 096.
  • a blank is discharged through a nozzle and separated, the entire heated thermoplastic material required for a blank being deposited on an intermediate support which can be extended under the nozzle and whose surface forms part of the mold.
  • the intermediate carrier is lowered and thus transfers the blank into the press mold.
  • the mold is more complicated and therefore more expensive due to the extendable intermediate carrier.
  • the blanks can also have an annular shape.
  • the blanks In connection with the production of moldings in the form of a tube, which should have a closed dispensing opening, for. B. a pierceable membrane or in the case of so-called “twist off” or “brake off” tubes, in which the outlet opening is only released after turning off and / or breaking off a correspondingly designed closure part, result from the use of annular blanks Problems, since bubble-shaped air pockets or missing parts often occur during pressing, so that rejects arise.
  • the object of the invention is to provide a method and a device with which, in particular, closed portions of material of a desired size can be obtained in a simple and quick manner without additional measures, and to specify a device with which and Desired - in particular closed - portions of material can be produced and have a simple structure.
  • the method and the device should make it possible to produce perfect tubes with an initially closed dispensing opening.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in a schematic representation, in which a material flow emerges through the opened dispensing opening of a material dispenser
  • Fig. 2 to 5 the same as in Fig. 1, but in different stages of the process of forming a desired portion of material.
  • the material dispenser 1 has an outlet opening 5 in its base 4.
  • a closure body 6 is arranged and designed so that it can move up and down such that its lower end 7, in an upper position (FIG. 1), opens the dispensing opening 5 for the escape of plastic 3, in a middle lowered position (FIG. 2). closes the dispensing opening 5 and in a lower position (FIGS. 3, 4) in the direction of a mold cavity 8 of a compression molding 8 1 which can be arranged under the material dispenser 1 and which can have any known — also multi-part — shape (which is the counter shape) not shown), is extended from the material dispenser 1.
  • a scissor device 9 is arranged between the press-molded part 8 'and the bottom 4 of the material dispenser 1, the knives 10 of which are arranged such that they can move towards and away from one another in such a way that their cutting edges 11 overlap somewhat at the end of a cutting process (see FIG. 4).
  • the knives 10 preferably have bevelled cutting edges 11.
  • the procedure is as follows.
  • the material dispenser 1 is filled with a heated thermoplastic 3 through the extruder screw 2.
  • the end 7 of the closure body 6 is moved upwards in the direction of the wall of the material dispenser 1 opposite the bottom 4 (see FIG. 1), so that the dispensing opening 5 is opened.
  • a material stream 12 made of thermoplastic material emerges through the discharge opening 5, indicated by arrows in FIG. 1.
  • the discharge opening 5 is closed by moving the closure body 6 downward (see FIG. 2).
  • a material flow part 13 is cut off.
  • the material flow part 13 depends here on the lower end 7 of the closure body 6 (see FIG. 2) due to the adhesive or adhesive properties of the thermoplastic plastic which make it difficult to separate the blanks in the known methods.
  • the closure body 6 is then lowered further with the material flow part 13 hanging at its lower end 7 until the free lower end of the material flow part 13 is supported on the wall of the mold cavity 8 (see FIG. 3).
  • the scissors device 9 is actuated and its knives 10 move towards one another and separate the desired portion of material 14 from the material flow part 13 (see FIG. 4), the portion of material 14 having a closed, compact, drop-like shape. Then the knives 10 the scissors device 9 moved back to their starting position.
  • the scissors device 9 can be arranged to be height-adjustable (not shown) in order to vary the size of the separated portions of material 14. There is also the possibility, on the retraction path of the knives 10, of providing a cleaning device (not shown) (which may also be deliverable) for cleaning the knives 10 from any plastic that may be adhering.
  • the scissors device 9 and in particular its knives 10 are preferably cooled (not shown) in order to largely prevent plastic from adhering to the knives 10.
  • the knives 10 can alternatively or additionally be provided with a non-stick coating.
  • the size of the material flow 12 emerging from the dispensing opening 5 from the material dispenser 1 can be controlled by regulating the distance of the end 7 of the closure body 6 from the dispensing opening 5 and / or by keeping the dispensing opening 5 open.
  • the material flow 12 is practically stopped, so that a clean cut without material flowing in is made possible.
  • the Stopping the material flow can also be done by z. B. is briefly generated by the movement of a piston of a piston unit (not shown) in the interior of the material dispenser, so that no further material can escape through the open discharge opening 5 (Fig. 1).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff durch Abtrennen von einzelnen Materialportionen von einem aus einer verschließbaren Ausgabeöffnung eines Materialgebers austretenden vertikal abwärts gerichteten Materialstrom aus durch Wärme plastifiziertem Kunststoff und überführen der abgetrennten Materialportion in einen Formhohlraum und Verpressen zu einem Formkörper durch Schließen des Formhohlraums. Erfindungsgemäß erfolgt das Abtrennen der jeweils gewünschten Materialportion vom Materialstrom unterhalb der Ausgabeöffnung und beabstandet zu ihr durch einen Scherenschnitt, wobei vorzugsweise der Materialstrom für das Abtrennen einer Materialportion kurzzeitig zum Stillstand gebracht wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff mit einem verschließbaren Formhohlraum (8) und einem über dem geöffneten Formhohlraum (8) anordenbaren Materialgeber (1) für durch Wärme plastifizierten Kunststoff (3) mit einer zum Formhohlraum (8) gerichteten mittels eines Verschlußkörpers (6) verschließbaren Ausgabeöffnung (5) zum Austritt eines Materialstroms (12) von plastifiziertem Kunststoff. Erfindungsgemäß ist unterhalb und beabstandet zur Ausgabeöffnung (5) eine Scherenvorrichtung (9) zum Abtrennen von gewünschten Materialportionen (14) angeordnet.

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff durch Abtrennen von einzelnen Materialportionen von einem aus einer verschließbaren Ausgabeöffnung eines Materialgebers austretenden vertikal abwärts gerichteten Materialstrom aus durch Wärme plastifiziertem Kunststoff und Überführen der abgetrennten Materialportion in einen Formhohlraum und Verpressen zu einem Formkörper durch Schließen des Formhohlraums.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE-C3- 30 23 415 bekannt. Nach diesem Verfahren und in der Vorrichtung werden ringförmige Rohlinge durch das Abtrennen einzelner Materialportionen durch Verschließen eines zum Formhohlraum gerichteten Rohrteils des Materialgebers durch einen in axialer Richtung gegen das Rohrende verschiebbaren Schließkörper gewonnen, wobei die abgetrennten ringförmigen Materialportionen im freien Fall in den Formhohlraum überführt werden. Hierbei werden die ringförmigen Materialportionen durch Steuerung des Schließkörpers zu im Querschnittsprofil etwa linsenförmigen Rohlingen geformt. Vorzugsweise werden die ringförmigen Rohlinge durch einen auf die Trennstelle gerichteten Gasstrom vom Schließkörper gelöst.
Bei diesem Verfahren ist ein kompliziertes Düsensystem erforderlich, das zudem eine spezifische
Schließcharakteristik erfordert, um die jeweils gewünschte Querschnittsform des ringförmigen Rohlings zu erhalten. Da thermoplastisches Kunststoffmaterial starke Klebe- oder Hafteigenschaften aufweist, sind in der Regel auch noch zusätzliche Maßnahmen, wie das Vorsehen von Heißluftströmen zum Ablösen des hergestellten Rohlings von der Schließvorrichtung, erforderlich.
Ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung sind aus der EP-Bl- 328 096 bekannt. Hierbei wird ein Rohling durch eine Düse ausgegeben und abgetrennt, wobei das gesamte für einen Rohling erforderliche erwärmte thermoplastische Material auf einem unter die Düse ausfahrbaren Zwischenträger abgelegt wird, dessen Oberfläche einen Teil der Preßform bildet. Vor oder beim Schließen der Form wird der Zwischenträger abgesenkt und überführt so den Rohling in die Preßform. Bei dieser Vorrichtung ist durch den ausfahrbaren Zwischenträger die Preßform komplizierter und damit auch teuerer.
Nach dem Verfahren gemäß der DE-C3- 30 23 415 können nur ringförmige Rohlinge hergestellt werden. Gemäß der EP-Bl- 328 096 können die Rohlinge auch eine ringförmige Gestalt aufweisen. Im Zusammenhang mit der Herstellung von Formkörpern in Form einer Tube, die eine verschlossene Ausgabeöffnung haben soll, z. B. einer durchstechbaren Membran oder im Falle von sogenannten "Twist Off"- oder "Brake Off"-Tuben, bei welchen die Austrittsöffnung erst nach dem Abdrehen und/oder Abbrechen eines entsprechend ausgebildeten Verschlußteiles freigegeben wird, ergeben sich bei der Verwendung von ringförmigen Rohlingen Probleme, da beim Verpressen oftmals blasenförmige Lufteinschlüsse oder Fehlstellen auftreten, so daß Ausschuß entsteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der auf einfache und schnelle Weise insbesondere geschlossene Materialportionen gewünschter Größe ohne Zusatzmaßnahmen gewinnbar sind sowie eine Vorrichtung anzugeben, mit der auf einfache Art und gewünschte - insbesondere geschlossene - Materialportionen herstellbar sind und die einen einfachen Aufbau aufweisen. Außerdem soll es das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen, einwandfreie Tuben mit zunächst geschlossener Ausgabeöffnung herzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch Vorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 5 oder 6 gelöst. Vorzugsweise Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Unteransprüchen 2 bis 7 sowie der Vorrichtungen dem Anspruch 7 zu entnehmen.
Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf Varianten sowie unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung, bei der durch die geöffnete Ausgabeöffnung eines Materialgebers ein Materialstrom austritt;
Fig. 2 bis 5 das gleiche wie in Fig. 1, jedoch in unterschiedlichen Verfahrensstadien der Bildung einer gewünschten Materialportion.
In einen Materialgeber 1 wird mittels einer
Extruderschnecke 2 durch Wärme plastifizierter Kunststoff 3 zugeführt. Der Materialgeber 1 weist in seinem Boden 4 eine Ausgabeöffnung 5 auf. Im Materialgeber 1 ist ein Verschlußkörper 6 derart auf- und abbeweglich angeordnet und gestaltet, daß sein unteres Ende 7 in einer oberen Stellung (Fig. 1) die Ausgabeöffnung 5 zum Austritt von Kunststoff 3 freigibt, in einer mittleren abgesenkten Stellung (Fig. 2) die Ausgabeöffnung 5 verschließt und in einer unteren Stellung (Fig. 3, 4) in Richtung auf einen unter dem Materialgeber 1 anordenbaren Formhohlraum 8 eines Preßformteils 81, der eine beliebige bekannte - auch mehrteilige - Gestalt aufweisen kann (die Gegenform ist nicht dargestellt) , aus dem Materialgeber 1 ausgefahren ist.
Zwischen dem Preßformteil 8 ' und dem Boden 4 des Materialgebers 1 ist eine Scherenvorrichtung 9 angeordnet, deren Messer 10 aufeinander zu und voneinander weg derart beweglich angeordnet sind, daß ihre Schneidkanten 11 am Ende eines Schneidvorgangs (s. Fig. 4) sich etwas überlappen. Die Messer 10 weisen vorzugsweise abgeschrägte Schneidkanten 11 auf.
Das Verfahren läuft wie folgt ab. Der Materialgeber 1 wird mit einem erwärmten thermoplastischen Kunststoff 3 durch die Extruderschnecke 2 gefüllt. Dann wird das Ende 7 des Verschlußkörpers 6 in Richtung der dem Boden 4 gegenüberliegenden Wand des Materialgebers 1 nach oben bewegt (s. Fig. 1), so daß die Ausgabeöffnung 5 freigegeben wird. Durch die Ausgabeöffnung 5 tritt, in Fig. 1 durch Pfeile gekennzeichnet, ein Materialstrom 12 aus thermoplastischem Kunststoff aus. Dann wird durch Abwärtsbewegen des Verschlußkörpers 6 die Ausgabeöffnung 5 verschlossen (s. Fig. 2). In dieser Position ist ein Materialstromteil 13 abgetrennt. Der Materialstromteil 13 hängt hierbei aufgrund der bei den bekannten Verfahren das Abtrennen der Rohlinge erschwerenden Kleb- oder Hafteigenschaften des thermoplastischen Kunststoffs am unteren Ende 7 des Verschlußkörpers 6 (s. Fig. 2) .
Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird anschließend der Verschlußkörper 6 mit dem an seinem unteren Ende 7 hängenden Materialstromteil 13 soweit weiter abgesenkt, bis das freie untere Ende des Materialstromteils 13 sich auf der Wandung des Formhohlraums 8 abstützt (s. Fig. 3) . Sodann wird die Scherenvorrichtung 9 betätigt und ihre Messer 10 fahren aufeinander zu und trennen die gewünschte Materialportion 14 vom Materialstromteil 13 ab (s. Fig. 4), wobei die Materialportion 14 eine geschlossen kompakte tropfenähnliche Form aufweist. Sodann werden die Messer 10 der Scherenvorrichtung 9 in ihre Ausgangsposition zurückgefahren.
Die Scherenvorrichtung 9 kann höhenverstellbar (nicht dargestellt) angeordnet sein, um die Größe der abgetrennten Materialportionen 14 zu variieren. Es besteht auch die Möglichkeit, auf dem Rückzugsweg der Messer 10 eine - gegebenenfalls auch zustellbare - Reinigungsvorrichtung (nicht dargestellt) zur Reinigung der Messer 10 von gegebenenfalls anhaftendem Kunststoff vorzusehen.
Vorzugsweise sind die Scherenvorrichtung 9 und insbesondere deren Messer 10 gekühlt (nicht dargestellt) , um weitgehend ein Anhaften von Kunststoff an den Messern 10 zu vermeiden. Zu diesem Zweck können die Messer 10 auch alternativ oder zusätzlich mit einer Antihaftbeschichtung versehen sein.
Die Größe des aus der Ausgabeöffnung 5 aus dem Materialgeber 1 austretenden Materialstroms 12 kann durch die Regelung des Abstandes des Endes 7 des Verschlußkörpers 6 von der Ausgabeöffnung 5 und/oder durch die Dauer des Offenhaltens der Ausgabeöffnung 5 gesteuert werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Scherenvorrichtung 9 bereits in der in Fig. 2 dargestellten Position, bei der der Materialstromteil 13 noch am unteren Ende 7 des Verschlußkörpers 6 frei hängt, zu betätigen. Geht man so vor, würde die abgetrennte Materialportion 14 frei in den Formhohlraum 8 fallen. Hierdurch ließe sich die Frequenz der Herstellung der Materialportionen erhöhen, da der Verschlußkörper 6 periodisch einen geringeren Hubweg zurücklegen muß.
Durch die Absenkung des Verschlußkörpers 6 in die Ausgabeöffnung 5 hinein (s. Fig. 2) wird der Materialstrom 12 praktisch stillgesetzt, so daß ein sauberer Schnitt, ohne daß Material nachströmt, ermöglicht wird. Das Stillsetzen des Materialstroms kann auch dadurch vorgenommen werden, daß z. B. mittels der Bewegung eines Kolbens einer Kolbeneinheit (nicht dargestellt) im Innenraum des Materialgebers kurzzeitig ein Unterdruck erzeugt wird, so daß kein weiteres Material durch die offene Ausgabeöffnung 5 (Fig. 1) austreten kann.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff durch Abtrennen von einzelnen Materialportionen von einem aus einer verschließbaren Ausgabeöffnung eines Materialgebers austretenden vertikal abwärts gerichteten Materialstrom aus durch Wärme plastifiziertem Kunststoff und Überführen der abgetrennten Materialportion in einen Formhohlraum und Verpressen zu einem Formkörper durch Schließen des Formhohlraums, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen der jeweils gewünschten Materialportion vom Materialstrom unterhalb der Ausgabeöffnung und beabstandet zu ihr durch einen Scherenschnitt erfolgt, wobei der Materialstrom für das Abtrennen einer Materialportion kurzzeitig zum Stillstand gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstrom durch periodisches Verschließen der Ausgabeöffnung zum Stillstand gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Materialstroms durch den Verschlußkörper in den Formhohlraum überführt wird, wonach die gewünschte
Materialportion vom Teil des Materialstroms abgeschnitten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstrom durch kurzzeitiges Erzeugen eines Unterdrucks im Materialgeber zum Stillstand gebracht wird.
5. Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff mit einem verschließbaren Formhohlraum (8) und einem über dem geöffneten Formhohlraum (8) anordenbaren Materialgeber (1) für durch Wärme plastifizierten Kunststoff (3) mit einer zum Formhohlraum (8) gerichteten mittels eines Verschlußkörpers (6) verschließbaren Ausgabeöffnung (5) zum Austritt eines Materialstroms (12) von plastifiziertem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb und beabstandet zur Ausgabeöffnung (5) eine Scherenvorrichtung (9) zum Abtrennen von gewünschten Materialportionen (14) angeordnet ist und der Verschlußkörper (6) aus einer die Ausgabeöffnung (5) freigebenden Stellung aus dem Innenraum des Materialgebers (1) in die und durch die Ausgabeöffnung (5) hindurch in den geöffneten Formhohlraum (1) einführ- und wieder zurückziehbar angeordnet ist.
6. Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff mit einem verschließbaren Formhohlraum (8) und einem über dem geöffneten Formhohlraum (8) anordenbaren Materialgeber
(1) für durch Wärme plastifizierten Kunststoff (3) mit einer zum Formhohlraum (8) gerichteten mittels eines Verschlußkörpers (6) verschließbaren Ausgabeöffnung (5) zum Austritt eines Materialstroms (12) von plastifiziertem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb und beabstandet zur Ausgabeöffnung (5) eine Scherenvorrichtung (9) zum Abtrennen von gewünschten Materialportionen (14) angeordnet ist und der Materialgeber mit einer Kolbeneinheit mit einem beweglichen Kolben zur kurzzeitigen Erzeugung eines Unterdrucks im Innenraum des Materialgebers versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherenvorrichtung (9) gekühlt ist.
PCT/EP1995/001863 1994-05-18 1995-05-17 Verfahren und vorrichtungen zur herstellung eines formkörpers aus kunststoff WO1995031320A1 (de)

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