WO1997047459A1

WO1997047459A1 - Ausstosservorrichtung

Info

Publication number: WO1997047459A1
Application number: PCT/CH1997/000231
Authority: WO
Inventors: Otto Hofstetter; Luis Fernandez
Original assignee: Otto Hofstetter Ag Werkzeug- Und Formenbau
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1997-12-18
Also published as: US6190157B1; EP0907488A1; JP2000511837A; CA2257986A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ausstosservorrichtung für eine zur Entnahme von Preforms geeignete Entnahmevorrichtung, mit welcher auf eine sichere Weise angekühlte Preforms aus einem Formwerkzeug entnommen und nach deren Auskühlung ebenso sicher und vollständig wieder aus der Entnahmevorrichtung ausgestossen werden können.

Description

Ausstosservorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausstosservorrich¬ tung für eine zur Entnahme von Preforms geeignete Entnah¬ mevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Maschinen zur Herstellung von Preforms oder Vorformlingen, insbesondere für die Herstellung von Getränkeflaschen aus PET, umfassen im wesentlichen eine Kunststoff-Einheit und eine Formwerkzeugeinheit. Dabei werden Entnahmevorrich- tungen zur Entnahme der Preforms aus dem Formwerkzeug immer häufiger eingesetzt, um die Zykluszeiten und insbesondere die wegen der langen Kühlzeit der Preforms verursachten Standzeiten der Kunststoffspritzmaschinen zu reduzieren. Dazu werden die Formwerkzeuge nach dem Einspritzvorgang, resp. während der Kühlphase vorzeitig geöffnet und werden die noch nicht vollständig abgekühlten Vorformlinge von diesen Entnahmevorrichtungen automatisch aufgenommen und weiter gekühlt. Während dieser Kühlzeit können die Form¬ werkzeuge wieder geschlossen und neu gefüllt werden. Moderne Entnahmevorrichtungen können in der Regel drei hintereinander hergestellte Chargen aufnehmen, bevor sie die erste Charge ausstossen.

Für das Ausstossen der gekühlten Preforms sind auf diesem Gebiet verschiedene Vorrichtungen bekannt. Eine der ge¬ bräuchlichsten Ausstossvorrichtungen weist im Innern der kühlbaren Entnahmehülsen einen Kolben auf, der mit Druck¬ luft nach aussen gestossen werden kann. Ein im Boden der Entnahmehülse fixierter Bolzen hält diesen Kolben in seiner Endstellung zurück, während die Druckluft weiter durch eine Bohrung im Kolben den Vorformling aus der Hülse heraus¬ treiben kann. Diese Bohrung durch den Kolben wird gleich¬ zeitig dazu benutzt, um die Luft in den Entnahmehülsen über das zum Ausstossen vorgesehene Druckluftleitungssystem wegzupumpen, d.h. in den Entnahmehülsen einen Unterdruck, resp. eine Saugwirkung zu erzeugen, mit welcher die Pre¬ forms in die Entnahmehülsen eingezogen werden können. Leider zeigt es sich, dass sich die beim Abkühlen schrumpfenden resp. schwindenden Preforms nicht gleichmäs- sig von der Wandung der Entnahmehülse ablösen und daran zum Teil unerwartet fest haften bleiben. Bei den bekannten Ausstosservorrichtungen führt dies dazu, dass die gekühlten Preforms nicht mit Sicherheit ausgeworfen werden, da die für das Ausstossen vorgesehene Druckluft bei den Entnah¬ mehülsen mit leicht entfernbaren oder bereits ausgestos- senen Preforms entweicht.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entnahmevorrichtung mit einer Ausstosservorrichtung zu schaffen, mit welcher die angekühlten Preforms sicher aus dem Formwerkzeug entnommen und nach deren Auskühlung ebenso sicher und vollständig wieder aus der Entnahmevorrichtung ausgestossen werden können.

Erfindungsgemäss wird dies mit einer Entnahmevorrichtung gemäss Anspruch 1 erreicht, und insbesondere mit einer Ausstosservorrichtung, welche einen Ausstosserkolben um- fasst, dessen Kolbenkopf in der Preform-Halterung druck¬ dicht verschiebbar ist. Zwischen Kolbenkopf und Bodenteil der Preform-Halterung ist eine Druckkammer ausgebildet, die mit einem in der Grundplatte der Entnahmevorrichtung vor¬ gesehenen Druckluftkanalsystem kommuniziert. Zusätzlich weist der Ausstosserkolben einen Kolbenstift auf, der durch eine Bohrung im Bodenteil der Preform-Halterung geführt ist und in dieser Bohrung wiederum druckdicht und bewegbar gelagert ist. Dieser Kolbenstift ragt in eine zweite Kammer (im folgenden auch Unterdruckkammer genannt) , die mit einem in der Grundplatte der Entnahmevorrichtung vorgesehenen

Unterdruckkanalsystem kommuniziert. Diese zweite Kammer kommuniziert über eine durch Kolbenstift und Kolbenkopf führende Bohrung in den Innenraum der Preform-Halterung.

Zur Aufnahme von Preforms wird die Entnahmeplatte im geöf¬ fneten Formwerkzeug in gewünschter Weise positioniert. Durch die mit dem Unterdrucksystem erzeugte Saugwirkung werden die einzelnen Preforms in die jeweiligen Preform- Halter eingezogen, bis diese an der Kolbenstirnfläche des Kolbenkopfes anliegen. Durch die weitere Vakuumierung der zweiten Kammer wird der gesamte Ausstosserkolben zusammen mit der Preform weiter gegen den Boden der Preform-Hal¬ terung gezogen und dort gehalten. Dabei kann der Unterdruck in geeigneter Weise geregelt werden. Nach erfolgter Kühlung wird das Druckluftsystem aktiviert und in der Druckkammer zwischen Kolbenkopf und Bodenteil der Preform-Halterung ein Druck aufgebaut, mit welchem der verschiebbare Kolbenkopf nach aussen bewegt wird, um die gekühlte Preform aus der Preform-Halterung auszustossen. Ein Flansch am Ende des Kolbenstifts bestimmt die Endlage des Ausstosserkolbens.

Diese Vorrichtung gewährleistet, dass der in der Druckkam¬ mer erzeugte Überdruck beim Ausstossen der Preforms unab- hängig von den wirkenden Haftkräften nicht abfällt und in einfacher Weise kontrollierbar ist. Die einzelnen Preforms werden mit dieser Vorrichtung sicher ausgestossen. Diese Vorrichtung erlaubt es, erstmals die Einzugs- und Aus- stosser-Kräfte in geeigneter Weise zu kontrollieren und zu regulieren. Darüberhinauε kann mit der erfindungsgemässen Ausstosservorrichtung die Preform auch im Angussbereich aktiv gekühlt werden.

In weiteren Ausführungsformen wird darauf geachtet, dass sich die Kolbenstirnfläche an die Aussenform der Preform anschmiegt. Hilfsweise kann diese Fläche mit einer beson¬ ders geeigneten Antihaftschicht beschichtet sein. Als besonders vorteilhaft erweist sich, dass die den Kolben bewegende Druckkammer ringförmig ausgestaltet ist und der Kolbenstift zur Begrenzung des Kolbenhubs an seinem grund- plattenseitigen Ende einen Flansch aufweist. Zur Ermögli¬ chung einer einfachen Montage und Demontage der einzelnen Preform-Halter weisen diese jeweils eine äussere rohrförmi- ge Zylinderhülse und eine innere becherförmige Zylinder- büchse auf, wobei diese Zylinderbüchse bodenseitig mit einem Sockelteil versehen ist, der in eine Ausnehmung der Grundplatte eingesetzt werden kann. Dieser Sockelteil wird mittels Positionierstiften auf der Grundplatte gegen Ver¬ drehen gesichert. Die Zylinderhülse des Preformhalters weist eine Fussplatte auf derart, dass der Sockelteil der Zylinderbüchse mit Hilfe dieser Fussplatte in der Ausneh¬ mung der Grundplatte festgehalten werden kann.

Im folgenden soll die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Hilfe der Figuren näher er¬ läutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Preform-Halterung in der Ebene des Druckluftsys¬ tems;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Ent¬ nahmevorrichtung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Versorgungsplatte der erfindungsgemässen Entnahmevorrichtung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Preform-Halterung in der Ebene des Kühlsystems;

Fig. 5 eine Aufsicht auf die nur teilweise bestückte Entnahmeplatte.

Der Aufbau der erfindungsgemäsε gestalteten Preform-Hal¬ terung und Ausstosservorrichtung ist aus Figur 1 ersicht¬ lich. Eine Vielzahl Preform-Halter 1 sind auf einer Grund- platte 2 aufgebracht. Dabei ist eine becherförmige

Zylinderbüchse 3 mit ihrem Sockelteil in eine entsprechende Ausnehmung 4 in der Grundplatte 2 eingelassen und mit Hilfe eines Positionierstiftes 5 so positioniert, dass die Zu¬ fuhrleitungen 6 des Druckluftversorgungssystems mit einem in der Zylinderbüchse 3 vorgesehenen Druckluftkanal 7 in Verbindung steht. Um die becherförmige Zylinderbüchse 3 liegt eine rohrförmige Zylinderhülse 8, welche eine Fuss- platte 9 aufweist, die mit Hilfe von Schrauben 10 an der Grundplatte 2 befestigt ist. Dadurch wird der Sockelteil 33 der Zylinderbüchse 3 in den Ausnehmungen 4 der Grundplatte 2 festgehalten. Zwischen Zylinderbüchse 3 und Zylinderhülse 8 sind Ausnehmungen 11 vorgesehen, in welchen ein Kühlmit¬ tel zirkulieren kann. Es versteht sich, dass die Form der Innenwandung 12 der Zylinderbüchse 3 der Gestaltung der Aussenfläche der herzustellenden Preforms entspricht und für die leichtere Entnahme beschichtet sein kann und konisch verläuft. Die Ausstosservorrichtung umfasst einen Ausstosserkolben 13 der aus einem Kolbenkopf 14 und einem Kolbenstift 15 gebildet ist. Der Kolbenkopf 14 läuft druck¬ dicht in einem zylindrischen Bodenraum 16 der becher¬ förmigen Zylinderbüchse 3. Zwischen diesem Kolbenkopf 14 und der Bodenfläche 17 des Bodenraums 16 ist eine Druckkam¬ mer 18 ausgebildet, welche mit dem Druckluftkanal 7 kom¬ muniziert. Es versteht sich, dass die Kolbenstirnfläche 19 der Form der herzustellenden Preform folgt. Der am Kol¬ benkopf 14 vorgesehene Kolbenstift 15 läuft ebenfalls druckdicht in einer Kolbenstiftöffnung 20 des Bodenteils 21 der becherförmigen Zylinderbüchse 3 und ragt in eine Unter¬ druckkammer 22, welche mit einem Vakuumierungssystem (nicht dargestellt) verbunden ist. Eine zentrale Bohrung im Aus¬ stosserkolben 13 schafft die Verbindung zwischen Vakuumierungssystem und Innenraum der Preform-Halterung und erlaubt dadurch das Einziehen der Preforms mit Hilfe des Vakuumierungssystems.

Für den Ausstossvorgang wird die Druckkammer 18 über den Druckluftkanal 7 unter Druck gesetzt und der Ausstosserkol¬ ben 13 dadurch in Richtung zur Öffnung der Preform-Hal¬ terung bewegt. Die druckdichte Führung des Kolbenkopfes 14 und Kolbenstiftes 15 verhindert, dass bei dieser Ausstoss- bewegung Druckluft entweichen kann. Ein in der Unterdruck- kammer 22 am Kolbenstift 15 befestigter Flansch 23 in Form eines aufgesetzten Ringes, definiert den maximalen Hub des Ausstosserkolbens 13. Die in Figur 2 im Querschnitt dargestellte Entnahmevorrich¬ tung wird zwischen Matrizenplatte 28 und Patrizenplatte (nicht dargestellt) des geöffneten Formwerkzeugs geschoben und weist im wesentlichen eine Grundplatte 2 auf, mit einer Vielzahl daran befestigter Preform-Halter 1 und einer

Versorgungsplatte 27 zur Versorgung der Unter- und Über¬ drucksysteme und des Kühlsystems. Diese Figur macht deut¬ lich, dass mit der Entnahmevorrichtung drei Chargen hinter¬ einander ausgekühlt werden können, in dem jeweils nur jeder dritte Preform-Halter 1 für die Aufnahme einer Preform 24 mit dem Vakuumierungssystem wechselwirkt resp. nur jeder dritte Preform-Halter 1 für den Ausstossvorgang mit dem Überdrucksystem wechselwirkt. Eine bevorzugte Ausführungs¬ form der Entnahmevorrichtung weist zwölf hintereinander angeordnete Reihen, wie sie in Figur 2 dargestellt sind, auf, und eignet sich damit für die gleichzeitige Entnahme von 48 Preforms.

Figur 3 zeigt die geometrische Anordnung der Druckluft- leitungen und deren Verbindung mit den jeweiligen Druckkam¬ mern 18 der Preform-Halter 1. Die Versorgungsplatte 27 führt dazu drei voneinander unabhängige Kanalsysteme, für die Vakuumierung 29, für den Überdruck 30 und für die Kühlung 31. Diese Figur macht deutlich, dass jeweils drei Preform-Halter unabhängig voneinander mit den entsprechen¬ den Versorgungsleitungen in Verbindung stehen müssen, um deren voneinander unabhängige Steuerung zu ermöglichen.

Figur 4 zeigt zwei nebeneinander angeordnete Preform-Halter 1 deren Ausstosservorrichtungen in verschiedenen Arbeits¬ stellungen stehen. Der gezeigte Schnitt läuft quer zu dem in Figur 1 dargestellten Querschnitt und zeigt im Unter¬ schied dazu die Verbindung der Kühlmittelkanäle 31 mit den zur Kühlung der Zylinderbüchse 3 vorgesehenen Ausnehmungen 11, sowie eine Verbindung 25 zwischen dem Vakuumierungs- kanal 29 und der Unterdruckkammer 22. Bei eingesaugter Preform liegt der Kolbenkopf 14 des Ausstosserkolbens 13 auf der Bodenfläche 17 des Bodenteils 21 der becherförmigen Zylinderbüchse 3. Der dazugehörige Kolbenstift 15 ragt dabei vollständig durch die Kolbenstiftöffnung 20 in die Unterdruckkammer 22. Die Druckkammer 18 ist als ringförmige Kammer ausgebildet und mit dem Druckluftsystem (nicht dargestellt) verbunden. Die Kolbenstirnfläche 19 schmiegt sich an die Aussenform der Preform 24 an. Durch die flächige Führung des Ausstosserkolbens 13 überträgt dieser die von der Preform 24 aufgenommene Wärme unmittelbar an die gekühlte Zylinderbüchse 3 und unterstützt damit aktiv die Kühlung der heissen Preform 24 im Angussbereich. Vor¬ zugsweise ist der Ausstosserkolben 13 deshalb aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt. Während der Kühlphase wird der in der Unterdruckkammer 22 erzeugte Unterdruck aufrechterhalten.

Nach Ablauf der erforderlichen Kühlzeit wird der Unterdruck in der Unterdruckkammer 22 reduziert und die Druckkammer 18 unter Druck gesetzt. Damit wird der Ausstosserkolben 13 gegen die Öffnung des Preform-Halters 1 gestossen. Die Endstellung des Ausstosserkolbens 13 wird vorzugsweise durch einen Flansch 23 festgelegt. Nach dem Auswerfen der Preform 24 steht der Preform-Halter 1 für die Aufnahme einer nächsten Preform 24 bereit und braucht lediglich das Vakuumierungssystem wieder aktiviert zu werden.

Figur 5 zeigt eine Aufsicht auf eine nur teilweise mit Preform-Haltern 1 bestückte Entnahmeplatte. Die Anordnung und Befestigung der mit den Zylinderhülsen 8 verbundenen Fuεsplatten 9 ist daraus ersichtlich. Die mit dem Innenraum der Zylinderbüchse 3 und der Unterdruckkammer 22 in Verbin¬ dung stehende Bohrung 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel zentral angeordnet. Der Druckluftkanal 7 endet in der Peripherie der Bodenfläche 17 und steht damit in Verbindung mit der durch den Kolbenkopf gebildeten ringförmigen Druck¬ kammer 18. Die Bohrungen 32 für die Zu- und Abführung des Kühlmittels stehen einander zentral gegenüber. Senkrecht dazu sind die Ausnehmungen für die Positionierstifte 5 vorgesehen. Die gezeigte Ausführungsform der erfindungs¬ gemässen Entnahmeplatte weist zwölf Reihen ä zwölf Preform- Haltern 1 auf und eignet sich damit für die Entnahme von Preforms aus einem 48-fach Werkzeug. Weitere bevorzugte

Merkmale der erfindungsgemässen Ausstosservorrichtung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Es versteht sich, dass diese Ausstosservorrichtung auch bei Entnahmeplatten mit mehr als 48 Preform-Haltern verwendet werden kann. Diese Vorrichtung erlaubt es, die Preform- Halter in jeder gewünschten Weise anzuordnen und ist damit für Formwerkzeuge jeder Art geeignet.

Claims

Ansprüche

1. Ausstosservorrichtung für ein Entnahmewerkzeug zur Entnahme von Preforms (24) aus einem Formwerkzeug, welches Entnahmewerkzeug mindestens eine Grundplatte (2) , eine Vielzahl an dieser Grundplatte befestigter Preform-Halter (1) und eine Ansaugvorrichtung (29) zum Ansaugen der Preforms (24) aufweist, und welche Aus¬ stosservorrichtung je einen innerhalb jedes Preform- Halters (1) angeordneten Ausstosserkolben (13) umfasst, der mit Hilfe einer Druckluftvorrichtung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausstosserkolben (13) einen Kolbenkopf (14) auf¬ weist, der im Bodenbereich des Preform-Halters (1) druckdicht verschiebbar ist, wobei zum Ausstossen des

Ausstosserkolbens (13) zwischen dem Kolbenkopf (14) und einem Bodenteil (21) des Preform-Halters (1) eine Druckkammer (18) vorgesehen ist, die über einen Druck- luftkanal (7) mit der Druckluftvorrichtung kom- muniziert, und welcher Kolbenkopf (14) grundplattenseitig einen Kolbenstift (15) aufweist, der druckdicht durch den Bodenteil (21) geführt ist und in eine Unterdruckkammer (22) ragt, die einerseits mit einem Vakuumierungskanal (25) der Ansaugvorrichtung (29) kommuniziert und andererseits über eine durch den Ausstosserkolben (13) führende Öffnung (26) mit dem Innenraum des Preform- Halters (1) in Verbindung steht.

2. Ausstosservorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Kolbenkopf (14) preformseitig eine Kolbenstirnfläche (19) aufweist, die sich flächig an die Kontur der herzustellenden Preform (24) schmiegt.

3. Ausstosservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (18) ringförmig ausgestaltet ist und durch eine bodenseitige Ausnehmung des Kolbenkopfes (14) gebildet wird.

4. Ausstosservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausstosserkolben (13) aus einem wärmeleitfähigen Material gefertigt ist.

5. Ausstosservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenstift (15) zur Begrenzung des Kolbenhubs an seinem grundplatten- seitigen Ende einen Flansch (23) aufweist.

6. Ausstosservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Preform-Halter (1) jeweils eine äussere rohrförmige Zylinderhülεe (8) und eine innere becherförmige Zylinderbüchse (3) aufweisen, wobei die Zylinderbüchsen (3) bodenseitig einen Sock¬ elteil (33) aufweisen, der jeweils in eine Ausnehmung (4) der Grundplatte (2) eingesetzt ist.

7. Ausstosservorrichtung nach Anspruch 6, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Sockelteil (33) mittels Posi- tionierεtifte (5) auf der Grundplatte (2) verdrehsicher positioniert ist.

8. Ausstosservorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dasε die Zylinderhülεe (8) eine Fussplatte (9) aufweist.

9. Ausstosservorrichtung nach Anspruch 8, dadurch geken¬ nzeichnet, dass der Sockelteil (33) der Zylinderbüchse (3) mit Hilfe der Fusεplatte (9) in der Auεnehmung (4) der Grundplatte (2) festgehalten ist.

10. Auεεtosserplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckkammer (22) durch miteinander fluchtende Ausnehmungen in der Grund- platte (2) und im Bodenteil (21) der Zylinderbuchse (3) gebildet ist.