Verfahren und Maschine zur Herstellung von hohlen Kunststoff-Formteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung von hohlen Kunststoff Formteilen, z. B. Flaschen, durch Spritzen oder Strangpressen eines hohlen Rohlings aus thermoplastischem Kunststoff um einen Dorn herum, wobei anschliessend an diesen Vorgang der Rohling durch Blaswirkung in einer Form ausgedehnt wird, um seine endgültige Gestalt anzunehmen.
Diese Technik hat insofern Vorteile gegenüber dem gewöhnlichen bekannten Strangpressen eines Rohres aus Kunststoff in eine Blasform hinein, als eine feinere Steuerung der Formgebung der einzelnen Bestandteile des betreffenden Formteiles möglich ist, so dass gegenüber den bisherigen Verfahren eine erhöhte Produktionsgeschwindigkeit und erhöhte Fertigungsmenge erzielbar wird.
Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein hohler Rohling aus thermoplastischem Kunststoff durch Spritzen oder Strangpressen (dieses Verfahren wird nachstehend der Einfachheit halber generell als Spritzguss bezeichnet) um einen Dorn herum in einer Spritzzone geformt und auf dem Dorn in ein intermittierend umlaufendes System übertragen wird und dort an verschiedenen Stationen des Systems durch Blasen von Luft oder Gas in dessen Inneres hinein in einer Form ausgedehnt und schliesslich als ein fertiger Formteil aus dieser Form ausgeworfen wird.
Es ist bekannt, dass der grösste Teil der Zeit, die erforderlich ist, um das Formen eines Gegenstandes aus thermoplastischem Kunststoff zu beenden, für das Kühlen des verformten Rohlings verbraucht wird, selbst wenn es sich um ein beschleunigtes mechanisches Kühlen handelt.
Aus diesem Grunde hat das umlaufende System der Erfindung vorzugsweise eine Vielzahl von Stationen, um geblasene Formteile im System belassen zu können, bevor sie schliesslich ausgeworfen werden.
Um das Verfahren der Erfindung voll auszuwerten, wird das genannte System vorteilhaft so ausgebildet, dass ein Rohling bei jedem Schaltschritt aus diesem System entnommen wird, und eine Vielzahl von Rohlingen gleichzeitig im Umlaufsystem vorhanden ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Maschine zum Durchführen dieses Verfahrens, welche einen in einer Richtung drehbaren Aufbau umfasst, der Blasverformungsmittel trägt, eine Spritzguss- oder Strangpressverformungsgruppe neben dem drehbaren Aufbau enthält, sowie mit Mitteln versehen ist, um einen Blasdorn, der einen Rohling trägt, von dieser Verformungsgruppe in eine Formeinrichtung auf dem genannten drehbaren Aufbau zum Blasen in die endgültige Form und zum Mitwandern mit der Formeinrichtung zu übertragen.
Wie oben erwähnt, ist es vorteilhaft, zu jeder beliebigen Zeit eine Vielzahl von Rohlingen auf dem Formaufbau zu haben, so dass diese nacheinander zu einer Auswerfstation gelangen. Aus diesem Grunde umfasst der drehbare Aufbau vorzugsweise einen Tisch oder eine Platte, die um eine senkrechte oder waagrechte Achse drehbar ist und mit Abstand voneinander angeordnete Formsätze trägt.
Die Mittel zum Überführen des oder jedes Rohlings aus der Spritzzone zum drehbaren Aufbau können unterschiedlich ausgebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen diese Mittel jedoch aus einem Dornträger, der dauernd mit dem genannten Aufbau in dem Sinne verbunden ist, dass er zwischen diesem letzteren und der Spritzzone unter Mitnahme des Dornes hin und her gleiten kann und ausserdem an der Umlaufbewegung des Blasformaufbaues teilnimmt, um den ausgedehnten Rohling zur Auswerfstation zu verbringen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform eines umlaufenden Tisches oder einer solchen Platte mit in einem Ring angeordneten Formen ist dann ein Dornträger jedem Formsatz zugeordnet und wird dauernd auf dem Tisch oder der Platte gehalten, so dass der Dornträger beim Erreichen seiner Stellung gegenüber der Spritzgruppe sich in diese Gruppe zum Spritzen oder Strangpressen eines Rohlings um den Dorn herum hineinbewegt und sich dann wieder zurück bewegt, um den Dorn und den Rohling zum Blassystem und durch die verschiedenen Stationen bis zum Auswerfen zu führen.
Die Art der Bewegung des Dornträgers bei der Überführung von der Spritzzone zum Blassystem ändert sich z. B. je nach der Form der Spritzgruppen, der Anordnung der Blasform oder Blasformen und der Drehachse der letzteren. Bei einer bevorzugten Anordnung ist jedoch bei einem um eine senkrechte Achse drehbaren Blastisch dieser Träger radial gleitbar angeordnet, wenn er sich gegenüber der Spritzzone befindet, so dass er seine Bewegungen auf dem Tisch zwischen einer äusseren Endstation, in der er sich über den Tisch hinaus in die benachbarte Spritzgruppe hinein bewegt, und einer inneren Endstation ausführt, die er während der Drehung des Tisches beibehält, bis er die Auswerfzone erreicht.
Auch können die Formsätze sowohl für die Spritzgruppe als auch für die Blassätze unterschiedliche Ausbildungen aufweisen. Vorzugsweise können sie unterteilt sein, so dass sie geöffnet werden können, um den oder die Dorne aufzunehmen und dann wieder geschlossen und verriegelt und schliesslich wieder geöffnet zu werden, um entweder den oder die Dorne freizugeben oder den fertigen Formteil von letzterem abwerfen zu können. Die Formteile können z. B. in waagrechter oder senkrechter Richtung geradlinig oder bogenförmig in ihre Schliesslage bewegt werden, wobei der eine Teil eine Schliessbewegung ausführt und der andere feststeht.
Während vorstehend angenommen wurde, dass jeder Formsatz zum Spritzen und zum Blasen für die Herstellung nur eines einzigen Formteiles dienen soll, ist es ohne weiteres im Rahmen der Erfindung möglich, auch Mehrfachformen vorteilhaft bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung verwenden zu können, wobei in diesem Falle die Träger mit einer jeweils gewünschten Mehrzahl von Dornen ausgerüstet sind. In der Tat ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform, die nachstehend im einzelnen beschrieben ist, der Träger so ausgebildet, dass er jederzeit mit einer beliebigen Anzahl von Dornen verwendet werden kann, so dass geänderten Formen leicht Rechnung getragen werden kann.
Weiter kann in vorteilhafter Weise das Öffnen und Schliessen der Formen durch Luftzylinder bewirkt werden, die zwecks Automatisieren der Maschine durch elektromagnetisch betätigte Luftventile gesteuert werden. Die Luft zum Betätigen dieser Ventile und Zylinder, die mit dem genannten Aufbau gemeinsam mit den zugeordneten Formsätzen umlaufen, wird durch eine Säule oder Welle zugeführt, die den mittigen umlaufenden Kern des Aufbaus bildet.
Ähnlich kann die Blasluft durch diese Säule oder Welle hindurch auch von einem getrennten System geliefert werden. Dabei ist es möglich, auch Kühlungsmittel für die Formen durch diese mittige Säule oder Welle hindurch zuzuführen. Dadurch wird ein sehr gedrängtes, einfaches und leicht instand zu haltendes System geschaffen, das nur ein Mindestmass an Bestandteilen benötigt.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können die verschiedensten Formen von Spritzanordnungen verwendet werden. Die Ausbildung der jeweiligen Spritzanordnung hängt selbstverständlich von der Form und Anlage des Blasaufbaues ab. Wenn letzterer einen waagrechten Trägertisch für die Formen mit radial gleitbar gehaltenen Trägern umfasst, die einen oder mehrere jedem Blasformensatz zugeordnete senkrechtstehende Dorne halten, dann wird die Spritzanordnung am besten entlang diesem Tisch angeordnet und weist dabei einen Formensatz auf, dessen Bestandteile waagrecht zueinander beweglich sind. Der Kolben der Spritzvorrichtung kann sich für den Einspritzhub in jeder beliebigen geeigneten Richtung bewegen, z. B. senkrecht, waagrecht oder mit einer winkligen Schwingbewegung.
Auch kann die eigentliche Spritzvorrichtung von jeder beliebigen Art sein und beispielsweise nach dem Kolbeneinspritz- oder dem Strangpresseinspritzprinzip arbeiten.
Obwohl vorangehend angenommen worden ist, dass lediglich eine einzige Spritzstation am Umfang des kreisförmigen Blasaufbaues angeordnet ist, können ohne weiteres auch mehrere solche Spritzstationen und Spritzformen vorhanden sein, wobei eine angemessene Länge für die Bewegungsbahn eines jeden gefüllten Blasformensatzes vor dem Auswerfen vorgesehen ist.
In ähnlicher Art und Weise ist mindestens eine Auswerfstation vorhanden, die vorzugsweise kurz vor der Spritzstation angeordnet und so ausgebildet ist, dass sie die durch Blasen hergestellten Fertigformteile nacheinander aus jeder Form entfernt. Für letzteren Zweck können auch die Pressluft oder das Pressgas verwendet werden, welche zum Ausdehnen der Rohlinge in der Form dienen.
Vorteilhaft sind die Dorne so aufgebaut, dass sie während des Spritzverformungsvorganges auch als innerer Formteil oder Kern dienen, um die durch das Spritzen zu erzeugende Form bestimmter Teile des Rohlings zu erleichtern, z. B. einen mit Gewinde versehenen Halsteil, und zwar sogar während des Blasverformungsvorganges.
Hierfür hat der betreffende Dorn zweckmässig ein hohles Inneres, um beim Blasvorgang mit einer Pressluft- oder Pressgasquelle verbunden werden zu können, und weist z. B. eine äussere Hülle auf, die entlang einer Querverbindung in der Nähe des Teiles des Dornes trennbar ist, wo die gespritzte Rohlingsform beibehalten bleiben soll, und die an dieser Ver bindungsstelle während des Blasvorganges geteilt wer den kann, um das Rückfliessen der Blasluft durch das
Innere des Dornes zu gestatten. Hierdurch ist es möglich, eine niedrigere Temperatur an dem genannten Rohlingsteil zu erhalten, der nicht ausgedehnt werden soll.
Nachstehend wird eine weiter ins einzelne gehende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Verfahrens gegeben, bei welchem der mit Gewinde versehene Hals einer Flasche hergestellt wird, wofür besondere Sorgfalt nötig ist. Diese Beschreibung soll auch den vorteilhaften Aufbau von Dornen und deren Anbringung an einem Gleitträger auf dem Blastisch umfassen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Maschine schematisch dargestellt.
In dieser Zeichnung ist:
Fig. 1 eine Vorderansicht der Maschine.
Fig. 2 ist ein senkrechter Querschnitt durch den mittigen Teil des Blasturmaufbaues der Maschine.
Fig. 3 ist eine Ansicht nach der Linie III-III der Fig. 1.
Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 6, der einen Blasverformungssatz zeigt, der neben dem Einspritzformsatz angeordnet ist, wobei die Dorne auf einem Träger des letzteren angeordnet sind.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht des Einspritzformsatzes in geschlossenem Zustand nach der Linie V-V der Fig. 4.
Fig. 6 ist ein teilweiser waagrechter Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5.
Fig. 7 zeigt die Form eines Blasdornes, wie er in den vorangegangenen Figuren verwendet wird, und
Fig. 8 ist eine Ansicht im teilweisen Querschnitt einer abgewandelten Ausführungsform eines Dornes.
Die dargestellte Maschine weist allgemein einen Blasverformungsaufbau 1 und eine dazugehörige Einspritzverformungsgruppe 2 auf. Der Blasverformungsaufbau ist turmartig ausgebildet und weist eine senkrechte Hauptdrehsäule 3 auf, die bei ihrer Drehung einen kreisförmigen Tisch 4 mitnimmt, der etwa vier Blasformsätze 5 trägt, die in gleichmässigem Abstand um den Tisch herum angeordnet sind. An der Unterseite dieses Tisches befinden sich Luftzylinder 6 und 7 zum Öffnen und Schliessen der Blasformsätze und zum Bewegen von Rohlingsübertragungsträgern 10, die später beschrieben werden. Unter dem Tisch 4 trägt die Säule 3 eine Unterplatte 8, auf der elektromagnetische Luftventile 57, 60 angeordnet sind, welche die Zufuhr der Luft zu den Zylindern 6 und 7 steuern.
Die Rohlingsübertragungsträger 10 weisen senkrechte Dorne auf, im dargestellten Falle zwei; jeder Träger 10 kann radial auf dem Tisch 4 gleiten, um die Dorne aus der Zone des entsprechenden Blasformsatzes in eine Stellung zu bringen, in der sie über die Kante des Tisches 4 hinaus in die Zone eines Einspritzformsatzes 11 unter dem Kopf der Einspritzverformungsgruppe 2 hinein vorstehen. Jeder Träger
10 ist dann umkehrbar, um die die Rohlinge tragenden Dorne auf den Tisch zurück und in die wirksame Zone des zugehörigen Blasverformungssatzes zu verbringen.
Die verschiedenen Baugruppen werden nachstehend im einzelnen beschrieben.
Die Turmsäule und ihre Halte- und
Antriebseinrichtungen
Die Säule ist auf einem Unterteil 12 befestigt, der aus gekreuzten Trägern besteht und ein Motorgehäuse 13 mit einem Unterabschnitt 14 trägt. Drehbar in Kugellagerkäfigen 15 und 16 am Boden und an der Oberseite des Gehäuses 13 befindet sich eine mittige Haupthohlwelle 17 des Turmaufbaues, die senkrecht aus dem Gehäuse herausragt und in entsprechenden Höhenlagen die Unterplatte 8 und den Tisch 4 trägt (siehe Fig. 2). An ihrem oberen Ende trägt die Welle 17 eine koaxiale hohle Verlängerung 18, die gegen das Innere der Welle 17 durch einen Stöpsel 19 abgeschlossen ist.
Unter der Unterplatte 8 ist an der Welle 17 auch ein Zahnrad 20 angeordnet, das mit einem Zahnrad 21 in Eingriff steht, welches schrittweise durch einen Schaltmechanismus drehbar ist, um eine intermittierende Drehung der Welle, des Tisches und der von ihm getragenen Gerätegruppe, der Unterplatte 8 mit ihrer Gruppe und der Wellenverlängerung 18 mit ihrer Gerätegruppe zu bewirken. Dieser Schaltmechanismus kann verschiedene Formen aufweisen und ist in dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel so dargestellt, dass er ein Malteserkreuz 22 aufweist, das auf der Welle des Zahnrades 21 montiert ist, und eine damit zusammenarbeitende, mit einem Stift versehene Antriebsscheibe 23, die auf einer Welle 24 angeordnet ist. Diese Welle dringt in das Gehäuse 13 ein und ist durch ein Getriebe 25 mit einem Elektromotor 26 in dem Gehäuse gekuppelt.
Der Tisch und die Blcrsverformungssätze
Der Tisch 4 trägt vier Blasverformungssätze; diese sind in einem gleichmässigen Winkelabstand um den Tisch herum angeordnet. Der Tisch ist seinerseits so angeordnet, dass er bei jedem Schritt um 900 geschaltet wird, um so jeden Blasverformungssatz nacheinander in jede der vier Stationen A, B, C und D (siehe Fig. 3) zu verbringen und dort zu blockieren.
Die Station A ist diejenige neben der Einspritzverformungsgruppe 2, in der der Rohling durch Spritzen geformt und zum Blasverformungsaufbau gebracht wird; die Stationen B und C sind geschlossene Blas formenhalte- und -kühlstationen; die Station D stellt die Auswerfzone dar, in welcher die endgültigen Formteile ausgeworfen werden.
Jeder Formensatz weist ein Paar Matrizenplatten 27 auf, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können. Dies geschieht durch Luftzylinder 6, die unter dem Tisch um 900 gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die gegabelte Verlängerung 28 des Kolbens jedes Zylinders betätigt über ein Ver bindungsglied 29 eine Achse 30, die mit der entsprechenden Matrizenplatte 27 durch eine Kniehebelverbindung 31 gekuppelt ist. Wenn der Kolben 28 sich in seiner voll zurückgezogenen Stellung befindet, wird das Gestänge 31 gestreckt, um den betreffenden Formensatz zu schliessen, wie das beispielsweise im Falle des linken Formensatzes 5 in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der Kolben in einem Zylinder 6 nach vorn gebracht ist, wie im Falle der beiden untersten Zylinder in Fig. 3, wird das Gestänge 31 geknickt und der Formsatz geöffnet.
Im praktischen Gebrauch sind die Matrizenplatten 27 eines Formsatzes mit herausnehmbaren Formblöcken 32 versehen, die im dargestellten Falle zum Formen eines Paares von Flaschen 150 ausgebildet sind; es können (nicht gezeigte) Vorrichtungen vorgesehen werden, um den Hub der Kniehebelverbindung entsprechend Formen unterschiedlicher Stärke einzustellen.
Die Matrizenplatten sind stets mit ihren Breitseiten parallel zur Trennfläche des Formsatzes angeordnet und in rechten Winkeln zu dieser Trennfläche beweglich, d. h. zum Radius des Tisches an diesem Teil. Um sie in dieser Bewegung zu führen, sind sie an ihren Innenseiten mit je einer Rippe 33 von schwalbenschwanzförmigem Querschnitt versehen, die sich in einer entsprechenden Nut eines zugeordneten Führungsarmes 34 bewegt, der am Tisch 4 angeschraubt ist.
An jedem Führungsarm 34 ist ein Fuss 38 angegossen, durch den er am Tisch 4 befestigt ist, sowie ein oberer Deckteil 35, der an jedem Ende einen abwärtsgekehrten Flügel 36 aufweist, welcher sich zum Umfang des Tisches erstreckt und als ein Träger für die oberen Enden der entsprechenden Achse 30 dient. An diesen Flügeln sind ferner senkrechte Streifen 37 an ihren Enden angeschraubt, die als Anschläge zum Bestimmen der höchsten Streckungen der entsprechenden Kniehebelverbindung 31 dienen.
Die Dorn träger
Jeder Dornträger 10 hat einen länglichen, rechteckigen Körper 39, der in einer Führungsbahn 46 gleiten kann, die radial zum Tisch 4 angeordnet ist, während ihre Achse in die Trennfläche zwischen den Formteilen 32 fällt. Der Körper 39 ist mit einer Längsbohrung 40 versehen und weist an seinem vorderen Ende Einschnitte zur Aufnahme von Stöpseln 41 auf, die je zum Anbringen eines Dornes 92 bestimmt sind. Dieser Dorn soll als Kern zur Aufnahme eines Rohlings in der Einspritzverformungsgruppe 2 dienen, um den Rohling schliesslich zu einem Blasverformungssatz 5 auf dem Tisch 4 zu führen, wo der Dorn als Blasdorn arbeitet, um den Rohling in der Blasform auszudehnen.
Jeder Stöpsel 41 ist mit mittigen und mit Querbohrungen versehen, die mit der Bohrung 40 in Verbindung stehen, und ist in dem Block 10 unter Zwischenschaltung elastischer Ringe 43 angebracht, die eine leicht kantende Verstellung des Stöpsels und daher des Dornes gestatten, um jegliche falsche Ausrichtung während des Arbeitsganges entweder in der Einspritzverformungszone oder in der Blasverformungszone auszugleichen. An seinem äusseren Ende weist der Trägerkörper 39 einen nach abwärts gerichteten Trägerarm 43 auf, in den ein Ende eines Stiftes eingeschraubt ist, der vom Kolben 44 des entsprechenden Luftzylinders 7 getragen wird, um diesen Träger zu betätigen. An seinem hinteren oder inneren Ende ist dieser Zylinder 7 auf einem Trägerarm 45 auf dem Tisch 4 drehbar gelagert.
Zum einen und zum anderen Ende des Zylinders 7 durch die Leitungen 47 und 48 zugeleitete Druckluft bewirkt, dass der Träger 10 in eine äussere Stellung gebracht wird, um die Dorne in die Einspritzverformungszone zu bringen, oder in eine entgegengesetzte innere Stellung, um die Dorne in die Blasverformungszone zu bringen. In der letztgenannten Stellung legt sich eine Dichtung 49 am hinteren Ende dieses Trägers gegen eine Düse 50 an, die auf einem Teil 51 montiert ist, der an dem Trägerarm 38 befestigt ist und eine Blasluftleitung 52 aufweist. In der zurückgezogenen Stellung des Dornträgers wird so Luft den Dornen durch die Leitung 52 und den Kanal 40 zugeführt.
Luftzufuhr und Steuerungen
Zum Betätigen der Zylinder 6 und 7 wird Luft mit einem höheren Druck als zum Blasen zugeführt.
Zu diesem Zwecke wird die Luft aus zwei verschiedenen Quellen entnommen. Bei der vorliegenden Maschine werden diese beiden Luftzufuhren zu den jeweiligen Arbeitsstellen über ein kompaktes konzentrisches Leitungssystem im Turmaufbau selbst bewirkt. Gemäss Fig. 2 verläuft ein Rohr 53 durch die Mitte der Welle 17, welches sich mit der Welle 17 dreht, aber am unteren Ende in einem abgedichteten Lager 54 in einer festen Verbindung 55 angebracht ist, die mit einer Quelle hochkomprimierter Luft verbunden ist, um die Zylinder 6 und 7 zu betätigen.
An seinem oberen Ende ist dieses Rohr mit vier Auslässen 56 verbunden, die durch Leitungen mit den Luftventilen 57 auf der Unterplatte 8 gekuppelt sind, wie es weiter unten beschrieben wird.
Eine weitere feste Verbindung 58 umgibt das Rohr 53 unter dem Unterabschnitt 14 und ist mit einer Quelle geringer komprimierter Luft verbunden.
Diese Verbindung steht mit dem Innern der Welle 17 um das Rohr 33 in Verbindung. Diese Welle ist direkt unter dem Stöpsel mit Auslässen 59 für den Austritt dieser Blasluft versehen. Es sind vier Auslässe 59 vorhanden, von denen jeder durch ein Rohr mit einem elektromagnetischen Luftventil 60 auf der Unterplatte 8 verbunden ist. Jedes Ventil 60 steuert den Blasluftstrom zu der entsprechenden Leitung 52 und zu dem entsprechenden Dornträger 39.
Ein Luftventil 57 steuert die Luft, die jedem einander zugeordneten Paar der die Formen betätigenden Zylinder 6 zugeführt wird. Ein zugehöriges Ventil 60 steuert die Luft zu den beiden Enden des Trä gerzylinders 7, der diesem besonderen Formensatz zugeordnet ist. Die beiden Ventile liegen in einer mehr oder weniger radialen Stellung auf der Unterplatte 8 nebeneinander. Für jedes Ventil 57 ist eine Abzweigung 61 an den entsprechenden Enden der beiden Zylinder 6 angebracht, in gleicher Weise ist eine Abzweigung 62 an den anderen Enden dieser beiden Zylinder angeordnet. Für das Ventil 60 erfolgt die Verbindung durch die bereits erwähnten Leitungen 47 und 48.
Die Ventile 57 und 60 sind beweglich ausgebildet und werden elektromagnetisch von einem Solenoid durch Schalter so betätigt, dass Luft von der jeweiligen Druckluftquelle durch das Ventil durchtreten kann.
Die Schalter sind in beiden Fällen aus Fig. 1 und 3 der Zeichnung zu ersehen, in welchen zwei Mikroschalter 63 und 64 an der rechten Seite des Tisches 4 gezeigt sind. Eine Gruppe von zwei derartigen Schaltern befindet sich an einer Stelle, die jeder Blasverformungszone des Tisches zugeordnet ist. Von dieser Gruppe ist der obere Schalter 63 zur Zusammenarbeit mit einem festen Nocken 65 an der Tischstation D vorgesehen. Durch die aufeinanderfolgende Betätigung jedes dieser Schalter 63 durch diesen Nocken wird das Solenoid des entsprechenden Ventils 57 erregt, um die Luft im Zylinder 6 der betreffenden Formhälften umzukehren und diese Formen zum Auswerfen zu öffnen.
Ein weiterer fester Nocken 66, welcher der Einspritzeinheit an der Station A zugeordnet ist, ist in einer solchen Tiefe angeordnet, dass er sowohl den Schalter 63 als auch den zugehörigen Schalter 64 in einer tieferen Höhenlage betätigt, wenn die betreffende Formengruppe diese Station A erreicht. Hierdurch öffnet der Blasformensatz wieder, und anschlie ssend wird Luft durch das entsprechende Ventil 60 geschickt, so dass der Dornträger in die Einspritzverformungszone vorgefahren wird. Die dann folgende Einspritzung der Rohlinge sowie das Zurückziehen des Trägers unter Mitnahme der Rohlinge werden nachstehend beschrieben.
Bei der Rückkehr des Trägers in seine zurückgezogene Stellung wird das Schliessen des entsprechenden Blasverformungssatzes durch das Zusammenwirken der Hinterkante des Trägerarmes 43 mit einem Schalter 67 ausgelöst, der sich unter dem Tisch befindet und der das entsprechende elektromagnetische Ventil 57 steuert.
Einspritzverformungsgruppe
Die Einspritzverformungsgruppe 2 an der Station A weist einen Einspritzkopf auf, der zwar jede beliebige Form aufweisen kann, der jedoch vorzugsweise mit hoher Hubgeschwindigkeit arbeiten soll.
Diese Gruppe ist daher lediglich schematisch angedeutet. In dem dargestellten Beispiel weist diese Gruppe einen Kopf 68 auf, der eine Einspritzkammer 70 bildet und einen Spritzkolben 69 aufweist, welcher sich in dieser Kammer hin und her bewegen kann, so dass ein Zuführkanal 71 für Kunststoffmaterial in plastischem Zustand in die Kammer mündet.
An seinem unteren Ende ist der Einspritzkopf mit einer Abschlussplatte 73 versehen, in der drei Einspritzdüsen 72 ausgebildet sind. Diese Düsen können wahlweise für einen Einspritzvorgang verwendet werden, je nach der Form der damit zusammenarbeitenden Formen. Die verwendeten Düsen sind mit Doppelkopfventilelementen 74 versehen, während die nicht verwendeten Düsen bei 75 abgeschlossen sind (Fig. 4).
Auf dem Rahmen 76 des Einspritzsystems unter dem Kopf 2 befindet sich eine Befestigungsstelle 77 für den Einspritzformensatz 11. Dieser Einspritzformensatz weist ein Paar Matrizenplatten 78 auf, die geeignete Formblöcke 79 abnehmbar tragen und mit Hülsen versehen sind, die auf Paaren von Führungsstangen 80 gleiten, welche von Seitenblöcken der Befestigungsstelle 77 gehalten werden.
Auf der Unterseite der Befestigungsstelle 77 befindet sich ein Paar Luftzylinder 81, deren Kolbenstange 82 je mit einem Kniehebelmechanismus 83 gelenkig verbunden ist, der drehbar an seinen Enden mit der Befestigungsstelle 77 und einer der Matrizenplatten 78 verbunden ist. Die Enden jedes dieser Zylinder 81 sind über ein durch Solenoid betätigtes Schiffchenventil 84 (Fig. 1) mit einer Druckluftquelle verbunden, und zwar vorzugsweise mit der Quelle, welche die Zylinder 6 auf dem Blasverformungstisch speist.
Es ist dafür gesorgt, dass jeder Träger 10 am Ende seines Auswärtshubes einen Schalter 85 betätigt, der von der Einspritzformgruppe (Fig. 4) getragen wird, um das Ventil 84 zu betätigen und so die Zufuhr von Luft zum entsprechenden Ende der Zylinder 81 und das Schliessen des Formsatzes 78 zu veranlassen. Die Bewegung des Ventils 84 zum Öffnen des Satzes wird durch einen (nicht gezeigten) Schalter eingeleitet, der von Einspritzkolben 69 betätigt wird, wenn dieser letztere das Ende seines Abwärtshubes erreicht. Es ist aus Fig. 1 zu ersehen, dass eine einstellbare Mutter 86 auf dem Kolben 69 das Ende dieses Hubes bestimmt und dass die Länge des Hubes durch Verriegelungsmuttern 87 auf dem Kolben 69 eingestellt wird, der mit dem Rahmen 88 der Baugruppe zusammenarbeitet.
Jeder Träger 10 ist, wie erwähnt, mit Stöpseln 41 versehen, um drei Dorne nebeneinander aufzunehmen. Wenn beispielsweise nur zwei Rohlinge auf einmal hergestellt werden sollen, dann sind die Hohlräume 91 in den Einspritzformblöcken 79 dementsprechend ausgebildet. Ebenso hängt die tatsächliche Länge und Grösse der Hohlräume 91 von der beabsichtigten Grösse und Stärke der Fertigformteile ab.
Die Einspritzformen werden auch an dem Teil durch Kanäle 89 gekühlt, der dem unteren Ende der Dorne entspricht, weiterhin sind vorzugsweise elektrische Heizelemente an den oberen Teilen der Wandungen der Formhohlräume 91 vorgesehen.
Obere Turmdreheinrichtung
Die hohle Verlängerung 18 trägt an ihrem oberen Ende Einrichtungen, um den verschiedenen Schaltern und Elektromagnetventilen Strom zuzuführen. Zu diesem Zweck ist die hohle Verlängerung 18 mit einem festen Gehäuse 93 versehen, das eine Reihe von elektrischen Schleifbürsten 94 auf einer Achse 95 trägt, die mit Schleifringen 96 zusammenwirken, welche nach Art von Kragen um die drehbare hohle Verlängerung 18 herum angeordnet und mit den zu speisenden Einheiten verbunden sind.
Wie erwähnt, ist die hohle Verlängerung 18 mit einer Längsbohrung 97 versehen, durch die ein inneres Rohr 98 verläuft, welches dazu bestimmt ist, Kühlwasser den Blasverformungssätzen zuzuleiten, und welches an seinem oberen Ende in einem festen Verbindungsteil 99 drehbar gelagert ist, der durch eine Leitung 100 mit einer Kühlwasserquelle verbunden ist. Das untere Ende des Rohres 98 tritt in einen Block 103 ein, der durch Leitungen mit einer ringförmigen Kammer 104 verbunden ist, die mit etwa vier Wasserauslässen 105 in Verbindung steht, die durch Leitungen 106 mit den Formsätzen verbunden sind.
Eine zweite feste Verbindung 101, die bei 102 zum Ablauf geleitet ist, steht mit der Längsbohrung 97 in der Wellenverlängerung 18 in Verbindung, die Rückleitung von Wasser aus den Formen erfolgt durch die Leitung 107 zu den Einlass öffnungen 108, die um das untere Ende der Wellenverlängerung 18 vorgesehen sind und mit der Bohrung 97 in Verbindung stehen.
Arbeitsweise
Als Ausgangspunkt zur kurzen Schilderung der selbsttätigen Folge der Arbeitsgänge, die bereits teilweise beschrieben wurden, wird auf einen Blasverformungssatz 27, 32 Bezug genommen, der bei der Station D offen ist und von dem aus die Formen 150 gerade durch Blasluft ausgeworfen wurden, die durch die Dorne 92 auf dem entsprechenden Rohlingsübertragungsträger 10 hindurchtritt.
Der Tisch 8 wird durch den Schaltmechanismus 20-26 um 90O geschaltet, wenn der Schalter 85 den Nocken 65 verlässt, wird dieser Blasformsatz geschlossen. Beim Erreichen der Station A betätigt, wie oben erläutert, der Nocken 66 beide Schalter 63 und 64, die zu dem Blasformsatz gehören. Zunächst veranlasst die Betätigung des Schalters 63, dass das Solenoid des entsprechenden elektromagnetischen Ventils 57 erregt wird, so dass der Fluss der Pressluft zu den entsprechenden Zylindern 6 umgekehrt und der Satz geöffnet wird.
Infolge des gleichzeitigen Schliessens des Schalters 64 wird das Solenoid des entsprechenden Ventils 60 durch ein (nicht gezeigtes) Zeitwerk erregt, wodurch der Luftstrom zu dem entsprechenden Zylinder 7 umgekehrt wird und der Rohlingsübertragungträger 10 radial zwischen den Formhälften 27, 32 nach auswärts geschoben wird, um im offenen Einspritzformensatz 78, 79 aufgenommen zu werden.
Beim Erreichen dieser äussersten Stellung betätigt der Rohlingsübertragungsträger 10 den Schalter 85 und kehrt durch das Ventil 84 den Luftstrom in den Zylindern 81 um, so dass der Formensatz 11 geschlossen wird. Das Schliessen dieses Satzes bewirkt durch einen (nicht gezeigten) Schalter, dass der Einspritzverformungshub und die Bewegung des Einspritzkolbens 69, wie oben erwähnt, eingeleitet wird, um das Ventil 84 zu betätigen, so dass der Luftstrom in den Zylindern 81 umgekehrt und der Formsatz 11 wieder geöffnet wird.
Dieses Wiederöffnen verursacht seinerseits eine Umschaltung des entsprechenden elektromagnetischen Ventils 60 und ein Zurückziehen des Rohlingsübertragungsträg eine Feder 122 nach abwärts gedrückt, um dadurch die Kappe 117 gegen das obere Ende der Hülse 114 anzulegen.
Der Körper 111 ist ebenfalls mit einem Längskanal versehen, der mit einem engen Gleitsitz eine Druckstange 121 aufnimmt, die sich zwischen dem Kolben 118 und der Verbindung 123 zwischen diesem Körper und der unteren Kante der Hülse 114 erstreckt. Zusätzlich hat der Körper 111 eine zweite Längsbohrung 124, die an einem Ende in die Kammer 119 öffnet und sich zum oberen Ende des vollen Abschnittes 112 des Schaftes erstreckt. Eine Querleitung 125 geht von dieser Bohrung 124 aus und mündet an der äusseren Fläche des grösseren Durchmessers des Körpers 111.
Der Rohling aus Kunststoff wird dabei um einen Kern herum gespritzt oder stranggepresst, der aus dem Schaft 112 des Dornes 92 besteht (vergleiche den Rohling 126 in Fig. 4), sein unteres Ende endet direkt über der äusseren Schulter 127 des Körpers 112.
Wie oben angegeben, besteht der grosse Vorteil bei der Voreinspritzung oder dem Vorstrangpressen eines Rohlings darin, dass kritische Teile des gewünschten Formteils innerhalb enger Toleranzen in diesem Stadium bereits fertig geformt werden können, die in der nachfolgenden Blasphase des Arbeitsganges nicht mehr ausgedehnt zu werden brauchen. Im Fall des vorbeschriebenen Dornes ist dies für die Herstellung eines Gewindes 128 am Hals einer Flasche 150 erläutert, deren übriger Teil in der Blasphase fertig verformt wird. Die geneigte Form des Gewindes, das bereits in dem Rohling bei der Einspritzphase ausgebildet wird, wird weitgehend durch das Kühlen der Teile des Rohlings während des Einspritzund Blasvorganges unterstützt.
Im Einspritzstadium wird hierfür Kühlwasser durch die Kanäle 89 in der Einspritzform in die Nähe des Teils geleitet, in dem der Gewindeteil 128 ausgebildet wird. Während der Blasphase wird die Differentialwirkung nicht nur durch einen Kühlmittelstrom durch die Blasformsätze hindurch unterstützt, sondern auch durch den Umlauf der kühlenden Blasluft durch den Dorn hindurch in der Nähe des Gewindes, das in der besonderen oben beschriebenen Dornbauweise vorgesehen ist.
Wenn ein Rohlingsübertragungsträger 10 in seine innere Stellung auf dem Blastisch zurückgezogen, der dazugehörige Blasformensatz um die Dorne geschlossen und die Blasluft in die Leitung 110 jedes Dornes eingeleitet wird, dann hebt diese Luft den Kolben 118 an und drückt damit die Kappe 117 von der Hülse 114 ab, um eine Lücke 129 zwischen ihnen zu bilden.
Wenn der Kolben 118 am schmaleren Abschnitt der Kammer 119 vorbeigelaufen ist, fliesst die Blasluft um ihn herum und aufwärts durch die Bohrung 115 entlang dem ringförmigen Zwischenraum um die Stange 116 und heraus durch die Kappe bei 129 (vergleiche die Pfeile E und F in Fig. 7), um die Ausdehnung der Vorform in dem betreffenden geschlossenen Blasformensatz zu bewirken.
Während seiner Aufwärtsbewegung schlägt der Kolben, kurz nachdem die Kappe sich zu öffnen begonnen hat, an der Druckstange 121 an und hebt diese, um auf diese Art die Hülse 114 zu heben und eine Lücke an der Verbindungsstelle 123 zu öffnen.
Das gestattet die Rückkehr von Blasluft vom Dornumfang durch die Lücke 123 (wie durch die Pfeile G angegeben) und von dort zur Bohrung 124 zum Ausstoss durch die Leitung 125 in die Umgebung. Mit anderen Worten, zirkuliert die rückströmende Luft durch das Innere des unteren Teils des Dornschaftes an dem Teil desselben, der mit dem durch das Ein spritzen geformten Gewinde des Formteils in Berührung steht, wodurch eine Kühlung desselben innerhalb beschränkter Grenzen innerhalb der Blasform erfolgt. Infolge dieses Kühlens des Gewindeteils des Rohlings in beiden Stadien der Formgebung ist es möglich, ein Gewinde innerhalb enger Genauigkeitsgrenzen auszubilden und zu erhalten, was bedeutet, dass nach dem Auswerfen der fertigen Flasche keinerlei Fertigbearbeitung oder Nacharbeitung notwendig ist und dass keine fehlerhaften Gewindetoleranzen vorhanden sind.
Ausserdem ist eine genaue massgerechte Herstellung von bestimmten unterschiedlichen Stärken zwischen Körper und Hals der Flasche möglich.
Der Leitung 125 kann auch ein (nicht gezeigtes) Nadelventil zugeordnet und so eingestellt sein, dass es den Blasdruck regelt und dass, falls erforderlich, ein Vakuum an der Blasform ausgebildet werden kann, um das Anlegen des geblasenen Rohlings an die Wandungen der Form zu erleichtern.
Eine abgewandelte Ausführungsform des Dornes der Fig. 7 ist in Fig. 8 dargestellt, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen angegeben sind. Diese Ausführungsform weicht von der oben beschriebenen hauptsächlich insofern ab, als Massnahmen für die Verteilung der Blasluft getroffen sind, die an einer Anzahl von Stellen längs der Hülse 114 austritt, wodurch eine gleichmässige Anwendung der Blasluft auf den Rohling sichergestellt wird. Es ist zu bemerken, dass die Hülse 114 nach Fig. 7 hier durch eine abgestufte Anzahl von zueinander beweglichen und aneinanderliegenden Hüls en abschnitten 130 ersetzt ist, die an ihren Verbindungsstellen 130 voneinander getrennt werden können, um die Blasluft austreten zu lassen.
Letztere wird wieder aus dem ringförmigen Raum 115 um die Stange 116 herum entnommen, es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass dieser Raum nunmehr mit einer Anzahl radialer Leitungen 132 in Verbindung steht, die in konisch verjüngte Ausnehmungen 133 in den Hülsenabschnitten 130 an den Ver bindungsstellen 131 münden. Infolge dieser Ausbildung ist der Druck der Blasluft in der Lage, die Lücken zum Austreten der Luft herzustellen.
Auch hier erfolgt die Rückleitung der Luft wieder durch die Lücke bei 123 und durch die Leitung 124 in die Umgebung.
Da die beschriebene Maschine vollautomatisch arbeitet, können sehr schnell sehr genaue Formteile hergestellt werden, die kein Nacharbeiten oder eine sonstige Bearbeitung erfordern.