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Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus einem Streifen aus
thermoplastischem Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen
von Behältern od. dgl. aus thermoplastischer Kunststoffolie.
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Zur Herstellung verhältnismäßig flacher Behälter od. dgl. ist bereits
vorgeschlagen worden, eine aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Platte oder
Folie mittels eines Stempels mechanisch zu verformen und mit diesem Stempel in den
Hohlraum einer Matrize zu pressen.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, verhältnismäßig flache
Behälter dadurch herzustellen, daß die Platte um den Stempel herumgeformt, der Rand
des so vorgeformten Behälters gegen die Innenwandung einer Matrize gedrückt, Luft
durch Kanäle im Stempel gepreßt und der untere Teil des vorgeformten Behälters dadurch
aufgeweitet und gegen die Wandung des Matrizenhohlraumes gedrückt wird. Diese Vorschläge
führen nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen. Die Nachteile bestehen z. B. darin,
daß die Folie aus thermoplastischem Kunststoff nicht an allen Stellen gleichmäßig
gereckt wird, so daß das Erzeugnis eine unerwünschte unterschiedliche Wandstärke
und außerdem unregelmäßige Fließfiguren in der Wandung aufweist, wodurch es infolge
unzureichender Festigkeitseigenschaften bzw. infolge eines ungefälligen Aussehens
an Gebrauchswert verliert.
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Außerdem war es bislang erforderlich, eine Kunststoffolie verhältnismäßig
großer Wandstärke zu verwenden, so daß auch die daraus hergestellten Behälter eine
größere Wandstärke aufwiesen. Dies bedeutete naturgemäß ein unnötig hohes Behältergewicht.
Da Kunststoffe vergleichsweise teurer als Papier od. dgl. sind, war es kaum möglich,
Kunststoffbehälter herzustellen, die mit entsprechenden Papierbehältern in Wettbewerb
treten konnten. Außerdem stand bislang weder ein brauchbares Verfahren noch eine
Vorrichtung zur Verfügung, die es gestatteten, verhältnismäßig tiefe Behälter, deren
Tiefe also wesentlich größer als ihr Durchmesser ist, aus einer Kunststoffolie herzustellen.
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Weiterhin war es bislang nicht möglich, aus einer Kunststoffolie
in zufriedenstellender Weise einen Behälter mit eingezogenem Hals, z. B. eine Milchflasche,
herzustellen.
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Es ist erkannt worden, daß die Lösung dieser Aufgabe nur möglich
ist, wenn der Führung und Randeinspannung der Kunststoffolie besondere Aufmerksamkeit
zuteil wird. Es ist zwar schon eine Vorrichtung der hier genannten Art bekanntgeworden,
bei der für die streifenförmige Kunststoffolie eine Auflage vorgesehen ist. Die
Folie wird dort jedoch lediglich an ihren Seiten durch die Vorschubeinrichtung
erfaßt
und eingespannt und liegt anliegend auf den Rändern der Matrizen auf. Eine wesentliche
Verbesserung der Führung und Einsparung der Kunststoffolie wird nun erfindungsgemäß
dadurch erzielt, daß eine Auflageplatte mit entsprechend angeordneten Öffnungen,
deren Anzahl der Anzahl der Matrizen der Vielfachform entspricht, zur Auflagerung
bestimmter, vom Patrizenstempel in die Matrizenhohlräume einzuziehender Flächenbereiche
des Kunststoffstreifens so angeordnet ist, daß ihre Stützfläche von den Matrizenmündern
in Richtung zu den Patrizenstempeln einen Abstand aufweist. Sobald die streifenförmige
Kunststoffolie nun die Stützfläche der Auflageplatte berührt, wird sie an den Berührungsstellen
etwas abgeschreckt, so daß dort ein Ausziehen oder Dehnen verhindert wird. Infolgedessen
ist bei dieser Vorrichtung der Teil der Kunststoffolie, der nachfolgend einer Reckung
unterworfen werden kann, nach Größe und Form sehr genau bestimmt.
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Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus thermoplastischen Kunststoffstreifen
hergestellten Behälter od. dgl. zeichnen sich durch eine gleichmäßige Wandstärke
in sämtlichen Bereichen aus. Falls erwünscht, können die Behälter papierdünn ausgeführt
werden, wodurch das Gewicht jedes Behälters und somit dessen Herstellungskosten
beträchtlich gesenkt werden können.
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Vorzugsweise wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Vorrichtung Klemmvorrichtungen
aufweist, die klemmend und stützend mit einander gegenüberliegenden Rändern des
Kunststoffstreifens zusammenwirken, und daß die Auflageplatte zwischen den Klemmvorrichtungen
angeordnet ist.
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Zweckmäßig sind dabei die Klemmvorrichtungen verschiebbar und als
Vorschubeinrichtung für die Kunststoffolie ausgebildet.
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In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Vorrichtung
eine der Auflageplatte entsprechende, an der gegenüberliegenden Seite des Kunststoffstreifens
zur Anlage kommende, mit Öffnungen versehene Niederhalteplatte und eine Einrichtung
zur Relativbewegung von Niederhalteplatte und Auflageplatte in Richtung aufeinander
zum Festklemmen des Kunststoffstreifens aufweist, bevor dieser mit dem Patrizenstempel
in Berührung gelangt.
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Bei dieser Ausbildung der Vorrichtung wird die streifenförmige Kunststoffolie
völlig sicher gehalten und an den dafür vorgesehenen Stellen abgeschreckt, während
andererseits ein Abschrecken und Verhärten der zu dehnenden Bereiche der Folie innerhalb
der Einspannung vor dem Absenken des Patrizenstempels mit Sicherheit verhindert
wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Auflageplatte als Rost ausgebildet
ist. Dabei sind zweckmäßig die Öffnungen in der Auflageplatte etwa genau so groß
bzw. nicht wesentlich größer als die Matrizenmünder.
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Das hat zur Folge, daß die Kunststoffolie während der ersten Verformungsstufe,
also beim Einziehen der Folie durch den Patrizenstempel in den Matrizenhohlraum,
mit letzterer nicht in Berührung gelangt.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Matrize in
der Mitte zweigeteilt ist und daß eine Einrichtung zum Zusammenschieben der Matrizenhälften
beim Einfahren des Patrizenstempels in die Matrize vorgesehen ist. Dadurch ist es
nicht nur möglich, tiefe Behälter, deren Tiefe wesentlich größer als ihr Durchmesser
ist, herzustellen, sondern auch Behälter, die einen eingezogenen Hals oder sonstige
Hinterschneidungen aufweisen, bei spielsweise Flaschen.
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Zweckmäßig ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, daß
durch den Partizenstempel hindurch diffus verteilte Druckluft in den vorgeformten
Behälter eingeblasen wird.
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Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels
in der nachfolgenden speziellen Beschreibung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht
der Vorrichtung, F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung,
F i g. 3 die vergrößerte perspektivische Darstellung einer Klemmvorrichtung für
den Vorschub des Kunststoffstreifens in die Arbeitsstellung, in der die Verformung
stattfindet, Fig. 4 einen vergrößerten Teilquerschnitt entlang 4-4 der F i g. 2
durch die Klemmvorrichtung nach Fig. 3, Fig. 5 einen Querschnitt entlang 5-5 der
Fig. 2, F i g. 6 einen vergrößerten Teilquerschnitt entlang 6-6 der F i g. 5. Er
zeigt die Formen der Vorrichtung nach den vorherigen Figuren in einer Stellung unmittelbar
vor Beginn des Verformungsvorganges, F i g. 7 einen Querschnitt entlang 7-7 der
F i g. 6, F i g. 8 einen Teilquerschnitt entlang 8-8 der Fig. 6, F i g. 9 einen
senkrechten Schnitt durch eine Form in einer Stellung zu Beginn des Verformungsvorganges,
F i g. 10 einen Schnitt ähnlich F i g. 9, er zeigt den darauffolgenden Verfahrensschritt,
Fig. 11 einen Schnitt ähnlich Fig. 10, er zeigt den darauffolgenden Verfahrensschritt,
Fig.
12 einen Schnitt ähnlich Fig. 11, er zeigt den darauffolgenden Verfahrensschritt,
F i g. 13 einen vergrößerten Teilschnitt ähnlich F i g. 12, er zeigt den als Stanzwerkzeug
ausgebildeten Teil der in den F i g. 9 bis 12 dargestellten Form, Fig. 14 eine den
Fig. 9 bis 12 ähnliche Darstellung. Sie zeigt die Lage der Matrize und Patrize der
Form nach Beendigung des Verformungsvorganges und außerdem eine Vorrichtung zum
Öffnen und Schließen der geteilten Matrize, Fig. 15 einen Querschnitt entlang 15-15
der Fig. 14.
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F i g. 16 eine perspektivische Ansicht der gleichfalls in den F i
g. 3 und 4 dargestellten Vorschub- und Klemmvorrichtung, F i g. 17 eine Milchflasche,
die mit einer Vorrichtung nach F i g. 1 bis 6 hergestellt worden ist.
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Es wird zunächst auf die F i g. 1, 2 und 5 Bezug genommen. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist allgemein mit 10 beziffert. Die Vorrichtung weist ein Maschinengestell
12 mit einem Paar paralleler Laufschienen 14 und 16 auf. Auf diesen Schienen ist
eine Matrizenplatte 18, welche die nachfolgend beschriebenen Matrizen trägt, innerhalb
ihrer in Fig. 1 mit ausgezogenen Strichen angedeuteten Arbeitsstellung und einer
in F i g. 1 gestrichelt, in F i g. 2 jedoch mit ausgezogenen Strichen angedeuteten
Stellung verschiebbar angeordnet. In der zuletzt genannten Stellung werden die hergestellten
Gegenstände aus den Matrizen ausgeworfen. Weiterhin ist eine Vorrichtung vorgesehen,
welche die Hin- und Herbewegung der Matrizenplatte 18 innerhalb der beiden Stellungen
bewirkt. Diese Vorrichtung besteht aus einem beidseitig beaufschlagten Hydraulikzylinder
20, der am Maschinengestell 10 bei 22 angelenkt ist. Er hat eine Kolbenstange, die
bei 26 an der Matrizenplatte 18 angelenkt ist.
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Eine zweite Patrizenplatte 28 trägt eine Mehrzahl von Patrizen, die
nachfolgend beschrieben werden und die mit den auf der Matrizenplatte 18 angeordneten
Matrizen zur Formung der aus Kunststoff bestehenden Erzeugnisse zusammenwirken.
Die Patrizenplatte 28 ist mit dem unteren Ende der Kolbenstange 30 des Kolbens 32
verbunden. Der Kolben 32 ist gleitbar in einem am Ständer 26 des Maschinengestells
angebrachten Zylinder angeordnet.
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Ein Elektromotor40 treibt eine Hydraulikpumpe 38 an, die das Druckmittel
zur Betätigung der Zylinder 20 und 34 liefert. Die Pumpe 38 ist mittels Zuführungsleitungen
(nicht dargestellt) mit beiden Enden des Zylinders 20 verbunden. Weitere Zuführungsleitungen,
von denen eine bei 42 angedeutet ist, verbinden die Pumpe 38 mit dem unteren Ende
des Zylinders 24. Weiterhin ist ein Schaltkasten44 mit verschiedenen Zeitsteuervorrichtungen
und Hydraulikschiebern zur Steuerung der Zylinder 20 und 34 sowie weiterer Elemente
der Vorrichtung vorgesehen.
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Derartige Steuervorrichtungen sind bekannt, so daß sich eine genauere
Beschreibung erübrigt.
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Nach der Erfindung werden die Behälter bzw.
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Hohlkörper vorzugsweise aus einem endlosen Streifen thermoplastischen
Kunststoffes, beispielsweise aus Polystyren oder Modifikationen desselben, geformt.
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Vorteilhafterweise wird der Streifen unmittelbar aus einer Strangpreßvorrichtung
od. dgl. in die Arbeitsstellung zwischen den beiden Platten 18 und 28 gebracht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann also mit einem Extruder bekannter Bauart
kombiniert
werden, der einen endlosen Streifen 48 aus thermoplastischem
Kunststoff mit konstanter Preßgeschwindigkeit erzeugt. Die Preßgeschwindigkeit ist
dabei von der Arbeitsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt.
Um den stranggepreßten Streifen 48 in Spannung zu halten, wird dieser durch ein
Paar federbetätigter Druckrollen 50 geführt, bevor er nachfolgend beschriebener
Vorschub- und Festlegevorrichtung zugeführt wird. Die Vorschubvorrichtung bringt
den Streifen in die Arbeitsstellung zwischen den beiden Platten 18 und 28.
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Die Vorschub- und Festlegevorrichtung weist, wie aus F i g. 3, 4
und 16 ersichtlich, ein Paar Schienen 52 mit U-förmigem Querschnitt auf. Eine jede
Schiene hat einen nach außen gerichteten Steg 54 und einen unten gelegenen waagerechten
Flansch 50. Auf den Flanschen 56 ist ein Paar gleichartig ausgeführter Klemmvorrichtungen,
die mit 58 beziffert sind, gleitbar angeordnet. Eine derartige Klemmvorrichtung
besteht aus einem Grundkörper60, der einen waagerechten, sich nach innen öffnenden
Schlitz 62 aufweist, welcher, den Rand des Streifens 48 aufnimmt.
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Der Oberteil des Grundkörpers weist eine bis zum Schlitz 62 geführte
Ausnehmung 64 auf. In der Ausnehmung 64 befindet sich ein Klemmrad 66, welches exzentrisch
auf der Achse 68 sitzt. Die Achse ist oberhalb der Ausnehmung64 in den Lagern 70
geführt, welche sich zu beiden Seiten der Ausnehmung 64 über dem Grundkörper 60
erheben. In einer bestimmten Verdrehstellung klemmt das Rad 66 den Rand des Streifens
48 gegen den Boden des Schlitzes 62. In einer anderen Verdrehstellung gestattet
das Rad 66 die Verschiebung des Streifens 48 in dem Schlitz 62. An der Achse 68
ist ein Hebelarm72 drehfest angebracht, um das Rad 66 innerhalb seiner Klemm- und
Freigabestellung zu verdrehen. An dem freien Ende des Hebelarmes ist eine Laufrolle
74 angebracht. An der nach innen gerichteten Fläche des Steges 54 ist eine Leitschiene
76 von der Form eines Parallelogramms angebracht (s. F i g. 16). Eine Spiralfeder
78 mit einem dem Hebelarm 72 anliegenden abgewinkelten Teil drückt die Laufrolle
74 je nach Hubrichtung entweder gegen die obere oder die untere Führungskante der
Leitschiene 76, so daß die Laufrolle beim Hin- und Hergleiten der Klemmvorrichtung
über den Flansch 56 gezwungen wird, dem Umfang der Leitschiene zu folgen. Die obere
Kante der Leitschiene bestimmt die Klemmstellung und die untere Kante derselben
die Freigabestellung des Klemmrades. Damit die Klemmvorrichtung auf dem Flansch
56 hin- und herbewegt werden kann, weist der letztere einen sich in Längsrichtung
erstreckenden Schlitz 80 auf, durch welchen der herabhängende Bolzen 82, der an
der Klemmvorrichtung 60 angebracht ist, hindurchgeführt ist. Ein jeder der Bolzen
82 ist mit einer Kolbenstange 84 verbunden, die von einem beidseitig beaufschlagten
Zylinder 86 betätigt wird. Der Zylinder 86 ist mit der Pumpe 38 verbunden. Der Flansch
56 weist noch einen weiteren sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz 88 auf,
der den gewindelosen Schaft des Schraubenbolzens 90 gleitend aufnimmt. Der Bolzen
hat einen Kopf 92, welcher auf der unteren Fläche des Flansches 56 gleitet, wodurch
ein Abheben der Klemmvorrichtung vom Flansch 56 verhindert wird.
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Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das hervorragende
Ende des stranggepreßten Streifens zunächst durch die Rollen 50 und in die
Schlitze
62 der Klemmvorrichtung geführt, wobei diese Klemmvorrichtung sich in der in F i
g. 5 mit ausgezogenen Strichen dargestellten linken Endlage befinden, in welcher
das Klemmrad in der Freigabestellung ist. Alsdann ergreifen die Klemmvorrichtungen
das Ende des Streifens 48, sobald sie von den Zylindern 86 die rechte Endlage, die
in Fig. 5 gestrichelt angedeutet ist, gedrückt werden, wodurch sie den Streifen
48 nach rechts ziehen, so daß sein Ende zwischen die obere Patrizenplatte 28 und
die untere Matrizenplatte 18 gelangt und sich nunmehr in Arbeitsstellung für den
nachfolgenden Formgebungsvorgang befindet. Der Streifen 48 ist dabei zwischen den
Rollen 50 und den Klemmvorrichtungen 58 gespannt. Nachdem die Formgebung beendet
ist, werden die Klemmvorrichtungen in die Freigabestellung gebracht und in die in
F i g. 5 dargestellte linke Endlage zurückgezogen, worauf sie den Rand des Streifens
erneut ergreifen; dieses Arbeitsspiel wiederholt sich.
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Damit der Streifen in der nachfolgend beschriebenen Weise geformt
werden kann, ist es erforderlich, daß er auf einer gehobenen Temperatur gehalten
wird.
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Aus diesem Grunde ist über dem Streifen 48 zwischen den Laufrollen
50 und den Platten 18 bzw.
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28 eine Wärmequelle, beispielsweise eine elektrische Heizwicklung94,
angeordnet. Da das unterhalb der Heizvorrichtung befindliche Stück des Streifens
während der Verformung des Streifenendes nicht in Bewegung ist, wird es gleichmäßig
auf die gewünschte Temperatur erwärmt.
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Nachdem der noch zu beschreibende Verformungsvorgang beendet ist,
wird der Hydraulikzylinder20 betätigt, wodurch die untere Matrizenplatte 18 aus
der in F i g. 1 mit ausgezogenen Strichen dargestellten linken Arbeitsstellung in
die gestrichelt angedeutete rechte Stellung gefahren wird. In dieser Stellung liegt
die Matrizenplatte 18 genau über einer tiefer gelegenen Auswerferplatte 96. Diese
weist mehrere nach oben vorstehende Auswerferdorne98 auf. Die Auswerferplatte 96
ist mittels des mit der Pumpe 38 verbundenen Hydraulikzylinders 100 in senkrechter
Richtung hin- und herbewegbar. Wird die Platte 96 angehoben, so treten die Auswerferdorne
zwischen den in dieser Arbeitsstufe getrennten Matrizenhälften hindurch, wodurch
sie die geformten Erzeugnisse aus der Form herausheben. Gleichzeitig wird ein Luftstrom
aus mehreren Düsen 102 einer Rohrleitung 104, die mit einer nicht dargestellten
Druckluftquelle in Verbindung steht, so gegen die hergestellten Erzeugnisse gerichtet,
daß diese über die Platte 18 hinweg in eine seitlich neben der Vorrichtung 10 stehende,
nicht dargestellte Fördervorrichtung fallen.
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Bei dem Verformungsvorgang, den die beiden Platten 18 und 28 mittelbar
ausführen, wird die zur Herstellung des Erzeugnisses benötigte Ronde vom Streifen
48 ausgestanzt, so daß ein mit Löchern versehener Abfallstreifen 106 übrigbleibt,
der bei dem darauffolgenden Vorschub der Klemmvorrichtung 58, wie aus F i g. 5 ersichtlich,
nach rechts verschoben wird und auf einer Haspel 108 aufgerollt werden kann. Die
Vorschubbewegung des Streifens 48 und somit auch die des übriggebliebenen Abfallstreifens
106 ist senkrecht zu der Richtung in der die Hin-und Herbewegung der Matrizenplatte
18 erfolgt.
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Außerdem sind die Hin- und Rückhubbewegungen der Klemmvorrichtungen
58 und der Matrizenplatte
18 so aufeinander abgestimmt, daß die
Klemmvorrichtungen 58 in Ruhestellung verharren, in welcher sie mit dem Streifen
in Klemmverbindung sind (die rechte Stellung nach Fig. 5), während die Matrizenplatte
18 aus der in Fig. 1 rechten Endstellung in die linke Endstellung verschoben, in
dieser Stellung während des Verformungsvorganges gehalten und in die rechte Endlage
zurückgezogen wird. Während die Matrizenplatte 18 sich in der in F i g. 1 rechten
Endstellung befindet und nachdem der Verformungsvorgang beendet ist, werden die
Klemmvorrichtungen 58 entriegelt, in ihre in Fig. 5 rechte Endlage zuräckgezogen,
wieder in Klemmverbindung mit dem Streifen gebracht und in ihre in Fig. 5 rechte
Endlage gefahren.
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Die nachfolgenden Ausführungen betreffen die Gestaltung und Wirkungsweise
der auf den Platten 18 und 28 angebrachten Formen. Es wird die Herstellung von Milchflaschen
beschrieben. Eine derartige Milchflasche ist in der Fig. 17 dargestellt und mit
110 beziffert. Sie weist einen eingezogenen Hals 112 und einen horizontal abgewinkelten
Flanschring 114 auf.
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Auf der Matrizenplatte 18 sind eine Anzahl Matrizen angeordnet, die
mit 110 beziffert sind. Wie aus den F i g. 14 und 15 ersichtlich, sind die Matrizen
in zwei gleiche Hälften 118 und 119 in senkrechter Richtung geteilt. Ihr Grundkörper
ist aus einem verhältnismäßig preiswerten Metall gefertigt. Die Köpfe der Matrizenhälften
bestehen dagegen aus gehärteten stählernen Halbringen 122 und 124. Der von den beiden
Matrizenhälften gebildete Hohlraum 126 entspricht der Form des herzustellenden Gegenstandes.
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Damit bei der Formung desselben die Luft aus allen Bereichen des Hohlraumes
gleichmäßig entweichen kann, sind im Matrizenboden auf dem Umfang eines ziemlich
nahe an der Wandung gelegenen Kreises eine Anzahl Luftaustrittsöffnungen 128 vorgesehen.
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Die beiden Matrizenhälften 118 und 120 gleiten beim Öffnen auf den
Führungsstiften 130 und 132. Diese sind auf der Matrizenplatte 18 befestigten Trägern
134 und 136 angebracht. Außerdem weisen die Matrizenhälften je zwei einander gegenüberliegende
Bohrungen auf, in welchen die Federn 138 und 140 angeordnet sind, welche die Matrizenhälften
auseinanderzuschieben trachten. An den Matrizenhälften sind außerdem die Rollen
142 und 144 angebracht, die mit den als Keiltrieb ausgebildeten Steuerschienen 146
und 148 zusammenwirken. Die Steuerschienen werden durch den Kolben des Zylinders
149, der mit der Hydraulikpumpe 38 verbunden ist, betätigt und sie weisen von diesem
in Richtung nach oben.
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Sobald die Steuerschienen hochgefahren werden, drücken sie die Matrizenhälften
beim Verformungsvorgang über die Rollen 142 und 144 aneinander.
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Wird der Kolben des Zylinders 149 nach unten gefahren, so gelangen
die Steuerschienen außer Eingriff mit den Rollen 142 und 144, so daß die Matrizenhälften
auseinandergleiten, wodurch der Auswurf des hergestellten Gegenstandes, z. B. einer
Flasche, ermöglicht wird.
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An der Patrizenplatte 28 sind mehrere Patrizenstempel 150 angebracht,
welche nach unten weisen.
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Die Patrizenstempel wirken mit den Matrizen 116 zusammen. Ferner ist
eine Einrichtung vorhanden, um den um die Form herumliegenden Bereich der aus thermoplastischem
Kunststoff bestehenden Streifen 48 festzuklemmen. Aus diesem Grunde ist an den
Flanschen
56 der Träger 52 eine Auflagerplatte 152 angebracht, die eine entsprechende Anzahl
Ausnehmungen aufweist, deren Rand die untere Klemmfläche 154 bildet. Diese Klemmflächen
liegen oberhalb der Matrizen 116 und in radialer Richtung weiter außen.
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Die unteren Klemmflächen 154 liegen auf gleichem Niveau wie die untere
Begrenzungsfläche der Schlitze 62 in den Klemmvorrichtungen 58. Außerdem ist eine
obere Niederhalterplatte 156 mit entsprechenden Ausnehmungen und Klemmflächen 158
vorgesehen.
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Diese ist in senkrechter Richtung hin- und herbewegbar. Die Niederhalterplatte
weist an ihren Ecken nach außen auskragende Gleitlagerböcke 160 auf, die mit ihren
Bohrungen auf den senkrechten, sich von den Schienen 52 aufwärts erstreckenden Führungsstangen
162 gleitend geführt sind. Um die Führungsstangen sind oberhalb der Gleitlagerböcke
160 Spiralfedern gelegt, welche sie von der Patrizenplatte 28 wegzudrücken trachten.
Die Patrizenplatte weist gleichfalls Gleitlagerböcke 166 auf, die mit ihren Öffnungen
gleichfalls auf den Führungsstangen 162 gleitend geführt sind. Die Anordnung ist
dabei derart, daß die Niederhalterplatte 156 mit der Auflagerplatte 152 in Klemmverbindung
gelangt, bevor die Patrizenstempel den Kunststoffstreifen 48 berühren.
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Die Aufgabe der Niederhalterplatte 156 und der Platte 152 besteht
darin, den um die Matrizen herumliegenden Bereich der Streifen 48 vor und während
des Verformungsvorganges festzuklemmen. Es ist zu beachten, daß die Klemmflächen
nennenswert höher als die Enden der Matrizen 116 liegen. Außerdem ist die von den
Klemmflächen 154 und 158 umschlossene Fläche über einer jeden Matrize 116 größer
als die Matrizenöffnung.
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Damit die Niederhalterplatte 170 von der mit ihr zusammenwirkenden
Auflagerplatte 152 wieder abgehoben wird, nachdem der Verformungsvorgang beendet
ist, sind an den Gleitlagerböcken 160 Mitnehmerstangen 170 befestigt, die mit ihren
oberen Enden durch Bohrungen in den Gleitlagerböcken 166 der Patrizenplatte 28 geführt
sind. Auf das obere Ende der Mitnehmerstangen ist eine Mutter aufgeschraubt, welche
der oberen Fläche der Gleitlagerböcke 166 anliegt, so daß bei einer Aufwärtsbewegung
der Patrizenplatte 28 die Niederhalterplatte 156 mitgenommen wird.
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Die Patrize besteht aus einem Obergesenk 172, welches an der Patrizenplatte
28 anliegt, und aus einem an diesem mittels eines Bolzen 176 befestigten, nach unten
weisenden, länglichen Hohlstempel 174.
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Der Durchmesser und die Länge des Stempels sind kleiner als die entsprechenden
Abmessungen des Matrizenhohlraumes 126. Der Hohlstempel 174 drückt den Kunststoffstreifen
also nirgends gegen die Innenwandung des Matrizenhohlraumes. Nachdem die erste Verformungsstufe
zur Herstellung der Flasche oder des Behälters durch den Hohlstempel beendet ist,
wird in alle Bereiche des bereits teilweise geformten Behälters gleichmäßig Druckluft
eingeblasen, so daß dieser aufgeweitet und mit seiner Wandung gegen die Wandung
des Matrizenhohlraumes 126 gedrückt wird. Damit die Druckluft wirksam werden kann,
ist es erforderlich, daß der vorgeformte Behälter an seinem offenen oberen Ende
verschlossen wird. Aus Fig. 13 ist ersichtlich, wie dies nach der Erfindung erfolgt.
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Jedes Obergesenk 172 hat einen äußeren nach unten überstehenden Stirnflansch
178, der mit einem
inneren nach oben überstehenden Stirnflansch
180 der Matrizenkopfhalbringe 122 und 124 zusammenwirkt.
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Die Flansche 178 und 180 bilden Stanzwerkzeuge, welche eine Ronde
aus dem Kunststoffstreifen ausstanzen. Der Umfang dieser Ronde bildet den Falzring
114 der Flasche 110. Dieser Falzring wird dicht schließend zwischen dem Stirnflansch
180 und dem Boden des Obergesenks 172 eingespannt.
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Alsdann wird von einer Druckluftquelle mittels einer flexiblen Zuführungsleitung
182 (s. Fig. 1) durch die Kanäle 184 und 186 in der Patrizenplatte 28, die Ausnehmungl88
und eine Mehrzahl von Kanälen 190 im Obergesenk 172 Luft in den Hohlstempel 174
eingeblasen. Der Hohlstempel 174 weist zahlreiche Luftdurchtrittsöffnungen 192 auf,
durch welche die Luft in den vorgeformten Behälter gelangt.
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Der Hohlstempel ist von einem engmaschigen Ge webe ummantelt, welches
aus Baumwolle oder einem Polyamid hergestellt sein kann. Das Gewebe ist mittels
eines elastischen Bandes am Hohlstempel befestigt. Das Gewebe dient zur Erzeugung
eines diffusen Luftstromes, so daß dieser gleichmäßig über die Wandung des vorgeformten
Behälters verteilt wird.
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Nachdem die Platte 28 ihren Abwärtshub beendet hat und die erste
Verformungsstufe, wie in F i g. 12 dargestellt, abgeschlossen ist, wird Druckluft
in den Hohlstempel eingelassen, welche durch die Luftdurchtrittsöffnungen 192 hindurchströmt
und durch die Gewebeummantelung gleichmäßig auf die Innenwandung des vorgeformten
Behälters verteilt wird. Diese Druckluft weitet den vorgeformten, immer noch plastischen
Behälter so weit auf, bis er mit seiner Wandung satt an der Wandung des Matrizenhohlraumes
126 anliegt. Diese Verfahrensstufe ist in den Fig.14 und 15 dargestellt. Die Verformung
ist somit beendet, und die Patrizenplatte 28 wird nach oben gefahren und nimmt hierbei
die Niederhalterplatte 156 mit. Daraufhin werden die Steuerschienen 146 und 148
zurückgezogen und die Matrizenplatte 18 in Auswerferstellung gefahren, in welcher
die Auswerferstößel in Aktion treten können.
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Bei der ersten Verformungsstufe des Kunststoffstreifens durch den
Hohlstempel wird die Patrizenplatte 28 nach unten gefahren, wodurch der Kunststoffstreifen
zwischen den Klemmflächen 154 und 158 der Niederhalterplatte und der mit ihr zusammenwirkenden
Auflagerplatte eingespannt wird. Wie aus F i g. 9 ersichtlich, befindet sich der
Kunststoffstreifen 48 somit in gespanntem Zustand oberhalb der Matrizenöffnung.
Der Hohlstempet 150 ist mit dem Kunststoffstreifen noch nicht in Berührung. Beim
Herunterfahren der Patrizenplatte 20 (s. F i g. 9) gelangt der Hohlstempel mit dem
Kunststoffstreifen 48 in Berührung und streckt die eingespannte Zone, ohne daß mit
der Matrize 116 in Berührung kommt. Der weitere Verlauf des Streckvorganges ist
in der Fig. 11 dargestellt. Nach Fig. 12 und 13 wird die Streckung noch weiter fortgesetzt,
bis die Flansche 178 und 180 den Stanzvorgang einleiten und der Rand der ausgestanzten
Ronde zwischen dem Flansch 180 und dem Boden des Obergesenks 172 eingeklemmt wird.
Beim Absenken der Patrizenplatte 28 schieben die Steuerleisten 146 und 148 die Matrizenhälften
118 und 120 zusammen. Das Zusammenschieben ist beendet, bevor die Patrizenplatte
28 ihren Abwärtshub beendet hat. Eine Berührung zwischen dem Streifen 48 und der
Matrize 116 findet
erst im letzten Stadium des Abwärtshubes der Platte 28 statt.
Auf diese Art und Weise wird eine zu frühe Abkühlung und damit verbundener Rückgang
der Plastizität bestimmter Bereiche des Kunststoffstreifens 48 verhütet. Eine derartige
Abkühlung würde die davon betroffenen Bereiche in nur geringerem Maße an dem Streckvorgang
teilnehmen lassen als die nicht abgekühlten Bereiche, so daß die abgekühlten Bereiche
eine dickere Wandstärke aufweisen würden.
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Es ist ersichtlich, daß der Streifen 48 bereits vom inneren Umfang
des Niederhalters 156 an dem Streckvorgang unterworfen ist. Es nimmt somit eine
größere Fläche des Kunststoffstreifens an der Verformung teil, als wenn der Streifen
von vorneherein zwischen dem Flansch 176 und dem Boden des Obergesenks eingeklemmt
worden wäre bzw. eine Ronde von nur dem Durchmesser der Matrizenöffnung verformt
worden wäre.
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Dünnwandige Behälter bzw. Flaschen können ohne Verwendung der Gewebeummantelung
194 des Hohlstempels nicht in befriedigender Weise hergestellt werden, da die Durchtrittsöffnungen
durchströmende Luft dann nicht im diffusen Zustand, sondern mit Düsenwirkung ausströmen
würde, wodurch nachteilige Unregelmäßigkeiten in der Wandung des fertigen Behälters
entstehen würden. Bei Vorhandensein der Gewebeummantelung 194 und bei Vermeidung
der Berührung des Kunststoffstreifens mit der Wandung des Matrizenhohlraumes 126,
abgesehen von dem unmittelbaren Bereich der Matrizenöffnung, wodurch eine Abkühlung
bestimmter Bereiche verhindert wird, lassen sich jedoch dünnwandige Behälter mit
gleichmäßiger Wandstärke frei von Oberflächenunregelmäßigkeiten in Gestalt von Fließfiguren,
Puckeln u. dgl., erzeugen.
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Eine Wandstärke von 1,25 mm läßt sich ohne weiteres erreichen.
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Das Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbehältern unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich wie folgt zusammenfassen: Ein endloser
Streifen aus thermoplastischem Kunststoff wird kontinuierlich von einem Extruder
od. dgl. zugeführt und alsdann intermittierend über eine Heizvorrichtung, wo er
bis zu dem erwünschten Grade erwärmt bzw. erweicht wird, in die Arbeitsstellung
zwischen eine oder mehrere Matrizen und die entsprechenden Patrizen geführt. Darauf
wird der aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Streifen oberhalb der Matrizen,
ohne mit diesem in Berührung zu sein, eingespannt, wodurch örtliche Abkühlungen
verhütet werden. Daraufhin werden die Matrizen und die Patrizen mit den Hohlstempeln
in Richtung aufeinanderbewegt, wobei die Hohlstempel den Streifen in die Matrizen
ziehen, wodurch die Behälter vorgeformt werden. Alsdann wird das oben offene Ende
des vorgeformten Behälters von einer Vorrichtung, die gleichzeitig zum Ausstanzen
der Ronde aus dem Streifen dient, dicht verschlossen. Darauf wird Druckluft in den
Hohlstempel geleitet und im diffusen Zustand gleichmäßig gegen die Innenwandung
des vorgeformten Behälters geblasen, so daß sämtliche Bereiche desselben gleichmäßig
beaufschlagt und gegen die Wandung des Matrizenhohlraumes gedrückt werden. Gegebenenfalls
können die Behälter in der ersten Verformungsstufe vom Hohlstempel in der Weise
geprägt werden, daß Verstärkungsrippen gebildet werden. Die Druckluft bewirkt außerdem
ein rasches Abkühlen des thermoplastischen Werkstoffes,
so daß unmittelbar
nach Beendigung der letzten Verformungsstufe die Druckluft abgeschaltet und die
Patrizenplatte mit den Hohlstempeln wieder hochgefahren werden kann. Zuletzt werden
die Behälter aus den Matrizen ausgestoßen. Der Abfallstreifen wird nach einer Vorbehandlung
wieder in den Extruder gegeben.