DE2426558A1 - Vorrichtung zur herstellung von hohlkoerpern, wie schalen, mulden, bechern und aehnlichen gegenstaenden - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern, wie Schalen, Mulden, Bechern und ähnlichen Gegenständen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sogenannten "in line"-Herstellung von Hohlkörpern, wie Schalen, Mulden, Bechern und ähnlichen Gegenständen aus Thermoplast, z.B. Polypropylen, Polyäthylen und dergleichen und die wesentlich, besonders in der Nahrungsmittelindustrie, als Verpackung zum einmaligen Gebrauch benutzt werden.
• Gegenstände der oben genannten Art werden gewöhnlich mittels eines Formwerkzeugs verformt, das aus mindestens zwei Hälften besteht, eventuell mit einem Vorziehkolben, wobei die Folie mit Hilfe von Wärme plastisch gemacht worden ist und mit Hilfe von Druckluft in die Kavität der einen Formhälfte geblasen oder mittels Vacuum in diese gezogen wird. Gewöhnlich wird mittels eines breiten Düsenextruders ein Folienband hergestellt, das auf eine Rolle gewickelt und anschliessend in einer separaten Maschine in der oben beschriebenen Weise zu Gegenständen verformt wird. Diese Methode bedingt Vorschub von dem Extruder zu der Formmaschine, und zwei separate Maschinen beanspruchen mehr Platz und Bedienung, als wenn man die Gegenstände in line", d.h. fortlaufend im Anschluss an den Extruder, herstellen könnte-.
• Es sind Vorrichtungen vorbekannt, die Gegenstände llin line herstellen. Es handelt sich dann um ein typisches Massenprodukt, wo man ständig mit denselben Formen arbeiten kann. Eine Menge Formhälften ist in zwei gegeneinander arbeitenden endlosen Bändern angeordnet, die mit derselben Geschwindigkeit wie der Extruder laufen und dann dazu gebracht werden, um das Folienband oder den Folienschlauch, der aus dem Extruder herauskommt, zu greifen. Jeder Formhälfte in dem einen Band ist dann während der Formungsstufe Druckluft oder Vacuum zuzuführen, wenn man mit einem Folienband arbeitet, das zu Gegenständen, wie Mulden, Bechern oder dergleichen, verformt werden soll. Wenn man mit einem Schlauch arbeitet, der mit Rippen oder dergleichen ausgebildet werden soll, kann man die Druckluft innen in dem Schlauch dadurch zuführen, dass in dem Schlauch ein Schleppdorn vorgesehen wird, und Druckluft wird durch die Extruderdüse eingeführt. In beiden Fällen, jedoch besonders in dem ersten Fall, wird es sich um sehr hohe Werkzeugkosten handeln, und wie erwähnt, kann davon lediglich dann die Rede sein, wenn es sich um typische Massenprodukte handelt. In der Regel wird es sich bei Herstellung von Hohlkörpern für Verpackungszwecke nicht um solche Mengen handeln, dass es lohnend ist, nach dieser Methode in line" zu formen. Früher ist deshalb immer der oben erwähnte zweiteilige Vorgang benutzt worden.
• Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung zur sogenannten "in line"-Herstellung von Hohlkörpern, wie Schalen, Mulden, Bechern und dergleichen aus Thermoplast, insbesondere für Verpackungszwecke, zu schaffen, welche Vorrichtung billig in der Herstellung ist be-und im Gebrauch weniger Platz ansprucht, früher erforderlichen Transport eliminiert und weniger Bedienung fordert.
• Für einen Maschinenkonstrukteur,der die Aufgabe erhalten hat, eine billige Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus Plast in line" hinter einem Extruder herzustellen, würde es am natürlichsten sein, auf die Formvorrichtung zu bauen, die benutzt wird, wenn man von einer Rolle arbeitet. Hier hat man ein stillstehendes Formwerkzeug, bestehend aus zwei Formhälften, die ein Folienband, das stufenweise von einer Rolle vorgeschoben wird und das zwischen der Rolle und dem Formwerkzeug auf plastischen Zustand erwärmt wird, umgreifen und formen. Um dieses Formwerkzeug in Verbindung mit dem kontinuierlich vorgeschobenen Folienband von einem Breitdüsenextruder benutzen zu können, müsste das Fonmwerkzeug reziprozierendan einer vorzugsweise geradlinigen Bahn entlang angeordnet werden, so dass die Formhälften die plastische Folienbahn nahe an der Extruderdüse umgreifen, und mit annähernd derselben Geschwindigkeit wie die Ausgabe aus dem Extruder an der Bahn entlangwandern, am Ende der Bahn öffnen, nachdem die Gegenstände verformt und gekühlt worden sind, um anschliessend zum Ausgangspunkt zurückzukehren. Es zeigt sich, dass die Methode nicht für alle Material typen verwendbar ist, wenn der Extruder mit einer horizontalen Richtung des Folienbands, was das natürliche ist, arbeitet. Das Folienband wird, nachdem es aus der Extruderdüse herausgepresst worden ist, wegen der Schwerkraft schnell zu einer krummen Bahn nach unten sinken, und zwar besonders, wenn Materialien mit niederiger Schmelzstärke, z.B. Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen benutzt werden. Die Niederhängung wird so gross, dass die Formen derart weit voneinander bewegt werden müssen, dass man sie umgeht. Dies bewirkt -einen langen Schliessweg, der viel Zeit beanspruchen wird, und die Niederhängung wird Faltenbildung bewirken können.
• Es ist auch "in-line"-Herstellung von Plastgegenständen bekannt, wobei eine Plastbahn kontinuierlich in vertikaler Richtung nach unten extrudiert wird. Ein reziprozierendes Werkzeug formt dann die Gegenstände aus der thermoplastischen, kontinuierlich hergestellten Bahn.
• In der Praxis hat es sich jedoch als unmöglich erwiesen, bei einer derartigen Herstellungsweise eine völlig gleichartige Bahn zu erhalten, da man in der vertikal extrudierten Bahn sehr ernste Niederhängungsprobleme erhält.
• Die oben genannten Probleme sind mittels einer Vorrichtung zur sogenannten in line"-Herstellung von Hohlkörpern, wie Schalen, Mulden, Bechern und ähnlichen Gegenständen aus Thermoplast, gelöst worden, wobei man Blas- oder Vacuumformung eines Bands benutzt, das von einem Extruder hergestellt wird und wo anschliessend die einzelnen Gegenstände ausgestanzt werden, in der Form selbst oder als sekundärer Vorgang, und wobei das Formwerkzeug, das aus mindestens zwei Formhälften und gegebenenfalls Vorziehkolben besteht, während der Formungsstufe an einer vorzugsweise geradlinigen Führungsbahn entlang und im wesentlichen synchron zu dem Plastband bewegt wird, um anschliessend zu öffnen und zum Umschliessen einer neuen Partie zurückzukehren, und wobei das Kennzeichnende darin besteht, dass die Führung für# das Formwerkzeug und die Folienrichtung des Folienbands schräg abwärts von der Extruderdüse, vorzugsweise in einem Winkel von 30~60° zu der Horizontalebene, verlaufen, und dass an dem Bereich der Führungsbahn, wo sich die Formhälften öffnen, an beiden Seiten der Folienbahn stillstehende Greiffinger vorgesehen sind, welche Finger dazu eingerichtet sind, einen Augenblick bevor die Formhälften auseinandergeführt werden um die Längsränder der Folienbahn zu greifen und die Folienbahn festzuhalten, während das Formwerkzeug zum Umschliessen einer neuen Partie der Folienbahn zurückkehrt.
• Mittels der genannten Vo#rrichtung können Becher, Schalen, Mulden und dergleichen von sehr hoher Qualität, selbst aus schwer verformbarem Plast, wie Polypropylen, Polyäthylen und dergleichen, hergestellt werden. Die Vorrichtung ist sehr einfach und billig in der Herstellung, da lediglich das Formwerkzeug bewegt zu werden braucht, nämlich hin- und hergehend auf der schrägen Bahn zusätzlich zu der Oeffnungsbewegung der Formhälften. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Niederhängung der Folienbahn, selbst wenn die Greiffinger, die die Folie an beiden Seiten ergreifen, wenn die Form zum Ausgangspunkt zurückkehrt, stillstehend sind, wegen der schrägen Richtung des Extruders sehr begrenzt werden wird. Diese kleine Niederhängung ist ohne praktische Bedeutung, da sie keine besonders ungleichmässige Dicke der Folie bewirkt und auch einen verhältnismässig kurzen Bewegungsweg für die Formhälfte, die bewegt wird, gibt.
• Ein zweites Merkmal der Erfindung, das bewirkt, dass die Niederhängung der Folienbahn während des Formens geringere Bedeutung erhält, ist, dass die Extrudierrichtung des Folienbands in einem Parallelabstand unter einer Ebene durch die Teillinie der Form liegt. Die Niederhängung wird sich dann wesentlich am Ende der Greiffinger bilden, und die Formhälfte kann dann während ihrer Rückbewegung mit einer verhältnismässig geradlinigen Folienbahn arbeiten.
• Wenn die Formhälften dazu gebracht werden, eine neue Partie des plastischen Folienbands zu umschliessen, wird dies an der dem Extruder zugekehrten Seite der Form zu einer Neigung zu Faltenbildung führen. Die Ursache hierfür ist, dass das Folienband nicht völlig eben und stramm ist, sondern eine gewisse Niederhängung besitzt.
• Um diese zu eliminieren, sind die Greiffinger so vorgesehen, dass sie sich, wenn sie zum Ergreifen des Folienrands gebracht werden, etwas auf das nicht verformte Folienband zwischen dem Formwerkzeug und der Extruderdüse erstrecken und so, dass die Finger den Folienbandrand etwas unter der Teilung der Form ergreifen. Diese Abstände sind gemäss den verschiedenen Materialien, die benutzt werden, regelbar.
• In dieser Weise erhält man eine Querstreckung des Folienbands im Bereich direkt hinter dem Formwerkzeug, also dort, wo sonst eine Neigung zu Faltenbildung bestehen würde.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass das Formwerkzeug dazu eingerichtet ist, sich etwas schneller als die Folienbandherstellung von dem Extruder zu bewegen, so dass die Folie in der Längsrichtung gestreckt wird. Die Ursache hierfür ist, dass Thermoplast, selbst in seinem plastischen Zustand, etwas Elastizität hat.
• Insbesondere gilt dies für Stoffe wie Polypropylen, Polyäthylen und ähnliche. Diese Elastizität wird ein gewisses Zusammenziehen des Folienbands bewirken, wenn das Formwerkzeug zum neuen Umschliessen eines neuen Bereichs des Folienbands zurückkehrt. In dieser Weise nimmt man etwas des Folienbands auf, das hergestellt wird, wenn die stillstehenden Greiffinger den Folienbandrand festhalten und das Formwerkzeug zum Ausgangspunkt zurückkehrt.
• Die Erfindung wird nachstehend näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erklärt, die in Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt.
• Fig. 2 zeigt Einzelheiten an der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in etwas grösserem Masstab und detaillierter.
• Die Hauptteile der Vorrichtung-bestehen aus einem Extruder 1 mit einem Extruderkopf 2, der mit einer Breitdüse 3 ausgerüstet ist. Der Extruder hat einen Einfülltrichter 4 für Granulat, oder, wenn es sich um Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen handelt, auch für Material schnitt. Der Extruder 1 stellt durch die Düse 3 ein Folienband 5 her.
• Zwischen dem Extruder 1 und einer Stanze 6 ist ein Formwerkzeug 7 vorgesehen, das aus einer oberen 8 und einer unteren Hälfte 9 besteht. Die untere Hälfte 9 kann ausser und in Anlage an die obere Hälfte 8 bewegt werden. Das Formwerkzeug 7 ist auf einem Schieber 10 vorgesehen, der mit Hilfe von einem oder mehreren Arbeitszylindern 11 auf einer schrägen Führung 12 hin und her bewegt werden kann. An dem#unteren Ende der Führung 12 sind auf einem Gestell 13 Greiffinger 14 vorgesehen, die dazu gebracht werden können, um die Folienbahn 5 zu klemmen. Am Ausgang der Stanze 6 fallen fertige Becher 15 in einen Kasten 16 hinab, und die ausgestanzte Folienbahn 17 kann in kleinere Stücke aufgeschnitten und zurück zu dem Trichter 4 geführt werden.
• Der Formhälte 8 wird in an sich bekannter Weise Druckluft zur Blasverformung der Folie 5 zugeführt, wenn die untere Form in Anlage an die obere geführt worden ist.
• Die obere Formhälfte 8 kann auch mit einem an sich bekannten Vorziehkolben ausgerüstet sein. Die untere Formhälfte 9 ist mit einer oder mehreren Kavitäten zum Formen von Schalen, Mulden oder Bechern ausgerüstet. Die Führung 12 kann, wie in Fig. 2 gezeigt, aus zwei Stahl stangen (von denen lediglich die eine gezeigt ist) bestehen. Das Gestell 13 für die Finger 14 kann mittels eines Schlitzes 18 und einer Mutter 19 in der Höhe einstellbar sein. Die Finger 14 können mittels eines schematisch gezeigten Zylinders 20 aufeinander zu und voneinander fort bewegt werden.
• Die Vorrichtung wirkt folgendermassen: Aus der Extruderdüse 3 wird kontinuierlich ein Plastfolienband 5 hergestellt, das hinter dem Ausgang der Düse plastisch ist. Mittels des Zylinders 11 wird die Form 7 mit sich im Abstand voneinander befindenden Formteilen 8 und 9 in den Bereich direkt hinter der Extruderdüse gebracht.
• Hier wird die Unterformhälfte 9 hinauf in Anlage an die Oberformhälfte 8 geführt. Die Folie wird dann zwischen die Formhälften geklemmt. In demselben Augenblick, in dem die Folie von den Formhälften umgriffen wird, beginnt der Kolben 11 damit, die Form 7 mit mindestens derselben Geschwi#ndigkeit wie der, mit der die Folie 5 von dem Extruder hergestellt wird, an der Bahn 12 entlang nach unten zu führen. Während dieser Bewegung wird die Folie zu Gegenständen verformt, wobei in die Formhälften 8 Luft eingeblasen wird, die die Folie 5 in Kavitäten in der Unterform 9 hinabpresst. Nachdem die Verformung ausgeführt ist, wird die Folie abgekühlt, wobei die Form wassergekühlt ist. Wenn die Form 7 mittels des Kolbens 1I so weit an der Bahn 12 entlang hinabgeführt worden ist, dass die Greiffinger 14 mit ihren oberen Enden ein Stück oberhalb der Form 7 ragen, hält die Bewegung der Form ein, und die Greiffinger werden mittels des Zylinders 20 zusammengebracht und greifen um den Rand der Folie 5 ausserhalb und neben der Form. Wenn die Finger 14 den Folienrand ergriffen haben, wird die Form 7 geöffnet und schnell zu dem Ausgangspunkt zurückgeführt. Diese Situation ist es, die in der Zeichnung gezeigt ist. Während der Rückbewegung der Form, die sehr schnell ist, wird der Extruder damit fortfahren, Folie auszugeben, und da die Finger 14 stillstehend sind und die Folie in dieser Herstellungsstufe festhalten, wird die hergestellte Folie notgedrungen einen gewissen Bogen bilden müssen. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird jedoch der dem Extruder am nächsten gelegene Teil nahezu geradlinig sein, da sich der Bogen näher an dem Ende der Finger 14 bildet. Dies ist sowohl durch die Schrägrichtung der Folienherstellung als auch die parallelverschobene Ebene der Finger im Verhältnis zu der Extrudierrichtung verursacht. In ihrem offenen Zustand erhält die Form dergestalt während der Rückbewegung eine annähernd gerade Folie zur Bearbeitung.
• Wenn die Finger 14 geöffnet werden und die Form die Folie zur Bildung neuer Gegenstände umschliesst, werden die in den früheren Stufen geformten Gegenstände in die Stanzvorrichtung 6 eingeführt.

Claims (3)

1. Patent ansprüche:

   S Vorrichtung zur sogenannten in line"-Herstellung von Hohlkörpern, wie Schalen, Mulden, Bechern und ähnlichen Gegenständen aus Thermopla#st, z.B. PVC, Polypropylen, Polyäthylen und dergleichen, mittels Blas- oder Vacuumverformung eines Folienbands, das kontinuierlich von einem Extruder hergestellt wird, und anschliessendem Ausstanzen der einzelnen Gegenstände, und wobei das Formwerkzeug, das aus mindestens zwei Formhälften besteht, und eventuell mit einem Vorziehkolben, während der Formungsstufe an einer geradlinigen Führung entlang und im wesentlichen synchron zu dem Plastband bewegt wird, um anschliessend zu öffnen und zum Umschliessen einer neuen Partie des Folienbands zurückzukehren, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (12) für das Formwerkzeug (7) und die Folienrichtung des Folienbands (5) schräg abwärts von der Extruderdüse (3), vorzugsweise in einem Winkel von 30~60 zu der Horizontalebene, verlaufen, und dass an dem Bereich der Führungsbahn (12), wo sich die Formhälften (8,9) öffnen, an beiden Seiten der Folienbahn stillstehende Greiffinger vorgesehen sind, welche Finger dazu eingerichtet sind, einen Augenblick bevor die Formhälften (8,9) auseinandergeführt werden um die Längsränder der Folienbahn (5) zu greifen und die Folienbahn festzuhalten, während das Formwerkzeug (7) zum Umschliessen einer neuen Partie der Folienbahn zurückkehrt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Exlludierrichtung des Folienbands in einer Ebene parallel zu und unter einer Ebene durch die Tei#linie der Form liegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greiffinger (14) so vorgesehen sind, dass sie sich, wenn sie zum Ergreifen des Folienbandrands gebracht werden, etwas auf das nicht verformte Folienband zwischen dem Formwerkzeug uiid der Extruderdüse erstrecken und dass die Finger den Folienbandrand etwas unter der Teilung der Form ergreifen, so dass dem Folienband im Bereich direkt hinter dem Formwerkzeug eine Querstreckung erteilt wird.