DE19742107B4

DE19742107B4 - Vorrichtung zum Formen, Stanzen und Stapeln von Behältern aus einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE19742107B4
Application number: DE1997142107
Authority: DE
Inventors: Günther Kiefer
Original assignee: Illig Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Illig Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: DE19742107A1

Abstract

Vorrichtung zum Formen, Stanzen und Stapeln von Behältern aus einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer zunächst schräg ansteigenden und dann in einen vertikalen Bereich übergehenden Transporteinrichtung zum intermittierenden Transportieren der Folienbahn, einer auf einer horizontalen Achse liegenden Formstation zur Aufnahme von zwei Hälften eines Formwerkzeuges, wobei die Werkzeughälfte mit den formgebenden Teilen auf einem axial verschiebbaren und bis zu einer Stapelstation schwenkbaren Tisch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung (9, 10) sowohl im schräg verlaufenden Bereich der Transporteinrichtung (3) als auch im bogenförmigen Bereich zur Überleitung in einen vertikalen Bereich der Transporteinrichtung (3) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen, Stanzen und Stapeln von Behältern aus einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff nach der Gattung des Hauptanspruches.

Bei einer aus der DE 70 15 773 U bekannten Vorrichtung dieser Gattung erfolgt das Beheizen nur im Bereich der vertikal verlaufenden Folienbahn. Da das Beheizen oftmals behutsam über mehrere Takte hinweg vorgenommen werden sollte wird die Vorrichtung, bedingt durch die Länge der Heizung, relativ hoch. Zudem wird die kalte Folienbahn in einem engen Bogen vom schrägen Bereich in die vertikale Lage überführt, was große Kräfte auf die Transportmittel zur Folge hat. Diese meist aus Transportketten mit Spitzlaschen bestehenden Transportmittel sind dadurch hohem Verschleiß unterworfen, die Folie hat die Neigung, von den Spitzen herunterzugleiten und muß durch entsprechend gestaltete Deckleisten daran gehindert werden. Es entsteht viel Abrieb in Form von Staub oder kleinen Kunststoffpartikeln, die an der Folienbahn haften bleiben und in den daraus geformten Behältern landen können.

Die Druckschrift US 3 827 128 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Behältern mit zusammengesetzten Wänden. Eine erste thermoplastische Kunststofffolie wird von einer ersten Rolle intermittierend abgezogen und einer Heizstation zugeführt, die die Kunststofffolie auf Verformungstemperatur aufheizt. Eine zweite thermoplastische Kunststofffolie wird von einer zweiten Rolle abgezogen und in einer Schneidstation in bogenförmige Streifen geschnitten. Diese Streifen werden an einer Innenwand einer schwenkbaren Form in Form einer Schlaufe eingelegt und von der Folie durch ein Messer abgetrennt, so dass sich eine erste äußere Wand eines Behälters ergibt. Die so ausgekleidete Form wird verschwenkt, so dass sie mit ihrem offenen Ende parallel zur erwärmten ersten Kunststofffolie positioniert ist. Die erwärmte erste Kunststofffolie wird von einem Stempel in die Form gedrückt und mit einem mit Druck beaufschlagten Fluid an die eingelegte zweite Folie gepresst, so dass sich die beiden Folienteile zu einem Behälter mit zusammengesetzten und damit verstärkten Wänden verbinden. Die Herstellung stabiler Behälter erfordert durch den Einsatz der äußeren Verstärkungsschicht einen hohen Einsatz an Kunststofffolie.

Die Druckschrift DE 695 01 47 U zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststofffolien. Von einer ersten Rolle wird intermittierend ein Abschnitt einer Kunststofffolie abgezogen und über ein Leitblech einer Transporteinrichtung für die Kunststofffolie zugeführt. Der Transporteinrichtung zugeordnet ist eine Heizeinrichtung zur Erwärmung der Kunststofffolie, die mit Gasinfrarotstrahlern bestückt ist und die in ihrem Abstand zur Kunststofffolie einerseits und zu einer Formstation andererseits einstellbar ist. Die auf Verformungstemperatur erwärmte Kunststofffolie wird der durch einen Motor angetriebenen Form- und Stanzstation zugeführt, in der die Hohlkörper geformt und von der Kunststofffolie getrennt werden. Die restliche Folie wird auf eine zweite Rolle aufgewickelt. Die Beheizung der Kunststofffolie erfolgt nur im vertikalen Bereich der Vorrichtung. Kunststofffolien mit größerer Ausgangsstärke erfordern eine ungünstig hoch bauende Vorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so zu gestalten, daß das Transportieren der Folienbahn bei dieser Folienführung auf einfache Weise mit geringem Kraftaufwand ohne großen Abrieb von Folienpartikeln erfolgt. Die Bauhöhe der Vorrichtung sollte möglichst gering sein. Das Beheizen sollte gleichmäßig und schonend erfolgen. Die Gestaltung der Vorrichtung sollte es in Weiterbildung der Erfindung ermöglichen Ausschußteile von der Stapelung auszunehmen, was z.B. beim Anfahren der Vorrichtung von Vorteil ist. Solche Ausschußteile sollten auf einfache Weise einem Recycling zugeführt werden können.

Die Merkmale zur Lösung dieser Aufgabe sind Gegenstand des Hauptanspruches. Hinsichtlich vorteilhafter Weiterbildungen der Vorrichtung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben:
1 – eine Längsdarstellung der Vorrichtung
2 – einen Ausschnitt der Längsdarstellung gemäß 1 zu einem anderen Zeitpunkt des Verformungsablaufes.
3–5 – eine Gestaltungsmöglichkeit der Lagerung des Kniehebelantriebes für den Formtisch
6 und 7 – eine Gestaltungsmöglichkeit des Kniehebels zum Schwenken des Tisches 18
8 – eine Gestaltungsmöglichkeit der Stapelübergabe
Die Vorrichtung verarbeitet eine von einer Folienrolle 1 abgezogene oder von einem Extruder zugeführte Folienbahn 2, die von einer intermittierend angetriebenen Transporteinrichtung 3 erfaßt und der Formstation 4 zugeführt wird. Diese Formstation 4 liegt auf einer Horizontalachse 5. Entsprechend verläuft die Folienbahn 1 im Bereich der Formstation 4 vertikal, während sie zuvor schräg nach oben und dann in einem größeren Bogen in diese vertikale Lage geführt wird. Zum Ergreifen der Folienbahn 1 sind Transportketten 6 mit Greifeinrichtungen, z. B. Spitzlaschen, vorgesehen, die in Führungsschienen 7 laufen. Diese Führungsschienen 7 sind entsprechend gebogen, so daß die gewünschte Transportrichtung erreicht wird.
Das Beheizen der Folienbahn 1 übernimmt eine Heizeinrichtung, bestehend aus Oberheizung 9 und Unterheizung 10. Beide verlaufen zunächst im Bereich des schrägen Anstieges der Führungsschienen 7 parallel zu diesen, dann bogenförmig im Bereich der gebogenen Führungsschienen 7 und gegebenenfalls – je nach Anordnung der Formstation – vertikal bis vor die Formstation 4.
Die Führungsschienen der Transporteinrichtung 3 setzen sich durch die Formstation 4 hindurch fort als Führungsschienen 8, wobei sie gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mit den Führungsschienen 7 im Drehpunkt 11 gelenkig verbunden sind. An ihrem Ende greift eine Hubeinrichtung 47 an, so daß ein Verschwenken dieser Führungsschienen 8 möglich ist.
Der Bogen der Führungsschienen 8 wird möglichst groß gewählt (Größenbereich 500 mm), sodaß die Gefahr von Abrieb gering ist. Bedingt durch die geometrische Lage der Spitzlaschen oberhalb der Rollenmitte der Transportkette 6 findet im Bogenbereich eine Spreizung der bereits erwärmten und damit gedehnten Folienbahn 1 statt, die eine Wellenbildung der Folienbahn 1 ausgleicht, sodaß eine gleichmäßige Beheizung der Folienbahn 1 erfolgt (gleicher Abstand Folie – Heizung). Oberheizung 9 und Unterheizung 10 sind vorzugsweise so gestaltet, daß sie immer einen gleichen Abstand zur Folienbahn 1 aufweisen.
Die Formstation 4 wird gebildet von zwei ortsfesten Querbrücken 12, 13, die über Säulen 14 miteinander verbunden sind. Diese Einheit sitzt ortsfest im Gestell 15 der Vorrichtung. An der Querbrücke 12 befestigt ist eine Werkzeughälfte 16 des Formwerkzeuges mit einer Schnittplatte, Niederhaltern und Streckstempeln. Die andere Werkzeughälfte 17 sitzt auf dem horizontal verschiebbaren Tisch 18, in ihrem Innern befinden sich die formgebenden Teile für die herzustellenden Behälter 19, die Schnittstempel und verschiebbare Formböden. Als Antrieb für den Tisch 18 dient ein Kniehebel 20, der über eine Kurvenscheibe 21 und Hebel 22 bis 25 zwischen einer Strecklage (siehe 1) und einer geöffneten Stellung (2) verschoben wird.
Zur Erzeugung einer Schwenkbewegung des Tisches 18 dient ein Antrieb, bestehend aus Kurvenscheibe 26, Hebel 27 und Hebel 28, wobei letzterer im Drehpunkt 29 am Tisch 18 angelenkt ist. Dabei ist die geometrische Gestaltung der beiden Antriebe so aufeinander abgestimmt, und diese sind so angeordnet, daß bei Strecklage die Werkzeughälfte 17 horizontal liegt und in geöffneter Stellung um 90° geschwenkt hierzu, so daß die Behälter 19 vertikal nach oben ausgestoßen werden können. Entsprechend sind an dieser Stelle sich vertikal nach oben erstreckende Stapelmagazine 30 angeordnet, in die die Behälter 19 übergeben werden. Hierzu weisen die Stapelmagazine 30 an der Unterseite Rückhalteorgane auf.
In besonderer Ausbildung der Erfindung sind die Stapelmagazine geteilt ausgeführt, in dem über den Magazinen 30 weitere Magazine 31 höhenverschiebbar und horizontal verschiebbar angeordnet sind. Sie können bis zu einem Transportband 44 verschoben werden und dort die Behälter 19 als Stapel 32 absetzen, nachdem sie solche Stapel 32 zuvor aus den Magazinen 30 entnommen haben.
Die Vorrichtung arbeitet wie nachfolgend beschrieben.
Die von der Transporteinrichtung 3 erfaßte Folienbahn 2 wird zunächst von den beiden Heizungen 9, 10 beheizt und dann intermittierend abschnittsweise in die Formstation 4 transportiert. Durch Schließen der beiden Werkzeughälften 16, 17 wird in bekannter Weise durch Druckluft eine Verformung der Folienbahn 2 zu Behältern 19 vorgenommen und diese werden durch eine zusätzliche Hubbewegung der Werkzeughälfte 17 ausgestanzt. Danach öffnet die Formstation 4, die Werkzeughälfte 17 schwenkt um 90° bis vor die Stapelmagazine 30 und durch Verschieben der Formböden innerhalb der Behälterformen werden die Behälter 19 in diese Stapelmagazine 30 übergeben und dort zurückgehalten. Gleichzeitig wird ein neuer Abschnitt der erwärmten Folienbahn 1 in die Formstation 4 transportiert, sodaß der nächste Takt gestartet werden kann. Wenn sich in den Stapelmagazinen 30 Stapel 32 bestimmter Länge bzw. Behälteranzahl gebildet haben werden diese von den Magazinen 31 in bekannter Weise entnommmen und auf ein Transportband 44 überführt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind nachfolgend beschrieben.
Die Bauart der Vorrichtung mit vertikaler Führung der Folienbahn 1 erlaubt es, die Restfolie 33 auf einfache Weise direkt ohne große Umlenkung einer Mühle 34 zuzuführen, die in Durchlaufrichtung nach den Führungsschienen 8 angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Folienführung beim Einführen einer neuen Folienbahn 1 recht einfach und störungsunanfällig und bei Bedarf ist die Mühle 34 leicht zugänglich.
Beim Anfahren der Vorrichtung, z.B. nach Umstellung der Vorrichtung auf ein neues Produkt, nach einer längeren Pause oder einem Rollenwechsel sind während der ersten Takte die Behälter 19 eventuell noch mangelhaft und sollten ausgeschieden, d.h. nicht gestapelt werden. Dies ist auf einfache Weise dadurch zu erreichen, daß einer der Lagerbolzen 37, 38 für eine der Laschen 35, 36 des Kniehebels 20 exzentrisch ausgebildet und mit einer Verdreheinrichtung 43 (siehe 5) versehen ist. Die 3 bis 5 zeigen die Gestaltung des Lagerbolzens 37 mit einer Exzentrizität X zwischen dem Durchmesser für die Festlagerung und dem Durchmesser der Lagerung für die Lasche 35. Durch Verdrehen des Lagerbolzen 37 über die Verdreheinrichtung 43 um 180° kann ein Ausstanzen von Behälter 19 verhindert werden, sodaß die Vorrichtung nur formend arbeitet.
Für eine weitere Verbesserung bezüglich des Anfahrens der Vorrichtung wird vorgeschlagen, den Antrieb zum Schwenken des Tisches 18 so auszubilden, daß die Schwenkbewegung auf einfache Weise zu- bzw. abgeschaltet werden kann. Wie aus den 6 und 7 ersichtlich kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Hebel 28' zum Schwenken des Tisches 18 zweigeteilt ausgeführt ist. Eine Stange 39 gleitet in einem Rohr 40, die Mitnahme, d.h. die Kopplung zwischen beiden, erfolgt über einen Antrieb 41, der einen Bolzen 42 verschiebt. Ist der Bolzen 42 außer Eingriff gleiten Stangen 39 und Rohr 40 ohne Mitnahme ineinander (Hub Y). Durch diese Gestaltung ist es möglich, z.B. beim Start der Vorrichtung während den ersten Takten die Behälter 19 auszustanzen und horizontal auszuwerfen und zu prüfen, ob sie in Ordnung sind. Erst dann wird das Schwenken zugeschaltet und eine Stapelung in die Magazine 30 eingeleitet. Es wird auf diese Weise erreicht, daß sich nur gute Behälter 19 in den Magazinen 30 befinden.
Eine andere Lösung zur Erzielung der Zu/Abschaltung der Schwenkbewegung des Tisches 18 besteht darin, anstelle des Hebels 28 einen Druckluftzylinder vorzusehen. Steht eine Seite des Kolbens unter Druck ist die Kolbenstange starr, das Schwenken erfolgt. Zum Abschalten der Schwenkbewegung wird der Zylinder entlüftet, sodaß die Kolbenstange im Zylinderrohr gleitet.
In beiden Fällen wird beim Abschalten der Schwenkbewegung der Tisch 18 so arretiert, daß er zwangsgeführt nur eine horizontale Bewegung ausführt.
Um ein sicheres und störungsfreies Einstapeln der Behälter 19 in die Stapelmagazine 30 zu erreichen wird vorgeschlagen, diese höhenverschiebbar über nicht dargestellte Antriebe auszubilden, sodaß sie nahe an die Oberkante der Werkzeughälfte 17 nach deren Schwenken herangefahren werden könnnen. Bedingt durch deren Schwenkkreis müßte sonst ein gewisser Abstand überbrückt werden, was zudem einen entsprechend großen Hub der Formböden bedingen würde.
Bei der in 1 und 2 dargestellten Ausführung der Entnahme und Überführung von Stapeln 32 werden diese mit dem Behälterboden voran auf dem Transportband 44 abgesetzt. Bei Behältern 19 mit kleinerer Bodenfläche aber größerem Behälterrand ist es vorteilhaft, um eine bessere Standfestigkeit der Stapel 32 zu erreichen, wenn die Stapel 32 während der Übergabe um 180° gedreht werden (siehe Pfeilrichtung). Hierzu sind die Magazine 31 in Weiterbildung der Erfindung um einen Drehpunkt 45 um 180° schwenkbar ausgebildet und mit einem Drehantrieb 46 versehen (siehe 8).

Claims

Vorrichtung zum Formen, Stanzen und Stapeln von Behältern aus einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer zunächst schräg ansteigenden und dann in einen vertikalen Bereich übergehenden Transporteinrichtung zum intermittierenden Transportieren der Folienbahn, einer auf einer horizontalen Achse liegenden Formstation zur Aufnahme von zwei Hälften eines Formwerkzeuges, wobei die Werkzeughälfte mit den formgebenden Teilen auf einem axial verschiebbaren und bis zu einer Stapelstation schwenkbaren Tisch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung (9, 10) sowohl im schräg verlaufenden Bereich der Transporteinrichtung (3) als auch im bogenförmigen Bereich zur Überleitung in einen vertikalen Bereich der Transporteinrichtung (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Heizeinrichtung (9, 10) nach dem bogenförmigen Bereich vertikal bis vor die Formstation (4) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (9, 10) immer einen gleichen Abstand zur Folienbahn (1) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmige Bereich der Transporteinrichtung (3) einen Radius in der Größenordnung von 500 mm aufweist Oberheizung (9) und Unterheizung (10) einen entsprechenden größeren bzw. kleineren Radius.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Formstation (4) eine Mühle (34) angeordnet ist, der die Restfolie (33) direkt zugeführt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung des Tisches (18) als Kniehebel (20) ausgebildet ist, wobei einer der Lagerbolzen (37) für eine der Kniehebellaschen (35) exzentrisch ausgebildet und mit einer Verdreheinrichtung (43) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung zum Schwenken des Tisches (18) zu- bzw. abschaltbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Hebel (28') der Antriebseinrichtung aus einer Stange (39), die in einem Rohr (40) geführt ist, besteht, sowie durch eine Kupplungseinrichtung (41, 42) zwischen Stange (39) und Rohr (40).
Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung aus einem Bolzen (42) besteht, der, von einem Antrieb (41) bewegt, eine Kopplung bzw. Entkopplung bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass Stange (39) und Rohr (40) Teile eines Pneumatikzylinders sind, wobei als Kupplungseinrichtung Druckluft auf einer Seite des Pneumatikzylinders eingeleitet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Stapelmagazin (30) höhenverschiebbar ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Stapelmagazins (30) ein vertikal und horizontal verschiebbares Stapelmagazin (31) angeordnet ist, das so ausgebildet ist, dass es Stapel (32) vorbestimmter Länge aus dem Magazin (30) entnehmen und zu einer Ablagestelle überführen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Stapelmagazin (31) um 180° schwenkbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (8) der Transporteinrichtung (3) im Bereich der Formstation (4) schwenkbar ausgebildet und mit einer Hubeinrichtung (47) versehen sind.