DE3041354C2 - Vorrichtung zum Umformen von Stücken aus folienähnlichem Werkstoff in rohrförmige Hüllen - Google Patents

Vorrichtung zum Umformen von Stücken aus folienähnlichem Werkstoff in rohrförmige Hüllen

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DE3041354C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um Umformen von Stücken aus folienähnlichem Werkstoff in rohrförmige Hüllen nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
Aus der US-PS 3110 554 ist eine Vorrichtung zum Etikettieren von Verpackungen bekannt, bei der ein dünner thermoplastischer Rohling zu einer rohrförmigen Hülle mit offenen Enden unter Verwendung eines Schweißstabes ausgebildet wird. Der Durchmesser der rohrförmigen Hülle ist nur wenig größer als der Durchmesser des zu überziehenden Gegenstandes. DVä Hülle wird dann direkt auf den Rumpf des festen Gegenstandes aufgebracht und mit Wärme aufgeschrumpft
Bei der in der US-PS 38 02 942 beschriebenen Vorrichtung werden Kunststoffrohlinge mittels Unterdruck an Domen gehalten. Ein vorgeheizter starrer Gegenstand, beispielsweise ein zylinderförmiger Behälter, wird dann über dem Dom angeordnet, so daß ihre Längsachsen zusammenfallen. Ein unter dem Dorn angeordneter Abstreifring wird aufwärts bewegt, bis er mit der Kunststoffhülle am Dom in Eingriff kommt und diese teleskopartig nach oben auf den starren Behälter
2ö schiebt. Die im Behälter verbleibende Wärme bewirkt daß die Kunststoffhülle leicht schrumpft, so daß sie auf dem Behälter nach Absenken des Abstreifringes verbleibt Danach wird der Behälter mit der vorläufig montierten Kunststoffhülle einem abschließenden Wärmeschrumpfverfahren unterzogen.
In ähnlicher Weise funktioniert eine aus der DE-OS 28 54 586 bekannte Vorrichtung, die der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art entspricht. Auch hierbei werden die an den Domen ausgebildeten rohrförmigen Hüllen mit Hilfe eines Abstreifelementes nach oben von den Dornen abgestreift und auf entsprechende Gegenstände aufgeschoben.
Diese bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß beim Aufschieben der Hüllen von den Dornen auf die entsprechenden Gegenstände durch Faltenbildung oder Verkleben des Materials Probleme auftreten, und zwar insbesondere dann, wenn ein sehr dünnes Material verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, mit der sich Hüllen aus insbesondere sehr dünnem Material in einwandfreier Weise, d. h. ohne Faltenbildung und Verkleben, von den Dornen auf die entsprechenden Gegenstände schieben lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf zwei Hauptmerkmalen: zum einen wird durch die spezielle Ausbildung des Abstreifelementes mit den in die entsprechenden Nuten des Domes hineinragenden Federn die Hülle vollständig Untergriffen, und zum anderen sichert die spezielle Ausbildung der Dehnungsvorrichtung auch bei einem Anhaften der Hülle am Dorn ein einwandfreies Lösen und Abstreifen derselben. Diese Vorteile sind insbesondere bei dünnem folienähnlichen Werkstoff gegeben, so daß sich mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung insgesamt ein größerer Bereich von Materialien einsetzen läßt. Die hergestellten rohrförmigen Hüllen lassen sich jeweils störungsfrei auf die entsprechenden Gegenstände aufschieben.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausfüllen rungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen crli'iiilcrl. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Domes mit den zugehörigen Bauteilen einer Umformvorrichtung:
F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Domes;
F i g. 3 einen Seitenriß des in den F i g. 1 und 2 gezeigten Dornes;
F i g. 4 eine Sprengzeichnung des Dornes mit den zugehörigen Bauteilen; und
F i g. 5 eine perspektivische Gesamtansicht der Umformvorrichtur.g.
Bei der Umformvorrichtung, von der nur Teile in den Figuren dargestellt sind, wird eine Bahn aus vorgeformtem dünnem thermoplastischem Material von einer Rolle zwischen zwei Transportwalzen auf eine sich drehende Vorschubtrommel gerührt. Mehrere kleine Rohre oder öffnungen in der Vorschubtrommel sind mit einer Unterdruckquelle verbunden, um gegenüber dem Umgebungsluftdruck eine Druckdifferenz zu erzeugen, damit die Kunststoffbahn fest auf der Vorschubtrommel anliegt Ein Rundlaufmesser schneidet die Bahn in einheitliche Rohlinge von gewünschter Länge. Die einzelnen K.uri5tstoffroh!ir.ge werden auf jeweils einen drehbaren Dorn 25 gewickelt, wobei ihre Vorderkante durch eine in der gekrümmten Umfangsfläche der Dorne axial angeordnete Reihe von Sauglöchern gehalten wird. Die Dorne 25 sind in gleichwinkligen Abständen am Umfang eines Drehtisches 28 angeordnet. Die überlappenden Enden der einzelnen Rohlinge werden verschweißt, so daß eine rohrförmige Kunststoffhülle 26 (F i g. 5) ausgebildet wird. Die über den Umfang verteilten, senkrecht angeordneten Dorne 25 am Drehtisch 28 bewegen sich synchron mit Flaschen 27, die auf einer eigenen Fördereinrichtung in gleichen Abständen herangeführt werden. Die einzelnen Flaschen werden senkrecht fluchtend zu jeweils einem Dorn auf einer mit diesem zusammenfallenden Bahn befördert. Die rohrförmige Kunststoffhülle 26 wird vom Dorn nach oben abgestreift und teleskopartig auf die fluchtende Flasche 27 aufgeschoben (Fig.5). Die in den vorgeheizten Flaschen gespeicherte Wärme bewirkt eine Schrumpfung des Schlauches, um ihn vorläufig auf der Flasche während des folgenden Wärmeschrumpfvorgangs festzuhalten.
F i g. 1 zeigt den Dorn 25 auf einer senkrechten Welle 30, die ihn um seine Längsachse dreht An ihrem unteren Ende weist die Welle 30 ein Zahnrad 3t auf, das mit einem Zahnsegment 32 in Eingriff steht. Dieses wird durch eine in einer Führungsbahn 34 laufende Kurvenrolle 33 angetrieben. Das Zahnsegment 32 ist auf einem Drehzapfen 35 montiert, um den es sich dreht, um den Dorn zu beschleunige./, zu drehen und umzuspulen. In der gekrümmten Umfangsfläche des Dornes 25 sind mehrere senkrecht in einer Linie angeordnete Sauglöcher 36 ausgebildet (F i g. 4). Die einzelnen Sauglöcher sind mit einem zentralen Saugkanal im Dorn verbunden, der seinerseits mit einem Ansaugkanal am Drehtisch verbunden ist Obwohl zwei Reihen von Sauglöchern für die feste Halterung der beiden Enden des Rohlings vorzuziehen sind, können auch mehr als zwei Reihen vorgesehen sein.
In der Mantelfläche des Dornes und bündig mit ihr ist ein geradliniger Streifen 37 aus elastischem Werkstoff eingelassen und zwar jeweils neben und zwischen zwei Reihen der Sauglöcher 36. Der Streifen 37 dient als Untergrund oder Versteifung für einen neben ihm axial angeordneten Schweißstab, welcher für die Verschweißung der sich überlappenden Enden des Rohlings sorgt. Vorzuziehen ist hier -;.in hochtemperaturfester Silikonkautschuk-Streifen mit einer Durometerhärte von etwa 70. Der Schweißstab, mit dem jeder einzelne Dorn 25 bestückt ist, soll gegen den elastischen Streifen waagrechte Bewegungen ausführen, wobei die überlapperrden Enden zwischen den beiden Streifen gleichzeitig wärme- und druckverschweißt werden. Dies erfolgt schnell, unabhängig davon, ob die thermoplastische Folie aus Schaumstoff, Film oder einem Film-Schaam-Schichtstoff aus gleichen oder ungleichen Materialien besteht Normalerweise schwankt die Materialdicke zwischen 0,127 und 0308 mm im Falle von Schaumstoff
ίο und Schaum-Film-Schichtstoff und von etwa 0,025 bis 0,127 mm im Falle von Film.
Die einzelnen Dorne 25 weisen je vier im gleichen Abstand zueinander angeordnete keilförmige Axialnuten 40 auf, die in ihrer Mantelfläche ausgebildet sind.
Der elastische Streifen 37 ist jeweils zwischen zwei benachbarten parallelen Axialnuten 40 angeordnet Wie bereits erwähnt, sind auch die beiden Reihen der Sauglöcher 36 nahe am Streifen 37 ausgebildet, wobei jeweils eine Reihe zu jeder Seite und parallel zum Streifen liegt Die Dorne 25 besitzen ein Dehmygselement 42, das in eine in der Umfangsfläche der Dorre ausgebildete Axialnut 43a eingelassen ist. Das Dehnungselement 42 weist eine keilförmige Oberfläche 42a auf, die in einen entsprechenden keilförmigen Boden der Nut 43a eingepaßt iti. Das Dehnungselement wird normalerweise in seiner untersten Stellung in der Nut 43a durch eine obere Feder 44 gehalten, so daß seine Außenfläche leicht über die Mantelfläche des Dornes hinausragt und damit dessen Durchmesser vergrößert
Für jeden der Dorne 25 ist je ein Hubarm oder eine Wippe 45 am Drehtisch 28 montiert Die Wippe 45 ist gegabelt und drehbar in einem Drehzapfen 46 gelagert (F i g. 2). Die Wippe 45 weist zwei sich gegenüberliegende Drehzapfen 47 auf, die in einen Ring 48 eingepaßt sind, der nicht-drehbar am Drehtisch 28 befestigt ist Der Ring 48 umschließt die den Dorn antreibende Welle 30. Ein oben herausragender Stift 49 ist an einem Außenteil des Ringes 48 befestigt und soll das Delinungselement 42 anheben und absenken, wenn es während des stationären Arbeitstaktes des Dornes nach außen gekehrt oder geschwenkt ist An einem nach außen gekehrten Teil der Wippe 45 ist eine Kurvenrolle 50 montiert, welche mit einer stationären Kurvenbahn 51 in Berührung steht, um den Stift 49 anzuheben und abzusenken.
Ein Abstreifring 52 ist an der Unterseite des Dornes 25 so montiert, daß er auf diesem in senkrechter Richtung verschiebbar ist. Der Abstreifring 52 weist mehrere nach innen gekehrte Federn 53 auf, deren Größe und Zahl der im Abstand voneinander angeordneten keilförmigen Nuten 40 entspricht, in welchen sie im Gleitsitz angeordnet sind. Ferner besitzt der Abstreifring 52 eine Ringnut 54 in seiner Außenfläche, in welche die beiden sich gegenüberliegende Arme einer Hubgabel 55 eingepaßt sind (F i g. 4). Die Hubgabel 55 ist auf der Oberseite eines senkrechten Armes 56 befestigt, an dem ein komplementärer Oberteil 57 und ein stabförmiger senkrechter Längsteil ü? ausgebildet sind. Damit kann sich der Abstreifring 52 zusammen mit dem Dorn 25 drehen, während die Hubgabel 55 gegenüber dem Dorn fest steht. Am Unterteil des Längsteils 58 ist eine Kurvenrol-Ie 59 montiert, die auf einer stationären Kurvenbahn 60 abläuft, um den Abstreifring 52 anzuheben oder abzusenken (F ig. 1).
Im Betrieb der Vorrichtung wird beim Abspulen des Kunststoffrohlings von der Fördertrommel eine Vorderkante durch die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Unterdruck an den Saugöff-
nungen auf dem Dorn 25 gehalten. Jetzt beginnt der Dorn mit dem Aufwickeln, wobei er sich bei Draufsicht nach links dreht. Der Kunststoffrohling wird auf dem Dorn so aufgewickelt, daß eine Reihe der Sauglöcher 36 seine Vorderkante und die zweite Reihe der Sauglöcher 36 seine Hinterkante hält und daß die Hinterkante die Vorderkante überlappt Während des Aufwickeins und des Verschweißens bleibt der auf den Rohling durch die Sauglöcher 36 wirkende Unterdruck aufrechterhalten. Um außerdem eine feste und gleichförmige Wicklung zu erreichen, wird der Kunststoffrohling beim Aufwickeln durch eine stationäre nicht gezeigte Wickelführung angedrückt, die fest auf der Grundplatte der Maschine neben der Bahn der Dorne am Drehtisch 28 montiert ist.
Die Drehung des Domes 25 ist so ausgelegt, daß die Vorderkante des Rohlings an einen Punkt an den Schweißstab gelangt, wo die Hinterkante die Vorderkante überlappt Nach dem Aufwickein des Rohlings auf den Dorn wird der Schweißstab an seine sich überlappenden Kanten herangefahren. Die Wärme und der Druck des Schweißstabes auf die Rohlingskanten verschweißt diese, wodurch sich eine rohrförmige Hülle mit offenen Enden bildet. Dann wird der Stab zur Vorbereitung für den nächsten Schweißgang zurückgezogen.
Nach dem Aufwickeln und Verschweißen des Rohlings kann die Hülle 26 teleskopartig auf die Flasche 27 aus Glas- oder Kunststoff aufgeschoben werden. Die Rasche wird über dem Dorn mit seiner ihn umgebenden Kunststoffhülle in Stellung gebracht. Die Bewegungen der Flasche, der Hülle und des Domes sind synchronisiert so daß die Teile axial fluchten und während des Aufschiebens der Hülle relativ stationär zueinander verbleiben. Der auf den Dom über die Sauglöcher 36 wirkende Unterdruck wird unmittelbar vor der koaxialen Fluchtung in Vorbereitung für das Aufschieben unterbrochen. Druckluft kann eingeblascn werden, um die Unterbrechung des Unterdrucks und die Bewegung der Hülle zu unterstützen. Das Aufschieben beginnt, wenn die mit dem Ring 48 und den Stiften 49 verbundene Wippe, die mit dem unteren Ende des Dehnungselements 42 auf einer Seite des Domes in Berührung steht, aufwärts bewegt wird. Das nach außen ragende Endstück weist eine Kurvenrolle 50 auf, die durch eine fest montierte Kurvenbahn 51 bewegt wird (F i g. 3).
Wenn das Dehnungselement angehoben wird, wird es innerhalb der Keilnut bewegt wodurch der Durchmesser des Domes verkleinert wird und die Hülle 26 nicht mehr im engen Paßsitz auf dem Dorn sitzt. Die Hülse wurde so vorgeformt daß ihr Durchmesser gerade ein wenig größer ist als der Durchmesser der Flasche, auf die sie aufgeschoben werden soll. Die Hülse ist dann zum Aufschieben auf die Flasche bereit.
Das Aufschieben wird fortgesetzt wenn das mit dem Abstreifring 52 verbundene Längsteil 58 betätigt wird. Das Längsteil ist an seinen herausragenden Enden gegabelt Dort ist es mit der Hubgabel 55 verbunden, deren Finger in die Ringnut 54 der Außenfläche des Rings eingepaßt sind. Dadurch kann sich der Ring frei mit seinem Dom drehen, während die Hubgabel 55 gegenüber dem Drehtisch stationär bleibt. Die Hubgabel 55 kann durch eine Kurvenbahn 60 aufwärts bewegt werden, wobei die Federn 53 des Abstreifrings 52 frei innerhalb der Axialnuten 40 gleiten. Jetzt wird das Dehnungselemeni zusammengezogen, so daß der engsitzende Abstreifring 52 die Hülle 26 frei nach oben schieben kann. Die Federn 53 dienen zur Berührung und zur Bewegung des unteren Endes der Hülle, ohne dessen Unterteil zu falten, gleich ob die Hülle aus einem dünnen Film, dickerem Schaumstoff oder einem Verbundmaterial besteht. Der Abstreifring 52 wird normalerweise bis zu einer Stellung angehoben, in der er sich etwas oberhalb des obersten Punktes des Domes befindet. Dann kann eine leichte Fehlausrichtung zwischen der Hülle und der darüber befindlichen Flasche während ihres fortgesetzten Weges keinen Fehler beim Aufschieben der Hülle bewirken.
Auf diese Weise wird die Hülle nach oben auf den
ίο Rumpf der Flasche aufgeschoben. Im Falle einer Glasnasche wird diese normalerweise vorerwärmt, um ein vorläufiges Haften der Kunststoffhülle an ihrer Außenfläche zu bewirken. Eine Kunststoffflasche wird allgemein nicht vorerwärmt denn die Paßsitzeigenschaft der Hülle bewirkt, daß diese vorläufig an der Außenfläche der Flasche fluchtend klebt. Dann wird der Abstreifring 52 auf dem Dorn durch seinen Auslösearm abgesenkt. In beiden Fällen wird die Flasche mit der Hülle durch einen Tunnelofen mit einer Temperatur von ca. 790C geschickt, wobei die Hülle fest auf die darunterliegenden Flächen der Flasche aufgeschrumpft wird.
Die Hülle kann durchsichtig oder undurchsichtig sein und dient normalerweise dazu, sowohl ein attraktives Etikett für die Flasche abzugeben als auch als zusätzliehe Verstärkung. Im Falle einer Glasflasche sorgt die Hülle für einen verbesserten Abrieb- und Stoßwiderstand. ;.ti Falle von durchsichtigen Kunststoffflaschen einschließlich von Flaschen mit einem zusätzlichen eigenen Boden kann die Hülle als Etikett sowie als ein ansprechender Überzug für die verschiedenen Bauteile dienen.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Umformen von Stücken aus folienähnlichem Werkstoff in rohrförmige Hüllen, mit einem Drehtisch und mehreren drehbaren, in gleichwinkligem Abstand voneinander senkrecht auf dem Drehtisch angeordneten Dornen mit im wesentlichen zylinderförmiger Mantelfläche, in der in axialer Richtung eine Reihe von Sauglöchern zum Halten des Werkstoffes auf dem Dorn und ein Streifen aus elastischem Material angeordnet sind, wobei jeder Dorn mit einer Dehnungsvorrichtung zum Vergrößern des Durchmessers der Hülle versehen ist, die aus einer Axialnut in der Mantelfläche und einem Abstreifelement zum Abstreifen der Hülle nach oben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mantelfläche des Domes (2S) mit gleichem Abstand voneinander mindestens drei keilförmige Axialnuten (40) angeordnet sind, das Abstreifelement aus einem den Dorn (25) eng umgebenden Ring (52) mit einer der Zahl der Axialnuten (40) entsprechenden Zahl von nach innen ragenden Federn (53), die in die Nuten bewegbar eingepaßt sind, besteht und daß in der Axialnut (43a) der Dehnungsvorrichtung ein keilförmiges Dehnungselement (42) gleitbar gelagert ist und das Dehnungselement (42) in Axialrichtung vorspannbar und in der entgegengesetzten Richtung durch eine Vorrichtung bewegbar ist
2. Vorrichtung nacb Ansp-ich 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (37) zwischen zwei Nuten (40) angeordnet ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mantelfläche des Ringes (52) mindestens eine Ringnut (54) angeordnet ist, in die eine Hubgabel (55) zur Auf- und Abwärtsbewegung des Ringes eingreift, wobei der Ring (52) in der Hubgabel (55) drehbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Domes (25) größer ist als die entsprechende Länge der Werkstoffstücke und der Ring (52) über eine größere Strecke bewegbar ist als die Länge der Hülle (26).
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dornmantelfläche mehrere Sauglöcher (36) in axialer Richtung fluchtend zu beiden Seiten des Streifens (37) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Domes (25) und der Innendurchmesser des Ringes (52) ein maximales Spiel von ca. 0,254 mm aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Axialbewegung des Dehnungselementes (42) zwischen beiden Extremstellungen eine Vergrößerung des Umfangs des Domes (25) von mindestens 3.048 mm erreichbar ist.
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