Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von nahtlosen, ilaschenförmigen Hohlkörpern, insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von nahtlosen, flaschenförmigen Hohlkörkern, insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffen.
Die Herstellung von flaschenförmigen oder ähnlich ausgebildeten, beispielsweise einerends geschlossenen und am andern Ende eingezogen ausgebildeten Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen ist verhältnismä ssig umständlich und mit erheblichen fertigungsmässigen Schwierigkeiten verknüpft.
Bisher hat man hierzu zunächst Vorformlinge in Form von Rohrabsehnitten, einseitig geschlossenen Zylindern oder dergleichen Ge- stalt hergestellt und diese Vorformlinge nachher in einem zweiten Arbeitsgang und in einer zweiten Hitze in einer weiteren Form durch Aufblasen mittels eines Druckmediums, wie Pressluft, in die endgültige Gestalt gebracht.
Hierzu sind bei einer wirtschaftlichen Ferti gung verschiedene umständliche und verhältnismässig teure Maschinen erforderlich, so dass die wirtschaftliche Fertigung an den Ausstoss grosser Stückzahlen gebunden ist.
Zur Vermeidung eines Teils dieser Nachteile hat man schon vorgeschlagen, derartige flaschenförmige Hohlkörper nahtlos dadurch herzustellen, dass zunächst ein birnenförmiger Holilkörper als Vorprodukt in einer Vorform und auf einem Hohldorn gebildet wird, worauf nach Entfernen dieser Vorfonn der gleiehe Hohldorn mit dem Vorprodukt in die Endform eingeführt wird, wo schliesslich unter erneuter Erhitzung das Aufblasen des Produktes zum Enderzeugnis vonstatten geht.
Auch diesem bekannten Verfahren haftet noch der Nachteil an, dass zwei Arbeitsgänge und zweimaliges Erhitzen des Werkstückes und der zugehörigen Formen erforderlich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von flaschenförmigen Hohlkörpern insbesondere aus Kunststoffen. in einer einzigen Hitze und in einer einzigen Form zu bewerkstelligen, so dass z. B. auf den üblichen Spritzgussmasehi- neu für thermoplastische Massen auch die wirtschaftliche Fertigung verhältnismässig geringer Stückzahlen ermöglicht wird.
Dies wird beim Verfahren gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass in einer einzigen Form, in deren Hohlraum ein Hohlstem- rel ein- und ausfahrbar ist, in einer Hitze bei eingefahrenem Hohlstempel in den da durch verkleinerten Formraum der Werkstoff zunächst eingespritzt wird, worauf nach Ausfahren des Hohlstempels die Aufweitung des Spritzlings durch : Einführen eines Druck- mediums und durch Anpressen des Werkstoffes an die Formwandungen in der gleichen Hitze erfolgt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Ausüben dieses Verfahrens ist dadurch ge kennzeiehnet, dass in das Halsende der Form ein ein- und ausfahrbarer Hohlstempel hineinragt, welcher auf einem zentralen Füh rungsstempel gleitet, der seinerseits eine Bohrung zum Znführen eines Druekmediums zum Ausweiten des herzustellenden Hohlkörpers sowie ein Steuerorgan für dieses Druckmedium aufweist.
Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungE- gemässen Vorrichtung sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt, an Hand welcher das Verfahren gemäss der Erfindung beispielsweise erläutert wird.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Spritzblasvorrichtung im axialen Längsschnitt, und
Fig. 2 stellt ein zweites Ausführlmgsbei- spiel einer Spritzblasvorrichtung im axialen Längsschnitt dar.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Bodenteil 10, einen Mittelteil 11 und einen Kopfteil 12 ai, welche Teile durch nicht gezeichnete Mittel aneinandergehalten sind. Im Bodenteil 10 ist eine Vertiefung 14 zum Ansetzen des Mundstückes einer Spritzgussmaschine vorhanden, von welcher Vertiefung eine zentrale Ausnelmiung 15 für den Anguss in einen durch die Teile 10, 11 und 12 umgrenzten Hohlraum 16 einmündet.
In diesen Hohlraum ragt ein axial verschiebbarer Hohlstempel 17 hinein, welcher mit seiner Aussenfläche an die Innenwandung des Mittelteils 11 der Form direkt anliegt und auf einem zentralen Führungsstempel 18 gleitet. Der letztere ist mit Hilfe eines Gewindeteils 19 und einer Mutter 20 im Kopfteil 12 der Vorrichtung befestigt. Zwischen einer Schulter 21 des Führungsstempels 18 und der einen Stirnfläche des Hohlstempels 17 ist eine Schraubendruckfeder 22 eingeschaltet, welche bestrebt ist, den Hohlstempel 17 nach unten zu verschieben, bis ein Bund 23 des Hohlstempels an einer Schulter 24 des Mittelteils 11 anschlägt.
Die Bewegbarkeit des Hohlstempels 17 in entgegengesetzter Richtung wird durch eine Anschlagfläche 25 am Kopf- teil 12 begrenzt. Der Führungsstempel 18 weist eine Axialbohrung 26 auf und enthält eine Ventilstange 27, die am untern Ende einen Ventilkörper 27a trägt, welcher mit einer Sitzfläche am bezüglichen Ende des Führungsstempels 18 zusammenarbeitet. Die Ventilstange 27 dient als Steuerorgan zum Betätigen des Ventils 27a. Auf dem andern Ende der Stange 27 ist ein Mutterstüek 28 aufgeschraubt, das in einer entsprechenden Bohrung des Führungsstempels 18 geführt ist.
Zwischen dieses Mutterstüek 28 und eine Schulter des Führungsstempels 18 ist eine Schraubendruckfeder 29 eingeschaltet, welche bestrebt ist, die Ventilstange 27 nach oben zu schieben, bis der Ventilkörper 27a auf dem zugeordneten Sitz aufliegt. - In einiger Entfernung vom Ventilkörper 27a ist die Ventilstange 27 zusätzlich in einem verengten Teil des Pührungsstempels 18 geführt. Die Ventilstange 27 weist eine Längsbohrung 30, eine Querbohrung 31 und mindestens eine Längsnut 32 auf, um den Durchtritt eines Druckmediums, z. B. Pressluft, zu gestatten.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Wenn sich die Teile in der dargestellten Lage befinden, wird durch die Ausnehmung 15 hindurch der Werkstoff in plastischem Zustand in den Raum eingespritzt, welcher zwischen der Innenwan dung des Bodenteils 10, der seitlichen Innenwandung dieses Bodenteils und des Mittelteils 11, dem untern Teil der Innenwandung des Hohlstempels 17 und dem untern Teil des zentralen Führtmgsstempels 18 vorhanden ist.
Der Hohlstempel 17 ist dabei mit Vorteil durch nicht dargestellte Mittel gegen Rück wärtsbewegung verriegelt. Unmittelbar nach dem Einspritzen des Werkstoffes wird der Hohlstempel 17 entriegelt und Pressluft unter Öffnen des Ventils 27a durch die Bohrung 26 des zentralen Führungsstempels 18 in den soeben erzeugten Spritzling eingeblasen. Hierdurch bewegt sich der Hohlstempel 17 entgegen dem Einfluss der Feder 22 nach oben, bis er mit einem Bund 23 gegen die Anschlag fläche 25 des Kopfteils 12 anstösst. Durch den Druck der Pressluft wird dabei der Spritzling aufgeweitet und durch Anpressen an die nunmehr vergrösserte Form in seine Endgestalt übergeführt.
Dies alles geschieht in einem einzigen Arbeitsgang und bei einer einzigen Hitze Nach dem Erstarren-des erzeugten Hohlkörpers wird die Form durch Abnehmen des Bodenteils 10 geöffnet und der Hohlkörper herausgenommen, indem man denselben vom zentralen Führungsstempel, welcher den Hals des Hohlkörpers innen begrenzt hat, abzieht.
Schliesslich wird der Anguss, der durch die Ausnehmung 15 gebildet worden ist, vom Boden des Hohlkörpers abgerissen.
Die Vorrichtung gemäss Fig. 2 weist ebenfalls einen Bodenteil 10, einen Mittelteil 11 und einen Kopfteil 12 auf. Ein Hohlstempel 17, welcher in den durch die Teile 10 und 11 gebildeten Formraum 16 hineinragt, ist hier an seinem hintern Ende mit einem Flansch 35 versehen, in welchen zwei Bolzen 36 eingeschraubt sind. Diese ragen durch entspreehrende Ausnehmungen des Kopfteils 12 hindurch und tragen an ihren äussern Enden eine Brücke 37, die mit Hilfe von Muttern 3-8 und Gewindestüeken 39 mit den Bolzen 36 verbunden sind. Mittels der Brücke 37 kann der Hohlstempel 17 in axialer Richtung zwangläufig verschoben werden. In vollständig in den Formraum 16 eingeschobenem Zustand sitzt die vordere Stirnkante des Hohlstempels 17 auf der Innenfläche des Bodenteils 10 auf.
Zwischen der Aussenwandung des Hohlstempels 17 und der Innenwandung des Mittelteils 11 der Form ist hier ein Hohlraum vorhanden, wenn der Hohlstempel 17 in die Form eingefahren ist. Die übrige Ausbildung der Vorrichtung ist völlig gleich wie beim Beispiel gemäss Fig. 1, und es sind auch die gleichen Bezugszeiehen in Fig. 2 benützt.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt: Der Werkstoff wird wieder durch die Öffnung 15 im Bodenteil 10 eingespritzt, wobei ein Pressling entsteht, der einen Hohlraum 40 zwischen der Innenfläche des Bodenteils 10, der Innenwandung des Hohlstempels 17 und dem untern Teil der Aussenwandung des Ffflirungsstempels 18 ausfüllt. Unmittelbar nach dem Einspritzen des Werkstoffes wird die Brücke 37 und damit der. Hohlstempel 17 aus dem Formenraum 16 zurückgezogen, soweit dies ein nicht dargestellter, veränderbarer Anschlag gestattet.
Gleichzeitig wird wieder Pressluft dureh die Bohrung 26 des zentralen Führungsstempels 18 bei geöffnetem Ventil 27a in den soeben erzeugten Spritzling eingeblasen, wobei dieser aufgeweitet und durch Anlegen an die Innenwände der Teile 10 und 11 in die endgültige Gestalt gebracht wird, so dass der ge wünschte Hohlkörper entsteht. Nach dem Erkalten des Erzeugnisses wird die Form ge öffnet, der Anguss abgerissen und der fertige, flaschenförmige Hohlkörper vom Führungs- stempel 18, welcher den Hals des Hohlkörpers innen begrenzte, abgezogen oder abgeschoben.
Auch bei dieser Vorrichtung geschieht das Spritzen und das Aufblasen des Spritzlings in einem einzigen Arbeitsgang und in einer einzigen Hitze.
Method and device for producing seamless, pocket-shaped hollow bodies, in particular from thermoplastics
The present invention relates to a method and a device for producing seamless, bottle-shaped hollow body cores, in particular from thermoplastics.
The manufacture of bottle-shaped or similarly designed hollow bodies made of thermoplastic plastics, for example closed at one end and drawn in at the other end, is relatively complicated and associated with considerable manufacturing difficulties.
So far, preforms in the form of pipe sections, cylinders closed on one side or the like shape have been produced and these preforms then in a second operation and in a second heat in a further form by inflation using a pressure medium, such as compressed air, into their final shape brought.
For this purpose, various cumbersome and relatively expensive machines are required for economical production, so that economical production is linked to the output of large quantities.
To avoid some of these disadvantages, it has already been proposed to seamlessly manufacture such bottle-shaped hollow bodies by first forming a pear-shaped hollow body as a pre-product in a preform and on a hollow mandrel, whereupon, after removing this preform, the same hollow mandrel is inserted with the pre-product into the final form where finally, with renewed heating, the product is inflated to form the end product.
This known method also has the disadvantage that two work steps and twice heating of the workpiece and the associated molds are required.
The present invention is based on the object of producing bottle-shaped hollow bodies, in particular from plastics. to accomplish in a single heat and in a single form, so that z. B. on the usual Spritzgussmasehi- new for thermoplastic masses, the economical production of relatively small numbers is made possible.
This is achieved in the method according to the invention in that the material is first injected in a single mold, in the cavity of which a hollow punch can be retracted and extended, in a heat with the hollow punch retracted into the smaller mold space, which is then followed by extension the expansion of the injection molded part by: introducing a pressure medium and pressing the material against the mold walls in the same heat.
The device according to the invention for practicing this method is characterized in that a retractable and extendable hollow punch protrudes into the neck end of the mold, which slides on a central guide punch, which in turn has a bore for Znführung a pressure medium to expand the hollow body to be produced and a control member for this print medium.
Two embodiments of the device according to the invention are shown in the accompanying drawing, on the basis of which the method according to the invention is explained, for example.
Fig. 1 shows a first embodiment of an injection blow molding device in axial longitudinal section, and
2 shows a second exemplary embodiment of an injection blow molding device in an axial longitudinal section.
The device shown in Fig. 1 has a bottom part 10, a middle part 11 and a head part 12 ai, which parts are held together by means not shown. In the bottom part 10 there is a recess 14 for attaching the mouthpiece of an injection molding machine, from which recess a central recess 15 for the sprue opens into a cavity 16 delimited by the parts 10, 11 and 12.
An axially displaceable hollow punch 17 projects into this cavity, the outer surface of which rests directly against the inner wall of the central part 11 of the mold and slides on a central guide punch 18. The latter is fastened with the aid of a threaded part 19 and a nut 20 in the head part 12 of the device. A helical compression spring 22 is connected between a shoulder 21 of the guide punch 18 and one end face of the hollow punch 17, which tries to move the hollow punch 17 downward until a collar 23 of the hollow punch strikes a shoulder 24 of the central part 11.
The mobility of the hollow punch 17 in the opposite direction is limited by a stop surface 25 on the head part 12. The guide punch 18 has an axial bore 26 and contains a valve rod 27 which, at the lower end, carries a valve body 27a which cooperates with a seat surface at the relevant end of the guide punch 18. The valve rod 27 serves as a control element for actuating the valve 27a. A nut 28 is screwed onto the other end of the rod 27 and is guided in a corresponding bore in the guide punch 18.
Between this nut 28 and a shoulder of the guide punch 18, a helical compression spring 29 is connected, which tries to push the valve rod 27 upwards until the valve body 27a rests on the associated seat. At some distance from the valve body 27a, the valve rod 27 is additionally guided in a narrowed part of the guide punch 18. The valve rod 27 has a longitudinal bore 30, a transverse bore 31 and at least one longitudinal groove 32 to allow the passage of a pressure medium, e.g. B. compressed air to allow.
The operation of the device described is as follows: When the parts are in the position shown, the material is injected into the space in a plastic state through the recess 15, which between the inner wall of the bottom part 10, the lateral inner wall of this bottom part and the middle part 11, the lower part of the inner wall of the hollow punch 17 and the lower part of the central guide punch 18 is present.
The hollow ram 17 is locked with advantage by means not shown against backward movement. Immediately after the injection of the material, the hollow plunger 17 is unlocked and compressed air is blown through the bore 26 of the central guide plunger 18 into the injection-molded part just produced, opening the valve 27a. As a result, the hollow punch 17 moves against the influence of the spring 22 upwards until it abuts with a collar 23 against the stop surface 25 of the head part 12. The injection molded part is expanded by the pressure of the compressed air and converted into its final shape by pressing it against the now enlarged shape.
This is all done in a single operation and with a single heat.After the solidification of the hollow body produced, the mold is opened by removing the bottom part 10 and the hollow body is removed by pulling it from the central guide punch, which has delimited the neck of the hollow body on the inside .
Finally, the sprue that has been formed by the recess 15 is torn off from the bottom of the hollow body.
The device according to FIG. 2 also has a bottom part 10, a middle part 11 and a head part 12. A hollow punch 17, which protrudes into the mold space 16 formed by the parts 10 and 11, is provided here at its rear end with a flange 35 into which two bolts 36 are screwed. These protrude through corresponding recesses in the head part 12 and at their outer ends carry a bridge 37 which is connected to the bolts 36 with the aid of nuts 3-8 and threaded pieces 39. By means of the bridge 37, the hollow punch 17 can be shifted in the axial direction. When completely pushed into the mold space 16, the front end edge of the hollow punch 17 rests on the inner surface of the bottom part 10.
A cavity is present between the outer wall of the hollow punch 17 and the inner wall of the central part 11 of the mold when the hollow punch 17 has been moved into the mold. The rest of the design of the device is exactly the same as in the example according to FIG. 1, and the same reference numerals are also used in FIG.
The use and operation of this device is as follows: The material is injected again through the opening 15 in the bottom part 10, a pellet being created which has a cavity 40 between the inner surface of the bottom part 10, the inner wall of the hollow punch 17 and the lower part of the Fills the outer wall of the opening stamp 18. Immediately after the material is injected, the bridge 37 and thus the. Hollow punch 17 withdrawn from the mold space 16, as far as this is permitted by a variable stop (not shown).
At the same time, compressed air is blown through the bore 26 of the central guide ram 18 with the valve 27a open into the injection molding just created, which is expanded and brought into its final shape by placing it on the inner walls of the parts 10 and 11, so that the desired hollow body arises. After the product has cooled, the mold is opened, the sprue is torn off and the finished, bottle-shaped hollow body is pulled off or pushed off the guide punch 18, which delimits the inside of the neck of the hollow body.
In this device too, the injection molding and the inflation of the molded part take place in a single operation and in a single heat.