Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoffmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoffmaterial, bei dem das Material zwischen die auseinandergefahrenen Hälften einer Form ausgepresst, die Form geschlossen, der warme Kunststoffhohlkörper in der Form durch eine Düse aufgeblasen und nach genügender Abkühlung durch Öffnen der Form zur Entnahme freigegeben wird, wobei das zur Bildung des Hohlkörpers dienende Kunststoffmaterial bandförmig zwischen die Formhälften einer mit einer Öffnung zur Aufnahme der Blasdüse versehenen, geöffneten Form geführt wird, worauf das Schliessen der Form unter Verbindung getrennter Randteile des Formmaterials, das Aufblasen, das Abkühlen und das Öffnen der Form erfolgen.
Das Neue besteht dabei darin, dass jedes der in die geöffnete Form eingeführten Bänder auf einer besonderen Strangpresse ausgepresst wird. So ist es z. B. möglich, zur Bildung eines Hohlkörpers mit einer oder mehreren Trennwänden drei oder mehr Strangpressen und eine entsprechende Anzahl von Blasdüsen in der Hohlform vorzusehen. Die Zahl der Blasdüsen wird dabei immer um eine geringer sein als die Anzahl der in die Form eingeführten Bänder.
Durch die Neuerung gemäss der Erfindung werden gegenüber den bekannten Verfahren eine Reihe wesentlicher Vorteile erzieit. Insbesondere erfahren die Anwendungsmöglichkeiten des Blasverfahrens zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff durch das Verfahren gemäss der Erfindung eine erhebliche Erweiterung. So ist es durch die Verwendung getrennter Strangpressen für jedes der in die Form eingeführten Bänder ohne weiteres möglich, den verschiedenen Bändern eine unterschiedliche Farbe zu geben, so dass im Ergebnis ein Fertigprodukt anfällt, das unterschiedliche Farben trägt, ohne dass irgendeine Nachbehandlung, sei es durch Bedrucken, Bemalen oder dergleichen notwendig ist. Es ist auch nicht erforderlich, wie dies z.
B. bei Spielsachen oder billigen Gebrauchsgegenständen häufig der Fall ist, die unterschiedlich gefärbten Bestandteile einzeln herzustellen und dann zusammenzukleben. Vielmehr können durch das Verfahren gemäss der Erfindung z. B. Flaschen hergestellt werden, deren Vorder- und Rückseite unterschiedlich gefärbt sind, wobei das Wesentliche darin besteht, dass diese Flaschen in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Als weiteres Beispiel sei die Herstellung von Spielzeugbooten angeführt, bei dem der Rumpf z. B. eine andere Farbe aufweist als das den Aufbau bildende Material.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung liegt darin, dass aus den einzelnen Strangpressen Kunststoffe unterschiedlicher Art bzw.
Beschaffenheit gepresst werden können. Dies ist insbesondere bei technischen Hohlkörpern von Bedeutung. Hier ist der Fall denkbar, dass die eine Seite eines solchen Körpers elastisch nachgiebig, die andere Seite nicht oder wenig nachgiebig sein soll. Dies kann ohne weiteres dadurch erreicht werden, dass aus den verschiedenen Extrudern unterschiedlich eingestellte Kunststoffe bzw. Kunststoffsorten ausgespritzt werden. Schliesslich ist das Verfahren gemäss der Erfindung auch z. B. für solche Behälter vorteilhaft, in welchen Stoffe mit besonderen Eigenschaften aufbewahrt werden, die die Verwendung eines besonderen, im allgemeinen teueren Materials verlangen.
Hier könnte derart verfahren werden, dass zur Bildung der Wandung des Behälters jeweils zwei Bänder ausgespritzt werden, von denen die beiden inneren Bänder besonders dünn ausgebildet und aus dem jeweiligen Stoff angepassten, aufwendigeren Material bestehen, wohingegen die äusseren, gegebenenfalls stärkeren Bänder, aus einem üblichen, billigeren Material bestehen. Selbstverständlich ist dann nur eine Blasdüse vorgesehen, d. h. auf jeder Seite der Blasdüse werden zwei Bänder unterschiedlichen Materials ausgespritzt. Beim Schliessen der Form und beim folgenden Aufblasen würden die beiden jeweils zu einer Bandhälfte gehörenden Bänder auf ihren Breitseiten miteinander verschweisst werden und somit eine gute Verbindung eingehen.
Es entsteht somit ein Behälter, der im wesentlichen aus einem üblichen, preisgünstigen Kunststoff besteht, jedoch im Innern mit einem anderen, gegebenenfalls hochwertigeren Material, ausgekleidet ist. Selbstverständlich ist auch eine Kombination in der Weise möglich, dass das verschiedenartige Material auch gleichzeitig unterschiedlich gefärbt ist. Weiterhin ist auch die bereits erwähnte Möglichkeit, Bänder unterschiedlicher Stärke auszupressen, nicht auf das vorbeschriebene Beispiel beschränkt. Vielmehr sind auch andere Anwendungsmöglichkeiten denkbar. So kann auf diese Weise die Möglichkeit geschaffen werden, in Abhängigkeit von der Dehnung, welcher die einzelnen Bänder während des Aufblasens unterliegen, durch unterschiedliche Bemessung der Stärke desselben einen fertigen Hohlkörper zu erhalten, dessen Wandstärke etwa gleichmässig ist.
Man wird also jenem Band, das der stärksten Dehnung während des Aufblasens unterliegt, die grösste Stärke geben.
Anderseits ist es selbstverständlich auch möglich, solche Hohlkörper herzustellen, die nach ihrer Fertigstellung z. B. an einer Seite eine grössere Wandstärke aufweisen sollen als an ihren übrigen Teilen.
Dies war bisher im Blasverfahren im allgemeinen nicht möglich, da von einem Zwischenprodukt gleich- mässiger Wandstärke ausgegangen werden musste.
Die aus den einzelnen Strangpressen austretenden Bänder können parallel zueinander verlaufen, wie das an sich bekannt ist. Es ist aber auch möglich, in Abhängigkeit von dem Profil des herzustellenden Körpers die Schlitzdüsen so auszubilden, dass die Bänder bereits annähernd das Profil des herzustellenden Werkstückes aufweisen. In diesem Fall würde ebenfalls eine Gewähr dafür gegeben sein, dass die durch die Dehnung beim Aufblasen erfolgende Abnahme der Stärke der einzelnen Bänder überall verhältnismässig gleichmässig erfolgt. Zur Herstellung eines Körpers von etwa halbkreisförmigem Profil wäre es z. B. zweckmässig, dass bei Verwendung von zwei Bändern eines der Bänder im Grundriss eine etwa halbkreisförmige, das andere dagegen eine gestreckte Form aufweisen würde.
Bei Verwendung von zwei oder mehr Strangpressen können die Extntderköpfe wenigstens der die äusseren beiden Bänder extrudierenden Strangpressen derart V-förmig oberhalb der Form angeordnet sein, dass sie an ihren der Form zugekehrten Enden, die die Austrittsschlitze tragen, ihren geringsten Abstand aufweisen. Bei Verwendung dreier Strangpressen hat es sich als besonders zweckmässig herausgestellt, den dritten Extruderkopf vertikal oberhalb der Form zwischen den beiden V-förmig angeordneten Extrudern anzubringen.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Vorderansicht einer Vorrichtung mit zwei Spritzköpfen,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 die Vorrichtung gemäss Fig. 1 bei geschlossener Form,
Fig. 4 einen Schnitt gemäss Fig. 2 mit einer anderen Ausbildung der Formnester und entsprechend anders geformten Bändern,
Fig. 5 die Vorderansicht einer Vorrichtung mit drei Spritzköpfen,
Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung bei geschlossener Form.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 der Zeichnung besteht im wesentlichen aus zwei Strangpressen 10, 11 aus denen jeweils ein Band 12, 13 in eine geöffnete Form ausgespritzt wird. Letztere besteht aus den beiden Formteilen 14 und 15, die in horizontaler Ebene gegeneinander bewegbar sind. Von unten ragt in die Form 14, 15 eine Blasdüse 16 hinein.
Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass aus den beiden Bändern 12 und 13 ein Behälter von etwa kreisrundem Querschnitt hergestellt werden soll. Nach- dem die beiden Bänder 12 und 13 die erforderliche Länge, wie in Fig. 1 dargestellt, aufweisen, wird die Form, wie in Fig. 3 gezeigt, durch Zusammenfahren der beiden Hälften 14 und 15 geschlossen, wodurch mittels der beiden Schneidkanten 17 und 18 die Bänder 12 und 13 abgetrennt und bei 19 miteinander verschweisst werden. Alsdann wird in an sich bekannter Weise mittels des Blasdornes 16 das so erzeugte Zwischenprodukt 20 bis zur Anlage an die Formwandung aufgeblasen, so dass ein Behälter 21 entsteht. Der Flaschenhals 22 wird dabei in an sich bekannter Weise mittels des Dornes 16 innen und aussen ausgeformt. Unterhalb der Schlitze in den Spritzköpfen 10 und 11 sind Schneidmesser 10a bzw.
1 1a angebracht, durch die nach dem Schliessen in die in Fig. 3 der Zeichnung dargestellte Lage die unterhalb der Spritzköpfe 10 und 11 hängenden Bandstücke 22, 23 abgetrennt werden. Diese Bandstücke 22 und 23 sind durch das Schliessen der Form 14, 15 an ihren unteren Enden bei 24 ebenfalls verschweisst worden. Durch die Abtrennung der Stücke 22 und 23 wird erreicht, dass wieder zwei Bänder 12, 13, wie in Fig. 1 dargestellt, unabhängig voneinander in die geöffnete Form eingespritzt werden können, nachdem das Werkstück des vorherigen Arbeitsganges nach dem Ausformen und Erkalten aus der Form ausgeworfen worden ist. Anstelle der Bänder 12, 13, die in jeweils parallelen Ebenen verlaufen und mit ihren Breitseiten einander zugekehrt sind, könnten auch zwei Bänder 25, 26 ausgestossen werden, wie es in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist.
Diese Bänder sind jeweils halbkreisförmig im Profil und somit schon weitgehend dem Profil des späteren fertigen Werkstückes angepasst. Bei Verwendung solcher halbkreisförmigen Bänder 25, 26 würde mit Sicherheit eine nahezu absolut gleichmässige Stärke der Flaschenwandung erreicht werden können.
Bei dem in Fig. 4 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Form 26, 27, in der ein Hohlkörper von etwa halbkreisförmigem Profil hergestellt werden soll. Es könnte sich dabei z. B. um ein Spielzeugboot handeln, wobei in der Formhälfte 26 der eigentliche Bootskörper, in der Formhälfte 27 dagegen die Bootsaufbauten ausgeformt würden. In diesem Fall kann, wie in Fig. 4 dargestellt, von einem etwa halbkreisförmigen Band 28 und einem in einer Ebene verlaufenden Band 29 ausgegangen werden, die über eine Blasdüse 30 von entsprechend geringem Durchmesser aufgeblasen werden. Hier wäre es z. B. zweckmässig, dem Band 28, aus dem der Bootskörper hergestellt wird, eine andere Farbe zu geben als dem Band 29, welches später die Bootsaufbauten bildet.
Selbstverständlich wäre es gegebenenfalls auch möglich, die Formnester 31, 32 anders auszubilden bzw. zu verteilen. So könnte das gesamte Formnest 31, 32 mehr in die Formhälfte 27 verschoben sein, so dass diese auch noch einen Teil der halbkreisförmigen Ausnehmung 31 aufnimmt.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel werden drei Strangpressen 33, 34, 35 verwendet, aus denen jeweils ein Band 36, 37, 38 in eine geöffnete Hohlform ausgepresst wird, die aus den beiden Hälften 39, 40 besteht. Von unten ragen in diese Hohlform 39, 40 zwei Blasdüsen 41, 42 hinein. Das mittlere Band 37 wird dabei zwischen die beiden Blasdüsen 41 und 42 geführt. Letztere sind zweckmässig in der Bildebene gegeneinander verschiebbar angeordnet, und zwar in der Weise, dass sie bei geöffneter Form, also wie in Fig. 5 dargestellt, einen grösseren Abstand 43 einnehmen, so dass bei vertikal darüber angeordnetem mittlerem Spritzkopf 34 immer eine Gewähr dafür gegeben ist, dass das Band 37 auch tatsächlich zwischen beide Blasdüsen 41, 42 eingeführt wird.
Mit dem Schliessen der Form 39, 40 werden die beiden Blasdüsen 41, 42 dann ebenfalls gegeneinander, also in die in Fig. 6 der Zeichnung dargestellte Lage verschoben, wobei der verbleibende Abstand der beiden Blasdüsen 41, 42 bei geschlossener Form 39, 40 etwa der Dicke des Bandes 37 entspricht. Dadurch ist eine Gewähr dafür gegeben, dass der mit einer Trennwand 44 herzustellende Behälter oder sonstige Hohlkörper 45 auch unten völlig abgeschlossen ist. Um diese Abdichtung in jedem Fall zu erreichen, sind die beiden Düsen 41, 42 an ihren einander zugekehrten Seiten 46, 47 zweckmässig abgeflacht, so dass eine einwandfreie Abdichtung zwischen diesen beiden Flachseiten 46 und 47 und dem dazwischen befindlichen Band 37 bzw. der Trennwand 44 erfolgt.
Auch hier sind unterhalb der einzelnen Spritzköpfe Messer 36a, 37a, 38a angeordnet, die die nach dem Schliessen der Form daran hängenden Bandabschnitte 48, 49, 50 abschneiden, so dass dann wiederum drei neue Bänder 37, 36, 38, die unten nicht miteinander verschweisst sind, ausgepresst werden können.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass die aus den verschiedenen Strangpressen ausgespritzten Bänder aus verschiedenem Material bestehen oder - in Abhängigkeit von der Breite des Düsenschlitzes von unterschiedlicher Stärke sein können. So wird man normalerweise das Band 37 zur Bildung der Trennwand 44 (Fig. 5 und 6) weniger stark spritzen als die beiden Bänder 36 und 38.
Im Zusammenhang mit Fig. 1 der Zeichnung wurden die Schneidkanten 17 und 18 erwähnt, durch welche die in die Form hineinhängenden Bänder abgetrennt und oben miteinander verschweisst werden. Selbstverständlich verlaufen um das gesamte Formnest herum derartige Schneidkanten, die das Zusammenschweissen der beiden Bänder und das Abtrennen gegebenenfalls überflüssigen Materials über den gesamten Umfang des Formnestes bewirken.
Abweichend von den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist es selbstverständlich auch ohne weiteres möglich, die Blasdüse bzw.
-düsen statt von unten z. B. seitlich in die Form hineinragen zu lassen. So könnte z. B. in halber Höhe der Form eine Blasdüse in horizontaler Ebene in die Form hineinragen. Dies wäre z. B. zweckmässig bei der Herstellung von Fässern, die an ihren beiden Stirnseiten keine Öffnungen aufweisen sollen. In einem solchen Fall würde das der äusseren Gestalt des Fasses entsprechende Formnest derart angeordnet sein, dass die Längsachse des Fasses vertikal verläuft. In diesem Fall würde die Blasdüse, die gleichzeitig als Kalibrierdorn verwendet wird, seitlich in horizontaler Ebene zwischen die beiden Formhälften hineinragen, und zwar zweckmässig in halber Höhe der Form, um so die Füllöffnung für das Fass herzustellen, durch die gleichzeitig das Aufblasen des Körpers in der Form geschieht. Es ist dabei selbstverständlich auch ohne weiteres möglich, zur Herstellung einer zweiten Öffnung, z.
B. einer Ablauföffnung, an der gegenüberliegenden Seite einen zweiten Dorn in horizontaler Ebene - gegebenenfalls auch in derselben Höhe - anzubringen, der in der üblichen Weise in das Formnest hineinragt. Dieser Dorn könnte gegebenenfalls lediglich zur Kalibrierung dieser erwähnten zweiten Öffnung dienen. Er könnte jedoch auch gleichzeitig mit dem ersten Dorn als Luftdüse wirken, so dass also in diesem Fall die Zufuhr des Druckmediums durch zwei Dorne geschieht, welche Tatsache gegebenenfalls den Aufblasvorgang und somit die Gesamtfertigung beschleunigen können.
Selbstverständlich ist es auch ohne weiteres möglich, auf die in der Zeichnung und der Beschrei bung dargestellten bzw. erwähnten Kalibrierdorne völlig zu verzichten und nur mit einer Nadel zu arbeiten, über die das Druckmittel in das Forminnere eingeführt wird.