Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus in einer Form aufzublasenden Kunststoffschlächen, insbesondere zur Bildung von Kunststoffässern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohllkörpern aus iin einer From ausrublasenden Ktunlststoffschläuchen, insbesondere zur Bildu. ng von Kunststoffässern und ziegt gliechzieig eine das Verfahren Idfurchfühlrende Vorrichtung bzw.
Idas Id, azu not wendige Blas-oder Presswerkzeag. Die bisher bekannten, aus thermoplastischen Kunststoffen im Blaservfahren hergestellten Hohlkörper, insbesondere Fässer, genügen nicht den an sie zu sbellendeln Anòrdlerungen in bezug auf Widerstand gegen mechanische äussere Bleanspru- churngen ader auf inneren tJber, druck bzw. au± Inhalts stabil.
itat. Es war bisher nicht möglich, beispielsweise Fesser sur Aufnahme und zum Transport von Flüssigkeiten, wei Bier oder derglichen, in Ider erforderlichen Wandstärke herzustellen, Es war vielmehr notwendig, nachträglich die jeweiligen Behälter mit Verstärkungs- auflagen, Verstärkungsstreifen oder -ringen oder auch mit den erforderlichen Armaturen, beispielserise einem Spundring, zu versehen.
Druch die Erfindung werden die Mängel der bisher bekannten Fertigung solcher Fässer behoben, indem erfindungsgemäss ein in eine Blasform einzubringenlder Schlauchrohling aus vorzugsweise thermophalstischem Kunststoff, wie z. B. aus Polydthylen, zur Anwendung gleant, der über seine Länge hinweg an Iden Stellen, an denen der zu fertigende Hohlkörper grösseren Be anspruchungen standhlalten soll, eine grösserer Wand stiirke aufweist.
Vorteilhafterweise eròlgt Tbei der SchTauchbildlung eine Veränderung des AustrittsquerP schnitts der Formdüse in Abhängigkeit von der materialzufhr zur Düse oder umgekhert in der Weise, Idass , die Austrittsgeschwindigkeit des Schlauchmaterials Taus der Düse, konstant. bleibt.
Besondere Vorteile bietet das erfindungsgemässe Verfahron bei der eigentlchen Feritung. Vorzugsweise wird nach dem Abquetschen des erforderlichen Schlauchstückes in einer mehreteilgen ncoh offenen Prel3-oder Blasform der Schlauchrohling, aufigeblasen, worauf Idie mehrteilige Form, den aufgebalsenen Roh ling zwischlen sich einschliessend, geschlossen wirdr, wobei eine Verformung dres schon aufgeblasenen Rohlin. gs in der Weise erfolgt, dal3 dieser sich in die von oder zwischen den Formteilen, gebildeten Winkel und Ecken oder Auchelungen einlegt.
Anschliessend kann vorzugsweise ein nochmaliges Nachblasen des Rohlings zwecks genauer Abformung der Forminenseite erforlgen.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses neue, n Verfhrens kennzichnet sich druch eine aus cvmehrern Teilen gebildete Blas-und Pressform, deren einzelne Teile lum eine Mittelachse herum so weit ausei. nander- àhrbar angeordnet sind, dlass sie ei.-nen axial eingefiihrten Kunststoffschaluchling zwischen sich, aufnehmen können in Verbinldung mit einer zuentral in den rohling hineirnerichenden Blascdüse und einer Steuervorrichtung zur Betätigung der Formteile, und für die Schaltun : g des Blalsstromes.
Die Steuervorrichtung für die betätigung der einzelnen Formteile unsd die Schaltvorrichtung für Idas Ein-und Ausschalten des Blass, tromes können in Abhägigkeit voneinan, der arbvitend, so angeordent seiro,daf3zunachstrnachd!m,Einfuhren.des Schlauch nohlings in die geöffnente From ein radilales Zusammen- rücken der dem Formboden und die Formedke bildenden Teile erfolgt, um den Schlauchrohling an, den Enden abzquetschen und zu schliessen, worauf Ider Blasstrom eingschaltet und der Rohogn augeweitet wird.
Anschliessenbd oder gleichzitg können die den Formmatel bildenen Teile geschlossen und darauf Formboden und Formedekc in aixler Richtung gegen den Formmantel gepresst werden, worauf elin erneutes Einschalten des Blasstromes zum Zweeke des Nach , blasent und der gen, auen Formgehung erfolgt.
Vorzugsweise ist die mehrteilige Blas-und Prel3form unter einer mit einer Formdüse arbeitenden Schlauchprese derart angeordnet, dass der aus der Dusse austretende Schaluch direkt in die geöffnete Form einläuft.
Die Formdüse. der Schlauchpresse kann mit einem einund ausfahrbaren Kern sowei einer Steurvorrichtung für Idie Veränderung der Fvlnmkernstellung und, die Steuerung Ider Materialzufuhr ausgestattet sein in der Weise, dass zum Zwecke der Veränderung der Wand stdr-ke ides zu formenlden Schlauches ein mehr oder weniger starkes Aus-und Einfahren, ides Diisenkems bei entsprechender Steuerung der Materialzufuhr erfolgt.
Mit, dem erfindungsgemässen Verfarhen und der dieses Verfahren Idurchfühnenden Vorrichtung lassen sich in einem gechlossenen Arbeistang die verschiedenarig geformeten Hokörper, wie Fässer, Trommeln oder dergleichen,m herstellen, die an den Stellen, an denen ; besondere innere oder äusserer Beanpruchungen auftretçn, in ihrer Wandstärke so vendiekt oder verstärkt sid, dass trotzdem ein glatter Innenraum, wel cher-die Rfinigung ides Behdlters etleichtert, erzielt wind, wobei sich zusätzlich anzubringeude Versteifungen erübrigen.
Ber Erfindungsgedanke 1a13t die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu. Eingkie devon sind in der anleigenden Zeichnung wedegegen, und zwar zeigen :
Fig. 1 urnd 2 verscheidene Ausführungsformen von aus einem thermoplastischen Kunststoff geblasenen Fäs- sert,
Fig. 3 und 4 Schnittdarstellugen der dazu verwendeten Kunststoffschlauchrohlige,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der den Schlauch bildenrden Schlauchpresse und tdes darunter angeordneten Blaswerkzuuges im Schnitt,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Schlauchpresse im Schnitt, F.
ig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläute- rung des fertigungsverfahrens,
Fig. 8-12 Schnittdanstellungen, insbsesonderer des unteren Teils der Bls- und Pressform in verschiedener Arbeitstllung der einzelnen Teile,
Fig. 13 und 14 Schnittdarstellungen Idurch Iden Formboden mit einem den Spund bilidenden Binsatz in verscheidener Arbeitsstelung und
Fig. 15. eine Draufisicht auf, den WErkzeguteil gemäss Fig. 13 unSd 14, worbie die Fig. 13-15 in grösserem Massstab. erscheinen.
Es lassen sich die verschied. ensten Formen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, Ibei- speilsweise Polyäthylen, durch Blasen in. einer Form herstelln, wobei selbsterständlich die Form der ge Wünschten Asugestaltung des zu balsenden Hhlkörpers zu entsprechen hat. In Fig. 1 ist im Schnitt ein Bierfal3 1 gezeigt, welches auf seiner Aussen. seite gewölbt und hier mit. einer inihrer Mitte verstärkten Aussenwandung 3 sowie einer nach innen gewöbten Decke 4 bzw. tinem ebenso geòrmten Boden 5 versehen ist, deìr einen Spund 6 mit dem Spundloch 7, aufweist.
In Fig. 2 zeigt eine andere Atusführungsòrm eines fassähnlichen B. ehälters 2, dessen U, mfangswanldung 3' auf der Aussenseite Verstärkungen 9 bzw. 10 aufweist.
Der Boden 4' ist ebenso wei die Decke 5' nach innen gewölbt. An letzterer sitzt der auf der Aussenseite mit Gewinde versehene Spund 6'mit dem Spundloch 7' und eine C) se 8, die auch als Griff ausgebildet sein kann.
Das Fass 1 ist aus einem Schlauchrohling 11 ge mal3 Fig. 3 un-d : das F. ass 2 aus dem Rohling 11' gemäss Fig. 4 gebildet. A, n den Stellen,. an tdenen sich mach dem Blasvorgang eine Verdickung der Wand ergeben soll, weist {der Rohling 11 bzw. 11' Verstärkungen
12 bzw. 12' auf.
Finir die kontinuierliche Herstellung der Schlauchrohlinge 11 ist eine Schaluprese vorgesehen, wei sie in Fig. 5 und 6 wiedergegeben ist. Bei der Auführungsform der Presse gemäss Fig. 5 gelangt ein Düsenkopf 13 zur Anwen, dung, in welchen ein Düsenkern 14 hineinreicht. Dlieser ist an seinem vorderen Ende konisch und sitzt a. n einer Kolbenstange 15, die an einem Zylinder 17 einen Antriebskolben 16 trägt.
Die beiden vom Kolben 16 abgeteilten Kolbenkammern sind über Flüssigkeitsleitungen 39 und 40 mit einem Stcuer- gerät 38 verbu. ndlen. Je nachdem, ob die obere oder untere Kammer des Zylinders 17 mit Druckflüssigkeit beschickt wird, erfolgt ein mehr oder weniger starkes Ein- und Ausfahren des konischen Düsenkerns 14 un, d damit eine Verengung oder Verbreiterwng des Düsen- . austrittsquerschnitts.
Der zwischen Kern und Düse verleibenee Hohl r. aum wird üb. er einen Fanal 37 von einem Zylinder 34 aus beispeilseise mit Polyätjhylen 36 beschickt, welches lauènd Idurch den Tricher 35 zugeführt werden kann.
In dem Zylinder 34 arbeitet ein Presekolben 33, der Jauf einer Kolbenstaunge 32 eine Antribeskolben 31 trägt, der in der Zylinderkammer 30 arbeitet. Auch hier wind die beiden vom Kolben 31 albgebeilten Kam- mern liber getrennte Leitung-, n 27, 28 Imit einem Steuergerät 29 bzw. einer Pumpe 26 verbunden, so dass des Überführen der zu verarbeitenden Kunststoffmasse 36 in den Diisanraum mit mehr oder weniger grob, er Geschwindigkeit bzw. unter verschliedenem Druck erfolgen kann.
Die Steuerung der Einricjhtng erfolgt in Abhängig keit von der jeweillaen Stallung des Diisenkarns 14, indem auf dessen Kolbenstange 15 ein Steuernocken 18 sizt, der bei der Bewegung des Düsekerns 14 iiber cLie Kurvenrolle 19 den bei 21 gel. agerten Steuer hobel 20 und die elektrische Schaltung, welche aus den Leitungen 25 der Batterie 24 un de m veränderlichen Wiederstand 22, 23 besteht, die in den Stromkreis eingeschlossene Pumpe 26 mehr oder weinger stark angetrieben wird.
BEi der Ausfrührungsform der Schlaucpresse gemäss Fig. 6 sizt im Dusen ! kopf 60 ein Düsenkern 59 mit einer Kolbenstange 61 und einem Kolben 62 im Zylinder 63, der über die Leitunge 64 und 65 an Pumpen 66, 67 bzw. ein Steuregerät 68 angeschlossen ist. Die Beschickung mit Kunststoffmasse 36 erfolgt über Idie Zuleitung 90 vermittels einer Förderscheneck 86, die in, dem Gehiiuse 87 mit dem Zuliauftrichter 89 arbeitet und ihrerseits mit einem Kolben 88 bzw. 85 versehen ist. Der Kolben 85 arbeitet in dem Arbeitzxylinder 84, dessen Kolbekammen über die Leitungen 82, 83 an die Pumpe 81 angeschlossen sind, Druch einen nicht dargestellten Drehantrieb wird die Förderschnecke 86 in Drchung versetzt.
Zusätzlich kann sie noch mittels der Kolbenaodrnung 85, 84 axial verschoben werden unld als Kolben arbeiten.
Die Vorrichtung zum Verscdheiben des Düsenkerns 59 und die Massezuführung 86 arbeiten in Albhängigkeit vondi, niander, um kontinuierlich. und stuinlos, an, den gewünschten Stellen im Schaltuchrohling 11 Verstärkun gon an der Innenwand zu bildlen. Gesteuert wird iclie Einrchtung druch die mit Nocken versehenen Schaltscheiben 77, 78, auf denen die Schalthebel 79 lund 80 aufliegen,, di, e ihrerseits veränderliche Wmderstände 71 und 74 beeinflussen.
Der Wlidlerstaud 71 leigt im Schaltstromkreis 69, 70, 72 und 73 der Düsensteuerung nnd der Widerstand 74 im Schaltkreis 75 und 76 der Pumpe 81.
Unmittelbar unter der Austrittsöffnung der Schlauchpresse ist das Blas- und Presswerkzeug angeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht dieses aus den beiden mittleren Formteilen 41 und 41', die de,nAnl3enmanteldes. zu erzeugenden Hohl korpers gestalten und dlementsprechend mit einer Form- vertiefung 42 und 42'versehen sind. erhal, b Sder Formteile 41 und 41'sitzt Idie aus den beiden Teilen 43 udn 43' gebildete Decke, die e ine nach dem Forminnern zugekehrte Wölbung au, f- weist und ausserdem an den Stol3fldchen-mit e-. iner Quetschkante 44 bzw. 44'versehen ist.
Unter dem, Formmittelstück 41, 41'sitzt der aus den Teilen 45 rnd 45' gebildete Formboden, der aller- dings einen keilförmig von oben eingebrachten losen Einsatz 46 bzw. 4. 6' aufweist, der der Ausformun, g des imBehälterboden vorzusehenden Spundes 6 bzw. 6' dient und zu diesel Zwecke eine Aussparung 47 aufweist. Diese geht in eine bohrung 48 über, welche sich bei geschlossener Form um die noch spalter zu beschreibende Blasdüse 58 herumlegt.
Der aus den verschiedenen Teilen zusammengesetzte Formboden ist in den Fig. 13-15 deutlicher dargestellt. Für die Fahrung der keilformig von oben ein- gesetzten Einsatiele 46 und 46'weisen die Teile 45 und 45'zueinanlder par, alLele Schlitze 52 auX, in Idenen sich die Teinte 46 und 46'mit Zapfen 49 führen. jeder der Schlitze] 52 erweitert sich 2U einer Kammer 50, in der sich ein an den Zpafen 49 sitzender verbreiterter Kopf 51 führt. Auf diese Weise können sich die Teile 46 und 46'aus sden Te, ilen 45 und 45'heraushbben.
In der herausgehobenen Stellung erfolgt ein Auseinanderrücken der Teile 46 und 46'. Zu, diesem Zwecke sind in einem Ider Teile in einer zylindrischen Fuhnung 53 mit Kolben 54 versehene Zapfen 55 geführt. Zwi- schen dem Kolben 54 tund einem W. iderlager 57 sitzt eine Druckèder 56, mit welcher bewirkt wind, dass der Zapfen 55, welcher sich gegen das Formstück 46 lest, aus seiner Führlung 53 herausgeresst wird, sobald sich die Bodenteile 45, 45'von Jden Einsätzen 46 und 46' abgehoben htaben. Es ist dann die Stellung gem ! ib Fig. 14 gegeben.
In Fig. 5 ist die Ausgan, gsstellung der einzelnen Teile des Blaswerkzeuges wiedergegben. Von der Schlauchpresse wird lein in der Mitte vendickter Schlauchrohling 11 in die Form eingeführt, wobei er mit seinem unteren Edne über den senkrecheten Teil des Blasrohre 58 hinweggefiihrt ist.
Nunmehr erfolgt das Abquetchen des Schlauchrolins vom übrigen Schlauchvorrat, indem sich sowohl die Idie Formldecke bildenen Teile 43 und 43' als auch die Iden Form boden bildenden Teile 45 und 45' radial gegen den Schlauch bewegen. dabei wird Idas Schlauchmateri, al am oberen und am junteren Ende abgequetscht. Der Eins, atz 46, 47 bzw. 46'formt gleichzeitig aus dem Material des Schaluches den auf der Aussenseite mit Gewinde versehenen Spund 6. Das Blasrohr 58 reicht durch das spätere Spundloch 7 in das Innere des Schlauches hinein.
Numehr erfolgt, nachdem sich auch das Formmittelteil 41, 41' geschlossen hat, ein Auf blasen des Schlauchrohlings in die Form la gemäss Fi,-. 8. Die im Schlauchinnern vorgesehenen Material- verdickungen 12 ligene etwa in Formmite und bilden die an dieser Stelle beim fertigen Fass otwedeige grössere Wiandstärke.
In diesem Augenblick sind Formboden 45 und Formldecke 43 bzw. 45'uni 43'noch vom Form, mittel- teil 41 bzw. 41'abgehoben. Es erfolgt nunmehr das aiale Bewegen von Decke und Bden und das Schlie ssen fder Form, so, dass, die Stellung der Teile gemäss Fig. 9 und 10 gegeben ist. D-cke und loden (des Fasses sind nach ien gewölbt. Diese Massuahme ist erforderlich, um eine Verringerung der Wandstärke in den Ecken des Fassquerschnitts zu verhüten. Dies verdeutlicht die Schemazeiung gemäss Fig. 7. Der Schaluchrohling wird so weit aufgeblansen, wobei er seine gewünschte Wandstärke erhät, dass er an den Enden des Fommtitelstückes 41 bzw. 41'noch den Teil a frei lässt.
Desgleichen liegt auch bei der Dcke 43 bzw. 43'der Teil lb Ides Schlauchrohlings noch nicht an. Wenn man die Abmessungen der Form und den Grad des Aufbl, asens so wählt, dass die summe von a sund b, der Bogenläge 1 des aufgeblassenen Schaluch rohl,, i, ngs entspricht, so kann man durch Auflegen der Decke 43 bzw. 43'au± Idie Form 41 iund 41'ohne zusätzliches Aufbalsen den Scaluchrohling 11 so ver formen, dal3 er sich, ohne seine Wandstärke zu verlan- dern, acuh glatt in den Bereichen, a und b an, dif, Innfn- wandungen der Form anlegt.
Um ein sauberes, völliges Ausfüllen aller Formerteifungen, Winkel oder Ecken'2U erzielen, kann in diesem Augenblick nochmals ein Nachbalsen erfogen, so dass schliesslich der Zustand gemäss Fig. 10 gege, ben ist.
Nunmehr kans, nach Erkalten oder Erstarren des Werkstückes dlas Offnen der Form eròlgen. Zunächst werdlen gemäss Fig. 11 Decke 43, 43' bzw. Boden 45 und 45'in, axialer Richtung vom Formmittelstück 41, 41'abgehioben. Dabei bleiben die Teile 46, 46'zunächst noch auf dem m* Gew. inde versehenen Spund 6 hängen, bis sie vom Formboden 45, 45'so weit entfernt sind, dal3 auch in radialer Richtung ein Auseinander drücken Ider beiden Teile 46 und 46'vermitbels, der Stifte 55 und lder Feder 56 erforlgen kann.
Gleichzitig rücken die Teile 41 und 41' asuesinander, so dass schlisslich das fertiggeblasene Fass gemäss Fig. 12 von Sder Blasldüse 58 heruntergezogen w, erden kann.