CH655047A5 - Verfahren zum streckblasen von kunststoffhohlkoerpern. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Streckblasen von Kunststoffhohlkörpern aus vorfabrizierten Formlingen mit fertig ausgeformtem Halsstück, bei dem die Formlinge entlang einer ersten Transportbahn thermisch konditioniert werden und nach Umsetzen auf eine zweite Transportbahn entlang dieser mittels einer Streckblasvorrichtung mit einer geteilten Hohlform zu einer gewünschten Endform des Hohlkörpers durch Streckblasen geformt und nachher abgenommen werden.

Das Streckblasen ist ein zum Beispiel aus USA Patentschriften 4 153 667 und 4 214 860 bekanntes Verfahren. Ein vorfabrizierter Formling aus einem geeigneten Kunststoff wird dabei thermisch konditioniert, so dass er so plastisch wird, dass er sich durch Strecken und Blasen in einer Hohlform zu einer grösseren gewünschten Endform umformen lässt. Das Streckblasen ist ein biaxialer Vorgang, bei dem der Formling mittels eines Streckblasdorns in die Länge gestreckt wird und mittels, meistens durch den Streckblasdorn hinein, eingeführter Druckluft in die Breite geblasen wird, bis die Wände die durch die Hohlform vorgegebene Form des gewünschten Hohlkörpers einnehmen und behalten.

Bis anhin ist dieses Verfahren mit einer grossen Anzahl von Ausschussstücken belastet. Oft platzen die Formlinge beim Streckblasen, bevor die Endform erreicht wird. Die Wandstärke des Hohlkörpers weist unerwünschte Unterschiede auf. Dazu noch sind die ausführenden Vorrichtungen bzw. Maschinen kompliziert und teuer.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist, die Ausschusszahl beim Streckblasen zu reduzieren, eine gleichmässigere Wandstärke der fabrizierten Hohlkörper zu erreichen. Das neue Verfahren soll mit einfacheren und billigeren Mitteln ausführbar sein, verglichen mit dem bisherigen Zustand.

Die Aufgabe ist bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei dem Konditionieren entlang der ersten Transportbahn das Halsstück des Formlings vor den thermischen Einwirkungen geschützt wird, und dass entlang der zweiten Transportbahn nach dem Umsetzen bis zu der Abnahme der Formling bzw. der Hohlkörper auf einer an einer Transportvorrichtung befestigten Hülse aufgesteckt ist, welche in das Halsstück des Formlings bzw. des Hohlkörpers hineinpasst und eine koaxiale Bohrung für einen Streckblasdorn aufweist. Dies ermöglicht eine bessere, gleichmässigere Konditionierung des Materials, die nur auf den Bereich gerichtet wird, der bei dem weiteren Umformen mechanisch beansprucht wird, da das Halsstück vor den thermischen Einwirkungen geschützt bleibt. Bei dem nur einzigen Umsetzen wird der Formling nicht beschädigt und nach dem Umsetzen bleibt er auf der einen Hülse bis zu seiner Abnahme aufgesteckt. Zwischen dem Konditionieren und dem Streckblasen sind genügende zeitliche Reaktionsperioden vorhanden, währendder es zu einem thermischen Ausgleich in dem Material kommt. Das eigentliche Streckblasen wird am homogen plastischen Material vorgenommen.

Besonders vorteilhaft ist es, dass vor Beginn des Streckblasvorgangs der Streckblasdorn durch die Hülse hochgefahren wird, so dass sich sein oberes Ende in dem Formling bereits in der unmittelbaren Nähe des Bodens des Formlings befindet. Dies ermöglicht ein besser kontrollierbares Strek-ken und Blasen.

Zum besseren Schonen des Formlings dient auch die Massnahme, das bei dem Streckblasen das Halsstück des Formlings bzw. des Hohlkörpers von der Hohlform umfasst und auf der Hülse gehalten wird.

Im weiteren wird das erfindungsgemässe Verfahren und seine Vorteile näher beschrieben und erklärt. Die Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung, in der Vorrichtungen zum Ausführen des Verfahrens gezeigt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erste und eine zweite Transportvorrichtung mit einer Umsetzvorrichtung und einer geteilten Hohlform;

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Fig. 2 die Transportvorrichtungen gemäss Fig. 1 im Grundriss mit einigen Vorrichtungen, die in Fig. 1 nicht zu sehen sind;

Fig. 3 die zweite Transportvorrichtung mit Hülsen und Blasdornen;

Fig. 4 eine bevorzugte Formschliesseinheit, und

Fig. 5 eine Fassung montiert an der ersten Transportvorrichtung mit einem Formling.

Eine erste Transportvorrichtung weist eine runde Platte 1 auf. Sie ist im Sinne des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeiles schrittweise rotierbar und trägt an ihrem Umfang eine Anzahl von Fassungen 2. Wie es besonders in Fig. 5 im vergrös-serten Massstab zu sehen ist, ist die Fassung 2 mit der Platte 1 verbunden und getragen. Die Fassung ist auf einem Bolzen 4 verschiebbar gelagert, welcher in der Platte 1 rotierbar einmontiert ist und unterhalb der Platte 1 mit einem Antriebsrad 5 versehen. Zum Antrieb des Antriebsrades 5 ist eine nicht gezeichnete Planetenbahn vorgesehen. Es wäre jedoch z.B. auch ein Riemenantrieb denkbar. Die Fassung 2 ist in ihrer oberen Lage, wie in Fig. 5, mittels einer Feder 6 gehalten, so dass sich die Fassung 2 an dem Bolzen 4 nach unten verschieben lässt. In die Fassung 2 kommt ein Formling 7 mit seinem Halsstück 8 eingesteckt, so dass die Fassung 2 das Halsstück 8 abdeckt. Dieses Halsstück 8 hat bereits eine Endform und wird bei dem späteren Verfahren nicht mehr geändert. Es ist von aussen durch die Fassung umfasst und so gegen die Einwirkungen einer thermischen Konditionierung genügend geschützt, d.h. es bleibt hart und unverform-bar. Der Formling 7 wird auf einer mit 21 bezeichneten Stelle mittels einer nicht gezeichneten Aufgabevorrichtung in die Fassung 2 eingesteckt. Bei dem Rotieren der Platte 1 passiert der Formling durch Heiztunnels 9, welche an einem Ständer 3 befestigt sind. In den Tunnels 9 sind Heizkörper, z.B. Infrarotstrahler, untergebracht. Die Tunnels lassen sich an verschiedenen Abschnitten des Transportweges aufstellen, wie es die Konditionierung des Formlings bedarf. Das heisst, es können kürzere oder längere, gegebenenfalls unterbrochene Passagen zusammengestellt werden. So kann der Formling an einem Abschnitt intensiver bestrahlt werden, dem wiederum ein Abschnitt ohne Bestrahlung folgt, wo es im Material des Formlings zum thermischen Ausgleich kommen kann. Mit anderen Worten, wird die Konditionierung bestens den Eigenschaften des Materials angepasst, so dass die weiter umzuformenden Partien des Formlings homogen konditioniert, d.h. homogen plastisch sind. Bei dieser Konditionierung wird der Formling rotiert, wie es vorher im Zusammenhang mit dem Antriebsrad 5 erwähnt wurde.

In dem konditionierten Zustand gelangt der Formling auf die mit 22 bezeichnete Stelle im Bereich einer Umsetzvorrichtung 10. Diese hat einen Teil mit Greifern 11. Wie es besonders Fig. 5 entnehmbar ist, schieben die Greifer 11 zuerst die Fassung 2 nach unten, wonach das Halsstück 8 des Formlings 7 von den Greifern 11 gepackt wird. Mittels Hebel 12 erfolgt im Sinne einer mit einem Pfeil 13 angegebenen Bahn die Umsetzung des Formlings im Bereich einer zweiten T ranspor tvorrichtung.

Nach der Umsetzung des Formlings verschiebt sich die Fassung 2 unter dem Federdruck 6 wieder nach oben und ist so zur Aufnahme eines neuen Formlings vorbereitet. Unterwegs zur Stelle 2\ der Aufnahmestelle des neuen Formlings, kommt sie in den Bereich einer Kühlvorrichtung 49. Diese ist an dem Ständer der Maschine befestigt und ist zur Abkühlung der vorher erwärmten Fassung vorgesehen.

Die zweite Transportvorrichtung weist eine runde Platte 14 auf, welche im Sinne des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeiles schrittweise rotierbar ist.

An der Platte 14 sind Hülsen 15 angebracht. Ein oberster Teil der Hülse, oberhalb der Platte, passt in das Halsstück 8

des Formlings 7 hinein, so dass sich der konditionierte Formling auf diesen obersten Teil 151, siehe Fig. 3, aufstekken lässt. Dieses erfolgt mit den Greifern 11 der Umsetzvorrichtung 10 bei der vorher beschriebenen Umsetzungsbewegung der Umsetzvorrichtung im Sinne des Pfeiles 13 in Fig. 1.

Die Hülse 15 weist eine durchgehende, koaxiale Bohrung 152 auf, welche zum Führen eines Streckblasdornes 16 vorgesehen ist. Der Streckblasdorn 16 weist eine konvexe Wölbung 161 auf, welche der konkaven Wölbung des Bodens 71 des Formlings 7 entspricht. Der Durchmesser dieser Wölbung ist grösser als die Bohrung 152 der Hülse, passt jedoch in das Halsstück 8 des Formlings 7 hinein. So bleibt der Streckblasdorn 16 an der Hülse 15 verschiebbar hängen,

aber der Formling 7 lässt sich trotzdem auf die Hülse 151 aufstecken. Jede Hülse 15 trägt einen Streckblasdorn 16. Der Streckblasdorn ist an seinem unteren Ende mit einer Scheibe 162 versehen.

Mit der weiteren Drehung der Platte 14 kommt die Hülse 15 mit dem Formling 7 in den Bereich einer mit S bezeichneten Streckblasvorrichtung. Unterwegs gleitet die Scheibe 162 des Streckblasdornes an einer steigenden Führungsbahn 17, so dass sich der Streckblasdorn 16 nach oben verschiebt, so dass sich seine Wölbung im Bereich der Streckblasvorrichtung S in der Nähe des Bodens 71 des Formlings 7 befindet.

In dieser Position, die besonders in Fig. 3 rechts gut zu sehen ist, kommt die Scheibe 162 des Streckblasdornes in eine Kupplung 18. Diese ist ein Teil einer Streckblaseinheit 19. Die Einheit weist eine Schubvorrichtung 20 auf, mit einer Kolbenstange 21, an welcher die Kupplung 18 befestigt ist. Bei dem Streckblasen wird der Streckblasdorn 16 mittels der Schubvorrichtung 20 nach oben geschoben. Ein dazu benötigtes Arbeitsmedium wird durch Leitungen 21 und 22 in die Schubvorrichtung geführt. Das zum Blasen benötigte Druckgas, Druckluft wird von einer Leitung 24 und durch eine koaxiale Bohrung 163 durch den Streckblasdorn 16 geführt und kommt in den Formling durch Löcher 164 hinein. Bei dem Streckblasen wird der Formling von der geschlossenen Hohlform 25 umfasst und an der Hülse 15 gehalten bis zum Erreichen der gewünschten Endform 26 des Hohlkörpers.

Damit sind folgende Vorteile zum Verhindern der Ausschusszahl gegeben:

Der Formling ist nur in den Bereichen, die beim Streckblasen umzuformen sind, konditioniert. Die Konditionierung ist homogen in den Bereichen erfolgt. Das ist durch die angepassten Bestrahlungs- sowie Ausgleichsperioden beim Transport entlang der ersten Transportvorrichtung 1 erreicht worden. Das Halsstück des Formlings bleibt während des Verfahrens hart und kann nicht beim Berühren beschädigt werden. Andere, plastisch konditionierte'Bereiche des Formlings werden nicht berührt bzw. können nicht beschädigt werden.

Beim Streckblasen selbst ist die Gefahr eines Durchstos-sens des Formlings vermindert. Die konvexe Wölbung 161 des Streckblasdornes befindet sich, wie erwähnt, bereits in der Nähe des zu berührenden Bodens des Formlings bevor der Streckblasvorgang beginnt. Der Arbeitsweg des Streckblasdornes ist so verkürzt, was auch eine Zeitersparnis bei dem Zeitablauf des Vorganges bedeutet. Die Bewegung des Streckblasdornes ist damit auch besser kontrollierbar. Besser und nach Bedarf ist auch das Blasen selbst kontrollierbar. Es kann z.B. auch Gas hineingeblasen werden, bevor der Streckblasdorn verschoben wird, oder auch beim Verschieben des Streckblasdornes gleichzeitig, oder erst nachher. So kann das Streckblasen den Eigenschaften des Materials genau angepasst werden.

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Nach Erreichen der Endform 26 des Hohlkörpers öffnet sich die Hohlform 25 und der vollendete Hohlkörper bleibt aufgesteckt an dem Halsstück auf der Hülse 15 und wird weiter bewegt mit dem Gang der Platte 14. Dabei rutscht die Scheibe 162 aus der Kupplung 18 heraus und der Streckblasdorn rutscht in der Hülse 15 allmählich nach unten, bis er an der Wölbung 161 hängen bleibt.

Die Hülse mit dem fertigen Hohlkörper gelangt in den Bereich einer Abnahmestation A, wo der Hohlkörper mittels einer am Rahmen 3 angebrachten Abnahmevorrichtung 50 von der Hülse weggenommen wird. Damit ist die Hülse frei zur Aufnahme eines weiteren Formlings im Bereiche der Umsetzvorrichtung 10.

Bei dem Verfahren müssen auch die Bewegungen zum Schliessen und Öffnen der Hohlform 25 ganz präzise zeitlich wie räumlich sein und beherrscht werden, wenn es nicht durch diesbezügliche Mängel zur Beschädigung des Hohlkörpers und so zum Ausschuss kommen soll. Diese Bewegungen und auch das Halten der Hohlformteile zusammengeschlossen müssen mit minimalem Kraftaufwand bei garantierter Präzision ausführbar sein.

Diese Erfordernisse sind z.B. bei einer Formschliesseinheit erfüllt, die in Fig. 4 dargestellt ist. Es ist also wichtig, eine solche Formschliesseinheit bei diesem Verfahren einzusetzen.

Bei der Formschliesseinheit sind die Hohlformhälften an Backen 30 bzw. 31 befestigt. Diese sind an Führungsfuttern 32 bzw. 33 aufgehängt, welche an Führungsstangen 35 gleitbar geführt sind. In der Zeichnung ist nur die vordere Seite der Formschliesseinheit ersichtlich. Eine spiegelbildlich gleiche zweite Führungsanordnung ist auch auf der im Bild hinteren Seite der Formschliesseinheit vorhanden. Die Führungsstangen 35 sind über Arme 53 am Maschinenrahmen 3 gehalten.

Zum Bewegen der Backen mit den Hohlformteilen ist ein pneumatischer Motor 40 vorgesehen, an dessen Kolbenstange 46 symmetrisch Hebel 36 bzw. 37 an Bolzen 38 aufgehängt sind. Der eine Hebel, 36, ist mit der einen Backe 30 verbunden. Der andere Hebel, 37, ist mit einem Bügel 39 verbunden, der bis zu der anderen Seite übergreift, nach rechts im Bild, und mit der zweiten Backe 31 verbunden ist. In dem Bild ist die Situation mit relativ von einander weggefahrenen Backen 30 bzw. 31, d.h. also mit einer geöffneten Hohlform dargestellt. Wird nun die Kolbenstange 46 des Motors 40 herausgeschoben, drückt der Hebel 36 die linke Backe 30 rechts entlang der Führungsstangen 35. Dabei drückt der zweite Hebel 37 den Bügel 39 links entlang den Führungsstangen 35, von welchen auch der Bügel über Führungsfutter 41 getragen und geführt wird. Folglich bewegt sich die zweite, rechte Backe 31 links und die beiden Backen 30 und 31 mit den Hohlformteilen bewegen sich zueinander. So kommt die Hohlform 25 in eine geschlossene Position, in welcher das Halsstück umfasst wird und an der Hülse 15 gehalten wird, wobei der Streckblasvorgang erfolgt. Die Konstruktion ist so ausgelegt, dass in der geschlossenen Position die Hebel 36 und 37 parallel zu den Führungsstangen 35 liegen. Damit ist keine zusätzliche Kraft zum Halten der Teile der Hohlform zusammen in der geschlossenen Position anzuwenden. Mit der rechten Backe 31 ist der Bügel 39 über einen, in dem Bügel verschiebbaren Bolzen 42 verbunden, dessen eingestellte Position mit Anziehen einer Schraube 43 gesichert wird. Dieses ist zum Einstellen eines genauen Spieles zwischen den Hohlformteilen wichtig.

Der Bügel 39 ist symmetrisch mittig zu den Führungsstangen 35 und zu den Backen 30 und 31 angeordnet. In der gleichen Ebene ist auch der Motor 40 angeordnet. Deswegen weist der Bügel einen Tunnel 45 auf, durch welchen die Kolbenstange 46 des Motors geführt ist. Ein Druckmedium wird zu dem Motor durch Anschlüsse 44 geführt.

Das beschriebene Verfahren zum Streckblasen von Kunststoffhohlkörpern ist nicht nur mit den in der Zeichnung dargestellten Vorrichtungen ausführbar. So wäre es z.B. vorstellbar, andere Transportvorrichtungen, wie Kettenbahnen, zu verwenden.

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1 Blatt Zeichnungen

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655 047 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Streckblasen von Kunststoffhohlkörpern aus vorfabrizierten Formlingen (7) mit fertig ausgeformtem Halsstück (8), bei dem die Formlinge entlang einer ersten Transportbahn (1) thermisch konditioniert werden und, nach Umsetzen (13) auf eine zweite Transportbahn (14), entlang dieser mittels einer Streckblasvorrichtung (S) mit einer geteilten Hohlform (25) zu einer gewünschten Endform des Hohlkörpers (26) durch Streckblasen geformt und nachher abgenommen werden, dadurch gekennzeichnet,

dass bei dem Konditionieren entlang der ersten Transportbahn das Halsstück (8) des Formlings (7) vor den thermischen Einwirkungen geschützt wird, und, dass entlang der zweiten Transportbahn nach dem Umsetzen bis zu der Abnahme der Formling (7) bzw. der Hohlkörper auf einer an einer Transportvorrichtung (14) befestigten Hülse (15) aufgesteckt ist, welche in das Halsstück (8) des Formlings bzw. des Hohlkörpers hineinpasst und eine koaxiale Bohrung (152) für einen Streckblasdorn (16) aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schützen bei dem Konditionieren das Halsstück (8) des Formlings (7) in eine ihn umfassende Fassung (2) eingesteckt wird, welche an einer ersten Transportvorrichtung verschiebbar zur Freigabe des Halsstücks befestigt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (2) vor dem Umsetzen zur Freigabe des Halsstücks (8) weggeschoben wird, und dass der konditionierte Formling (7) an dem Halsstück (8) gepackt wird und so gehalten auf die Hülse (151) der zweiten Transportvorrichtung (14) aufgesteckt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Streckblasvorgangs der Streckblasdorn (16) durch die Hülse (15) hochgefahren wird, so dass sich sein oberes Ende (161) in dem Formling (7) bereits in der unmittelbaren Nähe des Bodens (71) des Formlings befindet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu benutzende Streckblasdorn (16) auf seinem oberen Ende eine konvexe Wölbung (161) aufweist, die einer konkaven Form des Bodens (71) des Formlings (7) angepasst ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Streckblasen das Halsstück (8) des Formlings bzw. des Hohlkörpers von der Hohlform (25) umfasst und auf der Hülse (15) gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Streckblasdorn (16) mit jeder Hülse (15) zusammenmontiert ist und mit ihr entlang der zweiten Transportbahn mit der zweiten Transportvorrichtung (14) mitgefahren wird, um an seinem unteren Ende (162) von einer Schub- und Blasvorrichtung (19 bzw. 20) vor Beginn des Streckblasvorgangs gefasst zu werden und nach dem Streckblasvorgang wieder freigelassen zu werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum genauen Fassen und Halten des Halsstücks (8) von den Teilen der Hohlform (25) eine ein Hebelsystem (36,37, 39) aufweisende Schliesseinheit (Fig. 4) benutzt wird, bei der die Teile (30 und 31) der Hohlform (25) und ein Teil des Hebelsystems, nämlich ein Bügel (39), an Führungsstangen (35) geführt werden.