DE10209174A1

DE10209174A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung von Formen

Info

Publication number: DE10209174A1
Application number: DE10209174A
Authority: DE
Inventors: Peter Esser
Original assignee: KHS Corpoplast GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-18

Abstract

Das Verfahren dient zur Temperierung mindestens eines Teiles eines Formelementes einer Einrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff. Die Vorrichtung dient zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff unter Verwendung eines Formelementes zur Konturvorgabe für den plastifizierten Kunststoff. Entlang mindestens eines Teiles einer Oberfläche des Formelementes wird ein flüssiges Temperiermittel geleitet. Das Temperiermittel wird von einem Förderelement umgewälzt und besteht mindestens zum Teil aus einem in einem Fließvorgang transportierbaren Metall.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung mindestens eines Teiles eines Formelementes einer Einrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff, bei dem entlang mindestens eines Teiles einer Oberfläche des Formelementes ein flüssiges Temperiermittel geleitet wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff, die mindestens ein Formelement zur Konturvorgabe für den thermoplastischen Kunststoff aufweist und bei der mindestens ein Teil des Formelementes mit einer Temperiereinrichtung verbunden ist, die mindestens einen Strömungskanal für ein flüssiges Temperiermittel aufweist.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden beispielsweise dazu verwendet, Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat) spritzgußtechnisch herzustellen. Nach ihrer spritzgußtechnischen Herstellung werden derartige Vorformlinge einer Blasmaschine zugeführt, um die Vorformlinge in geblasene Behälter oder Flaschen umzuformen. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE-OS 43 40 291 erläutert.

Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgußverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.

Bei der Durchführung des Einstufenverfahrens erfolgt die Beeinflussung der Temperatur der Vorformlinge grundsätzlich in einer Weise, daß zunächst eine gleichmäßige Abkühlung der gespritzten Vorformlinge innerhalb der Spritzgußform derart erfolgt, daß eine Entformung möglich ist. Nach der Entformung erfolgt überwiegend eine weitere gleichmäßige Kühlung der Vorformlinge innerhalb von sogenannten Kühlhülsen. Aus den Kühlhülsen werden die Vorformlinge dann entnommen und von geeigneten Transporteinrichtungen weiterbefördert. Entlang des Verlaufes der Transporteinrichtungen sind zunächst weitere Heizelemente oder Kühlelemente für eine weitere gleichmäßige Temperierung der Vorformlinge den anschließenden Temperierelementen zur Erzeugung eines Temperaturprofils vorgeschaltet.

Ein typischer Spritzgußvorgang läuft derart ab, daß zunächst von der Plastifizierschnecke das plastifizierte Material in den Bereich eines Schneckenvorraumes transportiert wird. Nach einem Abschluß dieses Dosiervorganges öffnet eine Verschlußdüse, die bis zu diesem Zeitpunkt einen Zugangsweg zu der zu befüllenden Kavität der Spritzgußmaschine verschließt und die plastifizierte Masse wird in die Kavität eingespritzt.

Zeitgleich mit dem Einspritzen der plastifizierten Masse in die Kavität wird auch ein Innenraum der Nachdrückeinheit gefüllt. Sowie die Kavität vollständig gefüllt ist, schließt die Verschlußdüse und die Plastifizierschnecke beginnt erneut den Dosiervorgang und fördert plastifiziertes Material in den Schneckenvorraum. Nach einem Schließen der Verschlußdüse beginnt die Nachdrückeinheit damit, das im Vorratsraum der Nachdrückeinheit enthaltene Material in die Kavität zu fördern und gleicht hierdurch die Volumenreduktion des plastifizierten Materials aus, die in Folge der Abkühlung auftritt.

Das Volumen des Innenraumes der Nachdrückeinheit ist derart bemessen, daß die aufgrund der Abkühlung hervorgerufene Volumenverminderung des Materials in der Kavität kompensiert wird und hierdurch eine vollständige Füllung der Kavität mit dem betreffenden Material gewährleistet ist.

Aufgrund des relativ hohen Preises üblicher Spritzgußeinrichtungen wird angestrebt, die Zykluszeiten bei der Herstellung der jeweiligen Produkte möglichst zu minimieren und hierdurch eine hohe Ausstoßrate zu unterstützen. Ebenfalls besteht eine wesentliche Anforderung darin, Einfallstellen an den herzustellenden Produkten zu vermeiden, die durch eine unvollständige Kompensation der Materialschrumpfung aufgrund der Abkühlvorganges hervorgerufen werden könnten.

Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.

Ein besonderes Problem bei der Temperierung der Formelemente besteht darin, daß zum einen eine kurzfristige und exakte Temperierung erfolgen soll, zum anderen jedoch aus konstruktiven Gründen möglichst kleine Dimensionierungen der Wärmeübergangsflächen sowie eine kompakte Gestaltung der Temperiereinrichtung bevorzugt werden. Zur Kühlung wird typischerweise Wasser als Kühlmittel verwendet, und es werden zur Förderung sowie zur Zuführung und Ableitung des Kühlwassers leistungsfähige Pumpen sowie Verteiler, Verschlauchungen und Rohrleitungen mit relativ großen Querschnittflächen benötigt.

Zur Beheizung von Formelementen wird typischerweise Öl als Temperiermittel eingesetzt, auch hier werden insbesondere aufgrund der relativ schlechten thermischen Leitfähigkeit des Öles leistungsfähige Fördereinrichtungen sowie große Strömungsquerschnitte benötigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine wirksame Temperierung bei gleichzeitiger kompakter Gestaltung der Temperiereinrichtungen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Temperiermittel mindestens zum Teil ein in einen Fließvorgang transportierbares Metall verwendet wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine hohe Temperiereffektivität auch bei räumlich klein dimensionierten Wärmeübergangsflächen erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Temperiereinrichtung ein Förderelement für ein mindestens zum Teil metallisch ausgebildetes Temperiermittel aufweist.

Durch die Verwendung eines durch einen Fließvorgang transportierbaren Metalls als Temperiermittel wird ein Temperiermedium bereitgestellt, das sowohl eine große Speicherkapazität für Wärme als auch eine sehr hohe eigene Wärmeleitfähigkeit aufweist. Die hohe Wärmeleitfähigkeit des durch den Fließvorgang transportierbaren Metalls verhindert insbesondere Effekte, die bei der Verwendung von Wasser oder Öl als Temperiermedium beobachtet werden und die sich im Wesentlichen dahingehend auswirken, daß entlang der zu temperierenden Oberfläche ein laminarer Bereich des Temperiermittels entsteht, der eine Temperatur des zu temperierenden Teiles annimmt und sich nur schlecht mit dem weiteren Temperiermittel durchmischt. Es werden hierdurch bei der Verwendung der konventionellen Temperiermittel durch das Temperiermittel selbst isolierende Schichten aufgebaut, die einer wirksamen Temperierung entgegenwirken. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Metallen hat die konkrete Strömungsausbildung des Temperiermittels nur noch untergeordnete Bedeutung, da im Temperiermittel selbst eine hochwirksame Wärmeleitung realisiert ist.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von durch einen Fließvorgang transportierbaren Metallen als Temperiermittel liegt darin, daß typischerweise Formelemente aus Metall, beispielsweise als Stahl oder aus Aluminium, temperiert werden. Das Metall im Temperiermittel stellt einen innigen Kontakt der jeweiligen Oberflächen miteinander bereit, so daß ein wesentlich besserer Wärmeübergang als zwischen einem festen Metall und Wasser oder Öl erreicht werden kann.

Aufgrund des hohen Siedepunktes von durch einen Fließvorgang transportierbaren Metallen ist darüber hinaus bei einer rein metallischen Ausführung des Temperiermittels auszuschließen, daß es bei heißen zu kühlenden Teilen zu lokalen Siedeerscheinungen im Temperiermittel kommt und daß durch entstehende Gasblasen eine erhebliche Verschlechterung des Wärmeüberganges hervorgerufen wird.

Insgesamt ermöglicht die Verwendung von durch einen Fließvorgang transportierbaren Metallen als Temperiermittel eine verkleinerte Oberflächendimensionierung der vorgesehenen Wärmeübergangsflächen am Formelement, verkleinerte Querschnitte an den Temperiermittelkanälen aufgrund eines verringerten Volumenflusses an Temperiermittel und eine Verkleinerung der erforderlichen Fördereinrichtungen. Es kann somit trotz erhöhter Temperierwirkung und somit einer verbesserten Prozeßqualität ein verringerter Preis der Vorrichtungen erreicht werden. Die Verringerung der räumlichen Dimensionierung der eingesetzten Bauteile ermöglicht darüber hinaus eine anderweitige konstruktive Nutzung der bereitgestellten Freiräume.

Eine effektive Kühlung kann dadurch erreicht werden, daß das Temperiermittel entlang einer äußeren Oberfläche des Formteiles geleitet wird.

Ebenfalls ist daran gedacht, daß das Temperiermittel entlang einer inneren Oberfläche des Formelementes geleitet wird.

Zu einer kompakten Ausführungsform trägt es bei, daß das Temperiermittel durch mindestens einen Temperiermittelkanal durch das Formelement hindurch geleitet wird.

Eine typische Anwendung besteht darin, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Spritzgußform verwendet wird.

Zur Verkürzung einer Zykluszeit trägt es bei, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Formhülse der Spritzgußform verwendet wird.

Eine weitere Steigerung der Produktqualität kann dadurch erreicht werden, daß das Temperiermittel zur Temperierung von Gewindeeinsätzen der Spritzgußform verwendet wird.

Darüber hinaus ist auch daran gedacht, daß das Temperiermittel zur Temperierung eines Spritzgußkerns der Spritzgußform verwendet wird.

Ein anderes Anwendungsgebiet wird dadurch erschlossen, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Blasform verwendet wird.

Insbesondere ist vorgesehen, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Formschale der Blasform verwendet wird.

Zur Unterstützung einer optimalen Bodenqualität eines geblasenen Behälters wird vorgeschlagen, daß das Temperiermittel zur Temperierung eines Bodenteiles der Blasform verwendet wird.

Ein sehr guter Wärmeübergang bei gleichzeitig hoher Wärmeleitung kann dadurch erreicht werden, daß als Temperiermittel ein flüssiges Metall verwendet wird.

Für Anwendungen im Bereich niedriger Temperaturen ist insbesondere daran gedacht, daß als Temperiermittel eine Dispersion eines feinen Metallpulvers in einer Trägerflüssigkeit verwendet wird.

Ebenfalls ist eine Anwendung im Bereich niedriger Temperaturen dadurch möglich, daß als Temperiermittel eine Lösung eines Metalls in einer Trägerflüssigkeit verwendet wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß als Temperiermittel flüssiges Natrium verwendet wird.

Eine Kombination vorteilhafter Materialeigenschaften kann dadurch erreicht werden, daß als Metall eine Legierung verwendet wird.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer Spritzgußeinrichtung,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine andere Spritzgußeinrichtung,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Werkzeugs der Spritzgußeinrichtung gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Plastifizierschnecke und der Nachdrückeinheit,
Fig. 5 eine Draufsicht gemäß Blickrichtung V in Fig. 4.
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VI in Fig. 4,
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen,
Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
Fig. 9 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,
Fig. 10 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität und
Fig. 11 eine Querschnittdarstellung zur Veranschaulichung einer Temperierung von Gewindeeinsätzen im Bereich einer Spritzgußform.
Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht den prinzipiellen Aufbau einer Spritzgußeinrichtung (1). Eine Einspritzeinheit (2) treibt hierbei eine Plastifizierschnecke (3) an, die innerhalb einer Hülse (4) geführt ist. Eine Zufuhr von granulatartigem Kunststoff erfolgt mit Hilfe eines Harztrichters (5). Entlang der Hülse (4) sind nicht dargestellte Heizelemente zur Erhitzung des zugeführten Kunststoffgranulats angeordnet.
Im Bereich einer Spannplatte (6) ist ein feststehender Werkzeugteil (16) eines Spritzgußwerkzeuges (7) mit Kavitäten (8) angeordnet. Die Kavitäten (8) sind über einen Schmelzekanal (9) mit dem Innenraum der Hülse (4) verbunden. Ebenfalls mündet in den Schmelzekanal (9) ein Anschlußkanal (10) einer Nachdrückeinheit (11) ein. Die Zufuhr des plastifizierten Kunststoffes zu den Kavitäten (8) wird über nicht dargestellte Steuereinrichtungen koordiniert.
Entlang von Holmen (12) ist eine bewegliche Spannplatte (13) positionierbar, auf der ein bewegliches Werkzeugteil (17) des Spritzgußwerkzeuges (7) montiert ist. In einem gegeneinander verfahrenen Zustand der Spannplatten (6, 13) begrenzen beide Werkzeugteile (16, 17) des Spritzgußwerkzeuges (7) gemeinsam die Kavitäten (8).
Eine Positionierung der beweglichen Spannplatte (13) erfolgt mit Hilfe eines Verstellmechanismus (14), der von einem Verschlußzylinder (15) betätigt wird. Der Verstellmechanismus (14) kann unter Verwendung von Kniehebeln konstruiert sein.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 sind die Kavitäten (8) mit ihren Längsachsen in horizontaler Richtung angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kavitäten (8) mit Längsachsen im wesentlichen in vertikaler Richtung positioniert sind. Auch bei dieser Ausführungsform besteht das Spritzgußwerkzeug (7) aus einem feststehenden Werkzeugteil (16) und einem beweglichen Werkzeugteil (17). Das feststehende Werkzeugteil (16) ist mit den Kavitäten (8) versehen, in die Spritzgußkerne (18) einfahrbar sind. Nach einem Einfahren des beweglichen Werkzeugteiles (17) in das feststehende Werkzeugteil (16) sind die Kavitäten (8) mit einer Kontur ähnlich zur Form von Reagenzgläsern versehen.
Insbesondere ist aus der Darstellung in Fig. 2 auch erkennbar, daß sowohl im Bereich des feststehenden Werkzeugteiles (16) als auch im Bereich des beweglichen Werkzeugteiles (17) Anschlüsse (19) zur Zuführung und Ableitung eines oder mehrerer Kühlmedien vorgesehen sind. Die Anschlüsse (19) münden in bei dieser Darstellung nicht zu sehende Kühlkanäle ein, die durch die Werkzeugteile (16, 17) hindurch verlaufen.
Aus der vergrößerten Darstellung des Spritzgußwerkzeuges (7) in Fig. 3 ist eine mögliche Positionierung der Anschlüsse (19) für das Temperiermedium noch einmal erkennbar.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Plastifizierschnecke (3) und der Nachdrückeinheit (11). Insbesondere ist zu erkennen, wie die Nachdrückeinheit (11) von einer an der Hülse (4) befestigten Kanalummantelung (20) getragen ist. Die Kanalummantelung (20) haltert im Bereich ihrer der Plastifizierschnecke (3) abgewandten Ausdehnung auch eine Einspritzdüse (21).
Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 4 bei einer Blickrichtung von oben und in einer Darstellung mit zusätzlichen Baugruppen. Es ist erkennbar, daß an der Spannplatte (6) zwei Kopplungselemente (22) zur Fixierung von Verbindungsstangen (23) angeordnet sind. Die Verbindungsstangen (23) münden im Bereich ihrer den Kopplungselementen (22) abgewandten Enden in Kolbenstangen (24) ein, die innerhalb von Zylindern (25) geführt sind. Die Zylinder (25) drücken sich bei einer Steuerdruckbeaufschlagung von den Kolbenstangen (24) ab und die Einspritzeinheit (2) und die gehalterte Plastifizierschnecke (3) können hierdurch mit einem vergrößerten Abstand zur Spannplatte (6) angeordnet werden, so daß die in Fig. 5 nicht dargestellte Einspritzdüse (21) zurückgezogen wird.
Innerhalb der Einspritzeinheit (2) ist die Plastifizierschnecke (3) mit einem Endsegment (27) gekoppelt, das über Lager (28, 29) in der Einspritzeinheit (2) geführt ist und das für eine Kopplung der Plastifizierschnecke (3) mit einem Rotationsantrieb (45) vorgesehen ist. Der Rotationsantrieb (45) kann beispielsweise als ein Hydromotor realisiert sein.
Fig. 6 zeigt eine vergrößerte und teilweise geschnittene Darstellung der Nachdrückeinheit (11). Die Nachdrückeinheit (11) ist mit ihrem Anschlußkanal (10) in den Schmelzkanal (9) übergeleitet, der zur Einspritzdüse (21) führt. Die Nachdrückeinheit (11) wird dabei von der Kanalummantelung (20) getragen. In einem Vorratsraum (30) der Nachdrückeinheit (11) ist ein Nachdrückkolben (31) geführt. Der Nachdrückkolben (31) kann beispielsweise hydraulisch betätigt sein.
Um eine Abkühlung des plastifizierten Materials zu verhindern, sind im Bereich der Kanalummantelung (20), der Einspritzdüse (21) sowie in einer Umgebung des Vorratsraums (30) Heizeinrichtungen (46, 47, 48) angeordnet. Ein Hydraulikbereich (49) der Nachdrückeinheit (11) wird zur Vermeidung einer Aufheizung des verwendeten Hydrauliköls gegenüber dem restlichen Bereich der Nachdrückeinheit (11) thermisch isoliert.
Die Zuführung von plastifiziertem Material von der Plastifizierschnecke (3) in den Bereich des Schmelzekanals (9) wird von einer Verschlußdüse (50) gesteuert, die zwischen dem Schmelzekanal (9) und einem Schneckenvorraum (51) angeordnet ist.
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (61) in Behälter (62) ist in Fig. 7 und in Fig. 8 dargestellt.
Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (62) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (63), die mit einer Blasform (64) versehen ist, in die ein Vorformling (61) einsetzbar ist. Der Vorformling (61) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (61) in die Blasform (64) und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des fertigen Behälters (62) besteht die Blasform (64) aus Formhälften (65, 66) und einem Bodenteil (67), das von einer Hubvorrichtung (68) positionierbar ist. Der Vorformling (61) kann im Bereich der Blasstation (63) von einem Transportdorn (69) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (61) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (61) beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (64) einzusetzen.
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (69) ein Anschlußkolben (70) angeordnet, der dem Vorformling (61) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (69) vornimmt.
Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
Eine Reckung des Vorformlings (61) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Reckstange (71), die von einem Zylinder (72) positioniert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine mechanische Positionierung der Reckstange (71) über Kurvensegmente durchgeführt, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (63) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind
Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem-Anordnung von zwei Zylindern (72) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (73) wird die Reckstange (71) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (74) des Vorformlings (61) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (73) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (73) tragenden Schlitten (75) von einem Sekundärzylinder (76) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (76) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungsrolle (77), die während der Durchführung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (77) wird vom Sekundärzylinder (76) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (75) gleitet entlang von zwei Führungselementen (78).
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (79, 80) angeordneten Formhälften (65, 66) erfolgt eine Verriegelung der Träger (79, 80) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (80).
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (81) des Vorformlings (61) ist gemäß Fig. 8 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (82) im Bereich der Blasform (64) vorgesehen.
Fig. 8 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (62) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (61) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (83).
Fig. 9 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit einer Heizstrecke (84) sowie einem rotierenden Blasrad (85) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingabe (86) werden die Vorformlinge (61) von Übergaberädern (87, 88, 89) in den Bereich der Heizstrecke (84) transportiert. Entlang der Heizstrecke (84) sind Heizstrahler (90) sowie Gebläse (91) angeordnet, um die Vorformlinge (61) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (61) werden diese an das Blasrad (85) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (63) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (62) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (92) zugeführt.
Um einen Vorformling (61) derart in einen Behälter (62) umformen zu können, daß der Behälter (62) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (62) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (61) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften erzielt werden.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.
Die Expansion des Vorformlings (61) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.
Aus Fig. 9 ist ebenfalls erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (84) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (93) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Umlenkrädern (94) geführt sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung eine im wesentlichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (89) und einem Eingaberad (95) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (84) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (94) und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (96) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (89) und des Eingaberades (95) relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (84) drei Umlenkräder (94, 96) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (96) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen der Heizstrecke (84) und das größere Umlenkrad (94) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (39) und zum Eingaberad (95). Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (93) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
Nach einem fertigen Blasen der Behälter (62) werden diese von einem Entnahmerad (97) aus dem Bereich der Blasstationen (63) herausgeführt und über das Übergaberad (88) und ein Ausgaberad (98) zur Ausgabestrecke (92) transportiert.
In der in Fig. 10 dargestellten modifizierten Heizstrecke (84) können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern (90) eine größere Menge von Vorformlingen (61) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (91) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen (99) ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (90) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen wird eine Strömungsrichtung für die Kühlluft im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge (61) realisiert. Die Kühlluftkanäle (99) können im Bereich von den Heizstrahlern (90) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (90) zu realisieren.
Fig. 11 zeigt einen Schnitt durch das Spritzgußwerkzeug (7) der Spritzgußeinrichtung (1). Es ist insbesondere zu erkennen, wie die Kavität (8) einerseits vom Spritzgußkern (18) und andererseits von einer Formhülse (32) begrenzt ist. Im Bereich ihrer der Kavität (8) abgewandten Begrenzung ist die Formhülse (32) mit einem spiralartigen Strömungsleitelement (33) versehen, um eine günstige Strömungsführung eines Temperiermittels für eine Formtemperierung zu unterstützen. Zur Ermöglichung einer Formung des Gewindebereiches der Vorformlinge (61) ist das Spritzgußwerkzeug (7) mit Gewindeeinsätzen (34, 35) versehen, die quer zu einer Kavitätenlängsachse (36) positionierbar angeordnet sind. Die Positionierung der Gewindeeinsätze (34, 35) kann beispielsweise unter Verwendung einer Kurvenrolle (37) erfolgen, die entlang einer Steuerkurve (38) geführt ist. Die Gewindeeinsätze (34, 35) weisen Temperiermittelkanäle (39) auf. Ebenfalls ist es möglich, außenseitig an den Gewindeeinsätzen (34, 35) ein Temperiermittel entlang zu leiten und äußere Oberflächen der Gewindeeinsätze (34, 35) zur Wärmeübertragung zu nutzen.
Die vorteilhaften Effekte eines mindestens zum Teil metallisch ausgebildeten Temperiermittels lassen sich sowohl im Hinblick auf eine Kühlung als auch im Hinblick auf eine Beheizung der Formelemente durch eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungsvarianten erreichen. Neben der bereits erwähnten Verwendung von flüssigen Metallen kommt insbesondere auch die Verwendung von Dispersionen eines sehr feinpulvrigen Metalls in einer Trägerflüssigkeit in Betracht. Für andere Anwendungsfälle sind derartige Dispersionen von feinpulvrigem Metall in einer Trägerflüssigkeit beispielsweise als sogenannte Streichbronzen oder Bronzelacke für Oberflächenbeschichtungen bekannt. Für Anwendungen als Temperiermittel sind grundsätzlich alle Flüssigkeiten geeignet, die das pulverisierte Metall gegenüber von Korrosionseffekten oder anderen chemischen Beeinflussungen schützen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist daran gedacht, eine Lösung des Metalls in einer Trägerflüssigkeit zu verwenden. Bei einer Verwendung von Natrium als Metall ist insbesondere daran gedacht, eine Lösung in Aminen zu realisieren. Insbesondere bei einer Verwendung anderer Alkalimetalle kommen aber auch noch weitere andersartige flüssige Lösungsmittel in Frage.

Claims

1. Verfahren zur Temperierung mindestens eines Teiles eines Formelementes einer Einrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff, bei dem entlang mindestens eines Teiles einer Oberfläche des Formelementes ein flüssiges Temperiermittel geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperiermittel mindestens zum Teil ein in einem Fließvorgang transportierbares Metall verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel entlang einer äußeren Oberfläche des Formteiles geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel entlang einer inneren Oberfläche des Formelementes geleitet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel durch mindestens einen Temperiermittelkanal (39) durch das Formelement hindurch geleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Spritzgußform verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Formhülse (32) der Spritzgußform verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel zur Temperierung von Gewindeeinsätzen (34, 35) der Spritzgußform verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel zur Temperierung eines Spritzgußkerns (18) der Spritzgußform verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Blasform (64) verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel zur Temperierung einer Formschale der Blasform (64) verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiermittel zur Temperierung eines Bodenteiles (67) der Blasform (64) verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperiermittel ein flüssiges Metall verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperiermittel eine Dispersion eines feinen Metallpulvers in einer Trägerflüssigkeit verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperiermittel eine Lösung eines Metalls in einer Trägerflüssigkeit verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperiermittel flüssiges Natrium verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall eine Legierung verwendet wird.

17. Vorrichtung zur Verarbeitung von thermoplastischem Kunststoff, die mindestens ein Formelement zur Konturvorgabe für den thermoplastischen Kunststoff aufweist und bei der mindestens ein Teil des Formelementes mit einer Temperiereinrichtung verbunden ist, die mindestens einen Strömungskanal für ein flüssiges Temperiermittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtung ein Förderelement für ein mindestens zum Teil metallisch ausgebildetes Temperiermittel aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungskanal entlang einer äußeren Oberfläche des Formelementes erstreckt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungskanal entlang einer inneren Oberfläche des Formelementes erstreckt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungskanal mindestens zum Teil durch das Formelement hindurch erstreckt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als Teil einer Spritzgußform ausgebildet ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als eine Formhülse (32) ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als Gewindeeinsatz (34, 35) ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als ein Spritzgußkern (18) ausgebildet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als Teil einer Blasform (64) ausgebildet ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als eine Formschale ausgebildet ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelement als ein Bodenteil (67) ausgebildet ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement zur Umwälzung eines flüssigen Metalls ausgebildet ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement zur Umwälzung einer Dispersion eines Metallpulvers in einer Trägerflüssigkeit ausgebildet ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderelement zur Umwälzung einer Lösung eines Metalls in einer Trägerflüssigkeit ausgebildet ist.