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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Flaschen oder ähnlichen
Hohlkörpern aus organischen thermoplastischen Kunststoffen Es ist bekannt, Flaschen
aus thermoplastischell Kunststoffen unter Verwendung einer Auspreßdüse und mindestens
einer mit dieser Düse zusammenwirkenden und im Verhältnis zur Düse in vertikaler
Richtung relativ beweglichen, mindestens zweiteiligen Form herzustellen. Dabei wird
das Material als Schlauch ausgepreßt, von dem jeweils ein der Höhe des herzustellenden
Werkstückes entsprechender Abschnitt von der Form umschlossen und von der Düse abgetrennt
wird. Anschließend wird der in der Form eingeschlossene, noch heiße Schlauch durch
ein Druckmittel gedehnt, so daß er sich allseitig an die Innenwand der Form anlegt.
Dabei kühlt sich das thermoplastische Material ab und erstarrt in der durch die
Form gegebenen Gestalt. Nach dem Offenen der Form kann dann das fertige Werkstück
entfernt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne wesentliche Erhöhung
des Aufwandes, und zwar insbesondere ohne Vermehrung der Formen, die Leistung ganz
erheblich zu steigern.
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Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung vorgesehen, daß aus der dauernd
außerhalb der jeweils benutzten Form liegenden Spritzdüse in senkrechter Richtung
nach unten ein unten offener, frei herabhängender Schlauch angepreßt wird, von welchem
ein der Länge der Form entsprechender Schlauchabschnitt durch eine relative Bewegung
im Sinne einer Annäherung zwischen Spritzdüse und geöffneter Form in diese Form
eingeführt wird, wobei eine von unten in die Hohlform hineinragende Blasdüse von
unten her in das offene Ende des an der Spritzdüse hängenden Schlauches sich hineinschiebt.
Danach schließt sich die Form, schert dabei den umfaßten Schlauchabehnitt ab und
preßt ihn gleichzeitig gegen den Mantel der Blasdüse. Durch eine Relativbewegung
im umgekehrten Sinn, also im Sinne einer Entfernung zwischen Spritzdüse und Form,
wird die Form schneller als die Schlauchauspressung erfolgt, von der Spritzdüse
entfernt. Während dieser Entfernungsbewegung von Spritzdüse und Form erfolgt das
Aufblasen des Hohlkörpers in der Form durch die genannte Blasdüse. Nach der Abkühlung
des Hohlkörpers wird dieser Körper dann frühestens am Ende der Entfernungsbewegung
von Düse und Form nach Öffnen der Form aus ihr ausgestoßen. Zweckmäßig werden die
abwechselnd in Ausstoß richtung des Schlauches und gegenläufig dazu bewegten Teile,
also Spritzdüse und Form, über eine Wegstrecke auseinanderbewegt, die geringfügig
größer ist als die Höhe des herzustellenden Werkstückes. Dadurch ist es möglich,
die Schlauchauspressung kontinuierlich stattfinden zu lassen, so daß nach dem Aufblasen
des Werkstückes und dem Auswerfen des fertiggestellten
Hohlkörpers der für den nächsten
Arbeitsgang benötigte Schlauchabschnitt bereits an der Düse hängt.
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Zur Massenherstellung von Flaschen aus thermoplastischem Kunststoff
ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem ein Schlauch aus einer Spritzdüse
in vertikaler Richtung in eine Form hinein ausgepreßt wird. Bei der dafür vorgesehenen
Vorrichtung ist die Blasdüse konzentrisch in der Spritzdüse angeordnet, so daß es
erforderlich ist, den aus der Spritzdüse austretenden Schlauch an seinem unteren
Ende zu verschließen. Dieser Vorgang findet statt, wenn das untere Schlauchende
sich kurz unterhalb der Austrittsöffnung der Spritzdüse befindet, und er wird bewirkt
durch zwei in einer horizontalen Ebene bewegliche Messer, die einmal das untere,
zumeist deformierte und bereits erkaltete Schlauchende abschneiden und gleichzeitig
die beiden Umfangshälften des Schlauches miteinander verbinden. Während dieses Vorganges
ist die Form um einen Betrag, der nur einen Bruchteil der Gesamthöhe des herzustellenden
Werkstückes ausmacht, abgesenkt, um den Messern den Zugang zum Schlauch zu ermöglichen.
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Nach dem Abschneiden und Verschließen wird dann die Form an die Düse
herangebracht, und der nunmehr unten geschlossene Schlauch wird weiter bis zu der
der Form entsprechenden Länge ausgepreßt.
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Hat der Schlauch diese Länge erreicht, wird die Auspressung der Kunststoffe
unterbrochen und die Flasche od. dgl. durch Anwendung eines Druckmittels, z. B.
Luft, in der Form hergestellt. Die Form bleibt dabei in ihrer Lage an der Ausspritzdüse.
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Nach der Herstellung des Hohlkörpers wird dieser Körper unterhalb
der Ausspritzdüse durch eine besondere Schneidvorrichtung von der in der Düse befindlichen
Masse abgetrennt. Das Auspressen des Schlauches wird erst nach dem Auswerfen des
fertiggestellten Hohlkörpers fortgesetzt.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern
aus thermoplastischem Material ist eine Vielzahl von Formen am Umfang eines kreisförmigen,
drehbar gelagerten Tisches angeordnet, wobei aus einer waagerecht liegenden Spritzdüse
ein Schlauch kontinuierlich ausgepreßt wird.
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Die Düse ist dabei so angebracht, daß der Schlauch: etwa tangential
zu dem durch die Längsachsen der Formen gebildeten Kreis ausgepreßt wird, wobei
die Drehbewegung des Tisches synchron zur Auspreßgeschwindigkeit des Schlauches
erfolgt, so daß die einzelnen Formen in der Reihenfolge ihrer Anordnung fortlaufend
mit je einem Schlauchabschnitt beschickt werden. Die Einführung des Druckmittels
geschieht dabei über eine Hohlnadel, die den verlängerten Flaschenhals durchsticht.
Dieser perforierte Abschnitt des Flaschenhalses muß später von der Flasche abgetrennt
werden. Gegenüber dem Verfahren gemäß der Erfindung weisen die bekannten Verfahren
und Vorrichtungen beträchtliche Nachteile auf. So kann nach dem zuerst angeführten
bekannten Verfahren auf Grund der diskontinuierlichen Auspressung des Schlauches
niemals die Leistung erzielt werden wie bei dem Verfahren nach der Erfindung.
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Zudem erfordert es einen großen apparativen Aufwand. Die Uberlegenheit
des Verfahrens nach der Erfindung beruht vor allem auf der bereits erwähnten Tatsache,
daß Form und Ausspritzdüse nach dem Schließen der Form so weit voneinander wegbewegt
werden, daß bereits während des Formgebungsvorganges der Schlauchabschnitt für den
nächsten Arbeitsgang ausgepreßt wird. Bei dem bekannten Verfahren dagegen wird die
Form nur für eine kurze Zeit etwas von der Ausspritzdiise entfernt, so daß ein kontinuierliches
Auspressen des Schlauches nicht möglich ist, da die Formteile fortwährend im Bewegungsbereich
des Schlauches sich befinden. Zudem sind bei dem Verfahren nach der Erfindung keine
zusätzl ichen Mittel erforderlich, den ausgepreßten Schlauch jeweils während eines
besonderen Arheitsganges zu verschließen und von der nachfolgenden Nasse abzutrennen,
da alle diese Vorgänge während des und durch das Schließen der Form bewirkt wird.
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Die ebenfalls erwähnte bekannte Vorrichtung weist gegenüber dem Verfahren
gemäß der Erfindung den Nachteil auf, daß sie eine große Anzahl von sehr teuren
Formen erfordert, von denen zudem jede mit einem besonderen Öffnungs- und Schließmechanismus
versehen ist. Auch kann die Vorrichtung nur für bestimmte Arten thermoplastischer
Kunststoffe benutzt werden, da das Durchstechen des Flaschenkörpers mit einer Nadel
nicht bei allen Kunststoffen möglich ist.
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Bei l>eiden bekannten Verfahren bzw. Vorrichtung ist zudem die
Formgebung des Flaschenhalses weniger genau, da eine Vorrichtung, die die innere
Begrenzung des Flaschenhalses genau festlegt, im Gegensatz zu dem Verfahren der
Erfindung nicht vorhanden ist. Bei letzterem wird der Rohling von den Formteilen
gegen den Mantel der Blasdüse gedrückt, wodurch äußere und innere Begrenzungen des
Flaschenhalses eindeutig festgelegt werden können.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, das Verfahren
nach der Erfindung in der Weise
durchzuführen, daß die Spritzdüse feststehend angeordnet
ist und die zweiteilige Form mit der Blasdüse periodisch vor- und zurückbewegt wird.
Es ist aber auch möglich, die Führungselemente für die Form feststehend anzuordnen,
wobei sich dann die Spritzdüse periodisch der Hohlform nähert und sich wieder von
ihr entfernt. Der Schlauch wird zweckmäßig in lotrechter Richtung nach unten ausgepreßt
und dabei mit seinem freien, offenen Ende über einen senkrecht aufragenden Hohlraum
geführt, der gleichzeitig als Blasdüse dient. Die Erfindung beschränkt sich aber
keineswegs auf diese Auspreßrichtung. Vor allen Dingen kann bei der Herstellung
kleinerer. dickwandiger Hohlkörper das Auspressen auch in anderer Richtung bewirkt
werden.
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Das Aufweiten des eingeschlossenen Schlauchabschnittes bis zur Anlage
an der Innenwandung der Form kann durch inneren Uberdruck oder al>er auch durch
äußeren Unterdruck erfolgen.
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Das Auswerfen des fertigen Werkstückes nach dem Offnen der Hohlform
kann entweder durch die bereits angeführten Mittel oder auch von Hand oder durch
einen mechanischen Auswerfer erfolgen.
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Wie bereits erwähnt wurde, schließt sich beim Bewegen der Formteile
gegeneinander das eine Ende des abgetrennten Schlauchstückes infolge des Abcluetschens.
Dagegen soll das freie Ende des Schlauches, das aus der Spritzdüse austritt, offenbleiben,
damit es zu Beginn des nächsten Fertigungsvorganges über die Blasdüse geführt werden
kann. Um das zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen. Form und Spritzdüse
bis zur unmittelbaren Anlage der Form an die Spritzdüse gegeneinanderzubewegen und
dann erst die Formteile zu schließen. Der Schlauch wird dann unmittelbar an der
Düse abgequetscht. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Formteile, nachdem
sie sich um den Schlauchabschnitt geschlossen haben, schnell von der Spritzdiise
zu entfernen. Der Schlauch reißt dann an der heißesten Stelle, also unmittelbar
an der Düse, ab.
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Auch in diesem Falle ist der weiter aus der Düse ausgepreßte Schlauch
an seinem freien Ende stets offen. Ein etwa an der Flasche hängenbleibender kleiner
Butzen des Werkstoffes kann mühelos abgebrochen werden.
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Nach dem beschriebenen Verfahren können Hohlkörper beliebiger Art
hergestellt werden, obschon die Erfindung besonders geeignet ist für die Fertigung
von Flaschen. Es können thermoplastische Materialien verschiedenster Art in dieser
Weise verarbeitet werden. Als Beispiele seien bekannt: Polyäthylen, Celluloseester,
Polyvinylchlorid, Polystyrol od. dgl. Es ist gleichgültig, ob die Form zwei- oder
mehrteilig ist. Ferner ist es ohne Bedeutung, ob der Flaschenhals gleichzeitig innen
und außen kalibriert wird. Da der Schlauchabschnitt über die Blasdüse geschoben
und dann durch das Schließen der Formteile von außen gepreßt wird, besteht natürlich
eine einfache Möglichkeit, dem Flaschenhals außen und innen exakt die gewünschte
Form zu geben.
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Die Betätigung der zu bewegenden Teile kann auf mechanischem Wege
erfolgen. Zweckmäßiger ist eine hydraulische oder eine pneumatische Betätigung.
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Eine weitere Steigerung der Leistung kann noch erreicht werden, wenn
mit der einen Spritzdüse, durch welche der Schlauch mit mehr oder minder hoher Geschwindigkeit
kontinuierlich ausgepreßt wird, zwei oder mehr Hohlformen zusammenarbeiten.
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Die Formen können dabei senkrecht zur Austrittsrichtung des Schlauches
hin- und herbewegt werden.
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Sie können aber auch auf einem Drehtisch angel ordnet sein.
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Nachstehend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 bis 4 eine einfache Fertigungsvorrichtung
in vier verschiedenen Betriebsphasen, Fig. 5 eineFertigungseinrichtung mit zwei
Formen.
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Bei dem in Fig. 1 bis 4 skizzierten Ausführungsbeispiel erfolgt das
Auspressen des Schlauches 10 kontinuierlich durch die Spritzdüse 11. An dem Block
12 sind zwei parallel zueinander angeordnete pneumatische Zylinder 13 und 14 angebracht,
in welchen die Kolben 15 und 16 gleiten. Diese Kolben sind an ihrem Kopfende durch
eine Traverse 17 miteinander verbunden. Im übrigen tragen die Kolben 15 und 16 die
beiden waagerecht liegenden Zylinder 18 und 19 in welchen die Kolben 20 und 21 gleiten.
Diese Kolben tragen je eine Formhälfte 22 und 23, deren Ausnehmung der gewünschten
Flaschenform entsprechend ausgebildet ist. In dem Block 12 ist ferner das Rohr 24
geführt, an dessen freiem Ende die Blasdüse 25 angebracht ist.
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Wenn die Teile die in Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen und insbesondere
der Schlauch 10 ein hinreichend langes Stück ausgepreßt ist, werden durch Beaufschlagung
der beiden Kolben 20 und 21 die Formhälften gegeneinanderbewegt. Sie umschließen
alsdann den unteren Abschnitt des Schlauches 10, der einmal an die Blasdüse 25 angeklemmt
und zum anderen an seinem oberen Ende abgeklemmt wird.
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Die Teile nehmen anschließend die in Fig. 2 skizzierte Lage ein. Durch
entsprechende Steuerung der Druckzylinder 13 und 14 wird anschließend die Traverse
17 mit den Formteilen 22, 23 schnell abgesenkt, und zwar mit einer Geschwindigkeit,
die größer ist als die Austrittsgeschwindigkeit des Schlauches 10. Die Folge ist,
daß der Schlauch unmittelbar unter der Spritzdüse abreißt. Anschließend befinden
sich die Formteile in der in Fig. 3 dargestellten Lage. Gegebenenfalls schon während
des Absenkens, spätestens aber bei Erreichung der in Fig. 3 dargestellten Lage,
wird durch die Blasdüse 25 Druckluft in das Innere des eingeklemmten Schlauchabschnittes
eingeblasen.
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Dieser legt sich dann unter der Einwirkung des inneren Druckes gegen
die Wandungen der Hohlform. Dabei kühlt er sich ab und verfestigt sich, so daß er
die der Hohlform entsprechende Gestalt beibehält. Alsdann trennen sich die Formhälften
22 und 23 wieder voneinander. Zu Beginn dieser Bewegung wird die nunmehr fertige
Flasche 26 durch den Dorn 25 in ihrer Lage gehalten; sie bleibt also in keiner der
Formhälften 22 oder 23 hängen. Nachdem sich die Formhälften aber um einen geringen
Betrag von der Flasche abgehoben haben, wird die Düse 25 schnell zurückgezogen.
Das Flaschenmaterial ist nunmehr noch hinreichend warm, so daß das Ausziehen des
Dornes keine Schwierigkeiten bereitet. Haben sich die Formhälften 22 und 23 bis
zu der in Fig. 4 skizzierten Lage voneinander entfernt, so genügt ein geringer Druckluftstoß
durch die Düse 25, um das Werkstück aus derMaschine auszuwerfen. Die Formhälften
22 und 23 werden dann wieder gegen die Düse bewegt, und der Arbeitszyklus wiederholt
sich in der beschriebenen Weise.
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Die Steuerung der genannten Bewegungsvorgänge sowie der Blasdüse
25 kann selbsttätig erfolgen, kann aber auch von Hand bewirkt werden.
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Bei der Ausbildung gemäß Fig. 5 der Zeichnung bewegt sich auf einer
Querschiene 27 ein Schlitten
28, auf dem die beiden Formen 29 und 30 heb- und senkbar
angebracht sind. Im übrigen sind die Einzelteile der Formeinrichtungen gemäß Fig.
1 bis 4 ausgebildet. Abwechselnd wird ein aus der Düse 11 austretender Schlauchabschnitt
10 von einer der Formen 29 und 30 erfaßt und weiterverarbeitet. Nachdem z. B. die
Form 29 einen Schlauchabschnitt aufgenommen hat, senkt sie sich ab und bewegt sich
gleichzeitig zur Seite. Damit kommt die zweite Form 30 unter den austretenden Schlauch
10. Diese Form fährt hoch, schließt sich, senkt sich wieder ab und bewegt sich zur
anderen Seite, damit die Form 29 wieder einen neuen Schlauchabschnitt ergreifen
kann.
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PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Flaschen oder ähnlichen
Hohlkörpern aus organischen thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung einer
Auspreßdüse und mindestens einer mit dieser Düse zusammenwirkenden und im Verhältnis
zur Düse in vertikaler Richtung relativ beweglichen. mindestens zweiteiligen Form,
wobei das Material als Schlauch ausgepreßt wird, von dem jeweils ein ausgepreßter
Abschnitt von der Form oder einer der Formen umschlossen wird, welche gleich nach
dem Schließen derart durch die erwähnte relative Bewegung von der Auspreßdiise entfernt
wird, daß das Aufblasen des umschlossenen Schlauchabschnittes bis zur Anlage an
der Innenwandung der Hohlform mit darauffolgendem Abkühlen und Auswerfen des fertigen
Gegenstandes aus der Form stattfindet, ohne daß das nachfolgende Auspressen aus
der Spritzdüse unterbrochen zu werden braucht, dadurch gekennzeichnet, daß aus der
dauernd außerhalb der jeweils benutzten Form liegenden Spritzdüse (11) in senkrechter
Richtung nach unten ein unten offener, frei herabhängender Schlauch ausgepreßt wird,
von welchem ein der Länge der Form entsprechender Schlauchabschnitt (10) durch eine
relative Bewegung im Sinne einer Annäherung zwischen Spritzdüse (11) und geöffneter
Form (22, 23) in diese eingeführt wird, wobei die von unten in die Hohlform (22,
23) hineinragende Blasdüse (25) von unten her in das offene Ende des an der Spritzdüse
(11) hängenden Schlauches (10) hineinfährt, worauf sich die Form (22, 233 schließt
und dabei den umfaßten Schlauchabschnitt (10) abschert und gleichzeitig gegen den
Mantel der Blasdüse (25) preßt, worauf durch eine Relativbewegung im Sinne einer
Entfernung zwischen der Spritzdüse (11) und der Form (22, 23) die Form schneller
als die Schlauchauspressung von der Spritzdüse (11) entfernt wird, wobei während
dieser Entfernungsbewegung zwischen Spritzdüse (11) und Form (22, 23) das Aufblasen
des Hohlkörpers (26) in der Form (22, 23) durch die genannte Blasdüse (25) erfolgt
sowie außerdem die Abkühlung des Hohlkörpers (26), worauf der fertige Hohlkörper
(26) frühestens am Ende der Entfernungsbewegung von Düse (25) und Form (22, 23)
nach Öffnen der Form aus ihr ausgestoßen wird.