DE1454970B2

DE1454970B2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hohlkoerpern, wie flaschen od.dgl., aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE1454970B2
Application number: DE1964B0079040
Authority: DE
Inventors: Erhard 5892 Meinerzhagen Langecker
Original assignee: Gebruder Battenfeld, 5892 Meinerz hagen
Priority date: 1964-10-23
Filing date: 1964-10-23
Publication date: 1972-06-15
Also published as: US3504397A; AT293008B; DE1454970A1; GB1129095A; CH438689A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern, wie Flaschen od. dgl., aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein schlauchförmiger Vorformling in einer wenigstens zweiteiligen Hohlform durch einen die Halsöffnung des Hohlkörpers innen und außen kalibrierenden Dorn aufgeblasen wird, der bei geschlossener Hohlform in den Vorformling eingeführt und beim Blasen in die das Abscheren des Abfalles bewirkende Endstellung bewegt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Flaschen, Kanistern, Behältern od. dgl. im Blasverfahren, wird von einem Plastifizieraggregat, beispielsweise einem Extruder, plastifiziertes Material aus einer an dem Extruder angeordneten Düse in Gestalt eines Schlauches nach unten ausgestoßen und zwischen eine geöffnete, wenigstens aus zwei Formteilen bestehende Hohlform gebracht; die Hohlform wird dann geschlossen und der schlauchförmige Vorformling mittels eines Doms zu dem gewünschten Hohlkörper aufgeblasen. Hierbei wird der Innen- und Außendruckmesser der Halsöffnung der Flasche od. dgl. auf das erforderliche Maß gebracht, also kalibriert.

Bei diesem Herstellen von Hohlkörpern im Blasverfahren kann der Blas- und Kalibrierdorn entweder vor oder nach dem Schließen der Hohlform in den Vorformling eingeführt werden. In beiden Fällen erfolgt die Betätigung des Blas- oder Kalibrierdorns unmittelbar durch hydraulisch oder pneumatisch betätigte Zylinderorgane, wobei die Eintauchtiefe des Domes in den Vorformling in der Regel durch einen Anschlag begrenzt wird.

Bei einer dieser bekannten Verfahrensweisen wird der Blas- und Kalibrierdorn vor dem Schließen der Hohlform in den Vorformling eingeführt; hierbei wird der Dorn durch in der Hohlform angeordnete Gegenlager gehalten entgegen dem Blasdruck.

Bei einer anderen bekannten Verfahrensweise wird der Blas- oder Kalibrierdorn nach dem Schließen der Hohlform in den Vorformling eingeführt und beim Blasen in die das Abscheren des Abfalles bewirkende Endstellung bewegt. Hierbei ist eine Verriegelung des Doms in der eingeführten Stellung durch in der Hohlform vorgesehene Gegenlager aus selbstverständlichen Gründen nicht möglich. Bei diesem Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht, muß der Dorn gegen den Blasdruck durch sein Betätigungsorgan, d.h., durch das ihn betätigende pneumatische oder hydraulische Zylinderorgan gehalten werden. Bei kleinen Halsöffnungen der Behälter sind die Durchmesser der Zylinder verhältnismäßig klein; bei großen Halsöffnungen, d. h. bei öffnungen, deren Innendurchmesser groß gegenüber der Wandstärke ist, müssen die Zylinderdurchmesser bei pneumatischer Betätigung mit üblichen Drücken entsprechend groß gewählt sein, um dem durch die Blasluft erzeugten, auf den Dorn einwirkenden Innendruck zu widerstehen.

Da die Verwendung von Blasluft im allgemeinen, insbesondere bei hohem Druck, wenig wirtschaftlich ist, verwendet man dort, wo hohe Drücke erforderlich sind, also vorzugsweise bei weiten Halsöffnungen, hydraulisch betätigte Zylinder; diese besitzen aber den Nachteil, daß sie zufolge der Inkompressibilität der Flüssigkeit sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit bewegen. Hieraus ergibt sich aber, daß das Abtrennen des Abfalls vor dem endgültigen Aufblasen des Schlauches erfolgt, so daß durch das restliche Aufblasen nach erfolgter Abtrennung Material von der Schnittkante abgezogen wird, wodurch die Stirnfläche der Halsöffnung, die vielfach als Dichtfläche zu dienen hat, unsauber wird. Wenn man, um den vorstehend angegebenen Nachteil zu vermeiden, den Dorn langsam in die Halsöffnung einführt, so wird durch die Abkühlung des Materials am Dorn das Material in die Flasche hineingeschoben, wodurch sich wieder eine unsaubere Innenfläche der Halsöffnung ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile bei Vereinigung der Vorteile zu vermeiden, und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen ein einwandfreies Abtrennen des Abfallmaterials und gleichzeitig ein einwandfreies Ausbilden der Innenfläche und der als Dichtfläche dienenden Stirnfläche der Halsöffnung, bei Verwendung üblicher Betätigungszylinder für den Dorn, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß das Einführen des Domes in den Vorformling unter der Wirkung eines geringen Betätigungsdruckes schnell und das Bewegen in die Endstellung unter Verlangsamung der Bewegung bei gleichzeitiger Steigerung des Betätigungsdruckes erfolgt.

In vorteilhafter Weiterbildung erfolgt die Verlangsamung der Bewegung des Domes derart, daß der Rohling vor dem Abscheren durch den Dorn an der Forminnenwandung zur vollen Anlage gebracht wird.

Zufolge der anfänglich schnellen Bewegung des Domes wird dieser während des Blasens schnell in die Öffnung des Vorformlings eingeführt, so daß der Vorformling durch den Dom schnell verschlossen wird. Während der Verlangsamung der weiteren Bewegung des Domes erfolgt das vollständige Aufblasen des Vorformlings bevor das Abtrennen des Abfallmaterials an der kalibrierten Halsöffnung erfolgt. Hierdurch wird zuverlässig erreicht, daß gerade bei Weithalsflaschen oder Weithalskanistern, bei denen die Wandstärke des Halses sehr gering ist im Verhältnis zum Halsdurchmesser, eine einwandfreie Dichtfläche und gleichzeitig ein sicheres und sauberes Abtrennen des Abfallmaterials gewährleistet ist. Das neue Verfahren stellt somit gegenüber den bisher bekannten Verfahren einen wesentlichen Vorteil insofern dar, als die Schaffung einer einwandfreien Halsöffnung mit einwandfreier stirnseitiger Dichtfläche und gleichzeitig ein einwandfreies Abtrennen des Abfallmaterials ermöglicht wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn an einem ortsfest gelagerten Kniehebel angeordnet ist, der durch ein an sich beliebiges Betätigungsorgan aus seiner Knickstellung in die annähernde Strecklage bewegbar ist. Die Anwendung eines Kniehebels hat neben dem hohen Enddruck trotz eines kleinen Antriebszylinders den wesentlichen Vorteil, daß die Anfangsgeschwindigkeit des Domes sehr groß ist und die Öffnung im Vorformling durch den Dorn schnell verschlossen wird, so daß der Vorformling schon aufgeblasen ist, ehe das Abtrennen des Abfallmaterials an der kalibrierten Öffnung erfolgt.

Eine abgewandelte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich darin, daß der Dom unmittelbar an der bewegbaren Kolbenstange eines druckmittelbetätigten Organs befestigt ist, dessen feststehender Zylinder in einer federnden Gegenlagerung aufgenommen ist, deren Federkraft einstellbar ist. Die federnde Gegenlagerung des Organs, dessen Kolbenstange den Dorn unmittelbar bewegt, hat ebenfalls die Wirkung, daß der Dorn zum Anfang schnell bewegt wird, wobei ein verhältnismäßig geringer Druck von dem Dorn ausgeübt wird, während bei der anschließenden Endbewegung des Doms zufolge der wachsenden Gegenkraft der Gegenlagerung eine Verlangsamung der Bewegung und gleichzeitig eine Steigerung des Betätigungsdruckes erreicht wird. Die federnde Gegenlagerung kann beispielsweise als Kompressionszylinder ausgebildet sein, der mit einem kompressiblen Medium gefüllt ist, das unter einem Druck steht, der unterhalb des Endbetätigungsdruckes des Doms steht. Bei Einführung des Doms in den Vorformling weicht nach Verschluß des Vorformlings durch den Dorn

ίο zufolge des hohen Blasdruckes die Gegenlagerung so lange aus, bis der in ihr erreichte Druck gleich dem Endbetätigungsdruck ist. Durch dieses der Bewegung des Dorns entgegengesetzt gerichtete Ausweichen der Gegenlagerung wird eine Verlangsamung der Bewegung und gleichzeitig eine Steigerung des Betätigungsdruckes des Doms erzielt. Das federnde Element kann selbstverständlich an Stelle eines Kompressionszylinders auch eine beliebig ausgebildete Feder sein, deren Federweg und Kraft einstellbar ist.

Eine weitere Abwandlung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht erfindungsgemäß darin, daß der Dorn fest mit dem Kolben eines Zylinders verbunden ist, der während einer ersten in ihrer Zeitdauer einstellbaren Bewegungsphase des Kolbens mit einer Niederdruckleitung und während der anschließenden Endbewegungsphase des Kolbens mit einer Hochdruckleitung verbindbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematische Teildarstellung der Vorrichtung, bei der die Betätigung des Domes durch einen Kniehebel erfolgt, bei ausgefahrenem Dom,

F i g. 2 Darstellung gemäß F i g. 1 bei eingefahrenemDorn,

Fig. 3 Darstellung gemäß Fig. 1, wobei der Dorn von unten in den Vorformling eingefahren wird,

F i g. 4 Darstellung gemäß F i g. 3 bei eingefahrenem Dom,

F i g. 5 schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, bei der der Betätigungszylinder des Dorns auf einem elastischen Gegenlager angeordnet ist,

F i g. 6 schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, bei der der hydraulische Betätigungszylinder an Leitungen mit unterschiedlichen Drücken angeschlossen ist.

Gemäß F i g. 1 wird ein schlauchförmiger Vorformling 1 durch eine Greifvorrichtung 2 von einer nicht dargestellten Auspreßdüse aufgenommen und in eine zweiteilige Hohlform 3, 3 α abgesenkt. Während der Schließbewegung der Hohlform schwenkt ein zum Blasen und Kalibrieren geeigneter Dorn 4 mit seiner Betätigungsvorrichtung über den Vorformling 1. Der Dorn 4 ist auf einer Platte 5 befestigt, die mittels einer Führungsmuffe 6 auf einer Stange 7 heb- und senkbar ist. Die Blasluft wird dem Dorn 4 durch eine Leitung 8 zugeführt. An der Platte 5 greift ein Kniehebel 9, 10 an, der an einer Anlenkstelle 12 ortsfest und drehbar in einer Lasche 13 gelagert ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erfolgt die Betätigung des Kniehebels 9,10 aus der in der F i g. 1 gezeigten eingeknickten Lage in die annähernde Strecklage gemäß F i g. 2 durch ein Betätigungsorgan 16 mit einem Zylinder, dessen Kolbenstange 15 an dem Ende eines Hebelteiles 14 angreift, das seinerseits mit dem Kniehebel 10 eine Einheit bildet.

Zufolge der Wirkungsweise des Kniehebels 9, 10 kann ein pneumatisch betätigter Zylinder kleinen Durchmessers mit geringem Antriebsdruck gewählt werden, da der erforderliche Enddruck durch den Kniehebel 9, 10 bei Erreichung seiner annähernden Strecklage zwangläufig erzeugt wird. Es kann selbstverständlich auch ein hydraulisch betätigter Zylinder verwendet werden, dessen gleichbleibende Geschwindigkeit durch den Kniehebel 9,10 sich auf die Bewegung des Doms 4 derart auswirkt, daß dieser zunächst bei hoher Geschwindigkeit mit geringer Kraft, am Ende jedoch mit geringer Geschwindigkeit und hoher Kraft betätigt wird. Durch den Kniehebel 9, 10 wird die Geschwindigkeit der Dornbewegung so gesteuert, daß sich eine saubere Halsöffnung bei einwandfreier Abtrennung des Abfalls ergibt, da bei der durch den Kniehebel 9, 10 bewirkten Verlangsamung der Dornbewegung der Vorformling 1 voll aufgeblasen wird, bevor die Trennkante 17 des Doms 4 auf die konische Gegenkante 18 der Hohlform auftrifft und den Abfall abquetscht. Die Betätigung des Kniehebels 9, 10 kann auf an sich beliebige Weise erfolgen. Beispielsweise kann ein Zylinder in dem Knickpunkt zwischen den Kniehebeln 9 und 10 direkt angreifen; es kann jedoch auch ein anderes Antriebselement, beispielsweise eine Spindel, eine Zahnstange od. dgl. verwendet werden, durch das der Kniehebel 9,10 aus der Knicklage in die annähernde Strecklage bewegt wird.

Die F i g. 3 und 4 zeigen die gleichen Kniehebel 9, 10 entsprechend Fig. 1 und 2. Der Unterschied gegenüber F i g. 1 und 2 besteht darin, daß der Dorn 4 von unten her in den Vorformling 1 eingeführt wird, der unmittelbar von einer Auspreßdüse 19 in die Hohlform 3, 3 α eingeführt wird.

Die F i g. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung. Hier ist der Dorn 4 unmittelbar auf der Kolbenstange 22 eines Zylinders 21 befestigt, der in sich einen Kolben 20 aufnimmt. Die Leitungen 23 und 24 dienen der Heb- und Senkbewegung des Kolbens 20 und damit des Doms 4. Der Zylinder 21 ist auf dem Kolben 25 eines entsprechend groß gewählten pneumatisch betätigten Zylinders 26 angeordnet. Der Zylinder 26 wird durch eine Leitung 27 mit einem Abschlußventil 28 unter einem bestimmten einstellbaren Druck gehalten, der unterhalb des zur Abquetschung des Abfallmaterials erforderlichen Endbetätigungsdruckes des Doms 4 liegt. Wenn der Zylinder 21 durch die Leitung 23 mit dem Druckmedium beschickt wird, bewegt sich der Dorn 4 schnell in den Vorformling 1 hinein bis kurz vor die Endstellung. Bei dem steigenden Gegendruck, der für das Abquetschen erforderlich ist, weicht der Zylinder 21 über den Kolben 25 so lange aus, bis der Druck in dem Zylinder 26 unterhalb des Kolbens 25 gleich dem erforderlichen Abquetschdruck ist. Auf diese Weise wird der gleiche Erfolg erzielt, wie er durch die Kniehebelanordnung gegeben ist. An Stelle des pneumatisch betätigten Zylinders 26 kann selbstverständlich auch jedes andere beliebige Federelement verwendet werden, sofern es auf Federwerte einstellbar ist und die oben beschriebene Wirkung besitzt.

Eine weitere Abwandlung zeigt die F i g. 6. Bei dieser ist der den Kolben 20 aufnehmende Zylinder 21 mit einer zweiteiligen Zuführungsleitung versehen. Durch die Niederdruckleitung 30 wird zunächst Niederdruck mit hoher Geschwindigkeit in den Zylinder 21 gegeben zum Einführen des Doms 4 in den Vorformling 1. Der Niederdruck wird so bemessen, daß er zum Abquetschen des Abfallmaterials nicht ausreicht. Wenn der Dom 4 die Abquetschstellung erreicht hat, wird nach erfolgtem Aufblasen des Vorformlings 1 zusätzlich Hochdruck durch die Hochdruckleitung 29 in den Zylinder 21 gegeben, so daß jetzt das Abquetschen erfolgt. Die Niederdruckleitung 30 besitzt ein Rückschlagventil 31.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern, wie Flaschen od. dgl., aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein schlauchförmiger Vorformling in einer wenigstens zweiteiligen Hohlform durch einen die Halsöffnung des Hohlkörpers innen und außen kalibrierenden Dorn aufgeblasen wird, der bei geschlossener Hohlform in den Vorformling eingeführt und beim Blasen in die das Abscheren des Abfalles bewirkende Endstellung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einführen des Domes (4) in den Vorformling (1) unter der Wirkung eines geringen Betätigungsdruckes schnell und das Bewegen in die Endstellung unter Verlangsamung der Bewegung bei gleichzeitiger Steigerung des Betätigungsdruckes erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlangsamung der Bewegung des Domes (4) derart erfolgt, daß der Vorformling (1) vor dem Abscheren durch den Dorn (4) an der Forminnenwandung zur vollen Anlage gebracht wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit einer wenigstens zweiteiligen Hohlform und einem bewegbaren Dorn, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (4) an einem ortsfest gelagerten Kniehebel (9, 10) angeordnet ist, der durch ein an sich beliebiges Betätigungsorgan (16) aus seiner Knickst'ellung in die annähernde Strecklage bewegbar ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit einer wenigstens zweiteiligen Hohlform und einem bewegbaren Dom, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (4) unmittelbar an der bewegbaren Kolbenstange (22) eines druckmittelbetätigten Organs befestigt ist, dessen feststehender Zylinder (21) in einer federnden Gegenlagerung aufgenommen ist, deren Federkraft einstellbar ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit einer wenigstens zweiteiligen Hohlform und einem bewegbaren Dorn, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (4) fest mit dem Kolben (20) eines Zylinders (21) verbunden ist, der während einer ersten in ihrer Zeitdauer einstellbaren Bewegungsphase des Kolbens (20) mit einer Niederdruckleitung (30) und während der anschließenden Endbewegungsphase des Kolbens (20) mit einer Hochdruckleitung (29) verbindbar ist.