-
"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem
Kunststoff nach der Blasmethode" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach der sog. Blasmethode, bei
der ein aus einer Spritzdüse fortlaufend ausgepresster schlauchförmiger Vorformling
zwischen die auseinandergefahrenen Teile einer Blasform ausgespritzt, von der danach
wieder geschlossenen Form ergriffen und in dieser Form durch Zuiührung eines Blasmediums
durch Ausdehnung zu dem gewünschten Hohlkörper ausgeformt wird. Insbesondere betrifft
die Erfindung eine Abwandlung dieser Methode, bei der der von der geschlossenen
Form ergriffene Vorformling auf einer Seite offengehalten wird, damit in dieses
offene Ende, nachdem die Form und der von ihr aufgenommene Vorformling aus dem
Ausspritzbereich
der Spritzdüae weggebracht worden ist, ein Dorn eingeführt werden kann, mit dem
sowohl der Bereich der Schlauchbffnung im Zusammenwirken mit der Form hinsichtlich
seines Aussen-und Innendurchmessers kalibriert, als auch das Blasmedium eingeführt
werden kann. Diese Methode dient dazu, offene hohlkörper mit einer Einfüll-, Ausguss-oder
Anschlussöffnung zu erzeugen, deren Innenfläche fur dichtende Verschlüsse genau
bemessen sein muss. Da die hauptsächliche Anwendung dieser lviethode au ! die Erzeugung
von Flaschen gerichtet ist, werden nachfolgend Flaschen stellvertretend für alle
Arten von mit einer kalibrierten Öffnung versehenen Hohlkörpern genannt.
-
Im allgemeinen bereitet es keine Schwierigkeiten, den Hale von Flaschen
zu kalibrieren, nämlich solange nicht, wie der Durchmesser des Halses und der des
übrigen Teils der Flasche in einem geeigneten Verhältnis zueinander stehen, insbesondere
solange nicht, wie der Durchmesser des Flaschenhalses nicht zu weit, aber wesentlich
geringer als der übrige Teil der Flasche ist. Der Schlauch kann dann einen solchen
Durchmesser und eine solche Wanddicke erhalten, dass sein Aussendurchmesser sich
verhältnismässig eng an den Halsbereich der geschlossenen Form anlegt, und sein
Innendurchmesser stimmt dann insoweit mit dem Aussendurchmesser des einfahrenden
Dornes überein, dass dieser unter Ausübung eines gewissen radialen Druckes mit seiner
Aussenfläche die Innenfliche des FlaschenhalseH formt und
kalibriert.
Der verbleibende, in der Form hängende Schlauchteil wird dann durch Aufblasen soweit
gedehnt, bis er sich überall an die Innenwandung der Form anlehnt und eine Flasche
gewünschter Wanddicke entsteht. vienn man dagegen Flaschen herstellen will, deren
alsdurchuesser im Verhältnis zum übrigen Teil der Flasche ziemlich weit ist, so
würde, falls man den Schlauchdurchmesser nach diesem haledurchmesser bemessen würde,
der Schlauch zu weit ausfallen, d. h. eine zu geringe Dehnung des übrigen Flaschenkörpers
beim Aufblasen stattfinden, m. a. We eine zu grosse Wanddicke der fertig geblasenen
Flasche entstehen. Dies würde in vielen Fällen einer IXIaterialverschwendung gleichkommen,
aber auch in anderer Hinsicht nachteilig sein, z. B. bei Verwendung farblosen durchscheinenden
liaterials die oft gewünschte Transparenz beeinflussen. In einem solchen Falle muss
man bezüglich des Schlauchdurchmessers, der eite des Flaschenhalses und des gewünscuten
Deunungsgrades für den übrigen Teil des Flaschenkörpers, d. h. die gewUnschte Wanddicke,
einen Mittelwert ermitteln, der zu einem Vorformling führt, dessen Aussendurchmesser
geringer als der Innendurchmesser des Halsbereiches der Blasform ist. Will man also
beispielsweise eine Flasche von 50 mm Aussendurchmesser mit einem Ylaschenhals von
15 mm Aussendurchmesser nach der sog.
-
Blasmethode ausformen, so wird man einen schlauchförmigen Vorformling
ausspritzen und von einer Pteilten Form ergreifen lassen, der etwa 17 oder 18 mm
Aussendurchmesser
hat. Wenn dagegen eine Flasche von 50 mm Aussendurchmesser
geblasen werden soll, deren Halsansatz einen Durchmesser von 30 mm oder mehr hat,
so wird man hierzu als Vorformling einen plastischen Schlauch von etwa 20-25 mm
mm nehmen.
-
Die vorstehend angegebenen Zahlenbeispiele führen auch zu den Schwierigkeiten,
die mit der Herstellung sog.
-
"Weithalsgefäße"verbunden sind. Wenn nämlich der Aussendurchmesser
des schlauchförmigen Vorformlings dem Innendurchmesser des Halsbereiches der Blasform
entspricht oder geringfügig grösser ist, so wird nach dem Zusammenfahren der Formteile
der Vorformling in diesem Bereich der geschlossenen Form gelagert und gehalten,
so dass er nicht ohne weiteres und wenigstens nicht sofort in den Innenraum der
Form hineingleiten kann. Diese fUr den Transport des Vorformlings in der Form zur
Blasstation ebenso wie für das Einführen des Blas-Kalibrierdorries notwendige Lagerung
und Halterung fällt fort, wenn der Aussendurchmesser des schlauchförmigen Vorformlings
geringer als der Innendurchmesser des Halsbereiches der Blasform ist.
-
Ausserdem darf der Innendurchmesser des Vorformlings nur wenig kleiner
als der Aussendurchmesser des Blas-Kalibrierdornes sein, weil nur dann der eingeführte
Dorn unter Ausübung eines gewissen radikalen Druckes den Flaschenhals ausformen
kann, ohne ihn axial zu stauchen oder etwa gar vor sich her zu schieben. enn dagegen
Aussen-und Innendurchmesser des Vorformlings wesentlich geringer sind als der Aussendurchmesser
des Blas-Kalibrier-Dornes,
so wird dieser beim Sinfahren in den
halsbereich der Form den Schlauch einfach vor sich schieben, ohne überhaupt ihn
an die Innenfläche des Halsbereiches der Blasform anzupressen, was Vorbedingung
der Ausformung des Flaschenhalses ist. ur Überwindung dieser Schwierigkeiten schlägt
die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem ausserhalb des eigentlichen die Flasche
formenden Blasvorganges mit Hilfe eines auf den im Halsbereich der Blaeform befindlichen
Teiles des Vorformlings einwirkenden kombinierten Druck-und Unterdrucksysteme, also
einee Blas-und Ssugsystems derart eingewirkt wird, dass dieser Teil des Vorformlings
zunächst durch Druck gegen den Halabereioh der 13lasform gepreset wird, um dann
an diesem durch Unterdruck gehalten zu werden.
-
Der schlauchförmige Vorformling kann dann zusammen mit der ihn aufnehmenden
Blaeform aus dem Bereich der Spritzdüae weg zu dem Blas-und Kalibrier-Dorn gefahren
werden, ohne innerhalb der Form seine Lage zu verändern, und er bietet dann dem
einzuiUhrenden Dorn auch die richtige Lage, um durch ihn hinsichtlich Innen-und
Aussendurchmesser in Zusammenwirken mit dem Halsbereich der Form kalibriert zu werden.
-
Es ist zwar bekannt, für die Herstellung von Hohlkörpern nach dem
Blasverfahren das aus einem Spritzkopf ausgestossene Schlauchstück mit einer Greifeinrichtung
zu erfaseen und mit dieser in eine seitlich verschoben bereitstehende Blasform einzubringen.
Hierbei besteht nach einem
bekannten Vorschlag die Greifeinrichtung
aus zwei dem Schlauchumfang sich anschmiegenden, mit Offnungen versehenen Kammern,
die an eine Unterdruckquelle angeschlossen sind. Diese bekannte Einrichtung dient
aber nicht dazu, einen sohlauchförmigen Vorformling in einer geschlossenen Blasform
von einer Schlauchformungsstationsdüse zu einer Blas-und Kalibrierstation zu schaffen
und auch nicht dazu, bei der Herstellung von Weithalsgefäßen die Schlauchöffnung
für das Einführen eines Blas-Kalibrier-Dornes vorzubereiten. Ausserdem setzt die
bekannte Einrichtung voraus, dass die Greifer sich beim Schliessen an den Schlauchumfang
eng anschmiegen, weil anderenfalle eine den Schlauch haltende Saugwirkung nicht
eintreten wUrde, Wie die Praxis bewiesen hat, ist dies aber sehr schwer und praktisch
nur dadurch zu erreichen, dass man den Innendurchmesser der geschlossenen Greifeinrichtung
etwas geringer als den Aussendurchmesser des Schlauches bemiset, und so vorzugehen
wäre im Hinblick auf die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht nur unzweckmässig,
sondern ihr geradezu entgegengesetzt, denn ein XusammendrUcken des Schlauches an
irgendeinem Teil seines Umfangs soll ja gerade vermieden werden ; selbst ein ganz
geringfügiges Quetschen wäre schon schädlich.
-
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von
Hohlkörpern aus thernoplastischem Kunststoff nach der sog. Blasmethode, insbesondere
von Flaschen, deren Hals einen im Verhältnis zum Ubrigen Flaschenkörper
grossen
Durchmesser hat, bei dem ein aus einem Spritzkopf erzeugter schlauch-oder blasenförmiger
Vorformling von einer Blasform aufgenommen, nach Erreichen der erforderlichen Länge
von dem aus dem Spritzkopf nachschiebenden » aterial getrennt und an einer anderen
Stelle in der Weise zur fertigen Flasche ausgeformt wird, dass der Hals mit einem
blas-Kalibrier-Dorn durch Pressen des plastischen waterials gegen die Innenwandung
der Form im Halsbereioh und der übrige Teil der Flasche durch Aufblasen ausgeformt
wird. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Vorrformling erzeugt
wird, dessen Aussendurohmesser geringer als der Innendurchmesser der Blaeform im
Halsbereich ist, wonach nach Erreichen der erforderlichen Länge und vor dem Trennen
vom Nachschub des Spritzkopfes im Halabereioh des in der Form befindlichen Teiles
des Vorformlings ein Uberdruck und gleichzeitig an der Aussenfläohe des Vorformlings
in diesem Bereich ein Unterdruck erzeugt wird, der nach dem Trennen vom Nachschub
aufrechterhalten wird. Ausserdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
-
In den anliegenden Zeichnungen sind das Verfahren nach der Erfindung
und die Mittel zu seiner Ausiührung g schematisch zur Anschauung gebracht. Es stellen
dar ! Fig. 1-4 vier aufeinanderfolgende Schritte des Verfahrens nach der Erfindung,
dargestellt an einer Vorrichtung nach der Erfindung im Vertikalschnitt in vier verechiedenen
aufeinanderfolgender Po it
Fig. 5 u. 6 Einzelteile einer mit einer
abgewandelten Vorrichtung nach der Erfindung auagestatteten Blasform im Vertikalschnitt,
Fig. 7 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit im Halbschnitt.
-
Fig. 1 veranschaulicht zunächst die allgemein mit S bezeichnete Schlauchformungestation
einer Anlage zur Herstellung von Flaschen aus thermoplastischem Kunststoff und die
zu dieser Anlage gehörende, seitlich verschoben liegende Blas-und Kalibrierstation
B.
-
Aus einer einem das körnige Kunststoffmaterial plastifizierenden
nicht dargestellten Extruder nachgeschalteten Spritzdüse 1 wird, der Schwerkraft
folgend, senkrecht nach unten ein Vorformling in Gestalt eines unten offenen Schlauches
2 in den itaum ausgespritzt, der zwischen den auseinander gefahrenen Teilen 3a und
3b einer Blaeform liegt. Wenn der Vorformling die erforderliche durch die Höhe des
herzustellenden Hohlkörpers bestimmte Länge hat, werden die Formhälften 3a und 3b
zusammengefahren, d. h. die Form geschlossen und dabei ein Ende des Vorformlings,
bei dem dargestellten Beispiel das untere Ende 4, durch Zusammenquetschen verschlossen.
Dies veranschaulicht die Fig. 1.
-
Für die Herstellung einer sog. Weithalsflasche, d. h. einer Flasche,
deren Hals im Verhältnis zum übrigen einen Teil der Flasche/verhältniemassig grossen
Durchmesser'hat, wird der Aussendurchmesser des Vorformlings so bemessen,
dass
er bei geschlossener Form die Innenwandung 5 des Halsbereiches der Form nicht berührt,
weil andernfalls entweder ein sehr dünner Schlauch eingefahren werden müsste, dessen
Ausformung im Halsbereich Schwierigkeiten bereiten würde, oder weil bei einer auf
die Haleausformung ausgerichteten Bemessung der Schlauchdioke die dann nur noch
geringe Dehnung fUr den dbrisen Teil des Flaschenkörpera zu einer zu dicken Wandung
desselben führen wurde.
-
Da aber die dichte Anlage des Vorformlings an der Wandung 5 des Halsbereiches
der Form Vorbedingung ist, sowohl für das Einfahren des Blas-Kalibrier-Dornes, dessen
Aussendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Flaschenhalses entspricht, als auch
für den Transport des Vorformlings in der Form von der Schlauchformungsstation S
zur Blas-und Kalibrierstation B, ist erfindungsgemäee ein kombiniertes Überdruck-
und Unterdruck- bzw. Blas- und Saugsystem vorgesehen, durch das zunächst der Vorformling
im Halsbereich durch Überdruck gegen eine an eine Unterdruckquelle angeschlossene
Fläche 6 gedrückt wird, um an dieser von dem dann wirkenden Saugzug festgehalten
zu werden.
-
Hierzu ist in der Spritzdüse 1 ein Blaskanal 7 untergebracht, durch
den nach dem Schliessen der Form Druckluft (Pfeile d) eingeblasen wird, und zwar
nur soviel wie notwendig, um den Vorformling im oberen Formbereich soweit auszudehnen,
dass er gegen die Ringfläche 6 gedrückt wird, die durch die Querkanäle 8 an einem
Ringraum 9 angeschlossen
ist, der über Leitungen 10a, 10b an eine
nicht dargestellte Onterdruckquelle angescnlossen ist.
-
Der Blaskanal 7 im Inneren der Spritzdiise 1 kann die Luft sowohl
senkrecht nach unten in den Vorformling einführen, als auch, wie dies Fig. 2 veranschaulicht,
insoweit gerichtet, dass sie bevorzugt in jenem Teil des Vorformlings wirkt, der
durch Aufweitung gegen die ihn begrenzenden Flache der Blasform gebracht werden
soll.
-
Da aber der im Halabereich der Blasform liegende Teil des Vorformlings
noch wärmer und gleichzeitig auch schwächer ist, als der darunter liegende Teil,
wird sowieso beim Einführen eines hinsichtlich Menge und Druck richtig dosierten
Blasmedium, dieser nalsteil sich zuerst ausdehnen und in gewünschter Weise gegen
die Pläche 6 anlegen. Dieser Teil ist natürlich wärmer, weil er näher an der Spritzdüse
1 liegt und er ist auch schwacher, weil der ausgespritzte Schlauch sich infolge
seines Gewichts längt, d. ho seine Wandstärke in der Praxis unten dicker und oben
dünner wird.
-
Da blaeformen im allgemeinen aus zwei gleichen hälften bestehen,
die schon zur Vermeidung von Quetschnähten am fertig geblasenen Produkt genau aufeinanderpassen
müssen, kann die Ausbildung so erfolgen, daes bei geschlossener Form ein einziger
Ringraum 9 entsteht, der an einer einzigen Unterdruckleitung 10 angeschlossen ist.
-
Befürchtet man jedoch Druckverluste, so kann fUr jede Formhälfte ein
etwa halbkreisförmiger Ringraum 9a bzw. 9b vorgesehen
werden,
der jeweils an eine Unterdruckleitung 10a bzw. 10b angeschlossen ist, die in eine
gemeinsame Leitung münden oder beide an der Unterdruckquelle angeschlossen sind.
Die Unterdruckräume sind bei dem in den Fig. 1-4 gezeigten Beispiel durch Halbringe
11a, 11b abgedeckt, an denen die Schraubverbindungen 12 der Unterdruckleitungen
10 befestigt sind.
-
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1-4 ist der Unterdruckraum
ein Bestandteil der den Halsbereich der Flasche formenden Backen 13a und 13b, die
in die Formteile 3a und 3b eingesetzt sind. Solche Backen werden meist, was in den
Figuren 1-4 nicht angedeutet ist, dann verwendet, wenn der Flaschenhals ein Gewinde
erhalten soll.
-
Wenn nun der in der geschlossenen Form hängende und oberhalb des
für die rialsausformung bestimmten Teiles an der Fläche 6 gehaltene Vorformling
2a durch einen Schnitt oder auf andere bekannte und geeignete Weise, z. B. mittels
eines Glühdrahtes längs der Linie 14 vom nachgepressten Liaterial an dem Spritzkopf
1 getrennt wird, so kann die Form auf einer Bahn 15 in Pfeilrichtung aus dem Nachschubbereich
des Spritzkopfes weg und unter die Blasstation B mit ihrem allgemein mit 16 bezeichneten
Blas-und Kalibrier-Dorn gefahren werden. Während dieser Zeit fördert der Spritzkopf
kontinuierlich weiter, d. h. ein neuer schlauchförmiger Vorformling 2b entsteht,
und der Unterdruck im Ringraum 9 wird aufrechterhalten und dadurch der Vorformling
in der Form gehalten, d. h. am Absinken in den Forminnenraum
gehindert.
Gleichzeitig wird der schlauchförmige Vorformling 2a in der Lage gehalten, die es
dem Blas-und Kalibrier-Dorn 16 ermöglicht, in die Offnung 17 eingeschossen zu werden.
In diesem Moment, also in dem Zeitpunkt, in dem der Dorn eingeschjossen wird, kann
der Unterdruck im Ringraum 9 aufgehoben werden.
-
Man erkennt, dass bei dem Aus£dhrungsbeispiel nach den Fig. 1-4 die
Ringfläche 6 der geschlossenen Form einen etwas grösaeren Durchmesser als die Ringfläche
5 hat, um einen abgesetzten Blasdorn verwenden zu können, an dessen eigentlichen
Kalibrierteil 16a sich ein verdickter Schaft 16b anschliesst, dessen untere ringförmige
Stirnfläche die obere Stirnfläche des Flaschenhalses aueformt und dabei das überschüssige
Material, den sog. Butzen 18, vom Flaschenhals abtrennt. 19 ist ein den Blas-Kalibrier-Dorn
durchsetzender, an eine Druckluftleitung angeschlossener Blaskanal.
-
Wenn diese Operation beendet ist, wird die Form geöffnet, die fertig
geblasene Flasche ausgeworfen und die geöffnete Form zur Aufnahme eines neuen Vorformlings
2b wieder unter den Spritzkopf 1 bewegt.
-
Während die Fig. 1 bis 4 eine Vorrichtung darstellen, bei der das
Unterdrucksystem 6-8-9 ein integraler Bestandteil der Form bzw. der in die Form
eingesetzten Backen 13 ist, veranschaulichen die Fig. 5 und 6 eine Abwandlung, bei
der die den oberen Teil des Vorformlings ansaugende Fläche 20 die innere Ringfläche
eines auf die Form aufgesetzten
und beispielsweise durch Schrauben
21 mit ihr verbundenen ringförmigen Saugkastens 22 ist, der über eine Leitung 23
an einer Unterdruckquelle angeschlossen ist. SelbstverstWndlich muse ih diesem Fall
bei geteilter Form auch der Saugkasten 22 entsprechend geteilt, etwa in Form eines
halbringes ausgeführt werden. Fig. 5 veranschaulicht das der Fig. 1 entsprechende
Stadium des gerade von der geschlossenen Form aufgenommenen Vorformlings 2, Fig.
6 das in der Fig. 3 entsprechende Stadium, in dem durch Einfuhren von Druckluft
d der Vorformling 2a im oberen Bereich zur Anlage gegen die Innenfläche der Backen
13 und der Saugfläche 20 gebracht worden ist, wo er dann durch diese Saugwirkung
gehalten wird. Der Saugkasten kann z. B. aus Blech gefertigt und seine Innenwandung
als Sieb ausgebildet sein.
-
Vielfache Abwandlungen des Verfahrens nach der Erfindung und der
zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtungen sind denkbar, ebenso wie sich dieses
Verfahren in eine grosse Zahl bekannter Methoden zur Heratellung von Hohlkörpern
aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Flaschen, einbauen lasst. So ist
z. B. vorstehend das Verfahren am Beispiel eines von einer geteilten Form ergriffenen,
beim Schliessen der Form einseitig zugequetschten und an der anderen Seite offenen
schlauchformigen Vorformlings erklärt, obwohl offensichtlich auch ein einseitig
geschlossener blaeenförmiger Vorformling mit den Mitteln der Erfindung behandelt
werden kann.
-
Es ist anzunehmen, dass sich die Wirkung des Uberdrucksystems nit
der des Unterdrucksjstems insofern überlagert, als der durch Druckluft gegen die
Saugfläche gedrückte Schlauchteil gleichzeitig angezogen wird, wenn erst einmal
dieser Schlauchteil nahe genug an die Saugflache gebracht worden ist. Allerdings
würde die Wirkung des Saugsystems verpuffen, falls man nicht den durch die Saugwirkung
festzuhaltenden Schlauchteil erst an die Sou.-flache heranbringen wUrde, Selbstverständlich
kann die Erfindung, die insbesondere im hinblick auf die Herstellung von Weithalaflaschen
entwickelt wurde, auch fUr andere im Verhältnis zum übrigen Flaschenteil einen geringeren"normalen"Durchmeseer
aufweisende Flaschen angewendet werden. Sehr vorteilhaft wirkt sich die Anwendunb
der Erfindung z. B. auch bei der Herstellung sehr langer Gefäße aus, für die ein
besonders langer und daher schwerer Vorformling erzeugt und in der Form bis zum
Einführen des Blasdornes gehalten werden muse.
-
Auch kann man, wenn es bei den fertig geblasenen FLechen auf die äussere
Oberfläche des halses weniger ankommt und die bei Anwendung der rfindung unvermeidlichen
allerdings sehr kleinen Idarben an der Stelle, durch die die Saugluft angezogen
wird, nicht als nachteilig empfunden werden, die Saugfläche in den Flaschenhalsbereich
der Form selbst legen.
-
Eine solche Möglichkeit veranschaulicht-Fig. 7. In die Jewindebacken
24 mit den Gewindekerben 25 ist hier an entsprechender Stelle eine Ausnehmung 26
eingeformt, die, von
einer Siebplatte 27 verachlossen, über eine
: 3ohrung 28 mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht. Selbstverständlich
lässt sich diese Konstruktion 26-27-28 auch fUr eine Form, bei der die Saugfläche
ausserhalb des Flaschenhalses liegt, verwenden.