DE1960129A1

DE1960129A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkoerpern aus thermoplastischem Material

Info

Publication number: DE1960129A1
Application number: DE19691960129
Authority: DE
Inventors: Hubert Blanchard
Original assignee: SIDEL FA
Current assignee: SIDEL FA
Priority date: 1968-12-27
Filing date: 1969-11-29
Publication date: 1970-07-16
Also published as: GB1232509A; SU361548A3; FR1600584A

Description

Dl PL.-1 NG. PH. EYER

DiPL-ΙνΘ. E. EVER 6 FRANKFURT A..M. 1

η . y p. , - ^ .j _Λ, .χ |_ T EM1L-CLAAR-STRASSE 3Ο

Anmelderin;

Firma SIDEL

197, rue des Chantiers

76 - Le Havre (Frankreich)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur. Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material durch Extrusion eines rohrförmigen Rohlings und Blasen dieses Rohlings in einer Form.

Einer der Faktoren, die das Arbeitstempo bei der Herstellung von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen, aus thermoplastischem Material durch Extrudorblasen begrenzen, ist die abkühlung des Halsteiles der Hohlkörper. Außerdem werden bei der Verarbeitung von thermoplastischem Material nach dieser Arbeitsweise flüchtige Stoffe frei, die nach der Her,.5 te Llung der Hohlkörper in Form von Düiapfen oder Aerosolen in ihrem Inneren verbleiben. Man kann diesem Mangy I mehr.¹ oder weniger durch Luftspülung während des Blasens begegnen, zu welchem Zv/eck man eine oder mehrere Öffnungen vorsieht und das Innere des Hohlkörpers in .Verbindung mit düx.« Atmosphäre bringt. Diesü Öffnungen sind jedoch von geringen Dimumjiunen und die Spülung ist nicht ausreichend.

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Darüber hinaus bildet die Luft, die sich zwischen dem den' Hohlkörper bildenden thermoplastischen Material und dem .Formeindruck eingeschlossen befindet, ein Hindernis für eine gube Abkühlung des geblasenen Hohlkörpers, da sie einen thermischen Widerstand hervorruft.

Die Erfindung hat zum Ziel, die vorstehend beschriebenen Nachteile durch ein besonders einfaches und leicht durchführbares Blasverfahren zu beseitigen.

Das Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material durch Blasen eines exfcrudierten, zwischen zv/ei Halbteilen einer Form eingeschlossenen Rohlings besteht nach der iirfindung darin, daß das Blasen des Rohlings intermittierend bewirkt wird, d.h., daß man während der Blaoperiode mehrere Kaie einen AnfangsZyklus wiederholt, bestehend aus einer ersten Phase, während der man in das Innere des Rohlings auf einen bestimmten Druck komprimierte Luft einführt, und aus einer zweiten Phase der Verbindung mit der Atmosphäre, während der.die in dem Hohlkörper enthaltene Druckluft in die Atmosphäre entweichen kann.

Das Verfahren nach der Erfindung bietet Vorteile.

ORIGINAL IiMSPECTED

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Zunächst tritt, wenn man dem Inneren des Hohlkörpers während der Phase des Blasens komprimierte Luft von einem verhältnismäßig hohen Druck zuführt, während der darauffolgenden Phase der Verbindung mit der Atmosphäre ein Abfluß der Luft über den Halsteil des Hohlkörpers ein und die Temperatur des Hal3teiles wird, wenn die Anfangstemperatur beispielsweise 70° G beträgt, dann auf ungefähr 0° erniedrigt, wobei eine adiabatische Entspannung stattfindet. Die kalte Luft strömt folglich mit großer Geschwindigkeit gegen den schwer zu kühlenden Teil des Hohlkörpers. Eine analoge Wirkung, jedoch weniger intensiv, ergibt sich in dem übrigen Teil des Hohlkörpers.

Das Verfahren der Erfindung gestattet auch, das Innere des Hohlkörpers in wirksamer Weise zu reinigen und es von tfremdstoffen zu befreien, die sich darin befinden können.

Im übrigen erlauben die Unterbrechung des Blasens und das Verbinden des Inneren des Hohlkörpera mit der Atmosphäre der zwischen dem thermoplastischen Material und dem Eindruck der Form eingeschlossenen Luft, sich zu entspannen und sich einen Weg zu den Luftlöchern der Porm zu bahnen. Hierdurch vrird die Kühlung des Hohlkörpers nach dem AnfangszyklUK während der oder den nachfolgenden Blasphajen erlieblich verbessert.

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Die Erfindung hat" auch zum Gegenstand eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Mittel zur Herstellung einer Verbindung des Inneren des geblasenen Hohlkörpers mit der Atmosphäre nach einer ersten Blasphase und zum darauffolgenden Unterbrechen dieser Verbindung während einer oder mehreren nachfolgenden Blasphasen aufweist. Diese Mittel können aus einer Vorrichtung bestehen, die die Blasorgane außerhalb des Hohlkörpers in der Weise freigibt, daß seine Austrittsöff-

nung offen bleibt oder sie können auch aus einem Freiluftventil bestehen, das auch offen ist, wenn die Blasphase beendet ist.

Eine Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise wiedergegeben. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Formhälfte mit einem extrudierten Rohling. In Fig. 2 ist ein Schnitt nach II - II durch Fig. 1 wiedergegeben. Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt auf der Linie III - III der Fig. 1. In Fig. 4 ist ein Diagramm dargestellt, das die Druckänderung (in Bar) im Inneren des Hohlkörpers als Funktion der Zeit (in Sekunden) während einer«Blasperiode veranschaulicht.

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Die Form, besteht (Pig. Z) aus zwei Teilen 1 und 2, von denen jeder Teil einen der Form des herzustellenden Höhlkörpers, im Beispielsfalle einer Flasche, entsprechenden Eindruck 3 aufweist. Der Hohlkörper wird erhalten aus einem vermittels eines Extruders bekannter Ausführung hergestellten, rohrförmigen Rohling 4» dessen unterer Teil zwischen den beiden Formhälften 1 und 2 eingeklemmt und so geschlossen ist.

Vor dem Blasen befindet sich der Hohlkörper 4 in der in I¹Ig. 1 wiedergegebenen Stellung und, wenn die Form geschlossen ist, bringt man ein Blasorgan 5 in Arbeitsstellung, das dazu bestimmt ist, Luft unter Druck in das Innere des Rohlings 4 einzuführen. Das Blasorgan kann von bekannter Art sein und kann, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einem Blaskopf mit einer axialen Austrittsleitung 6 be^ stehen, die mit einem Kanal 7verbunden ist, der über eiri zwischengeschaltetes Steuerventil 8 an eine Drupkluftquelle 9 angeschlossen ist. Der Blaskopf 5 kann beweglich und, beispielsweise vermittels einer pneumatischen Spindel 1.0, .'steuerbar auf der Form angeordnet sein.

Wenn der Rohling 4 in der aus den beiden Hälften 1 und 2 bestehenden Form eingeschlossen istV kann die Blasarbeit stattfinden. -Zu diesem Zweck bewirkt ein die pneumatische

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Spindel 10 steuernder Programmator 15 mechanisch, elektrisch oder in anderer Weise die öffnung des Ventiles 8 und die kalte, komprimierte Luft wird mit großer Geschwindigkeit entsprechend den eingezeichneten Pfeilen in das Innere des Rohlings 4 eingeführt, der sich infolgedessen ausdehnt und xx die Form der Eindrücke 3 der Halbformen 1 und 2 annimmt, die der gewünschten Form des gewünschten Hohlkörpers entspricht.

Nach der Erfindung unterbricht man das Blasen vor dem Ende der normalen Blasperiode, indem man das Ventil 8 schließt, und verbindet das Innere des Hohlkörpers mit der Atmosphäre, sei es vermittels eines Ventiles 8a, das über eine Leitung 6a im Blaskopf 5 und einen Kanal 7a mit dam Inneren der Form verbunden ist und das durch den Programmator 15 gesteuert wird, sei es, indem der Blaskopf 5 mit Hilfe der Spindel ^: 10 entfernt und in die in Fig. 1 angedeutete Stellung ge- \ bracht wird, in der die obere Öffnung 4a des geblasenen Hohlkörpers freigelegt ist. Die in dem Hohlkörper enthal- \ tene, unter Druck stehende Luft kann dann über die Öffnung \ 4a in die. Atmosphäre entweichen und es findet gleichzei·^ /1 tig - wie dies in Fig. 1 durch gestrichelte Pfeile ange- j deutet ist - das Abströmen dieser Luft durch den Halsteil 4b der Flasche statt. Infolgedessen beträgt die Temperatür im Halsteil, wenn der relative innere Luftdruck 4 Bar ^:

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und die Anfängstemperatur 70° C betragen, etwa 0° C, unter adiabatischer Entspannung. Die kalte Luft fließt also mit großer Geschwindigkeit in die Atmosphäre und streicht hierbei an dem Halsteil 4b, dem am schwierigsten zu kühlenden Teil, entlang. Die gleiche Wirkung, jedoch weniger intensiv," tritt auch in dem übrigen Teil der geblasenen Flasche auf.

Die Phase des Luftaustrittes in die.Atmosphäre dauert eine gewisse Zeit, nach der man von neuem mit Hilfe der Spindel 10 den Blaskopf 5 auf der Form in die in Fig. 1 gezeigte Stellung bringt (oder unter der Wirkung des Programmators 15 das Ventil 8a wieder schließt) und das Ventil 8 öffnet. Man füllt somit von neuem die geblasene Flasche mit kalter komprimierter Luft, die mit großer Geschwindigkeit in Richtung der eingezeichneten Pfeile einströmt. Wie vorher beschrieben, läßt man dieser Blasphase eine Lüftungsphase Joe xxxixxxx folgen, indem man den Blaskopf 5 wieder von der öffnung 4a entfernt oder das Ventil 8a öffnet.

Wie aus dem Diagramm Fig. 4 erkennbar ist, das sich auf die Herstellung einer Flasche aus thermoplastischem I-Iaterial von 1 1 Inhalt bezieht, beträgt die ganze Dauer des Blasens einer Flasche 3,7 See» Diese Zeit verteilt sich auf zwei Zyklen I und II, von denen jeder Zyklus eine mit A bezeich-

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nete Blasphase und eine Phase B des Luftauslasses in die ^; Atmosphäre umfaßt. Während der Blasphase wächst der rela-, tive Druck ρ von O auf 2 Bar und wird auf diesem Wert gehalten, bis er in der Lüftungsphase wieder auf O zurückfällt.

Man kann selbstverständlich, je nach dem gegebenen Fall, auch eine größere Zahl von Zyklen in einer Blasperiode vorsehen.

Die Halbform 1 ist - Fig. 2 - mit Abzugskanälen 11 und 12 versehen, die der zwischen der Wand des Hohlkörpers und dem Sindruck 3 der Form eingeschlossenen Luft erlauben, sich einen Weg nach außen zu bahnen. Diese Kanäle befin-r den sich in Form von Nuten in der Fläche 1 a der Halbform 1, die sich in der. Vereinigungsebene P der Form befindet. Jede der Hüten 11 und 12 erstreckt sich parallel zur Achöe der Form und mündet in den transversalen Flächen 1b und 1c der Form ins Freie.

Wie besser aus Fig. 3 ersichtlich ist, gestattet der gerade Querschnitt der Abzugs öffnungen 11 und 12 ein schnelles Entweichen der eingeschlossenen Luft. Die Abzugsöffnung 11 (oder 12) bildet in ihrem breitesten Teil, d.h. in dem

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Teil, der der Austrittsöffnung in der transversalen Ebene 1b naheliegt, einen Kanal von der Tiefe a und der Breite b, der von einer sich an die Oberfläche 1a anschließenden seitlichen !lache 11a, einer parallel zur Vereinigungsebene P verlaufenden Bodenfläche 11b und.einer weiteren Seitenwand 11c begrenzt ist. Die Wand 11c ist verbunden mit dem halbzylindrisehen Kragen 3a des Eindruckes 3 durch eine im Verhältnis zu der Ebene P geneigte Rampe 11d. Bei einer praktischen Ausführungsform eines derartigen Abzugskanals betragen die Tiefe a = 1,5 mm, die Breite b des Bodens 11b = 30 mm und die Breite der Rampe 1.1 d = 3,5 mm. Die Kante 13 der Rampe 11d und des halbzylindrischen Kragens 3a verläuft in einem Abstand von etwa 0,05 - 0,07 mm von der Verbindungsebene P und die von der Wand 11c und der Rampe 11d gebildete Kante H liegt in einer Entfernung von der Ebene P, die um ein geringes größer ist.

Das Diagramm der Fig. 4 verdeutlicht den Vorteil, der durch die in Fig. 3 dargestellte Form der Kanäle 11 und 12 erzielt wird. In den üblichen, im wesentlichen aus Nuten bestehenden Kanälen, die in größerer Entfernung von dem Eindruck der Form liegen, erhält man während der Blasphase eine wachsende Druckkurve, die in Fig. 4 in gestrichelter Linie dargestellt ist. Wie ersichtlich ist, steigt der In-

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nendruck des Hohlkörpers erst langsam an, um am Ende einer Periode von 1,2 See. auf 0,3 Bar zu gelangen, worauf der Druck rapid auf den Wert des Druckes der komprimierten Blas luft ansteigt, der 2 Bar beträgt. Der langsame Anstieg des Druckes beruht auf der bremsenden Wirkung der abfließenden Luft, die zwischen dem Blaskörper und dem Formeindruck eingeschlossen ist. '

Im Gegensatz hierzu erhält man mit Abzugskanälen 11 und 12, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, während der ersten Blas phase einen schnelleren Druckanstieg, da der relative Druck in 0,5 See. bis auf 0,1 Bar anwächst, worauf er praktisch sofort auf einen Wert von 2 Bar ansteigt. Im Falle einer Blasperiode von insgesamt 3,7 See. gestatten Abzugskanäle nach der Erfindung eine Verminderung der toten Zeit um 16 $> und eine entsprechende Erhöhung der zum, Kühlen des Hohlkörpers zur Verfügung stehenden Zeit.

Darüber hinaus gestattet die Unterbrechung des Blasens nach einer ersten Blasphase A im ersten Zjfklus I der eingeschlossenen luft sich auszudehnen und sich einen Weg zu den Austrlttsöffnungen der Kanäle 11 und 12 zu bahnen. Die nachfolgende Unterbrechung des Blasens und das Verbinden des Hohlkörpers mit der Atmosphäre verbessern somit das Kühlen

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des in zwei Zyklen geblasenen Hohlkörpers bis zu dem Augenblick, in dem keine eingeschlossene Luft zwischen dem Hohlkörper und dem Formeindruck vorhanden ist.

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Claims

Patentansprüche:

.J Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material durch Blasen eines extrudierten, zwischen zwei Halbteilen einer Form.eingeschlossenen Rohlings, dadurch gekennzeichnet, daß während der Blasperiode mehrere Male ein anfänglicher Zyklus wiederholt wird, bestehend aus einer ersten Phase, während der in das Innere des Rohlings auf einen bestimmten Druck komprimierte Luft eingeführt wird, und aus einer zweiten Phase der Verbindung mit der Atmosphäre, während der die in dem Hohlkörper enthaltene Druckluft in die Atmosphäre entweichen kann.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Herstellung einer Verbindung des Inneren des Hohlkörpers mit der Atmosphäre nach einer ersten Blasphase und zum darauffolgenden Unterbrechen dieser Verbindung während einer oder mehreren' nachfolgenden Blasphasen aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mechanismus (10) vorgesehen ist, durch den, gesteuert von einem Programmator (15),das Blasorgan (5) nach jeder Blasphase von dem geblasenen Hohlkörper entfernt wird.

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4· Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (8a) zum Freisetzen der Luft im Inneren des geblasenen Hohlkörpers vorgesehen ist, dessen Öffnung nach jeder Blasphase von einem Pr ogrammat or (15) bewirkt wird.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Halbformen (1, 2) aus Nuten (11, 12) gebildete Kanäle aufweist, die in der Vereinigungsebene (P) der Halbformen angeordnet sind und von einer Seitenwand (11c) begrenzt sind, die sich an den Eindruck der Form über eine Rampe (11d) anschließt, deren Anschlußkante (13) in geringer Entfernung von der Vereinigungsebene verläuft .

Er/S/

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