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Verfahren zum Herstellen falschenförmiger Hohlkörper und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahresn.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hersteilen flaschenförmiger
Hohlkörper aus thermo-plastischem Kunststoff, bei welchem ein in einer Vorform gebildeter
napfförmiger Vorformling in eine zwelteilige Blasform gebracht und nach deren Schliessung
mittels eines Druckmediums fertig gefromt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahresn.
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Flaschenförmige Hohlkörper aus Kunststoff werden zur Zeit meistens
nach dem Blasverfahren hergestellt, bei dem ein Schlauchstück extrudiert und innerhalb
einer mindestens
zweiteiligen Form aufgeblasen und dadurch aufgeweitet
wird.
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Die Lachteile dieses Verfahrens sind, dass durch das Zusammenquetschen
und Verschweissen des Schlauches am Boden wie an der Halspartie des fertigen Hohlkörpers
nicht genau kontrollierbare Schwachstellen sowie unerwünschte Materialanhäufungen
neben den Quetschstellen und am Rande des Flaschenbolens und teilweise auch an der
Halspartie Dünnstellen entstehen. Die abgequetschten Heute des Schlausches bleiben
mit dem Ifohlkörper mit einem dünnen Grat verbunden, welcher nachträglich entfernt
werden muss und die saubere Oberfläche der Flasche beeintrLicilt it, .
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Das abgequetschte Ende des Schlauches steht mit der gekühlten Blasform
nicht in Berührung, braucht folglich eine bedeutend längere Abkühlzeit als der übrige
Schlauchteil, und verursacht dadu5rch eine bedeutende Verlängerung der Taktzeit,
trotz Verwendung zusätzlicher Luftkühlung.
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Lurch das Abquetschverfahren entstehen Abfälle, die entweder wieder
vermahlen und dem Extruder zurückgeführt werden oder bei thermisch heiklem Material
wie z.B. Polyvinylchlorid unbrauchbar sind.
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Ferner wiesen die derart hergestellten Flaschen an der Mündung einen
kleinen, von der Trennfung der Blasform herrührenden Grat auf, so dass die Flaschenmündung
einn Nachbearbeitung benötigt, insbesondere wenn flachdichtende Verschlüsse verwendet
werden.
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Um einen oder mehrere dieser Nachteile zu beseitigen wurde bereits
vorgessilagne, den Schaluch nicht durch zwei Klemmbacken zusammenzuquetschen, sondern
eine Vorrichtung vorzusehen
um das Schlauchende nach innen zu krempeln
und zentral zu verschweissen. Durch diese Massnahme wird wohl ein Teil der oben
angeführten Nachteile eliminiert, die Ausführung ist Jedoch sehr kompliziert und
es entsteht statt einer linearen eine punktförmige Schweiss-Schwachstelle.
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Ein anderer Vorschlag sieht vor,die Mündungspartie der Flasche im
Spritzverfahren herzustellen, wobei für den Flaschenkörper selbst ein Schlauch anextrudiert
wird. Dieses Verfahren ergibt eine gute Mündungspartie, die anderen oben angeführten
Nachteile bleiben jedoch bestehen.
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Bin weiterer Vorschlag sieht vor, einen napfförmigen Vorformling im
Spritzerfahren herzustellen, wodurch ein grosser Teil der beim Schlauchverfahren
auftretenden Schwierigkeiten eliminiert werten, es bleibt jedoch cler Spritzputzen
am Vorformling stehen,welcher am Flaschenboden unerwünschte und unschöne Marken
hinterlässt. Ausserdem entsteht beim Spritzgussverfahren in der Spritzdüse immer
ein sogenannter kalter Zapfen, welcher beim nächstfolgenden Spritzvorgang in die
Form gelangt und mit dem übrigen Material nicht absolut homogen verbunden werden
kann.
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Ein anderer Vorschlag sieht vor, eine angemessene Menge plastifizierten
Kunststoffes in eine Verlängerung einer Spritzform zu bringen und durch Verschieben
des Spritsformbodens den Vorformling zu erzeugen. Diese Dosiervorrichtung ist jedoch
verhältnismässig kompliziert und eignet sich für temperaturempfindliche Kunststoffe
nicht.
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Schliesslich rieiit ein weiterer Vorschlag vor, in eine beidseitig
offene Bohrung eine abfemeasene Menge plastischen Materials einzuführen,diesen Material
mittels einer blasrohrartigen Nadel teils vorzulochen und gleichzeitig aus der
Bohrung
heraus in den Bereich der geöffneten Blasform zu stossen, hier durch Schliessen
der Blasform die Halspartie zu bilden und die Flasche aufzublasen. Eine genaue Formgebung
des Vorformlings ist hier Jedoch ausgeschlossen.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens welches dtese
Nachteile nicht aufweist, sowie einer Vorrichtung zur DurchfUhrun diese Verfahrens.
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Das erfindungsgemä.se Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man
durch Verdrängen einer sich in einer mindestens zweiwelligen, in geschlessenem Zustand
mit einer einzigen Oeffnung versehenen Vorform befindenden abgemessenen Menge von
plastifiziertem Kunststoff durch einen achsial durch diese Oeffnung verschiebbaren,
als Blasrohr ausgebildeten Kern einen mit einer Halspartie versehenen Vorformling
bildet, darauf nach Oeffnung mindestens eines Teiles der Vorform den Vorformling
mittels des Kernes in die geöffnete Blasform einführt und dann die Halspartie des
VorformLings durch die sich schliessenden Blasformteile dicht endfumschliesst und
den Vorformling durch den als Blasrohr ausgebildeten Kern bis zur fertigen Verformung
in der Blasform unter Druck setzt.
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Zum sSerstellen, Füllen und Verschliessen von flaschenförmigen Hohlkorpern
aus plastischem Kunststoff, ist es zweckmässig, dass man einen Vorformling mit einer
längeren Halspartie als diejenige des fertigen Ilohlkörpers formt und die verlängerte
Halspartie nach dem FUllen des fertig geformten Ilohlkörpers derart zentrisch abschnUrt
und verschweisst, dass einerseits der gefüllte und verschlossene Ilohlkörper abgetrennt,
anderseits das Uberragende HalspartieteilstUck fingerhutartig das Austrittsende
des Blasrohres umschliesst und abdichtet und bei der anscllllessenden Herstellung
eines Vorrormllng:i mit dem dafür in der Vorform sich befindenden Material verschweisst
und damit einen Bestandteil dieses Vorformlings bildet.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchfiihrwig
des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine
aus einem Unterteil und einem relativ zu diesem verschiebbaren Oberteil bestehende
Vorform aufweist, wobei der Unterteil zwischen einer Aufnahmestelle zur Aufnahme
einer abgemessenen Menge von Kunststoff und einer auf den mindestens zweiteilig
ausgebildeten Oberteil ausgerichteten und dabei mit diesem dicht zusammenwirkenden
Stelle relntiv verschiebbar ist, dass der zur Freigabe des fertigen Vorformlings
aufschliessbare Oberteil mit einem Formteil zur Formung der Halspartie des zu blasenden
Hohlkörpers versehen und ein als Blasrohr ausgebildeter achsial verachiebbarer Kern
derart angeordnet ist, das cr bei Einführung in die durch den Ober- und Unterteil
gebildete Vorform durch Verdrängen der sich im Unterteil befindenden abgemessenen
Menge von Kunststoff den Vorfomling samt ilalspartie bildet und nach Oeffnung des
Oberteiles in eine mindestens zweiteilige Blasform zurückzichbar ist, die einen
Teil zur dichtenden Umschliessung der am Vorformling gefromten Halspartie bei Schliessung
der Blasform aufsçeist, so dass der derart errasste Vorformling durch den als Blasrohr
ausgebildeten Kern bis zur vollständigen Anlage aii der Innenwandung der Blasform
aufblasbar ist.
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Zum Herstellen, Füllen und anschliessenden Verschliessen von thermoflaschenförmigen
Hohlkörpern aus plastischem Material ist es zweckmässig, dass das Blasrohr gleichzeitig
als Füllrohr ausgebildet, die Vorform mit einer längeren Halspartie als dicjenige
des fertigen Hohlkörpers versehen und in der Halspartie der Blasform eine Einschnür-
und Abtrennvorrichtung derart anangeordnet ist, dans die verlängerte Halspartie
nach dem Füllen des fertig geformten Hohkörpers zentrisch abgeschnürt und verschweisst
wird, so dass einerseits der gefüllte und verschlossene Hohlkörper abgetrennt, anderseits
das überragende Halspartioteilstück fingerhutartig um das Austrittsends des Blas-
und Füllrohres geformt wird.
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Nachsiehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Figuren 1 bis 8 die verschiedenen Arbeitsschritte eines beispielsweisen
erfindungsgemässen Verfahrens; Figuren 9 bis 14 eine Modifikation des in den Figuren
1 bis 8 dargestellten Verfahrens; und Figuren 15 - 17 beispielsweise Ausführungsformen
des Flaschenhalses.
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In den Figuren 1 bis 8 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Extruder für
thermo-plastischen Kunststoff bezeichnet, welcher mit einer um eine Horizontalachse
drehbaren Trommel 2 zusammenwirkt, die mit mehreren Vorformunterteilen 3 berschen
ist. Oberhalb der Trommel 2 ist ein aus zwei Teilen bestehender aufschliessbarer
Vorformoberteil 4,5 in dichtem Eingriff mit derselben br4ingbar angeo4rdnet.
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Die Vorformunterteile 3 bilden bei ihrer Ausrichtung auf den Vorformoberteil
4,5 und dem als Blasrohr ausgebildeten Kern 7 die Form für den Vorformling. Oberhalb
dem Vorformoberteil 4,5 ist in der gleichen Axe wie derselbe eine zweiteilige,aufea@liessl@re
Blasform 10,11 angeordnet.
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De@ Arbeitssyklus begiunt damit,dass der Extruder 1 plastifizi@@es
@@ ststoffmaterial in einen achsial auf ihn ausgerichteten Vorformunterteil 3 fördert,
und sobald dieser gefüllt, a.b. die für die Herstellung einer Flasche benötigte
Materialmenge ab@@messen ist, die Trommel 2 um eine Teilung in vorlie@@ndem Rall
um 90° gedreht wird, um den gefüllten Vorformunterieil @@ial auf den Vorformoberteil
4,5 auszurichten, wobei der blasresrartig ausgebildete Kern 7 bereits fast bis zur
Anlage an d@@ sich im Vroformoberteil befindenden Materialpfropfen
vorgeschoben
sein kann. Sobald die Formteile axial aufeinander ausgerichtet sind, wird der Blaskern
7 in axialer Richtung in den Materialpfropfen hineingedruckt und verdrängt dabei
wie aus Figur 2 ersichtlich, dessen Material in einen napfförmigen Vorformling mit
fertiger Mündungspartie 9, wobei der Kragen 6 am Kern 7 dafür sorgt, dass die Mündungpartie
des Vorformlings 8 glatt und ohne Trennfuge ausgebildet wird.
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Aus Figur 3 ist ersichtlich, dass nach dem Oeffnen des Vorformoberteils
4,5 der Vorformling, welcher sich frei auf dem Kern 7 befindet, in axialer Richtung
in die offene Blasform 10,11 verschoben wird, darnach die letztere sich schliesst
(Figur 4) und dabei die Mtindungspartie 9 des Vorfornilings erfasst und dichtend
festhält. Durch Zuführung von unter Druck stehender Luft durch den Kern 7 wird nun
der Vorformling 8 wie aus Figur 5 ersichtlich, bis zur Anlage an der Innenwandung
der Blasform 10,11 aufgeblasen, wonach das Material durch die Berührung mit der
gektihlten Blasforminnenfläche rasch abgekühlt und dadurch formsteif wird.
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Wenn die derart hergestellte Flasche genügend formsteif iet, wird
die Blasform wie aus Figur 6 ersichtlich, geaffnet und die fertige Flasche entweder
durch Ausschwenken des Blasrohres (Figur 7) oder durch seitliche Verschiebung eines
die Blaeform 10,11 tragenden Trägers (Figur 8) in eine Lage gebracht in welcher
die Flasche durch einen Druckluftstosn entfernt und z.B. auf einem Förderband wegtransportiert
werden kann.
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Während des Ablaufes deo in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Herstellzykluses
füllt der Bstruder 1 den nachfolgenden Vorformunterteil, so das es möglich ist,
im in Figur 7 bzw08 dargestellten Zyklusintervall durch Drehen der Trommel 2 einen
weiteren, mit vorbestimmter Materialmenge gefüllten Vorform unterteil in Arbeitslage
zu bringen.
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In den Figuren 9 bis 14 ist eine Modifikation des in den Figuren 1
bis 8 dargestellten Verfahrens gezeigt, bei welchem die hergestellten Flaschen anschliessend
steril mit Füllgut gefüllt und verschlossen werden können. Der Vorformoberteil ist
wie aus Figur 9 ersichtlich, mit einer längeren Halspartie versehen als die fertige
Flasche aufweisen soll, so dass der herzustellende Vorformling 8 mit einem entsprechenden,
verhältnismässig dünnwandigen zylindrischen Fortsatz 8a (Figur 11) versehen wird.Vom
vorangegangenen Arbeitszyklus her ist das Austritt sende des als Blasrohr ausgebildeten
Kernes 7 mit einer fingerhutartig ausgebildeten Kappe 8b verschlossen.
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Der mit dieser Kappe 8b versehene Kern wird wie in den Figuren 9 und
10 dargestellt, in seiner Axialrichtung in das sich im Vorformunterteil 3 befindende
plastifizierte Material hineingedrückt und erzeugt einen Vorformling mit verlängerter
Halspartie 8a (Figur 11), wobei der vorerwahnte fingerhutartige Verschluess 8b mit
dem sich im Vorformunterteil 3 befindenen heissen plastifizierten Material vollständig
verschweisst und dadurch wiederum aufgeweicht wird. Der derart gebildete Vorformling
8 wird darnach (Figur 12) durch den sich zurückbewegenden, als Blasrohr ausgebildeten
Kern 7 in den Bereich der Blasform 10,11 zurückgezogen, wobei die Flaschenmündung
in einem entsprechend ausgebildeten, durch Bohrungen 18 gekühlten Anschlussstück
19 aufgenommen wird.
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Das Blasrohr 7 ist doppelwandig ausgebildet, wobei das äussere Rohr
15 als Kern für den Vorforraling und das innere Rohr 14 zur ZufUhrung des Abfüllgutes
dient. Nach dem Aufblasen der Flasche bis zur Anlage an der Innenwandung der Blasform
wird das Ventil 13 am Ende des Blasrohres 7 gedffnet und das Abfüllgut in einer
abgemessenen Menge in das Flascheninnere strömen geladen, wobei die sich in letzterem
befindene Luft durch den zwischen den beiden Rohren 14 und 15 gebildeten
Kanal
entweichen kann.
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Nach beendetem FUllvorgang schliesst sich eine irisblendenförmig ausgebildete,
mit beheizten Lamellen 16 versehene Schliessvorrichtung 12, wodurch der verlängerte
Flaschenhals elngeschnürt, verschweisst und abgetrennt wird. Die somit ohne Zutritt
von Aussenluft vollständih steril gefüllte Flasche kann durch Oeffnen der Blasform
10, 11 entfernt werden, wobei wiederum eine fingerhutartig geformte Verschlusskappe
8b am Ende des Blasrohres 7 verbleibt und verhindert, dass nach Beendigung des FUllvorganges
Abfüllgut am unteren Ende des Blaskernes 7 frei verbleibt und bei der Herstellung
der nachfolgenden Flasche bei Berührung mit der heissen, zu verformenden plastischen
Masse störend wirkt.
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Vorteilhafterweise wird der Ventilkegel 13 aus einem Material, z.B.
Sintermetall hergestellt, welches luftdurchlässig ist, aber keine zähflilssige Kunststoffschmelze
durchlässt, damit die fingerhutartige Verschlusskappe 8a durch eine kurzfristige
Verbindung des Blasrohres mit einer Vakuum-Quelle direkt zur Anlage gebracht werden
kann.
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Der Flaschenhals kann wie in den Fig. 15 bis 17 dargestellt, ausgebildet
selen, so dass beim Oeffnen der Flasche durch einen Schnitt längs der Linie A-A
der abgetrennte Teil als provisorisch schliessender Zapfen verwendet werden kann.