DE2154777B2

DE2154777B2 - Vorrichtung zum Verstärken des Ein- und Ausfüllstutzens eines Hohlkörpers aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2154777B2
Application number: DE2154777A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dr. 7140 Ludwigsburg Schiemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-04
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1978-05-24
Also published as: FR2160723B1; DE2154777A1; FR2160723A1; DE2154777C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstäiken des Ein- und Ausfüllstutzens im Halsbereich eines Hohlkörpers aus iherniuplasiiseheni Kunststoff, mii einem Extruder und einem Auspreßkopf, aus dem ein schlauchförmiger Vorformling ausgepreßt wird, mit einer unterhalb des Auspreßkopfes angeordneten Blasform, deren zwischen ihrer Offenstellung und ihrer • Schließstellung bewegbare Formhälften den Vorformling in ihrer Schließstellung im oben liegenden Bodenbereich abquetschen, und die im unten liegenden Halsbereich eine Öffnung aufweist, mit einem von unten durch die Öffnung im Halsbereich in den Hohlraum der

»ι Blasform hinein bewegbaren stangenförmigen Blasdorn, der einen Kernkörper aufweist.

Der Halsstutzen eines Kanisters ist vielerlei Beanspruchungen unterworfen, ganz gleich, ob es sich um einen Halsstutzen mit Schraubkappenverschluß, mit · Krallenverschluß gemäß den Wehrmachtskanistern od. dgl. handelt. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, treten diese Beanspruchungen bei Weithals-Kanistern, Weithals-Fässern, Weithals-Thermosflaschen usw. auf. Bei diesen ist der Hals so weit, daß man mit der Hand in

-'" den Behälter hineinfassen kann. Der Durchmesser eines solchen Halses dürfte in der Regel im Bereich von 7- 10 cm liegen. Im Gegensatz zu Metallgegenständen haben diejenigen Materialien, aus denen extrusionsgeblasene Hohlkörper herstellbar sind, eine wesentlich

■' geringere Steifigkeit. Es besteht daher bei Beanspruchung die Tendenz, Teilbereiche des Halsstutzens nach innen zu drücken, so daß der Verschluß nicht mehr zufriedenstellend ist, ja sogar vielleicht undicht wird.
Als Abhilfe hierfür ist aus der DE-AS 1134 820 bekannt, in weiten Halsstutzen einen Stützring vorzusehen. Bei Halsstutzen kleineren Durchmessers kann man aus Platzgründen solche Stützringe nicht vorsehen. Solche Stützringe sind innen so ausgebildet, daß sie auf den vorderen Bereich eines Blasdorns passen. Man · bewegt den Blasdorn gerade so weit in die Blasform hinein, daß der Stützring auf der innenwand des Verschlusses anliegt. Dann bläst man den Behälter, zieht den Blasdorn wieder zurück, der Ring gleitet von dem vorderen Bereich des Blasdorns herunter. Da der Ring

'■ aus Kunststoff ist, kann er sich mit dem noch heißen Material des Behälters verschweißen.

Nachteilig hieran ist, daß der Ring nun selbst die Innenwand des Stutzens bildet, so daß alle Flüssigkeiten über ihn hinwegfließen. Zusätzlich zu seinen Stützeigen-

¹' schäften muß er also bestimmte lebensmittelchemische Eigenschaften haben, er darf von Treibstoffen nicht angegriffen werden usw. Da er aus einem Material sein muß, das sich mit dem extrudierten heißen Material des Hohlkörpers verschweißt, kann der Stützring nur aus

"'" Kunststoff sein. Kunststoff hat jedoch prinzipiell schlechtere Steifigkeitseigenschaften als Metall. Schließlich ist noch nachteilig, daß sich an der Trennfläche zwischen dem Verstärkungsring und der geblasenen Wand des Halses spaltförmige Nester bilden

■■'"' können, die unerwünschte Rückstände speichern oder zu Undichtigkeiten führen können.

Endlich kann man solche Behälter nur ungünstig ausgießen, denn die innere Stirnfläche des Verstärkungsrings liegt senkrecht zur Ausströmrichtung und

¹⁾¹¹ verursacht deshalb Turbulenzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, durch die es möglich wird, die obengenannten Nachteile insgesamt zu vermeiden, insbesondere es gelingt, den Halsstutzen wesentlich belastungsfähiger zu

'> machen und einen gegebenenfalls verwendeten Verstärkungsring in der Wand des Halsstutzens anzuordnen, ohne daß er von außen sichtbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß an dem Blasdorn in rückwärtigem axialem Abstand von dem Kernkörper eine von außen aufblasbare und entlüftbare vom Blasdorn axial durchdrungene Blase befestigt ist, deren Außenumfang im nicht aufgeblasenen Zustand wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des fertigen Ein- bzw. Ausfüllstutzens ist, daß eine Andrückeinrichtung vorgesehen ist, deren Quetschplatten am unteren Ende des Vorformlings vor der Blase gegen den Blasdorn bewegbar sind, und daß die Blase bei eingefahrenem Blasdorn und bereits geblasenem Hohlkörper in flöhe des Ein- und Ausfüllstutzens mindestens in dessen gedoppeltem Wandbereich bis zur Anlage an die Innenwand des Hohlkörpers aufblasbar ist.

Durch die Erfindung gelingt es, den Stutzen mit oder ohne Verwendung von Verstärkungsringen beanspruchungsfest zu machen. Hierzu benötigt man kein zusätzliches thermoplastisches Material, sondern kann dasjenige verwenden, das üblicherweise unten aus der Blasform heraushängt und ohnehin abgequetscht würde. Die Verstärkung geschieht ohne Sprungstellen, von denen Rißbildungen ausgehen können, weil sich das gedoppelte Material mit sanften Übergängen an das äußere Material anlegen kann. Außerdem ist es auf einfache Weise möglich, nicht nur exakt im Stutzen, sondern auch im Halsbereich zu verstärken, so daß die in den Stutzen eingeleiteten schädlichen Kräfte auch gut abgeleitet werden können. Es nützt nämlich wenig, lediglich den Stutzen oder vielleicht nur einen Teil von diesem zu verstärken, da ja das Material am ehesten an seiner schwächsten Stelle einreißt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen schematischen, nicht maßstabsgerechten, teilweise abgeschnittenen und unterbrochenen Querschnitt durch eine Blasform, einen extrudierten Schlauch und einen Blasdorn bei einem ersten Arbeitstakt,

Fig.2 eine Darstellung gemäß Fig. 1 in einem zweiten Arbeitstakt in ausgezogener Darstellung und in einem dritten Arbeitstakt in gestrichelter Darstellung,

F i g. 3 eine Darstellung eines vierten Arbeitstaktes in ausgezogenen Linien und eines fünften Arbeitstaktes in gestrichelten Linien,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 3,

Fig.5 einen sechsten Arbeitstakt in ausgezogenem und einen siebten Arbeitstakt in gestrichelten Linien und

F i g. 6 einen Querschnitt durch den Halsstutzen eines extrusionsgeblasenen, fertigen Hohlkörpers.

Ein nicht dargestellter Extrusionskopf ist oberhalb der F i g. 1 vorgesehen und erzeugt einen schiauchförmigen Vorformling 11 aus thermoplastischem, heißem Material. Wie vom Blasen von Hohlkörpern her bekannt, wird dieser Vorformling 11 nicht kontinuierlich erzeugt; vielmehr wird eine bestimmte Schlauchlänge erzeugt und dann setzt bei hängendem Schlauch das Blasverfahren ein. Das Material für den Vorformling 11 weicht von den für solche Aufgaben verwendeten Materialien nicht ab Ebenfalls weicht die Blasform, bestehend aus zwei Formhälften 12, 13 nicht ab. Die Hälften 12, 13 sind Jäher horizontal voneinander weg und aufeinander zu bewegbar. Ihre Hohlräume 14, 16 ergänzen sich im geschlossenen Zustand zu einem Hohlraum, deren Kontur dei Gestalt des späteren Hohlkörpers entspricht. Wie üblich sind Gewindegänge 17, 18 unten in den Formhälften 12, 13 eingearbeitet.

Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Trapezgewinde, das sich später auf der Außenfläche des Ein- bzw. Ausfüllstutzens 19 befindet. Die Formhälften 12, 15 könnten jedoch auch so in diesem Bereich

ί geformt sein, daß sich später dort der Verschluß in der Art der Wehrmachtskanister befestigen läßt oder irgendein anderer Halsstutzen gebildrt wird. Der bislang einzige Unterschied gegenüber dem bisher bekannten besteht darin, daß sich der Vorformling 11

w erheblich weiter unterhalb der Formhälften 12, 13 erstreckt.

Ein Blasdorn 21 hat einen Kanal 22 für die Blasluft und an seinem freien Ende einen Auslaß 23 für die Blasluft. Kurz unterhalb des Auslasses 23 sind axial im

r> Abstand voneinander und senkrecht zum Blasdorn 21 zwei kreisrunde Platten 24 und 26 vorgesehen, die an dem Blasdorn 21 starr befestigt sind und einen Durchmesser aufweisen, der erheblich kleiner als der Innendurchmesser eines kreisringförmigen Verstärkt kungsrings 27 ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist der Abstand der Platten 24, 26 etwas größer als die Höhe des Verstärkungsrings 27. Der Außenumfang 28 eines pneumatischen blasenförmigen Kernkörpers 29 trägt im Bereich seines Äquators den Verstärkungsring

.'"> 27 koaxial zum Blasdorn 21. Den Kernkörper 29 kann man mit Hilfe eines Kanals 31 von außen aufblasen. Wegen der Platten 24, 26 dehnt sie sich dann senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1 aus und hält den Verstärkungsring 27 sicher. Der Verstärkungsring 27

••ιι wird auf den nicht aufgepumpten Kernkörper 29 außerhalb der Vorrichtung aufgesetzt und dann in die in F i g. 1 gezeichnete Stellung gebracht, in der sich der Verstärkungsring 27 in Höhe des späteren Halsstutzens 19 und in einer solchen Lage befindet, in der er mit * seiner geometrischen Längsachse in der Trennebene der Formhälften 12,13 sich befindet. Der Verstärkungsring 27 ist aus Metall und kann an seinen Umfangsflächen aufgerauht sein. Man kann jedoch auch Metallringe in einem Zustand verwenden, wie man sie gespritzt

in oder von üblichen Rohrprofilen abgeschnitten erhält.

Nunmehr werden die Formhälften 12,13 aufeinander zu bewegt, so daß die oberen Quetschflächen 32 den Vorformling 11 dort in bekannter Weise abquetschen und er dort gemäß F i g. 2 in ausgezogener Darstellung

i> gezeichnet im Hohlraum 14, 16 hängt Bei dieser Bewegung drücken auch die Gewindegänge 17, 18 den Vorformling 11 im entsprechenden Bereich gegen den Außenumfang 33 des Verstärkungsrings 27, der dadurch jedoch nicht von seiner Stelle wegbewegt wird, weil er

■■>n nach wie vor an seinem Innenumfang 34 vom Außenumfang 28 des Kernkörpers 29 gehalten wird. Gleichzeitig wird auch Schlauchmaterial in die Gewindegänge 17,18 gepreßt, so daß dort das Trapezgewinde entsteht. Nun wird mit dem Blasdorn 21 Luft in den

>> nunmehr entstandenen Hohlraum 36 geblasen, so daß sich der Vorformling 11 innen an die Formhälften 12,13 anlegt Dies ist gestrichelt dargestellt.

Natürlich kann der Hohlkörper auch andere Gestalt haben. Der Halsstutzen 19 kann bei ihm auch seitlich

Du oder sonst versetzt angeordnet sein.

Nunmehr wird der Kernkörper 29 entlüftet und schrumpft auf den gestrichelt gezeichneten Umfang 37 gemäß F i g. 2 zurück. Damit wird der Verstärkungsring 27 nur noch durch Adhäsionskräfte od. dgl. Kräfte vom

'■> zum Halsstutzen 19 zusammengequetschten Material gehalten und kommt von dem Kernkörper 29 völlig frei.

Statt des Kernkörpers 29 könnte man auch einen

Gummikörper verwenden, dessen Äquator dadurch

vergrößert werden könnte, daß man die Platten 24, 26 aufeinander zu bewegt. Ferner könnte man den Verstärkungsring 27 auch durch Finger halten, die sich radial zum Blasdorn 21 aus- und einwärts bewegen lassen. Ferner könnte man sich auch Federkörper ί bedienen, die sich in radialer Richtung spannen oder entspannen lassen. Es gibt eine größere Anzahl von äquivalenten Mitteln, um den Verstärkungsring 27 genügend lang zu halten. Auch elektromagnetische Vorrichtungen wären denkbar. ι ο

Nunmehr wird der Blasdorn 21 samt Platten 24, 26 und Kernkörper 29 weiter in den Hohlraum 36 hinein bewegt, bis sich ein starr mit dem Blasdorn 21 verbundener pilzkappenförmiger Körper 38 mit seiner runden Fläche voraus in Höhe des unteren Rands 39 des ι "> Vorformlings U befindet. Der untere Rand 39 stellt natürlich nicht den unteren Rand des gesamten Vorformlings U dar, sondern nur noch den unteren Rand desjenigen Restes, der unterhalb der Gewindegänge 17,18 hängt. Es handelt sich also nur um den nicht abgequetschten Rest. Zwei Quetschplatten 41, 42 sind horizontal im wesentlichen senkrecht zum Blasdorn 21 bewegbar, in ähnlicher Weise wie die Formhälften 12, 13. Die hierfür notwendige Führungs- und Betätigungsvorrichtung ist nicht dargestellt. Die Quetschplatten 41, ?^r> 42 haben kreisabschnittsförmige, randoffene Ausnehmungen 43, 44, die nach einer Bewegung gemäß den Pfeilen 46 sich zu einem Kreis ergänzen, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Blasdorns 21 plus der Dicke des Schlauchmaterials entsprechen. Bewegt 1» man die Quetschplatten 41, 42 gemäß den Pfeilen 46 ganz aufeinander zu, dann quetschen ihre Ränder 47,55 weiteres Schlauchmaterial an und die Ausnehmungen 43, 44 drücken ähnlich wie bei einem Sackzipfel das Schlauchmaterial oberhalb des Körpers 38 an den π Schaft des Blasdorns 21, wo das Schlauchmaterial kleben bleibt. Dabei bilden sich sicherlich Falten, die jedoch unbedenklich sind und sich später wieder glätten.

Man könnte auch auf andere Weise den Schlauch oberhalb des Rands 39 sackzipfelartig binden, als dies w hier gezeigt worden ist. Zum Beispiel könnte man eine bandförmige Schlaufe verwenden, die zugezogen wird od. dgl. Wenn sich die Quetschplatten 41, 42 in der in F i g. 4 gezeichneten Lage befinden, dann hat sich der Rand 39 etwas angehoben. Nunmehr werden die <t^r> Quetschplatten 41, 42 gemäß den Pfeilen 50 wieder in ihre Ausgangslage gebracht und der Blasdorn 21 wird weiter einwärts in den Hohlraum 36 bewegt, und zwar so weit, bis sich eine zweite Blase 48 im Halsstutzen 19 befindet. Die Blase 48 kann wahlweise von außen durch einen weiteren, nicht dargestellten Kanal aufgepumpt oder entlüftet werden. Sie liegt zwischen dem Körper 38 und einer Platte 49, die beide starr an dem Blasdorn 21 befestigt sind. Durch die Einwärtsbewegung wird der Sackzipfel 51 nach innen gestülpt, wie dies F i g. 5 zeigt Nunmehr wird Druck auf die Blase 48 gegeben, die bei ihrer Ausdehnung den Sackzipfel 51 aufreißt. Der Sackzipfel 51 kann auch zur Erleichterung der Blase 4i etwas aufgerissen werden, indem man den Körper 38 (samt Blasdorn 21) so weit in den Hohlraum 36 hineinbewegt, daß der Sackzipfel 51 an- oder aufreißt. Dies wird auch durch die kugelige Form des Körpers 38 erleichtert. Durch die Expansion der Blase 48, die in F i g. 5 gestrichelt dargestellt ist, wird das Material 52 auf den Innenumfang 34 des Verstärkungsrings 27 auf seine innere Stirnfläche 53 und auf den inneren Bereich 54 oberhalb des Ein- bzw. Ausfüllstutzens 19 gepreßt und — da noch heiß — fest verschweißt. Die Arbeitsgänge haben daher genügend schnell aufeinander zu folgen. In Fig.6 sind die Trennflächen 56 zwischen den gleichen Materialien dargestellt. Aus F i g. 6 geht auch hervor, daß das Material oberhalb des Halsstutzens 19 dadurch in günstiger Weise verdickt wenn nicht gar verdoppelt wird.

Die Abmessungen sind so getroffen, daß beim Arbeitsgang gemäß F i g. 5 durch eine Andrückplatte 57, die starr und senkrecht zum Blasdorn 21 befestigt ist, zugleich auch die äußere Stirnfläche 58 angedrückt wird, so daß man dort ebene Flächen erhält, die aus Dichtungsgründen notwendig sind. Die Andrückplatte 57 kann auch als Anschlag dienen und den Einschubweg des Blasdorns 21 begrenzen.

Nunmehr wird die Blase 48 wieder entlüftet, schrumpft auf ihren alten Umfang zurück und der Blasdorn 21 wird vollständig herausgezogen. Die Formhälften 12, 13 öffnen sich wieder und der fertige Hohlkörper kann nach unten herausfallen.

Wie man aus F i g. 6 sieht, ist der Verstärkungsring 27 vollständig von thermoplastischem Material umgeben, von außen nicht sichtbar und es bilden sich keinerlei Nester oder Spalte, in die von außen Medium eindringen kann. Auf seiner Innenseite ist der Halsstutzen 19 glatt und im Bereich des Innenrands 59 strömungsmäßig günstig gekrümmt. Dies rührt davon her, daß die Blase 48 im aufgeblasenen Zustand keine eckige Gestalt, sondern von selbst stets abgerundete Formen annimmt. Deshalb läuft auch der Sackzipfel 51 später in keilförmiger Wandstärke 61 praktisch übergangslos aus.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verstärken des Ein- und Ausfüllstutzens im Halsbereich eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem Extruder und einem Auspreßkopf, aus dem ein schlauchförmiger Vorformling ausgepreßil wird, mit einer unterhalb des Auspreßkopfes angeordneten Blasform, deren zwischen ihrer Offenstellung und ihrer Schließstellung bewegbare Formhälften den Vorformling in ihrer Schließstellung im oben liegenden Bodenbereich abquetschen, und die im unten liegenden Halsbereich eine Öffnung aufweist, mit einem von unten durch die Öffnung im Halsbereich in den Hohlraum der Blasform hinein bewegbaren stangenförmigen Blasdorn, der einen Kernkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Blasdorn (21) in rückwärtigem axialem Abstand von dem Kernkörper (29) eine von außen aufblasbare und entlüftbare vom Blasdorn (21) axial durchdrungene Blase (48) befestigt ist, deren Außenumfang im nicht aufgeblasenen Zustand wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des fertigen Ein- bzw. Ausfüllstutzens (19) ist, daß eine Andrückeinrichtung vorgesehen ist, deren Quetschplatten (41, 42) am unteren Ende des Vorformlings (H) vor der Blase (48) gegen den Blasdorn (21) bewegbar sind, und daß die Blase (48) bei eingefahrenem Blasdorn (21) und bereits geblasenem Hohlkörper in Höhe des Ein- bzw. Ausfüllstutzens (19) mindestens in dessen gedoppeltem Wandbereich bis zur Anlage an die Innenwand des 1 lohlkörpers aufblasbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernkörper (29) als Tragvorrichtung für einen Verstärkungsring (27) ausgebildet ist, und daß der Außenumfang (28) dieser Tragvorrichtung von außen vergrößerbar und verkleinerbar und in verkleinertem Zustand wesentlich kleiner als der Innenumfang (34)des Verstärkungsiringes (27) ist.

J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung als an sich bekannter Gummikörper ausgebildet ist, der in Längsrichtung des Blasdorns (21) zusammendrückbar ist, wobei sich sein Außenuml'ang nach außen wölbt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragvorrichtung als pneumatisch aufblasbare zweite Blase ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quetschplatten (41, 42) je eine Ausnehmung (43, 44) für den Blasdorn (21) und das Material des unteren Endes des Vorformlings (11) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem zum Inneren der Blasform gelegenen Ende der ersten Blase (48) ein pilzkopfartiger Körper (38) vorgesehen ist, der durch das angedrückte untere Ende des Vorformlings (U) bewegbar ist.