DE2161066B2

DE2161066B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines hohlkoerpers aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2161066B2
Application number: DE19712161066
Authority: DE
Inventors: Albert Rudolf Toledo Ohio Uhlig (V.StA.)
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1971-01-04
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1976-05-26
Also published as: GB1373451A; AU3596071A; IT945517B; BR7108706D0; US3767747A; CA970118A; ZA717960B; DK153301B; NL171033B; NL7117245A; CH542705A; JPS5237024B1; DE2161066A1; DK153301C; SE393323B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein Vorformling in einer Zwischen-Blasform in einer ersten Blasstation zu einem Zwischenformling aufgeweitet wird, der Zwischenformling nach dem Offnen der Zwischen-Blasform in eine Fertig-Blasform eingebracht und nach dem Schließen in einer zweiten Blasstation zum endgültigen Hohlkörper fertiggeblasen wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-P? 2715 751 bekanntgeworden. Bei dem bekannten Verfahren wird der Vorformling in einer Kübelform spritzgegossen, wobei ein eingeführter Blasdorn als Formkern dient. Der Vorformling wird daraufhin mit dem Blasdorn zu einer Zwischenform gebracht, wobei über den Blasdorn zugeführte Luft eine Aufweitung des Vorformling;, zu einem Zwischenvorformling bewirkt. Anschließend wird der Zwischenformling wiederum mit dem Blasdorn zu einer Endblasform gebracht, in der der Zwischenformling zum fertigen Hohlkörper fertiggeblasen wird. Das Voraufweiten des Vorformlings tn der Zwischenform geschieht bei dem bekannten Verfahren zu dem Zweck, den Vorformling von der Berührung mit dem als Formdorn dienenden Blasdorn zu befreien. Würde diese Maßnahme nicht durchgeführt werden, besteht Gefahr, daß einzelne Bereiche langer an der Außenwand des Blasdorns anhaften und somit während des Blasformens später aufgeweitet werden, was ein unregelmäßiges Aufweiten und damit eine unregelmäßige Wandstärke zur Folge hat. Darüber hinaus ist das bekannte Verfahren nicht besonders für die Herstellung von Kunststoffgegenständen in hoher Stückzahl pro Zeiteinheit geeignet.

Es ist forner bkeannl. einen schlauchförmig extrudieren Rohling bei geöffneter Fertig-Blasform durch Zufuhren von Gas voiaufzuweiten (OE-PS 272627 oder FR-PS 1 450 395). Eine derartige Voraufweitung kann immer nui zu rotationssymmetrischen Zwischenformlingen führen, wobei überdies wenig Möf>-

lichkeiten bestehen, die Körperform des Zwischenformlings gezielt zu beeinflussen. Aus diesem Grunde dient die Luftzufuhr in den einseitig geschlossenen Vorformling zumeist lediglich einer Abstützung, die ein Kollabieren des ausgepreßten schlauchförmigen Vorformlings verhindern soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff anzügeben, mit dem sich bei gleichzeitig wirtschaftlichen Fertigungsbedingungen eine günstige Vorbehandlung eines Vorformlings vor dem Fertig-Blasen zum endgüitigen Hohlkörper im Hinblick auf Temperatur, räumliche Abmessung und Formgebung durchführen läßt.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein an sich bekannter frei nach unten ausgepreßter schlauchförmiger Vorformling am Auspreßort in der Zwischen-Blasform eingeschlossen, vom nachfolgenden Material getrennt, in der Zwischen-Blasform zur ersten Blasstation bewegt und dort zu einem Zwischcnformling geblasen wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren in wirtschaftlich vorteilhafter Weise ein schlauchförmiger Vorformling, der frei aus der Auspreßdüse ausgepreßt wird, verwendet, wobei der Vorformling zunächst in einer getrennten Zwischen-Blasform eingeschlossen wird, dessen Formhohlraum sich zweckmäßigerweise bereits stark an die Gestalt des fertiggeblasenen Hohlkörpers angleicht, der jedoch noch geringere Abmessungen als der endgültige Hohlkörper besitzt. Erst nach dem Herstellen des Zwischenformlings im Blasformverfahren in der Zwischen-Blasform wird anschließend in der Fertig-BIasform der Zwischenformling zum fertigen Hohlkörper fertiggeblasen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt eine Reihe von erheblichen Vorteilen, die den Aufwand, der durch eine zusätzliche Zwischen-Blasform bedingt ist, weit mehr als ausgleichen. In der Zwischen-Blasform kann der Zwischenformling auf eine der Orientierung förderliche Temperatur gebracht werden. Bekanntlich findet eine der Festigkeit des fertigen Hohlkörpers dienende biaxiale Orientierung nur innerhalb eines begrenzten Temperaturbereichs statt, der je nach Verwendung des verwendeten thermoplastischen Kunststoffs andere Werte einnimmt. Mit Hilfe der Zwischen-Blasform kann eine gewünschte Temperatur für den Zwischenformling gezielt eingestellt werden, und zwar weitaus genauer als das bei einem der Umgebungsluft ausgesetzten Vor- bzw. Zwischenformling der Fall ist. Zumeist erfolgt die Einstellung des Zwischenformlings auf eine der Orientierung förderliche Temperatur durch Abkühlung des heißeren Vorformlings innerhalb der Zwischenblasform während des Aufweitens des Vorformlings zum Zwischenformling. Es ist jedoch auch beispielsweise denkbar, daß der Zwischenformling in der Zwischen-Blasform so weit abgekühlt wurde, daß seine Temperatur unterhalb des für die Orientierung gewünschten Temperaturbereichs liegt, so daß ansehli^% ßend eine Erwärmung erforderlich wird.

Mit Hilfe des crfindungsgeinäßen Verfahn ns kann der Zwischenformling nicht nur thermisch he!vorragend konditioniert werden, sondern zugleich aiu.'l; hinsichtlich der angestrebten Form des endgültiger, Hohlkörpers. Insbesondere bei schwierigen Koipei formen kann innerhalb der Zwischen-Blasform eüiL Vorformung so erfolgen, daß in gewünschter Weise'

auch beim fertiggeblaserien Hohlkörper eine gleichmäßige Wandstärke erreicht wird. Aus diesem Grunde kann von vornherein eine geringere Wandstärke des Hohlkörpers angestrebt werden, da -schwierige« Stellen, die bei konventionellen Verfahren dadurch bewältigt wurden, daß vorsorglich größere Wanddicken geformt wurden, nicht auftreten. Trotz Ausformung schwierigster Körperformen ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine erhebliche Materialersparnis.

Der Fertigungsaufwand wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterhin dadurch herabgesetzt, daß durch die Verwendung einer Zwischen-Blasform fast keine Gratbildung mehr auftritt, so daß Nacharbeiten, insbesondere zum Entfernen der Grate nicht mehr erforderlich sind.

Ein weiterer erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, das im übrigen ohne weiteres auf herkömmlichen Blasformmaschinen angewendet werden kann, beruh! auf einer Verdoppelung des möglichen Produktionsausstoßes. Die Gesamtabkühlzeit vom ausgepreßten Vorformling bis zum fertigen Hohlkörper wird beim erfindungsgemäßen Verfahren in zwei Stufen unterteilt, wobei die Hauptabkühlung jeweils innerhalb der Zwischen-Blasform und der Fertig-BIasform stattfindet. Da andererseits Herstellung von Zwischenformling und Feriigformling innerhalb gleicher Zykluszeit stattfinden kann, verringert sich die Kühlzeit pro Form um 50%, so daß in gleicher Zeileinheit doppelt so viel Hohlkörper geformt werden können als bei konventionellen Blasformverfahren, die lediglich eine Fertig-BIasform verwenden.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht die Verwendung einer Zwischen-Blasform zwecks Aufweitung des schlauchförmigen Vorformlings zu einem Zwischenformling die Einstellung günstiger Temperaturbereiche im Hinblick auf eine nachfolgende biaxiale Orientierung.

In diesem Zusammenhang sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Zwischenfonnling bei Verwendung von kristallinem Polymer bei einer durchschnittlichen Wandte.Tiperatur zwischen dem kristallinen Schmelzpunkt plus 11° C und dem kristallinen Erstarrungspunkt minus H⁰C fertiggeblasen wird. Innerhalb dieses Temperaturbereichs wird eine höchstmögliche Orientierung des Materials erreicht.

Bei Verwendung von amorphem Polymer sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Zwischenformling mit einer durchschnittlichen Wandtemperatur fertiggeblasen wird, die plus bzw. minus 14° C der entsprechenden Blaszustandstcmperatur entspricht. Während der erstere Fall für Polyäthylen zutrifft, bezieht sich der zweite Fall beispielsweise auf Polyvinylchlorid «.,der Polystyrol.

Da zwei getrennte Blasformen vorgesehen sind, isi erforderlich, den Zwischenformling von der Zwischen-Blasform in die Fertig-BIasform zu transportieren. Dies kann jedoch auch dadurch geschehen, dal. der Zwischenformling seine Lage nicht ändert, vielmehr beibehält und die Zwischen-Blasform nach den Hisiellen des Zwischenformlings entfernt wird und ai seiiK Sielle die Fertig-BIasform tritt. In diesem Zu >aiiiinenhang sieht emc Ausgestaltung der Erfinduiij \oi. dais del Zwischenformling während des Öffnen di i" Zwischen-Blasform und während seines Einbrin gens in die Fertig-BIasform von einem Blasdorn ge

halten wird. Diese erfindungsgemäße Maßnahme ermöglicht beide kurz zuvor beschriebenen Transportweisen. Mit Hilfe des Blasdorns kann der Zwischenformling von der Zwischen-BIasform zur Fertig-BIasform transportiert werden. Andererseits kann der Blasdorn auch an einer festen Station gehalten sein und hält den Zwischenfonnling, während die Zwischen-BIasform sich öffnet und entfernt und bevor die Fertig-Blasform sich um den Zwischenformling schließt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hohlkörper von einem zweiten Blasdorn fertiggeblasen und anschließend von diesem gehalten wird, während die Fertig-Blasform geöffnet und zur Aufnahme eines neuen Zwischenform lings in die erste Blasstation bewegt wird. Diese erfindungsgemäße Maßnahme macht von einer der beiden oben beschriebenen Möglichkeiten Gebrauch, bei der der Blasdorn für den Zwischenformling an einem festen Ort gehalten wird, was bedingt, daß ein zweiter Blasdorn vorzusehen ist zum Fertigblasen des Hohlkörpers in der Fertig-Blasform. In vorteilhafter Weise hält der zweite Blasdorn den Hohlkörper, nachdem die Fertig-Blasform geöffnet wurde, um zur Aufnahme eines neuen Zwischenformlings in die erste Blasstation bewegt zu werden. Der an dem zweiten Blasdorn hängende Hohlkörper kann irgendwann nach dem öffnen der Fertig-Blasform durch geeignete Hilfsmittel abgestreift werden.

In diesem Zusammenhang muß erwähnt werden, daß durch die US-PS 2 930079 oder die GB-PS 763 583 grundsätzlich bekannt ist, einen formgeblasenen Hohlkörper an einem Blasdorn zu halten.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor. daß der Halsteil des Zwischenformlings vom ersten Blasdorn mittels Druckverformung geformt wird unter gleichzeitiger teilweiser Abtrennung von Abfaümateria! und das Abfaümateria! beim Einführen des zweiten Blasdorns vollständig abgetrennt wird. Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt wira der Halsteil des Zwischenformlings bereits in die Gestalt gebracht, die für den endgültigen Hohlkörper erforderlich ist. Daher kann durch das Einführen des zweiten Blasdorns restliches Abfallmaterial vollständig vom Zwischenformling entfernt werden, was zu einem einwandfreien, gratfreien Hals des Hohlkörpers führt, der keinerlei Nachbearbeitung bedarf. Auch hier sei jedoch erwähnt, daß grundsätzlich bekannt ist, mit Hilfe des als Kalibrierdorn ausgebildeten Blasdorns eine Druckformung des Halsteils eines Hohlkörpers vorzunehmen und gleichzeitig eine Abtrennung von Abfallmaterial, und zwar wiederum beim Formblasen von schlauchförmig extrudierten Vorformlingen (DT-GM 1885678 oder DT-AS 1 109353). Bei den bekannten Verfahren beschränkt sich die Ausformung des Halsteils und Entfernung von Abfallmaterial auf einen einzigen Schritt, da die Verwendung einer Zwischenblasform nicht vorgesehen ist.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht von einer eine Auspreßdüse enthaltenden Auspreßvorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings aus, wobei in einer Zwischen-BIasform der Vorformling mit Hilfe eines Blasdorns zu einem Zwischekformling aufgeweitet wird, der mittels eines Blasdorns in einer Fertig-Blasform zu einem fertigen Hohlkörper aufgeweitet wird, wie er durch die oben angeführte US-PS 2715 751 bekanntgeworden ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen-BIasform zwischen einer Stellung unterhalb der Auspreßdüse und einer ersten Blasstation bewegbar ist, in der ein erster Blasdorn axial bewegbar gelagert ist, und daß in einer zweiten Blasstation ein zweiter Blasdorn axial bewegbar gelagert ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird der Vorformling bzw. der Zwischenformling mit Hilfe der Zwischen-BIasform transportiert, wohingegen die Blasdorne an einer

ίο Blasstation axial bewegbar gelagert sind, um den Zwischenformling bzw. den endgültigen Hohlkörper auf zuweiten. In diesem Zusammenhang ist bereits bekannt (DT-GM 1937084), zwei axial bewegbare Blasdorne beidseitig einer Auspreßvorrichtung vor-

!5 zusehen sowie zwei Blasformen, die beweglich zwischen der Auspreßvorrichtung und einem de, zugeordneten Blasdorne angeordnet sind. Bei den Blasformen handelt es sich jedoch um Fertig-Blasformen; Zwischen-Blasformen sind nicht vorgesehen.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß Zwischen-BIasform und Fertig-Blasform gemeinsam bewegbar gelagert sind, derart, daß die Zwischen-BIasform zwischen der Auspreßdüse und der ersten Blasstation und die Fertig-Blasform zwischen erster und zweiter Blasstation hin- und herbewegbar sind. Auf diese Weise wird lediglich eine einfache Antriebsvorrichtung für Zwischen- und Fertig-Blasform benötigt. Ferner wird sichergestellt, daß Zwischen-Blasformvorgang und Fertig-Blasformvorgang einander exakt überlappen. In einer weiteren Ausgestaltung der zuletzt angeführten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Zwischen-BIasform und die Fertig-Blasform schräg zur Auspreßrichtung bewegbar sind und die Blasdornc mittels zweier V»rstellzylinder einzeln oder mittels eines weiteren Vcrstellzylinders gemeinsam parallel zur Auspreßrichtung bewegbar sind. Aus dem oben angeführten DT-GM 1 937084 ist bekannt, einzelne Blasformen mittels Verstellzylinder schräg zur Ausprcßrichtungzu bewegen. Dort werden jedoch, wie bereits erwähnt, jeweils einzelne Fertig-Blasformen verwendet, die unabhängig voneinander bewegbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Blasformmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Maschine nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine andere Seitenansicht der Maschine nach Fig. 1;

Fig. 4 zeigt eine ähnliche Seitenansicht wie Fig. 3. jedoch in einer anderen Arbeitsposition der Blasformmaschine;

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Seitenansicht wie Fig. 3. jedoch in einer anderen Arbeitsposition der Blasformmaschine ;

Fig. 6 zeigt wiederum eine ähnliche Seitenansicht wie Fig. 3 in einer weiteren Arbeitsposition der Blasformmaschine;

Fig. 7 bis 9 zeigen den Halsformabschnitt der Zsvi-

schen-Blasform der Blasformmaschine nach den Fig. 1 bis 6 in unterschiedlichen Arbeitspositionen; Fig. 10 bis 12 zeigen den Halsformabschnitt dei Fertig-Blasform der Blasformmaschine nach der Fig. 1 bis 6 in verschiedenen Arbeitspositionen.

In den Fig. 1 bis 6 bezieht sich das Bezügszeichen 20 allgemein Huf eine Blasformmaschine. Sie weist ei-

ien herkömmlichen Schneckenextruder mit dem erorderlichen Antriebsmechanismus auf, der aus einer ^uspreßdüse 21 einen schlauchförmigen Vorformling 12 frei nach unten auspreßt.

Unterhalb und seitlich des Vorformlings 22 sind zwei Blasformgruppen 25 angeordnet. Diese weisen ein Paar von relativ massiven seitlichen Stützplattcn 26 auf, die durch einen Querstreben 27 verbunden sind und die mittels Verstellzylinder 28 in Richtung des Vorformlings 22 und von diesem fort bewegbar sind, wobei Kolbenstangen 29 der Zylinder 28 mit <ien Querstreben 27 verbunden sind (Fig. 3, 4, 5 und 6). Die Verstellzylinder 28 bewegen die Blasformgruppen 25 in schräger Richtung. Der Weg der Blasformgruppen 25 wird durch geneigte feste Führungsschienen 25a begrenzt, auf welchen Rollen 25b laufen, die von den Stützplatten 26 gehalten werden.

Die massiven Stützplatten 26 nehmen jeweils eine sich quer erstreckende Führungsstange 30 auf, welche dazu dient, Stützplatten 31 zu tragen, die zwischen den festen Stützplatten 26 angeordnet und aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Eine solche Querbewegung erfolgt durch Verstellzylinder 32, welche an jeder der Stützplatten 26 montiert sind, wobei deren Kolbenstangen 33 durch die Stützpiatten 26 hindurchgehen und an den Stützplatten 31 angebracht sind.

An den Stützplatten 31 sind Forrnhälften von Zwischenblasformcn 35 und Fertigblasformen 36 montiert. Die Fonnhälften sind jeweils paarweise angeordnet und die Formhälften einer Zwischenblasform

35 und einer Fertigblasform 36 werden jeweils von einem Verstellzylinder 32 gemeinsam geöffnet und geschlossen.

Wie in den Fig. 3 bis 6 schematisch dargestellt, bilden die Formhälften einer Zwischenblasform 35 einen Formhohlraum 37, während die der Fertigblasform

36 einen Formhohlraum 38 bilden, welcher der endgültigen Gestalt des fertigen Hohlkörpers 51 entspricht. Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine Flaschi. geblasen, und der Formhohlraum 38 formt den Hauptteil und den Hals der Flasche. Der Formhohlraum 37 der Zwischenblasform 35 weist ebenfalls einen Halsabschnitt (nachfolgend im einzelnen beschrieben) auf. welcher dem Hals der fertigen Flasche entspricht. Der übrig·: Abschnitt des Formhoiraumes 37 ist jedoch wesentlich kleiner als der entsprechende Abschnitt des Formhohlraumes 38 und damit des entsprechenden Abschnitts der fertiggebla- »enen Flasche. Zusätzlich wird die Zwischenblasform 35 mit einem Paar von drehbar angelenkten Einsatzstücken 39, schematisch dargestellt, versehen, welche den Boclenabfall des Zwischenformlings 50 erfassen, und relativ zum Zwischenformling im Anschluß an das Blasen des Zwischenformlings 50 verschwenkt werden, um den Abfall zu entfernen.

Über jedem Satz Formen (bestehend aus einer Zwischenblasform 35 und einer Fertigblasform 36 liegt eine Blasdornanoidnung 40. Jede Blasdornanordnung 40 weist eine Stützplatte 41 auf, die am unteren Ende einer Kolbenstange 42 montiert ist, welche einen Teil eines Verstellzylinders 43 bildet, der an einer Abstützung 44 angebracht ist. Aufgesetzt auf die Stützplattc 41 ist ein Paar Verstellzylinder 45, wobei jedem ein Blasdorn 46, 48 zugeordnet ist und diese sich durch die Stützplatte 41 hindurch erstrecken und mit einer Zuführung von unter Druck stehender Blasluft v.-rhunden sind. An der Unterseite der Stützplatte 41 und angrenzend an den Blasdorn 48 für jede der Fertigblasformen 36 befindet sich eine Abstreifvorrichtung 47.

Nunmehr auf die Arbeitsweise der in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Maschine Beziig nehmend, ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß beide der Sätze der Zwischen-Blasformen 35 und Fertig-Blasformen 36 vom Auspreßort her bewegt sind und ein Vorformling 22 für den nächsten Blasvorgang ausgepreßt wird.

ίο Dann werden die linken Zwischen-Blasformen 35 und Fertig-Blasformen 36 durch Betätigung der Verstellzylinder 32 geöffnet, und die Stützplatten 26, welche die Formen tragen, und die Formen werden dann diagonal nach oben und rechts in die in Fig. 4 dargestellte Position bewegt. Um eine solche Bewegung durchführen zu können, wird der entsprechende Verstellzyünder 43 betätigt, um die Stützplatte 41 zurückzuziehen und die Blasdorne 46, 48 nach oben zu bewegen. Während des öffnens der Zwischen-Blasform 35 und Fertig-Blasform 36 hängen der zuvor geblasene Zwischenformling 50 und dei fertiggeblasene Hohlkörper 51 an ihren entsprechenden Blasdornen 46 bzw. 48. Eine Aufwärtsbewegung des Verstellzylinders 43 bewegt die Blasdornanordnung 40 aus dem Weg der Zwischen-Blasformen 35 und Fertig-Blasformen 36.

Die Blasformengruppe 25 bewegt sich nach rechts so weit, daß der Formhohlraum 37 der Zwischenblasform 35 mit dem herabhängenden Vorformling 22 vertikal ausgerichtet wird. Ferner wird durch die Bewegung der Blastormengruppe 25 nach rechts der Zwischenformling 50 mit dem Formhohlraum 38 ausgerichtet, vobei der Verstellzylinder 45 für den Blasdorn 46 betätigt wird, um den Zwischenformling 50 in bezug auf die Höhe des Formhohlraumes 38 entsprechend einzustellen. Der fertig geblasene Hohlkörper 51 ist außerhalb der Blasformengruppe 25. Wenn man die Vorgänge, die beim übergang von Fig. 3 nach Fig. 4 der Zeichnung stattfinden, zusammenfaßt. ist klar ersichtlich, daß die folgenden Schritte ausgeführt werden:

(1) Die Blasformengruppe 25 wird durch Verstellzylinder 32 geöffnet;

(2) der Versiellzylinder 43 wird betätigt, um die Stutzplatte 41 aus dem Weg der Blasformengruppe 25 heraus zu bewegen:

(3) der Zwischenformling 50 und der fertige Hohlkörper 51 werden an den Blasdornen 46, 48 gehalten.

(4) während die Blasformengruppe 25 nach rechts und nach oben bewegt wird, um den Formhohlraum 37 mit dem Vorformling 22 auszurichten:

(5) die gleiche Bewegung bewegt den Formhohlraum 38 in Ausrichtung mit dem Zwischenformling 50, der noch am Blasdorn 46 gehalten ist; und

(6) der fertiggeblascne Hohlkörper 51 wird außerhalb der Blasformengruppe 25 am Blasdorn 48 in vertikaler Ausrichtung mit der Abstreifvor-

fio richtung 47 gehalten.

Anschließend erfolgt der Übergang von der Position nach Fig. 4 in die nach Fig. 5. Zu diesem Zweck werden die Formhälften der Zwischen-Blasform 35 um den Vorformling 22 geschlossen, und die Formhälften der Fertigblasform 36 werden um den Zwischenformling 50 geschlossen. Dieser Schritt erfolgt durch Betätigung der Verstcllzylinder 32. Danach werden die Blasdorne 46. 48 nach oben bewegt. Das

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Zurückziehen des rechten Blasdorns 46 entfernt diesen vom Zwischenformling 50, wobei dieser innerhalb des Formhohlraumes 38 frei hängend gelassen wird. Das Zurückziehen des linken Blasdorns 48 aus dem endgültigen Hohlkörper Sl bringt dessen Hals in Kontakt mit der Abstreifvorrichtung 47, die den Hohlkörper 51 entfernt. Das Schließen der Zwischenblasform 35 um den Vorformling 22 quetscht das untere offene Ende des Vorformiings 22 zwischen deren Kanten, so daß dieses Ende preßgeschlossen ist und der Vorformling 22 aufgeblasen werden kann. Nach dem Schließen der Zwischenblasform 35 trennt ein Messer 49 den Vorformling 22 oberhalb der Zwischen-Blasform 35 ab.

Bei der nächsten Stufe wird die linke Blasformgruppe 25 nach links bewegt durch Rückbewegung der Kolbenstange 29 des Verstellzylinders 28, wobei die geschlossene Zwischenblasform 35 den eingeschlossenen Vorformling 22 mit sich führt und die geschlossene Fertigblasform 36 den Zwischenformling 50 hält. Wenn die Position nach Fig. 6 erreicht worden ist, wird der Verstellzylinder 43 betätigt, um die Stützplatte 41 zu senken, und die einzelnen Blasdorne 46, 48 werden durch die Verstellzylinder 45 in den Vorformling 22 und den Zwischenformling 50 eingeführt. Danach wird Blasluft durch die Blasdorne 46. 48 hindurchgeleitet, um die in Fig. 6 dargestellten Konfigurationen (Zwischenformling 49, Hohlkörper 50) zu blasen. Die Folge wird dann wiederholt.

Somit ist klar, daß die Verwendung von zwei Formsätzen (d.h. ein linker und ein rechter Satz) eine sich völlig deckende Betätigung zur Folge hat, wobei ein kontinuierlicher Betrieb mit maximaler Ausnutzung der Leistungsfähigkeit der Auspreßdüse 21 sichergestellt wird. Die Anwendung von aufeinanderfolgenden Zwischenblas- und Fertigblasgängen reduziert im übrigen die Zyklus-Zeit um die Hälfte.

Durch deii Zwisehenblas-Aibeitsgang wird dem extrudierten Vorformling 22 innerhalb der Zwischenblasform 35 Wärme entzogen. Das bedeutet, daß weniger Wärme in der Fertigblasform 36 entzogen werden muß. Das Abkühlen in zwei Stufen vermindert die Gcsamtverweilzcit in der Fertigblasform 36 um etwa die Hälfte der Zeit, die beim üblichen einstufigen Blasformen erforderlich ist.

Das Fertigblasformen kann ferner mit einer Temperatur durchgeführt werden, die für die biaxiale Orientierung des Kunststoffmaterials, was förderlich ist. bekanntlich eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit. Vermeidung von örtlichen geschwächten Abschnitten im geformten Enderzeugnis sowie die wirksame Ausnutzung des Materials, zur Folge hat.

Die wirksamste Materialorientierung findet statt, wenn das Material durch das Blasen bei einer durchschnittlichen Wandtemperatur (d. h. Temperatur über die gesamte Dicke der Wand) gedehnt wird, während das Material sich auf derjenigen befindet, welche hierfür äußerst dienlich ist. Die durchschnittliche Wandtemperatur für kristallines Polymer liegt zwischen dem kristallinen Schmelzpunkt des Materials plus 11° C und dem kristallinen Erstarrungspunkt minus 11° C. Für amorphes Polymer, wie beispielsweise Polyvinylchlorid und Polystyren bzw. Polystyrol, wird von der Gläszustandstemperatur ausgegangen. Für Polyäthylen von hoher Dichte (Polyäthylen weist eine Dichte auf, die zwischen 0,954 und 0,970 liegt) wird bevorzugt mit einer Temperatur von 121° C plus oder minus 11 ° C gearbeitet. Für Polyvinylchlorid und Polystyren ist die ideale Orientierungstemperatur 96° C plus oder minus 14° C. Für Polypropylen liegt die ideale Temperatur bei 154° C plus oder minus 16,7° C.

Die oben beschriebene Talsache wird in der Art dieses Phänomens ausgenutzt, daß der Vorformling 22 zunächst nur zu einem Zwischenformling 50 expandiei t wird, um diesen gleichzeitig auf eine Temperatur innerhalb 11° C über seinem kristallinen

ίο Schmelzpunkt und etwa 11° C unter seinen kristallinen Erstarrungspunkt zu bringen, vorzugsweise zu kühlen und um erst dann den endgültigen Hohlkörper 51 fertigzublase.i, während er sich in diesem Temperaturbereich befindet. Natürlich ist nur die Temperatür von Bedeutung, die während des Fertigblasens herrscht. Der vorangehende Temperalurzustand in den voraufgegangenen Stadien ist hingegen von keiner wesentlichen Bedeutung. Die gesamte Temperaturbeeinflussung, zumeist während des Auspressens des Vorformlings 22, des Einschließens des Vorformlings 22 innerhalb der Zwischenblasform 35, des Zwischonblasformens, des Transports für Fertigblasform 36 sowie der Verweilzeit in der Fertigblasform 36 wird so gesteuert, daß der Zwischenformling 50 vor dem Fertigblascn auf der gewünschten Wandtemperatur ist, bei der die Orientierung am günstigsten durchgeführt werden kann.

Wenn man ferner die Gestalt des Zwischenformlings 50 mit der Gestalt des endgültigen geblasenen Hohlkörpers 51 in Beziehung setzt, ist es möglich, alle Teilabschnitte des Hohlkörpers 51 gleichmäßig auszurichten, derart, daß diese einheitlich gedehnt und orientiert werden während des Fertigblasens innerhalb des kritischen Temperaturbereiches. Durch Anwendung der Zwischenblastechnik können eine gleichmäßige Orientierung und gleichmäßige physikalische Eigenschaften z. B. bei Flaschen von komplizierter Form und stark variierenden Querschnitt-Abmessungen erreicht werden. Beispielsweise werden durchsichtige Hohlkörper weitaus klarer als beim herkömmlichen Blasformen.

In den Fig. 7 bis 12 ist ein Halsabschnitt veranschaulicht.

Wie in den Fig. 3 bis 6 und speziell in den Fig. 7 und 8 angedeutet, ist die Zwischenblasform 35 mit zusammensetzbaren, halbzylindrischen einsetzbaren Halsformabschnitten 60 versehen, welche in Aussparungen sitzen, die an der Oberseite der Formhälften der Zwischcnblasforrnen 35 vorgesehen sind. Diese Aussparungen haben halbkreisförmige horizontale Flächen 35a, welche an vertikale halbzylindrische Flächen 35fo angrenzen. Die Halsformabschnitte 60 sind durch herkömmliche Mittel (nicht dargestellt) befestigt. Die innere Fläche der Haisformabschnitte 60 bildet eine vollständige zylindrische Fläche 61, die mit radialen Aussparungen 62 versehen ist, die ein Gewinde bilden, das am Hals des Hohlkörpers 51 geformt werden soll.

Auf die Halstormabschnitte 60 werden halbzylindrische Einsätze 63 aufgesetzt welche eine Innenfläche 64 aufweisen, welche eine Fortsetzung der Flächen 61 bilden, nach oben jedoch eine radiale Erweiterung 65 aufweisen. Der Blasdorn 46, welcher mit dem Halsformabschnitt 60 zusammenwirkt, ist mit einem reduzierten Durchmesser versehen, wobei das untere Endstück 70 über eine radiale Schulter 71 (Fig. 8) an den Blasdorn 46 anschließt. Das Endstück 70 hat einen inneren Luftkanal 72 und weist am untc-

ro η Ende eine gleichmäßige Abrundung 73 auf.

Das Endstück 70 des Blasdorns 46 umgebend und gegen die Schulter 71 gelagert, ist ein Formwerkzeug in Gestalt einer Hülse 75, welche teleskopartig in die Aussparung 65 des Einsatzes 63 hinein bewegbar ist. Die Hülse 75 ist mit einer unteren gewölbten Aussparung 76 versehen, welche in einen Schneidrand 78 endet.

An Hand der Fig. 7 und 8 ist zu erkennen, daß der Vorformling 22 einen etwas kleineren Außendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Halses, welcher durch den kombinierten Durchmesser der Flächen 61 dc^r Halsformabschnitte 60 bestimmt wird. Ferner weist uer Vorformling 22, wenn erextrudiert und abgeschnitten wird, ein sich nach außen er- '5 weiterndes offenes oberes Endteil 22« auf, in welches hinein das Endstück 70 des Blasdorns 46 eingeführt wird. Um das Einschieben des Blasdorns 46 zu erleichtern, kann Blasluft zugeführt werden, wenn er in den Vorformling 22 hinein gesenkt wird, um das *° Endteil 22a offen zu halten.

Der Blasdorn 46 wird mit Hilfe des Verstellzylinders 45 gesenkt, nachdem der Vorformling 22 in der Zwischenblasform 35 eingeschlossen ist und durch die Blasformabschnitte 39 von unten geschlossen ist. So- ^5 mit wird durch das Endstück 70 das obere Ende des Vorformlings 22 radial aufgeweitet. Das Eintreten des Endstücks 70 in den Vorformling 22 hinein druck- bzw. preßverformt somit den Halsteil des Hohlkörpers 51. Der Kontakt der Hülse 75 mit dem nach außen erweiterten offenen oberen Endabschnitt 22a formt einen Teilabschnitt des Vorformlings 22, welcher in die Aussparung 76 hinein gezwängt wird, zu einem balligen Rand 77. Dieser wird außen vom Schneidrand 78 der Hülse 75 erfaßt, um ein außen liegendes Abfallstück 79 vollständig abzutrennen.

Anschließend wird die Blasluft abgestellt, die Zwischen-Blasformcn 35 und die hertig-Blasformen 36 werden geöffnet und von ihrer Position nach Fig. 3 zur Position nach Fig. 4 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Blasdorn 46 und der Zwischenformling 50, der von diesem gehalten wird, im Formhohlraum 38 angeordnet, wie in Fig. 9 dargestellt. Die F-rtigblasform 36 ist im Halsbereich ausgespart, wie im Zusammenhang mit der Zwischen-Blasform 35 oben bcschrichen. Identische Einsätze 60 sind in Ausnehmungen der Fcrtig-Blasform eingesetzt. Es werden jedoch unterschiedliche obere Einsätze 80 verwendet. Wie in Fig. 9 dargestellt, sind die Einsätze 80 wiederum halbzylindrisch und sind mit einer unteren halbzylindrischen Öffnung81 versehen, welche mit der inneren Fläche 61 des Halsformabschnitts 60 fluchtet. Ein oberer, vergrößerter, konkaver Abschnitt 82 grenzt an die Öffnung 81 und geht über in einen wesentlich größeren konkaven Abschnitt 83.

Wie vorstehend beschrieben, wird, wenn die Fertig-Blasform 36 sich um den Zwischenformling 50 geschlossen hat. der Blasdorn 46 zurückgezogen und der Blasdorn 48 eingeführt.

Wie in den Fig. 10 bis 12 da^rgcstellt. ist der Blasdorn 48 mit einem unteren Endstück 70 mit kleinerem Durchmesser versehen, welches an dem Blasdorn 48 über eine radiale Schulter anschließt. Das Endstück 70 wird von einer Schneidhülse 85 umgeben (Fig. 10 bis 12). Die Schneidhülse 85 ist an ihrer Unterseite mit einer äußeren, sich nach oben erstreckenden Aussparung 86 versehen, welche mit einem oder mehreren vertikalen Schlitzen 87 in Verbindung steht, in welche hinein Abstreiffinger 88 ragen. Der Zweck der Schlitze 87 und der Abstreiffinger 88 wird nachfolgend beschrieben.

An der Unterseite ist die Schneidhülse 85 mit einer nach unten offenen konkaven Aussparung 90 versehen, welche von einem Sehneidrand 91 umgeben ist. welcher zwischen der Aussparung 90 und einer zylindrischen äußeren konischen Wand 92 ausgebildet ist, welche genau in den vergrößerten Abschnitt 82 des Einsatzes 80 paßt und in dieselbe axial hineingleiten kann. Eine kegelstumpfförmige Wand 93 verbindet die Wand 92 mit der inneren Aussparung 86, wobei die Wand 92 von einer Nut 94 unterbrochen wird.

Aus Fig. 10 ist zu erkennen, daß das Endstück 70 des Blasdorns 48 in den mit Gewinde versehenen Hals des Zwischenformlings 50 eintritt, welcher durch Sehließen der Halsformabschnitte 60 am Hals ausgerichtet an seiner Stelle gehalten wird. Danach wird die Schneidhülse 85 teleskopartig über den Einsatz 80 bewegt, und die Aussparung 90 und der Abschnitt 82 wirken zusammen, um den zuvor geformten Rand 77 (Fig. 8) in die letztlich gewünschte Konfiguration eines Gießrandes 96 zu bringen. Zur gleichen Zeit trennen die Wand 92, der Abschnitt 82 und der Sehneidram] 91 den Abfall 95, welcher über dem Gießrand 96 liegt. Das Einschließen dieses Abfalls 95 zwischen den Abschnitt 83 und die Wand 93 zwängt einen Teil des Materials in die Nut 94 hinein, wodurch es an die Wand 93 gedrückt bzw. gequetscht wird.

Beim Zurückziehen des Blasdorns 48 aus seiner Position in Fig. 11 in die nach Fig. 12 bewegen sich die Abstreiffinger 88 in den Schlitz 87 hinein und durch diesen hindurch in Berührung mit dem Abfall 95. wo er von der Wand 93 her entfernt wird. Das Öffnen der Fertig-Blasform 36 löst den schließlich geformten Hohlkörper 51. und beim endgültigen Zurückziehen des Blasdorns 48 aus dem geformten Hals wird der Hohlkörper 51 abgestreift, wie zuvor in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben wurde. Vorzugsweise bilden die Abstreiffinger 88 einen Teil der Abstreifvorrichtung 47.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein Vorformling in einer Zwischen-Blasform in einer ersten Blasstation zu einem Zwischenformling aufgeweitet wird, der Zwischenformling nach dem Offnen der Zwischen-Blasform in eine Fertig-Blasform eingebracht und nach dem Schließen in einer zweiten Blasstation zum endgültigen Hohlkörper fertiggeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter frei nach unten ausgepreßter schlauchförmiger Vorformling am Auspreßort in der Zwischen-Blasform eingeschlossen, vom nachfolgenden Material abgetrennt, in der Zwischen-Blasform zur ersten Blasstation bewegt und dort zu einem Zwischenformfing geblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenformling während des Öffnens der Zwischenblasform und während seines Einbringens in die Fertig-Blasform von einem Blasdorn gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenformling bei Verwendung von kristallinem Polymer bei einer durchschnittlichen Wandtemperatur zwischen dem kristallinen Schmelzpunkt plus 11° C und dem kristallinen Erstarrungspunkt minus 11 ° C fertiggeblasen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, uadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenformling bei Verwendung von im wesentlichen amorphem Polymer mit einer durchschnittlichen Wandtemperatur fertiggeblasen wird, die plus bzw. minus 14° C der entsprechenden Glaszustandstemperatur entspricht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper von einem zweiten Blasdorn fertiggeblasen und anschließend von diesem gehalten wird, während die Fertig-Blasform geöffnet und zur Aufnahme eines neuen Zwischenformlings in die erste Blasetation bewegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halsteil des Zwischenformlings vom ersten Blasdorn mittels Druckverformung geformt wird unter gleichzeitiger teilweise! Abtrennung von Abfallmaterial und das Abfallmaterial beim Einführen des zweiten Blasdorns vollständig abgetrennt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer eine Auspießdüse enthaltenden Auspreßvorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings, einer Zwischen-Blasform, in der der Vorformling mit Hilfe eines Blasdorns zu einem Zwischenformling aufgeweitet wird, und einer Fertig-Blasform, in der der Zwischenformling mittels eines Blasdorns zu einem fertigen Hohlkörper aufgeweitet wird. dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen-Blasform (35) zwischen einer Stellung unterhalb der Auspreßdüse (21) und einer ersten Biassiaiion bewegbar ist, in der ein erster Blasdorn (46) axial bewegbar gelagert ist, und daß in einer /.weiten Blasstation ein zweiter Blasdorn (48) axial bewegbar gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischen-Blasform (35) und Fertig-Blasform (36) gemeinsam bewegbar gelagert sind, derart, daß die Zwischen-Blasform (35) zwischen der Auspreßdüse (21) und der ersten Blasstation und die Fertig-Blasform (36) zwischen erster und zweiter Blasstation hin- und herbewegbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen-Blasform (35) und die Fertig-Blasform (36) schräg zur Auspreßrichtung bewegbar sind und die Blasdorne (46,48) mittels zweier Verstellzylinder (45) einzeln oder mitteis eines weiteren Versteilzylinders (43) gemeinsam parallel zur Auspreßrichtung bewegbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den Blasdornen (46,48) Halsformwerkzeuge zugeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Blasdorn (48) eine Abstreifvorrichtung (47) zugeordnet ist.