DE2223580B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus Kunststoff nach dem Blasverfahren - Google Patents

Description

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 40 auch angeregt worden, statt mit flüssigem Kohlendiorens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, beste- xid mit flüssigem Stickstoff zu arbeiten, um die Takthend aus einer den Hohlkörper aus Kunststoft zeit weiter zu verkürzen, da die Kühlwirkung von aufnehmenden Blasform, einem in die Blasform flüssigem Stickstoff viel intensiver ist als die von flüshineinragenden Blasdorn, welcher durch die Lei- sigem Kohlendioxid. Diese Verfahrensweise hat tung und ein im Maschinenarbeitstakt gesteuertes 45 sich bis heute nicht durchsetzen können, da Ventil mit einem das tiefkalte verflüssigte Gas Materialbeschädigungen durch Kälteschocks unverenthaltenden Behälter verbunden ist, dadurch ge- meidlich sind. In der DT-OS 1479 162 wird deshalb kennzeichnet, daß das Leitungsstück (4) zwischen vorgeschlagen, den flüssigen Stickstoff nicht direkt dem Ventil (5) und dem Blasdorn (3) sowie der durch den Blasdorn einzusprühen, sondern ihn ent-Blasdorn (3) selbst eine hohe Wärmespeicherka- 50 weder in den Spülluftkanal einzusprühen oder ihn pazität haben. nur als Kühlmedium für die Spülluft in einem Wär-

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- meaustauscher zu benutzen. Es ist offensichtlich, daß kennzeichnet, daß das Leitungsstück (4) und/ auf diese Weise die extreme Kühlwirkung des flüssi- oder der Blasdorn (3) selbst beheizbar sind. gen Stickstoffs nicht voll ausgenutzt werden kann

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 55 und die Verfahrensweise deshalb unwirtschaftlich ist. oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lei- Es besteht außerdem weiterhin der Nachteil, daß mit tungsstück (4) so kurz wie konstruktiv möglich zwei Kreisläufen, nämlich einem Preßluft- und einem ausgeführt ist. Stickstoffkreislauf, gearbeitet werden muß.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 Aus der DT-OS 1805 011 ist es ferner bekannt, bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Austritts- 60 das Kühlmittel direkt in den Vorformling zu sprüöffnung des Blasdorns (3) als Lavaldüse ausgebil- hen, also ohne vorheriges Aufweiten durch Preßluft, detist. Es ist offensichtlich, daß eine derartige Verfahrens-

weise mit flüssigem Kohlendioxid nicht möglich ist,

da sich wegen der bei Sprühbeginn unvermeidlich

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- 65 eintretenden Druckabsenkung Kohlendioxidschnee len von Hohlkörpern aus Kunststoff nach dem Blas- bildet. Bei der Verwendung von flüssigem Stickstoff verfahren, bei dem ein Vorformling in einer Blas- in einer Vorrichtung gemäß der DT-OS 1805 011 form mittels eines tiefkalten verflüssigten Gases auf- kommt unweigerlich flüssiger Stickstoff mit der In-

nenwand des Vorformlings in Berührung, was die ge- die Druckentlastung und das Ausströmen mit Schallnannten Nachteile hat. Demgemäß wird in der geschwindigkeit sowie die Verwendung verschiedener DT-OS1805 011 auch bevorzugt, den Vorformling Gase, sind an sich in der Technik der Herstellung zunächst mit Preßluft aufzuweiten Ein direktes Ein- von Kunststoffhohikörpern bekannt. Ein seibständisprühen eines verflüssigten Gases als Kühlmittel 5 s,er Schutz wird weder hierfür noch für die Ausbilkommt demnach allenfalls bei hochsiedenden Gasen, clung der Vorrichtung beansprucht,
beispielsweise einigen Fluorkohlenwasserstoffen, in Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung Frage. _2ur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, ein rens, bestehend aus einer den Hohlkörpern aus Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus io Kunststoff aufnehmenden Blasform, einem in die Kunststoff nach dem Blasverfahreu zu schaffen, wel- Blasform hineinragenden Blasdorn, welcher durch ches es gestattet, das Aufweiten und Kühlen des eine Leitung und ein im Maschinenarbeitstakt geHohlkörpers mit einem einzigen Medium, einem tief- steuertes Ventil mit einem das tiefkalte verflüssigte kalten verflüssigten Gas, durchzuführen, welches zu- Gas enthaltenden Behälter verbunden ist, und die dadem durch eine einzige Leitung in den Vorformling 15 durch gekennzeichnet ist, daß das Leitungsstück zwigelangt Es soll also die bei Verfahren dieser Art bis- sehen dem Ventil und dem Blasdorn sowie der Blasher übliche Zweiteilung in eine Blasphase und in eine dorn selbst eine genügend hohe Wärmespeicherkapa-Kühlphase mit jeweils verschiedenen Medien durch zität haben, damit beim Beginn der Blasphase genüeine einzige Phase mit einem einzigen Medium er- gend Stickstoff verdampfen kann. Ist die Wärmesetzt werden. 20 Speicherkapazität zu gering, so ist es erforderlich, daß

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, das Leitungsstück und Oder der Blasdorn selbst be-

daß bei Beginn der Einströmphase das aus einem un- heizbar sind. Ferner ist es wichtig, das Leitungsstück

ter Druck stehenden Speicherbehälter verflüssigt ab- so kurz wie konstruktiv möglich auszuführen, um das

gezogene Gas beim Durchgang durch die warme Lei- im Maschinenarbeitstakt gesteuerte Ventil möglichst

tung und den warmen Blasdorn verdampft, gasförmig 25 dicht an den Blasdorn zu setzen. Hierdurch wird er-

aus dem Blasdorn austritt und den Vorformling auf- reicht, daß sich nach dem Schließen des Ventils nur

weitet, im weiteren Verlauf der Einströmphase in- eine geringe Menge flüssigen Stickstoffs in der Lei-

folge Abkühlung der Leitung und des Blasdorns nur tung und im Blasdorn befindet. Diese geringe Menge

noch teilweise verdampft und schließlich am Ende verdampft sehr schnell, so daß Blasdorn und Leitung

der Einströmphase in flüssigem Zustand in den Vor- 30 schnell wieder Wärme speichern,
formling gelangt. Bei sehr langen Hohlkörpern ist es zweckmäßig,

Hierzu nutzt man lediglich die an sich schon vor- die Austrittsöffnung des Blasdorns als Lavaldüse

handene Wärmespeicherkapazität des Leitungsstük- auszubilden.

kes zwischen dem im Maschinenarbeitstakt gesteuer- Gegenüber den bekannten Verfahren hat das erfin-

ten Ventil und der Blasdornspitze aus. Als tiefsieden- 35 dungsgemäße Verfahren folgende Vorteile:
des Gas kommt in erster Linie Stickstoff und Argon Der Kälteinhalt des tiefkalten verflüssigten Gases

in Betracht, jedoch können auch andere Gase, wie kann voll ausgenutzt werden, da es direkt in flüssiger

beispielsweise tiefsiedende Fluorkohlenwasserstoffe, Form in den Vorformling gelangt, ohne daß es z. B.

in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wer- in die Blasluft eingesprüht wird oder als Kühlme-

den. Zur Vereinfachung ist in den folgenden Aus- 40 dium in einem Wärmeaustauscher dient. Obwohl ein

führungen von Stickstoff die Rede. tiefsiedendes verflüssigte«; Gas verwendet wird, ist es

Es ist sehr vorteilhaft, in der Endphase den Hohl- nicht nötig, den Vorformling zunächst über eine sekörper bei weiterem Einströmen des flüssigen Stick- parate Leitung mit einem gasförmigen Medium aufstoffs von Druck zu entlasten. Dies kann ζΓβ. durch zublasen. Die Anlage wird also vereinfacht, da keine Anheben des Blasdorns oder über ein Dreiwegeventil 45 getrennten Rohrleitungen notwendig sind. Die Taktgeschehen. Durch die plötzliche Druckabsenkung wird zeit wird wesentlich verringert, weil die Blasphase der aus dem Blasdorn austretende flüssige Stickstoff und die Kühlphase nicht mehr voneinander getrennt sehr fein versprüht, so daß für den Werkstoff keine sind, sondern ineinander übergehen. Beim Beginn Gefahr eines Kälteschocks besteht. Die Gefahr eines des Kühlens wird die im Gasstrom transportierte Kälteschocks ist jedoch in der Endphase sowieso 50 Flüssigkeit vernebelt, die winzigen Tröpfchen werden nicht mehr so groß, da dann der Hohlkörper bereits auch innerhalb des Vorformlings von der Gasströseine endgültige Form hat. Viel wichtiger ist es, mung weitertransportiert und kühlen diese fortlausicherzustellen, daß beim ersten Einströmen von fliis- fend durch Verdampfen der Tröpfchen selbst. Dessigem Stickstoff keine Flüssigkeitströpfchen unmittel- halb ist eine weniger genaue Anpassung des Blasbar mit der Innenwand des Vorformlings in Beruh- 55 dorns an die Hohlkörperform erforderlich, wie es der rung kommen. Zu diesem Zweck wird der Austritts- Fall ist, wenn das Flüssiggas durch Sprühdosen einquerschnitt des Blasdorns und der Speicherdruck im geführt wird. Auch die Druckentlastung, bereits wäh-Stickstofftank so eingestellt, daß beim Beginn der rend der letzten Phase des Einströmens des flüssigen Blasphase der gasförmige Stickstoff annähernd mit Gases, verringert die Taktzeit.
Schallgeschwindigkeit aus dem Blasdorn austritt. So- "5ο Es sind keine Pumpen und Gebläse erforderlich bald in dieser Gasströmung die ersten Flüssigkeits- zur Erzeugung des Blasdruckes für die Preßluft und tröpfchen erscheinen, werden diese am Austritt des des Flüssigkeitsdruckes, wie beispielsweise für Koh-Blasdorns vernebelt und somit feiner zerteilt, als es lendioxid und Preßluft. Vielmehr kann im Speichermit einer Sprühdüse möglich wäre. Durch diese feine behälter ein in weiten Grenzen beliebiger Druck, bei-Vernebelung ist sichergestellt, daß bei Beginn der 6s spielsweise des Stickstoffs bis 20 atü, eingestellt wer-Abkühlung kein flüssiger Stickstoff auf die Innen- den. Durch die hohe Gasgeschwindigkeit am Blaswand des Vorformlings gelangt. dornaustritt infolge des vergleichsweise hohen Vor-

Die genannten vorteilhaften Maßnahmen, nämlich druckes und der starken Volumenausdehnung bei der

Verdampfung des verflüssigten tiefkalten Gases ergibt das im Maschinenarbeitstakt gesteuerte Ventil, und es

sich eine stark turbulente Strömung des Gases im strömt flüssiger Stickstoff aus einem unter Druck ste-

Vorformling selbst und damit ein vergrößerter War- henden Speicherbehälter nach. Da jedoch der Blas-

meübergang. Da eine zweite Leitung für ein separates dorn und die ihm angeschlossene Leitung warm sind,

Blasmedium entfällt, ist bei dem erfindungsgemäßen 5 verdampft dieser flüssige Stickstoff unter starker Vo-

Verfahren nur ein kleiner Blasdorn erforderlich und lumenvergrößerung (F i g. 1) sofort, so daß aus dem

somit auch dann durchführbar, wenn kleine Hohl- Blasdorn zunächst nur gasförmiger Stickstoff austritt,

körper geblasen werden sollen. Dadurch wird der Vorformling aufgeweitet und unter

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Umständen bereits in seine endgültige Form gebracht

Hand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen io (F i g. 2 und 3). Durch die Stickstoffverdampfung

F i g. 1 bis 4 verschiedene Phasen des Aufweitens kühlen sich nun Blasdorn und Leitung stark ab, so

und Kühlens eines Hohlkörpers, daß der Stickstoff nmr noch teilweise verdampft und

Fig.5 eine Vorrichtung zur Durchführung des ein Gas-Flüssigkeit-Gemisch in den bereits zumin-

Verfahrens in schematischer Form. dest weitgehend aufgeweiteten Vorformling strömt

Bei den in F i g. 1 bis 4 dargestellten Phasen zeigt 15 und diesen abkühlt.

Fig. 1 den Zustand bei Beginn des Arbeitstaktes. Durch plötzliche Druckabsenkung wird der aus

Aus dem Blasdorn 3 tritt gasförmiger Stickstoff aus dem Blasdorn 3 austretende flüssige Stickstoff s.ehr

und weitet den Hohlkörper 1 auf. fein versprüht, so daiß für den Werkstoff keine Ge-

In Fig. 2 hat der Hohlkörper 1 schon fast seine fahr eines Kälteschocks besteht.

endgültige Gestalt erreicht und erste Tröpfchen von 20 Fig.5 zeigt die gesamte Anlage in vereinfachter

flüssigem Stickstoff treten auf. Darstellung. Der Hohlkörper 1 befindet sich bereits

In F i g. 3 hat der Hohlkörper 1 seine endgültige aufgeweitet in der zweiteiligen Blasform 2. Über den

Gestalt erreicht und liegt an der zweiteiligen Form 2 Blasdorn 3, das Leitungsstück 4, das im Maschinen-

an. Es strömt zunehmend mehr flüssiger Stickstoff arbeitstakt gesteuerte Ventil 5 und die Leitung 6 wird

durch den Blasdorn 3. 25 dem Hohlkörper 1 flüssiger Stickstoff aus dem Spei-

Fig. 4 zeigt die Endphase des Arbeitstaktes. Noch eher7 zugeführt. Dasi Leitungsstück4 hat ebenso wie

während flüssiger Stickstoff einströmt, wird der Blas- der Blasdorn 3 eine große Wärmespeicherkapazität,

dorn 3 abgehoben. Der Blasdorn 3 kann in bekannter Weise zum Enttüf-

Vor Beginn der Blasphase befindet sich im Blas- ten von der Blasform 2 abgehoben werden. Um das

dorn und in dem Leitungsstück zwischen Blasdorn 30 Leitungsstück 4 ist eine Heizung 8 angeordnet,

und Ventil verdampfter, also gasförmiger Stickstoff welche sicherstellt, daß auf jeden Fall bei Blasbeginn

mit verhältnismäßig hoher Temperatur. Der Stick- nur gasförmiger Stickstoff aus dem Blasdorn 3 aus-

stoff ist dabei verdampft infolge der Wärmeeinstrah- tritt. Das Ablaßventil 9 ermöglicht es bei Inbetrieb-

lung aus der warmen Umgebung in den Blasdorn und nähme der Maschine, die Leitung mit Stickstoff zu

in die Blasleitung. Beim Beginn der Blasphase öffnet 35 spülen und auf die Betriebstemperatur abzukühlen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 ^ 2 Patentansprüche· geweitet und der Gegenstand gekühlt wird, wobei das - ■ ■ Gas durch eine einzige, mit einem im Maschinenar-

1. Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern beitstakt gesteuerten Ventil versehene Leitung und aus Kunststoff nach dem Blasverfahren, bei dem einen Blasdorn in den Vorformling strömt.

ein Vorformling in einer Blasform mittels eines 5 Das Einbringen der Gase in den zu bildenden tiefkalten verflüssigten Gases aufgeweitet und üer Hohlkörper erfolgt durch einen Blasdorn. Es sind Gegenstand gekühlt wird, wobei das Gas durch mehrere derartige Verfahren zum Aufblasen und eine einzige, mit einem im Maschinenarbeitstakt Kühlen von Kunststoffhohlkörpern bekannt Nach gesteuerten Ventil versehene Leitung und einen dem ältesten Verfahren wird der Vorformling durch Blasdorn in den Vorformling strömt, dadurch io Preßluft aufgeweitet und dann noch so lange mit gekennzeichnet, daß bei Beginn der Ein- Preßluft gespült, bis er sich so weit abgekühlt hat, strömphase das aus einem unter Druck stehenden daß er aus der Blasform entnommen werden kann. Speicherbehälter verflüssigt abgezogene Gas beim Bei diesem Verfahren ist die Taktzeit relativ lang, da Durchgang durch die warme Leitung und den die Kühlwirkung der Preßluft naturgemäß gering ist. warmen Blasdorn verdampft, gasförmig aus dein 15 Man hat deshalb schon bald versucht, die Kühlpe-Blasdorn austritt und den Vorformling aufweitet, node zu verringern, indem man die Blasform im im weiteren Verlauf der Einströmphase infolge Kreislauf mit Wasser oder einer Sole kühlt oder flüs-Abkühlung der Leitung und des Blasdorns nur siges Kohlendioxid in den Vorformling einsprüht, noch teilweise verdampft und schließlich am Ende Obwohl die Taktzeit auf diese Weise verringert werder Einströmphase in flüssigem Zustand in den 20 den konnte, hat dieses Verfahren doch eine Reihe Vorformling gelangt. von Nachteilen. Einmal benötigt man zwei Zuleitun-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- gen, nämlich für die Preßluft und für das flüssige kennzeichnet, daß der geformte Hohlkörper be- Kohlendioxid. Dadurch erhält der Blasdorn einen reits in der Endphase des Einströmens druckent- sehr großen Durchmesser und kann somit bei kleinelastet wird. „ as ren Hohlkörpern praktisch nicht eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- Es verdoppelt sich der Aufwand an Steuerungsorgakennzeichnet, daß die Druckentlastung durch nen, da sowohl die Preßluft als auch das flüssige Anheben des Blasdorns erfolgt. Kohlendioxid im Arbeitstakt der Maschine in den

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Vorformling eingedrückt werden muß. Ferner muli

3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn der 30 man verhindern, daß das Kohlendioxid in Form von Einströmphase das im Leitungsstück zwischen Schnee ausfällt, d. h. man muß über dem Tripelpunkt Ventil und Austrittsöffnung des Blasdorns ste- von Kohlendioxid, also oberhalb von 4,2 atü Druck hende erwärmte sowie das nachströmende Gas arbeiten. Außerdem muß verhindert werden, daß annähernd mit Schallgeschwindigkeit aus dem flüssiges Kohlendioxid auf die Innenwand des Kunst-Blasdorn austritt. 35 Stoffhohlkörpers gelangt, da sich sonst durch den

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Käl'eschock Materialfehler ergeben können. Die ge-

4, dadurch gekennzeichnet, daß als tiefkaltes ver- nannten Verfahren sind beispielsweise in der flüssigtes Gas Stickstoff oder Argon verwendet DT-AS 1272 525 und der DT-OS 1479 162 bewird, schrieben worden. In diesem Zusammenhang ist