DE2247465C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer hohlen Spule aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen ner hohlen Spule mit gegenüberliegenden flachen irnwänden aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein schlauchförmiger Vorformling zwischen Blasformteilen eingeschlossen und mittels eines durch eine Blasnadel eingeführten Druckmittels zu einem länglichen hohlen Zwischenkörper aufgeweitet wird und wobei anschließend gegenüberliegende Abschnitte der Wandung des Zwischenkörpers mittels gegeneinander bewegbarer Teile der Stirnwand der Blasform bis zur gegenseitigen Anlage aufeinander zu bewegt und von dem übrigen Material des Zwischenkörpers abgetrennt ίο werden und damit in dem Zwischenkörper ein hohler Durchgang geformt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren und eine diesbezügliche Vorrichtung ist in der US-PS 30 48 891 beschrieben. Der Vorformling wird hier in einem Formhohlraum ringsum eingeschlossen und erhält seine Außenkontur nach Einführen des Druckmittels mit Hilfe der Blasnadel. Mit dieser Vorgehensweise ist der Nachteil verbunden, daß die fertige Spule keine gleichmäßige Wanddikke aufweist Vielmehr besitzen die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Spulen an gewissen Wandbereicheti verringerte Querschnittsabmessungen, die beim Einsatz der Spulen zu einer ungleichmäßigen Verteilung der auftretenden Fliehkräfte führen. Eine weitere Folge der ungleichmäßigen Materialverieilung der bekannten Spulen ist deren geringer Widerstand gegenüber schlagartig einwirkenden Belastungen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, mit denen sich qualitativ hochwertige Spulen, insbesondere mit gleichmäßiger Wanddicke herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zwischenkörper in einer an den gegenüberliegenden Stirnwänden offenen Blasform mit in diesem Bereich aus den bereits geschlossenen Teilen der Blasform herausragenden Abschnitten geformt wird, und daß das Formen der Stirnwände aus diesen Abschnitten während des Gegeneinanderbewegens der Stirnwandteile der Blasform erfolgt.

Dabei ist es aus der DT-PS 11 30 151 beim Blasformen von flaschenartigen Hohlkörpern grundsätzlich bekannt, den Vorformling über einen Stirnwandbereich des Formhohlraumes hinaus aufzuweiten und die endgültige Gestalt der betreffenden Abschlußwand des Hohlkörpers durch Heranbewegen von zunächst abgelegenen Formteilen herbeizuführen. Bei der Erfindung hingegen sind zunächst beide Enden des den Vorformling aufnehmenden Formhohlraumes offen, so daß dieser mit Hilfe des Druckmittels seitlich frei zu einem länglichen hohlen Zwischenkörper aufgeweitet werden kann. Die freie Ausdehnung bedingt, daß sich an der die späteren flachen Stirnwände der Spule bildenden Wandbereichen des Zwischenkörpers eine sehr gleichmäßige Wanddicke ausbildet, daß die Formgebung nicht durch Querschnittsänderungen des Formhohlraumes, wie bei dem Verfahren nach der US-PS 30 48 891 beeinflußt wird. Wegen des nicht gehinderten natürlichen Flusses des Materials beim Aufblasen des Vor formlings und der dadurch bedingten gleichmäßiger Wandverteilung wird nicht nur die Belastbarkeit dei Spule gegenüber Fliehkräften, sondern auch stoßartij einwirkenden Beanspruchungen erhöht.

Um überschüssiges Material von der fertigen Spul< zu entfernen, so daß keine Nacharbeit an der Spul« erforderlich ist, wird gemäß einer Weiterbildung de Erfindung vorgeschlagen, das überschüssige Materia am Zwischenkörper nach dem Formen der Stirnwändi

abzuqueischea

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung mit einem Paar aufeinander zu- und wegbewegbarer Blasformteile zur Bildung wenigstens eines Formhohlraumes mit endseitig des Formhohlraumes angeordneten Schließplaiten, durch die sich aufeinander zu bewegbare Kei nstifte zur Bildung des hohlen Durchgangs im Zwichenkörper erstrecken, und mit einer Einrichtung zum Einführen des Druckmittels in den im Formhohlraum eingeschlossenen Vorformling, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schließplatten zum Schließen der offenen Enden des gebildeten Formhohlraumes auf den Kernsliften bewegbar angeordnet sind. Dabei können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Schließplatten und die Kernstifte zum Schließen des Formhohlraumes bei einer ersten Arbeitsbewegung relativ zueinander und bei einer zweiten Arbeitsbewegung gemeinsam bewegbar sein.

Jeder Kernstift weist zweckmäßigerweise eine Schneidkante auf, so daß beim Aufeinandertreffen der einander gegenüberliegenden Schneidkanten das überschüssige Material im hohlen Durchgang des Zwischenkörpers selbsttätig abgetrennt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 eine perspektivische teilweise weggebrochene Ansicht der Blasvorrichtung,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch einen mit der Vorrichtung nach F i g. 1 gebildeten Formhohlraum mit Darstellung der damit zusammenhängenden Teile beim ersten Arbeitsschritt,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie 3-3 nach F i g. 2,

F i g. 4 eine der F i g. 3 ähnliche Ansicht mit Darstellung der Teile beim zweiten Arbeitsschritt,

F i g. 5 eine de: F i g. 3 ähnliche Ansicht mit Darstellung der Teile beim dritten Arbeitsschritt,

F i g. 6 eine der F i g. 3 ähnliche Ansicht mit Darstellung der Teile beim vierten Arbeitsschritt,

F i g. 7 einen Schnitt längs der Schnittlinie 7-7 nach F i g. 6, und

F i g. 8 eine perspektivische teilweise weggebrochene Ansicht von einer fertigen Spule mit flachen Stirnwänden.

Der Einfachheit halber sind in der Zeichnung die Traggerüste für die Formteile oder Formhälften, die Antriebsmittel, bspw. Hydraulikzylinder, die Rohrleitungssysteme zum Einleiten eines Kühlmediums in die wärmeübertragenden Formhälften und andere herkömmliche Mittel nicht dargestellt, da eine Vielzahl derartiger bekannter Ausrüstungsgegenstänae verwendet werden kann. Eine vollständige Darstellung und Beschreibung solcher Ausrüstungsmittel ist in der US-PS 30 48 891 angegeben.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Paar miteinander in Eingriff bringbare Blasformteile 10 und 100 auf, die einander gegenüberliegend angeordnet sind.

In dem Blasformteil 10 ist eine Vielzahl von in Abstand zueinander befindlichen halbzylinderförmigen Hohlräumen 12 ausgebildet. Obschon nur drei Hohlräume 12 dargestellt sind, kann die Blasform jede beliebige Anzahl solcher Hohlräume 12 als auch nur einen einzigen aufweisen. Die gegenüberliegenden Kanten jedes Hohlraumes 12 bilden Schneidkanten 14 und 16, wäh^rend die gegenüberliegenden Enden des Hohlraumes 12 durch geneigte Bereiche 18 und 20 verlängert sind, und diese geneigten Bereiche 18,20 in halbkreisförmige Bereiche 22 bzw. 24 übergehen (v^L F i g. 2). Nahe den Schneidkanten 14 und 16 ist das Blasforniteil 10 leicht verjüngt, so daß Schrägflächen 26 bzw. 28 ausgebildet werden. In der Mitte jedes Hohlraumes 12 befindet sich eine Bohrung 30, die sich, wie in F i g. 2 dargestellt, vollständig durch das Blasformteil 10 hindurcherstreckt.

Das Blasformteil 100 weist die in Verbindung mit dem Blasformteil 10 beschriebenen Elemente ebenfalls suf. Diese Blasformteile 100 werden nicht gesondert beschrieben, sonderen sind lediglich durch die um die Zahl 100 vergrößerten Bezugszeichen der Blasformteile 10 gekennzeichnet Das bedeutet, daß die entsprechenden Elemente des Blasformteils 10 von 112 bis 128 durchnumeriert sind. Die Bohiung 30 im Hohlraum 12 hat jedoch aus nachfolgend erläuterten Gründen kein Pendant im Hohlraum 112.

Oberhalb der Schrägfläche 26 (gemäß F i g. 1) weist das Blasformteil 110 einen Vorsprung 32 auf, dessen Querschnitt die Form eines abgestumpften Winkels hat. Ein ähnlicher Vorsprung 34 befindet sich unter der Schrägfläche 28, und an jeder Seite der halbzylinderförmigen Hohlräume 12 ist jeweils ein derartiger Vorsprung 32, 34 vorgesehen, sofern eine Vielzahl von Hohlräumen 12 angeordnet ist In dem Blasformteil 100 sind ein Paar Aussparungen 133 und 135 so ausgebildet, daß sie zu den Vorsprüngen 32 bzw. 34 passen, so daß die Blasformteile 10 und 100 während des Formvorganges miteinander in Eingriff gebracht werden können.

Die für jeden Hohlraum 12 vorgesehenen Schließp'-tten 36 und 38 werden von Kernstiften 40 bzw. 42 derartig getragen, daß sie entsprechend einer vorgegebenen Arbeitsfolge gleichartig und relativ zu den Schließplatten 36, 38 bewegt werden können. Wie aus F i g. 3 zu entnehmen ist, sind die einander gegenüberliegenden Flächen der Kernstifte 40 und 42 im wesentlichen konkav ausgehöhlt, so daß Schneidkanten 41 bzw. 43 gebildet werden. Die Kernstifte 40 und 42 sind darüber hinaus durch irgendeine passende Einrichtung, bspw. ein hydraulisches Betätigungsorgan 44, in axialer Richtung beweglich, wobei eines der hydraulischen Be tätigungsorgane 44 den Kernstift 40 und ein gegenüberliegendes Betätigungsorgan den Kernstift 42 bewegt. Dabei werden beide Stifte 40 und 42 auf einer gemeinsamen, durch die Längsachse eines Hohlraumes 12 definierten Achse hin- und hergeleitet.

Aus der Werkzeugdüse 52 eines Extruders 50 wird ein schlauchförmiger Vorformling 54 aus Kunststoff längs einer Achse extrudiert, die sich quer zur Längsachse jedes Hohlraumes 12 erstreckt. Zur Bildung des Vorformlings 54 kann man jeden beliebigen, formbaren thermoplastischen Kunststoff, wie tjpw. Polyäthylen und dgl. verwenden. Der Durchmesser des Vorformlings 54 wird durch Druckluft geregelt, die durch den Extruder 50 so eingeführt wird, daß der Vorformling 54 einen größeren Durchmesser als die Längsachse des Hohlraumes 12 bzw. 112 erhält. Beim Schließen der Blasformteile 10 und 100 wird der Vorformling 54 durch die Schneidkanten 14 bzw. 114 und 16 bzw. 116 abgeklemmt, so daß ein hohler Zwischenkörper 65 (vgl. Γ i g. 2) entsteht. Die Schließplatten 36 und 38 liegen an den Blasformteilen 10 und 100 an und trennen dabei das entsprechende überschüssige Material 57 vom Zwischenkörper 56 ab, während die Schneidkanten 41 und 43 der Kernstifte 40, 42 ein Mittelteil 58 aus dem Zwischenkörper 56 abtrennen. Das durch die Blasformanlage geschaffene Produkt weist die Gestalt einer hohlen Spule auf, die im Hohlraum 12 bzw. 112 durch Luft auf-

geweitet wird, die man durch eine Injektionsnadel einführt. Die Injektionsnadel erstreckt sich durch die Bohrung 30 und hinterläßt eine nadeiförmige öffnung 60 in der Außenwand der Spule. Nach F i g. 2 weist die Kunststoffspule einen hohlen Innenraum 62 mit einer inneren zylindrischen Wand 64 auf, die eine zwischen den flachen Endwänden 66 und 68 sich erstreckende Längsbohrung bildet. Die Außenwand der Spule wird durch die kreisförmigen von den Endwänden 66 und 68 sich erstreckenden Flansche 70 und 72 durch die abgestumpften konischen Verbindungswände 74 bzw. 76 und durch einen die beiden Verbindungswände 74 und 76 verbindende zylindrische Außenwand 78 gebildet.

Die zur Herstellung der in F i g. 8 dargestellten Kunststoffspule notwendigen Arbeitsabläufe der Blasformeinrichtung werden im folgenden näher erläutert. Der Extruder 50 und die Werkzeugdüse 52 liefern den schlauchförmigen Vorformling 54 zwischen die geöffneten Blasformteile 10 und 100. Nach F i g. 1 wird das untere Ende des Vorformlings 54 durch die Vorsprünge 32 und die Aussparungen 133 von einem vorhergehenden Formungszyklus in ein nachgelegtes Ende abgedichtet. Sobald das nachgelegte Ende den untersten Teil der Blasformteile 10 und 100 passiert hat. beginnt ein neuer Formungszyklus, indem die Blasformteile 10 und 100 geschlossen werden. Die Schneidkanten 14,114 und 16, 116 an den Blasformteilen trennen den Zwichenkörper 56 vom Vorformling 54 ab, wobei der Zwischenkörper 56 im Hohlraum 12, 112 (F i g. 2) eingeschlossen ist. Die Anfangslage der Schließplatten 36 und 38 und der Kernstifte 40 und 42 ist in F i g. 3 gezeigt, wobei sich diese Organe im geringen Abstand von den vorstehenden Abschnitten des Zwischenkörpers 56 befinden. Jeder Kernstift 40 und 42 wird nun mittels seines entsprechenden hydraulischen Betätigungsorganes 44 in Richtung auf die entsprechenden Abschnitte des Zwischenkörpers 56 bewegt. Somit erstrecken sich die Kernstifte 40 und 42 relativ zu ihren betreffenden Schließplatten 36 und 38, so daß jeder Abschnitt verformt und rückwärts in den Zwischenkörper 56 längs der durch die Kernstifte 40 und 42 (F i g. 4) definierten Längsachse eingedrückt wird. Die Relativbewegung der Kernstifte 40, 42 und SchlieSplatten 36, 38 während des anfänglichen Formungsschrittes wird durch irgendeine zweckmäßige Einrichtung begrenzt. Diese Einrichtung kann bspw. aus einem an den Kernstift 40 und 42 befestigten, nicht dargestellten Bund bestehen. Bei Weiterbewegung der Kernstifte 40 und 42 werden daher in gleicher Weise die entsprechenden Schließplatten 36 und 38 während des vollständigen Vorschiebens jedes Kernstiftes 40, 42 nach innen mitgenommen.

Während der gleichförmigen Bewegung jedes Kernstiftes 40 bzw. 42 und seiner Schließplatte 36,38 nähern sich die Schneidkanten 41 und 43 der Kernstifte 40, 42 einander und bilden auf diese Weise die Längsbohrung der Spule. F i g. 5 zeigt, wie die Schließplatten 36 und 38 die betreffenden vorstehenden Abschnitte des Zwischenkörpers 56 berühren. Danach bewegen sich die Schließplatten 36 und 38 weiter, bis sie auf die zugehörigen Endflächen der Blasformteile 10 und 100 anstoßen. Die von den Schließplatten 36 und 38 und den Kernstiften 40 und 42 schließlich eingenommene Stellung ist in F i g. 6 dargestellt, wobei zu diesem Zeitpunkt eine nicht dargestellte Injektionsnadel für die Luft durch die Bohrung 30 und in den Zwischenkörper 56 eingeführt wird, so daß sich in diesem die öffnung 60 bildet. Danach wird unter Druck stehende Luft durch die Injektionsnadel in den Innenraum 62 der Spule geführt, so daß sich der Zwischenkörper 56 der Gestalt des Hohlraumes 12, 112 und der Schließplatten 36 und 38 anpaßt. In der von den Kernstiften 40 und 42 angenommenen Endstellung treffen die Schneidkanten 41 und 43 aufeinander und trennen das überschüssige Mittelteil 58 des Kunststoffmaterials ab, so daß eine glatte durchgehende Bohrung gebildet wird.

Beim obengenannten Verfahren und bei der Vorrichtung wird der Zwischenkörper 56 durch den Hohlraum 12, 112 in der X-V-Ebene eingeschlossen, wie dies in Fig.6 dargestellt ist. In Z-Richtung kann er sich je doch außerhalb des Formhohlraumes 12, 112 auswölben.

Das sich aus dem Hohlraum 12, 112 auswölbende Material wird zunächst durch die Kernstifte 40 und 42 und dann von den Schließplatten 36 und 38 berührt, wobei letztere den Stirnwänden der Spule die abschließende Formgebung verleihen und darüber hinaus das überschüssige Material 57 abtrennen. Diese Anordnung weist den besonderen Vorteil auf, daß innerhalb des Hohlraumes 12,112 eine fertige Spule hergestellt wird, ohne daß irgendwelche besonderen Arbeitsschritte oder Vorrichtungen zur Entfernung des überschüssigen Materials 57 nach Abgabe der Spule aus der Blasform erforderlich sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer hohlen Spule mit gegenüberliegenden flachen Stirnwänden aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein schlauchförmiger Vorformling zwischen Blasformteilen eingeschlossen und mittels eines durch eine Blasnadel eingeführten Druckmittels zu einem länglichen hohlen Zwischenkörper aufgeweitet wird und wobei anschließend gegenüberliegende Abschnitte der Wandung des Zwischenkörpers mittels gegeneinander bewegbarer Teile der Stirnwand der Blasform bis zur gegenseitigen Anlage aufeinander zu bewegt und von dem übrigen Material de° Zwischenkörpers abgetrennt werden und damit in dem Zwischenkörper ein hohler Durchgang geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkörper in einer an den gegenüberliegenden Stirnwänden offenen Blasform mit in diesem Bereich aus den bereits geschlossenen Teilen der Blasform herausragenden Abschnitten geformt wird, und daß das Formen der Stirnwände aus diesen Abschnitten während des Gegeneinanderbewegens der Stirnwandteile der Blasform erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssiges Material am Zwischenkörper nach dem Formen der Stirnwände abgequetscht wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, mit einem Paar aufeinander zu- und wegbewegbare Blasformteile zur Bildung wenigstens eines Formhohlraumes mit endseitig des Formhohlraumes angeordneten Schiießplatten, durch die sich aufeinander zu bewegbare Kernstifte zur Bildung des hohlen Durchgangs im Zwischenkörper erstrecken, und mit einer Einrichtung zum Einführen des Druckmittels in den im Formhohlraum eingeschlossenen Vorformling, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließplatten (36, 38) zum Schließen der offenen Enden des Hohlraumes (12) auf den Kernsliften (40, 42) bewegbar angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließplatten (36, 38) und die Kernstifte (40, 42) zum Schließen des Hohlraumes (12) bei einer ersten Arbeitsbewegung relativ zueinander und bei einer zweiten Arbeitsbewegung gemeinsam bewegbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kernstift (40. 42) eine Schneidkante (41, 43) zum Abirennen von überschüssigem Material (57) im hohlen Durchgang des Zwischenkörpers (56) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließplatten (36,38) mit den Endwänden der Blasformteile (10, 100) während der zweiten Arbeitsbewegung zum Abquetschen überschüssigen Materials (57) von den Stirnwänden des Zwischenkörpers (56) in Eingriff bringbar sind.