DE2256684A1 - Verfahren fuer die mehrstufige herstellung von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff nach der blasmethode - Google Patents
Verfahren fuer die mehrstufige herstellung von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff nach der blasmethodeInfo
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Description
Garmisch-Partenkirchen," 16. Nov. 1972 Hs:H
Gottfried Mehnert, 1 Berlin 42, Lankwitzer Straße 14/15
Verfahren\für die mehrstufige Herstellung von Hohlkörpern
aus thermoplastischem Kunststoff nach der Blasmethode
Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung von Hohlkörpern,- z.Bc einseitig offenen Hohlkörpern, wie
Flaschen, Kanistern und dgl., und zwar Hohlkörpern aus Kunststoff, die nach einer viel angewendeten Variante
der sog. Blasmethode aus einem Vorformling durch Aufblasen desselben gewonnen werden. Bei dieser Methode werden ein
aus der Düse eines Extruders kontinuierlich ausgepreßter Schlauch oder ein Rohr oder parallele Folienbahnen in
eine in Bereitschaftsstellung stehende, geöffnete Blasform eingebracht und nach dem Schließen der Form vom
Nachschub abgetrennt und damit zu einem in der geschlossenen
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Form gelagerten Vorformling. Um den kontinuierlichen Ausstoß
aus der Extruderdüse zu ermöglichen, wird die Blasform sofort nach der Aufnahme des-Vorformlings aus dem
Nachschubbereich der Auspreßdüse auf einer horizontalen, schrägen oder gekrümmten, gelegentlich auch vertikalen
Bahn herausbewegt. Während dieser Bewegung oder am Ende derselben wird der in der Form gelagerte Vorformling
durch Einführen eines Blasdornes in sein offenes Ende oder durch Einstechen einer Blasnadel in den in der Form
beidends geschlossenen Vorformling aufgeblasen. Dabei kann der Blasdorn gegebenenfalls gleichzeitig die Kalibrierung
der Hohlkörperöffnung im Zusammenwirken mit diesem Bereich der Blasform vollziehen.
Bei dieser Methode wird die Taktzeit oder Zeit für den Arbeitszyklus, d.h. die Zeit für eine Hin- und Herbewegung
der Form von der Ausgangslage, in der sie den Vorformling aufnimmt, über das Ausblasen und Auswerfen
zurück in die Ausgangslage von der Auspreßgeschwindigkeit des Vorformlings aus der Extruderdüse, der Zeit für das
Ausblasen und - in erheblichem Maße - durch die für die Verfestigung des fertigen Körpers maßgebliche Kühlzeit
bestimmt. Da die Auspreßgeschwindigkeit eines Schlauches oder dgl. aus der Düse eines Extruders heutzutage sehr
schnell erfolgen kann und das Aufblasen des Vorformlings
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in der Form fast "blitzartig" geschieht, hängt die sog.
Schußfolge, d.h. die Zahl der gefertigten Stücke in der Zeiteinheit - natürlich je nach der Größe der zu fertigenden
Hohlkörper - hauptsächlich von der Zeit ab, die der fertig ausgeblasene Hohlkörper in der Form verweilen
muß, um auf eine Temperatur gebracht zu werden, die eine genügende Verfestigung auch jener Stellen gewährleistet,
die anderen Stellen gegenüber gewisse Materialanhäufungen aufweisen, wie' z.B. an den Halspartien. Anderenfalls
kann der für fertig gehaltene, aus der Form ausgeworfene oder ihr sonstwie entnommene Hohlkörper Deformationen
erleiden, mit anderen, vorher gefertigten zusammenkleben usw. Es versteht sich, daß dabei die Kühlzeit anteilsmäßig
desto mehr ins Gewicht fällt, je mehr Masse zu
kühlen ist, also je größer der fertig ausgeblasene Hohlkörper ist.
Sowohl für das sog. Spritzblasen als auch für die unter dem Stichwort "biaxiale Reckung" bekannten Methoden
sind mehrstufige Verfahren bekanntgeworden, die die Herstellung eines Hohlkörpers in die eines Vorkörpers aus
dem Vorformling und des endgültig fertigen Hohlkörpers aus dem Vorkörper aufteilen und somit eine gewisse Beschleunigung
der Herstellung bzw. Erhöhung des Ausstoßes erbringen. Bei dem sog. Spritzblasen, z.B. nach der DT-AS 1 084 908,
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wird in einer Spritzform um einen in das Formnest als Kern hineinragenden Blasdorn ein an einem Ende geschlossener
Vorformling gespritzt, der, am Dorn hängend, in eine Blasform übergeführt und in dieser zum Hohlkörper gewünschter
Gestalt aufgeblasen wird. Ähnlich verfährt man beim sog. biaxialen Recken. Aber auch bei diesen Methoden wird
die Taktfolge, d.h. die Zeit für das öffnen und Schließen einer Form sowie für das Ausformen eines Vorkörpers oder
fertigen Hohlkörpers in der jeweils hierfür bestimmten Form, sich nach der Form mit der längeren Taktzeit richten,
d.h. häufig und bei zunehmend größeren Hohlkörpern zunehmend sicherer von der Zeit für das Ausformen eines fertigen
Hohlkörpers abhängen. Man ist deshalb, um zwecks rationaler Fertigung die Taktzeiten der Spritz- und Blasform
oder Vor- und Endform anzugleichen, gezwungen, Kompromisse einzugehen, also z.B. entweder das Verweilen eines Vorkörpers
in der Spritzform länger als erforderlich auszudehnen und bzw. oder das Verweilen in der Endform und
damit die zur Verfestigung erforderliche Kühlzeit abzukürzen
oder den Kühlaufwand, z.B. durch kälteres Wasser, eine größere Wassermenge und dgl. zu vergrößern. Dabei
nutzt die Zeit, die der Vorkörper in der einen Form unnötig lange verweilt, meist nichts oder ist sogar schädlich,
weil dieser eine bestimmte, ihn noch plastisch verformbar haltende Temperatur aufweisen muß und die verfestigende
Abkühlung erst in der Endstufe der Fertigung erfolgen soll.
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Diese Nachteile beseitigt die Erfindimg durch eine Methode, bei der ein an sich bekanntes, mehrstufiges Verfahren
zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff in der Weise abläuft, daß die erste Stufe
mit der zulässigen Schnelligkeit arbeiten kann, die die technisch mögliche, schnelle Auspreßgeschwindigkeit eines
Vorformlings aus der Auspreßdüse eines Extruders ausnützt und auch einen Vorkörper in einer noch weiter verformbaren
Temperatur abgibt, während trotzdem für die folgende Stufe genügend Zeit zur notwendigen Abkühlung und Verfestigung
nach der Formgebung auf die endgültig gewünschte Gestalt und Größe verbleibt, und zwar obwohl dabei der
Ausstoß vergrößert werden kann. Die Taktzeit der Vorform kann also so schnell wie möglich und die der Fertigform
so langsam wie notwendig gemacht werden.
Hierzu wird vorgeschlagen, auf je eine Vorform mindestens zwei Fertigformen in der Weise arbeiten zu
lassen, daß jede Fertigform nur in jedem zweiten - oder dritten usw. - Takt der Vorform einen in dieser vorgeblasenen
Vorkörper übernimmt. Das bedeutet, daß für das Vorblasen
eines Vorkörpers zum fertigen Hohlkörper und seine Verfestigung bis zum Ausstoß aus der Fertigform doppelt
- oder dreifach usw. - soviel Zeit verbleibt, wie ein Arbeitstakt der Vorform verbraucht, oder anders gesehen,
daß die Vorform doppelt - oder dreifach uswe - so schnell
arbeiten kann, wie der gesamte Ausformungsvorgang in der
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Fertigform benötigt und in dieser Zeit eine weitere Endform bedienen kann. Man kann diese Methode dazu benutzen,
den Ausstoß zu erhöhen oder die Qualität zu verbessern oder einen vernünftigen Mittelweg einzuschlagen, auf
jeden Fall läßt sich die leichtere Beweglichkeit der meist kleineren und deshalb eine geringere Masse aufweisenden
sowie geringere Schließkräfte benötigenden Vorform ausnutzen.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen erläutert, ohne auf diese, wie ohne
weiteres erkennbar, beschränkt zu sein.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, für das die Formenanordnung stark vereinfacht und sehr schematisch
in der Aufsicht in Fig. 1 dargestellt ist und dessen Bewegungsdiagramm Fig. 2 zeigt, ist mit 1 die Auspreßdüse
eines Extruders bezeichnet, aus der zweckmäßig kontinuierlich ein in abgeschnittenen Längen als Vorformling
geeignetes Erzeugnis, z.B. ein warmplastisches Rohr aus Kunststoff, ausgepreßt wird. 2 ist eine Vorform, die auf
einer in der Aufsicht geraden Bahn a zwischen zwei Stationen hin- und herbewegt wird, während 3 und 4 zwei auf die Form
arbeitende Fertigformen sind, die hier auf jeweils einer gekrümmten Bahn b bzw. c zwischen zwei festen Blasstationen
bewegt werden. 5 ist die der Vorform zugeordnete Vorblasstation, und mit 6 und 7 sind die zu den Fertigformen 3 und
k gehörenden Fertigblasstationen bezeichnet.
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Für die Erklärung des Verfahrens nach der Erfindung gemäß Fig. 1 sei zunächst angenommen, daß in der geschlossenen
Vorform 2 gerade ein'Vorformling zu einem Vorkörper
ausgeblasen wird oder wurde, während aus der geöffneten Fertigform 3 gerade ein fertiger Hohlkörper ausgeworfen
worden ist. Nach der Beendigung des sehr kurzen Vorblasens
in der Vorform 2 wird diese geöffnet und in Pfeilrichtung A auf die Düse 1 zu bewegt. Gleichzeitig wird gleichsinnig
die geöffnete Fertigform 3 in Pfeilrichtung B auf die
Vorblasstation 5 zu bewegt, an deren Dorn der vorgeblasene Vorkörper hängt. Am Ende der Bewegung der Vorform 2 nimmt
diese den inzwischen in passender Länge aus der Düse 1 ausgespritzten Rohrabschnitt in sich auf, der, vom Nachschub
getrennt, als Vorformling in der nach der Aufnahme geschlossenen Form lagert, während die Fertigform 3 am
Ende ihres Weges in Richtung B auf der Bahn b sich um den Vorkörper schließt, den sie entweder vom Dorn der Blasstation
5 abzieht oder der durch einen Luftstoß in die Form eingeführt oder in sonstiger bekannter Weise übergeben
und übernommen wird.
Nun kehren sich die Bewegungen der Formten 2 und um (Pfeilrichtungen A'-B1)» d.h. die Vorform 2 kommt
zur inzwischen frei gewordenen Vorblasstation 5 mit einem neuen Vorformling zurück,und die Fertigform 3 gelangt
zur Fertigblasstation 6, in der ein Blasdorn oder eine Blasnadel in die geschlossene Form eindringt und den in
ihr befindlichen Vorkörper zum fertigen Hohlkörper aus-
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bläst. Während dieser Zeit kühlt der bereits ausgeblasene, endgültig fertige Hohlkörper in der anderen Fertigform 4
ab, die sich dann öffnet, den ausgeblasenen, verfestigten Hohlkörper auswirft, um danach, ebenso wie vorher die
Form 3, einen neuen Zyklus zu beginnen. Während also in der Form 3 unter der Blasstation 6 der Vorkörper zum endgültigen
Hohlkörper ausgeformt, gejcühlt und verfestigt wird, öffnet sich die Form 2, geht in Pfeilrichtung A
zum Extruder zurück, der in ihr vorher ausgeblasene Vorkörper, am Dorn hängend, wird von der gleichsinnig in
Pfeilrichtung C bewegten Fertigform 4 aufgenommen und zur Fertigblasstation 7 gebracht. Während dieser Rückbewegung
hat auch die Vorform wieder einen neuen Vorformling aufgenommen und in die Vorblasstation 5 gefahren, der dann
beim nächsten Zy-klus von der Form 3 übernommen wird.
Aus dem die Bewegungsabläufe und Stillstandzeiten veranschaulichenden Diagramm nach Fig. 2 erkennt man,
daß die Vorform 2 zwischen den Stationen 1 (Extruderdüse) und 5 (Vorblasstationen) über die Zeit "t" als Abszisse
doppelt so häufig hin- und herbewegt wird wie die Fertigformen 3 und 4 zwischen den Stationen 6 bzw. 7 (Fertigblasstationen)
und 5. Die unterste, der Vorform 2 zugeordnete Bewegungslinie veranschaulicht in den zwei schrägen
Zweigen A und A' die Bewegungen der jeweils offenen Form zur Düse 1 für die Aufnahme eines Vorformlings und
der jeweils geschlossenen Form von der Düse 1 weg zur Vor-
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blasstation 5. Gleichzeitig bewegt sich z.B. die Fertigform
3 gleichsinnig, wie durch den schrägen Zweig B der mittleren Bewegungslinie verdeutlicht, zunächst zur Vorblasstation 5, nimmt dort einen Vorkörper auf und danach
gemäß dem Weg B1 zur Fertigblasstation 6, Nach der obersten
Linie kann während dieser Zeit in der Form 4, die unter der Blasstation 7 verweilt, der sich in ihr befindliche
Vorkörper zum endgültig fertigen Hauptkörper ausgeblasen und verfestigt werden. Erst wenn die Vorform 2 im folgenden
Arbeitstakt sich von neuem einen Vorformling holt, wird die Fertigform 4 in Pfeilrichtung C gleichsinnig auf die .
Vorblasdüse 5 zu bewegt und anschließend in Pfeilrichtung
C1 zur Fertigblasstation 7, während in dieser Zeit in der
Fertigform 3 der Vorkörper zum fertigen Hohlkörper ausgeblasen und verfestigt wird.
Das Prinzip nach den Fig. 1 und 2 läßt sich natürlich
in vielfacher Weise abwandeln. So kann man zeB.f
um den Ausstoß zu vergrößern oder die Verweilzeit in den Fertigformen 3 zu verlängern, auf eine Vorform 2 drei
Fertigformen arbeiten lasseno In diesem Falle, hätten die
Formen 3 und 4, umÄir eine weitere Form Platz zu schaffen,
auf den Bahnen b und c einen etwas längeren Weg zurückzulegen, und eine dritte Fertigform könnte in der Verlängerung
a1 der Bahn a zwischen der Vorblasstation 5 und
einer Fertigblassfetion bewegt werden. Man könnte auch,
eine genügend schnelle Auspreßgeschwindigkeit aus der Düse vorausgesetzt, auf eine Vorform 2 vier, Vorformen arbeiten
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lassen, wenn man die schematisch in Fig. 1 veranschaulichte
Einrichtung um die durch die Achse der Auspreßdüse 1 gehende Linie d spiegelt. In diesem Falle würde z.B. die
Vorform 2 zunächst einen Vorkörper für die Fertigform 3 liefern, danach mit dem neu aufgenommenen Vorformling auf
der Bahn a" bewegt, eine diagonal zur Fertigform 3 liegende Form beliefern, danach die Fertigform 4 usw.
Selbstverständlich kann man die Anlage nach Fig. auch in der Weise um die Linie d spiegeln, daß man mit
zwei Vorformen, also einer auf der Bahn a und einer auf der Bahn an bewegten, arbeitet. In diesem Falle würde jede
Vorform, wie dargestellt, zwei Endformen beschicken.
Während das System nach den Fig. 1 und 2 mit zwei ortsfesten Fertigblasstationen 6 und 7 und zwei beweglichen
Fertigformen 3 und 4 arbeitet, veranschaulicht Fig. 3 beispielsweise ein System, bei dem mit ortsfesten
Fertigformen und auf Bahnen bewegten Blasdornen gearbeitet wird.
Die Lage des Extruders zur Vorform 2 und deren Bewegungsbahn a zwischen der Extruderdüse 1 und einer Endstellung
zum Vorblasen entspricht auch hier dem System nach Fig. 1. Die beiden Fertigformen 8 und 9 mit ihren zugehörigen
Schließmechanismen befinden sich jedoch in einer festen, "Endformstation" genannten Lage. Zu dem auf der
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Zeichnung rechten Teilsystem I gehört ferner ein um die
Achse 10 schwenkbarer Dornträger 11, der an zwei in Pfeilrichtung D-E verschiebbaren Dornhaltern 12a und 12b die
Dorne 13a und 13b trägt« Entsprechend gehört zu dem in
der Zeichnung linken Teilsystem II ein um die Achse 14 schwenkbarer Dornträger 15 mit an verschiebbaren Dornhaltern
16a und 16b befindlichen Blasdornen 17a und 17b.
Bei der in Fig. 3 gezeichneten Verfahrenslage befindet sich die Vorform 2 in der Endlage ihrer Bahn a,
nachdem sie von der Düse 1 einen Vorformling geholt hat, und in dieser geschlossenen Form wird ein Vorformling mit
Hilfe des Blasdornes 13a zu einem Vorkörper aufgeblasen. Die Fertigform 8 ist während dieser Zeit geöffnet und der
in ihr ausgeblasene, fertige Hohlkörper wurde aus der Form entfernt. In der zweiten Fertigform 9 wird gleichzeitig
mit Hilfe des Domes 17b ein Vorkörper zum fertigen Hohlkörper ausgeblasen, oder er wurde es bereits und befindet
sich nun in der Kühl- bzw. Verfestigungsphase. Der andere
zum Dornträger 15 des Teilsystems II gehörende Blasdorn 17a befindet sich in der Wartestellung, d.h. ist am verschiebbaren
Dornhalter 16a in Pfeilrichtung E soweit zurückgezogen, daß er die Vorform 2 und den Blasdorn 13a nicht
behindert. Wenn nun in der Vorform 2 mit Hilfe des Blasdornes 13a aus dem Vorformling ein Vorkörper ausgeblasen
wurde, öffnet die Form 2 und fährt in Pfeilrichtung A zur Extruderdüse 1 zurück. Gleichzeitig schwenkt der Dorn-
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träger 11 in Pfeilrichtung F auf der Bahn f (oder auch in
Pfeilrichtung G auf der Bahn g) bei dem dargestellten Beispiel um 180°, bis der Dorn 13a mit dem ah ihm hängenden
Vorkörper in die Fertigform 8 eingebracht ist und der Blasdorn 13b in der zurückgezogenen Wartestellung liegt,
die der des Domes 17a in Fig. 3 entspricht. Inzwischen hat die Vorform 2 von dem aus der JSxtruderdüse 1 ausgespritzten
Schlauch oder Rohr ein neues Stück als Vorformling ergriffen und ist in Pfeilrichtung A1 in die Vorblasstellung
zurückgelangt. Nunmehr wird der Blasdorn 17a mit Hilfe des Dornhalters 16a in die Blasstellung vorgeschoben
und dann in das offene Ende des in der Vorform 2 befindlichen Vorformlings eingesenkt, um diesen zum Vorkörper
aufzublasen. Die Fertigform 9 öffnet sich, und der fertig ausgeblasene Hohlkörper wird zum Blasdorn 17b abgestreift.
Wenn danach die Vorform 2 sich wieder öffnet, um in Richtung des Pfeiles A zur Düse 1 zurückbewegt zu
werden, wiederholt sich im linken Teilsystem II der in Bezug auf das rechte Teilsystem I erklärte Zyklus,
In dem Bewegungsdiagramm nach Fig« k für einen
Verfahrensablauf nach Fig. 3 zeigt die strichpunktiert eingezeichnete, die Bewegungslinien schneidende Vertikale
III etwa die Stellung der Dorne und Formen nach Fig. 3 an. Die Vorform 2 steht in der Blasstellung, und in ihr
wird mit Hilfe des Domes 13a aus einem Vorformling ein
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Vorkörper ausgeblasen (Vorformen)· Der zum gleichen Dornträger
11 gehörende Dorn 13b befindet sich während dieser Zeit ebenfalls in Blasstellung und bläst in der Fertigform
8 einen Vorkörper zum Hohlkörper aus oder kühlt diesen oder wirft ihn gerade aus (Endformen)· Der zürn Dornträger
15 gehörende Blasdorn 17a befindet sich in der zurückgezogenen Warte- oder Bereitschaftsstellung (stehend zurück),
während der zum gleichen Dornträger gehörende Dorn 17b in der Form 9 einen Vorkörper zum fertigen Hohlkörper
ausbläst.
Die Lage der Formen und Dorne und ihre Funktion
dann, wenn die Vorform 2 gegenüber der nach der Vertikalen III in der nächsten Vorblasstellung steht, ist durch die
Vertikale IV in Fig. 4 gekennzeichnete Man erkennt, von
unten nach oben betrachtet, daß die Vorform steht, d.he
in ihr ein Vorformling zum Vorkörper aufgeblasen wird. Der Dorn 13a befindet sich an der Stelle des Domes 13b
in Figo 3, und in der Fertigform 8 wird zunächst aus dem Vorformling der endgültig fertige Hohlkörper geblasen,
dann dieser durch Abkühlen verfestigt und danach aus der Form gebracht. Der Dorn 13b befindet sich in der zurückgezogenen
Bereitschaftsstellung neben der Vorform 2, während der Dorn 17a den Vorformling in der Vorform aufbläst
und der Dorn 17b sich in der Form 9 befindet.
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Auch das System nach Fig. 3 läßt sich, ebenso wie das nach Fig. 1, in vielfacher Weise abwandeln. Zum Beispiel
kann auch diese Anlage mit einer und mit zwei Vorformen 2 um die Linie d gespiegelt werden. Ebenso kann
man den jeweiligen Dornträger mit seinen Dornhaltern und Blasdornen in einer Richtung im Kreisbogen bewegen oder
auf einem Halbkreis hin- und herschwenken. Es ist ferner möglich, die Fertigformen anders zu placieren und in den
Schwenk- oder Drehkreis g, f weitere BehandlungsStationen
einzuschalten. So kann beispielsweise die Fertigform 8 bei 18 liegen, eine weitere Behandlungsstation, in die der in
der Fertigform verfestigte, aber noch am Dorn hängende Hohlkörper gefahren wird, z.B. eine Bedruckungsshtion,
dort liegen, wo in Fig. 3 sich die Endform 8 befindet, und bei 19 kann dann der Hohlkörper gefüllt oder vom Blasdorn
abgestreift werden usw.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu benutzt werden, um aus einem Vorformling einen irgendwie gearteten
Vorkörper und aus diesem einen endgültig fertigen Hohlkörper zu blasen. Dies schließt die Methode des sog.
biaxialen Reckens, z.B. nach der US-PS 2 919 462 oder auch
ein Verfahren nach der auf den Namen des Anmelders hinterlegten Patentanmeldung ein, bei dem aus einem Vorformling
ein Hohlkörper in einer Vorform ausgeblasen wird, der in allen Hauptabmessungen dem endgültig fertigen Hohlkörper entspricht
und in einer Nachblasform nur noch geringfügig weiter gereckt wird, z.B. nur um wenige Zehntel Millimeter,
oder in der nur noch Abrundungen, Profilierungen usw. erzeugt werden. 409821/0665
Claims (1)
- Patentansprüche(1 ·JVerfahren für die Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff nach der Blasmethode, bei der ein aus der Düse eines Extruders ausgepreßter Vorformling in einer Vorform zu einem Vorkörper und dieser in einer Fertigform zum fertigen Hohlkörper gewünschter Gestalt und Dimension ausgeblasen wird, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei Fertigformen abwechselnd den von einer Vorform ausgeformten Vorkörper übernehmen, wobei der aus Aufnahme des Vorformlings, Bewegung in eine Vorblasstellung, Ausformung des Vorkörpers und Rückbewegung bestehende Arbeitszyklus der Vorform um so viel mal schneller als der die Übernahme des Vorkörpers, Ausblasen desselben zum Fertigkörper, Verfestigung und Abgabe desselben einschließende Arbeitszyklus abläuft, wie Fertigformen eingesetzt werden.2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkörper in der geschlossenen Fertigform von der Vorblasstellung zur festen Fertigblasstation gebracht wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkörper mit einem Hilfselement, z.B. einem Greifer oder an einem schwenkbaren Blasdorn hängend, aus der Vorblasstellung zur festen Fertigform gebracht wird.'409821/0665/4Leerseite
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CA1015515A (en) | 1977-08-16 |
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