DE2256945A1

DE2256945A1 - Verfahren und vorrichtung zum blasformen von kunststoffgegenstaenden

Info

Publication number: DE2256945A1
Application number: DE2256945A
Authority: DE
Inventors: Andrew E Dembicks; Peter T Schruman
Original assignee: PLASTIC FORMING CO
Current assignee: PLASTIC FORMING CO
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1973-05-30
Also published as: FR2160954B1; IT971123B; CA993165A; FR2160954A1; GB1410215A; JPS4862858A

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. K; BRPKENFEtD, Ptitentonwfilte, Köln Anlage . Aktenzeichen

zur Eingabe vom _{20# Novemb}e_r 1972 my// ^Name"" ^Am' The Plastic Forming Company,

Inc. P 68/2

Verfahren und Vorrichtung zum Blasformen von Kunststoffgegenständen. .

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die Kunststoffformung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen hohler Gegenstände aus thermoplastischem Material. Ohne darauf beschränkt zu sein, befasst sich die Erfindung hauptsächlich mit der Blasformung solcher Gegenstände.

Beim Blasformen wird das Kunststoffmaterial erhitzt und entweder intermittierend oder kontinuierlich in einer rohrförmigen Form ausgepresst, die gewöhnlich als ein Schlauch bezeichnet wird. Ein Teil des Schlauches wird zwischen einem Paar von Formhälften festgehalten und Druckluft wird durch ein Blasrohr oder eine Nadel in den Schlauch eingeführt, um denselben zu veranlassen, sich unter Anpassung an die Formflächen auszudehnen. *

Während dieses Verfahren für viele Zwecke sehr zufriedenstellend ist, stellt es einige Probleme. Wenn beispielsweise ein doppelwandiger Behälterteil geformt wird, legt sich ungefähr eine Hälfte des festgehaltenen Schlauchteils in den Hohlraum der vorrückenden Formhälfte und bildet die äussere Wand, während sich die andere Hälfte des festgehaltenen Schlauchteils über die vorrückende Formhälfte legt und die innere Wand bildet. Je mehr diese Schlauchteil'e durch Blasen gestreckt werden, desto dünner werden sie. Im Hohlraumteil werden sich die dünnsten Bereiche an den Ecken befinden. Dies ist unerwünscht, weil diese die äusseren Ecken des fertigen Teils sein werden, welche zwecks Dauerhaftigkeit des Produktes dick sein sollen. Um dies zu kompensieren, muss entweder eine grössere anfängliche Dicke des Materials vorgesehen werden mit einer entpsrechenden Zunahme des Gewichts und der Kosten oder die Tiefe degj Hohlraumes muss beschränkt und die Ecken müssen abgerundet werden, was eine Ausbildungsbeschränkung darstellt.

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Wenn die Innere Wand eines solchen doppelwandigen Teils unterteilt ist, wird die Formhälfte mit Ausnehmungen versehen, um die Abteilung begrenzende Rippen zu formen. Wenn der festgehaltene Schlauchteil in solche Ausnehmungen ausgedehnt wird, wird derselben ebenfalls verdünnt und geschwächt. Um dies zu vermeiden, müssen die Rippen entweder breit oder seicht ausgebildet werden, was eine ander Ausbildungsbeschränkung darstellt.

Eine weitere Ausbildungsbeschränkung besteht in der praktischen Unmöglichkeit, beim Blasformen eines Schlauches Verstärkungen oder andere Einsätze zwischen den inneren und äusseren Wänden anzuordnen. In einem bestimmten Schlauch sind ν ferner nur ein einziges Material und eine einzige Farbe verfügbar.

Die bewegliche Lochnadel, die gewöhnlich zum Einführen von Druckmedium verwendet wird, weist notwendigerweise eine beschränkte öffnung von grosser Länge auf und die dadurch bewirkte Strömungsbeschränkung verlängert die Zeit, die erforderlich ist, um den Teil mit Blasdruck zu füllen. Dies kann eine schlechte Ausbildung der Oberflächenstruktur bewirken wegen der Abkühlung des Kunst-Stoffmaterials während der Zeit, die erforderlich Ist, um den Blasdruck zu erreichen.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht daher in der Ausbildung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Blasformen unter Vermeidung einer unerwünschten Verdünnung des (plastischen) Materials.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Blasformen von hohlen doppelwandigen Gegenständen, in welchen Verstärkungen und andere Einsätze zwischen den Wänden während des Formens derselben angeordnet werden können.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung besteht In der Ausbildung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Blasformen, die eine bewegliche Lochnadel entbehrlich machen und die Verwendung einer ortsfesten Nadel ermöglichen, welche eine öffnung von grossem Durchmesser aufweist.

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Eine Aufgabe der Erfindung bildet auch die Ausbildung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Blasformen eines Teils aus verschiedenartigen Materialien und mit verschiedenen Farben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Blasformen, welche das vorherige Einkerben von Ausschnitten während und als Teil eines Formzyklusses ermöglichen.

Bei der Ausführung der Erfindung wird thermoplastisches Material in plattenform zwischen den Formhälften und einem dazwischenliegenden Vorformteil angeordnet. Die Platten werden durch Druckmedium entsprechend den zugehörigen Formhälften getrennt geformt mit einer' mechanischen Vorformung, wo es erforderlich ist. Nach der Entfernung des Vorformteils werden die geformten Teile verbunden, um den fertigen Gegenstand zu erhalten. Zwischen den geformten Platten können Verstäikingseinsätze angeordnet werden, was die Verwendung dünneren Materials mit einer entsprechenden Verringerung des Gewichts ermöglicht, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen.

Thermoplastisches Material in Plattenform wird zwischen zusammenwirkenden Formhälften und einem dazwischenliegenden Vorformteil angeordnet. Die Platten werden entsprechend den zugehörigen Formhälften durch Blasformen unabhängig geformt mit einer mechanischen Vorformung, wo es erforderlich ist. Die geformten Platten werden dann verbunden, um den fertigen Gegenstand zu erhalten, und zwar in einem einzigen Formzyklus.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Vorteile und kennzeichnenden Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Die Figuren 1, 2, 3 und 4 veranschaulichen schematisch das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung in verschiedenen Stadien eines einzigen Formzyklusses.

Figur 5 zeigt in grösserem Maßstab einen Figur 2 anziehen teilweisen Längsschnitt, welcher die Vorrichtung gemäss der Erfindung genauer darstellt,

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Figur 6 im gleichen grösseren Maßstab einen teilweisen Längsschnitt, welcher einen durch die Vorrichtung gemäss Figur 5 erzeugten geformten Gegenstand veranschaulicht,

Figur 7 eine Seitenansicht, welche eine Formvorrichtung gemäss der Erfindung veranschaulicht, und

Figur 8 eine Endansicht nach der Linie 8-8 der Figur 7» welche auch die durchgezogene Stellung der Vorrichtung und des Vorformteils mit unterbrochenen Linien darstellt.

Die Figuren 9, 10, 11 und 12 sind Querschnitte nach den Linien 9-9 > 10-10, 11-11 und 12-12 der Figur 7, in welchen Teile zwecks deutlicherer Darstellung weggelassen sind.

Figur 13 1st ein teilweiser Längsschnitt der Steuereinrichtung für die Formverschiebung nach der Linie 13-13 der Figur 10 und

Figur IH ist ein Figur 13 ähnlicher Längsschnitt, welcher die Steuereinrichtung in der anderen Stellung zeigt.

Während die üblichen Blasformverfahren durch die Verwendung eines rohrförmigen Schlauches aus thermoplastischem Material gekennzeichnet und beschränkt sind, von welchen ein Segment zwischen zusammenwirkenden Formhälften festgehalten und durch Blasen in Flächenanpassung mit denselben ausgedehnt wird, ist die Erfindung frei von den verschiedenen Ausbildungsbeschränkungen, die durch diese Verfahren auferlegt werden. Dies 1st in den Figuren 1 - k deutlich dargestellt, welche dieErfindung schematisch veranschaulichen und aus welchen ersichtlich ist, dass das erhitzte thermoplastische Matedal der Form nicht in der Form eines rohrförmigen Schlauches, sondern in der Form von getrennten Platten 1 und 2 dargeboten wird. Es ist auch ersichtlich, dass zusätzlich zu den üblichen Formhälften, die aus einem Teil 3 und einem Hohlraum Ί bestehen, ein Vorformteil 5 vorgesehen ist, welcher in der Betriebsstellung zwischen den Formhälften angeordnet ist.

Gemäss den Figuren 1 - *t wird ein geblasener Kunststoffgegenstand vonhohler, doppelwandiger Konstruktion, wie zum Beispiel das Gehäu-

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se oder der Deckel eines Behälters geformt. Zu diesem Zweck weist der Teil 3 eine Fläche 6 auf, gegen welche die Platte 1 geblasen . wird, um die innere Wand des Gegenstandes zu bilden, während der Hohlraum 4 eine Fläche 7 aufweist, gegen welche die Platte 2 geblasen wird, um die äussere Wand des Gegenstandes zu bilden. Der Teil 3 und der Hohlraum 4 können ansich von üblicher Art sein. Es ist zu bemerken, dass die Fläche 6 oder der Teil 3 mit einer Ausnehmung 8 versehen ist, um auf der inneren Wand des Gegenstandes eine Rippe oder einen Vorsprung 9 zu bilden.

üblicherweise vilrden die Platten 1 und 2 nicht getrennt sein, sondern aus zwei Teilen eines rohrförmigen Schlauches mit einer kontinuierlichen Seitenwand bestehen. Die Formhälften 3 und 4 würden sich gegeneinander schliessen, worauf das Kunststoffmaterial gegen die Flächen 6 und 7 geblasen würde. Dabei würde das Kunststoffmaterial ungleichmässig gestreckt und insbesondere an den Ecken 10 des Hohlraumes und an der inneren oder Bodenfläche der Ausnehmung 8 des Teils 3 verdünnt. Wie bereits erwähnt, ist dies unerwünscht, weil es Ausbildungsbeschränkungen an der Rippeil 9 auferlegt und. weil die äussere Wand des Gegenstandes dicker als sonst erforderlich sein muss, um die gewünschte Dicke des Materials an den nach aussen gestreckten Ecken zu erhalten.

Dies alles wird durch die Erfindung vermieden, weil das Kunststoffmaterial in der Form von getrennten Platten dargeboten wird, welche die Anordnung des Vorformteils 5 ermöglichen, und weil diese getrennten Platten des Material-s unabhängig geformt werden, und zwar jede mit der Hilfe und Unterstützung des Vorformteils, der in Verbindung mit der zugehörigen Formhälfte wirksam ist.

Wie Figur 2 deutlich zeigt, schliessen sich daher gemäss der Erfindung die Formhälften nicht gegen sich selbst, sondern vielmehr gegen den Vorformteil 5. Wenn sich die Formhälften schliessen, kommt eine vorstehende Fläche 11, welche Im allgemeinen der Fläche 7 des Hohlraumes 4 angepasst ist, mit der Platte 2 in Eingriff und schiebt das Material derselben vor sich her gegen die Ecken 10. Der Vorformteil 5 weist auch einen Fortsatz 12 auf, welcher in die Ausnehmung 8 des Teils 3 eintritt und welcher mit der Platte 1 in

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Eingriff kommt und das Material derselben in die Ausnehmung 8 drückt, wenn sich der Teil 3 gegen den Vorformteil 5 schliesst. Das Kunststoffmaterial der Platten 1 und 2, das mit den Portsätzen IJ, 12 des Vorformteils in Berührung kommt, wird nicht wesentlich gestreckt und die Portsätze 11, 12 sind so angeordnet, dass sie das Kunststoffmaterial in die unmittelbare Nähe der Ecken 10 und der Innenfläche der Ausnehmung 8 drücken.

Wenn die Pormhälften 3, 4 gegen den Vorformteil 5 geschlossen sind, wird Luft oder ein anderes Druckmedium durch den Vorformteil eingeführt, wie in Figur 5 gezeigt ist, um die Platten 1 und 2 in genaue Anpassung mit den die Oberfläche bestimmenden Flächen 6 und 7 des Teils 3 und des Hohlraums 4 zu blasen. Eine Verdünnung, die erfolgen kann, wenn das Material in die Ecken 10 und gegen die Innenfläche der Ausnehmung 8 geblasen wird, ist verhältnismässig unbedeutend und kann durch richtige Ausbildung der Portsätze des Vorformteils leicht geregelt werden.

Nachdem daher die Platten getrennt und unabhängig gegen ihre zugehörigen Pormhälften geformt worden sind, wird die Form geöffnet und der Vorformteil 5 entfernt, wie in Figur 3 gezeigt ist, welche auch zeigt, dass das geformte Plattenmaterial an den Formhälften anhaftet, wenn dieselben geöffnet werden. Als abschliessender Schritt werden dann die Pormhälften geschlossen, und zwar dieses Mal gegeneinander, wodurch das Kunststoffmaterial der betreffenden Hälften gegeneinander längs einer Linie abgedichtet wird, welche durch die Formkanten 13 und 14 bestimmt wird, wie in Figur 4 gezeigt ist. Nocheinmal wird Luft oder ein anderes Medium unter Druck eingeführt, zum Beispiel durch eine Nadel, um das Plattenmaterial gegen die Pormoberflachen zu halten, wenn die Abkühlung beendet ist.

Während der Formung der getrennten Platten beim ersten Schliessen der Form, wie in Figur 2 gezeigt ist, wird das Plattenmaterial durch Druckmedium lange genug gegen die Pormoberflächen 6 und 7 gehalten, um das Plattenmaterial zu formen und dasselbe soweit abzukühlen, dass es sich nicht bewegt, wenn die Form wieder geöffnet wird, um den Vorformteil 5 zu entfernen. Gleichzeitig muss die Innenseite des an die Formkanten 13 und 14 angrenzenden Plattenmatalals heiss genug gehalten werden, um zu bewirken, dass dieses Material miteln-

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ander verschweisst wird, wenn die Form ohne den Vorformteil wieder geschlossen wird, wie in Figur 4 gezeigt ist. Um dies· zu erreichen, kann der Vorformteil 5 Isolierteile 15 tragen, welche mit jenen Teilen des Kunststoffmaterials in Eingriff kommen, die heiss gehalten werden müssen. Erforderlichenfalls können die Teile 15 erhitzt werden. Um ein unnötiges Zusammendrücken und Abkühlen des Kunststoffmaterials in den später zu verschweissenden Bereichen zu vermeiden, können auch Anschlagteile 16 vorgesehen werden, zum Beispiel auf dem Vorformteil 5 und dem Hohlraum 4, um die Schliessbewegung der Formhälften relativ zum Vorformteil zu begrenzen.

Es ist daher ersichtlich, dass das Blasformverfahren gemäss der Erfindung den wichtigen Vorteil der mechanischen Vorformung des Kunststoffmaterials besitzt, um ein unerwünschtes Strecken und ein entsprechendes Verdünnen desselben zu vermeiden. Die Platten 1 und 2 können auch aus verschiedenen Kunststoffmaterialien oder aus Kunststoffmaterialien von verschiedener Dicke bestehen und können auch verschiedene Farben aufweisen, was in dieser Hinsicht jede Freiheit darüberhinaus bietet, was mit den üblichen Blasformverfahren möglich ist.

Figur 5 zeigt die Formhälften und den Vorformteil genauer und in einer Stellung zwischen jener der Figuren 1 und 2. Zum leichteren Verständnis sind entsprechende Teile in Figur 5 mit den gleichen Bezugsziffern wie in den Figuei 1 - 4 bezeichnet, die aber mit einem ' versehen sind, um zwischen den betreffenden Darstellungen zu unterscheiden.

Gemäss Figur 5 trägt der Teil 3' einen Klemmrahmen 17, der durch Platten 18 geführt und durch Federn 19 in Eingriff mit dem Vorformteil 5^f gedrückt wird, um die Platte I¹ zwischen dem Teil. 3' und dem Vorformteil 5' einzuklemmen, wenn sich dieselben einander nähern, bevor sie vollständig geschlossen werden. Ebenso trägt der Vorformteil 5' einen Klemmrahmen 20, der durch Zapfen 21 geführt und durch Federn 22 in Eingriff mit dem Hohlraum 4' gedrückt wird, um die Platte 2' vor dem vollständigen Schliessen des Hohlraumes 4' und des Vorformteils 5¹ einzuklemmen. Das Ausmaß der Schliessung, das erforderlich ist, bevor die Klemmrahmen 17 und 20 mit den Kunststoffplatten in Eingriff kommen, kann verändert werden.·Während

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ein solches Einklemmen vor der vollständigen Schliessung häufig nicht notwendig sein wird, ergibt es ein Maß der Regelung über die Streckung des Kunststoffmaterials und bildet auch eine Luftdichtung, wenn es erwünscht ist, die Streckung oder die Abkühlung durch Blasen vor der vollständigen Schliessung zu regeln.

Der Vorformteil 5' trägt Formpfropfen 11', welche mit dem Plattenmaterial 2' in Eingriff kommen und dasselbe gegen die Ecken 10' drücken. Der Vorformteil 5^T trägt auch einen Pormpfropfen 12', der mit dem Plattenmaterial I¹ in Eingriff kommt und dasselbe in die Ausnehmung 8' drückt. Isolierte oder erhitzte Teile 15' kommen mit dem Plattenmaterial in den später zu verschweissenden Bereichen in Eingriff. Im Vorformteil 5 sind Luftverteilerdurchlässe 23 vorgesehen, die mehrere Auslässe 24 aufweisen und mit einer entsprechenden Zuführungsquelle in Verbindung gesetzt werden können. Aus Figur 5 ist ersichtlich, dass ein sehr grosses Volumen des Druckmediums sehr rasch eingeführt werden kann zum Unterschied vom Volumen und der Geschwindigkeit der Einführung des Druckmediums durch ein übliches Gebläsesystem. Dies bietet die Möglichkeit der Ausbildung einer besseren Oberflächenstruktur auf dem geblasenen Kunststoffgegenstand, well das Druckmedium früher gegen die Formoberfläche göiasen werden kann, bevor dieselbe In einem Ausmaß abgekühlt ist, das eine Ausbildung der Oberflächenstruktur ausschliesst.

In dieser Hinsicht bieten das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung einen weiteren Vorteil bei der Anordnung der Nadel für das abschliessende Blasen, wenn sich die Formhälften gegeneinander schliessen (Figur 4). Dies ist in Figur 5 deutlich gezeigt, gemäss welcher eine ortsfeste Nadel 76 von der Formhälfte 3' getragen wird. Die Nadel 76 steht mit einer Quelle des Druckmediums über Durchlässe 75 in Verbindung. Im Gegensatz zu der üblichen Blasnadel kann die Nadel 76 verhältnismässig kurz sein und eine öffnung mit einem verhältnismässig grossen Durchmesser aufweisen. Wenn die Platten 1' und 2' Teile eines Schlauches wären, würde sich derselbe lediglich über die Nadel 76 legen. Gemäss der Erfindung wird jedoch von dem Vorformteil 5' eine zur Nadel 76 konzentrische Hülse 77 getragen, welche die Platte 1' gegen die Nadel 76 drückt, so dass die Nadel die Platte durchstösst, wodurch die

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Nadel für das abschliessende Blasen eingestellt Ist, Figur 5 zeigt zwar, dass die Nadel die Platte durchstösst, dies wird aber erst kurz vor dem Schliessen der Formhälfte 3' gegen den Vorformteil 5^r erfolgen. -

Es wird angenommen, dass die Abkühlung des geformten Kunststoffmaterials vor dem öffnen der Formhälften ausreicht, um dasselbe in den betreffenden Formhälften zu halten. Gewünschtenfalls kann durch die Durchlässe 25 eingeführtes Vakuum.verwendet werden, um das Halten des geblasenen Kunststoffmaterials in der Form zu unterstützen. Es kann auch eine mechanische Verriegelung vorgesehen werden, Indem eine oder beide Formhälften mit einer hinterschnittenen Leiste versehen werden, wie zum Beispiel bei 26 dargestellt Ist. Wie aus den Figuren 5 und 6 ferner ersichtlich ist, können die Formhälften so ausgebildet werden, dass beim Wiederschliessen der Form bei 27 eine überlappungsschweissung statt einer Stumpfschweissung erzeugt wird.

Ein adnerer Vorteil der Erfindung besteht in der Möglichkeit, die inneren und äusseren Wände der fertigen Gegenstände sehr dicht beieinander ohne Brücken-oder Stegbildung anzuordnen. Dies ist beim Blasformen eines rohrförmigen Schlauches sehr schwierig, weil die Wandabschnitte während des Schliessene der Form In unmittelbare Nähe zueinander gelangen, während das Material dieser Wandabschnitte noch sehr heiss und klebrig ist. Wenn sich die beiden Wandabschnitte während des Schliessens berühren, werden sie trachten, aneinander zu haften, was eine unerwünschte Stegbildung oder ein Ausblasen bewirkte, wenn Blasdruck zur Einwirkung kommt. Gemäß der Erfindung werden andererseits die inneren und äusseren Wände vollkommen getrennt voneinander geformt, ohne dass sich eine Gelegenheit zur Brücken- oder Stegbildung ergibt. Die Anordnung derselben dicht nebeneinander erfolgt erst nach der For8mung der einzelnen Wand. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, den Zwischenraum zwischen den Wänden auf ein Mindestmaß herabzusetzen oder die beiden Wände an bestimmten Stellen in Schweißberührung zu bringen, um eine Verstärkung zu bilden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung, der bei den Üblichen Blasformverfahren nicht gegeben 1st, besteht in der Möglichkeit

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elnen Einsatz zwischen den inneren und äusseren Wandabschnitten anzuordnen, wie zum Beispiel bei 28 in Figur 6 gezeigt ist. Ein solcher Einsatz kann von einer Stütze 29 auf dem Vorformteil 5' getragen werden, welche den Einsatz gegen die Innenseite eines Wandabschnitts anordnet, wenn derselbe geformt wird, β wodurch der Einsatz beim Wiederschliessen der Form zwischen den Wandabschnitten angeordnet wird. Der Einsatz 28 kann von der Stütze lose getragen werden und kann entweder selbst anhaften oder auf andere Weise in Berührung mit dem Kunststoffmaterial während der Formung desselben gebracht werden. Beispielsweise kann eine entsprechende (nicht dargestellte) Ausstoßeinrichtung vorgesehen werden.

Wenn TEiIe des fertigen Gegenstandes entfernt werden sollen, beispielsweise um einen Zugang zwischen den Wänden eines doppelwandigen Behälterteils zu bilden, können solche Ausschnitte durch einen vom Vorformteil 5¹ getragenen Gesenkteil vorher eingekerbt werden, wobei das Material gegen die Formhälfte gedrückt wird, so dass es nicht erforderlich ist, dieses Material von dem geformten Gegenstand wegzufräsen.

Gemäss den Figuren 7 - I¹J sind die Formhälften 3, Ί und der Vorformteil 5 auf einem Tragrahmen 30 angeordnet, der mit Lagerblöcken 31 versehen ist. Diese stehen mit Führungsschienen 32 in Eingriff für die Bewegung zwischen einer vorgeschobenen Stellung, die in Figur 8 mit vollen Linien angegeben ist, und einer zurückgezogenen Stellung, die in Figur 8 mit unterbrochenen Linien angegeben ist. Die Antriebskraft wird durch einen pneumatischen Antriebszylinder 33 geliefert, der auf der Unterseite des Tragrahmens 30 durch die Stützplatte 37 befestigt ist, auf welcher die Führungsschienen 32 angeordnet sind und welche die Stütze für die ganze Einheit bildet. Wenn der Antriebszylinder 33 zurückgezogen ist, bewegt derselbe den Tragrahmen 30 in die in Figur 8 mit vollen Linien angegebene Stellung, um das Kunststoffmaterial aufzunehmen, welches aus einer entsprechenden (nicht dargestellten) Auspresseinrichtung senkrecht nach unten längs dieser Achse ausgepresst werden kann. Das Vorschieben des AntriebsZylinders 33 bewegt den Tragrahmen 30 in seine zurückgezogene Stellung, die in Figur 8 mit unterbrochenen Linien ange-

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-11-geben ist.

Eine obere Führungsstange 37' ist in entsprechenden Buchsen 38 auf entgegengesetzten Seiten des Tragrahmens 30 gelagert. Zwei untere Führungsstangen 39» 39' sind in Buchsen 40 gelagert, die ebenfalls auf entgegengesetzten Seiten des Tragrahmens 30 angeordnet sind» Die Stangen 37' und 39 sind Antriebsstangen. Die andere Stange 39* ist unterbrochen, um einen Schwingdurchgang des Vorformteils 5 zu ermöglichen, wie nachstehend beschrieben wird. Die Stange 39' besteht aus axial ausgerichteten, im Abstand voneinander liegenden Stangenstücken 39', 39"·

Der Vorformteil 5 weist einen Befestigungsfortsatz 4l auf, der auf der Stange 37^f gelagert ist, um zwischen den in Figur 8 gezeigten Stellungen zu schwingen. Der Fortsatz 41 ist zwischen zwei Bügeln 42 eingespannt, durch welche die Stange 37' frei hindurchgeht, und der Vorformteil 5 wird zwischen diesen Stellungen nach Art eines Pendels durch eine Antriebseinrichtung verschwenkt, welche sweckmässig aus einem pneumatischen Zylinder 43 besteht. Dieser ist bei if4 auf einem Bügel H5 schwenkbar befestigt, welcher auf einer Seite des Tragrahmens 30 durch einen Bügel 46 angeordnet ist. Der Zylinder 43 weist eine Kolbenstange 47 auf«, welche bei. 48 mit dem Vorformteil 5 an einer Stelle gelenkig verbunden ist, welche von der durch die Stange 37' gebildeten Schwenkachse desselben versetzt ist, so dass das Vorschieben des Zylinders 43 den Vorformteil 5 zwischen den Formhälften 3 und 4 anordnet, wie in den Figuren 7 und 8 mit vollen Linien angegeben ist, während die Zurückziehung des Zylinders 43 den .Vorformteil 5 in die in Figur 8 mit unterbrochenen Linien angegebene Stellung heraus verschwenkt, so dass sich die Formhälften gegeneinander schliessen können, wie in Figur 4 gezeigt ist. Ein einstellbarer Ansdiag, wie zum Beispiel ein Bolzen 49, der in einem Bügel 50 auf dem Tragrahmen 30 eingeschraubt ist, oder auch ein hydraulisches Kissen dienen dazu, den Vorformteil 5 für die Vorformung in seiner richtigen Stellung zwischen den Formhälften 3 und 4 anzuhalten.

Die Formhälfte 4 ist auf einer Druckplatte 51 angeordnet, die an drei Ecken mit ösen 52 versehen ist, welche die Stangen 37', 39· und 39" aufnehmen und mit denselben durch Zapfen verbunden sind,

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wie bei 53 gezeigt ist. Ebenso wird die Formhälfte 3 von einer Druckplatte 5¹J getragen, die an drei Ecken mit ösen 55 versehen ist. In diesem Fall sind jedoch die Stangen 37* und 39 in den ösen verschiebbar zwecks Bewegung relativ zu denselben, während eine öse mit der Stange 39^! durch Zapfen verbunden ist und sich mit derselben bewegt. Zwecks leichterer Darstellung sind die Formhälften 3 und ^ in den Figuren 7 und 12 nur schematisch dargestellt.

Die Formhälften 3 und h werden zwischen den geöffneten und geschlossenen Stellungen durch eine Antriebseinrichtung bewegt, die aus einem pneumatischen Zylinder 56 besteht, welcher vom Tragrahmen 30 getragen wird und welcher am äusseren Ende seiner Kolbenstange 57 einen Kreuzkopf 58 aufweist, der el gegen waagerechte Bewegung festgehalten wird (wie in Figur 7 gezeigt ist) und der bei seiner Hin- und Herbewegung in senkrechter Richtung durch einen Bügel 59 geführt wird, welcher auf dem Tragrahmen 30 angeordnet ist. Zwei Kniehebelteile 60, 6l sind an ihren benachbarten Enden am Kreuzkopf 58 gelenkig befestigt. Das entfernte Ende des Kniehebelteils6l ist zu einem Gabelkopf geformt, der einen Zapfen 62 trägt, der mit demselben längs in der Längsrichtung verlaufenden Führungsschlitzen 63 beweglich ist, welche in einem Führungsbügel 6¹I auf entgegengesetzten Seiten der Druckplatte 5¹I vorgesehen sind. Das entfernte Ende des Kniehebelteils 60 ist in ähnlicher Weise zu einem Gabelkopf geformt, der einen Zapfen 65 trägt, der mit demselben längs in der Längsrichtung verlaufenden Führungsschlitzen 66 beweglich ist, welche in einem Bügel 67 auf einem Joch 68 vorgesehen sind. Dieses weist Ösen-artige Fortsätze 69 und 70 auf, welche die Stangen 37' und 39 aufnehmen und mit denselben durch Zapfen verbunden sind, wie bei 70' angegeben ist. Bei der dargetellten Ausführungsform sind die Zapfen 62 und 65 in den Gabelkopfenden der Teile 60 und 6l gelagert und weisen flachseitige Enden auf, welche in den Schlitzen 63 und 66 gleiten. Es können aber auch andere Zapfen- und Führungsanordnungen verwendet werden.

Es ist daher ersichtlich, dass das Vorschieben des Kreuzkopfes 58 in die in Figur 7 mit vollen Linien angegebene Stellung bewirkt, dass der Kniehebelteil 6l die Druckplatte 5*J und die Formhälfte 3 nach links verschiebt, während der Kniehebelteil 60 veranlasst wird, das Joch 68 zu verschieben, und durch die Stangen 37' und 39 gleich-

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tig die Druckplatte 51 und die Formhälfte 4 nach rechts verschiebt, wie in Figur 7 gezeigt ist, wodurch die Pormhälften geöffnet werden. Umgekehrt wird durch die Zurückziehung des Kreuzkopfes 58 in die in Figur 7 mit unterbrochenen Linien angegebene Stellung die Kniehebeleinrichtung vorgeschoben, so dass die Druckplatte 54 und die Formhälfte 3 nach rechts verschoben werden, während die Verschiebung des Jochs 68 und mit demselben der Stangen 37' und 39 die Druckplatte 51 und die Formhälfte 4 nach links verschiebt, wodurch die Formhälften geschlossen werden.

Die Kniehebeleinrichtung muss die Formhälften abwechselnd gegen den Vorformteil 5 und gegeneinander schliessen. Um dies zu erreichen, ist i zwischen den Kniehebelteilen 60, 61 und ihren zugehörigen Bügeln 64, 67 eine unterbrochene Todgangverbindung vorgesehen. Dies ist in den Figuren 13 und 14 deutlich veranschaulicht, welche den Zapfen 65 des Kniehebelteils 60 zeigen, der längs der Nut 66 zwischen dem Joch 68 , welches einen Anschlag am einen Ende der Nut bildet, und einem Anschlagteil 71 beweglich ist, welcher vom Bügel 67 getragen wird und einen Anschlag am entgegengesetzten Ende der Nut 66 bildet. Wenn der Kreuzkopf 58 vorgeschoben ist, liegt der Kniehebelt'eil 60 am inneren Ende seiner Bewegungsbahn gegen den Anschlag 71 an. Die gleiche Anordnung ist hinsichtlich des Kniehebelteils 61 und des Bügels 64 getroffen. Wenn die Formhälften sich gegeneinander schliessen sollen, wird ein von der Kolbenstange 73 eines pneumatischen Zylinders 74 getragener, die Bewegung begrenzender Block 72 in die Stellung hinter den Zapfen 65 verschoben. Eine ähnlichaftnordnung und Wirkungsweise ist hinsichtlich des Kniehebelteils 6l vorgesehen. In dieser Stellung der Blöcke 72 werden bei Zurückziehung des Kreuzkopfes 58 die Zapfen 62, 65 der Kniehebelteile 60, 61 gegen eine relative Verschiebebewegung festgehalten, was bewirkt, dass sich die Formhälften 3 und 4 ein grösseres Stück bewegen und gegeneinander schliessen in der Stellung, die in Figur 4 gezeigt und in Figur 7 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. Beim Öffnen der Formhälften werden die Zylinder74 betätigt, um die Blöcke 72 zurückzuziehen, worauf die Zurückziehung des Kreuzkopfes 58 bewirkt, dass sich die Kniehebelteile 60, 6l zunächst relativ zum Joch 68 und zur Druckplatte 54 bewegen und dann die Formhälften 3_S 4 um ein kleineres Stück gegeneinander bewegen, um sich gegen den Vorformteil 5 zu

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schliessen. Die beiden die Bewegung begrenzenden Blöcke 72 an den entgegengesetzten Enden der Kniehebeleinrichtung weisen daher eine kombinierte Dicke auf, welche gleich der entsprechenden Abmessung des Vorformteils 5 hinsichtlich des öffnens und Schliessens der Form ist. Durch abwechselndes Zurückziehen und Vorschieben der Blöcke aus der und in die Blo&ierstellung relativ zu den Zapfen 62 und 65 werden die Formhälften veranlasst, sich zuerst gegen Vorformteil 5 und dann gegeneinander zu schliessen.

Während in den Figuren 13 und I^ nur die Blockiereinrichtung für den Zapfen 65 dargestellt ist, ist jene für den Zapfen 62 in ihrer Konstruktion und Wirkungsweise identisch.

Die Wirkungsweise der dargeäbellten Vorrichtung dürfte aus dem Vorstehenden deutlich ersichtlich sein und es wird angenommen, dass eine entsprechende Schalteinrichtung vorgesehen ist. Erforderlichenfalls können entsprechende (nicht dargestellte) Einrichtungen vorgesehen werden, um das ausgepresste Kunststoffmaterial abzutrennen, das zwischen den Formhälften und dem dazwischenliegenden Vorformteil festgehalten wird.

Demgemäss ist ersichtlich, dass die Erfindung die beabsichtigten Aufgaben vollkommen erfüllt, indem dieselbe ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Blasformen vorsieht, welche die Möglichkeit bieten, mechanisch vorzuformen, sowie a Abschnitte des Kunststoffmaterials von verschiedener Zusammensetzung, Dicke und Farbe in dem gleichen Formzyklus zu verwenden, und welche die Möglichkeit zum Blasformen eines hohlen, doppelwandigen Gegenstandes bieten, der zwischen seinen Wänden Verstärkungen oder andere Einsätze aufweist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne denffahmen der Erfindung zu verlassen.

PATENTANSPRÜCHE.

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Claims

Dr.-lng. E. BERKENFELD - Dipl.-lng. H. BERKfNFElD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom _ori „ , _ -n^o // Name d. Anm.

20. November 1972 my// ^NomeaAnm· THE PLASTIC FORMING

COMPANYjINC.

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PATENTANSPRÜCHE

(1.J Verfahren zum Formen eines hohlen Gegenstandes aus thermoplastischem Mataial, dadurch .gekennzeichnet, dass eine erste Platte des erhitzten thermoplastischen Materials zwischen einer ersten Fonnhälfte und einem Vorformteil angeordnet wird, dass eine zweite Platte des erhitzten thermoplastischen Materials zwischen einer zweiten Formhälfte und dem Vorformteil angeordnet wird, dass die Formhälften gegen den Vorformteil geschlossen werden und ein Druckdifferential erzeugt wird, welches bewirkt, dass sich die ersten und zwieten Platten der Gestalt' der betreffenden ersten und zweiten Formhälften anpassen, dass die Formhälften geöffnet werden und der Vorformteil zwischen den ersten und zweiten Platten und den Formhälften entfernt wird, und dass dann die ersten und zweiten Formhälften wieder geschlossen werden, um die ersten und zweiten Platten zu verbinden und die Formung des Gegenstandes zu beenden.

2. Verfahren nach Anspruch l_a dadurch gekennz e ic h η et, dass mindestens eine der Platten durch Eingriff derselben mit dem Vorformteil auJn die allgemeinen! Gestalt einer der zugehörigen Formhälften mechanisch vorgeformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten nach dem Anpassungseingriff mit den Formhälften genügend abgekühlt werden, um zu bewirken, dass dieselben während der Entfernung des Vorformteils an den Formhälften anhaften.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten nach der Formung derselben verbunden werden, infiem dieselben nach der Entfernung des Vorformteils beim Wiederschllessen der Formhälften miteinander verschweißt werden.

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5. Verfahren zum Formen eines hohlen thermoplastischen Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, dass thermoplastisches Material in Plattenform auf entgegengesetzten Seiten eines Vorformteils angeordnet wird, dass zwei Formhälften mit dem Vorformteil in Eingriff gebracht werden, um mindestens einen Teil des Plattenmaterials unter Anpassung an die allgemeinen Gestalt einer der zugehörigen Formhälften vorzuformen, dass ein Druckdifferential erzeugt wird, um das Plattenmatalal gegen die Formhälften zu drücken, dass der Vorformteil zwischen den Formhälften entfernt wird, wobei das Plattenmaterial an dem letzteren anhaftet, sowei dass dann die Formhälften miteinander in Eingriff gebracht werden und die Formung des Gegenstandes beendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Platten ein Einsatz angeordnet wird, bevor die Formhälften miteinander in Eingriff gebracht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass <fer Einsatz auf einer der Platten angeordnet wird, während eine der zugehörigen Formhälften mit dem Vorformteil in Eingriff kommt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g ekennzeichnet, dass das thermoplastische Material kontinuierlich als ein Paar von Platten ausgepresst wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dad urch gekennzeichnet, dass das Druckdifferential erhalten wird, indem Druckmedium zwischen dem Vorformteil und dem Plattenmaterial eingeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kunststoff platten gegen eine NaQeI gedrückt wird, welche von einer der zugehörigen Formhälften getragen wird, so dass die Kunststoffplatte von der Nadel durchstossen wird, wenn der Vorformteil mit der einen Formhälfte in

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-17-Eingriff kommt. " . "-

11. Vorrichtung zum Formen hohler Gegenstände aus Kunststoffmaterial, gekennzeichnet durch einen Verformten, durch Formhälften, die zwiscnen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung relativ zum Vorformteil beweglich sind, durch eine Einrichtung zur Anordnung erhitzten Kunststoffmaterials in Plattenform zwischen dem Vorformteil und den Formhälften, durch eine Einrichtung zum Schliessen der Formhälften relativ zum Vorformteil, um mindestens einen Teil des Plattenmaterials mechanisch vorzuformen, durch eine Einrichtun gzum Erzeugen eines Druckdifferentials, um das Plattenmaterial unter Anpassung an die Formhälften gegen dieselben zu drükcen und dadurch Segmente des Gegenstandes zu formen, durch eine Einrichtung zum öffnen der Formhälften relativ zum Vorformteil und zum Entfernen desselben zwischen den Formhälften, sowie durch eine Einrichtungfeum 8ΡΟΪ-späteren Schliessen der Formhälften, um die geformten Segmente zu verbinden und dadurch den Gegenstand zu formen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e kennzeichnet, dass der Gegenstaä hohl und doppelwandig ist und mindestens einen Einsatz zwischen seinen Wänden aufweist, sowie dass eine Einrichtung zum Anordnen eines Einsatzes auf einem der Segmente vorgesehen ist, wenn dasselbe geformt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11,. gekennzeichnet durch eine Einrichtung , welche die zu verbindenden Teile der Segmente genügend warmhält, um deren Verbindung zu ermöglichen während die übrigen Teile derselben genügend abkühlen, um während der öffnung der Formhälften und der Entfernung des Vorformteils zwischen denselben in den Forrahälften zu verbleiben.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekenn zeichnet, durch eine ortsfeste Blasnadel, die von einer der Formhälften getragen wird.

15.Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch elastische Klemmeinrichtungen, welche mit dem Kunststoff·

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material vor dem vollständigen Schllessen der Formhälften relativ zum Vorformtell In Eingriff kommen.

16. Hohler Kunststoffgegenstand mit einer doppelten Wand, g e kennz eichnet durch eine erste Platte aus thermoplastischem Material, die geformt ist, um eine erste Wand zu bilden, welche eine Umfangskante aufweist, durch eine zweite Platte aus thermoplastischem Material, die geformt ist, um eine zweite Wand zu bilden, welche -f-ebenfalls eine Umfangskante aufweist, dass die Umfangskanten miteinander verbunden werden und ein Einsatz zwischen den ersten und zweiten Teilen angeordnet wird, sowie dass die ersten und zweiten Platten geformt werden und der Einsatz zwischen den Wandteilen während und als Teil des gleichen Pormzyklusses angeordnet wird.

17. Gegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umfangskanten überdecken.

18. Hohler Kunststoffgegenstand nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platte des Materials geformt wird, um einen äusseren Mantel zu bilden, der einen Baäswandteil aufweist, welcher von Seitenwandteilen umgeben ist, die zum Umfangskantenteil führen, und dass die zweite Platte des Materials geformt wird, um einen inneren Mantel zu bilden, der ebenfalls einen Basiswandteil aufweist, welcher von Seitenwandteilen umgeben ist, die zum Umfangskantenteil führen, sowie dass der Einsat zteil zwischen den Seitenwandteilen des inneren und äusseren Mantels angeordnet ist.

19. Gegenstand nach Anspruch 18, dadurch gekennz ei c h η e t, dass der Einsatz einen Verstärkungsteil bildet.

20. Gegenstand nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz einen gegen Hitze isolierenden Teil bildet.

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