DE2261174A1

DE2261174A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von vorformlingen aus thermoplasten

Info

Publication number: DE2261174A1
Application number: DE2261174A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Beyerlein; Otto Dipl Ing Lachner
Original assignee: 4 P VERPACKUNGEN GmbH
Current assignee: 4 P VERPACKUNGEN GmbH
Priority date: 1972-12-14
Filing date: 1972-12-14
Publication date: 1974-06-27
Also published as: FR2210499A1; JPS501160A; FR2210499B1; GB1450108A; IT999977B; SU520888A3; CA1021915A; CS178905B2; DD108932A5

Description

München, 13. Dezember 1972 IBS II

4P Verpackungen GmbH, Kempten

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vorformlingen aus Thermoplasten

Die Erfindung "betrifft einerseits ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus thermoplastischem Material durch Einspritzung des auf Verarbeitungstemperatur erhitzten Materials durch eine Düse hindurch in das Innere einer Vorform, in der koaxial ein Dorn eingebracht ist, insbesondere mit einem Blaskanal im Inneren des Dorns, einer im Dorn axial verschiebbaren Dornspitze und einem zwischen Dorn und Dornspitze vorgesehenen Blasspalt. Andererseits betrifft die Erfindung aber auch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings aus thermoplastischem Material, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt und geeignet ist.

Für diverse Weiterverarbeitungszwecke zu Endprodukten, beispeilsweise Flaschen, werden Vorformlinge, insbesondere aus thermoplastischem Material, beispielsweise aus PVC,benötigt

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verwendet. Diese Vorformlinge werden gewöhnlich in üblicher i'Jprit ζ gießtechnik hergestellt. Das heißt, des Ausgangsmaterial v/ird aus einer Spritzgießeinrichtung durch eine vorzugsweise als Düse gestaltete Einlaßöffnung in das Innere einer der gewünschten Gestalt des Vorformlings entsprechenden Vorform eingespritzt, ßoll der Vorformling später beispielsweise durch Aufblasen zu einer Flasche oder einem ähnlichen Hohlkörper verarbeitet werden, so erfordert dies eine entsprechende Gestaltung des Vorformlings bei seiner Herstellung. Zu diesem Zweck wird in Inneren der Vorform ein Dorn derart eingebracht, daß das eingespritzte Material den Dorn umschließt, so daß der Vorformling bereits von Haus aus eine im Prinzip der Gestalt des Bndprodukts entsprechende Gestalt aufweist.

Im Hinblick auf die Weiterverarbeitung des Vorformlings, sei es zum Aufblasen zu Flaschen oder sei es zum Entfernen des Vorformlings nach seiner Verfestigung vom ,Dorn oder dgl., ist der Dorn häufig zweiteilig ausgebildet, d.h. er verfügt über einen Hauptteil, der im wesentlichen den Dornschaft bildet, und über eine auf diesem Teil aufgebaute Dornspitze. Dornhauptteil und Dornspitze sind in Dornlängsrichtung-gegeneinander verschiebbar. Durch diese Ausbildung wird im auseinandergeschobenen Zustand ein Hingspalt freigegeben, der mit einem Blaskanal im Dorninneren in Verbindung steht. Ringspalt und Blaskanal dienen zur Führung- eines Druckmediums, beispielsweise von Blasluft, nach der Herstellung des Vorformlings zu den eben angegebenen Y/eiterverarbeitungszwecken.

Die Praxis hat nun gezeigt, daß es bei der Herstellung von Vorformlingen, beispielsweise für die ^T.7ei teigverarbeitung durch Aufblasen zu Flaschen, wo sehr strenge Anforderungen an die Einhaltung einer genau definierten Temperaturverteilung am Vorformling gestellt werden, Ablösungen des Vorformlings vom Dorn auftreten, die zeitlich in den Abschnitt des Einspritzens des plastifizierten Llaterials fallen und die

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eine ungenügende Beherrseining des Temperaturprofils des Vorformling zur Folge haben. Infolge unterschiedlicher und insbesondere örtlich zu hoher Temperaturen können entweder schon die Vorformlinge während des Aufblasens oder später die Endprodukte unter dem Druck des Inhalts, beispielsweise kohlensäurehaltiger Getränke, wegen zu starker örtlicher Ausdünnung während des Aufblasens platzen.

Untersuchungen haben nun ergeben, daß die Ablösungen auf den Umstand zurückzuführen-sind, daß das plastifizierte Material während des Einspritzens an den Iniienwandbereichen der Vorform schneller abkühlt als an der Dornaußenseite, Infolge dieses Abkühlungsverlaufs bildet sich von dem Augenblick an, von dem an kein weiteres Material mehr in die Vorform eingespritzt wird, an der an der Innenwand anliegenden Oberfläche des Materials eine feste Außenhaut^ die der v/eiteren Abkühlung nicht mehr folgen kann, so daß eine Tendenz zur Ablösung des Materials vom Dorn besteht.

Diese Tendenz wird noch dadurch unterstützt, daß das Vorforminnere häufig nicht vollständig luftdicht abgeschlossen ist, so daß Luft eindringen kann und die zur Ablösung tendierenden IvIaterialwbereiche unterkriecht. Dies ist besonders dann der Fall, wenn ein Blaskanal vorgesehen ist; denn dieser ist nie 'vollständig luftdicht verschließbar, so daß in ihm befindliche Luft, die zu diesem Zeitpunkt keinesfalls unter Druck stehen muß, zwischen Dorn und Spritzgießmaterial. eindringt. Infolge-der mangelhaften Luftdichtigkeit lösen sich die an sich nur zur Ablösung tendierenden Bereiche also tatsächlich ab.

Von einer entsprechenden Temperaturführung in den Vorform- und Dornwandungen zur Vermeidung der Ablösungen infolge des unterschiedlichen Abkühlungsverlaufs muß Abstand genommen werden. Denn diese Vorrichtungsteile unterliegen bereits im Regelfall einer Temperaturführung in Hinblick auf das Tempe- · raturprofil, das der Vorformling nach seiner Fertigstellung

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und Entnahme aus der Vorform für die anschließende Vlelterverarbeitung aufweisen muß. Somit scheidet eine derartige an sich naheliegende und Erfolg versprechende Maßnahme zur Vermeidung der Ablösungen aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren derart zu verbessern und weiter zu entwickeln, daß keine Ablösung/Krom Dorn während der Verfestigung des eingespritzten Materials entstehen, so daß Vorformlinge herstellbar sind, die den durch ihre '»Veiterverarbeitung bedingten Anforderungen voll Genüge leisten. Der Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Vorformlingen zu schaffen, mittels deren es möglich ist, die Bildung von Ablösungen während der Herstellung zu vermeiden.

Im Hinblick auf das Verfahren wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der Einspritzung des plastifizierten Materials in das Innere der Vorform auf Außenbereiche des Dorns ein Vakuum zur Einwirkung gebracht wird.

Durch diese Verbesserung des eingangs genannten Verfahrens .wird jegliche zwischen Einspritzmaterial und Dorn eindringende Luft abgesaugt, so daß die Tendenz zur Ablösung sozusagen in Beachtung des horror vacui nicht zur Ablösung führt. Darüber hinaus wird das eingespritzte Material durch das erfindungsgemäß vorgesehene Vakuum sozusagen selbst in den gefährdeten Bereich "hinein"-gesaugt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch erreichbar, daß das Vakuum im Blasspalt zur Einwirkung gebracht wird; dabei besteht der Vorteil dieser V/eiterbildung.darin, daß das Vakuum sozusagen an der Quelle der Ursache an sich möglicher Ablösungen diese Ursache beseitigt, nämlich bereits das Eindringen von beispielsweise Luft verhindert.

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Des weiteren empfiehlt es sich, das Vakuum nicht nur bis zur Bildung einer auf der Dornaußenseite verfestigten IvIaterialhaut, sondern bis zur Vollständigen Verfestigung des Materials aufrechtzuerhalten.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist durch eine Steuerung des in Einwirkungbringens des Vakuums in Abhängigkeit vom Einsetzen der Einspritzung des plastifizierten Materials erreichbar. Damit ist dann gewährleistet, daß das Vakuum auf jeden Fall rechtzeitig aufgebaut ist. Im übrigen unterstützt diese Weiterbildungsmaßnahme die Einspritzung in das Innere der Vorform.

In Hinblick auf die weiteres zum Gegenstand der Erfindung gehörende Vorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings aus thermoplastischen Material geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung, die aus einer Vorform mit einer Düse, wobei der Düsenteil dieser Vorform gegebenenfalls Bestandteil einer Spritzgießeinrichtung sein kann, und aus einem im Inneren der Vorform koaxial angeordneten Dorn besteht. Letzterer kann im besonderen mit einer verschiebbaren Dornspitze und mit einem zwischen Dornhauptteil und Dornspitze angeordneten Ringspalt versehen sein, der mit einem Blaskanal in Verbindung steht.

Von dieser Vorrichtung ausgehend wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Evakuierungsmittel zur Einwirkung auf den Außenbereich des Dorns vorzusehen sind, die während des Einspritzens des plastifizieren Materials in Tätigkeit setzbar sind und vorteilhafterweise bis zur vollständigen Verfestigung des eingespritzten Materials in Tätigkeit bleiben. Der Vorteil dieser Ausbildung der Vorrichtung ist oben in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verbesserung des Verfahrens bereits erläutert worden.

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Eine vorteilhafte ⁱ.7eiter gestaltung der Vorrichtung ist
dann erreichbar, wenn die Evakuierungsmittel an den Blasspalt angeschlossen sind. · ,

Sine noch v/eitergehende Verbesserung der Vorrichtung ist
erreichbar durch Steuerungsmittel für die Evakuierungsmittel in Hinblick auf deren Einschaltung in Abhängigkeit vom Einsetzen des Einspritzens. Dabei können die Steuerungsimpulse der Steuerungsmittel von verschiedenen Bauteilen der Einspritzeinrichtung hergeleitet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, woraus sich zugleich eine detailliertere Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt.

Zwischen einer (nicht dargestellten) Spritzgießeinrichtung und einem ebenfalls nicht dargestellten Dornrevolver ist
eine zweiteilige, nur zur Hälfte dargestellte Vorform 3, 4-angeordnet, in deren Innerem ein Dornschaft 5 ^i t einer in Axialrichtung verschiebbaren Dornspitze 6 koaxial eingebracht ist. Dor Dornschaft 5 ist mit seinem Dornfuß am Revolver
und dio Vorform 3, ⁷I- mit ihrem Basisteil 3 an der i3pritf;f;ioneinrichtung befestigt. In Zentrum der Vorforribasis 3 ißt eine Düse 8 für das in das Vorforminnere 9 einzuspritzende I.Iaterial vorgesehen.

Die Dornspitze 6 ist über einen Ansatz 6a unter Zwischenschaltung eines O-Sings 10 zur Abdichtung im Dorhschait 5
gelagert, und zwar verschiebbar. Im Zentrum des Dornschafts 5 verläuft ein Blasrohr 11 zur Bildung eines Blaskanals 12 für beispielsweise zum späteren Aufblasen des Vörfornlin^s zu Flaschen bestimmte Blasluft. Das Blasrohr 11 ist -in der Dornspitze 6 fest eingesetzt, beispielsweise eingeschrumpft, eingelötet oder dgl* Miteinander fluchtend sind im vorderen

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Ende des Blasrohrs 11 und in der Dornspitze 6 Radialbohrun-gen 13 vorgesehen, die in einen Ringkanal 14 münden, der mit einem Ringspalt 15 in Verbindung steht. Letzterer ist zwar durch gegenseitiges Zusammenschieben von Dornschaft und Dornspitze 6 praktisch vollständig abschließbar, v/ie in der linken Hälfte der-Abbildung dargestellt, aber auf Grund von Staubpartikeln, Arbeitsungenauigkeiten und dgl. nicht vollständig luftdicht verschließbar.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die nur schematisch angedeuteten Evalcuierungsmittel. 16 über den Dornrevolverj . den Blaskanal 12, die Radialbohrunp;en 13, den Rinnkanal 14 und dan Ringapalt 15 an den Außonboroich doü Doms 5» 6 ancescliloccen. Durch ihre 'i'ütii'jkoit verhindern sie eine Ablösung des in die Vorform 3, 4 eingespritzten Materials; eine ohne die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung an sich auftretende ilblösung ist durch die Linie 17 dargestellt.

Die Evakuierungsmittel 16 werden über Steuerungsleitungen 18 von Steuerungsmitteln 19 gesteuert, die ihre Steuerungsimpulse von der Spritzgießeinrichtung über eine Leitung 20 empfangen« Die Steuerungsleitungen 18 und 20-können mechanische Bauglieder, beispielsweise Hebel, elektrische ■ Bauglieder, beispielsweise Leitungsdrähte, Kombinationen derselben oder anderweitige Konstruktionselemente sein.

Bezüglich der eingangs erwähnten Beeinflussung des Temperaturprofils des fertigen Vorformlings ist als Mittel zur Durchführung derselben in Verbindung mit dem Dorn 5j 6 in der Zeichnung ein durch ein im Dorninneren angeordnetes Rohr 21 unterteilter Kühlmittelkanal 22a, 22b vorgesehen, der je nach den Erfordernissen in Richtung des Pfeils A oder entgegengesetzt zu diesem von einem Kühlmittel durchströmt wird. Bezüglich der Vorform 3, 4 können zur Beeinflussung des Temperaturprofils des fertigen Vorformlings nicht dargestellte Kühl- bzw. Heizmittel vorgesehen sein.

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Die Innenwandung der Vorform 3» ^ und. die Aufenseite des Dorns 5» 6 sind zwar als zylindrische Flächen dargestellt, werden jedoch in der Praxis "bevorzugt als geringfügig konische Flächen ausgebildet.

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Claims

Patentansprüche

1.J Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus thermoplastischem Material durch Einspritzung des auf Verarbeitung st emp er atur erhitzten Materials durch eine■Düse hindurch in das Innere einer Vorform, in der koaxial ein Dorn eingebracht ist, insbesondere mit einem Blaskanal im Inneren des Dorns, einer im Dorn axial verschiebbaren Dornspitze und einem zwischen Dorn und Dornspitze vorgesehenen Blasspalt, dadurch gekennzeichnet, daß während der Einspritzung des plastifizierten Materials in das Innere der Vorform auf Außenbereiche des Doms ein Vakuum zur Einwirkung gebracht wird₀

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' der Blasspalt unter Vakuum gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum bis zur vollständigen Verfestigung des Vorformlings aufrechterhalten wird.

4·. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum zwangsweise beim Einsetzen der Einspritzung des plastifizierten Materials zur Einwirkung bringbar ist.

5. Vorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings aus thermoplastischem Material durch Einspritzung des auf Verarbeitungstemperatur erhitzten Materials, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, mit einer' Spritzgießeinrichtung, einer Einspritzdüse, einer Vorform und einem koaxial in dieser eingebrachten Dorn, gegebenenfalls mit einem Blaskanal im Inneren des Dorns, einer im Dorn axial verschiebbaren Dornspitze und einem zwischen Dorn und Dornspitze vorgesehenen

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Blasspalt, dadurch, gekennzeichnet, daß Evakuier;-· ^craittel (16) zur Einwirkung auf den Außenbereich, des Dorns (5, 6) vorgesehen sind, derart, daß sie währer.·' Einspritzung des plastifizierten Materials in Ta igkeit setzbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierungsmittel (16) bis zur vollständigen Verfestigung des Materials in Tätigkeit haltbor sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeicl· ■

net, daß die Evakuierungsmittel (16) an dem Blaskanal (12) angeschlossen sind.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis ', _t dadurch gekennzeichnet, daß Steuerungsmittel (19) für die» Evakuierungsmittel (16) vorgesehen sind, die letzter? in Abhängigkeit vom Einsetzen der Einspritzung d-s plas*;ifizierten Materials in Betrieb zu setzen vermögei..

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