DE2262871C3

DE2262871C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines zweischichtigen Hohlkörpers nach dem Spritzblasverfahren

Info

Publication number: DE2262871C3
Application number: DE19722262871
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1976-09-16

Description

gemäßen Verfahrens zum Herstellen eines aus gespritztem Kunststoff gefertigten Hohlkörpers nach dem Spritzblasverfahren, mit einer Spritzform, einem Kern, einer Einspritzdüse und mit einer Blasform, ist durch eine Halteeinrichtung zum Halten der Hülle in der Spritzform im Abstand von dem Ken bis zum Umspritzen mit dem Kunststoff gekennzeichnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist der Kern ein Blaskern mit einem heizbaren Stößel und einer kühlbsren Buchse. Daher verbleibt die Hülle in ihrem Berührungsbereich mit dem Kern unverformt.

Die Patentansprüche 4 bis 11 haben keine selbständige Bedeutung, sondern gelten nur in Verbindung mit dem Patentanspruch 3, der seinerseits den Verfahrensansprüchen nachgeordnet ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Teilschnittansicht einer Spritzblasvorrichtung mit einer Vorform und einer Blasformeinrichtung in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung der Vorformeinrichtung gemäß Fi'g. 1,

Fig. 3 die in Fi^. 2 dargestellte Vorformeinrichtung vor dem Einführen einer Hülle,

Fig. 4 die Vorformeinrichuing gemäß Fig. 3 nach dem Einführen einer Hülle,

Fig. 5 eine Vorformeinrichtung ähnlich Fig. 2, die jedoch eine Temperatursteuereinrichtung aufweist und

Fig. 6 die Vorformeinrichtung gemäß Fig. 5 mit geschlossenem Blasschlitz.

Mit einer Einspritzdüse 1 ist geschmolzener thermoplastischer Kunststoff unter hohem Druck in eine Vorformeinrichtung, die a"« einer Vorform 2, aus einem als Blaskern ausgebildeten Kern 3 und aus einer als Halteeinrichtung 4' für eine Hülle 5 dienende Halsform

4 besteht, einsprirzbar.

Beim Arbeiten wird die vorgefertigie napfförmige Hülle 5 mit einer mit der Gestalt des Kerns 3 übereinstimmenden Gestalt auf den Kern 3 aufgebracht. Der Kern 3 wird dann zusammen mit der Vorform 2 und der Halsform 4 mit ausreichender Kraft mittels einer nicht dargestellten Einrichtung zusammengedrückt, um dem Druck des Kunststoffs zu widerstehen, welcher unmittelbar darauf mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Einrichtung in die Vorform 2 durch die Einspritzdüse 1 eingespritzt wird, zum Bilden eines Vorformlings 6.

Nach dem Herstellen des zweischichtigen Vorformlings 6 trägt der Kern 3 und die Halsform 4 den Vorformling 6 in eine Blasform 7. Die so gebildete Blasformeinrichtung, die aus der Blasform 7,dem Kern 3 und der Halsform 4 besteht, wird dann durch eine nicht dargestellte Einrichtung geschlossen und Luft wird als Druckmittel innerhalb des Vorformlings 6 durch den Blasschlitz 3a angelegt. Da der Kern 3 durch Heizmittelumlauf (s. F i g. 5) erwärmt wird, und infolge der Wärme, die der frisch eingespritzte heiße Kunststoff überträgt, wird die Hülle 5 auf eine ausreichend hohe Temperatur zum gemeinsamen Ausdehnen mit dem eingespritzten Kunststoff des Vorformlings 6 gebracht. Ein zweischichtiger Hohlkörper 8 wird auf diese Weise in der Blasform 7 geformt, welcher eine innere und eine äußere Schicht aufweist, wobei die erstcre aus der Hülle b·,

5 gebildet wird. Als nächstes wird der Hohlkörper 8 entnommen, und die Vorrichtung stein für den nächsten Arbeitszyklus zur Verfügung. Die Vorform 2, die Blasform 7 und die Halsform 4 bestehen jeweils aus verschiedenen Stücken, die relativ zueinander bewegbar sind, um die Entnahme des fertiggestellten Hohlkörpers 8 zu erleichtern. Der Blasschlitz 3a ut verschließbar und der Kern 3 besteht daher aus zwei Teilen, einem Stößel 3b und einer Buchse 3c, welche relativ zueinander bewegbar sind, um den Blasschlitz 3a durch nicht dargestellte Einrichtungen zu öffnen und zu schließen.

Die Haisform 4 weist zwei Halsformhälften 4a und 46 auf, die mittels zweier hydraulischer Arbeitszylinder 9 trennbar bzw. zusammendrückbar sind. Diese Arbeitszylinder 9 treten mit den Halsformhälften 4a bzw. Ab vermittels Kolbenstangen 10 in Eingriff und ermöglichen dadurch, daß die Arbeitszylinder 9 die Halsformhälften 4a und 4b in der Richtung der in F i g. 2 gezeigten Pfeile B antreiben. Die Halsform ist darüber hinaus vermittels Kolbenstangen 12 mit Arbeitszylindern 11 verbunden, wodurch eine Einrichtung zum Bewegen der Halsform in den Richtungen des in F i g. 2 gezeigten Doppel-Pfeiles A geschaffen wird.

Die in Fig.2 gezeigte Stellung der Vorform entspricht demjenigen Punkt in dem Arbeitszyklus der Vorrichtung, welcher unmittelbar dem Einspritzen des Kunststoffs durch die Einspritzdüse 1 entspricht.

Während die Hülle 5 in der Halsform 4 mit dem zurückgezogenen Kern 3 angeordnet ist, wird die Fläche des Kerns 3 von der Hülle 5 zufolge der verjüngten Kontur der Hülle 5 und des Kerns 3 im Abstand angeordnet. Der Kern 3. die Halsform 4 und die Hülle 5 werden dann axial in die Vorform 2 vorbewegt. während die Hülle 5 und der Kern 3 in dem gleichen relativen Abstand verbleiben, bis die Halsform 4 ihre Arbeitslage in der Vorform 2 erreicht. Wenn dies eintritt, ist die Hülle 5 vollständig in die Vorform 2 eingeführt, und weitere Bewegung der Halsfotm 4 und der Hülle 5 wird angehalten. Der Kern 3 jedoch fährt seine Bewegung in die Vorform 2 und in die Hülle 5 hinein fort. Dadurch gelangt die Hülle 5 mit dem Kern 3 lediglich zu diesem Augenblick, an welchem der Kern 3 vollständig eingesetzt und in der Formstellung ist. in vollen Flächenkontakt. Die Wärmeübertragung von dem heißen Kern 3 zu der Hülle 5 wird demgemäß verzögert, bis die Kunststoffeinspritzung beginnt.

Nach dem Aufnehmen der Hülle 5 (s. Fi g. 4) werden die Halsformhälften 4a und 4b wieder geschlossen. jedoch verbleibt die Halsform im Abstand von der Blasform angeordnet. Die Hülle 5 wird nun durch nicht dargestellte Positioniereinrichtungen in Ausrichtung mit dem Kern 3 angeordnet, und sie wird vorbewegt, bis der obere Randteil 5a der Hülle 5 durch die entsprechende Fläche der Halsform 4 festgehalten wird. Zu diesem Zweck kann die Halsfonn 4 geschlossen werden, und die Hüllenränder 5a werden, falls sie aus verhältnismäßig flexiblem Material besteht, durch die Positioniereinrichtung veranlaßt, über überstehende Gew indekonturen der Halsform 4 einzuschnappen.

Zum Spritzblasformen wird der Stößei 3ödes Kerns 3 auf eine Temperatur erhitzt, welche von dem zu schmelzenden Material abhängt und welche ungefähr 205⁰C erreichen kann. Die Vorform 2 wird außerdem auf eine Temperatur erhitzt, die unterhalb derjenigen Cn-S Stößels 3/ides Kerns 3 liegt.

Die Buchse 3cdes Kerns 3 ist durch Kühlmittclumlaut ebenso wie die Halsform 4 gekühlt.

Die Hülle 5 kann genauestens an ihrer vorgesehenen Stelle in der Vorform 2 ohne Berührung der crhit/icn Teile des Kerns 3 bis zum genauen Augenblick des Schließens der Vorform 2 angeordnet werden, was ein

Bruchteil einer Sekunde vor dem Einspritzen eingerichtet werden kann. Die Hülle 5 wird dann in Berührung mit dem Stößel 36 gebracht, indem durch eine Relativbewegung der Vorform 2, der Halsform 4 und der Buchse 3cdes Kerns 3 die Halsform 4 — welche die Hülle 5 trägt — in Berührung mit der Buchse 3c des Kerns 3 gedrückt wird.

Bei einer zweiten Ausführung der Vorrichtung ist eine Temperatursteuereinrichtung gezeigt ( F i g. 5 und 6), in welcher zur Kühlung der HalsformhälSfen 4a und 4b Kanäle 13a und 136, in welchen Wasser als Kühlmittel durch Rohre 14a bzw. 146 und 15<?bzw. 156 in Richtung der Pfeile strömt, vorgesehen sind. Die Buchse 3c des Kerns 3 wird mittels eines Kühlmittels gekühlt, welches durch einen Kanal 16 strömt und welches in diesen Kanal 16 durch eine Rohrleitung 17 und aus dem Kanal 16 durch eine Rohrleitung 18 strömt. Der Stößel 36 des Kerns 3 wird durch das Heizmittel erhitzt, welches durch eine Rohrleitung 20 in einen Hohlraum 19 eintritt und diesen durchströmt.

Je nach verwendetem Werkstoff kann eine Beschädigung der Hülle 5 durch Anlegen des Randteils 5a der Hülle 5 gegen die relativ kühle Buchse 3c vermieden werden, weiche dadurch den Randteil 5a der Hülle 5 auf einer Temperatur hält, die ihr diejiotwendige Festigkeit verleiht, um deren Randteil 5a festzuhalten und um den Kräften entgegenzuwirken, die dazu neigen, eine Beschädigung in dem höher erhitzten Teil der Hülle 5 zi; erzeugen. In solchen Fällen kann die Wärmeüberlra gung von dem Stößel 3b zur Buchse 3c durch Offenhalten des Blasschlitzes 3a, d. h. durch Aufrechterhalten eines Abstandes zwischen der Buchse 3c und der erhitzten Fläche des Stößels 3b verringert werden.

Falls nur mäßige Schrumpfung der Hülle 5 zi erwarten ist, kann das Schrumpfen durch leichtes Aufrauhen der Oberfläche des Kerns 3 verzögen werden. Diese erhöhte Oberflächenreibung wir.u dei Schrumpfung entgegen und hält die Hülle 5 bis zun Umspritzen an ihrem Platz.

Wenn die Kunststoffschicht abkühlt und un die Hülle 5 auf dem Kern 3 schrumpft, werden die beider Schichten in engem Kontakt über ihren gesamter Berührungsbereich gehalten. Während sie noch aul einer zum Aufblasen erforderlichen Temperatur gehal ten werden, wird der Kern 3 zusammen mir. den Vorformling in die Blasform 7 eingeführt und dei Vorformling wird in die Gestalt des herzustellender Hohlkörpers 8 geblasen. Die Hülle 5 und die sit umgebende Kunststoffschicht werden beim Aufblaser zusammen ausgedehnt und behalten ihren enj;er Kontakt in dem Hohlkörper 8 bei.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines zweischichtigen Hohlkörpers nach dem Spritzblasverfahren, wobei ein Kern mit einer vorgeformten Hülle aus einem thermoplastischen Kunststoff in eine Spritzform eingebracht wird, die Hülle mit thermoplastischem Kunststoff umspritzt und in einer Blasform in die Gestalt des Hohlkörpers aufgeblasen wird, da- ·° durch gekennzeichnet, daß die Hülle (5) bis zum Umspritzen mit dem Kunststoff im Abstand von dem Kern (3) gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Hülle (5) an einer Fläche >5 gehalten wird, die auf eine Temperatur unterhalb der Verformungstemperatur der H¹HIe (5) gekühlt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 zum Herstellen eines zweischichtigen, aus einer Hülle und gespritz- «> tem thermoplastischen Kunststoff gefertigten Hohlkörpers nach dem Spritzblasverfahren, mil einer Spritzform, einem Kern, einer Einspri.zdüse und mit einer Blasform, gekennzeichnet durch eine Hebeeinrichtung (4') zum Halten der Hülle (5) in der Spritzform (2) im Abstand von dem Kern (3) bis zum Umspritzen mit dem Kunststoff.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) eine aufgerauhte oder eine mit Riefen oder mit Rillen versehene Oberfläehe aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hakeeinriehtung (4') zum Halten der Hülle (5) jeweils mittels Arbeitsz>lindern (9 bzw. U), mit denen sie über Kolbenstangen (10 bzw. 12) verbunden ist, zum Kern (3) hin uid von diesem weg bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hdsformhälflen (4a, 4b) der Halteeinrichtung (4') an Rohre (14a, 15a 4<> bzw. 14b, 15b) angeschlossene Kühlkanäle (15ia bzw. 136) aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern i3) als Blaskern mit einem heizbaren Stößel (3b) und einer kühlbaren Buchse (3c) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Buchse (3c) und dem Stößel (3b) ein radialer schließbarer Blasschlitz (3a) bildbar ist. 5»

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (4') als Halsform (4) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halsform (4) aus wenigstens 5;i zwei Halsformhälften (4a,4b) besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem Halsteil (5a) der Hülle (5) in Berührung stehende Teil des Kerns (3) einen Kühlkanal (16) aufweist, der mit Rohrleitungen (17,18) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprücic 4 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3), die Spritzform (2) und die Halleeinrichtung (4'j auf einem axialen Weg relativ zueinander bewegbar ⁶S sind.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines zweischichtigen Hohlkörpers nach dem Spritzblasverfahren, wobei ein Kern mit einer vorgeformten Hülle aus einem thermoplastischen Kunststoff in eine Spritzform eingebracht wird, die Hülle mit thermoplastischem Kunststoff umspritzt und in einer Blasform in die Gestalt des Hohlkörpers aufgeblasen wird.

Gemäß bekannten Verfahren zum Herstellen eines zweischichtigen Hohlkörpers wird eine vorgeformte napfförmige Hülle auf den Kern einer Spritzblaseinrichtung aufgebracht, thermoplastischer Kunststoff um die Hülle gespritzt, während sie sich auf dem Kern befindet, und der entstandene zusammengesetzte Vorformling, der sich aus der Hülle und dem umgespritzten Kunststoff zusammensetzt, in die Gestalt des Hohlkörpers aufgeblasen (US-PS 37 17 544, DT-OS 19 09 695).

Eine Hülle, deren Gestalt derjenigen des Kerns entspricht, kann durch verschiedene bekannte Verfahren hergestellt werden, was von der Größe und Form der Hülle und deren Werkstoff abhängt. Beispielsweise können Hüllen durch elektrostatische Beschichtung. durch Wirbelsinter, durch Spritzen, durch Spritzblasen oder durch Tiefziehen von Folien hergestellt werden.

Bei verschiedenen dieser Verfahren zum Herstellen von Hüllen sind ernsthafte Deformationen der Hüllen, bedingt durch erhöhte Temperatur, unvermeidlich, so daß unter Umständen die Herstellung von spannungsfreien Hüllen häufig vollkommen unmöglich ist. Es ist bekannt, daß innere Spannungen aufweisende Gegenstände eine Erhitzung, welcher sie nach ihrer Herstellung unterworfen werden, nicht ohne ernsthafte Deformation überstehen können. Beispielsweise neigen Hüllen aus folienförmigem Material, die durch Tiefziehen erzeugt wurden, zum Schrumpfen oder zum Faltigwerden, falls sie auf .eine Temperatur erhitzt werden, die sich derjenigen nähert, bei welcher sie vorangehend geformt worden sind.

Die Kerne, auf welchen die Hüllen zwecks Umspritzung aufgebracht werden, müssen normalerweise erhitzt werden und manchmal auf eine Temperatur in der Nähe derjenigen Temperatur gebracht werden, die zum Umspritzen des Kunststoffs um die Hülle verwendet wird, um die Hüllen schnell und gleichförmig auf eine Temperatur zu erhitzen, bei welcher sie sich als Teil des Vorformlings in der Blasform ausdehnen sollen.

Es ist daher schwierig, bei Berührung mit einer erhitzten Fläche zur Deformation neigende Hüllen beim Herstellen zweischichtiger Hohlkörper nach derr Spritzblasverfahren zu verwenden. Weiterhin ist e< schwierig, derartige Deformationen der Hüllen zi verhindern, bis Kunststoff um die in die Spritzforrr gebrachten Hüllen gespritzt worden ist.

Fs ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingang! genannten Art zu schaffen, bei welchen Hüllendeforma tionen, sogar wenn erhitzte Kerne verwendet werden vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß di( Hülle bis zum Umspritzen mit dem Kunststoff in Abstand von dem Kern gehalten wird.

Dadurch, daß die Hülle nicht am heißen Kern anltcgi kann kein direkter Wärmeübergang stattfinden und du Hülle bleibt bis zum Spritzvorgang auf einer niedriger ungefährlichen Temperatur. Das Verfahren gemäß de Erfindung kann ohne größere Umbauten an herkömmli chcn Spritzblasmaschinen angewendet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des eifindungs