DE2332645B2

DE2332645B2 - Kontinuierliches verfahren zum blasformen von behaeltern

Info

Publication number: DE2332645B2
Application number: DE19732332645
Authority: DE
Inventors: John Nolan Newark Del.; Raizes Sheldon Foster Rochester N.Y.; Hall (VStA.)
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1971-11-09
Filing date: 1973-06-27
Publication date: 1977-12-29
Also published as: GB1379536A; DE2332645C3; NL7309144A; NL172630C; DE2332645A1

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum Blasformen von Behältern aus einem kontinuierlich stranggepreßten Rohr aus thermoplastischem polymerem Kunststoff, wobei das Rohr durch einen Heizofen geführt und auf seine Orientbrungstemperatur erhitzt wird, anschließend Abschnitte des Rohres von Blasformen eingeschlossen und durch Anwendung eines Fluiddruckes bis an die Innenkontur der Blasformen aufgeweitet werden, wobei mehrere Blasformen zyklisch nacheinander um einen Abschnitt des Rohres geschlossen und zusammen mit dem von ihnen eingeklemmten mit dem nachfolgenden Rohr weiterhin verbundenen Rohrabschnitt von dem Heizofen wegbewegt und nach dem Blasvorgang in geöffneter Stellung zum Heizofen hin zurückbewegt werden, wobei sich jede im Zyklus nachfolgende Blasform zwischen dem Heizofen und der vorangehenden Blasform um einen Abschnitt des Rohres schließt und wobei ein außerhalb He«; Heizofens befindlicher Abschnitt des Rohres vor der Blasformung in seiner Längsrichtung gereckt wird, indem das Rohr an einer außerhalb des Heizofens gelegenen Stelle eingeklemmt wird und die Klemmstelle mit größerer Geschwindigkeit von dem Heizofen wegbewegt wird als das Rohr in den Heizofen eingeführt wird.

Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zum Blasformen von Behältern aus thermoplastischen polymeren Kunststoffen einschließlich amorphen PoIy-

meren, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, Polystyrol und Polymethacrylat, sowie Copolymeren und Terpolymeren, in welchen Styrol, Acrylatestcr und Methacrylatester, Acrylnitril und Methacrylnitril monomere Komponenten sind, sowie kristallinen Polymeren, wie Polymeren von Mono-alpha-Olefinen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Polyester, Polyamide, Polyacetale, Polycarbonate und Polyäther. Es können auch Mischungen von Polymeren oder in aneinandergrenzenden getrennten Schichten vorhandene Polymere verwendet werden. Isotaktisches Polypropylen ist bei diesem Verfahren besonders brauchbar.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 36 99 199 bekannt. Durch dieses bekannte Verfahren wird erreicht, daß ein frisch geformter Behälter leichter aus der Form entnommen werden kann, da er durch Abfallmaterial mit dem vorangehenden fertigen Behälter und dem nachfolgenden gerade zu formenden Behälter verbunden ist. Durch die gleichzeitige Reckung des außerhalb des Ofens befindlichen Rohrabschnitts wird eine bei derartigen Behältern erwünschte Orientierung des Kunststoffs erreicht.

Durch die vorliegende Erfindung soll die für die Durchführung dieses Verfahrens erforderliche Zeit verkürzt werden.

j5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst ein sich bis in den Heizofen hinein erstreckender Abschnitt des Rohres gereckt wird, daß das Rohr anschließend zusätzlich an einer zwischen dem Heizofen und der vom Heizofen eine vorbestimmte Strecke wegbewegten Blasform befindlichen Stelle eingeklemmt wird, daß der zwischen der Blasform und der zusätzlichen Klemmstelle gelegene Rohrabschnitt weiter gereckt und orientiert wird und da3 der hinter der zusätzlichen Klemmstelle bis in den Heizofen hinein nachfolgende Abschnitt des Rohres entspannt wird.

Die Reckung des im Ofen befindlichen Rohrabschnitts erfolgt zunächst elastisch und kann infolge dei intermittierenden Verzögerung des Rohres durch die zusätzliche Klemmstelle ausgeglichen werden. Gleich· zeitig wird der auf der entgegengesetzten Seite dei zusätzlichen Klemmstelle befindliche Rohrabschnit weiter bis zu seiner Orientierung gereckt. Es hat siel unerwarteterweise gezeigt, daß der im Ofen befindlich) Rohrabschnitt infolge seiner Elastizität das während de Festlegung durch die zusätzliche Klemmstelle extru dierte Material aufnehmen kann, indem er siel entspannt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß beir Weiterrecken des Rohrabschnittes die zusätzlich Klemmstelle während des Bewegens der jeweilige Blasform vom Heizofen weg in entgegengesetzte Richtung zum Heizofen hin bewegt wird.

Dadurch kann die Orientierung nicht nur weit?

b5 beschleunigt, sondern auch verbessert werden. Durc das erfindungsgemäße Verfahren wird daher nicht ni die Herstellungszeit verkürzt, was zu höheren Produl tionsraten führt, sondern es wird auch eine Verbessi

rung der hergestellten Behälter erzielt.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Fließschema des Verfahrens,

Fig.2 eine Draufsicht auf ein Paar von Blasformen und auf die Vorrichtung zur Betätigung derselben,

F i g. 3 eine Stirnansicht einer der Blasformen und der dafür vorgesehenen Betätigungseinrichtung,

F i g. 4 eine Stirnansicht der Rohrhalteglieder und der dafür vorgesehenen Betätigungseinrichtung, ₎₀

Fig-5 eine Ansicht der relativen Stellungen der Blasformen, des Rohrhalters und des Rohres direkt vor der Auslösung der axialen Vorwärtsbewegung des Rohrhalters,

Fig.C eine Ansicht der relativen Stellungen der Blasformen, des Rohres und des Rohrhalters d^;-ekt vor der Ausflösung der Rückwärtsbewegung des Rohrhalters zum Orientieren des Rohres,

Fig.7 eine Ansicht der relativen Stellungen der Blasformen, des Rohres und des Rohrhalters unmittelbar nach der Orientierung eines Rohrabschnittes und vor der.Schließung einer Blasform um denselben, und

Fig.8 bei einer anderen Ausführungsform eine Ansicht der relativen Stellungen der Blasformen, des Rohres und des Rohrhalters, nachdem der Rohrhalter seine Vorwärtsbewegung beendet hat.

Gemäß dem Fließschema der F i g. 1 wird eine Strangpresse zum Extrudieren eines vorzugsweise aus Polypropylen bestehenden Rohres 10 verwendet. Das Rohr 10 läuft durch eine Kalibriereinrichtung und sodann durch ein Kühlbad, in welchem das Rohr 10 bis unter die Kristallisierungstemperatur abgekühlt wird. Im Fall von Polypropylien wird das Rohr 10 auf etwa 49° C abgekühlt, um die Kristallisierung zu beschleunigen. Das Rohr 10 wird durch einen nicht gezeigten, angetriebenen Satz von gegenüberliegenden Reifen aus der Strangpresse durch die Kalibriereinrichtung und das Kühlbad gezogen. Das; Rohr 10 wird in einem Ofen wieder auf einige Grad unterhalb des kristallinen Schmelzpunktes (etwa HO⁰C bis 167°C) erhitzt und nach der Wiedererhitzung zwischen einem Paar von Haltegliedern 12 zu Blasformen 14 und 16 geführt, welche abwechselnd das Rohr 10 ergreifen und vom Ofen wegbewegen, so daß dasselbe eine vorgegebene Strecke vom Ofen weggezogen wird, in welchem Zeitpunkt die Halteglieder 12 sich schließen und sich von der Blasform 14 bzw. 16 weg zum Ofen hin bewegen, um das Rohr 10 zu orientieren. Jede Blasform 14 bzw. 16 steht mit einer Druckquelle in Verbindung, wobei der Druck zum Expandieren des Rohres 10 innerhalb der Blasform 14 bzw. 16 verwendet wird, um einen Behälter 18 zu bilden. Der Behälter 18 wird zu einer Bearbeitungsstation weitergeleitet, in welcher er von den anderen Behältern 118 getrennt und der Preßgrat entfernt wird.

Wie aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich, sind Träger 20 und 22 vorgesehen, wobei jeder Träger 20 ein Ende einer drehbaren Gewindewelle 24 aufnimmt und an jedem Träger 22 ein das andere Ende der Gewindewelle 24 aufnehmender, umsteuerbarer Motor 26 befestigt ist. w> Ein in Längsrichtung bewegbarer Formschlitten weist eine Plattform 27, ein Paar von an der Plattform 27 befestigten, einen Längsabstanc! aufweisenden Platten 28, deren jede eine die Gewindewelle 24 aufnehmende Buchse 21 mit Innengewinde aufweist, eine an der t» Plattform 27 befestigte Platte 29, einen an der Platte 29 befestigten Stab 30 sowie Führungsstäbe 32 auf, welche nn pinem Stab 34 befestigt sind, der seinerseits an einem Paar von einen Längsabstand aufweisenden Platten 36 befestigt ist, Ein Schlittenführungsstab 37 verläuft parallel zur Gewindewelle 24 und oberhalb derselben und ist an den Trägern 20 und 22 befestigt. Der Schlittenführungsstab 37 ist in F i g. 2 zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Wie in F i g. 3 gezeigt, verläuft der Schlittenführungsstab 37 durch Träger 25, so daß die Schlittenanordnung gleitend geführt wird. Ein Hydraulikzylinder 38 mit öffnungen 39 und 40 ist an der Platte 29 befestigt und in demselben ist eine Kolbenstange 41 gleitend verschiebbar. An der Kolbenstange 41 ist eine Gleitplatte 42 befestigt, die öffnungen 44 aufweist, durch welche die Führungsstäbe 32 zur gleitbaren Führung der Gleitplatte 42 verlaufen. An jedem Ende der Gleitplatte 42 sind Flansche 46 angebracht und eine Achse 48 ist an den Flanschen 46 befestigt. Mehrere Verbindungsglieder 50,52,54 und 56 sind schwenkbar mit einem Ende der Achse 48 angelenkt und am anderen Ende an Hebelarmen 58,60, 62 bzw. 64 ebenfalls schwenkbar befestigt. Die Hebelarme 58,60,62,64 sind zwischen ihren Enden mit einer feststehenden, an den Platten 36 befestigten Achse 66 schwenkbar verbunden. Ein Ende der Hebelarme 60 und 62 ist an der unteren Hälfte der Blasform 14 befestigt und das andere Ende der Hebelarme 58 und 64 ist an der oberen Hälfte der Blasform 14 befestigt, um diese öffnen und schließen zu können.

Die Blasform 14 wird aus der in F i g. 3 gezeigten geöffneten Stellung geschlossen, indem Druck in den Hydraulikzylinder 38 durch die öffnung 40 eingeleitet wird, so daß die Gleitplatte 42 auf den Führungsstäben 32 sowie die Achse 48 nach vorwärts gleitet. Die Vorwärtsbewegung der Achse 48 verschwenkt die Verbindungsglieder 50, 52, 54 und 56 um ihre Schwenkverbindungen mit den jeweiligen Hebelarmen 58,60,62,64, wodurch wiederum die Hebelarme 58,60, 62 und 64 um die Achse 66 verschwenkt werden, so daß sich die Blasform 14 schließt, wie in gestrichelten Linien in F i g. 3 gezeigt. Die Blasform 14 wird in Längsrichtung vom Ofen weg oder auf den Ofen zu bewegt, indem der Motor 26 die Gewindewelle 24 in Drehung versetzt, so daß die Gewindeverbindung derselben mit der Buchse 21 den ganzen Formschlitten gleitend längs des Schlitienstabes 37 entweder vom Ofen weg oder auf den Ofen zu je nach der Drehrichtung der jeweiligen Gewindewelle verschiebt. Die Beschreibung für die Betätigungseinrichtung der Blasform 16 ist die gleiche wie diejenige für die Blasform 14, wobei die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem »a« versehen, verwendet werden.

Die in Fig.4 dargestellte Betätigungseinrichtung zum öffnen und Schließen der Halteglieder 12 und zur axialen Verschiebung derselben ist die gleiche wie diejenige für die Blasformen 14 und 16, wobei ebenfalls die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem Strich (') versehen, verwendet werden. Der Motor 26' ist ein Motor mit zwei Geschwindigkeiten, welcher die Gewindewelle 24' im Uhrzeigersinn viel schneller drehen kann als im Gegenzeigersinn, wodurch sich das Halteglied 12' schneller zum Ofen hin bewegt, als es sich von diesem weg bewegt.

Die Anlage zum Einleiten von Druckluft in die Blasformen 14 bzw. 16, zum öffnen und Schließen der Blasformen 14, Ib, öffnen und Schließen der Halteglieder 12 und zum Betätigen der Gewindewellen 24 zum Verschieben der Glasformen 14, 16 und der Halteglieder 12 in der richtigen Abfolge weist Begrenzungsschal ter, Luftschütze, Solenoidventile und Zeitgeber, die an

sich bekannt sind, auf.

Fig.2 zeigt die Blasformen im Betrieb beide in geschlossener Stellung, wobei ein laschenartiger Behälter 18 in der Blasform 16 geformt ist, die zur öffnung bereit ist. Die Blasform 14 hat sich gerade um ein Rohrstück geschlossen und ein Behälter 18 ist durch Einleitung von Druckluft in das Rohr über einen in der Blasform 14 angeordneten und in das Rohr eindringenden, nicht gezeigten Blasdorn geformt worden. Der Hydraulikzylinder 38a wird betätigt, um die Blasform 16 zu öffnen, und der Motor 26 dreht die Gewindewelle 24 im Gegenzeigersinn, um die Blasform 14 vom Ofen schneller wegzubewegen, als das Rohr 10 in den Ofen eingeführt wird.

An diesem Punkt des Verfahrens sind die Halteglieder 12 geöffnet und die Blasform 14 ergreift das Rohr 10, um dassselbe über eine Strecke »L« von den Haltegliedern 12 (Fig.5) zu ziehen, in welchem Zeitpunkt der Motor 26' betätigt wird, um die Gewindewelle 24' im Gegenzeitersinn zu drehen und dadurch die Halteglieder 12 aus ihrer Stellung »X« in einer Richtung weg vom Ofen zu verschieben, so daß diese der Blasform 14 mit der gleichen Geschwindigkeit folgen, mit der sich die Blasform 14 bewegt. Die Geschwindigkeit, mit der die Blasform 14 vom Ofen weg bewegt wird, ist so gewählt, daß die elastische Streckgrenze des Rohres 10 nicht überschritten wird. Die Blasform 14 kann sich schneller bewegen, als das Rohr 10 in den Ofen eingeführt wird, und trotzdem die elastische Streckgrenze des Rohres 10 nicht überschreiten, da die auftretende Reckung über ein großes Rohrstück im Ofen verteilt wird, was zu einer elastischen Reckung und nicht zur Orientierung führt. Die Blas-Form 14 und die Halteglieder 12 bewegen sich über eine Strecke »D« von etwa 1 1/2 L, in welchem Zeitpunkt der Motor 26' angehalten, der Hydraulikzylinder 38, betätigt um die Halteglieder 12 am Rohr 10 zu schließen, und der Motor 26' wieder in Gang gesetzt wird, um die Gewindewelle 24' im Uhrzeigersinn zu drehen und dadurch die Halteglieder 12 in ihre Ausgangsstellung »X« zurückzubringen, während sich die Blasform 14 weiter in eine Stellung »Z« bewegt, um dadurch das Stück »L« des Rohres 10 auf »2 1/2 L« zu recken oder zu orientieren. Das Rohr 10, welches in den Ofen zurückgeschoben wird, während sich die Halteglieder 12 zum Ofen hin bewegen, wird gleichzeitig durch die elastische Nachwirkung des im Ofen befindlichen Rohres 10, das vorher durch die Bewegung der Blasform 14 gereckt wurde, aufgenommen, wodurch das im Ofen befindliche Rohr 10 während des ganzen Verfahrens in einem ziemlich straffen Zustand bleibt. Wenn sich die Blasform 14 nach vorne bewegt, wird der Motor 26a betätigt, um die Gewindewelle 24a im Uhrzeigersinn zu drehen und dadurch die Blasform 16 nach rückwärts zum Ofen hin zu bewegen, wo sie eine Stellung an dem Stück »2 1/2 L« orientierten Rohres 10 einnimmt, wie in F i g. 7 gezeigt. In dieser Stellung wird der Motor 26a angehalten und in entgegengesetzter Richtung gedreht, um die Gewindewelle 24a im Gegenzeigersinn zu drehen und dadurch die Blasform 16 vom Ofen weg zu bewegen. Sodann wird der Hydraulikzylinder 38a betätigt, um die Blasform 16 um das Rohr 10 zu schließen und einen weiteren Behälter 18 zu formen. Der Hydraulikzylinder 38' wird sodann betätigt, um die Halteglieder 12 zu öffnen, und der Hydraulikzylinder 38 wird btetätigt, um die Blasform 14 zu öffnen. Sodann wird der Motor 26 umgesteuert, um die Gewindewelle 24 im Uhrzeigersinn zu drehen und dadurch die Blasform 14 rückwärts zum Ofen hin zu

ίο bewegen und den gleichen Arbeitszyklus zu wiederholen. Der Behälter 18 aus der Blasform 14 wird dann zur Bearbeitungsstation weitergeleitet.

Bei einem Ausführungsbeispiel des obigen Verfahrens kann die Länge »L« 14,2 cm betragen, die von der Blasform 14 zum Erreichen der Stellung »X« durchlaufene Strecke beträgt etwa 33 cm, die zusätzlich von der Blasform 14 bis zur Stelle »Z« zu durchlaufende Strecke beträgt etwa 2,5 cm, der Abstand »2 1/2 L« beträgt etwas mehr als 35,5 cm, die Blasform 14 bewegt sich mit 3 m in der Minute, das Rohr 10 wird in den Ofen mit der Geschwindigkeit von 1,2 m in der Minute eingeführt, die Vorwärtsbewegung der Halteglieder 12 erfolgt mit einer Geschwindigkeit von 3 m in der Minute und die entgegengesetzte Bewegung der Halteglieder 12 erfolgt mit der Geschwindigkeit von 24 m in der Minute. Die auf dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Blasformbewegung und der Zuführgeschwindigkeit des Rohres 10 in den Ofen beruhende elastische Reckung beträgt etwa 2,1 %.

In Fig.8 ist eine andere Ausführungsform des geschilderten Verfahrens dargestellt. Alle Bezugszeichen bezeichnen die gleichen Teile und die gleichen Stellungen wie bei dem vorher erläuterten Ausführungsbeispiel. Statt daß sich die Blasform 14 anfänglich von den Haltegliedern 12 weg über eine Strecke »L« bewegt und sodann die Halteglieder 12 und die Blasform 14 sich zusammen bewegen, bis die Halteglieder 12 eine Strecke »D« von der Stellung »X« aus zurückgelegt haben, wird dieses Verfahren insofern abgeändert, daß die Halteglieder 12 und die Blasform 14 sich anfänglich zusammen über eine Strecke »D« (F i g. 8) bewegen, wobei die Halteglieder 12 sodann anhalten und die Blasform 14 ihre Bewegung bis zur Stellung »Y<< fortsetzt, so daß sich die in F i g. 6 dargestellten relativer Stellungen ergeben. An diesem Punkt schließen sich die Halteglieder 12 und bewegen sich in ihre Stellung »X<> zurück, während die Blasform 14 ihre Bewegung in die Stellung »Z« fortsetzt, um dadurch das Rohr 10 zt orientieren, wobei die relativen Stellungen gemäE

so F i g. 7 erreicht werden.

Es ist zwar ein Beispiel für bestimmte Werte angegeben worden. Es ist jedoch klar, daß die Blasformgeschwindigkeiten, die Zuführgeschwindigkei ten des Rohres 10 in den Ofen, die dem Rohr 10 zui Orientierung desselben erteilte Reckung und di( Bewegungsgeschwindigkeit der Halteglieder 12 jeweil: geändert werden können, was von den gewünschtei Bedingungen und den angetroffenen Verfahrensbedin gungen abhängt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Kontinuierliches Verfahren zum Blasformen von Behältern aus einem kontinuierlich stranggepreßten Rohr aus thermoplastischem polymerem Kunststoff, wobei das Rohr durch einen Heizofen geführt und auf seine Orientierungstemperatur erhitzt wird, anschließend Abschnitte des Rohres von Blasformen eingeschlossen und durch Anwendung eines Fluiddruckes bis an die Innenkontur der Blasformen aufgeweitet werden, wobei mehrere Blasformen zyklisch nacheinander um einen Abschniti des Rohres geschlossen und zusammen mit dem von ihnen eingeklemmten mit dem nachfolgenden Rohr weiterhin verbundenen Rohrabschnitt von dem Heizofen wegbewegt und nach dem Blasvorgang in geöffneter Stellung zum Heizofen hin zurückbewegt werden, wobei sich jede im Zyklus nachfolgende Blasform zwischen dem Heizofen und der vorangehenden Blasform um einen Abschnitt des Rohres schließt und wobei ein außerhalb des Heizofens befindlicher Abschnitt des Rohres vor der Blasformung in seiner Längsrichtung gereckt wird, indem das Rohr an einer außerhalb des Heizofens gelegenen Stelle eingeklemmt wird und die Klemmstelle mit größerer Geschwindigkeit von dem Heizofen wegbewegt wird als das Rohr in den Heizofen eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein sich bis in den Heizofen hinein erstreckender Abschnitt des Rohres gereckt wird, daß das Rohr anschließend zusätzlich an einer zwischen dem Heizofen und der vom Heizofen eine vorbestimmte Strecke wegbewegten Blasform befindlichen Stelle eingeklemmt wird, daß der zwischen der Blasform und der zusätzlichen Klemmstelle gelegene Rohrabschnitt weiter gereckt und orientiert wird und daß der hinter der zusätzlichen Klemmstelle bis in den Heizofen hinein nachfolgende Abschnitt des Rohres entspannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Weiterrecken des Rohrabschnittes die zusätzliche Klemmstelle während des Bewegens der jeweiligen Blasform vom Heizofen weg in entgegengesetzter Richtung zum Heizofen hin bewegt wird.