DE2354214A1

DE2354214A1 - Zweistufiges blasverfahren zur herstellung von hohlkoerpern aus thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2354214A1
Application number: DE19732354214
Authority: DE
Inventors: Gottfried Mehnert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1975-05-15

Description

Patentanwalt . ^*^_"^/

Dipl.-ing. C-H. Muss Π^Ϊ^

Garmlach — Porienkirchen
Rutriaussfraße 14

τ,α.λ « 23542H

B 444 - He.

G-armisch-Partenkirchen, 2. Feb. 1974 He/D

Gottfried MEIWERT, 1 Berlin 33, Messelstr. 255

Zweistufiges Blasverfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material

Stand der echnik

Eine in neuerer Zeit häufig verwandte Methode, Hohlkörper nach· der Blasmethode herzustellen, "besteht in einem zweistufigen Blasverfahren, das in Fachkreisen unter dem Ausdruck "Biaxiales Recken" bekannt ist und bei dem ein schlauch- oder rohrförmiger Vorformling zunächst in einer Vorform aufgenommen und zu einem Vorkörper aufgeblasen wird, der der Form des endgültigen Hohlkörpers ähnlich, jedoch kleiner als dieser ist. Dieser Vorkörper wird dann iri -einer Fertigform zum fertigen Hohlkörper, dem Fertigkörper, ausgeformt. Bekannte Verfahren (DT-OS 2 161 066 und

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2 164 526) gehen dabei so vor, daß auf einer gemeinsamen Formtragplatte sowohl die Vor- als auch die Fertigform-.halften angeordnet sind, wobei beide Formen dann gleichzeitig mittels -eines gemeinsamen Schließmechanismus geöffnet und geschlossen werden. Der Herstellungsvorgang eines Hohlkörpers verläuft dann so, daß zunächst aus einem Extruder ein der Länge des Hohlkörpers entsprechender Vorformling ausgepreßt wird und beide geöffneten Formen auf den Extruder zu bewegt- werden, bis der Vorformling sich, zwischen den geöffneten Formhälften der Vorform befindet.

Dann werden beide Formhälften geschlossen und der somit in der Vorform eingeschlossene Vorformling vom Nachschub abegetrennt. Daraufhin werden beide nunmehr geschlossenen Formen aus der Füllstellung unterhalb des Extruders in eine Blasstellung bewegt, wo ein erster ortsfester Blas- und Kalibrierdorn in das offene Ende des in der Vorform eingeschlossenen Vorformlings stößt und diesen in einer ersten Stufe zum Vorkörper ausformt.

Daraufhin werden beide Formen wieder geöffnet und zurück in die Füllstellung gefahren. Dabei ist der seit-.liehe Abstand zwischen den Vor- und Fertigformhälften auf den gemeinsamen Formspannplatten so gewählt, dass in der einen Bewegungsendstellung der inzwischen ausgepresste

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neue Vorformling sich zwischen den Formhälften der_; geöffneten Vorform und gleichzeitig auch der eben ausgeformte und noch am. Blasdorn hängende Vorkörper sich zwischen den geöffneten Formhälften der Fertigform befindet. Beim gemeinsamen Schliessen "beider Formhälften nimmt daher die Vorform einen neuen Vorformling und die Fertigform-einen Vorkörper auf.

Anschließend wird der erste Blasdorn aus dem Vorkörper zurückgezogen und die Form erneut in die Blasstellung gefahren, wobei der erste Blasdorn in den Vorformling und ein zweiter,, ebenfalls ortsfester Blasdorn in den Vorkörper stösst, der nunmehr zum Fertighohlkörper ausgeformt wird. Fach genügendem Erstarren des Fertigkörpers werden beide Formen geöffnet in die Füllstellung gefahren, erneut um Vorformling und Vorkörper geschlossen, und der Zyklus wiederholt sich. Der zweite Blasdorn streift in einem geeigneten Zeitpunkt nach dem Öffnen der Fertigform und vor deren Rückkehr in die Blasstellung den Fertigkörper ab.

Diese Methode ist mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Störend wirkt sich dabei insbesondere aus, dass aus dem Vorkörper, nachdem er in noch warmplastischem Zustand am ersten Blasdorn hängend von der Fertigform aufgenommen wurde, zunächst der erste Blasdorn herausge-

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zogen und danach, der zweite Blasdorn eingeschossen wird. Dies kann leicht zu Deformationen im Eiristossbereich, meist dem häufig mit Gewinde versehenen Hals einer Flasche oder eines Kanisters führen. Diese Verformung wird noch dadurch begünstigt, dass der Flaschenhals, verglichen mit der Wandstärke des bereits weitgehend der endgültigen Gestalt entsprechenden Vorkörper, verhältnissmässig dick ist und daher den am langsamsten abkühlenden und am längsten deformierbaren Teil des lOrmkörpers bildet. Es ist daher kaum möglich, nach dem bekannten Verfahren Fertigkörper mit sauberem unverquetschten Gewindeteil und insbesondere genau planer und exakt ausgeformter Stirnfläche herzustellen, die für das dichte Verschliessen der Behälter Voraussetzung ist. Auch lassen sich mit der Methode keine Innenrillen im Flaschenhals herstellen, die bei einigen Abdichtungen erforderlich, sind.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile des zweistufigen Blasverfahrens eine Möglichkeit zu schaffen, den Halsbereich der Hohlkörper sowohl bezüglich des Gewindeteils und eventuell benötigter Innenrillen, als auch bezüglich der Stirnfläche exakt und gratfrei auszuformen. Diese Aufgabe löst die Erfindung da-

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durch, dass das Ausformten sowohl des Vor-, als auch des Fertigkörpers mit Hilfe nur jeweils eines Blasdornes erfolgt, wobei Blasdorn,Vor- und Fertigform gegenseitige Relativbewegungen zur Aufnahme eines vom Extruder ausgepreßten Vorformlings zu seiner Überführung in eine Stelle unterhalb des Blasdornesjund zur Überführung des Vorkörpers zusammen mit dem Blasdorn in die Fertigform durchführen und die Öffnungs- und Schiiessbewegungen von Vor- und Fertigform unabhängig sind.

Dabei is^ es nicht erforderlich, dass an der gegenseitigen Bewegung alle drei Hauptteile teilnehmen. Es ist vielmehr durchaus möglich, dass die Bewegbarkeit auf zwei oder sogar eines der Hauptteile beschränkt ist.

Es ist beispielsweise möglich, dass die Vorform eine Bewegung zwischen einer Füllstellung unterhalb des Extruders und einer Blasstellung und der Blasdorn eine Bewegung zwischen der Blasstellung der Vorform und der der stationären Fertigform durchführt. Der Blasdorn kann aber auch stationär sein und beide Formen nacheinander in die Blasstellung unterhalb des Blasdornes gebracht werden. Schliesslich können auch beide Formen stillstehen und nur der Blasdorn zwischen den Formen

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hin- und herbewegt werden, wobei allerdings dann besondere Einrichtungen, beispielsweise ein Greifer oder ein beweglicher Extruder, zur Beschickung der Vorform mit einem Vorformling vorgesehen sein müssen.

Blasdorn und Formen können dabei auf geraden oder gekrümmten horizontalen, vertikalen oder schrägen Bahnen bewegt werden.

Vorteile der Erfindung

Nachdem gemäß der Erfindun g sowohl das Vor- als das Fertigblasen mit Hilfe des gleichen Blasdoraes erfolgt, wird dieser erst dann aus dem Vorkörperhals herausgezogen, wenn dieser soweit verfestigt ist, dass er nicht mehr beschädigt werden kann, und ausserdem eine Deformation durch ein erneutes Einschiessen eines zweiten Blasdornes mit Sicherheit vermieden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie sich leicht durch verhältnismässig geringfügige Abänderungen und Ergänzungen mit Hilfe bereits bekannter oder auch vorhandener Maschinen verwirklichen lässt, so dass der nachträgliche Umbau bereits in Betrieb befindlicher Maschinen, also das sog. Nachrüsten, ohne weiterei möglich ist.

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Erläuterung der Erfindung

Nachdem sich zur "Verwirklichung des Erfindungsgedankens dem Fachmann eine Vielzahl von praktischen Verwirklichungsmöglichkeiten annieten, ist die Erfindung im folgenden nur anhand einiger schematischer Darstellungen im Prinzip erläutert, ohne auf- die praktische Verwirklichung, d.h. die konstruktiven Einzelheiten näher einzugehen, da diese vom Fachmann aufgrund seiner Sachkenntnis und insbesondere im Hinblick der bereits vorhandenen und zur Verwirklichung der Erfindung verhältnismässig leicht abzuändern-, den oder zu erweiternden Maschinenkonstruktionen gewählt wird,

In der Zeichnung stellen dar:

Pig. 1 eine Illustration der Erfindung mit bewegbis 3

Iieher Vorform, stationärer Fertigform und beweglichem Blasdorn;

Fig. 4 eine Illustration der Erfindung mit fest-

bis 6

stehendem Blasdorn und beweglicher Vor- und Fertigform:

Fig. 7 eine Variante mit auf einem gemeinsamen Schließgestell beweglichen Formen und

Fig. 8 eine Reihe weiterer Variationsmöglichkei.ten

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— Ό —

In den Pig. 1 Ms 3 sind allgemein mit I, II und III aufeinanderfolgende Stationen, nämlich eine Schlauchauspreß- und -aufnahmestation I, eine Vorblasstation II und eine Fertigblasstation III bezeichnet. 1 ist die aus den Fonnhälften 1a und 1b bestehende Vorform und 2 die aus den Formhälften 2a und 2b bestehende Fertigform, 3 ein Vorformling, der aus einem entsprechend langen Abschnitt eines Schlauches 4 (Fig. 2) "besteht, der kontinuierlich aus der Düse 5 eines Extruders 6 ausgepreßt wird. Mit 7 ist ein in der Vorblasstation II ausgeformter Vorkörper, der in der Fertigblasstation III zum Fertigkörper 8 ausgeformt wird, und mit 9 allgemein eine aus den Blasaggregaten 10 und 11 bestehende Blas- und Kalibriereinrichtung bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 hat sich soeben die Vorform 1 in der Aufnahmestation I um den Vorformling 3 geschlossen, der mittels einer Schneideinrichtung 12 vom Nachschub 13 getrennt wird.

Unmittelbar darauf wird die Vorform 1 in Richtung des Pfeiles a in die Vorblasstation II unter den Blasdorn 14 des Blasaggregates 10 gefahren, während in der stationären Fertigform 2 sich der fertig ausgeformte Fertigkörper 8 in der letzten Phase seiner Erstarrung befindet.

Gemäß Fig. 2 wurde in der Vorblasstation der Blasdorn 14 in das offene Ende des Vorformlings eingeführt und dabei der Halsabschnitt 15 des Vorformlings ausgeformt und der übrige Vorformling zum Vorkörper 7 ausgeweitet. Gleichzeitig hat ₅ich die Perti_gform 2 geöffnet, u_Bd der Blasdorn

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16 wurde aus dem Fertigkörper 8 zurückgezogen, so daß dieser aus der Form fällt. .Der Fertigkörper .8 hat dabei seine endgültige Gestalt mit Rippen 18/ und einem nach innen gewölbten Boden erhalten.

Gemäß Fig. 3 ist die Vorform wieder in die Aufnahmestellung I unterhalb des Extruders zurückgefahren, während der am Blasdorn 14 hängende "Vorkörper 7 durch eine Drehung der Blas- und Kalbriereinriehtung 9 um die Achse 20 zwischen die geöffnete-^ Hauptform 2 gebracht worden ist. Ein Träger 21 verbindet dabei die Blasaggregate 10 und 11 mit der Achse 20. Nachdem das Schlauchstück 4' im Zwischenraum 22 zwischen den geöffneten Formhälften 1a und 2b der Vorform 1 die erforderliche Länge erreicht hat, schließen sich die Formhälften um den Vorformlimg, der dann entsprechend dem Formhohlraum 23 in der Vorblasstation II aufgeweitet wird.

Es ist zu beachten, daß bei der schematischen Darstellung des Verfahrensablaufes in den.Fig. ι bis 3 aus Gründen der vereinfachten Darstellung die drei Stationen I, II, III und alle Formen als quer zur Zeichnung geteilt dargestellt sind, obwohl dies der Wirklichkeit nicht entsprechen kann, weil die Vorform. 1 bei ihrer Bewegung in Pfeilrichtung b zwischen der Vorblasstation II und der Aufnahmestation I gegen den vom Extruder bereits teilweise ausgepreßten Schlauch 4 stoßen würde. In der Praxis wird daher die Bewegung der Vorform 1 nicht in der Zeiche&öbene, sondern entweder senkrecht dazu oder aber ähnlich der Schwenkbewegung der Blas-

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aggregate 10 und 11 auf einer Kreisbahn erfolgen, oder auf andere Weise ein Anstoßen an den Vorformling 4 verhindert.

Eg ist auch offensichtlich, daß es nicht erforderlich ist, mit zwei Blasaggregaten 10 und"11 zu arbeiten, weil ja jeder Vorformling 3 mit Hilfe ein und desselben Blasdornes, beispielsweise des Blasdornes 14, zunächst zum Vorkörper 7 und dann zum Fertigkörper 8 ausgeformt wird. Die Anordnung mit zwei Blasdornen ermöglicht aber eine Zyklusverkürzung, weil während der Zeit, in der die Fertigform 2 geöffnet und der Blasdorn 16 aus dem FertigkÖrper zurückgezogen wird, bereits der nächste· Vorkörp.er durch den Blasdorn 14 ausgeformt werden kann. ·

Anstelle einer Verschwenkung des Trägers 21 mit den Blasaggregaten 10 und 11 um eine vertikale Achse 20 kann auch, insbesondere wenn die Bauhöhe eine untergeordnete Rolle spielt, die Verschwenkung um eine horizontale Achse erfolgen. Natürlich, müssen dann die Blasaggregate so pendelnd aufgehängt sein, daß sie immer senkrecht stehen. Dies kann z.B. durch den Ersatz des Trägers 21 durch eine Parallelogrammführung erreicht werden.

Sofern mit nur einem Blasdorn gearbeitet wird, besteht natürlich auch die Möglichkeit, diesen nicht zu verschwenken, sondern linear zwischen der Vorblasstellung 2 und der Fertigblasstellung 3 Mn und her zu verschieben.

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In den Pig. 4 "bis 6 ist die andere grundsätzliche Alternative dargestellt, "bei der der Blasdorn stillsteht und Vor- und Fertigform nacheinander in Blasstellung gebracht werden, wobei die Vorform in ihrer zweiten Endstellung unterhalb des Extruders einen neuen Vorformling aufnimmt. In den Fig. 4 bis 6 ist mit 24 die Vorform, mit 25 die Fertigform, mit 2-6 ein Vorformling und mit 27 der kontinuierlich aus dem Extruder austretende Schlauch bezeichnet. Aus dem Vorformling 26 entsteht in der Vorform 24 ein Vorkörper 30 (Fig. 5) und im Formhohlraum 31 (Fig. 6) der Fertigform der endgültige Fertigkörper mittels einer allgemein mit 32 bezeichneten, ortsfesten Blas- und Kalibriereinrichtung. Die Formen sind hier als in der Zeichenebene geteilt dargestellt, so daß, soweit sie geöffnet gezeigt sind, nur eine Formhälfte zu sehen ist. Außerdem ist mit A die Aufnahmestation, mit B die Blasstation_yund mit 0 eine Auswerfstation bezeichnet, in der der fertig ausgeformte Hohlkörper 33 (Fig. 4) aus der Fertigform 25 ausgeworfen wird. In F,ig. 4 ist die Vorform 24 nach dem Schließen um den Vorformling zu sehen zu einem Zeitpunkt, wo sie sich, gerade aus der Stellung 24' in der Aufnahmestation A in Pfeilrichtung a auf die Blasstation B bewegt. Gleichzeitig wurde die Fertigform 25 in der Auswerfstation C geöffnet, um den fertigen Hohlkörper 33 auszuwerfen, weshalb nur eine Formhälfte 25' zu sehen ist.

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In Fig. 5 befindet sich die Blasform 24 in der Blasstellung, wo mit Hilfe des Blasdornes 34 der Vorkörper 3^ ausgeformt wurde. Die Fertigform 25 ist noch geöffnet und in der Auswurfstation C. Während dieser Zeit hat der extrudierte Schlauch 27 eine gegenüber E¹Ig. 5 sichtlich größere Länge erreicht.

Unmittelbar darauf wird die Vorform 24 geöffnet und in Pfeilrichtung b zurück in die Aufnahmestation A bewegt, wobei Fig. 6 sie kurz vor Erreichen dieser, der Stellung 24 * in Jig. 1 entsprechenden Lage zeigt. Der ausgeformte Torkörper 30 bangt am Blasdorn 24, und die Fertigform 25 beginnt sich aus der Stellung 25" in Richtung auf die Blasstation B zu bewegen, ort schließen sie sich um den Vor— körper 30» der dann ohne Dornwechsel fertig ausgeformt wird, wobei u.a. der ialottenförmige Boden 35 zu einem kegelstumpfförmigen Boden 36 ausgeweitet wird.

In Fig. 7 ist eine besondere Variante des vorgenannten Verfahrens dargestellt, wobei die Vorform 37 und die Fertigfarm 38 auf einem gemeinsamen Schliessgestell 39 angeordnet sind.

Die Aufnahmestation, die Blasstation und die Auswerfstation sind, wie in den Fig. 4 bis 6, mit A, B, G bezeichnet, wobei jedoch wegen des unveränderlichen seitlichen Abstandes der Formen 37 und 38 der Abstand'zwischen der Aufnahmestation A und der Blasstation B gleich dem Abstand zwischen der Blasstation B und der Auswerfstation C sein muß.

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Beide Formen können mit Hülfe des Schließgestellss 39 in Pfeilriehtung D-E auf Holmen 40, 41 hin und herverschoben werden, wobei s~ich die "Vorform 37 zwischen der Aufnahmestation A und der Blasstation B und.die Fertigform 33 zwischen der Auswerfstation C und der Blasstation B hin- und herbewegt.

Beide Formen 37 und 38 können auch in diesem Falle unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden, so daß es möglich ist, die Vorform 37 sofort nachfdem Ausformen des Vorkörpers zu öffnen und sie durch Verschieben des Sehließgestelles 39 schon in die dargestellte Stellung unterhalb des Extruders 42 zu bringen, wenn der kontinuierlich ausgepreßte Schlauch 43 noch nicht die für einen Vorformling erforderlicte Länge erreicht hat.

In der Zeit, die vergeht, bis der Schlauch 43 seine volle Länge erreicht hat, wird innerhalb der Fertigform 38 mittels des Slasdornes 44 der vorgeblasene Vorkörper zum Pertigkörper 45 ausgeformt und verfestigt.

Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung eine Reihe von Variationsmöglichkeiten der vorbeschriebenen Verfahren, u.a. auch eine Möglichkeit, mit stationären Vor- und Fertigblasformen zu arbeiten. Darüber hinaus wird hier eine Möglichkeit aufgezeigt, durch die bei schnell arbeitendem Extruder die Zahl der hergestellten Fertigkörper erheblich gesteigert werden kann.

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Die Dauer des gesamten Herstellungszyklus für Fertigkörper hängt nämlich, weitgehend von der Verfestigungszeit des in der Fertigform ausgeformten FertigkÖrpers ab und kann je nach Größe und Wandstärke des Hohlkörpers leicht ein Mehrfaches der übrigen Taktzeiten für das Öffnen und Schließen der Form, das Hin- und Herbewegen der beweglichen Teile, das Vor- und Fertigblasen und schließlich das Auswerfen -der Fertigkörper betragen. In solchen Fällen läßt sich eine erhebliche Steigerung des Ausstoßes dadurch erreichen, daß die in einner Vorform 46 vorgeblasenen Vorkörper mit Hilfe von um den Drehpunkt 47 und 48.schwenkbaren Blasdornen 49 und 50 zwei stationären Fertigformen 51 und 52 zugeführt werden.

Die Vorform 46 kann dabei entlang der Linie 53 zwischen der Aufnahmestellung I und der Vorblasstellung II verschiebbar sein, oder sie kann, wie bereits früher angedeutet, ebenfalls stationär in der Stellung II angeordnet sein, sofern Einrichtungen, wie beispielsweise ein Greifer 54, vorgesehen sind, um den aus dem Extruder 55 ausgepreßten Vorformling in die Vorform 46 zu transportieren. Der dargestellte Greifer 54 ist dabei sowohl auf der Linie 53 in Pfeilrichtung F-G hin-'und herbewegbar als auch um einen Drehpunkt 56 schwenkbar. Andererseits ist es auch möglich, auf den Greifer 54 zu verzichten, wenn der Extruder 55 um einen Drehpunkt 57 in Richtung der Pfeile H, I schwenkbar

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Selbstverstänllich ist es nicht nötig, die Fertigformen 51 und 52, wie angedeutet, an den Stellen IXI und III' vorzusehen, sondern sie können irgendwo entlang der Schwenkbereiche 58 bzw. 59 der Blasäorne 49 bzw. 50 vorgesehen werden. \

Dabei können auch, ähnlich wie gemäß den !"ig. 1 mit 3 beschrieben, mehrere Blasdorne Verwendung finden, die dann schrittweise um die Drehpunkte 4-7 und 48 in einer Richtung weiter gedreht werden, wobei ein und derselbe Blasdorn den Vorkörper in die·fertigform und gegebenenfalls den fertigen Körper in eine Kühlform oder, -station und/oder eine Abwurfstation bewegt.

Der Gedanke, mit nur einer Vorform die Vorkörper für zwei Fertigformen zu erzeugen, läßt sich natürlich auch bei den Anordnungen gemäß den Pig. 1 bis 3 und 6 mit 4 verwirklichen, wobei sich auf der linken Seite der Aufnahnestation I bzw. A spiegelbildlich die Stationen II und III bzw. B und C anschließen wurden und die Vorformen 1 bzw. 24 abwechselnd nach rechts und links zwischen den Stationen I und II bzw. A und B verschoben würden.

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Claims

-16- 23542H Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern nach einer zweistufigen Blasmethode, wobei in einer ersten Stufe in einer Vorform aus einem Vorformling ein Vorkörper und in der zweiten Stufe aus dem Vorkörper ein Fertigkörper durch Aufweiten auf die Gestalt des jeweiligen Pormhohl räumes hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Ausformen sowohl des Vor- als auch des Fertigkörpers mit Hilfe nur jeweils eines Blasdornes erfolgt, wobei Blasdorn und/oder Vorform und/oder Fertigform gegenseitige Relativbewegungen zur Aufnahme eines vom Extruder ausgepreßten Vorformlings und zur Überführung des Vorkörpers zusammen mit dem Blasdorn in die Fertigform durchführen und die Öffnungs- und Schließbewegungen von Vor- und Fertigform voneinander unabhängig sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform (i, 46) zwischen einer Aufnahmestation (i) unterhalb des Extruders (6, 55) und einer Vorblasstation (H) unterhalb des Blasdornes (14, 16, 49, 50) und der Blasdorn (14,16,49,50) zwischen der Vorblasstation (II) und ete3? Fertigblasstation (Hl) oberhalb einer stationären Fertigblasform .(2,51,52) bewegbar ist.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform (24,37) zwischen einer Aufnahmestation A und einer Blasstation B unterhalb eines stationären Blasdornes (34,44) und die Fertigform (35,38) zwischen der Blasstation B und einer Auswerfstation C bewegbar sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Vorform (37) und der Fertigform (38) miteinander gekoppelt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch g e k e η η zeichnet, daß sowohl die Vorform C'46) als auch die Fertigform (51,52) stationär und nur der Blasdorn (49,50) ; zwischen beiden hin- und herbewegbar ist, wobei das Einbringen des Vorformlings in die Vorform mit Hilfe beweglicher ' Einrichtungen (54, 55) erfolgt.

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