DE2543640A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von vorformlingen aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von vorformlingen aus thermoplastischem kunststoff

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Description

Gildemeister Corpoplast GmbH
2000 Hamburg 70 29. September 1975
Angerburger Straße 24 Anwaltsakte M-3624
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von
Vorformlingen aus thermoplastischem Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Vorformlingen für das Blasformen von Hohlkörpern, insbesondere
Flaschen, aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein kalter Vorformling in Gestalt eines beidseitig offenen Rohres
von außen her im mittleren Bereich zwischen seinen Enden erfaßt, die beiden Enden auf Verformungstemperatur erwärmt und zu einem verschweißten Boden bzw. zu einer Flaschenmündung
verformt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei dem eingangs geschilderten bekannten Verfahren (DT-PS
1 704 119) befindet sich der Vorformling während der Erwärmung und Umformung seiner beiden Enden auf einem Blasdorn. Dadurch ergeben sich einige Beschränkungen in der Arbeitsweise der
Maschine, insbesondere im Bereich des Halsabschnittes des
Vorformlings, der zu der Flaschenmündung umgeformt werden soll.
— 2 —
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nämlich
Bei der bekannten Maschine wird nach der Erwärmung der beiden Enden des auf dem Blasdorn befindlichen Vorformlings zunächst das untere Ende des Vorformlings in eine Ringnut eines Formwerkzeugs gedrückt und damit eine zum Aufsetzen eines Verschlusses geeignete Halsringverstärkung gebildet. Unmittelbar anschließend erfolgt das Umformen und Verschließen des anderen Endes zu einem geschlossenen Boden durch ein Gesenk. Dabei ist es nicht möglich, an dem Halsabschnitt des Vorformlings ein Gewinde anzuformen oder von der Mündung entfernt liegende ringförmige Ausnehmungen auszubilden. Es können also Umformungen nicht vorgenommen werden, die größere Materialverschiebungen erforderlich machen.
Darüber hinaus ist es oft wünschenswert, daß der ein Gewinde tragende Halsabschnitt des Vorformlings einen größeren Durchmesser als der rohrförmige, zum Aufblasen bestimmte Abschnitt des Vorformlings aufweist. Um eine hohe Festigkeit der Flasche durch die Orientierung der Kunststoffmoleküle zu erhalten, ist beim Blasen ein hoher Reckgrad erforderlich. Deshalb soll der Durchmesser des Rohrabschnittes der Vorformlinge möglichst gering sein. Andererseits wird oft ein bestimmter Gewindedurchmesser für das Aufsetzen des Schraubverschlusses gefordert. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, Vorformlinge herzustellen, die im Hinblick auf eine hohe Festigkeit der zu blasenden Flasche einen hohen Reckgrad einerseits zulassen und deren Halsabschnitt zu einem Gewinde mit
■■■· 3 —
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dem erforderlichen Durchmesser umgeformt wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die beiden Enden des Vorformlings zunächst in einer Heizeinrichtung auf Umformtemperatur erwärmt werden, wobei das zu dem Boden umzuformende Ende auf etwa Schweißtemperatur erwärmt wird. In der Heizeinrichtung wird der Vorformling nur von außen her im mittleren Bereich gehalten, so daß beide Enden völlig frei liegen und insbesondere das den Halsabschnitt bildende Ende des Vorformlings einwandfrei auf die richtige Temperatur gebracht werden kann.
Das Umformen des Vorformlings erfolgt anschließend in einer von der Heizeinrichtung getrennten Formeinrichtung, in der der Vorformling wiederum zwischen seinen Enden von außen her festgehalten wird. In der Formeinrichtung wird zunächst ein Vorformdorn in den Vorformling eingefahren. Der erste Verformungsschritt besteht im Schließen des Bodens, wobei ein hohl-
kugelförmiges Gesenk das Ende des Vorformlings erfaßt, umformt und auf dem als Abstützung dienenden Vorformdorn zu dem geschlossenen Boden verschweißt.
Hierauf folgt als zweiter Verformungsschritt das Aufweiten des anderen Endes sowie die Anformung des Gewindes. Dabei trägt zweckmäßigerweise der Halter zum Erfassen des Vorformlings ein Formwerkzeug, in dem ein als Kolben ausgebildeter Aufweitedorn verschiebbar ist. Der Aufweitedorn hat die Aufgabe, zunächst
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den Stirnrand des Halsabschnittes auf den vergrößerten Durchmesser aufzuweiten, sowie an der Mündung des Halsabschnittes eine plane Fläche anzuformen und den vorderen Abschnitt des Vorformlings in das Formwerkzeug zu drücken. Dabei wird der vordere Abschnitt des Vorformlings zwischen dem Aufweitedorn und dem Formwerkzeug eingeschlossen und bewirkt eine Abdichtung. Das Innere des Vorformlings ist jetzt völlig abgedichtet, da bereits der Boden geschlossen wurde und auch der Halsabschnitt im Bereich der Mündung abgedichtet wurde. Der restliche Teil des Halsabschnittes ist jedoch noch nicht in Anlage an das Formwerkzeug gebracht. Dies erfolgt durch Einführen von Druckmittel in den vor dem Aufweitedorn gelegenen Innenraum des Vorformlings. Durch das Druckmittel wird der restliche Teil des Halsabschnittes in Anlage an das Formwerkzeug gebracht und die Ausnehmungen bzw. Gewinderinge am Halsabschnitt angeformt. Dabei können zum Umformen sehr hohe Drücke angewen-
sie
det werden, vorzugsweise wesentlich höhere Drücke als beim normalen Blasformen benötigt werden.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß auch vom Mündungsende entfernt liegende Profilierungen schnell und zuverlässig ausgeformt werden können und daß der Halsabschnitt auf einen größeren Durchmesser ausgeweitet werden kann.
Die Betätigung des Aufweitedorns erfolgt durch das Druckmittel. Zweckmäßigerweise sind zwischen dem Vorformdorn und dem auf ihn verschiebbaren Aufweitedorn Kanäle vorgesehen, die den Innenraum des Vorformlings im Bereich des Formwerkzeuges mit der druckbeaufschlagten Rückseite des Aufweitedorns verbinden,
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wenn dieser eine vorbestimmte Stellung erreicht hat, in der die Abdichtung des Mündungsabschnittes des Vorformlings erreicht ist.
Zur schnelleren Abkühlung der umgeformten Enden des Vorformlings kann eine Kühlung vorgesehen sein. Dabei ist in eine Sackbohrung des Vorformdorns ein Rohr eingesetzt, das an eine Kühlluftzuführung angeschlossen ist. Die aus dem Rohr austretende Kühlluft kühlt die Spitze des Vorformdorns im Bereich des verschweißten Bodens des Vorformlings und strömt außerhalb des Rohres zurück. Auch das Gesenk kann von Kühlluft umspült werden. Der Halsabschnitt des Vorformlings wird hauptsächlich durch die Kühlwirkung des die Umformung und Aufweitung bewirkenden Druckmittels gekühlt.
Das Aufweiten des Halsabschnittes auf einen größeren Durchmesser mittels Druckmittel hat auch den Vorteil, daß die von dem Aufweitedorn zu leistende Verformungsarbeit wesentlich verringert ist. Anderenfalls müßten auf den Aufweitedorn wesentlich höhere Kräfte einwirken.
Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt (DT-OS 2 141 755), bei der durch einen auf dem Blasdorn verschiebbar geführten Halsring ein mit Gewinde versehener Halsabschnitt ausgeformt wird, wobei das Anlegen des Materials durch Zuführen von Druckluft vollendet wird. Diese Umformung wird jedoch nicht in einer eigenen Formeinrichtung, sondern in der Blasstation vorgenom-
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der 5
men* in welche bereits auf dem Blasdorn befindliche Vorformling transportiert wird. Das Erwärmen des umzuformenden Gewindebereiches des auf dem Blasdorn befindlichen Vorformlings hat jedoch zur Folge, daß sehr viel Wärme durch Kontakt verlorengeht und daß die Stirnseite des Vorformlings von der Wärmestrahlung gar nicht erreicht werden kann. Das richtige Erwärmen des Vorformlings auf dem Blasdorn ist daher schwierig. Beim Schließen der Blasformhälften wird dann ein ringförmiger Abschnitt des Vorformlings in einem Abstand vom Rohrende eingeschnürt, um zu verhindern, daß der Vorformling beim Blasen in axialer Richtung ausweicht. Außerdem wird durch die Einschnürung eine Abdichtung erzielt, um den Halsabschnitt durch Druckmittel ausformen zu können. Abgesehen davon, daß bei der bekannten Vorrichtung die Umformung des Halsabschnittes in den Blasformhälften erfolgt, ist es nicht möglich, den Halsabschnitt auf einen größeren Durchmesser aufzuweiten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Formeinrichtung mit einem darin aufgenommenen Vorformling und
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1.
Der Vorformling P wird zunächst an beiden Enden in einer nicht dargestellten Heizeinrichtung erwärmt, wobei er lediglich von außen her an seinem mittleren Bereich durch Klemmbacken gehalten ist, die in Fig. 1 bei 10 lediglich schematisch angedeutet sind. Durch diese Klemmbacken wird der Vorformling in die Formstation überführt, wobei die Bewegungsrichtung beim Einsetzen des Vorformlings in die Formstation durch den Pfeil 11 angedeutet ist. - 7 -
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In der Formeinrichtung 12 wird der Vorformling ebenfalls durch Backen 14,14' und 15,15' gehalten. Dabei sind die Backen 14 und 15 über ein Verbindungsstück 16 miteinander verbunden, ebenso die Backen 14' und 15". Die Backen 14, 15 sowie die Backen 14',15' können aus der in Fig. 2 dargestellten geschlossenen Lage in eine geöffnete Lage durch einen nicht dargestellten Antrieb bewegt werden, damit der Vorformling P zwischen die Backen einsetzbar ist. Auf diese Weise wird der Vorformling unterhalb seines oberen Endes im Bereich 17 und oberhalb seines unteren Endes im Bereich 18 gegen axiale Verschiebungen festgehalten. (Backe 14' ist in der Zeichnung nicht sichtbar.)
Unterhalb der Backen 15,15' ist ein Zylinder 20 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung erfolgt durch eine mit dem Zylinder 20 verschraubt Stange 21 , die mit dem Kolben eines Druckluftzylinders 22 verbunden ist. In einer Bohrung 23 des Zylinders 20 ist ein Vorformdorn 24 befestigt, der an seinem oberen Ende mit einer gerundeten Kappe 25 versehen ist. Auf dem Vorformdorn 24 ist ein Aufweitedorn 26 verschiebbar angeordnet. Bei Druckmittelzufuhr durch die öffnung 27 wird der Aufweitedorn 26 nach vorne geschoben und durch Druckmittelzufuhr in die öffnung 28 zurückgefahren. Auf der linken Seite der Fig. 1 ist der Aufweitedorn 26 in der zurückgefahrenen Stellung dargestellt, während er auf der rechten Seite der Fig. 1 in der vorgeschobenen Lage dargestellt ist. Der Zylinder 20 mit dem Vorformdorn und dem Aufweitedorn 26 ist insgesamt mittels des Antriebs
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22 in Längsrichtung verschiebbar.
Nach dem Einsetzen des Vorformlings P in die Halterung wird der Zylinder 2O insgesamt nach oben bewegt, bis der Zylinder 20 in Anlage an das untere Stirnende 29 der Formhälften 30, 30' gelangt. Damit nimmt der Vorformdorn 24 die in Fig. 1 dargestellte Lage ein. Der Aufweitedorn 26 befindet sich in der unteren Endstellung.
Anschließend wird das mit einer hohlkugelförmigen Ausnehmung 32 versehene Gesenk 33 mittels des Druckluft-antriebs 34 senkrecht nach unten gefahren, wodurch das auf Schmelztemperatur erwärmte obere Ende des Vorformlings P umgeformt und zwischen der Kappe 25 und der Gesenkfläche 32 zu einem geschlossen Boden umgeformt wird. An dem Gesenk 33 ist eine Manschette angeordnet, die einen Ringraum 36 umschließt, in den Kühlluft eingeführt wird. Ferner ist in einer Sackbohrung 37 des Vorformdorns 24 ein Rohr 38 angesetzt, dem über einen Kanal 39 im Zylinder 2O Kühlmittel zugeführt wird, das am oberen offenen Ende des Rohres 38 ausströmt und die Kappe 25 von innen her kühlt. Das Kühlmittel strömt außerhalb des Rohres 38 durch den Ringraum 40 nach unten und tritt durch den Kanal 41 aus.
Nach dem Verschließen des Bodens wird Druckluft über die Zuführung 27 auf die Stirnfläche des Aufweitedorns 26 gegeben, der dadurch aus der unteren Stellung in die obere Stellung verschoben wird, bis eine Ringschulter 42 am Aufweitedorn 26
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in Anlage an den Zylinder 20 gelangt. In dem Formwerkzeug 30,30' sind Ausnehmungen 43 angebracht, die auf einem erheblich größeren Durchmesser als der obere rohrförmige Abschnitt des Vorformlings liegen. Diese Ausnehmungen 43 dienen zum Einformen eines Gewindes in den Halsabschnitt des Vorformlings beim Aufweiten.
Das vordere Ende des Aufweitedorns 26 ist mit einer konischen Fläche 44 und einer daran im Abstand anschließenden Ringfläche 45 versehen. Wird der Aufweitedorn nach oben geschoben, so tritt die konische Fläche 44 innerhalb des Vorformlings ein und weitet diesen radial nach außen auf. Dabei wird der Halsabschnitt im Bereich der Mündung zwischen dem Aufweitedorn und dem Formwerkzeug bei 46 eingeschlossen und abgedichtet. Gleichzeitig wird durch die Ringfläche 45 die Mündung des Halsabschnittes plan geformt. Dies ist für das spätere dichte Aufsetzen des Verschlusses wesentlich.
Auf der Außenseite des Vorformdorns 24 ist eine Längsnut 48 vorgesehen, die in der vorgeschobenen Stellung des Aufweitedorns 26 freigegeben wird, so daß die über den Kanal 27 eingeführte Druckluft nunmehr durch den Kanal 48 und über eine Bohrung 49 in den Bereich 5o zwischen der konischen Fläche des Aufweitedorns und der Innenseite des Vorformlings austreten kann.
Da das Innere des Vorformlings vollständig abgedichtet ist, + wenigstens - 10 -
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wird nun durch den hohen Druck der oberhalb des Bereiches 46 liegende Halsabschnitt des Vorformlings ebenfalls aufgeweitet und in Anlage an das Formwerkzeug 30,30' gebracht. Hierdurch entsteht ein vollständiger Vorformling, dessen Halsabschnitt gegenüber seinem Rohrabschnitt einen erheblich vergrößerten Durchmesser aufweist und der mit Gewindegängen bzw. Ausnehmungen versehen ist, ohne daß Nacharbeiten erforderlich sind. Dabei ist durch den Aufweitedorn 26 nur der untere Bereich des Halsabschnittes mechanisch aufgeweitet worden, wodurch für eine plane Fläche an der Mündung und für die erforderliche Abdichtung gegen den Innendurck erhalten wird. Der Innendurck zum Aufweiten des Halsabschnittes ist höher als der zum Blasen des Hohlkörpers erforderliche Druck. Ferner wird durch das Einführen von Druckmittel in den Innenraum 50 der erwärmte Halsabschnitt stark gekühlt.
Nach dem Umformen wird der Aufweitedorn 26 durch Beaufschlagung mit Druckluft durch den Kanal 28 in die untere Stellung gefahren, und der Zylinder 20 zusammen mit dem Vorformdorn 24 aus dem Vorformling und dem Formwerkzeug heraus nach unten bewegt. Darauf kann der Vorformling entweder durch die Backen 14,15 weitertransportiert werden, oder es können die Backen geöffnet werden und der Vorformling durch den Greifer 10 erfaßt und transportiert werden.
-11 -
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Leerseite

Claims (7)

  1. Gildemeister Corpoplast GmbH
    20OO Hamburg 7O 29. September 1975
    Angerburger Straße 24 Anwaltsakte M-3624
    Patentansprüche
    Verfahren zum Herstellen von Vorformlingen für das Blasformen von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen, aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein kalter Vorformling in Gestalt eines beidseitig offenen Rohres von außen her im mittleren Bereich zwischen seinen Enden erfaßt, die beiden Enden auf Verformungstemperatur erwärmt und zu einem verschweißten Boden bzw. zu einer Flaschenmündung verformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erwärmen der beiden Enden der Vorformling in eine Formeinrichtung überführt wird, in der der Vorformling zwischen seinen Enden von außen festgehalten wird, dann zuerst das eine Ende zu einem geschlossenen Boden verformt und anschließend das andere Ende durch Einführen eines Aufweitein
    dorns radial aufgeweitet und dichtende Anlage an ein Formwerkzeug gepreßt wird, worauf durch Zuführen von Druckmittel in den Innenraum des Vorformlings das Aufweiten und Anlegen vollendet wird.
    - 12 -
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    . 25A36A0 h
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Überführen des Vorformlings in die Formeinrichtung ein Vorformdorn in eine vorbestimmte Lage in den Vorformling eingebracht wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 mit einer Heizeinrichtung, einer Transporteinrichtung zum Überführen der Vorformlinge in eine Formeinrichtung, in der durch ein Gesenk das Ende des Vorformlings über dem Vorformdorn umgeformt und verschlossen wird und mit einem Aufweitedorn, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kolben ausgebildete und in den Ringraum zwischen dem Vorformling und einem Formwerkzeug (30,30') verschiebbare Aufweitedorn (26) am vorderen Ende mit einem Konus (44) und anschließend mit einen planen Ringschulter (45) zur Ausbildung der Mündung des Vorformlings versehen ist, und daß ein Kanal (48) vorgesehen ist, der in einer bestimmten Stellung des Aufweitedorns die Druckmittelzufuhr in den durch den Aufweitedorn abgedichteten Vorformling im Bereich des Formwerkzeugs freigibt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (48) aus einer an dem Vorformdorn (24) angeordneten Längsnut besteht, die in der durch einen Anschlag (42) bestimmten vorgeschobenen Lage des Aufweitedorns (26) mit der druckmittelbeaufschlagten Rückseite des Kolbens in Verbindung ist.
    - 13 -
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  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (30,30")mit dem den Vorformling in seinem mittleren Bereich erfassenden Halter verbunden ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter aus zwei gegeneinander schwenkbaren Haltebacken (14,14';15,15') besteht, in denen je eine Hälfte des Formwerkzeugs (30,3O1) eingesetzt ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformdorn (24) von innen gekühlt ist.
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DE2543640A 1975-09-30 1975-09-30 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings für das Blasformen eines Hohlkörpers Expired DE2543640C3 (de)

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