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Verfahren und Vorrichtung zum Blasformen
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eines Kunststoffbehälters mit Handgriff Die Erfindung betrifft ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen geblasener Kunststoffbehälter mit
einem hohlen Handgriff an einer Seite, wobei der Handgriff einstückig mit dem Körper
des Behälters ausgebildet ist. Der Behälter wird auf e < zgussmaschine mit einer
besonderen Vorblasform geformt, die einen Hohlraum aufweist, in den hinein ein Teil
des Rohlings verlagert wird, um einen Handgriffteil des teilweise geblasenen Behälters
zu bilden. Dieser Handgriffteil, der hohl und längs seines Umfangs entsprechend
der Gestalt des endgültigen Handgriffs gebogen ist, wird danntter einen Teilbereich
zusammengepresst.
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Der zusammengepresste Teilbereich liqS zwischen dem Körper des teilweise
geblasenen Behälters und dem äusseren Teil des Handgriffteils, der dann am fertigen
Erzeugnis einen Handgriff in Gestalt eines hohlen Bügels bildet. Der zusammengepresste
Teilbereich wird vom Rest des teilweise geblasenen Behälters
abgeschnitten
bzw. abgeschert, und dieses Abscheren erfolgt, während das geschmolzene Material
des Vorformlings noch-heiss genug ist, um längs der Linien zu verschmelzen, an denen
der zusammengedrückte Teilbereich von den hohlen Teilen des teilweise geblasenen
Behälters getrennt wird. Diese hohlen Teile sind dar##Handgriff#über seine gesamte
Länge und der Kirperteil bzw. Behälter an den der Handgriff anschliesst.
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Die Blasform, in der der Vorformling anfänglich aufgeblasen wird,
um den teilweise geblasenen Behälter zu bilden, ist von besonderer Bauweise, Sie
weist einen Kolben auf, dessen Gestalt dem zusammenzudrückenden Bereich entspricht,
sowie eine zum Kolben komplementäre Abstützung auf der gegenüberliegenden Seite
des -zusammenzu;pressenden Bereichs. Der--Kol-ben--un-d die Abst-ütswlgsind beide
bewegbar, um Druck auf die gegenüberliegenden Seiten desjenigen Bereichs des Handgriffteils
auszuüben, der zwischen ihnen zusammengepresst werden soll. Nach dem Zusammenpressen
des Kunststoffs zwischen dem Kolben und der Abstützung derart, dass dieser Bereich
nicht mehr hohl ist, werden Kolben und Ab stützung dann so bewegt, dass der zusammengepresste
Bereich vom Rest des Handgriffteils abgeschert wird, der weiterhin hohl ist und
sich von ein#er Seite des teilweise geblasenen Behälters aus erstreckt.
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Das abgescherte Material wird dann in der Form abwärts bewegt, und
die Vorrichtung weist Mittelzum Abstreifen des abgescherten Materials von der Abstützung
auf, so dass das abgescherte Naterial an einen Abfallbehälter abgegeben werden kann
und die Abstützung für den nächsten Schervorgang frei ist.
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Der Kolben und die Abstützung bilden Wandteile des Hohlraums , in
welchen Kunststoff zum Herstellen des Handgriffteils verlagert wird.
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Ein weiteres, in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung verwendetes Merkmal it das Strecken des Vorformlings;um eine beträchtliche
Länge in Richtung des Blaskerns, auf dem der Vorformling angebracht ist. Dieses
Strecken geschieht vorzugsweise nach anfänglichem Blasen des Vorformlings, um ihn
ausser Reibungseingriff mit dem Blaskern zu bringen, und das Strecken geschieht
vorzugsweise durch den Druck des Blasmediums, das in den Vorformling eingeführt
wira+ Die Blasform, in welcher der Behälter teilweise geblasen wird, wird vvrzugswei#
mit nur geringfügig grösserem Durchmesser als der des ursprüngCichen Vcrformlings
ausgeführt, so dass das anfängliche Blasen in der ersten Blasform den Durchmesser
oder den Umfang nicht wesentlich vergrössert, infolgedessen jedoch den Kunststoff
für axiale Orientiertng in Längsrichtung streckt, in welcher der Hohlraum der Form
wesentlich langer ist als der Vorformling.
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Um ein Zusammensacken des ausgedehnten Endes des Vorformlings zu vermeiden,
sowohl während er sich in der ersten Blasform befindet, als auch während seiner
Uberführung von der ersten zur zweiten Blasform, weist die beVorzugte Ausführungsform
der Erfindung einen Blaskern mit einem Endabschnitt auf, der teleskopisch im Hauptteil
des Blaskerns aufgenommen ist. Während des Streckens des Vorformlings wird der Endabschnitt
auf eine Länge ausgefahren, die sich der des teilweise geblasenen Vor -formlings
annähert, und damit, falls erforderlich, eine Sitze für das Ende des Vorformlings
bildet,welches sich jenseits des ursprüüglichen Endes des Blaskerns befindet.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der teilweise
geblasene Behälter mit seinem hohlen Handgriff zu einer zweiten Blasform übertragen,
die einen Hohlraum entsprechend der endgültigen Kontur des Behälters aufweist, und
bei
einem anschliessenden Blasvorgang in dieser zzdten Blasform werden der teilweise
geblasene Behälter mit Handgriff auf ihre endgültige Gestalt und Grösse ausgedehnt.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 schematisch in Draufsicht eine Einspritz-Blasformmaschine
zum Herstellen von Behältern mit H.cendgriSe gemäss der Erfindung; Fig. 2 abgebrochen
und stark vergrössert einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 scoematisch
und vergrössert eine isometrische Ansicht der ersten Blasform der in Fig. 1 und
2 gezeigten Maschine; Fig. 4 abgebrochen, schematisch und stark vergrössert einen
Schnitt durch den Blaskern nach der Linie 4-4 der Fig.3, und zwar in seinem ausgedehnten-bzw.
ausgefahrenen Zustand innerhalb der ersten Blasform; und Fig. 5 stark vergrössert
einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 1.
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Fig. 1 zeigt eine Einspritz-Blasformmaschine 10mit 10 einer eine Form
12 aufweisenden Einspritzstation; mit einer ersten eine Blasform 14 aufweisenden
Blasstation; einer zweiten, eine Blasform 16 aufweisenden Blasstation und einer
vierten Station mit einem Abstreifer 18. Diese Stationen sind um 900 gegeneinander
versetzt, um einen Teilkopf 20 herum angeordnet, der sich um eine zentrale Welle
22 herum dreht. Der Teilkopf 20
hat vier Stirnflächen, die den
Arbeitsstationen mit den Formen 12, 14, 16 sowie dem Abstreifer 18 zugeordnet sind.
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Ein Blaskern 24 erstreckt sich von jeder der Stirnseiten des Teilkopfs
20. Nur ein Blaskern 24 ist für jede Stirnfläche gezeigt; übliche Blasformmaschinen
weisen jedoch eine Vielzahl von Blaskernen an jeder Stirnfläche auf, und hier sind
die Blaskerne 24 lediglich als Beispiele für ßlaskerne gezeigt, die einen Vorformling
und ein Werkstück nacheinander von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportieren.
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Geschmolzener Kunststoff wird von einem Weichmacher 26 aus in die
Form 12 injiziert, um den Blaskern 24 mit einem Vorformling gemäss der üblichen
Praxis zu überziehen.
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Wenn die Form 12 sich öffnet, dreht sich der Teilkopf 20 um 900 und
trägt den Blaskern zur nächsten Station, wo er zusammen mit dem Vorformling in die
Form 14 eingeführt wird.
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Fig. 2 zeigt die besondere Bauweise der ersten Blasform 14. Die Form
14 hat einen oberen Abschnitt 30 und einen unteren Abschnitt 32. Der untere Abschnitt
32 ist mit einer festen Platte 34 verbunden, während der obere Abschnitt 30 sich
auf- und abbewegt, um die Form in bekannter Weise zu öffnen und zu schliessen. Die
Form 14 weist einen Hohlraum 36 auf, der in ganz besonderer Weise ausgebildet ist.
Auf einer Seite des Blaskerns 24, das ist die linke Seite in Fig. 2, erstreckt sih
der Hohlraum um ein erhebliches Stück vom Blaskern fort, und bildet das, was hier
als Handgriffteil 38 des Hohlraums 36 bezeichnet wird. Ein Teil der Wand des Handgriffteils
38 wird vom unteren Ende eines im wesentlichen halbkreisförmigen Kolbens 40 gebildet,
der in einer Führung 42 auf- und abgleitet, die gleichen Querschnitt wir der Kolben
40 hat.
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Ein Teil der unteren Oberfläche des Handgriffteils 38 des Hohlraums
wird von der Oberseite einer Abstützung 44 gebildet,
die sich am
oberen Ende einer Kolbenstange 46 befindet. Der Querschnitt der Abstützung 44 ist
im wesentlichen der gleiche wie der des Kolbens 40. Die Abstützung 44 gleitet in
einer Führung 42a, die praktisch eine Fortsetzung der Eillrung 42 istffl Die Kolbenstange
46 wird von einem Motor 48 mit Zylinder und Kolben auf- und abbewegt.
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Bei Betrieb der Blasform 14 wird der Vorformling zu den Wanden des
Hohlraums 36 einschliesslich des Handgriffteils 38 ausgedehnt, aber vorzugsweise
enthält der Hohlraum ausserhalb des Vorformlings während des Blasvbrgangs Luft.
Diese Luft unterliegt während des Blasvorgangs vorzugsweise einem gewissen Druck,
so dass sie die Ausdehnung des Vorformlings dämpft, und vorzugs#'eise ist die Druckwirkung
der Luft im Hohlraum um die Aussenseite des Vorformlings so bemessen, dass der Kunststoff
mit geringem Abstand von den Wänden des Hohlraums oder nur in leichter Berührung
mit diesem gehalten wird, um die Reibung beim Strecken des Vorformlings in Längsrfchtung
im Haupthohlraum 36 herabzusetzen, wie weiter unten anhand der Fig. 3 näher erläutert
ist.
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Der Hohlraum 36 ist wesentlich enger als der vorgesehene endgültige
Querschnitt des Behälters, und der zum Bilden des Behälters teilweise geblasene
Vorformling ist in Fig. 2 mit 50 bezeichnet.
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Wenn der Kunststoff des teilweise geblasenen Behälters 5 die ihm durch
den Hohlraum der Form 14 und ggf. eine Luftdruckdämpfung innerhalb der Form gegebenen
Grenzen erreicht hat, wird durch den Kolben 40 und die Abstützung 44 von gegenüberliegenden
Seiten her Druck auf denjenigen Bereich des Handgriffteils ausgeübt, der später
aus der Form 14- ausgeworfen werden soll.
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Fig. 2 zeigt den gesamten Handgriffteil des teilweis#eblasenen Behälters
15 als Hohlform; dabei ist zu verstehen, dass beim
Formen des Vorformlings
auf dem Blaskern in der Einspritzform 12 (Fig. 1) mehr Kunststoff auf diejenige
Seite des Vorformlings gegeben wird, die später in der ersten Blasform 14 dem Handgriffteil
38 des Hohlraums zugeordnet ist. Auf diese Weise steht beim ersten Basen des Behälters
50 reichlich Kunststoff zum Ausdehnen in den Handgriffteil 38 des Hohlraums zur
Verfügung, ohne Gefahr einer wesentlichen Verminderung der Wandstärke im Handgriffteil
38.
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Anschliessend an das teilweise Blasen des Behälters 50 in der ersten
Blasform 14 wird durch den Kolben 40 und die Abstützung 44 auf gegenüberliegende
Seiten des noch hohlen zentralen Bereichs im Handgriffteil 38 des Formhohlraums
Druck ausgeübt, so dass dieser Hohlbereich zusammenklappt und die oberen und unteren
Teile des vorgeblasenen Kunststoffs zwischen dem Kolben 40 und der Abstützung 44
in Berührung miteinander zusammengedrückt werden.
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Der Kolben 40 setzt seine Abwärtsbewegung weiter fort und drückt die
Abstützung 44 abwärts, bis die Abstützung 44 die in Fig. 2 gestrichelt angedeutete
Lage erreicht. In dieser unteren Lage befindet sich die Abstützung 44 in Reihe mit
einer Auslassöffnung 54, die durch eine Seite des unteren Formabschnitts 32 hindurchführt
. Auch weist die Abstützung 44 zwei Öffnungen bzw. Bohrungen 56 auf. Stifte 58 erstrecken
sich von einer festen Platte- 60 aus auf die Bohrungen 56 ausgerichtet nach oben
und über die Oberseite der Abstützung 44 hinaus, wenn diese sich in ihrer untersten
Stellung befindet, die in Fig. 2 gestrichelt gzeigt ist.
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Das vom Handgriffteil des teilweise geblasenen Behälters 50 abgescherte
Material ist in Fig. 2 gestrichelt dargestellt und mit 62 bezeichnet. Die Stifte
58 halten dieses abgescherte Material 62, während die Abstützung 44 sich weiter
abwärts bewegt. Auf diese Weise wird der abgescherte Kunststoff 62 von
der
Abstützung 44 abgestreift (Fig. 2). Über einen an der Führung 42 a mündenden Kanal
44 wird ein Luftstrom eingeblasen, der das abgescherte Material 62 aus dem unteren
Abschnitt 32 der Form durch den Auslass 54 hinausbläst. Diese Art bzw.
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Mbrrichtungsausbildung zur Beseitigung des abgescherten Kunststoffmaterials
ist hier nur als eine von verschiedenen möglichen Ausfühningsformen gezeigt.
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Fig. 3 zeigt schematisch die erste Blasform 14 mit ihrem Hohlraum
36, der sich in Längsrichtung erheblich über eine Ebene 68 hinaus erstreckt, welche
die Grenze bezeichnet, bis zu der sich der Vorformling vor dem Aufblasen erstreckt.
Eine Endwand 70 des Hohlraums 36 bestimmt das tfa~s, bis zu dem der teilweise aufgeblasene
Vorformling während des Blasvorgangs in der Form 14 ausgedehnt werden kann. Von
einem Lufteinlass 72 führt ein Kanal zum Hohlraum 36, um Luft als Grenze oder Polsterung,
wie oben erläutert, gegen vollständige Ausdehnung des Kunststoffs im Hohlraum 36
zuzuführen. Ein Luftauslass 74 am entfernt gelegenen Ende des Hohlraums 36 ist einstellbar
zum Steuern der Rate der aus dem Hohlraum entweichenden Luft und damit der Polsterwirkung.
Die Einstellung wird über ein Nadelventil 76 am Auslass 74 bewirkt.
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Der Kunststoff des teilweise geblasenen Behälters 50 wird in Längsrichtung
des Blaskerns 24 gestreckt, mittels in das Innere des Vorformlings eingeblasener
Luft, wobei der Kunststof des Vorformlings sich frei bis zur Endfläche 70 des Hohlraums
36 ausdehnen kann oder bis unmittelbar vor diese Endfläche, je nach der Polsterwirkung
der Luft, die dadurch hervorgerufen wird, dass Druckluft über den Einlass 72 mit
etwas grösserer Rate zugeführt, als über den Auslass 74 abgegeben wird. Diese Luftpolsterung
hindert ein Anpressen des Kunststoffs gegen die Seitenwand des hohlraums 36 mit
derart starker Reibung, dass
eine Ausdehnung und Streckung des
Vorformlings in Längsrichstufig über im wesentlichen die ganze Länge des Hohlraums
36 verhindert werden würde.
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Fig. 4 zeigt schematisch den Endteil des Blaskerns, 24. Der Hauptkörper
des Blaskerns bis zu seinem äusseren Ende ist ein rohrattiges Bauteil 78. In diesem
ist ein Endstück 80 teleskopartig eingesetzt. In der Stirnfläche des Endstücks 80
befindet sich ein Rückschlagventil 82, welches verhindert, dass beim Aufspritzen
des Vorformlings auf den Blaskern Kunststoff in diesen eindringt.
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Das teleskopische Endstück 80 weist einen Kolben 84 auf, durch den
sein offener Querschnitt an einer Stelle geschlossen wird.
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Renn daher Luft in den Blaskern 24 hinter den Kolben 84 eingeführt
wird, drückt dieser das teleskopische Endstück 80 nach vorn und verlängert dadurch
den Blaskern derart, dass er eine StUtze für den teilweise aufgeblasenen Vorformling
oder Behälter 50 bildet, während dieser sich in der Form 14 befindet und während
seines Transports zur zweiten Blasstation 16 (Fig. 1).
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Fig. 4 zeigt auch ein Rohr 86, das sich durch eine Bohrung im Kolben
44 hindurch erstrecktund von dort weiter rückwärts zu einer Druckluftquelle, die
dazu dient, den Vorformling auf dem Blaskern aufzublasen, unabhängig von irgendeiner
Bewegung des teleskopischen Endstücks 80.
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Jeweils wenn Druck hinter dem Kolben 84 abgelassen wird, zieht eine
Feder 88,deren Enden am Kolben 84 und an einem festen Stift 90 am Blaskern angeschlossen
sind, das teleskopische Endstbk 80 zurück in den rohrartigen Bauteil 78 des Blaskerns
24.
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In Fig. 3 ist ein bügelartiger Handgriff 92 gezeigt, der sich von
einer Seite des teilweise geblasenen Behälters 50 aus erstreckt. Ein Zwischenraum
zwischen dem Mittelteil des Handgriffs
92 und der Wand des Behälters
50 ist mit 94 bezeichnet. Dieser Zwischenraum schafft Platz zum Einsetzen ir Finger
einer Hand zwischen den Hauptteil des Handgriffs 92 und die Wand des fertigen Behälters
50. Beim abschliessenden Blasvorgang an der zweiten Station 16 wird dieser Zwischenraum
etwas verringert, falls - was wünschenswert ist - der Hohlraum in der zweiten Blasform
eine weitere Ausdehnung des Durchmessers vom Handgriff 92 gestattet. Trotzdem bleibt
der Zwischenraum 94 ausreichend gross, um ein bequemes Erfassen des Handgriffs zu
ermöglichen.
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Fig. 5 zeigt den Behälter zum endgültigen Querschnitt aufgeblasen
und hier mit 50a bezeichnet. Der Handgriff 92 ist auf etwas grösseren Querschnitt
aufgeblasen und hier mit 92e bezeichnet.
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Die zweite Blasform 16 hat einen Hohlraum 96 mit einem Handgriff teil
97, der der endgültigen Kontur des Handgriffs 92a entsprechend geformt ist. Natürlich
muss der Hohlraum 97 so gestaltet sein, dass er den Handgriffteil 92 des teilweise
geblasenen Behälters 50 aufnehmen kann.
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Die zweite Blasform 16 öffnet sich inder üblichen Weise, und der Teilkopf
20 (Fig. 1) dreht sich um 900,um den Blaskern 24 mit dem fertig geblasenen Behälter
50a zur Abstreifstation 18 zu tragen, wo der Behälter 50a vom Blaskern 24 in an
sich bekannter Weise abgestossen wird. Der Halsteil 99 (Fig.1) des Behälters 50a
wird an allen Stationen so behandelt, wie es zum Formen von Behältern mit Halsteilen
mit oder ohne Gewinde üblich ist.
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Mit der Erfindung wird also ein Behälter mit einem bügelförmigen Handgriff
an einer Seite geschaffen, der einstückig mit dem Behälter geblasen ist und durch
Blasformen in einen Hohlraum entsteht, der einen Teilbereich aufweist, in welchen
eine Seite
des Vorformlings verlagert wird, um einen Handgriff
zu bilden. Ein Schervorgang wird dann an dem teilweise geblasenen Behälter vorgenommen.
Hierbei wird ein Teil des Handgriffbereichs flach zusammengedrückt und vom Behälter
an einer Stelle zwischen dem Behälter und dem Teil, der den Handgriff endgültig
bildet, entfernt. Der Behälter wird dann zu seiner endw gültigen Form weiter aufgeblasen,
vorzugsweise in einer zweiten Blasform. Die Erfindung schafft ausser einem Verfahren
zum Herstellen desBehälters auch eine hierfür geeignete VorrichtunO.
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Patent- bzw.- Schutzansprüche#