DE2631838A1 - Pressmatrizenkopf - Google Patents

Pressmatrizenkopf

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DE2631838A1 DE19762631838 DE2631838A DE2631838A1 DE 2631838 A1 DE2631838 A1 DE 2631838A1 DE 19762631838 DE19762631838 DE 19762631838 DE 2631838 A DE2631838 A DE 2631838A DE 2631838 A1 DE2631838 A1 DE 2631838A1
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Description

G 5ο 395 -SU
Firma The Standard Oil Company, Midland Building, Cleveland, Ohio 44115 (USA)
Preßmatr i ζ enkop f
Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Kunststoffpreßmatrizenkopf und im einzelnen auf einen verbesserten Kunststoffblasformungs-Preßmatrizenkopf, der das Herstellen von stranggepreßten Meßformen bzw. Külbchen (parisons) gleichförmig gesteuerter Wandungsdicke ermöglicht, indem vorzugsweise der in den Matrizenkopf eintretende Schmelsenstrom des Kunststoffmaterials gehemmt und die Temperatur von Zonen in der Matrizenv/andung sorgfältig gesteuert werden, um eine gleichmäßige Strömung sicherzustellen. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf einen Blasformungs-Preßmatrizenkopf mit einem Matrizenkörper, der mit einer lösbaren Matrizenbuchse ausgerüstet ist und einen inneren, allgemein konischen Hohlbereich aufweist, in den ein stationärer rohrförmiger Konus eingepaßt ist, durch den sich ein beweglicher innerer Schaft erstreckt, dessen Kernbolzen sich in eine Öffnung in der Matrizenbuchse und bis nahe dem Ende derselben erstreckt, wobei der Matrizenkörper ferner einen festen Spalt sowie einen Kunststoffließkanal nahe einem Einsatzring an der Oberseite des rohrförmigen Konus .aufweist und wobei sich an der Unterseite des Einsatzrings ein Hindernis etwa um den halben Umfang des rohrförmigen Konus in dem Bereich erstreckt, wo der Kunststoff in den Kunststoffließkanal eintritt.
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Es wurde bereits ein Kunststoffpreßmatrizenkopf beschrieben, bei dem die Strömungsgeschwindigkeit des thermoplastischen Materials (Schmelze) um den Ringraum des Matrizenkopfes gesteuert und gleichförmig gemacht wird, indem vorzugsweise der in den Matrizenkopf eintretende Schmelzenstrom des Kunststoffmaterials gehemmt wird. Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine Verbesserung gegenüber der im US-Patent 3 895 9oo beschriebenen Vorrichtung.
Beim herkömmlichen Blasformen begründen 9o° Biegungen im Strömungspfad der Schmelze und die Geometrie des Matrizenkopfes einen ungleichförmigen Schmelzenstrom um das Matrizenende, wodurch vielfach ein 'Anhaken1 oder ungleichförmiges Ausbilden des Meßformmaterials (parison) begründet wird. Ein 'Anhaken' des Materials führt zu einem großen Ausschußpegel beim Herstellen von blasgeformten Behältern aus diesem Material. Das Anhakproblem des Schmelzstrom-Meßformmaterials wurde in einem großen Ausmaß dadurch behoben, daß vorzugsweise der Schmelzstrom mittels eines Ringeinsatzes wie bei dem US-Patent 3 895 9oo gehemmt wird. Ohne eine passende Zonentemperatursteuerung der Matrize wie bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch immer noch möglich, eine ungleichförmige Wandungsdicke entlang dem Umfang des Meßformmaterials zu erzielen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einer Vorrichtung bzw. eines Blasformungs-Preßmatrizenkopfsder genannten Art, womit es möglich ist, von einer Matrize mit einem ringförmigen Spalt ein freihängendes Kunststoffmaterial (parison) ohne ein 'Anhaken' mit einer gleichförmigen Wandungsdicke entlang dem Umfang strangzupressen. Ein Meßformmaterial mit einer am Umfang gleichförmigen Wandungsdicke ist erforderlich, um aus extrudierten blasgeformten Vorformen zweiachsig orientierte Flaschen mit gleichförmigen"Wandungen herzustellen. Eine gleichförmige Wandungsdicke des Meßformmaterials ist auch beim normalen Preßblasformen von Flaschen und Behältern aus thermoplastischen Materialien erwünscht, jedoch nicht ganz so kritisch. +) der Schaffung
Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ein Blasformungs-
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Preßmatrizenkopf erfindungsgemäß aus durch eine Vielzahl von individuell gesteuerten und überwachten Temperaturzonen, die sich parallel zur Richtung des Schmelzenstroms in der Matrize erstrekken, und durch Mittel zum individuellen Steuern sowie Überwachen dieser Temperaturzonen. Der verbesserte Kunststoffblasformungs-Preßmatrizenkopf ermöglicht das Ausbilden von stranggepreßten Präzisionsmeßformen bzw. -gliedern, die durch teilweises Hemmen des in den Matrizenkopf eintretenden Stroms aus geschmolzenem Kunststoffmaterial eine gesteuerte Wandungsdicke haben. Bei der vorliegenden Vorrichtung vermeidet die Schmelzstromsteuerung bei der Herstellung von Meßformen bzw. entsprechend stranggepreßten Gliedern ein 'Anhaken1, und es wird eine sehr gleichförmige Wandungsdicke um den gesamten Umfang an irgendeinem Punkt längs des stranggepreßten Materials sichergestellt. Die Erfindung ermöglicht das Ausbilden von Vorformen, die zum Erzeugen von zweiachsig1 orientierten Kunststofflaschen und -behältern nützlich sind. Nach der vorliegenden Erfindung werden um den Umfang des Preßmatrizenkopfes Erwärmungs- bzw. Erhitzungszonen vorgeschlagen, die sich in Richtung des Schmelzenstroms erstrecken und die individuell ge-': steuert werden, um den Kunststoffstrom innerhalb des Matrizenkopfes einzustellen und fein abzustimmen, so daß man routinemäßig nicht anhakende jMeßformen bzw. Kunststoffglieder herstellen kann, die beim Formen zweiachsig orientierter Flaschen verschiedener Formen und gleichförmiger Wandungsdicke verwendbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einer Seitenansicht einen Matrizenkopf nach der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 - den erfindungsgemäßen Matrizenkopf in einer Seiten-
schnittdarstellung,
Figur 3 - eine Ansicht längs der Linie 3-3 in Figur 1 und Figur 4 - in einer schematischen Darstellung einen elektrischen Erwärmungs- bzw. Erhitzungsaufbau für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Matrizenkörper 1 mit
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einem inneren, allgemein konischen hohlen Bereich auf, in den ein stationärer rohrförmiger Konus 2 eingepaßt ist. Ein vertikal beweglicher innerer Schaft 3 erstreckt sich durch den Konus 2 und ragt an dessen unterem Ende in Form eines Kernbolzens 4 hervor, der sich nahe dem Ende einer Öffnung in einer Matrizenbuchse 5 und in diese Öffnung hinein erstreckt. Die Matrizenbuchse 5 ist mit einer Stellschraube 6 für ein horizontales Einstellen der Matrizenbuchse 5 und ferner mit einem Matrizenbuchsenha]ter 7 ausgerüstet. In dem Matrizenkörper 1 wird ein fester Spalt 8 gebildet, durch den die Kunststoffschmelze auf ihrem sich aus der Matrizenbuchse 5 erstreckenden Weg gelangt.
Nahe der Oberseite des Matrizenkörpers 1 befindet sich ein Kunststof fließkanal 9 in der Nähe eines Einsatzrings 1o, der an der Oberseite des rohrförmigen Konus 2 angeordnet ist. Ein Hindernis,' das in Form einer Schweißraupe 11 ausgebildet sein kann, befindet sich am Boden des Einsatzrings 1o und erstreckt sich um etwa den halben Umfang des rohrförmigen Konus in dem Bereich, wo die Kunststoffschmelze in den Kunststoffließkanal eintritt. Die Kunststoffschmelze wird dem Matrizenkörper durch einen nicht dargestellten Extruder zugeführt, der gewöhnlich mit zumindest einer Schnecke ausgerüstet ist. Das Ende der Schnecke ist mit einem Schneckenkopf 12 versehen, der an dem Ende einer Extruderbüchse bzw. -trommel 1.3 angeordnet ist. Ein Zwischenstück 14 mit einer Öffnung 15 verbindet den Schneckenkopf 12 des Extruders mit dem Matrizenkörper 1 und ermöglicht ein Hindurchtreten der Kunststoffschmelze vom Ende des Extruders in den Kunststoffließ-Kanal 9 und durch die Matrizenbuchse 5.
Durch einen einstellbaren Spalt 17, dessen Breite in einer Dimension durch vertikales Einstellen des inneren Schafts 3 und dementsprechend des Kernbolzens 4 variiert werden kann, tritt Kunststof f-Meßformmaterial 16 (gestrichelt dargestellt) aus dem Matrizenkörper 1. Erwärmungs- bzw. Erhitzungszonen 18 sind mit Wärraekontroll- und -Steuerungsmitteln 19 versehen, die mit einem Temperaturwächter verbunden sind, so daß die einzelnen Wärmekontroll- und -steuerungsmittel 19 unabhängig jede der Erwärmungs—
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bzw. Erhitzungszonen 18 steuern und überwachen können, um eine sorgfältige Kunststoffließsteuerung und eine extrem gleichförmig dicke Wandung des Meßformmaterials zu bilden.
Der neue Blasformungs-Preßmatrizenkopf nach der vorliegenden Erfindung erlaubt ein weitgehend ausgeglichenes Fließen des Kunststoffs aus der Öffnung bzw. Mündung beim Herstellen von Meßformmaterial (parisons) und eine sorgfältige Strömungssteuerung durch Temperatursteuerung der Matrizenteile. Die Meßformen bzw. Külb- · chen werden nachfolgend beim Blasformen von Flaschen und dergleichen benutzt, und sie sind besonders nützlich für das Bilden von blasgeformten Vorformen, die zum Herstellen zweiachsig orientierter Flaschen mit einer sehr gleichförmigen Wandungsdicke benutzt werden. Dies ist besonders wichtig beim Verwenden von 'Programmier- bzw. Datensteuerungsköpfen1, wobei irgendein unausgegliche-j nes Fließen des Kunststoffs das Extrusionsmaterial zum 'Haken1 veranlaßt und dazu führt, daß es eine schlechte Temperaturgleichförmigkeit hat. ,.
Ein gleichförmiges Fließen der Schmelze des Meßformmaterials 16 um den ringförmigen Raum bzw. Spalt 8 der Matrize wird durch Anwenden von vier oder mehr gleichförmig verteilten Erwärmungsbzw. Erhitzungszonen 18 erzielt, die sich parallel zur Richtung des SchmelzenStroms erstrecken. Durch individuelles Steuern bzw. Regeln der Temperatur (Wirkleistungsdichte) in jeder Zone kann der Schmelzenstrom um den Umfang der Preßmatrize ausgeglichen werden, wobei die Matrize entsprechend einer gleichförmigen Wandungsdicke längs des Umfangs des Meßformmaterials eingestellt ist. Temperaturdifferenzen zwischen den Zonen (o bis 2 7,7 C bzw. ο bis 5o° F) begründen Änderungen in der Schmelzenviskosität des thermoplastischen Stoffs, was wiederum seine Strömungseigenschaft steuert bzw. beeinflußt.
Es können elektrische Streifenheizglieder angewendet werden, um die für die Strömungssteuerung erforderliche Temperatur der Erwärmungs- bzw. Erhitzungszonen 18 zu erzielen. Ein kürzeres Steuerungsansprechverhalten kann entweder durch Verwenden von Luft-
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kühlungslöchern im Preßkopf parallel zum Schmelzenstrom oder durch eine parallel zum Schmelzenstrom verlaufende Flüssigkeitstemperatursteuerungszone erzielt werden, wo eine Erwärmung bzw. Erhitzung und Kühlung anwendbar sind.
Wenn bei der vorliegenden Vorrichtung ein herkömmliches Einzelbandheizglied verwendet wird, beträgt die Wandungsdicke eines Meßformmaterials 3,18 mm (o,125 Zoll) plus oder minus etwa o,254 bis o,762 rom (o,o1 bis o,o3 Zoll). Demgegenüber schwankt bei der· zonenerhitzten Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Wandungsdicke nur um plus oder minus o,o127 bis o,127 mm (o,ooo5 bis o,oo5 Zoll) bei 3,18 mm (o,125 Zoll) Dicke längs des Umfangs des Meßformmaterials. Die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gebildete gleichförmigere Wandungsdicke ergibt auch sehr viel bessere Produkte bezüglich der hieraus hergestellten zweiachsig orientierten Behälter. Eine kleinere Toleranz in der Umfangswandungsdicke des Meßformmaterials ermöglicht auch eine Gewichtsverminderung für dieses Material, was zu einer Kostenverminderung des fertigen Behälters führt.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist besonders nützlich beim Blasformpressen viskoser Harze, wie der Hochnitril-Barriereharze (high-nitrile barrier resins), von denen einige in den US-Patenten 3 426-1o2, 3 586 737 und 3 763 278 beschrieben sind, wie auch von festem Polyvinylchlorid und anderen Stoffen.
- Patentansprüche -
609886/1049

Claims (2)

  1. Patentansprüche
    M, . V..2631JB38
    Matrizenkorper, der
    Blasformungs-Preßmatrizenkopf mit einem mit einer lösbaren Matrizenbuchse ausgerüstet ist und einen inneren, allgemein konischen Hohlbereich aufweist, in den ein stationärer rohrförmiger Konus eingepaßt ist, durch den sich ein beweglicher innerer Schaft erstreckt, dessen Kernbolzen sich in eine Öffnung in der Matrizenbuchse und bis nahe dem •Ende desselben erstreckt, Wobei der Matrizenkörper fernereinen festen Spalt sowie einen Kunststoffließkanal nahe einem Einsatzring an der Oberseite des rohrförmigen Konus aufweist. und wobei sich an der Unterseite des Einsatzrings ein Hinder-. nis etwa um den halben Umfang des rohrförmigen Konus in dem Bereich erstreckt, wo der Kunststoff in den Kunststoffließkanal eintritt, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von individuell gesteuerten und überwachten Temperaturzonen (18), die sich parallel zur -Richtung des Schmelzenstroms in der Matrize erstrecken, und durch Mittel (19) zum individuellen Steuern sowie tiberwachen dieser Temperaturzonen (1.8).
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturzonen (18) elektrisch erwärmt bzw. erhitzt werden.
    0.9 886/104$
DE19762631838 1975-07-28 1976-07-15 Pressmatrizenkopf Withdrawn DE2631838A1 (de)

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