DE3101284A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines vorformlings fuer das blasformen eines hohlkoerpers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines vorformlings fuer das blasformen eines hohlkoerpers

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DE3101284A1 DE19813101284 DE3101284A DE3101284A1 DE 3101284 A1 DE3101284 A1 DE 3101284A1 DE 19813101284 DE19813101284 DE 19813101284 DE 3101284 A DE3101284 A DE 3101284A DE 3101284 A1 DE3101284 A1 DE 3101284A1
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Description

Λ -
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings für das Blasformen eines Hohlkörpers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings für das Blasformen eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere einer Flasche, bei dem der auf Umformtemperatur erwärmte Mündungsbereich des am gegenüberliegende Ende mit einem geschlossenen Boden versehenen Vorformlings von außen in einer Mündungsforrn eingeschlossen, mittels eines in den Vorformling einfahrbaren Vorformdorns in Anlage an die Mündungsform gebracht und mittels eines Druckmediums zu einem das Aufsetzen eines Verschlusses gestattenden Profil ausgeformt wird.
Es ist bekannt (DE-PS 25 43 640), die Mündung einer Flasche in der Weise zu formen, daß ein konischer Innendorn in das auf Umformtemperatur erwärmte freie Ende eines zylindrischen Vorformlings eintritt und den erwärmten Werkstoff teilweise in eine das gewünschte Profil aufweisende Außenform verdrangt, worauf die endgültige Ausformung des Verschlußgewindes durch Druckluft erfolgt, die den erwärmten Werkstoff in Anlage an die Außenform bringt. Mit dem bekannten Verfahren lassen sich insbesondere Verschlußgewinde mit einem gegenüber dem Vorformling vergrößerten Durchmesser herstellen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das ein-
■ν
gangs geschilderte Verfahren so weiterzubilden, daß für die Vorformlinge eine bedeutende Gewichtsersparnis erzielt wird, mit anderen Worten, es sollen Hohlkörper aus Vorformlingen hergestellt werden können, die ein geringeres Gewicht und damit eine kleinere Werkstoffmenge aufweisen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der an den in der Mündungsform eingeschlossene Abschnitt anschließende erwärmte Werkstoff des Mündungsbereiches mittels eines Reckdorns axial gereckt und dünn ausgezogen wird.
Tritt nämlich in das auf Umformtemperatur erwärmte freie Ende eines Vorformlings ein Innendorn ein, um die Mündung anzuformen, so wird der Werkstoff zwischen der Außenform und dem Innendorn verdrängt und dabei das Material um einen Faktor ^-2 verschoben. Bei den zum Reckblasen geeigneten Werkstoffen, die beim Blasformen beispielsweise um den Faktor 10 gereckt und dabei biaxial orientiert werden, beginnt die Orientierung des Werkstoffes bei einem Verstrecken des Materials um den Faktor 2 in einem Temperaturbereich, wie er für die Umformung des Materials beim Mündungsformen notwendig ist. Eine derartige Vorverfestigung des Materials ist die Folge der von dem eintretenden Innendorn herrührenden Materialverschiebung. Deshalb nimmt der Mündungsbereich, der beim anschließenden Blasvorgang zum Halsbereich der Flasche aufgeblasen werden soll nur noch bedingt und unvollständig an der Reckung teil. Im Halsbereich ist somit die Wandstärke zu dick, da dort der Werkstoff nicht mehr ausreichend gereckt werden kann. Darüber hinaus sind durch die Materialverschiebung beim Eintreten des
Innendorns einige Bereiche der Mündung möglicherweise bereits überschert, wodurch sich an der fertigen Flasche eine Weißfärbung ergibt.
Dieser Nachteil ist erfindungsgemäß behoben, indem der Mündungsbereich, der beim anschließenden Blasen der Halsbereich einer Flasche werden soll axial ausgezogen wird, wobei im Gegensatz zur Materialverdrängung mittels eines Innendorns die Verstreckung des Materials so gering ist, daß eine Vorverfestigung nicht eintritt. Damit kann das im Mündungsbereich ausgezogene Material beim anschließenden Blasen in vollem Maße gereckt werden und erhält der Halsbereich der fertigen Flasche eine geringere Wandstärke.
Außerdem erhält der Mündungsbereich, der zum Verschluß ausgeformt wird und der anschließende Mündungsbereich, der spater beim Blasen den Halsbereich der Flasche bildet, beim Ausziehen einen erheblich kleineren Querschnitt, also eine geringere Wandstärke. Diese Verdünnung des Querschnitts kommt dem restlichen Vorformling zugute, der zum Flaschenkörper geblasen wird, so daß sich insgesamt eine Gewichtsersparnis des Vorformlings von mindestens 10 % ergibt. Mit anderen Worten kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Länge des Vorformlings um mindestens 10 % gekürzt werden, um gleiche Flaschenabmessungen zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich ferner dadurch aus, daß der Mündungsbereich des Vorformlings mittels des Vorformdorns in der Mündungsform verankert wird. Insbesondere wird mittels des Formdorns lediglich der obere Mündungsbereich aufgeweitet und da-
bei Werkstoff in Vertiefungen der Außenform verdrängt. Auf diese Weise wird das obere Mündungsende des Vorformlings in der Außenform verklammert, worauf das axiale Ausziehen des an die Verankerung anschließenden erwärmten Mündungsbereiches beginnt.
Dabei wird in vorteilhafter Weiterbildung des Verfahrens der geschlossene Boden des Vorformlings zwischen einer den Vorformling außen haltenden Buchse und dem Reckdorn erfaßt. Wird so der Reckdorn ausgefahren und gerät in Anlage an den geschlossenen Boden des Vorformlings, so weicht anschließend während des Ausziehvorgangs die Haltebuchse des Vorformlings aus, bis ein bestimmter Anschlag erreicht ist, der entsprechend der Ausziehlänge einstellbar ist.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des geschilderten Verfahrens ist Gegenstand der weiteren Patentansprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Figuren 1A und 1B einen seitlichen Schnitt durch einen
Vorformling mit Haltebuchse und Mündungsform (Figur 1A) und durch eine Betätigungseinrichtung für den Formdorn und den Reckdorn (Figur 1B), wobei die Mündungsform geöffnet und Formdorn und Reckdorn zurückgezogen sind,
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Figur 2 einen Schnitt ähnlich Figur 1, wobei die
Mündungsform geschlossen und der Formdorn aus der zurückgezogenen Stellung (rechte Hälfte) in die vorgeschobene Stellung (linke Hälfte) verschoben ist und
Figur 3 einen der Figur 2 ähnlichen Schnitt, wobei
der Reckdorn ausgefahren ist.
Figur 1A zeigt den unteren Teil der Vorrichtung, an den sich nach oben hin Figur 1B anschließt. Ein zylindrischer Vorformling 10 mit einem geschlossenen Boden ist in einer Buchse 12 gehalten, die als Transportdorn ausgebildet sein kann, mit dessen Hilfe der Vorformling 10 aus einer Heizvorrichtung, in der das obere Ende des Vorformlings auf Umformungstemperatur erwärmt worden ist, in den Bereich der Mündungsform 14 verbracht wird. Die Mündungsform 14 besteht aus den beiden Formhälften 15 und 16, auf deren Innenseiten Vertiefungen 17 ausgebildet sind, deren Profil beispielsweise ein Verschlußgewinde darstellt.
Oberhalb der Mündungsform 14 befindet sich eine Verriegelungsglocke 18, wie aus Figur 1B ersichtlich ist, die nach Schließen der Formhälften 15 und 16 auf die Mündungsform aufgesetzt wird. Ferner befinden sich oberhalb des Vorformlings 10 ein Formdorn 20 mit einer konisch verlaufenden Schulter 22. Das obere Ende des Formdorns 20 ist bei 24 an einem Gehäuse 26 befestigt, das mit einer geeigneten, nicht dargestellten Betätigungseinrichtung verbunden ist, mit deren Hilfe der Formdorn aus der in
Figur 1 ersichtlichen zurückgezogenen Stellung in die aus Figur ersichtliche vorgeschobene Stellung verschiebbar angetrieben ist. Als Antrieb für das Gehäuse 26 bzw. den Formdorn 20 kann ein Druckluft-Servomotor dienen.
Innerhalb einer zentrischen Bohrung 28 des Formdorns 20 ist ein Reckdorn 30 verschiebbar angeordnet. Der Reckdorn 30 weist an seinem unteren Ende einen balligen Kopf 32 auf und zwischen dem Außenumfang des Reckdorns 30 und dem Innenumfang des Formdorns 20 ist ein Ringraum oder wenigstens ein Kanal 34 vorgesehen, durch den Druckluft in das Innere des Vorformlings 10 eintreten kann.
Innerhalb des Gehäuses 26 ist eine Zylinderbohrung 36 vorgesehen, in der ein Kolben 38 verschiebbar ist, in dem ein Ventil 40 vorgesehen ist. Das Ventil 40 besteht aus einem Ventilteller 42, der
er mit einer durch den Kolben sich hindurchstreckenden Verlängerung 44 des Reckdorns 30 fest verbunden ist und durch eine Feder 4 6 in Anlage an den Ventilsitz 48 am Kolben 38 angedrückt ist. Über eine öffnung 50 kann der Kolben 38 mit Druckluft beaufschlagt werden. Das Ventil 40 wird geöffnet, wenn der Reckdorn 30 an einem Anschlag abgestützt ist und die Druckluft den Kolben 38 entgegen der Kraft der Feder 46 verschiebt, so daß der Kolben vom Ventilteller 42 abhebt. Dann kann Druckluft durch die in der Verlängerung 44 des Reckdorns 30 vorgesehenen Kanäle 52, eine zentrische Bohrung 53 und Kanäle 54 in den Ringraum 34 zwischen Reckdorn und Formdorn eintreten.
Außerdem ist das Gehäuse 26 mit Anschlagstiften 56 versehen, die durch Federn 58 innerhalb des Gehäuses 26 in die in der Zeichnung dargestellte Lage gedrückt sind. Ferner befinden sich gemäß der Darstellung in Figur 1B der Kolben 38 und damit der Reckdorn 30 in seiner oberen zurückgezogenen Stellung. In der gleichen nach oben zurückgezogenen Stellung befinden sich auch das Gehäuse 26 mit dem Formdorn 20. Der Vorformling 10 befindet sich in Figur IA in der unteren Eingabelage.
In Figur 2 ist der in der Buchse 12 gehaltene Vorformling 10 in die obere Eingabelage verschoben worden, wozu ein nicht dargestellter Antrieb dient. Dann wird die Mündungsform 14 geschlossen und die Verriegelungsglocke 18 aufgesetzt. In der rechten Hälfte der Figur 2 befinden sich Reckdorn 30 und Formdorn 20 noch in ihrer oberen Lage, während in der linken Hälfte der Figur 2 der Formdorn 20 nach unten gefahren ist und der Kegel 22 den erwärmten Vorformling im oberen Mündungsbereich aufweitet und dabei Werkstoff in die Vertiefungen 17 der Mündungsform treibt. Insbesondere tritt eine Verklammerung des Werkstoffes im Bereich der oberen Vertiefung 19 ein. Die Materialverschiebung durch den Formdorn ist verhältnismäßig gering und ist außerdem auf einen Bereich beschränkt, der außerhalb des zu blasenden Halsbereiches der Flasche liegt. Ein Teil des Werkstoffs wird aus dem oberen Mündungsbereich durch den Formdorn 20 auch axial nach unten verschoben. Dabei weicht die Buchse 12 nach unten aus, wie aus einem Vergleich mit der rechten Hälfte der Figur 2 ersichtlich ist. Während der Bewegung des Formdorns 20 wird auch über das Gehäuse 26 der Kolben 38 und der Reckdorn 3 0 mit nach unten geschoben, so daß sich
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die Lage des Reckdorns 30 gegenüber dem Formdorn 20 zunächst nicht verändert.
Anschließend wird durch die öffnung 50 der Kolben 38 mit Druckluft
(Darst. rechte Hälfte Fig.3) beaufschlagt, wobei zunächst das Ventil 40 geschlossen ist,'so daß der Reckdorn 30 nach unten geschoben wird, wobei er zunächst auf den geschlossenen Boden des Vorformlings 10 aufsetzt und dann bis in seine untere in Figur 3 dargestellte Endlage verschoben wird, in der die Haltebuchse 12 an einem nicht dargestellten Anschlag abgestützt ist. Dabei wird der außerhalb der Vertiefung 19 liegende erwärmte Werkstoff des Mündungsbereiches des Vorformlings 10 axial auf eine dünnere Wandstärke ausgezogen. Die dünnere Wandstärke des Vorformlings innerhalb des Profils 17 wie auch unter* halb des Profils 17 im späteren Halsbereich der aufzublasenden Flasche ist im Vergleich zur linken Hälfte der Figur 2 deutlich ersichtlich. Insgesamt beträgt die Streckung des Vorformlings mindestens 10 % seiner ursprünglichen Länge, so daß durch den dünneren Querschnitt im Mündungsbereich des Verschlußprofils 17 wie auch im anschließenden Halsbereich eine Gewichtsersparnis von mindestens 10 % erzielt ist.
Da die Haltebuchse 12 durch einen festen Anschlag am weiteren Zurückweichen gehindert ist, hat auch der Reckdorn 30 seine Endlage erreicht. Die auf den Kolben 38 wirkende Druckluft verschiebt nun den Kolben entgegen der Kraft der Feder 46, wodurch das Blasventil 4 0 geöffnet wird und Druckluft durch die öffnung 50, die Kanäle 52, die Bohrung 53, die Kanäle 54 und den Ringraum 34 nach unten in den Vorformling eintritt und nun anschließend in dessen
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'ft
oberen, erwärmten Mündungsbereich das endgültige Verschlußgewinde ausformt, in dem das verdünnte Material dort in die Vertiefungen
linke Hälfte 17 gedrückt wird. Dies ist in Figur 3'dargestellt.
Anschließend kann das Gehäuse 26 noch etwas nach unten verschoben werden, soweit es die Anschlagstifte 56 und Federn 58 zulassen, so daß die am Formdorn 20 befestigte Schulter 60 oben in die Mündungsform 14 eindringt und die Oberkante des Mündungsbereiches plan ausformt. In dieser Lage verharren die Werkzeuge, bis der Werkstoff genügend abgekühlt und fest ist. Der Vorformling ist dann fertig und wird nach dem Herausziehen des Formdorns und Reckdorns aus dem Vorformling und öffnen der Formhälften entfernt.
Leerseite

Claims (9)

  1. 80,>ο '
    Krupp-Corpoplast
    Maschinenbau GmbH
    Angerburger Straße 24 Anwaltsakte M-5307
    Hamburg 70 09. September 1980
    Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings für das Blasformen eines Hohlkörpers
    PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zum Herstellen eines Vorformlings für das Blasformen eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere einer Flasche, bei dem der auf Umformungstemperatur erwärmte Mündungsbereich des am gegenüberliegenden Ende mit einem geschlossenen Boden versehenen Vorformlings von außen in einer Mündungsform umschlossen, mittels eines in den Vorformling einfahrbaren Formdorns in Anlage an die Mündungsform gebracht und mittels eines Druckmediums zu einem das Aufsetzen eines Verschlusses gestattenden Profil ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zuführen des Druckmediums
    der erwärmte Werkstoff des sich an den in der Mündungsform
    eingeschlossenen Abschnitt anschließenden Mündungsbereiches
    mittels eines Reckdorns axial gereckt und dünn ausgezogen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsbereich des Vorformlings mittels des Formdorns in der Mündungsform verankert wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausziehen des Mündungsbereiches der geschlossene kalte Boden des Vorformlings zwischen einer den Vorformling außen halternden Buchse und dem Reckdorn erfaßt wird.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Halteeinrichtung für den Vorformling, einer Mündungsform und einem in Längsrichtung des Vorformlings verschiebbaren Formdorn, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reckdorn (30) in einer zentrischen Bohrung (28) des Formdorns (20) axial verschiebbar angeordnet ist, und daß eine Betätigungsvorrichtung (26,38) für den Formdorn und den Reckdorn vorgesehen ist, durch die nach dem Schließen der Mündungsform (14) zuerst der Formdorn und anschließend der Reckdorn verschiebbar angetrieben ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formdorn (20) eine konische Schulter (22) aufweist und in der vorgeschobenen Lage der Werkstoff im oberen Mündungsbe-
    j ; ί .;■■; ; 3ioi284
    reich des Vorformlings in eine Vertiefung (18) der Mündungsform (14) verdrängt ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Formdorn (20) und Reckdorn (30) ein Ringraum (34) zum Zuführen von Druckmedium vorgesehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Vorformling haltende Buchse (12) gegenüber einem Anschlag verschiebbar angeordnet ist, der den Hub des Reckdorns (3 0) begrenzt.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reckdorn (30) von einem Kolben (38) angetrieben ist, der in einer Bohrung (36) eines den Formdorn (20) tragenden Gehäuses (26) verschiebbar angeordnet ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Reckdorn (30) ein Ventilteller (42) fest verbunden ist, der mittels einer Feder (46) auf den Kolben (38) angedrückt ist, wobei der Kolben und der Reckdorn durch Zuführen von Druckmedium gemeinsam verschoben werden und bei Anlage des Reckdorns an einen Anschlag durch das Druckmedium der Kolben (38) vom Ventitteller (42) abgehoben wird.
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