DE3331113A1

DE3331113A1 - Temperierbare form fuer formteile aus kunststoffen

Info

Publication number: DE3331113A1
Application number: DE19833331113
Authority: DE
Inventors: Katashi Nagano Aoiki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1984-03-01
Also published as: FR2532238A1; ES8500129A1; GB8323256D0; JPS5939510A; ES525272A0; KR840005683A; GB2130958A; US4703912A; IT8367912A0; IT1168820B; GB2130958B; FR2532238B1

Description

Beschreibung:

Die Erfindung geht aus von einer Form mit den im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen .

Beim Herstellen von Formkörpern aus Kunststoffen
wird häufig verlangt, daß diese eine Form mit einer vorbestimmten Temperatur verlassen. Bei Spritzgießformen und bei Temperierformen für Vorformlinge, welche eine Reihe von Formenhohlräumen nebeneinander

angeordnet besitzen, ist es bekannt, für jeden Formenhohlraum gesonderte Kanäle für ein Kühlmittel oder für ein Heizmedium vorzusehen, durch welche gleichmäßige, vorbestimmte Oberflächentemperaturen in den Formenhohlräumen erreicht werden sollen. Durch die

Anzahl voneinander getrennter Kanäle sind solche Formen ziemlich aufwendig, zumal jedem Formenhohlraum ein eigenes Temperiergerät zugeordnet werden mußte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Formen, in denen eine Reihe von Formenhohlräumen nebeneinander angeordnet sind, den Aufwand für die Temperierung herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Form mit den
im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Der beanspruchte Aufbau eignet

sich gut für Spritzgießformen und für Blasformen und dergleichen, insbesondere aber für Temperierformen für Vorformlinge, welche durch Blasformen oder durch einen kombinierten Streck- und Blasformvorgang zu Hohlkörpern, vor allem Flaschen, weiterverarbeitet werden. In den Temperierformen werden die zuvor durch Spritzgießen hergestellten Vorformlinge auf eine für das nachfolgende Blasformen geeignete Temperatur gebracht.
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Unter der Längsrichtung der Form wird hier eine Richtung verstanden, in welcher die Reihe der Formenhohlräume nebeneinander angeordnet ist.

Das leiterförmige Kanalsystem, welches bei zweiteiliger Form in jeder der beiden Formenhälften vorgesehen ist, erlaubt es, die Oberflächen aller Formenhohlräume auf annähernd übereinstimmender, gleichförmiger Temperatur zu halten, und dafür benötigt man nicht für jeden Formenhohlraum einen eigenen Temperaturkreislauf, vielmehr führt das leiterförmige Kanalsystem zu einem einheitlichen Temperaturkfeislauf für die gesamte Reihe der Formenhohlräume, wodurch der Aufbau solcher Formen erheblich vereinfacht und verbilligt wird.

Die Herstellung der Kanäle kann sehr einfach erfolgen, am besten dadurch, daß man den Block der Form an den vorbestimmten Stellen mit in Längsrichtung bzw.

quer dazu verlaufende' Bohrungen versieht, welche an ihren Enden, soweit sie nicht als Ein- oder Auslaß benötigt werden, wieder verschlossen werden. Am einfachsten wählt man für alle Bohrungen denselben Durchmesser. Den Einlaß für das leiterförmige Kanalsystem wählt man am besten am einen Ende des einen in Längsrichtung der Form verlaufenden Kanals, dessen anderes Ende verschlossen wird; hingegen plaziert man den Auslaß des leiterförmigen Kanalsystems am besten am dem Einlaß entgegengesetzten Ende des anderen der beiden in Längsrichtung verlaufenden Kanäle; das Temperiermittel, welches durch das Kanalsystem strömt, hat dann - gleichgültig, durch welchen der quer zur Längsrichtung der Form verlaufenden Kanäle es strömt - vom Einlaß bis zum Auslaß stets dieselbe Weglänge überwunden. Soweit die lichte Weite der Kanäle konstant ist, ist auch ihr Strömungswiderstand konstant und die für die Temperierung maßgebliche Durchflußrate im Kanalsystem ist dann für alle Formenhohlräume gleich. Alle Formenhohlräume werden deshalb von dem Temperiermittel in gleichem Ausmaß temperiert, d.h. gekühlt oder erwärmt, und folglich werden auch die Formkörper, welche sich beim Temperieren in der Form befinden, untereinander näherungsweise dieselbe Temperatur annehmen. Die Steuerung der Temperatur und der Durchflußrate des Temperiermediums kann von einem einzigen Steuergerät aus erfolgen, erfordert also keinen besonderen Aufwand .

Die Wahl des Temperiermediums hängt davon ab, wie groß die im jeweiligen Anwendungsfall herbei- oder abzuführende Wärmemenge ist und wie rasch der Temperiervorgang ablaufen soll. In den meisten Fä1 len wird man durch das Kanalsystem temperiertes Wasser fließen lassen. Es könnten aber auch andere Flüssigkeiten oder auch Gase (z.B. Luft, Dampf) verwendet werden.

Während die in Längsrichtung der Form verlaufenden Kanäle seitlich neben den Formenhohlräumen verlaufen sollen, sollen die sie leiterförmig verbindenden Kanäle weiter zur Formmitte hin zwischen den Formenhohlräumen angeordnet werden. Dadurch wird es nötig, sie durch Verbindungskanäle mit den in Längsrichtung verlaufenden Kanälen zu verbinden, am einfachsten dadurch, daß man in Höhe der in Längsrichtung verlaufenden Kanäle von der Seite her quer zu den zwischen den Formenhohlräumen liegenden Kanälen und quer zu den in Längsrichtung verlaufenden Kanälen weitere Bohrungen in der Form vorsieht, welche die in Längsrichtung verlaufenden Kanäle durchdringen und in den zwischen den Formenhohlräumen verlaufenden Kanäl-en enden. Die äußeren Enden dieser Verbindungskanäle werden wieder verschlossen.

Der Abstand zwischen den in Längsrichtung verlaufenden Kanälen und den zwischen den Formenhohlräumen verlaufenden Kanälen hängt von den Abmessungen der Formenhohlräume ab und ist zweckmäßig für alle Kanäle konstant. Konstant sollte auch der Abstand der Kanäle

von der Mitte der benachbarten Formenhohlräume sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, welche eine Form zum Temperieren von Vorformlingen zeigen.

Figur 1 ist eine Draufsicht auf die geöffnete Form, 10

Figur 2 ist der Querschnitt durch die geöffnete Form entlang Linie H-II in Fig. 1,

Figur 3 ist ein Längsschnitt durch die Form entlang Linie III-III in Fig. 2, und

Figur 4 ein in die Trennebene der beiden Formhälften gelegter Längsschnitt durch die Form während des Temperiervorgangs.
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Die Temperierform 1 besteht aus zwei Formhälften 1a und 1a', welche durch hydraulische Zylinder 2 und deren Kolbenstangen 3, welche die Temperierform 1 an ihren beiden Enden quer durchsetzen, geöffnet und geschlossen werden können.

Beide Formhälften 1a, 1a¹ sind mit konkaven Bereichen 4a versehen, welche - paarweise zusammengelegt Hohlräume 4 bilden. Außerhalb der Hohlräume 4 besitzt jede Formhälfte 1a, 1a¹ zwei Längskanäle 5 und 6, welche von den Endflächen der Formhälften her mit Abstand übereinander im Niveaubereich zwischen dem Boden und dem Hals der Hohlräume 4 liegend in die Form-

hälften 1a, 1a¹ gebohrt sind. Die Niveaulage der Längskanäle 5 bzw. der Längskanäle 6 ist in Bezug auf jeden der Hohlräume 4 dieselbe. Die beiden obe-

sind

ren Längskanäle 5/an der einen Endfläche der Formhälften 1a, 1a¹ ' verschlossen, während sie am gegenüberliegenden Ende zur Bildung von Einlassen 5a offen sind. Die beiden unteren Längskanäle 6 hingegen/in den Endflächen der Formhälften 1a, 1a¹, in welchen die beiden Einlasse 5a der oberen Längskanäle 5 liegen, verschlossen und münden an den gegenüberliegenden Endflächen der Formhälften in Auslaßöffnungen 6a.

Die Längskanäle 5 und 6 stehen in beiden Formhälften 1a, 1a¹ in Verbindung mit je fünf Vertikalkanälen 7, welche mitten zwischen den konkaven Bereichen 4a liegend in regelmäßigen Abständen vertikal, und zwar im Ausführungsbeispiel von oben her, in die Formhälften 1a, 1a¹ gebohrt sind. In der Seitenansieht (vergl. Fig. 3) bilden die Längskanäle 5 und 6 und die Vertikalkanäle 7 in jeder Formhälfte 1a, 1a¹ gemeinsam ein leiterförmiges Kanalsystem. Die Längskanäle 5 und 6 und die Vertikalkanäle 7 sind in regelmäßigen Abständen angeordnet und ihre Abstände von der Mitte der Hohlräume 4 sind exakt dieselben.

Aus diesem Grunde sind die Vertikalkanäle 7 weiter innenliegend in die Temperierform 1 gebohrt als die Längskanäle 5 und 6, sodaß die Verbindung zwischen

den Längskanälen 5 und 6 einerseits und den Vertikalkanälen 7 anderers-eits durch quer verlaufende Verbindungskanäle 7a hergestellt werden muß. Das Herstellen der verschiedenen Kanäle 5,6, 7,7a ist denkbar einfach:

Für die Längskanäle 5 und 6 durchbohrt man die Formhälften 1a, 1a¹ an den vorbestimmten Stellen waagerecht in Längsrichtung, für die Vertikalbohrungen 7 durchbohrt man die Formhälften 1a, 1a' an den vorbestimmten Stellen zwischen den konkaven Bereichen 4a rechtwinklig zu den Längskanälen 5 und 6 von oben nach unten, und für die Verbindungskanäle legt man Bohrungen rechtwinklig zu den Längskanälen 5 und 6, sowie zu den Vertikalkanälen 7, welche sich von den außenliegenden Seitenflächen der Formhälften 1a, 1a¹ durch den oberen bzw. unteren Längskanal 5 bzw. 6 hindurch bis in den jeweiligen Vertikalkanal 7 hinein erstrecken. Zweckmäßig wählt man für alle Bohrungen denselben Durchmesser. Die öffnungen der Bohrungen in den Außenflächen der Formhäfften 1a, 1a¹ werden wieder verschlossen, bei den Längsbohrungen 5,6 jedoch, wie schon erläutert, nur an einem ihrer Enden.

In die Temperierform 1 tritt das flüssige oder gasförmige Temperiermittel (insbesondere Wasser) durch die beiden Einlaßöffnungen 5a ein, verteilt sich über die Vertika—lkanäle 7, wird in den untenliegenden Längskanälen 6 gesamm/ und verläßt diese durch die beiden Auslaßöffnungen 6a. Die Durchflußrate ist

in allen Vertikalkanälen 7 ungefährt dieselbe, ob man nun den Vertikalkanal 7 betrachtet, der dem Einlaß 5a am nächsten liegt, oder jenen, der dem Auslaß 6a am nächsten liegt. Die thermische Beeinflussung der Temperierform 1 weist deshalb an unterschiedlichen Stellen des Kanalsystems keine großen Unterschiede auf, sodaß die Hohlräume 4 weitgehend üb—ereinstimmende, gleichbleibende Temperaturen erhalten.

Die Temperierform 1 dient zur Aufnahme von Vorformlingen 8. Wie Figur 4 zeigt, hängen die Vorformlinge 8 mit ihrem Hals in einer Form 11, welche an der Unterseite einer Transportplatte 10 befestigt ist. Mit der Transportplatte 10 werden die Vorformlinge 8 über die geöffnete, auf einem Ständer 12 ruhende Temperierform 1 gebracht und diese wird dann angehoben, wodurch die Vorformlinge 8 in die Formenhohlräume 4 eintauchen, und dann wird die Temperierform 1 durch die hydraulischen Zylinder 2 geschlossen. In der geschlossenen Temperierform werden die Vorformlinge 8 durch einen axial beweglichen Streckstempel 9 und durch Einblasen von Luft gegen die Wandung der Hohlräume 4 gepreßt und durch Wärmeaustausch mit dieser Wandung temperiert. Da die Hohlraumwandungen durch das Temperiermittel, welches in den Kanälen 5,6,7,7a fließt, ungefähr auf gleiche Temperaturen eingestellt werden, erhalten auch die Vorformlinge untereinander i.w. dieselbe Temperatur.

Nachfolgend wird noch ein zahlenmäßig belegtes Temperierbeispiel angegeben:

Art der Form:

Abmessungen der Form

Anzahl der Hohlräume Zweigeteilte Temperierform für Vorformlinge

Höhe 175 mm

Länge 940 mm

Breite 85 mm (je Formhälfte, also zusammengefügt 170 mm)

Acht, jeweils für 11-Flaschen

Längskanäle

Je Formenhälfte zwei Längskanäle, 870 mm lang, 14 mm Durchmesser

Vertikalkanäle Je Formenhälfte neun Vertikalkanäle, Länge 75 mm, Durchmesser 14 mm, Abstand 100 mm

Heizmediumtemperatur

Durchflußrate: 84° C
l/min

Oberflächentemperatur in den Hohlräumen: 83° C + 0,5° C

Leerseite

Claims

DR. RUDOLF BAUER DIPL.-ING. HELMUT HUBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER

WESTLICHE 29 - 3> (AM [.PfJPOLDPl-ATZi

D-7530 PFORZHEIM iwest-gfrmanyi

tS (07231) 102290/70 TELEGRAMME PATMARK

Telex 783 Θ29 patm· d

29. Aug. 1983 III/Wa

Katashi AOKI, 6037 Ohazaminamijo, Sakakirnachi , Hanishina-gun, Nagano-ken, Japan

" Temperierbare Form für Formteile aus Kunststoffen "

Patentansprüche:

Temperierbare Form für Formteile aus Kunststoffen, insbesondere aus Kunstharzen, welche eine Anzahl von Formenhohlräumen in regelmäßigen Abständen in Reihe nebeneinander aufweist und von Kanälen für ein flüssiges oder gasförmiges Temperiermittel durchzogen ist, gekennzeichnet durch zwei seitlich neben den Formenhohlräumen (4) und mit Abstand übereinander angeordneten, sich in Längsrichtung der Form (1) erstreckenden Kanälen (5,6), welche an ihrem einen Ende offen und an ihrem gegenüberliegenden Ende verschlossen und durch quer zu ihnen verlaufende, in regelmäßigen Abständen angeordnete Kanäle (7) miteinander verbunden sind, welche zwischen den Formenhohlräumen (4) verlaufen und gemeinsam mit den beiden Kanälen (5,6), die sie

verbinden, ein Kanalsystem bilden, welches in Richtung quer zur Ebene der beiden Kanäle (5,6) gesehen, die Gestalt einer Leiter hat.
2. Form nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die beiden Kanäle (5,6), welche sich in Längsrichtung der Form (1) erstrecken, an unterschiedlichen Enden verschlossen sind.
3. Form nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das leiterförmige Kanalsystem bildenden Kanäle (5,6,7,7a) längs bzw. quer verlaufende Bohrungen im Block der Form (1) sind, welche - bis auf eine Einlaßöffnung (5a) in dem einen und eine Auslaßöffnung (6a) in dem anderen der beiden in Längsrichtung der Form (1) verlaufenden Kanäle (5,6) - an ihren äußeren Enden wieder verschlossen sind.
4. Form nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das leiterförmige Kanalsystem bildenden Kanäle (5,6,7,7a) Bohrungen mit übereinstimmenden Durchmessern sind.
5. Form nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich in Längsrichtung der Form (1) erstreckenden zwei Kanälen (5,6) einerseits und den sie ver-

bindenden, zwischen den Formenhohlräumen (4) verlaufenden Kanälen (7) andererseits ein konstanter Abstand besteht und daß der Abstand der Kanäle (5,6,7) von der Mitte benachbarter Formenhohlräume (4) konstant ist.