DE3336467A1

DE3336467A1 - Verfahren und vorrichtung zur kristallisation thermoplastischer kunststoffe

Info

Publication number: DE3336467A1
Application number: DE19833336467
Authority: DE
Inventors: Kjell Mosvoll 23010 Skanör Jakobsen; Torsten 24021 Löddeköpinge Nilsson
Original assignee: PLM AB
Current assignee: Rexam AB
Priority date: 1982-10-14
Filing date: 1983-10-06
Publication date: 1984-04-19
Also published as: IT1162962B; FI81301B; AT384776B; MX163344A; IE56149B1; BE897981A; IL69940A0; CH665166A5; SE8205829L; PT77489B; IE832413L; GB2128926A; FI81301C; PT77489A; US4725219A; DK471983D0; CA1216724A; FI833674A0; US4595550A; ES8406287A1

Description

PLM AB, Malmö PP

Verfahren und Vorrichtung zur Kristallisation thermoplastischer Kunststoffe

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herbeiführung einer Kristallisation des Werkstoffes in der Wand eines Gegenstandes oder eines Vorform!ings, der aus einem Rohling gebildet wird und wobei der Vorformling vorzugsweise zum Umformen in einen Behälter vorgesehen ist. Der Rohling besteht aus einem kristallisierbaren Thermokunststoff und vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat. Genauer ausgedrückt, bezieht sich die Erfindung darauf, die Wand des Rohlings mit zwei seitlich versetzten Werkstoffbereichen zu versehen und zwecks Kristallisation des Werkstoffes mit Hilfe eines mechanischen Formungsorgans die Werkstoffdicke des Werkstoffes in der Wand beginnend in dem Bereich der Wand zu reduzieren, wo die beiden Werkstoffbereiche seitlich zueinander versetzt sind.

Bei vielen technischen Anwendungen zur Formung von Erzeugnissen aus thermoplastischen Kunststoffen besteht der Bedarf, während des Formungsvorganges oder, wahlweise, bei dem hergestellten Erzeugnis eine genaue Lage eines Überganges zwischen durch Orientierung kristallisiertem Werkstoff und nicht durch Orientierung kristallisiertem Werkstoff, d.h. gewöhnlicherweise in der Hauptsache amorphem Werkstoff zu erhalten. Ein Beispiel für eine derartige technische Anwendung ist die Herstellung von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, bei der der Behälter aus Vorformlingen aus in der Hauptsache amorphem Stoff hergestellt wird. Die Anfertigung der Vorformlinge geschieht z.B. durch Spritzgießen, durch Thermoformen von beispielsweise Bogen aus dem Thermokunststoff oder durch Verschließen des einen Endes bei abgeschnittenen Stücken von extrudierten Rohren, deren anderes Ende zur Bildung des Mündungsteils des späteren Behälters umgeformt werden.

Polyester, Polyamide oder damit vergleichbare Werkstoffe sind Beispiele für thermoplastische Kunststoffe, bei denen die Erfindung an-

gewendet werden kann. Beispiele für geeignete Polyester oder Polyamide sind Polyalkylenterephthalat, Polyhexamethylen-Adipamid, Polycaprolactam, Polyhexamethylen-Sebacamid, Polyäthylen-2,6- und 1,5-Naphthalat, Polytetramethylen-1,2-Dioxybensoat und Copolymere aus Äthylenterephthalat, Äthylenisophthalat und anderen, ähnlichen Polymeren. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die aufgezählten Werkstoffe, sondern eignet sich auch für viele andere thermoplastische Werkstoffe, z.B. Polyvinylalkohol, Polycarbonate und Kombinationen oben genannter Werkstoffe.

Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf den thermoplastischen Kunststoff Polyethylenterephthalat (im weiteren in der Regel PET genannt). Die in der Beschreibung angegebenen Werte für Temperaturen, Streckungsverhältnisse, Wandstärkenverminderungen usw., die in der Beschreibung angegeben sind, beziehen sich auf diesen Werkstoff. Es ist jedoch bekannt, daß eine große Gruppe thermoplastischer Kunststoffe Werkstoffeigenschaften aufweisen, die denen von PET ähneln, und die Erfindung als solche ist deshalb auch für diese Werkstoffe anwendbar. Es ist notwendig, die in nachstehender Beschreibung angegebenen Größen für Temperaturen, Streckungsverhältnisse, Wanddickenreduktionen usw. bei der Anwendung der Erfindung auf den jeweiligen thermoplastischen Kunststoff abzustimmen, um die Wirkungen zu erzielen, die in der weiteren Beschreibung der vorliegenden Erfindung angegeben werden.

Zum besseren Verständnis der Problemstellung und der Erfindung werden nachstehend einige charakteristische Eigenschaften des Polyesters Polyäthylenterephthalat beschrieben. Aus dem Schrifttum, z.B. „Properties of Polymers" von D. W. van Krevelen, Elsevier Scientific Publishing Company, 1976, 2. vollständig überarbeitete Auflage, ist bekannt, daß sich die Eigenschaften des Werkstoffes bei einer Orientierung amorphen Polyäthylenterephthalats verändern. Einige dieser Veränderungen sind in den Diagrammen Abb. 14.3 und 14.4 auf den Seiten 317 und 319 im Buch „Properties of Polymers" dargestellt. Die in nachstehender Diskussion verwendeten Bezeichnungen entsprechen den Bezeichnungen in genanntem Buch.

AkJ

PET, ebenso wie viele thermoplastische Kunststoffe, läßt sich durch Strecken des Werkstoffes orientieren. Normalerweise erfolgt dieses Strecken bei einer Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur Tg des Werkstoffes. Durch die Orientierung verbessern sich die Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes. Aus dem Schrifttum geht hervor, daß beim thermoplastischem Kunststoff PET eine Erhöhung des Streckverhältnisses -A. , d.h. des Quotienten zwischen Länge des gestreckten Werkstoffes und Länge des ungestreckten Werkstoffes, auch eine Erhöhung der Verbesserung der Werkstoffeigenschaften mit sich führt. Bei einer Erhöhung des Streckverhältnisses_A- von ca. 2- bis etwas über 3mal liegen besonders große Veränderungen der Werkstoffeigenschaften vor. Hierbei verbessern sich die Festigkeit in Orientierungsrichtung markant, während gleichzeitig die Dichte f ebenso wie die Kristallinität Xc ansteigen und die Glasumwandlungstemperatur Tg erhöht wird. Aus dem Diagramm auf Seite 317 geht hervor, daß der Werkstoff nach dem Strecken, wobei j\. den Wert 3,1 annimmt, einer Kraft pro Flächeneinheit widersteht, die er = 10 entspricht, und dies bei sehr geringer Dehnung, während die Dehnung bei _Λ-= 2,8 wesentlich größer ist.

Die oben angegebenen Diagramme zeigen Veränderungen, die man bei monoaxialer Orientierung des Werkstoffes erhält. Bei biaxialer Orientierung erhält man ähnliche Wirkungen in beiden Orientierungsrichtungen.

Der Schrifttumhinweis (vgl. z.B. Tabelle 14.1 auf Seite 318) zeigt weiterhin, daß zwischen Orientierung, Dichte und Kristallisation solche Zusammenhänge bestehen, daß die Kristallisation ein Maß für die Orientierung des Werkstoffes darstellt. Bei der im Schrifttumhinweis gemeinten Kristallisation handelt es sich um die Kristallisation, die bei der Orientierung des Werkstoffes auftritt. Ober diese Orientierungskristallisation hinaus kann der Werkstoff durch Erwärmen sowohl vor als auch nach der Orientierung eine ergänzende, thermische Kristallisation erhalten. In der weiteren Beschreibung versteht sich unter dem Begriff Kristallisation, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, ausschließlich die Kristallisation, die mit der Orientierung durch Strecken und/oder Wanddickenreduktion des Werkstoffes ver-

bunden ist. Für die Kristallisation, die sich durch ein Strecken und/oder eine Wanddickenreduktion ergibt, wird im weiteren häufig der Begriff „Streckkristallisation" benutzt.

Verbesserte Werkstoffeigenschaften, entsprechend denen, die man bei oben genanntem Strecken erhält, ergeben sich auch dann, wenn die Werkstoffdicke z.B. durch mechanische Formungsorgane reduziert wird und die Reduktion der Reduktion entspricht, die beim Werkstoff auftritt, wenn dieser bis zum Erreichen des Fließzustandes gestreckt wird. Wenn der Werkstoff bis zum Fließzustand gereckt wird und der Werkstoff sich vor dem Fließen bei einer Temperatur unterhalb der Glasumwandlungstemperatur Tg befindet, erstreckt sich der übergang (die Fließzone) zwischen orientiertem (kristallisiertem) und nichtorientiertem (nicht kristallisiertem) Werkstoff über einen in Streckrichtung laufenden, relativ kurzen Bereich, in dem die Dicke des Werkstoffes reduziert wird. Bei z.B. einem Zugstab ergibt sich in der Fließzone eine Durchmesserverminderung um das ca. 3fache. Bei Ziehen wird die Fließzone kontinuierlich in den nicht orientierten Werkstoff verlagert, während gleichzeitig der Werkstoff, der sich bereits im FTießzustand befunden hat, die Zugkräfte des Stabs ohne hinzukommende, verbleibende grössere Streckung aufnimmt.

Bei Flaschen sind bestimmte äußere Mündungsdurchmesser mit dazugehörigem Gewinde genormt, und dadurch wird, gemäß der nunmehr allgemein angewandten Technik bei Anwendung des in der Einleitung angegebenen Formungsverfahrens, der größte Durchmesser bestimmt, der bei dem formgeblasenen Behälterkörper zulässig ist. Die Gründe hierfür werden im folgenden näher erläutert. Um bei den Vorformlingen einen amorphen Ausgangswerkstoff zu erhalten, muß der Werkstoff nach der Extrusion - bzw. dem Spritzgießen - schnell bis unter die Glasumwandlungstemperatur Tg abgekühlt werden. Bei übermäßig großer Wanddicke besitzt der Werkstoff nicht die ausreichende Wärmeleitfähigkeit, um die erforderliche schnelle Abkühlung der mittigen Abschnitte der Wand zu erlauben, wodurch der mittig vorhandene Werkstoff thermisch kristallisiert und undurchsichtig wird. Derart undurchsichtiger Werkstoff läßt sich schlecht umformen. Die größtmögliche Wanddicke der Vorform!inge beträgt deshalb in der Theorie weniger als ca. 9 mm. In

der Praxis arbeitet man jedoch häufig mit Wanddicken von weniger als 4 mm. Beim Blasformen eines Vorformlings von übermäßig dickem Wandwerkstoff ergeben sich nämlich Probleme bedingt durch die Abkühlung des Werkstoffes während des eigentlichen Blasformungsvorganges und bevor der Werkstoff die Formwand erreicht. Der blasgeformte Behälter wird nicht mehr völlig glasklar, sondern erhält undurchsichtige, weiße Abschnitte. Um blasgeformte Behälter zu erhalten, die die erforderliche Fähigkeit besitzen, Beanspruchungen und Durchlöcherungen der Behälterwände zu widerstehen, darf die Wanddicke des fertigen Behälters nicht einen bestimmten Wert unterschreiten. Gemäß allgemein angewandter Technik ist es weiterhin nicht möglich, den Außendurchmesser des Rohres bei der Formung des MUndungsteiles des Vorformlings zu vermindern. Hieraus ergibt sich, daß der gewünschte Mündungsdurchmesser des blasgeformten Behälters maßgeblich für den Durchmesser des Vorformlings und damit auch für den größten Durchmesser des blasgeformten Behälterkörpers ist. Beim Bedarf an Flaschen für große Inhalte - zumindest bei Vorformlingen aus amorphem Werkstoff, die aus extrudieren Rohren hergestellt sind - werden Vorform!inge von größerer Axiallänge verwendet, nachdem der mit Rücksicht auf den Mündungsdurchmesser größtmögliche Durchmesser beim Behälterkörper erreicht worden ist. über den Nachteil einer gewissen Instabilität bei dem fertigen Erzeugnis bedeutet die Verlängerung eine unbefriedigende Anwendung der Werkstoffmenge im Behälterkörper, da die erforderliche Werkstoffmenge je Volumeneinheit Aufbewahrungsraum größer ist, als bei einer Anpassung von sowohl Durchmesser als auch Länge des Behälterkörpers auf den aktuellen Volumenbedarf erforderlich wäre. Die unnötige große Fläche des Behälters bedingt außerdem eine entsprechende Erhöhung der gesamten Kohlendioxidpenetration bei der Aufbewahrung von kohlensäurehaltigen Getränken.

Ein weiteres Problem bei der Herstellung von Behältern ausgehend von Vorformlingen besteht darin, während des Blasformens des Vorformlings zum Behälter und bei großem Durchmesser des Behälterkörpers eine ausreichende Werkstoffmenge für den Bodenteil des Vorformlings zwecks Bildung des Bodenteils des Behälters zu disponieren.

Um auf beste Weise die Werkstoffeigenschaften des Werkstoffes auszu-

nutzen, wird angestrebt, daß der Durchmesser der Teile des Vorformlings, die nach der Blasformung den eigentlichen Behälterkörper bilden, einen Wert hat, der mit sich führt, daß der Werkstoff in dem blasgeformten Behälter die gewünschte Orientierung erhält. Bei Behältern aus PET wird häufig angestrebt, daß der Werkstoff im Zusammenhang mit dem Blasformen biaxial so gestreckt wird, daß das Produkt der Streckungen etwa 9mal beträgt.

Aus obigem geht hervor, daß, gemäß allgemein angewandter Technik, die Werkstoffmenge im Mündungsteil nicht von den berechneten Beanspruchungen in diesem bestimmt wird, sondern vom größten Durchmesser des Behälterkörpers. Dies führt in der Regel zu einem beachtlichen Werkstoffüberschuß im Mündungsteil. Bei z.B. einer Flasche aus PET mit dem Inhalt 1 Liter kann gemäß bisher angewandter Technik der Mündungsteil bis zu 25-30 % der gesamten Werkstoffmenge enthalten. Abgesehen von der unästhetischen Überbemessung des Mündungsteils bedeutet dieser Umstand auch eine WerkstoffVerschwendung, die bei der Massenherstellung von Gegenständen von Bedeutung ist.

Bei der bisher angewandten Technik bestehen der Mündungsteil und die angrenzenden Halsteile aus nichtorientiertem, d.h. gewöhnlicherweise aus hauptsächlich amorphem Werkstoff. Dies bedeutet, daß der Werkstoff im Mündungsteil sowie den angrenzenden Halsteilen andere Eigenschaften besitzen als der Behälterkörper. Bei Behältern aus z.B. PET hat der Werkstoff im Mündungsteil eine Glasumwandlungstemperatur Tg von ca. 70⁰C, während der Werkstoff im Behälterkörper eine Glasum-Wandlungstemperatur Tg von ca. 80⁰C hat. Hieraus ergibt sich, daß der Werkstoff im Mündungsteil bei niedrigerer Temperatur erweicht als der Werkstoff im Behälterkörper.

Es ist bereits bekannt, durch Kaltumformen des Mündungsteils eines Rohlings Werkstoff vom Mündungsteil herunter in die Bereiche des Rohlings zu verlagern, die später die Wandabschnitte des Behälterkörpers bilden. Hierdurch wird eine gewisse Anpassung der Werkstoffmenge im Mündungsteil auf die späteren Beanspruchungen erreicht, aber zwischen dem eigentlichen Behälterkörper und dem Mündungsteil ergeben sich Halsabschnitte, bei denen der Werkstoff weniger als 3mal gestreckt

wird. Diese Halsabschnitte bestehen somit beim geformten Behälter aus ungenügend orientiertem Werkstoff, während gleichzeitig die Wanddicke unerwünscht groß ist. Der Werkstoff im Mündungsteil und die soeben genannten Halsabschnitte haben auch eine niedrigere Glasumwandlungstemperatur als der Werkstoff im Behälterkörper, woraus sich der bereits genannte Nachteil einer niedrigeren Erweichungstemperatur des Werkstoffes im Mündungsteil und in den angrenzenden Halsabschnitten ergibt. Diese Technik ist durch die englische Veröffentlichung GB 2 016 360 bekannt.

Das amerikanische Patent US 4,108,937 beschreibt das Spritzgießen eines an einem Ende verschlossen, rohrförmigen Rohlings, dessen anderes Ende zwecks Fixierung in einem nachgeschalteten Blasformungsorgans mit einer ringförmigen Wulst versehen ist, wobei der rohrförmige Rohling nach einem gewissen Umformen zu einem Behälter blasgeformt wird.

Der Werkstoff im rohrförmigen Teil des Rohlings wird in Radialrichtung bei einer Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur Tg expandiert, um den Mündungsteil des Behälters zu bilden. Ein auf beschriebene Weise geformter Behälter besitzt einen Mündungsteil und einen Halsabschnitt, wo der Werkstoff eine sehr geringe Streckung und somit Orientierung erfahren hat, wodurch die früher genannten Nachteile bezüglich des Mündungsteils des Behälters (d.h. übermäßige Werkstoffmenge, niedrigere Glasumwandlungstemperatur Tg als im Behälterkörper) weiterhin bestehen. Die im Patent US 4,108,937 beschriebene Erfindung ist außerdem mit dem Nachteil behaftet, daß nur ein Teil des Werkstoffinhaltes des spritzgegossenen rohrförmigen Rohlings bei der Umformung des Rohlings in den fertigen Behälter verwendet wird. Selbstverständlich ist der hierdurch auftretende Werkstoffverlust von wirtschaftlichem Nachteil bei der Massenherstellung von Gegenständen.

Das Patent US 4,264,558 bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem ein rohrförmiger Vorformling aus PET in einen Behälter umgeformt wird, wobei die Behälterwand aus Werkstoff besteht, der z.B. um mehr als das l,5fache gestreckt wird. Der Bodenteil des Behälters besteht aus amorphem, unorientiertem Werkstoff, während die Halsabschnitte des Behälters aus Werkstoff bestehen, der nur in geringem Ausmaß orien-

tiert ist. Durch ein Erwärmen und die dadurch verursachte thermische Kristallisation verbessert sich die Festigkeit des Werkstoffes in den nichtorientierten Bereichen, die gleichzeitig undurchsichtig werden.

Selbst bei einer Kombination der oben genannten Techniken besteht weiterhin eine unerwünschte öberbemessung der Halsabschnitte des Behälters, während diese gleichzeitig andere Eigenschaften besitzen als der Werkstoff im eigentlichen Behälterkörper.

Durch den veröffentlichten Patentantrag GB 2 067 952 ist das Umformen eines Rohlings mittels mechanischer Organe in einen Vorformling durch Reduktion der Werkstoffdicke zur Herstellung des Vorformlings bekannt, der beim Blasformen einen Behälter mit gleichförmig axialorientiertem Werkstoff bildet und in der Hauptsache die gleiche Glasumwandlungstemperatur Tg sowohl im Mündungsteil als auch im Behälterkörper aufweist. Die Veröffentlichung liefert jedoch keine Hinweise zur Erfüllung des oben angegebenen Bedarfes, die Bindung zwischen den Durchmessern des Mündungsteils und Behälterkörpers des geformten Behälters und die daraus veranlaßte Überbemessung des Behälters aufzulösen.

Auch aus dem veröffentlichten Patentantrag GB 2 052 367 kennt man das Umformen eines Rohlings mittels mechanischer Organe in einen Vorformling durch Reduktion der Werkstoffdicke, wobei sich ein Vorformling ergibt, der beim Blasformen einen Behälter mit gleichförmig axialorientiertem Werkstoff bildet, und der in der Hauptsache die gleiche Glasumwandlungstemperatur Tg sowohl im Mündungsteil als auch im Behälterkorper aufweist. Die Veröffentlichung beschreibt eine Technik, die sich, darauf beschränkt, aus einem Rohling einen Vorformling herzustellen, der beim Ausblasen einen Behälter bildet, dessen Mündungsdurchmesser kleiner ist als der Durchmesser, der sich beim direkten Ausblasen des Rohlings in den Behälter ergibt. Die Veröffentlichung beschreibt eine Technik, die sich auf Rohlinge beschränkt, die aus extrudierten Rohren hergestellt sind, die abgeschnitten und verschlossen werden, um die Rohlinge zu bilden, während die Technik nicht für Spritzgußrohlinge anwendbar ist.

Aus dem veröffentlichten Patentantrag GB 1 076 734 kennt man die Formung einer Startrille, in die ein ringförmiges Ziehorgan eingeführt wird, wobei das Ziehorgan bei der Verschiebung aus der Startrille die Werkstoffdicke bei gleichzeitiger Kristallisation (Orientierung) des Werkstoffes reduziert. Die Veröffentlichung beschreibt eine Technik, bei der der Vorformling (der umgeformte Rohling) in der Hauptsache den ursprünglichen Durchmesser beibehält.

Vorliegende Erfindung beseitigt die Einschränkungen, die bei Anwendung der oben beschriebenen Technik vorliegen. Durch die Erfindung ergibt sich ein Vorformling, der beim Ausblasen einen Behälter mit einem Mündungsteil, Halsabschnitten und einem Behälterkörper bildet, wobei die Durchmesser im Prinzip unabhängig voneinander festgelegt werden und der Behälter aus Werkstoff mit im großen ganzen gleichen Werkstoffeigenschaften (Dichte, axiale Orientierung, Kristallisation, Glasumwandlungstemperatur Tg usw.) besteht. Die Erfindung erlaubt weiterhin eine Bemessung der Wanddicken in den genannten Teilen des Behälters entsprechend den erwarteten mechanischen und thermischen Beanspruchungen. Der Werkstoff hat in den angegebenen Teilen des Behälters eine Streckkristallisation entsprechend der, die sich bei einer Streckung des Werkstoffes um das mindestens ca. 2,5fache ergibt. Die Erfindung ist unabhängig von der Herstellungstechnik für den Rohling, aus dem der Vorformling hergestellt wird, und sie ermöglicht somit die Herstellung des Vorform!ings aus z.B. einem Spritzguß-Rohling, einem thermogeformten Rohling oder einem Rohling, der aus extrudiertem Rohr gebildet worden ist.

Weiterhin ist es durch die Erfindung möglich, einen Behälter mit einem Mündungsdurchmesser herzustellen, der im großen ganzen unabhängig vom Durchmesser des Behälterkörpers ist, und bei dem die Abmessungen des Behälterkörpers auf das Aufbewahrungsvolumen des Behälters abgestimmt ist, um die Werkstoffmenge je Volumeneinheit Aufbewahrungsraum des Behälters auf einem Mindestmaß zu halten.

Außerdem erlaubt die Erfindung, aus einem Rohling einen Behälter zu formen, der beliebige Form beim Halsteil hat, wobei der Werkstoff im Mündungsteil und im Halsteil orientiert ist und eine Streckkristalli-

Air

sation von über 10 % aufweist, die durch Reduktion der Dicke des Werkstoffes und damit verbundene Verlängerung des Werkstoffes in Axialrichtung des Rohlings um mindestens das ca. 2,5fache erhalten worden ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung hat der Vorformling einen zylindrischen Werkstoffabschnitt, der in Axialrichtung des Vorformlings orientiert ist und eine Kristallisation von über 10 % aufweist, wobei die axiale Länge des kristallisierten, zylindrischen Werkstoffabschnittes in bezug auf die Werkstoffabschnitte, die sich beim geformten Behälter im Bereich von der Mündungskante des Behälters bis zum mittigen Bodenteil des Behälters befinden, auf die Profillänge eines axialen Schnittes durch einen aus dem Vorformling geformten Behälter abgestimmt ist und sie in einigen Anwendungsbeispielen der Erfindung mit dieser Profillänge übereinstimmt.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der übergang auf kristallisiertem Werkstoff bei dem aus dem Rohling geformten Vorformling eine Lage hat, die auf das auf dem Vorformling zu formende Enderzeugnis abgestimmt ist. Durch die Erfindung wird es somit möglich, einen Vorformling zu erhalten, der immer die Forderungen erfüllt, die an diesen zur Optimierung der Werkstoffanwendung beim hergestellten Behälter unabhängig von dessen Form gestellt werden. (Als Beispiel sei der Unterschied in der Form zwischen einer Dose und eine Flasche genannt.)

Gemäss der Erfindung geschieht die Formung der Wand eines Rohlings mit einem ersten Werkstoffbereich, einem zweiten Werkstoffbereich und einem dazwischenliegenden Ubergangsbereich. Im Ubergansbereich sind die beiden erstgenannten Werkstoffbereiche seitlich zueinander versetzt. Durch eine Verschiebung eines ersten Teils im Verhältnis zu einem zweiten Teils eines Formungsorgans bei gleichzeitigem Einschluss von Werkstoff im Ubergangsbereich reduziert sich die Werkstoffdicke in einem bandförmigen Bereich in einem Ausmass, der ein Werkstoff!iessen in diesem Bereich hervorruft, wodurch sich Übergangszonen zwischen dem durch die Werkstoff!iessung streck kristallisierten Werkstoff und dem umgebenden, nicht streckkristallisierten Werkstoff bilden. Zumindest eine der Ubergangszonen wird im Rohling mit Hilfe des mechanischen Formungsorgans und bei dessen An-

liegen gegen Werkstoff in der Übergangszone und bei Reduktion der Wanddicke des Werkstoffes auf eine verbleibende Werkstoffdicke entsprechend maximal ca. 2/5 der Ursprungsdicke verlagert. Der Werkstoff, bei dem eine Dickenreduktion stattgefunden hat, hat bei der Reduktion eine Streckkristallisation erhalten, die mindestens ca. 10 ' und höchstens ca. 17 % beträgt.

In einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung geschieht die relative Verschiebung der Übergangszonen auf die Weise, daß der erste Teil und der zweite Teil des Formungsorgans bei Anliegen gegen Werkstoff in den Obergangszonen zueinander verschoben werden.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung beläuft sich während des Verschiebens der Übergangszone im Rohling der kleinste Abstand zwischen erstem Teil des Formungsorgans im Bereich für das Anliegen gegen die eine Fläche des Rohlings in der Übergangszone und dem zweiten Teil des Formungsorgans im Bereich für das Anliegen gegen die gegenüberliegende Fläche des Rohlings in der Übergangszone auf einen Wert entsprechend maximal etwa der halben Dicke des Werkstoffes vor der Kristallisation.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden der erste Werkstoffbereich, der zweite Werkstoffbereich und der Übergangsbereich in einem rohrförmigen Rohling angeordnet, dessen Querschnitt im Übergangsbereich innere und äußere Begrenzungslinien aufweist, deren Längen sich in Axialrichtung des Rohlings verändert. Der Querschnitt ist bei gewissen Anwendungen kreisrund, rechteckig oder quadratisch, bei anderen Anwendungen hat er die Form eines beliebigen Vielecks oder einer Kurvenfläche.

Bei einer wahlweisen Ausführungsform der Erfindung bildet sich der Übergangsbereich beim Spritzgießen des Rohlings, während bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung der Übergangsbereich durch Umformen eines in der Hauptsache rohrförmigen Vorform!ings gebildet wird, der bei gewissen Anwendungsbeispielen aus einem extrudierten Rohr hergestellt ist, bei anderen durch Thermoformung eines Bogens aus thermoplastischem Kunststoff oder bei noch weiteren Beispielen

durch Spritzgießen. Das Umformen des Rohlings in den Vorformling geschieht normalerweise unter Beibehaltung des in der Hauptsache amorphen Gefüges beim Werkstoff. Der Rohling ist vor dem Umformen vorzugsweise am einen Ende verschlossen.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Umformungsorgan mit einem äußeren, ringförmigen Ziehorgan und einem mit diesem zusammenwirkenden, inneren Dorn versehen. Das Ziehorgan wird gegen eine äußere Fläche beim Obergangsbereich angesetzt und in Axialrichtung des Rohlings bei Reduktion des Abstandes zur Außenfläche des Dorns verschoben. Hierdurch reduziert sich die Wanddicke des Werkstoffes des Rohlings in einem Bereich zwischen Ziehorgan und Dorn auf eine verbleibende größte Dicke entsprechend ca. 2/5 der ursprünglichen, wobei der Werkstoff in einem bandförmigen Bereich im Übergangsbereich kristallisiert wird und sich Obergangszonen zwischen nichtkristallisiertem und kristallisiertem Werkstoff im Obergangsbereich bilden. Während der weiteren Verschiebung des Ziehorgans im Verhältnis zum Dorn verlagert das Ziehorgan die eine Obergangszone in Axial richtung des Rohlings bei gleichzeitiger Reduktion der Dicke des dem Dorn umgebenden Werkstoffes und bei Kristallisation dieses Werkstoffes.

Bei einer wahlweisen Ausführungsform der Erfindung wird das Formungsorgan mit einem inneren, ringförmigen Ziehorgan und einer mit diesem zusammenwirkenden, den Rohling umgebenden Hülse ausgerüstet. Das Ziehorgan wird gegen die innere Fläche im Übergangsbereich des Rohlings angesetzt und bei Reduktion des Abstandes zur Innenfläche der Hülse in Axialrichtung des Rohlings verschoben. Hierbei reduziert sich die Wanddicke des Werkstoffes des Rohlings in einem bandförmigen Bereich zwischen Ziehorgan und Hülse auf eine verbleibende, größte Dicke entsprechend ca. 2/5 der ursprünglichen, wobei Werkstoff in einem bandförmigen Bereich im Übergangsbereich kristallisiert wird und sich Übergangszonen zwischen nichtkristallisiertem und kristallisiertem Werkstoff im Obergangsbereich bilden. Während der weiteren Bewegung des Ziehorgans im Verhältnis zur Hülse verlagert das Ziehorgan die eine Öbergangszone in Axial richtung des Rohlings bei gleichzeitiger Reduktion der Dicke des von der Hülse umschlossenen Werkstoffes

und bei Kristallisation dieses Werkstoffes.

Bei noch einer wahlweisen Ausführungsform der Erfindung ist der Dorn mit einer in der Hauptsache rohrförmigen Außenfläche ausgeführt, die einen Spalt mit der Innenfläche des Ziehorgans in dem Bereich bildet, wo diese den kleinsten Umkreis hat. Dieser Bereich ist bei gewissen Ausführungsformen von einer relativ begrenzten axialen Länge. Bei den Bewegungen von Dorn und Ziehorgan zueinander verlagert sich der Spalt entlang der zylindrischen Fläche. Unmittelbar nach Bildung des bandförmigen Werkstoffbereiches aus kristallisiertem Werkstoff beläuft sich die Spaltweite auf einen Wert entsprechend maximal ca. 2/5 der ursprünglichen Werkstoffdicke beim Rohling, und bei der danach fortsetzenden Relativbewegung beläuft sich die Spaltweite auf maximal etwa die halbe ursprüngliche Werkstoffdicke. Während des Verschiebens des Spalts entlang der zylindrischen Fläche des Dorns reduziert sich die Werkstoffdicke der Rohlingwand bei Kristallisation des Werkstoffes in dieser.

Bei noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse des Formungsorgans mit einer Übergangsfläche zwischen zwei in der Hauptsache rohrförmigen Innenflächen mit voneinander abweichendem Umkreis ausgeführt. Gewöhnlich hat die Fläche mit dem größten Umkreis eine sehr geringe axiale Länge, und bei einigen Anwendungen fehlt sie völlig. Die Übergangsfläche bildet das Ziehorgan des Formungsorgans. Auch der Dorn ist mit einer Übergangsfläche zwischen zwei in der Hauptsache rohrförmigen Außenflächen mit voneinander getrenntem Umkreis ausgeführt. Zwischen den Innenflächen und der Übergangsfläche der Hülse einerseits und den Außenflächen und der Übergangsfläche des Dorns andererseits bildet sich dadurch ein spaltförmiger Raum, dessen Umkreis sich im Bereich der Übergangsflächen verändert. Die Hülse ist weiterhin mit einem in Axialrichtung der Hülse beweglichen Gegenhalter ausgerüstet. In einer Ausgangsstellung nimmt dieser eine obere Lage zur Aufnahme eines nach oben geöffneten, rohrförmigen Rohlings auf, während die Hülse gleichzeitig zumindest den Bodenabschnitt des Rohlings umschließt. In der Initialphase des Umformens des Rohlings durch die axiale Bewegung des Dorns im Verhältnis zur Hülse sind der Gegenhalter und damit auch der Rohling in ihren Ausgangsstellungen

fixiert, wodurch der Dorn bei seiner Bewegung den Umkreis des Rohlings in einem Bereich zumindest in der Nähe der Mündung des Rohlings vergrößert. Hierdurch bildet sich beim Rohling der Übergangsbereich zwischen zwei in der Hauptsache rohrförmigen Werkstoffabschnitten mit voneinander getrenntem Umkreis.

Bei einer wahlweisen Ausführungsform der Erfindung ist die Hülse vorzugsweise mit einer in der Hauptsache rohrförmigen Innenfläche ausgeführt, deren Umkreis in Richtung auf die Aussenfläche des Ziehorgans in dem Bereic vergrößert, wo diese den größten Umkreis aufweist. Dieser Bereich hat in gewissen Ausführungsformen eine verhältnismäßig begrenzte axiale Lange. Beim Verschieben der Formungsorgane zueinander verlagert sich der Spalt entlang der rohrförmigen Innenfläche. Unmittelbar nach Bildung des bandförmigen Werkstoffbereiches aus kristallisiertem Material beläuft sich die Spaltweite auf einen Wert von maximal ca.

2/5 der ursprünglichen Werkstoffdicke beim Rohling, und bei der anschließenden, relativen Bewegung beläuft sich die Spaltweite maximal auf etwa die Hälfte der ursprünglichen Werkstoffdicke. Während der Verlagerung des Spalts entlang der zylindrischen Fläche der Hülse reduziert sich die Werkstoffdicke bei der Rohlingwand bei Kristallisation des Werkstoffes in dieser.

Bei noch einer Ausführungsform der Erfindung ist der Dorn des Formungsorgans mit einer Obergangsfläche zwischen zwei in der Hauptsache rohrförmigen Außenflächen mit voneinander getrennten Umkreisen ausgeführt. Normalerweise hat die Fläche mit dem größten Umkreis eine sehr kleine axiale Länge, und bei gewissen Anwendungen fehlt sie völlig. Die Obergangsfläche bildet das Ziehorgan des Formungsorgans. Auch die Hülse ist mit einer Übergangsfläche zwischen zwei in der Hauptsache rohrförmigen Innenflächen mit voneinander getrennten Umkreisen ausgeführt. Zwischen den Innenflächen und der Obergangsfläehe der Hülse einerseits und den Außenflächen und der Obergangsfläche des Dorns andererseits und bei Hülse und Dorn bei einer Stellung im Verhältnis zueinander, der der Stellung unmittelbar vor Beginn der Reduktion der Werkstoffdicke im Obergangsbereich des Rohlings bildet sich dabei ein spaltförmiger Raum, dessen Umkreis sich im Bereich der Obergangsflächen verändert. Das Formungsorgan ist weiterhin mit ei-

nem axial im Verhältnis zu Hülse und Dorn einstellbaren Aufnahmeorgan ausgerüstet. Wenn sich der Rohling im Aufnahmeorgan befindet, umschließt dies zumindest einen Werkstoffbereich im Anschluß an den Boden des Rohlings. In der Initial phase der axialen Bewegung des Dorns in Richtung zur Mündung des Rohlings folgt die Hülse mit dem Dorn bei dessen Bewegung, wodurch die Hülse unter Einschluß von Werkstoff des Rohlings im Bereich unmittelbar an der Mündung des Rohlings den Umkreis des Rohlings im genannten Bereich dadurch vermindert, daß Werkstoff in dem Spalt eingeschlossen wird, der sich zwischen Hülse und Dorn bildet. Hierbei bilden sich beim Rohling ein Werkstoffbereich, dessen Umkreis kleiner ist als der des Werkstoffbereiches des Rohlings unmittelbar am Bodenteil des Rohlings sowie ein Obergangsbereich zwischen diesen beiden Werkstoffbereichen. Die Lage des Übergangsbereiches im Verhältnis zum Boden des Rohlings bzw. zur Mündungskante des Rohlings richtet sich nach der axialen Einstellung des Aufnahmeorgans.

Bei noch einer Ausführungsform der Erfindung ist der Dorn mit einem axial im Verhältnis zum Dorn beweglichen Gegenhalter ausgeführt. Die Bewegung des Gegenhalters ist so der Bewegung des Dorns zugeordnet, daß der Gegenhalter gegen den Boden des Rohlings anliegt und zumindest während der Bewegung des Dorns im Verhältnis zur Hülse zwecks Reduktion der Dicke des Werkstoffes im Übergangsbereich den Rohling gegen das im vorhergehenden Absatz genannte Aufnahmeorgan fixiert.

Eine nähere Beschreibung der Erfindung erfolgt im Anschluß an eine Anzahl von Abbildungen, wobei

Abb. 1 a-f schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Kristallisation von Werkstoff in einem Rohling darstellt,

Abb. 2 a-f schematisch einen Schnitt durch eine wahlweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur Kristallisation von Werkstoff in einem Rohling darstellt,

Abb. 3 a-b schematisch einen Schnitt durch den Rohling in dem

Augenblick darstellt, wo das Werkstoff!ießen zur Bildung eines bandförmigen Werkstoffbereiches aus kristallisiertem Werkstoff beginnt,

Abb. 4 a-e einen Schnitt durch ein Formungsorgan in den aufeinander folgenden Formungslagen zur Kristallisation durch Reduktion der Werkstoffdicke bei einem Rohling zeigt, wobei sich der Innenumkreis des Mündungsteils im Zusammenhang mit der Umformung des Rohlings vergrößert,

Abb. 5 a-e einen Schnitt durch ein Formungsorgan in aufeinander folgenden Formungslagen zur Kristallisation der Reduktion der Werkstoffdicke bei einem Rohling zeigt, bei dem der Innenumkreis des Mündungsteils im Zusammenhang mit dem Umformen des Rohlings verkleinert

wird.

In den Abbildungen 1-3 sind sowohl das Verfahren der Erfindung für die Kristallisation von Werkstoff in der Wand eines Rohlings 10 als auch die prinzipielle Vorrichtung für eine solche Kristallisation dargestellt. Die Abbildungen zeigen eine Ausführungsform einer Vorrichtung, in der der Werkstoff in dem in der Hauptsache ebenen Rohling 10 in eine Zwischenform umgeformt wird, in der der Rohling zwei seitlich versetzte Werkstoffbereiche aufweist, und in der der Werkstoff in dem einen dieser Werkstoffbereiche durch Reduktion der Werkstoffdicke kristallisiert wird.

Die Abbildungen 1 a-f zeigen ein Formungs- und Kristallisationsorgan 20,21,22 im weiteren als Formungsorgan bezeichnet, bestehend aus einem ersten Teil 20, einem zweiten Teil 21 und einem Antriebs- und Positionierorgan 22, im weiteren Positionierorgan genannt. Der Rohling 10 wird völlig oder teilweise vom Formungsorgan umschlossen. Flüssigkeitskanäle 200,210 sind zur Regulierung der Temperatur im ersten Teil und im zweiten Teil des Formungsorgans angeordnet. Das Positionierorgan 22 ist mit einer Nase 220 zwecks Anliegen gegen den ersten

Teil 20 des Formungsorgans und mit einer weiteren Nase 221 zwecks Anliegen gegen den zweiten Teil 21 des Formungsorgans versehen, worüberhinaus der untere Teil 222 des Positionierorgans zwecks Anliegen gegen den Rohling 10 ausgeführt ist. Im weiteren werden die Begriffe „untere" und „obere" bzw. „rechte" und „linke" zur Vereinfachung der Beschreibung benutzt, wobei sich die Ausdrücke auf die Orientierung des Formungsorgans bzw. Rohlings beziehen, die in der Abbildung dargestellt ist. Die in den Abbildungen gewählte Orientierung ist jedoch völlig beliebig. Dies gilt auch für die Orientierung der Formungsorgane in Abb. 4-5. Der erste Teil und der zweite Teil des Formungsorgans haben zueinander gerichtete Flächen 201 bzw. 211. Die beiden Flächen haben je einen oberen, senkrechten Flächenabschnitt 202,212 und einen unteren, senkrechten Abschnitt 203,213, die über s-ähnliche Obergangsflächen 204 bzw. 214 im Verhältnis zueinander parallel versetzt sind. Die beiden s-ähnlichen öbergangsflachen 204,214 • stellen Umformungsorgane dar, die bei der Bewegung des ersten Teils 20 im Verhältnis zum zweiten Teil 21 zuerst den Werkstoff im unteren Teil des Rohlings seitlich im Verhältnis zum Werkstoff im oberen Teil des Rohlings verschieben und anschließend, bei der weiteren Relativbewegung der Formungsorganteile 20,21 die Werkstoffdicke bei Verlängerung des Rohlings in der relativen Bewegungsrichtung der Teile und mit Anfang im Obergangsbereich zwischen den seitlich versetzten Werkstoffbereichen reduzieren. Die Parallelverschiebung der oberen bzw. der unteren Fläche wurde weiterhin so gewählt, daß sich eine

senkrechte Ebene, die die Fortsetzung des oberen Flächenabschnittes

202 beim ersten Teil des Formungsorgans darstellt, auf einem Abstand zum unteren Flächenabschnitt 213 beim zweiten Teil des Formungsorgans hat, dessen Größenordnung der Werkstoffdicke des kristallisierten
Werkstoffes in einem aus dem Rohling geformten Vorformling 13 ent-

spricht. Das Positionierorgan 22 besteht unterhalb der untersten der beiden Nasen 220, 221 aus einer Scheibe 223, deren Dicke mit der Dikke des Rohlings 10 übereinstimmt. Die Scheibe dient als Abstandorgan zwischen den oberen Flächenabschnitten 202, 212 des Formungsorgans, die somit einen gegenseitigen Abstand haben, der im großen ganzen mit der Werkstoffdicke des Rohlings übereinstimmt. Weiter gilt, daß eine senkrechte Ebene, die die Fortsetzung des unteren Flächenabschnittes

203 beim ersten Teil des Formungsorgans darstellt, einen Abstand zum

unteren Flächenabschnitt 213 beim zweiten Teil des Formungsorgans hat, der der Werkstoffdicke des Rohlings entspricht. Das Positionierorgan 22, der erste Teil 20 des Formungsorgans und der zweite Teil 21 des Formungsorgans sind über Antriebsorgane miteinander verbunden und für senkrechte Verschiebung gelagert. Antriebsorgane und Lagerungen sind nicht in den Abbildungen dargestellt.

In Abb. 1 a-f und 3a ist Schritt für Schritt die Umformung des Rohlings 10a in den Vorformling 13 dargestellt. In Abb. la ist der Rohling 10 zwischen den beiden oberen Flächenabschnitten 202, 2f2 angeordnet und liegt gegen den unteren Teil 222 des Positionierorgans an. Durch die Antriebsorgane wird das Positionierorgan abwärts verschoben, wobei die Nase 220, die gegen den ersten Teil 20 des Formungsorgans anliegt, diesen abwärts in der Abbildung versetzt, bis die Nase 221 des Positionierorgans gegen den zweiten Teil 21 des Formungsorgans anschlägt (Abb. Ic). Der untere Teil 222 des Positionierorgans verschiebt gleichzeitig den Rohling abwärts, wobei der Rohling zwecks Bildung eines oberen Werkstoffbereiches 102 und eines unteren Werkstoffbereiches 103 umgeformt wird. Die beiden Werkstoffbereiche sind durch den Obergangsbereich 104 voneinander getrennt. Die Lage des Positionierorgans 22 ist nun im Verhältnis zum zweiten Teil des Formungsorgans fixiert. Durch die Antriebsorgane wird der erste Teil des Formungsorgans weiter abwärts versetzt, wobei die Übergangsfläche 204 die Werkstoffdicke im Übergangsbereich 104 in einem bandförmigen Bereich 105 auf eine verbleibende Dicke reduziert, die der Dicke entspricht, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhält. Hierbei wird der Werkstoff in dem bandförmigen Bereich kristallisiert, und es bilden sich Übergangszonen 106,107 zwischen nicht kristallisiertem und kristallisiertem Werkstoff. Bei der weiteren Bewegung des ersten Teils des Formungsorgans wird die untere Übergangszone 107 bei Kristallisation des Werkstoffes im Rohling in den unteren Werkstoffbereich 103 des Rohlings verlagert, und hierbei reduziert sich die Wanddicke des Werkstoffes auf eine verbleibende Wanddicke,, die der entspricht, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhält. Der obere Werkstoffbereich 102 des Rohlings ist, nachdem die Nase 221 des Positionierorgans gegen den zweiten Teil des Formungsorgans angeschlagen hat, vom Formungsorgan umschlos-

sen, so daß die Form des oberen Werkstoffbereiches während der Bildung der Übergangszonen 106,107 und während dem Versetzen der unteren Obergangszone unverändert bleibt.

Die Abbildungen 2 a-f entsprechen den vorher beschriebenen Abbildungen 1 a-f. Die Parallel verschiebung zwischen den oberen Flächenabschnitten und den unteren Flächenabschnitten beim ersten Teil 20a des Formungsorgans und zweiten Teil 21a des Formungsorgans ist jedoch größer als bei der in Abb. 1 a-f dargestellten Ausführungsform. Das Positionierorgan 22a ist auf diese größere ParalIeIverschiebung abgestimmt. In der Stellung, wo die linke Nase 220a des Positionierorgans 22a gegen den ersten Teil des Formungsorgans anliegt, bildet der unterste Teil des Positionierorgans 22a teils eine Anliegefläche gegen die obere Kante und gegen die linke Seitenfläche des Rohlings 10, teils eine Teilfläche 204a¹ in der S-ähnlichen Übergangsfläche 204a im Anschluß an den ersten Teil des Formungsorgans.

Die Umformung des Rohlings zur Bildung der beiden seitlich versetzten Werkstoffbereiche 102a,103a und des dazwischenliegenden Obergangsbereiches 104a sowie für die Kristallisation des Werkstoffes im Rohling ist völlig analog mit der Umformung, die im Anschluß an Abb. 1 a-f beschrieben ist.

Die Abbildungen 3a bzw. 3b zeigen den Rohling 10c bzw. 10g, nachdem die Werkstoffdicke in dem bandförmigen Bereich 105 bzw. 105a auf eine verbleibende Dicke reduziert worden ist, die der Dicke entspricht, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhält.

In obiger Einzelbeschreibung im Anschluß an Abb. 1-3 wurde angenommen, daß der Werkstoff in einen in der Hauptsache ebenen Rohling umgeformt wird. Das oben beschriebene Bewegungsschema für die Teile des Formungsorgans, die Angaben über die gegenseitigen Abstände, die Werkstoffdicke beim kristallisierten bzw. nicht kristallisierten Werkstoff haben auch bei Rohlingen von beliebiger Form Gültigkeit. Im folgenden wird die Anwendung der Erfindung bei rohrförmigen Rohlingen beschrieben, wo der Schnitt rechtwinklig zur Axialrichtung beliebige Form hat.

In Abb. 4 a-e ist ein Schnitt durch ein mechanisches Formungsorgan zur Kristallisation des Werkstoffes in einem rohrförmigen Rohling dargestellt= In den Abbildungen ist die linke Hälfte ohne Rohling bzw. Vorformling und die rechte Hälfte mit Rohling bzw. Vorformling gezeigt.

In den Abbildungen ist ein Rohling 30 in verschiedenen Phasen 30 a-d des Umformens in einen Vorformling 33 gezeigt. Die inneren Flächen des Rohlings bzw. Vorform!ings haben in den Abbildungen die Hinweisziffern 300 bzw. 330 und die äußeren Flächen die Hinweisziffern 301 bzw. 331. In Abb. 4 a-e ist eine einen Gegenhalter 42 umgebende Aufnahmehülse 43 dargestellt., die in ihrem oberen Teil mit einer Vertiefung mit einer Bodenfläche 420 versehen ist. Diese Bodenfläche geht in die innere Fläche 430 der Aufnahmehülse über, und zusammen mit der Aufnahmehülse bildet die Bodenfläche ein tassenähnliches Aufnahmeorgan zur Aufnahme des Rohlings 30a. Der Gegenhalter 42 ist im Verhältnis zur Aufnahmehülse 43 zwecks Einstellung der Tiefe des tassenähnlichen Aufnahmeorgans axial verschiebbar. Bei dem in der Abbildung gezeigten Ausführungbeispiel ist am Gegenhalter eine mittige, in der Abbildung senkrecht gerichtete Gewindewelle 425 angebracht, die mit einem mittigen Gewindeloch 432 in der Aufnahmehülse 43 zusammenwirkt. Eine Sicherungsmutter 426 fixiert die Welle 425 und damit auch den Gegenhalter in der Axialstellung im Verhältnis zur Aufnahmehülse_s für die der Gegenhalter eingestellt wird.

Die Aufnahmehülse 43 wiederum ist von einer Formungshülse 40 umgeben, deren Innenfläche 402 an die Außenfläche 431 der Aufnahmehülse anschließt. Die Formungshülse ist mit Kanälen 407 für Flüssigkeit zum Transport von Wärmeenergie zu oder von der Formungshülse versehen. Mit in den Abbildungen nicht dargestellten Antriebsorganen wird die Formungshülse axial im Verhältnis zu dem genannten, tassenähnlichen Organ verschoben. Die innere Fläche 430 der Aufnahmehülse bildet in ihrer Mündung eine abgerundete (konvexe) Mündungskantenfläche 434, die im Anschluß an die Mündungskante der Formungshülse in die Innenfläche der Formungshülse übergeht. Die Mündungskante der Formungshülse hat eine konkave_s innere Mündungskantenfläche 404, die in der axialen Stellung, die das tassenähnliche Aufnahmeorgan im Verhältnis

zur Formungshülse in Abb. 4a einnimmt, eine Fortsetzung der Mündungskante des tassenähnlichen Organs bildet und zusammen mit dieser eine S-förmige, innere Mündungskantenfläche bildet.

Ein Dorn 41 ist zur axialen Verschiebung im Verhältnis zu sowohl der Aufnahmehülse 43 als auch der Formungshülse 40 und dem Gegenhalter 42 angeordnet, wobei die Antriebsorgane in den Abbildungen nicht dargestellt sind. Im Dorn sind Flüssigkeitskanäle 417 zum Transport von Wärmeenergie zum oder vom Dorn angeordnet. Weiterhin besitzt der Dorn einen oberen Teil 416 mit einer in der Hauptsache zylindrischen äußeren Fläche 413 und einen unteren Teil 415 mit einer in der Hauptsache zylindrischen äußeren Fläche 412, deren Umkreis kleiner ist als der der oberen Fläche. Außerdem gibt es beim Dorn eine Obergangsfläche 414, die den Obergang zwischen den beiden in der Hauptsache zylindrischen Flächen 412,413 bildet und eine Form hat, die der Form der im vorhergehenden Absatz beschriebenen S-förmigen, inneren Mündungskantenfläche entspricht.

Im Anschluß .an die Aufnahmehülse 43 und die Formungshülse 40 sind Anschläge 44 angeordnet, die mit in ihrer axialen Stellung einstellbaren Abstandorganen 45 im Anschluß an den Dorn 41 zusammenwirken. Bei dem in den Abbildungen gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abstandorgane in Halter 450 eingeschraubt und werden mittels Sicherungsmuttern 451 in der eingestellten Lage fixiert.

Der Rohling 30a wird der Vorrichtung mit Gegenhalter 42, Aufnahmehülse 43 und Formungshülse 40 in den in Abbildung 4a dargestellten axialen Stellungen zugeführt. Hierdurch liegt der Rohling 30a stabil gegen die Bodenfläche 420 in der Vertiefung des Gegenhalters an und wird von der Aufnahmehülse 43 umschlossen. Bei unveränderter Einstellung der vorgenannten Organe wird der Dorn 41 durch Antriebsorgane in der Abbildung abwärts versetzt und bewegt sich mit seiner unteren zylindrischen Fläche in den Rohling hinein, wobei der Rohling 30a zuerst gegen die Bodenfläche 420 und deren oberen Teil fixiert wird, wonach der Rohling durch Beeinflussung der Ubergangsflache 414 und der oberen zylindrischen Fläche 413 des Dorns ausgekragt wird. Der Rohling erhält dabei einen oberen zylindrischen Teil 303

und einen unteren zylindrischen Teil 302, dessen Umkreis kleiner ist als der des oberen Teils, wobei sich zwischen den beiden Teilen ein Obergangsbereich 304 (vgl. Abb. 4b) bildet. Da der Dorn den Rohling gegen die Bodenfläche 420 fixiert, wird sichergestellt, daß der übergangsbereich die richtige Lage im Verhältnis zur Mündungskante bzw. zum Bodenverschluß des Rohlings erhält. Die Bewegung des Dorns in Richtung zu Gegenhaiter, Aufnahmehülse und Formungshülse endet, wenn die Abstandorgane 45 auf die Anschläge 44 auftreffen. Durch Einstellung der Lage der Abstandorgane wird erreicht, daß die Bewegung der Dorne endet, wenn der spaltähnliche Raum, der sich zwischen dem Dorn 41 einerseits und der Formungshülse 40 und Aufnahmehülse 43 andererseits bildet, eine Breite entsprechend der Werkstoffdicke des umgeformten Rohlings 30b erreicht hat. Die Stellungen der Formungsorgane entsprechen den Positionen, die oben im Anschluß an die Abbildungen Ic und 2c beschrieben worden sind. Bisher geschah somit lediglich eine Umformung des Werkstoffes im Rohling, ohne daß der Werkstoff im Rohling in Axialrichtung des Rohlings verlängert worden ist. Die Vergrößerung des Umkreises, die im oberen Teil des Rohlings stattgefunden hat, ist normalerweise von so geringem Umfang, daß sie keine merkbare. Orientierung des Werkstoffes in Umkreisrichtung des Rohlings mit sich führt«

Die Formungshülse 40 (vgl. Abb„ 4c) bewegt sich nun aufwärts in der Abbildung unter Beibehaltung des Abstandes des Dorns 41 zur Aufnahmehülse 43 und zum Gegenhalter 42. Die innere, konkave Mündungskantenfläche 404 der Formungshülse nähert sich dabei der Übergangsfläche 414 des Dorns 41 und reduziert die Werkstoffdicke im Übergangsbereich 304 des Rohlings auf einen Wert entsprechend der Dicke, die der Werkstoff bei freiem Ziehen bis zum Fließen erhält. Hierbei wird der Werkstoff in einem bandförmigen Bereich 305 im Übergangsbereich (vgl.

Abb. Id, 2d, 3a,b) kristallisiert, und es bilden sich Übergangszonen 306,307 zu dem durch eine Dickenreduktion noch nicht kristallisiertem Werkstoff.

Von Antriebsorganen wird anschließend (vgl. Abb. 4d) die Formungshülse 40 weiter in der Abbildung aufwärts bei gleichzeitiger Reduktion der Wanddicke und einer dieser entsprechenden Verlängerung des Roh-

lings in dessen Axial richtung bewegt. Gleichzeitig mit der Reduktion der Werkstoffdicke im oberen Teil des Rohlings wird der Werkstoff kristallisiert. Der Gegenhalter 42 und die Aufnahmehülse 43 sind nicht mehr am Umformvorgang des Rohlings beteiligt und werden deshalb entfernt.

In gewissen Anwendungsbeispielen dauert die Bewegung der Formungshülse im Verhältnis zum Dorn 41 an, bis sämtlicher Werkstoff im oberen Teil des Rohlings eine Dickenreduktion erfahren hat (vgl. Abb. 4e). Hierbei erhält man einen Vorformling, bei dem nur Werkstoff im oberen Teil des Vorformlings eine Dickenreduktion erfahren hat und deshalb eine Streckkristallisation aufweist. Danach wird der Vorformling aus der Ausrüstung entfernt. Aus dem gebildeten Vorformling wird ein Behälter geformt, dessen Mündung, Hals, Brust und Behälterkörper aus in Axialrichtung des Behälters streckkristallisiertem Werkstoff besteht. In dem geformten Behälter hat der Werkstoff in den soeben genannten Teilen eine Kristallisation, an der die beim Umformen des Rohlings in den Vorformling aufgetretene Streckkristallisation mit ca. 10-17 % an der Gesamtkristallisation im Werkstoff der Behälterwand beteiligt ist. In anderen Anwendungsbeispielen stellt der gebildete Vorformling das gewünschte Enderzeugnis dar.

Bei solchen Anwendungsbeispielen, wo bei dem gebildeten Vorformling eine Mündungskante aus nicht streckkristallisiertem Werkstoff erwünscht ist, wird die Bewegung der Formungshülse unterbrochen, bevor der gesamte Werkstoff im oberen Teil des Rohlings eine Dickenreduktion erfahren hat. Der Werkstoff in der Mündungskante wird danach bei gewissen Anwendungsbeispielen thermokristallisiert, um eine obere Wulst aus beachtlich steifem Werkstoff zu bilden, die z.B. zum Anbringen eines Kronenkorkens geeignet ist.

Bei gewissen Anwendungsbeispielen, vor allem, wenn die Anwendung einer bereits vorhandenen Ausrüstung erwünscht ist, wird ein Rohling im Spritzgießverfahren hergestellt, dessen Mündungsteil Gewinde aufweist und dessen Rohlingwand im Bereich am Mündungsteil eine innere oder äußere Obergangsfläche auf einen Werkstoffbereich mit kleinerem Umkreis als beim unmittelbar oberhalb liegenden Bereich hat. Der Be-

reich am Mündungsteil wird unter Anwendung der oben beschriebenen Technik streckkristallisiert_s wonach der gebildete Vorformling in konventioneller Blasformtechnik in einen Behälter umgeformt wird.

Oben wurde eine Reihe von Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben, und aus diesen geht eindeutig hervor, daß es im Rahmen der Erfindung möglich ist_s die Werkstoffbereiche, die eine Streckkristallisation erhalten,, im großen ganzen beliebig zu verlegen und eine beliebige Axiallänge erhalten zu lassen.

Die Abb. 5 a-e zeigt Querschnitte einer Ausführungsform eines mechanischen Formungsorganes 59 für die Kristallisation von Werkstoff in einem rohrförmigen Rohling. Die Abbildungen zeigen das Formungsorgan in den aufeinander folgenden Arbeitsstellungen zur Kristallisation des Werkstoffes im Rohling. Die Abbildungen sind symmetrisch um eine senkrechte Symmetrielinie. Die linke Hälfte der Abbildungen zeigt die Anordnung ohne Rohling 60 bzw. Vorformling 63 und die rechte die Anordnung mit Rohling bzw. Vorformling.

In den Abbildungen ist auch der Rohling 60 in den verschiedenen Umformungsphasen 60 a-d in den Vorformling 63 dargestellt. In den Abbildungen tragen die innere Fläche des Rohlings die Hinweisziffer 600 und die äußere Fläche die Hinweisziffer 601. Für die entsprechenden Flächen beim Vorformling 63 wurden die Hinweisziffern 630 bzw. 631 verwendet.

In Abb. 5 a-e erkennt man eine Aufnahmehülse 52 mit einer Innenfläche 52O₉ die ein tassenähnliches Organ zur Aufnahme des Rohlings 60a bildet.

Oberhalb der Aufnahmefläche .ist ein Ziehdorn 50 angeordnet, dessen unterer Teil mit einem Gegenhalter 507 mit einer äußeren Begrenzungsfläche 508 endet_s wobei diese äußere Begrenzungsfläche in der Form der Innenfläche des Rohlings im verschlossenen Teil angepaßt ist. Der Ziehdorn besitzt einen oberen Teil mit einer in der Hauptsache zylindrischen Außenfläche 502 und einen unteren Teil mit einer in der Hauptsache zylindrischen Außenfläche 503 mit einem größeren Umkreis

als der der oberen Außenfläche. Die beiden Zylinderflächen gehen über eine Obergangsfläche 504 ineinander über. Der Gegenhalter 507 ist im Verhältnis zum Ziehdorn dadurch axial verschiebbar, daß der Gegenhalter am unteren Teil einer Gleitstange 505 befestigt ist, die in einem mittigen, zylindrischen Hohlraum im Ziehdorn läuft. Ein auf der Gleitstange angeordnetes Anschlagorgan 509 bestimmt die Endstellung der Abwärtsbewegung der Gleitstange und damit auch die unterste Stellung des Gegenhalters.

Der Ziehdorn 50 ist, zumindest im Bereich des oberen Teils der unteren Zylinderfläche 503, der Obergangsfläche 504 und des unteren Teils der oberen Zylinderfläche 502 von einer Umformungshülse 51 umgeben, der die Innenfläche zusammen mit den Außenflächen des Ziehdorns einen Spalt bildet, dessen Breite in der Hauptsache mit der Wanddicke des Rohlings übereinstimmt. Auch die Innenfläche der UmformungshüTse hat somit einen oberen Teil mit einer in der Hauptsache zylindrischen Innenfläche 512 und einen unteren Teil mit einer in der Hauptsache zylindrischen Innenfläche 513 mit einem größeren Umkreis als der der oberen Innenfläche. Die beiden Zylinderflächen gehen über die Übergangsfläche 514 ineinander über.

An der Umformungshülse 51 ist weiterhin das Festhalteorgan 54 befestigt, in das der obere Teil der Gleitstange 505 eingeschraubt und mittels einer Mutter gesichert ist. Diese Bauweise führt mit sich, daß der Abstand des Gegenhalters 507 zur Umformungshülse 51 und besonders zu deren Übergangsfläche 514 einstellbar ist. Die gezeigte Bauweise stellt nur ein Beispiel dafür dar, wie eine veränderliche Einstellung des Abstandes zwischen Gegenhalter 507 und Umformungshülse 51 erzielt werden kann.

Die Umforumungshülse 51 ist in (nicht abgebildeten) Gleitorganen gelagert, an denen die Umformungshülse mit angebauter Gleitstange 505 und der auf der Gleitstange angeordnete Gegenhalter 507 in Axial richtung der Umformungshülse in eine und aus einer Stellung (vgl. Abb. 5b) entlang versetzt wird, in der die Umformungshülse gegen die Aufnahmehülse 52 anliegt, und wo sich zwischen der unteren zylindrischen Fläche 503 des Ziehdorns und der äußeren Begrenzungsfläche 508 des

Gegenhalters einerseits und der Innenfläche 520 der Aufnahmehülse andererseits ein Spalt bildet,, dessen Breite in der Hauptsache mit der Werkstoffdicke beim Rohling 60 übereinstimmt. Der soeben genannte Spalt schließt an den vorher beschriebenen Spalt zwischen Ziehdorn 50 und Umformungshülse 51 an und geht in diesen über.

In Abb. 5c und 5d ist eine Ausführungsform des mechanichen Formungsorgans dargestellt, bei der die Aufnahmehülse 52 aus einem in der Hauptsache zylindrischen Hülsenteil 522 und einem in diesem liegenden Bodenteil 523 besteht_s wobei letzterer eine schalenförmige, obere Begrenzungsfläche aufweist, die der Form des Bodenverschlusses beim Rohling entspricht. Ober Einstellschrauben 524 wird der Bodenteil in Axial richtung im Verhältnis zum zylindrischen Hülsenteil 522 und damit im Verhältnis zur Umformungshülse 51 bei deren Anschluß an die Aufnahmehülse 52 eingestellt. Sowohl die Umformungshülse als auch der Ziehdorn 50 haben Kanäle 516 bzw. 506 für den Transport von Flüssigkeit zwecks Zufuhr und/oder Abfuhr von Wärmeenergie aus der Hülse bzw. dem Ziehdorn. Im Sinne der Vereinfachung und Verdeutlichung sind diese Kanäle nur in den Abbildungen 5c und 5d dargestellt.

Zwecks Umformung eines Rohlings 60 in einen Vorformling wird der Rohling in die Aufnahmehülse 52 (vgl. Abb. 5a) eingebracht, wonach der Ziehdorn 50 und der Gegenhalter 507 von (nicht gezeigten) Antriebsorganen in Richtung zur Aufnahmehülse in eine Stellung gebracht werden, bei der der Rohling durch den Gegenhalter 507 gegen den Bodenteil 523 der Aufnahmehülse fixiert wird und die Übergangsfläche 504 des Ziehdorns 50 eine Stellung einnimmt_s die bei dem weiteren Umformen des Rohlings bestimmt_s wo sich der Obergangsbereich 604 des Rohlingsbilden soll. Die Umformungshülse 51 wird anschließend von Antriebsorgane bis zum Anliegen gegen die Aufnahmehülse 52 versetzt₃ wobei der obere Teil des Rohlings von der unteren Innenfläche 513 der Umformungshülse umschlossen wird, und wobei die Übergangsfläche 514 der Umformungshülse bei der weiteren Bewegung der Umformungshülse den Werkstoff im oberen Teil des Rohlings in den Spalt einbördelt, der sich zwischen der oberen Zylinderfläche 512 der Umforumungshülse und der oberen Zylinderfläche 502 des Ziehdorns befindet (vgl. Abb. 5b).

Beim Einbördeln erhält der Rohling einen oberen, in der Hauptsache

zylindrischen Werkstoffbereich 602 mit einem geringeren Umkreis als der des unteren, in der Hauptsache zylindrischen Werkstoffbereiches 603 des Rohlings. Die beiden Werkstoffbereiche sind durch den Übergangsbereich 604 voneinander getrennt. Die Positionen der Formungsorgane entsprechen den Positionen, die oben im Anschluß an Abb. Ic und 2c beschrieben worden sind.

Danach versetzen (nicht abgebildete) Ziehorgane (vgl. Abb. 5c) den Ziehdorn in der Abbildung aufwärts, wobei die Werkstoffdicke in einem bandförmigen Bereich 605 im Obergangsbereich zwischen dem oberen zylindrischen Bereich 602 des Rohlings und dem unteren zylindrischen Bereich 603 des Rohlings auf eine Dicke reduziert wird, die der Dicke entspricht, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhält. Hierbei wird der Werkstoff in dem bandförmigen Bereich kristallisiert, und zwischen Werkstoff von unveränderter Werkstoffdicke und kristallisiertem Werkstoff bilden sich die Obergangszonen 606, 607. Bei der weiteren Axialverschiebung des Ziehdorns im Verhältnis zur Umformungshülse 51 wird die Übergangszone 607 in der Abbildung aufwärts verlagert, wobei sich gleichzeitig der Rohling in seiner Axial richtung verlängert und der Werkstoff im eingebördelten, oberen Werkstoffbereich des Rohlings kristallisiert wird. Während der Kristallisation des Rohlings werden die durch die Einbördelung erhaltenen, äußeren Durchmesser des Rohlings unverändert beibehalten.

Wenn bei sämtlichem Werkstoff im oberen Teil des Rohlings eine Dikkenreduktion und damit auch eine Kristallisation stattgefunden hat hat sich somit ein Rohling, mit einem unteren Teil aus Werkstoff, bei dem keine Streckkristallisation stattgefunden hat, und mit einem oberen Teil, der aus Werkstoff besteht, der eine solche Kristallisation erhalten hat, gebildet.

Im Anschluß an Abb. 4-5 wurde der Rohling mit einem verschlossenen Bodenteil gezeigt. Die beschriebene Technik ist jedoch auch bei an beiden Enden geöffneten Rohren anwendbar. Zum Vergleich wird z.B. auf die AusfUhrungsform gemäß Abb. 4 verwiesen, wo der Bodenverschluß des Rohlings nicht am Umformungs- und Kristallisationsverlauf beteiligt ist, sondern lediglich dem Zweck dient, den Rohling in die rieh-

tige Lage im Umformungs- und Kristallisationsorgan zu bringen.

In der Beschreibung zu den Abbildungen 4-5 wurden die Ausdrücke zylindrische Form₅ zylindrische Fläche, Durchmesser usw. benutzt. Wie bereits angeführt, ist die Erfindung jedoch anwendbar für rohrförmige Rohlinge,, sowohl offene als auch verschlossene, mit beliebigem, z.B. quadratischem, rechteck!gern, vieleckigem Querschnitt oder einem Querschnitt mit gewölbter geschlossener oder offener Begrenzung usw.

Die Lage des Übergangsbereiches 304₉604 zwischen den im Verhältnis zueinander seitlich versetzten Werkstoffbereichen 302,602 bzw. 303, 603 kann im großen ganzen in Axial richtung des vorgeformten Rohlings beliebig gewählt werden. Dadurch ist es auch möglich, bei Bedarf den Werkstoff in dem unmittelbar am Bodenverschluß liegenden Werkstoffbereich 302 zur Bildung eines Bodens für den aus dem Vorformling geformten Behälter zu verwenden.

Bei der Erzeugung des bandförmigen Bereiches 105,305,605 aus kristallisiertem Werkstoff und bei der weiteren Kristallisation des Werkstoffes im Rohling durch Verlagerung der Obergangszonen 106,107;306, 307; 606,607 darf die Temperatur des Werkstoffes einen Höchstwert nicht überschreiten. Um dies zu erreichen, werden zumindest die Fl ä-

20. chen des Formungsorgans₉ die gegen Werkstoff in den Übergangszonen und/oder gegen kristallisierten Werkstoff anliegen, auf einer Temperatur von weniger als 125°C und vorzugsweise auf einer Temperatur im Bereich 70-105⁰C gehalten.

überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die angestrebte Wirkung auch dann erzielt wird, wenn der Abstand zwischen den ersten Teilen 20,4O₅ 50 der Formungsorgane und den zweiten Teilen 21,41,51 der Formungsorgane beim Verlagern der Übergangszone kleiner ist als die Dikke, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde. Somit werden auch in diesem Fall streckkristallisierte Werk-Stoffbereiche im Zusammenhang mit der Reduktion der Werkstoffdicke gebildet.

In sämtlichen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wurden

bei rohrförmigen Rohlingen der Obergangsbereich und die Obergangszonen durch die Umformung des Rohlings in einem oberen, an die Mündung des Rohlings anschließenden Teil erhalten, überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß es gemäß der Erfindung, den Uber-

gangsbereich und die Ubergangszonen auch durch eine Reduktion des Umkreises beim unteren (Boden)Teil des Rohlings zu erhalten. Danach geschehen die Streckung und Kristallisation des Werkstoffes nach der bereits beschriebenen Technik. Insbesondere bei Vorform!ingen mit großer axialer Langer ist es von Vorteil, den Obergangsbereich durch ein Umformen des unteren Teils des Rohlings herzustellen.

Ober obenstehende Beschreibung hinaus geht die Erfindung auch aus
beiliegenden Patentansprüchen hervor.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. ' Verfahren zur Bildung eines Vorformlings (13,33,63) durch For-— mung und Kristallisation von Werkstoff in der Wand eines Rohlings (10,30,60) aus thermoplastischem Kunststoff, wobei die Kristallisation durch Reduktion der Werkstoffdicke in einem oder mehreren Schritten auf eine Dicke erfolgt, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Rohlings mit einem ersten Werkstoffbereich (102,302,602), einem zweiten Werkstoffbereich (103,303,603), und einem dazwischenliegenden übergangsbereich (104,304,604), in dem die beiden Werkstoffbereiche seitlich zueinander versetzt sind, geformt wird, daß durch die Relativbewegung zwischen einem ersten Teil (20,40,50) und einem zweiten Teil (21,41,51) eines mechanischen Formungsorgans (29, 49,59), und bei gleichzeitigem Einschluß von Werkstoff im übergangsbereich, die Werkstoffdicke in einem bandförmigen Bereich (105,305,605) im Übergangsbereich auf eine verbleibende Dicke reduziert wird, die der Dicke entspricht, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde, wobei der Werkstoff in dem bandförmigen Bereich kristallisiert wird und sich Übergangszonen (106,107;306,307;606,607) zu nicht kristallisiertem Werkstoff bilden, und daß zumindest eine der Übergangszonen (106,306,606 bzw. 107,307,607) mit Hilfe des mechanischen Formungsorgans und bei Anliegen des Formungsorgans gegen Werkstoff in den Begrenzungsflächen der Übergangszone im Rohling, bei Kristall isation von Werkstoff im Rohling durch die vom Formungsorgan bewirkte Reduktion der Wariddicke von nicht kristallisiertem Werkstoff auf eine Dicke entsprechend der, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde, verlagert wird.

2. Verfahren zur Kristallisation gem. Patentanspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß während der Verlagerung der Übergangszone (107,307,607) im Rohling der kleinste Abstand zwischen dem ersten Teil (20,40,50) des Formungsorgans, im Bereich für das Anliegen gegen die eine Fläche des Rohlings in der Übergangszone, und dem zweiten Teil (21,41,51) des For-

mungsorgans, im Bereich für das Anliegen gegen die gegenüberliegende Fläche des Rohlings, von einer Größenordnung ist, die der Dicke entspricht, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde, und daß der Abstand dabei vorzugsweise größer als diese Dicke ist.

3. Verfahren zur Kristallisation gem. Patentanspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß während der Verlagerung der Obergangszone (107,307,607) im Rohling der kleinste Abstand zwischen dem ersten Teil (20,40,50) des Formungsorgans, im Bereich für das Anliegen gegen die eine Fläche des Rohlings in der öbergangszone, und dem zweiten Teil (21,41,51) des Formungsorgans, im Bereich für das Anliegen gegen die gegenüberliegende Fläche des Rohlings, von einer Größenordnung ist, die der Dicke entspricht, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde, und daß der Abstand dabei vorzugsweise kleiner als diese Dicke ist.

4. Verfahren zur Kristallisation gem. einem der Patentansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorzugsweise rohrförmiger Rohling (30), mit einer inneren Fläche (300) und einer äußeren Fläche (301) mit dem ersten Werkstoffbereich (302), dem zweiten Werkstoffbereich (303) und dem Übergangsbereich (304) geformt wird, wobei der Querschnitt des Übergangsbereiches innere und äußere Begrenzungslinien aufweist, deren Längen sich bei Verlagerung des Querschnittes in Axialrichtung des Rohlings verändern.

5. Verfahren zur Kristallisation gem. Patentanspruch 4, d a durch gekennzeichnet, daß der Übergangsbereich (304,604) durch Umformung eines in der Hauptsache rohrförmigen, vorzugsweise am einen Ende verschlossenen Rohlings (30,

60) unter Beibehaltung des in der Hauptsache amorphen Gefüges beim Werkstoff gebildet wird.

6. Verfahren zur Kristallisation gem. Patentanspruch 4, d a durch gekennzeichnet, daß der Obergangsbe-

reich (304) beim Spritzgießen des Rohlings (30c) gebildet wird.

7. Verfahren zur Kristallisation gem. Patentanspruch 4, d a durch gekennzeichnet, daß ein äußeres, vorzugsweise ringförmiges Ziehorgan (40) am Formungsorgan (49) gegen die äußere Fläche (301) des Obergangsbereiches (304) angesetzt wird, daß das Ziehorgan (40) bei Reduktion des Abstandes zur der gegen die innere Fläche (300) des Übergangsbereiches anliegenden Fläche (414,413) beim zweiten Teil des vorzugsweise als Dorn (41) ausgeführten Formungsorgans in Axial richtung des Rohlings verschoben wird, wobei die Wanddicke beim Werkstoff des Rohlings in einem bandförmigen Bereich (305) zwischen Ziehorgan (40) und zweitem Teil des Formungsorgans auf eine verbleibende größte Dicke entsprechend der Dicke, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde, reduziert wird, wobei sich die Obergangszonen (306,307) bilden, und daß das Ziehorgan (40) bei der weiteren Verschiebung im Verhältnis zum zweiten Teil (41) des Formungsorgans die eine Obergangszone (307), bei gleichzeitiger Kristallisation des Werkstoffes im Rohling durch Reduktion der Wanddicke von nicht kristallisiertem Werkstoff, in Axial richtung des Rohlings verlagert.

8. Verfahren zur Kristallisation gem. Patentanspruch '[,dadurch gekennzeichnet, daß ein inneres, vorzugsweise ringförmiges Ziehorgan (50) am Formungsorgan (59) gegen die innere Fläche (630) des Übergangsbereiches (604) angesetzt wird, daß das Ziehorgan (50) bei Reduktion des Abstandes zur der gegen die äußere Fläche (601) des Übergangsbereiches anliegenden Fläche (512,514) beim zweiten Teil des vorzugsweise als Hülse (51) ausgeführten Formungsorgans in Axialrichtung des Rohlings verschoben wird, wobei die Wanddicke beim Werkstoff des Rohlings in einem bandförmigen Bereich (605) zwischen dem Ziehorgan (50) und dem zweiten Teil des Formungsorgans auf eine verbleibende größte Dicke entsprechend der Dicke, die der Werkstoff bei freiem Strecken bis zum Fließen erhalten würde, reduziert wird, wobei sich die Obergangszonen (606,607) bilden, und daß das Ziehorgan (50) bei der weiteren Verschiebung im Verhältnis zum zwei-

ten Teil des Formungsorgans die eine Obergangszone (607), bei gleichzeitiger Kristallisation des Werkstoffes im Rohling durch Reduktion der Wanddicke von nicht kristallisiertem Werkstoff, in Axialrichtung des Rohlings verlagert.

9. Verfahren zur Kristallisation gem. Patentanspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Formungsflächen des Formungsorgans bei dem Werkstoff Polyethylenterephthalat eine Temperatur von unter ca. 125°C und vorzugsweise eine Temperatur im Bereich 70-105⁰C hat.

10. Mechanisches Formungsorgan (49,59) zur Bildung eines Vorformlings (33) aus einem rohrförmigen Rohling (30,60) durch Kristallisation von Werkstoff im Rohling, dadurch gekennzeichnet,daß zum Formungsorgan eine äußere Hülse (40,51) und ein innerer Dorn (41,50), zwecks axialer Ver-Schiebung zueinander, unter Einschluß von Werkstoff im Rohling (30,60) zwischen Hülse und Dorn, gehören, daß die Hülse (40,51) bzw. der Dorn (41,50) ringförmige Obergangsfläche (404,514 bzw. 414,504) besitzen, deren Umkreis in zur Axialrichtung rechtwinkligen Querschnitten zunimmt oder abnimmt, wobei diese übergangsflächen bei den Ziehorganen (40,50) bzw. mit den Ziehorganen zusammenwirkenden Formungsorganen (41,51). Flächen bilden, die gegen Begrenzungsflächen eines Übergangsbereiches (304,604) zwischen den auf unterschiedlichem Abstand von der Längsachse des Rohlings liegenden Werkstoffbereichen (302,303;602,603) beim Rohling anliegen, und daß die Ziehorgane und Formungsorgane angeordnet sind, um bei der Relativbewegung in einem von den ringförmigen Obergangsflächen begrenzten Obergangsbereich (304,604) einen kleinsten Abstand zueinander einzunehmen, der der Dicke entspricht, die der Werkstoff beim Strecken bis zum Fließen erhält, wodurch der Werkstoff in einem bandförmigen Werkstoffbereich (305, 605) kristallisiert wird und Obergangszonen (306,307; 606, 607) zu nicht kristallisiertem Werkstoff gebildet werden, und um bei der weiteren Axialbewegung im Verhältnis zueinander zumindest eine der Obergangszonen (307,607) im Rohling bei Anliegen gegen Werkstoff in den Begrenzungsflächen der Ubergangszone bzw. über-

gangszonen und bei Kristallisation von Werkstoff im Rohling durch Reduktion der Wanddicke des Werkstoffes zu einer verbleibenden Werkstoffdicke entsprechend der Dicke, die der Werkstoff beim Strecken bis zum Fließen erhält, im Rohling zu verlagern.

11. Mechanisches Formungsorgan (49) gem. Patentanspruch 10, d a durch gekennzeichnet, daß der Dorn (41) mit einem Ring oder einer säulenförmigen Außenfläche (413) versehen ist, die mit der Innenfläche (402) des Ziehorgans (40) im Bereich des geringsten Umkreises dieser Innenfläche einen Spalt bildet, wobei dieser Spalt bei der Relativbewegung zwischen Dorn und Ziehorgan entlang der Außenfläche (413) verlagert wird und unmittelbar nach Bildung des bandförmigen Werkstoffbereiches (305) aus kristallisiertem Werkstoff eine Spaltbreite aufweist, deren Wert der Dicke entspricht, die der Werkstoff beim Strecken bis zum Fließen erhält, und bei Polyäthylenterephthalat höchstens ca. 2/5 der ursprünglichen Werkstoffdicke beim Rohling beträgt, und deren Wert bei der weiteren Relativbewegung etwas über der Dicke liegt, die der Werkstoff beim Strecken bis zum Fließen erhält, und der bei Polyäthylenterephthalat höchstens etwa die Hälfte der ursprünglichen Werkstoffdicke im Rohling beträgt, wodurch während der Relativbewegung nach Bildung des bandförmigen Bereiches (305) aus kristallisiertem Werkstoff das Ziehorgan (40) die Obergangszone (307) in Axial richtung des Rohlings bei Kristallisation von Werkstoff des Rohlings durch Reduktion der Wanddicke des Werkstoffes verlagert.

12. Mechanisches Formungsorgan (59) gem. Patentanspruch 10, d a durch gekennzeichnet, daß die Hülse (51) mit einer geschlossenen, ring- oder säulenförmigen Innenfläche (512) (Zylinderfläche) versehen ist, die mit der Außenfläche

(503) des Ziehorgans (50) im Bereich des größten Umkreises dieser Außenfläche einen Spalt bildet, wobei dieser Spalt bei der Relativbewegung zwischen Hülse und Ziehorgan entlang der Innenfläche (512) verlagert wird und unmittelbar nach Bildung des bandförmigen Werkstoffbereiches (605) aus kristallisiertem Werkstoff eine Spaltbreite aufweist, deren Wert der Dicke ent-

spricht, die der Werkstoff beim Strecken bis zum Fließen erhält, und bei Polyäthylenterephthalat höchstens ca. 2/5 der ursprünglichen Werkstoffdicke beim Rohling beträgt, und deren Wert bei der weiteren Relativbewegung etwas über der Dicke liegt, die der Werkstoff beim Strecken bis zum Fließen erhält, und der bei Polyäthylenterephthalat höchstens etwa die Hälfte der ursprünglichen Werkstoffdicke im Rohling beträgt, wodurch während der Relativbewegung nach Bildung des bandförmigen Werkstoffbereiches (605) aus kristallisiertem Werkstoff das Ziehorgan (50) die Obergangszone (607) in Axialrichtung des Rohlings bei Kristallisation von Werkstoff des Rohlings durch Reduktion der Wanddicke des Werkstoffes verlagert.

13. Mechanisches Formungsorgan (49) gem. Patentanspruch 11, d a durch gekennzeichnet, daß die übergangsfläehe (414) des Dorns (41) auch an eine zweite Außenfläche (412) anschließt, deren Umkreis kleiner als der der ersten Außenfläche ist, daß die Hülse mit einem in Axialrichtung der Hülse beweglichen Gegenhalter (42) ausgerüstet ist, der zur Aufnahme eines rohrförmigen Rohlings (60) bei gleichzeitigem Umschließen zumindest der Bodenabschnitte des Rohlings durch die Hülse (40) eine obere Stellung einnimmt, und daß der Gegenhalter während der Initialphase der Axialbewegung des Dorns (41) im Verhältnis zur Hülse (40) in seiner Ausgangsstellung fixiert bleibt, wodurch der Dorn während seiner Bewegung den Umkreis des Rohlings in einem Bereich zumindest unmittelbar an der Mündung des Rohlings zwecks Bildung des oberen Werkstoffbereiches (303) und Übergangsbereiches (304) vergrößert.

14. Mechanisches Formungsorgan (59) gem. Patentanspruch 10, d a durch gekennzeichnet, daß die Obergangsfläehe (514) der Hülse (51) an zwei Innenflächen (512,513) anschließt, wobei der Umkreis der ersten Innenfläche (513) größer ist als der der zweiten Innenfläche (512), und daß die Übergangsfläche (504) des Dorns (50) an zwei Außenflächen (502,503) anschließt, wobei der Umkreis der ersten Außenfläche (502) kleiner ist als der der zweiten Außenfläche (503), und daß ein Auf-

nahmeorgan (52) zur Aufnahme eines rohrförmigen Rohlings (60) bei gleichzeitigem Umschliessen desselben mit Ausnahme eine Bereiches unmittelbar vor der Mündung des Rohlings angeordnet ist, dass der Dorn für eine Axial bewegung zum Aufnahmeorgan und zur Fixierung des Rohlings nach vollendeter Axialbewegung im Aufnahmeorgan angeordnet ist, und dass die Hülse (51) für Axialbewegung zum Aufnahmeorgan bei gleichzeitigem Umschliessen des Werkstoffes des Rohlings im Bereich unmittelbar vor der Mündung des Rohlings angeordnet ist, wodurch die Ubergangsflache (504) den Umkreis beim Rohling im genannten Bereich zur Bildung des oberen Werkstoffbereiches (602) und des Ubergangsbereiches (604) vermindert.

15. Mechanisches Formungsorgan (59) gem. Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (50) mit einem im Verhältnis zum Dorn axial beweglichen Gegenhalter (507) zum Anliegen gegen die Innenfläche beim Bodenverschluss des Rohlings und zur Fixierung des Rohlings im Aufnahmeorgan (52) während der Axial bewegung des Doms (50) im Verhältnis zur Hülse (51) in .Richtung vom Bodenverschluss des Rohlings angeordnet ist, wobei bei dieser Bewegung Werkstoff im Rohling durch Reduktion der Werkstoffdicke im Ubergangsbereich (604) und oberen Werkstoffbereich (602) des Rohlings, Werkstoff im Rohling kristallisiert wird.

1983-10-03 MG/Fgi