DE3342240A1

DE3342240A1 - Verfahren zum herstellen eines vorformlings

Info

Publication number: DE3342240A1
Application number: DE19833342240
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 2104 Hamburg Kleimenhagen; Wolfgang 2000 Hamburg Reymann
Original assignee: KHS Corpoplast GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 1983-11-23
Filing date: 1983-11-23
Publication date: 1985-05-30
Also published as: DE3342240C2

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Vorformlings mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen. Solche Vorformlinge mit einseitig verschlossenem Ende werden zum Herstellen von Hohlkörpern im Blasverfahren benötigt.
Zum Herstellen solcher Vorformlinge ist es bekannt, Rohrabschnitte auf einen Innendorn aufzustecken, nachdem das überstehende Ende des Rohrabschnittes auf Schweißtemperatur erwärmt wurde. Anschließend wird eine Hohlform auf das erwärmte Ende aufgesetzt und dieses in dem von der Hohlform und dem Innendorn gebildeten Formhohlraum zu einem geschlossenen Boden umgeformt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß es nicht oder nur unvollkommen gelingt, eine Faltenbildung zu vermeiden, ferner zu erreichen ~daß die Rohrstirnfläche zu einem Schweißpunkt zusammengeführt wird. Um diese nachteiligen Eigenschaften zu vermeiden, die insbesondere beim Blasen von Flaschen von Bedeutung sind, bei denen der Boden des Vorformlings zum Flaschenboden aufgeweitet wird, ist es bekannt (US-PS 3 929 943), das zu erwärmende stirnseitige Ende des Rohrabschnittes mit einem inneren Konus zu versehen, um den Fließvorgang beim Ausformen des Bodens zu vergleichmäßigen und damit eine verbesserte Materialgüte des Bodens zu erzielen. Außer dem offenkundigen Nachteil, in einem zusätzlichen Herstellungsschritt an dem Rohrabschnitt einen Konus anformen zu müssen, wird der erweichte Kunststoff beim Aufsetzen der Hohlform großen Formänderungen unterworfen, da das erweichte Ende zum Schließen des Bodens eingefaltet und miteinander verschweißt wird. Dieser Nachteil stellt sich unabhängig davon ein, ob die Hohlform auf das erwärmte Ende auf gesetzt wird, oder ob das erwärmte Ende in die Hohlform hineingedrückt wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem beim Anformen des Bodens gleichmäßige Materialeigenschaften im Bodenquerschnitt erzielt werden können und die Güte des Material gefüges im Bodenbereich verbessert wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß wird der Formhohlraum zwischen dem Innendorn und der Hohlform dadurch gefüllt, daß der auf Schweißtemperatur erwärmte Kunststoff aus dem zwischen dem Innendorn und dem äußeren Ringelement gebildeten Ringspalt heraus in den Formhohlraum eingeschoben wird. Das Ringelement, das zu diesem Zweck in Anlage an die Hohlfrom gebracht wird, stützt den Rohrabschnitt ab, so daß ein Austreten von fließfähigem Kunststoff vermieden wird. Beim Ausfüllen des Formhohlraumes stellt sich somit eine gleichmäßige Fließfront des erwärmten Kunststoffs ein. Eine Faltenbildung wie beim bisherigen bekannten Verfahren wird vermieden. Der Kunststoff erhält vielmehr im Bodenbereich eine gleichmäßige Struktur, so daß die Materialeigenschaften wesentlich verbessert sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich somit auch zum Verschließen von koextrudierten Rohren, bei denen beispielsweise zur Verbesserung der Gasdichte zwischen einem inneren und einem äußeren Rohrabschnitt gleichzeitig eine mittlere Sperrschicht extrudiert wird. Beim herkömmlichen Verfahren zum Anformen des Bodens würde die Sperrschicht durch die Faltenbildung und Verschweißung weitgehend zerstört werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bleibt die Mittellage der Sperrschicht während des Fließvorganges annähernd erhalten.
Ferner eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbe- sondere für Rohrabschnitte von verhältnismäßig großen Durchmessern und kleinen Wandstärken, da hier beim herkömmlichen Verfahren ein geschlossener Boden nicht mehr herstellbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich aber auch ein Formhohlraum von geringem Querschnitt und großem Durchmesser gleichmäßig mit Kunststoff füllen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Würde man das zum Abstützen und Führen des Kunststoffes dienende Ringelement unmittelbar auf das erwärmte Ende aufsetzen, so ließe sich das Anquetschen von Ohren im erweichten Kunststoff nicht vermeiden. So wird gemäß Patentanspruch 2 das Ringelement auf einen kalten Bereich des Rohrabschnittes aufgesetzt.
Anschließend muß das erwärmte Ende des Rohrabschnittes in den Ringspalt zwischen dem Ringelement und dem Innendorn gebracht werden. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß das Ringelement zusammen mit dem Innendorn verschoben wird oder aber gemäß Patentanspruch 3 der Rohrabschnitt in den Ringspalt hineingezogen wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß das erwärmte Ende beim Hineinziehen in den Ringspalt gerichtet wird. Die Erwärmung bewirkt nämlich eine gewisse Verformung des Rohrendes durch Freisetzen von Materialspannungen. Ferner müssen geringere Massen bewegt werden und kann außerdem die Bewegung des Rohrabschnitts in der gleichen Richtung und nahezu gleichzeitig mit dem Verschieben der Hohlform erfolgen, die auf das Ringelement aufgesetzt wird und damit den Formhohlraum bildet Da sich das erwärmte Ende des Rohrabschnitts nur unwesentlich abkühlen darf, müssen die Arbeitsschritte beim Herstellen des Bodens so rasch wie möglich ausgeführt werden. Dies ist mit den im Patentanspruch 4 angegebenen Merkmalen erleichtert.
Deshalb ist es auch vorteilhaft, gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 5 das erwärmte Ende des Rohrabschnitts in den Formhohlraum einzuschieben, und nicht die Hohlform zusammen mit dem Ringelement zu verschieben, womit ebenfalls in gleicher Weise der Formhohlraum gefüllt werden könnte.
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens wird somit der Rohrabschnitt von einem Halteelement erfaßt, von dem der Rohrabschnitt verschoben wird, um diesen zunächst in den Ringspalt zwischen dem Ringelement und dem Innendorn hineinzuziehen und dann anschließend nach dem Aufsetzen der Hohlform auf das Ringelement den Rohrabschnitt in den Formhohlraum einzuschieben. In besonders einfacher Weise ist der Rohrabschnitt auf dem Halteelement durch Reibschluß gehalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist im folgenden anhand der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Arbeitsschritte näher erläutert.
Figur 6 zeigt einen abgeänderten Formhohlraum.
In Figur 1 ist ein in einer Bohrung 15 eines Halteelements 14 durch Reibschluß gehaltener Rohrabschnitt 12 dargestellt, dessen über den Innendorn 10 hinaus vorstehendes Ende von einer Infrarotstrahlungsquelle 16 auf Schweißtemperatur erwärmt ist, bevor der Innendorn 10 eingeführt wird.
Der Ubergangsbereich zwischen dem erwärmten Ende und dem kalten Bereich des Rohrabschnittes 12 liegt etwa im Bereich des Dornendes.
Anschließend wird der Rohrabschnitt in den Bereich einer Hohlform 18 gebracht und wird ein geteiltes Ringelement 20 bzw. eine zylindrische Außenform um den mittleren kalten Bereich des Rohrabschnittes 12 gelegt. Dies ist in Figur 2 dargestellt.
Abweichend von der Darstellung in der Zeichnung kann der Innendorn auch erst dann eingeführt werden, wenn der Rohrabschnitt in den Bereich der Hohlform verbracht ist.
In Figur 3 ist durch Verschieben des Halteelements 14 der Rohrabschnitt nach unten gezogen worden. Dabei wird das beheizte obere Ende in den Ringspalt zwischen dem Innendorn 10 und der Außenform 20 hineingezogen. Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß das beheizte Ende nicht über den oberen Rand der Außenform überstehen soll.
Aus Figur 4 ist ersichtlich, daß anschließend die Hohlform 18 abgesenkt wird und auf die Außenform 20 aufsetzt.
Das nach unten Ziehen des Rohrabschnitts gemäß Figur 3 und Aufsetzen der Hohlform gemäß Figur 4 kann vorteilhafterweise nahezu gleichzeitig erfolgen, um den Vorgang zu beschleunigen. Dann wird das Halteelement 14, das den Rohrabschnitt auch stirnseitig unterfaßt, wieder nach oben verschoben, wodurch das erwärmte Ende des Rohrabschnittes aus dem Ringspalt heraus in den Formhohlraum zwischen der Hohlform 18 und dem Innendorn 10 hineingeschoben wird und der Fließprozeß ausgeführt wird, mit dem der Boden ausgeformt wird. Bei gleichbleibender Wandstärke im Formhohlraum entsteht bei konstanter Schiebegeschwindigkeit des Rohrabschnittes eine Beschleunigung des erweichten Materials an der Fließfront, bis das Material schließlich mit maximaler Geschwindigkeit am Scheitel des Formhohlraums zusammenfließt und dort verschweißt.
Alle Arbeitsvorgänge werden so schnell wie möglich ausgeführt, so daß eine Abkühlung des beheizten Endes des Rohrabschnittes nicht stattfinden kann. Die erforderliche Schnelligkeit läßt sich ohne weiteres mit mechanischen Antrieben, beispielsweise mit von Steuerkurven betätigten Nockenantrieben erzielen.
Es sei angefügt, daß der Querschnitt des Formhohlraums auch größer oder kleiner als die Wanddicke des Rohrabschnittes sein kann, sofern man einen dickeren oder dünneren Boden im Vorformling herstellen will.
In Figur 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der die Wanddicke des Materials vom zylindrischen Teil des Formhohlraums bis zum Schweißpunkt im hemisphärischen Bereich deutlich anwachsend bemessen ist.
Bei einem so bemessenen Formhohlraum wird das Material während des Vordringens im Ringspalt, insgesamt geringeren Verformungskräften ausgesetzt, da sich die Fläche des Ringspalts nicht in dem Maße verkleinert wie bei der Bemessung des Formhohlraums nach der Ausführungsform der Figur 5. Somit wirkt der Formhohlraum gemäß Figur 6 zusätzlich der Neigung zur Faltenbildung entgegen.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche: ¼ Verfahren zum Herstellen eines Vorformlings durch Anformen eines geschlossenen Bodens an einen Rohrabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein Ende des Rohrabschnittes auf Schweißtemperatur erwärmt und der Boden in dem von einem in den Rohrabschnitt eingeführten Innendorn und einer äußeren Hohlform gebildeten Formhohlraum ausgebildet wird, indem der Innendorn mit dem Rohrabschnitt und die Hohlform relativ zueinander verschoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Ende in den Ringspalt zwischen dem Innendorn und einem den Rohrabschnitt von außen umgreifenden Ringelement eingeschlossen wird, die Hohlform und das Ringelement in Berührung gebracht werden und der Formhohlraum gefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement auf einem dem erwärmten Ende benachbarten kalten Bereich des Rohrabschnittes aufgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt erfaßt und nach dem Erwärmen in den Ringspalt zwischen dem Innendorn und dem Ringelement hineingezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Rohrabschnittes und der Hub der Hohlform in gleicher Richtung und zeitlich etwa gleichzeitig ausgeführt werden, um das erwärmte Ende des Rohrabschnittes in den Ringspalt hineinzuziehen und die Hohlform auf das Ringelement aufzusetzen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Ende des Rohrabschnitts in den Formhohlraum eingeschoben wird.
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem in den Rohrabschnitt eingeführten Innendorn und einer Hohlform, die zusammen mit dem Innendorn den Formhohlraum bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen und Verschieben des Rohrabschnittes ein Halteelement vorgesehen ist und das aus zwei Hälften bestehende Ringelement zwischen dem Halteelement und der Hohlform den Rohrabschnitt umgreifend angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt auf dem Halteelement durch Reibschluß gehalten ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum im hemisphärischen Bereich breiter als im zylindrischen Bereich ist.