DE3521237A1

DE3521237A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THIN-WALLED CONTAINERS FROM A THERMOPLASTIC RESIN LEAF

Info

Publication number: DE3521237A1
Application number: DE19853521237
Authority: DE
Inventors: Marion Baytown Tex. Johnson; Jackie D. Big Spring Tex. Murley
Original assignee: Cosden Technology Inc
Current assignee: Cosden Technology Inc
Priority date: 1984-06-26
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1986-01-02
Also published as: BE902582A; IT8521290A0; GB2160813A; IT1184642B; GB8512787D0; FR2568817A1

Description

PATENTANWÄLTE O O 2. A 2 3 /PATENTANWÄLTE OO 2. A 2 3 /

dr. V. SCHMIED-KOWARZIK. · dr. P. WEINHOLD · dr. P. BARZ · München DIPL.-ING. G, DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT · Frankfurtdr. V. SCHMIED-KOWARZIK. · Dr. P. WEINHOLD · dr. P. BARZ · Munich DIPL.-ING. G, DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT · Frankfurt

ZUCELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMTAPPROVED REPRESENTATIVES AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE

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FACSIMILE: (089) 392333

12. Juni 1985June 12, 1985

Gu/SiGu / Si

Ref. COS-521Ref. COS-521

Cosden Technology Inc.Cosden Technology Inc.

P.O. Box 410P.O. Box 410

Dallas, Texas 75221, USADallas, Texas 75221, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dünnwandigen Behältern aus einem
thermoplastischen KunstharzblattMethod and device for the production of thin-walled containers from one
thermoplastic synthetic resin sheet

Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von dünnwandigen Behältern aus thermoplastischen Kunstharzblättern. Die Erfindung bezieht sich im besonderen - jedoch ohne sie einzugrenzen ~ auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Blasformen eines dünnwandigen Behälters aus einem Blatt aus thermoplastischem Kunstharz.The invention relates to a method and an apparatus for the production of thin-walled containers from thermoplastic synthetic resin sheets. The invention relates in particular - but without limiting them discloses a method and apparatus for blow molding a thin walled container from a sheet of thermoplastic Synthetic resin.

In der Vergangenheit wurden verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Bildung von Behältern und ähnlichem aus thermoplastischem Material verwendet. Eine Reihe dieser Verfahren verwenden ein Vorformteil, das- in eine Form gebracht und dann erwärmt und vergrößert wird, üblicherweiseVarious methods and devices have been used in the past used to form containers and the like from thermoplastic material. A number of these Processes use a preform that is-brought into a mold and then heated and enlarged, usually

durch Druck, bis es die Konfiguration, die durch das Innere der Form begrenzt wird, erreicht hat. In manchen Fällen schließt die Vorrichtung zum Expandieren des Vorformteils eine. Stange oder einen Kolben ein, der in axialer Richtung bewegt wird, um die genaue Verlängerung der Vorform sicherzustellen. Die nach diesem Verfahren geformten Behälter waren, vorausgesetzt, die Temperatur war genau, biaxial ausgerichtet, d.h. die Moleküle sind axial und radial ausgerichtet, wodurch das fertige Produkt wesentlich fester als ein Behälter mit gleicher Konfiguration ist, der bei einer nicht ausrichtenden Temperatur blasgeformt wird. Eine solche Vorrichtung und ein Verfahren sind in der US-PS 3,900,120 beschrieben.by pressure until it has the configuration indicated by the inside the shape is limited has reached. In some cases the apparatus closes to expand the preform one. A rod or a piston that is moved in the axial direction to ensure the precise extension of the preform. Containers formed by this process, provided the temperature was accurate, were biaxial aligned, i.e. the molecules are aligned axially and radially, which makes the finished product much stronger as a container of like configuration that is blow molded at a non-aligning temperature. One such apparatus and method are described in U.S. Patent 3,900,120.

Die US-PS 3,814,784 beschreibt ein mit einem Dorn unterstütztes Blasformverfahren, wobei ein Blatt aus thermoplastischem Material über die Stirnseite der Form einge-US Pat. No. 3,814,784 describes a mandrel assisted blow molding process in which a sheet of thermoplastic Material over the face of the mold

setzt ist und ein niederer Druck auf die eine Seite des Blattes angewendet wird, wodurch eine halbrunde Ausbuchtung des Blattes bewirkt wird. Der Dorn wird dann mit dem Blatt verbunden, so daß das Blatt in die Form für den Gegenstand getrieben wird, Danach wird innerhalb der Form Druck angewendet, um zu bewirken, daß das plastische Material zur endgültigen Konfiguration des Behälters geformt wird. Zunächst findet die Expansion des Blattes bei -einer Temperatur statt, bei der das Kunstharz in einem plastif!zierten Zustand ist und wird durch Anwendung von Druck von oben beendet. Das plastische Material wird dann abgekühlt und der Dorn mit dem plastischen Material verbunden. Wenn das Kunstharz durch den Dorn nach oben getrieben wird und wenn es zur endgültigen Konfiguration des Gegenstandes expandiert, liegt die Temperatur im Bereich der Ausrichtungstemperatur des bestimmten Kunstharzes. Das Verfahren nach der Lehre gemäß der genannten US-PS ergibt also einen Gegenstand, der ein biaxial ausgerichteter, tiefer Behälter mit einer relativ dünnwandigen Konfiguration ist.and low pressure is applied to one side of the sheet, creating a semicircular bulge of the sheet is effected. The mandrel is then connected to the sheet so that the sheet is in the shape for the Object is driven, then pressure is applied inside the mold to cause the plastic Material is molded into the final configuration of the container. First the expansion of the leaf takes place at -a temperature at which the synthetic resin is in a plasticized state and is made by the application of Printing finished from above. The plastic material is then cooled and the mandrel is connected to the plastic material. When the resin is driven up through the mandrel and when it expands to the final configuration of the article the temperature is in the range the alignment temperature of the particular resin. The method according to the teaching according to said US-PS thus results in an article that is a biaxially oriented, deep container with a relatively thin-walled configuration is.

Die US-PS 3,737,494 beschreibt ein sehr ähnliches Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von dünnwandigen Gegenständen. Bemerkt sei, daß hier - wie auch in der vorehr diskutierten US-PS - eine im wesentlichen offene Form-Konfiguration verwendet wird. Wenn der Dorn vollständig in die Form für den Gegenstand getrieben ist, wird die Außenfläche der den Dorn tragenden Form in dichtende Verbindung mit einem Klemmring des oberen Formteils gebracht, um die Form zu schließen.U.S. Patent 3,737,494 describes a very similar process and an apparatus for producing thin-walled Objects. It should be noted that here - as in the US-PS discussed above - an essentially open one Form configuration is used. When the mandrel is fully driven into the shape for the article, will the outer surface of the mold carrying the mandrel is brought into sealing connection with a clamping ring of the upper mold part, to close the shape.

Es ist offenbar, daß es sehr wünschenswert ist, die Behälter aus einem Blatt zu formen, da es möglich ist, einIt appears that it is very desirable to form the containers from a sheet as it is possible to use a

» Blatt mit mehrfachen Materialschichten zu formen, die solche Materialien einschließen, die ein Produkt mit hohen thermischen Qualitäten, niedrigen Temperaturqualitäten und mit einer Gassperre vorsehen, um entweder den Zutritt von Sauerstoff in den Behälter oder den Austritt von Gasen, beispielsweise aus karbonathaltigen Getränken austretendes CO₉, aus dem Behälter zu verhindern. Es ist auch äußerst wünschenswert, daß die Behälter in einer geschlossenen Konfiguration der Form hergestellt werden, da deren Temperaturen sorgfältiger eingestellt und die nötigen Drücke für die Formung und Ausrichtung des Gegenstandes leichter erreicht werden können.»To form sheets with multiple layers of material, including those materials that provide a product with high thermal qualities, low temperature qualities and with a gas barrier to either allow oxygen to enter the container or to allow gases such as CO from beverages containing carbonate to escape ₉ , to prevent from the container. It is also highly desirable that the containers be manufactured in a closed configuration of the mold, since their temperatures can be more carefully controlled and the pressures necessary for forming and aligning the article can be more easily achieved.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Thermoverformen eines Gegenstandes aus einem thermoplastischen Kunstharzblatt vorzusehen, wobei der Gegenstand relativ dünnwandig ist, für die Festigkeit biaxial ausgerichtet ist und in einer geschlossenen Form geformt wird, wobei die gewünschte Temperatur und der gewünschte Druck erzielt und gesteuert werden können.It is therefore an object of the present invention to provide an improved method and a device for thermoforming an article made from a thermoplastic synthetic resin sheet, the article being relatively is thin-walled, biaxially oriented for strength and molded in a closed mold, the desired temperature and pressure can be achieved and controlled.

Die Vorrichtung zum Thermoformen eines Gegenstandes aus einem thermoplastischen Kunstharzblatt mit einer Heizung zum Erwärmen des Blattes sowie mit einer Druckgasquelle ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Formplatte oder Formwalze vorgesehen sind, die zumindest einen Formhohlraum besitzen und die relativ zueinander und auseinander beweglich sind, wobei zumindest einer der Formhohlräume in den Platten mit einem der Formhohlräume in der anderen Platte fluchtet, daß eine Steuerung für das Gas zur Verbindung der Formhohlräume mit der Druckgasquelle und zur Belüftung der Formhohlräume vorgesehenThe device for thermoforming an object a thermoplastic synthetic resin sheet having a heater for heating the sheet and a source of pressurized gas is characterized in that a first and a second mold plate or mold roller are provided which at least have a mold cavity and which are movable relative to and apart from one another, at least one of the Mold cavities in the plates are aligned with one of the mold cavities in the other plate that a control for the gas is provided to connect the mold cavities to the source of pressurized gas and to ventilate the mold cavities

ist, daß eine Form für den Gegenstand in den Formhohlräumen der zweiten Formplatte eingesetzt ist, wobei die Form eine Konfiguration des Gegenstandes begrenzende Wand hat und eine Vielzahl von Öffnungen für das Gas besitzt, die sich durch die Wand erstrecken, wodurch die Außenseite des Gegenstandes zeitweise dem Druckgas ausgesetzt sein kann und zu anderen Zeiten belüftet wird, daß ferner eine Vorform in den Formhohlraum der ersten Platte eingesetzt ist, ■wobei die Form eine einen ringförmigen Hohlraum darin bildende Wand besitzt, ferner eine Vielzahl von Öffnungen für das Gas, die sich durch die Wand erstrecken sowie einen druckbetatigten Kolben, der in die Vorform eingesetzt und durch das Gas zwischen oberen und unteren Begrenzungen beweglich sind, und zwar in den Formhohlraum, um dazu beizutragen, das Kunstharzblatt in die Form für den Gegenstand zu verschieben, um den Gegenstand zu formen.is that a mold for the article is inserted in the mold cavities of the second mold plate, the Form a configuration of the object defining wall and has a plurality of openings for the gas that extend through the wall, creating the outside the object can be exposed to the pressurized gas at times and ventilated at other times, that also a preform is inserted into the mold cavity of the first plate, The mold having an annular cavity therein forming wall, further a plurality of openings for the gas, which extend through the wall and a pressure operated piston that is inserted into the preform and move through the gas between upper and lower limits, into the mold cavity, to help sliding the resin sheet into the object mold to mold the object.

Das Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen Behälters aus einem Blatt aus thermoplastischem Kunstharz ist gekennzeichnet durch das Erwärmen des Blattes, das Einbringen des Blattes zwischen eine Vorform und eine Form für den Gegenstand, die mit der Vorform fluchtet, das Schließen der Formen auf dem Blatt, das Einleiten von Gas in die Form für den Gegenstand, wobei das Blatt in die Vorform verschoben wird sowie Einleiten des Gases in die Vorform, um das Blatt und einen druckempfindlichen Kolben in die Form für den Gegenstand zu verschieben, um den Gegenstand zu formen, wobei das Kunstharz biaxial ausgerichtet wird und ein dünnwandiger Gegenstand beibehalten bleibt.The method of making a thin-walled container from a sheet of thermoplastic synthetic resin is characterized by the heating of the sheet, the introduction of the Sheet between a preform and a mold for the object, which is aligned with the preform, the closing of the molds on the sheet, the introduction of gas into the mold for the article, sliding the sheet into the preform; and introducing the gas into the preform, around the sheet and a pressure sensitive piston in the mold for the Slide object to shape the object, with the resin being biaxially oriented and a thin-walled one Subject remains.

Die vorgenannten und zusätzlichen Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende, ausführliche Beschreibung, die im Zusammenhang mit der Zeichnung zu lesen ist, deutlich gemacht, wobei in allen Ansichten gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Es zeigt:The aforementioned and additional objects and advantages of the invention will be understood through the following detailed description, which is to be read in conjunction with the drawing is made clear, wherein like reference characters designate like parts in all views. It shows:

j Fig. 1 - eine schematische, vertikale Ansichtj Fig. 1 - a schematic, vertical view

einer Vorrichtung nach der Erfindung;a device according to the invention;

Fig. 2 - vergrößert einen Teilquerschnitt mit Einzelheiten der Konstruktion des Gegen-Standes und der Vorform;Fig. 2 - enlarged partial cross-section with details of the construction of the object and the preform;

Fig. 3 - eine vergrößerte Teilansicht eines Einwege-Ventils, das bei der Vorrichtung nach Fig. 2 verwendet wird;3 - an enlarged partial view of a one-way valve, which is used in the device of Figure 2;

Fig. 4 - eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei die Vorrichtung in einem anderen Betriebsstadium gezeigt wird; Fig. 4 is a view similar to Fig. 2, showing the device in a different stage of operation;

Fig. 5 - ebenfalls eine Ansicht ähnlich Fig. 2,Fig. 5 - also a view similar to Fig. 2,

wobei die Vorrichtung jedoch wiederum in einem anderen Betriebsstadium gezeigt wird;however, the device is again shown in a different operating stage will;

Fig. 6 - eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei dieFig. 6 - a view similar to Fig. 2, wherein the

Vorrichtung im Endstadium der Fertigung eines dünnwandigen Behälters gezeigt ist.Device is shown in the final stages of manufacturing a thin-walled container.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Herstellung von Behaltern aus einem Blatt aus thermoplastischem Kunstharz gezeigt. Sie besitzt eine Grundplatte 12, die an ihrem einen Ende eine Rolle aus thermoplastischem Kunstharz in Blattform trägt, ferner einen Förderer 16 zum Transport des Kunstharzblattes 14 entlang der Grundplatte 12. Über dem Förderer 16 befindet sich die Heizvorrichtung 18 und unter dem Förderer 16, in gestrichelter Linie gezeigt, eine zweite Heizvorrichtung 20. Die Heizvorrichtungen 18 und werden zur Erhöhung der Temperatur des thermoplastischenIn Fig. 1 is an apparatus 10 for making containers shown from a sheet of thermoplastic resin. It has a base plate 12, which is attached to her one end carries a roll of thermoplastic resin in sheet form, and a conveyor 16 for transport of the resin sheet 14 along the base plate 12. Above the conveyor 16 is the heater 18 and below the conveyor 16, shown in dashed lines, a second heater 20. The heaters 18 and are used to increase the temperature of the thermoplastic

Kunstharzblattes 14 auf die gewünschte Temperatur zum Thermoverformen verwendet, bevor das Blatt einen Formaufbau 22 erreicht.Resin sheet 14 to the desired temperature Thermoforming is used before the sheet reaches a mold assembly 22.

Der Formaufbau 22 schließt eine Vorformplatte 24 und eine Formplatte 26 für den Gegenstand ein. Die Formplatte 26 für den Gegenstand und die Vorformplatte 24 sind zueinander und auseinander beweglich, und zwar für Zwecke, die noch •beschrieben werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, befindet sich rechts vom Formaufbau 22 ein Beschneidungsaufbau 28, der das Blatt 14 aufnimmt, nachdem es im Formaufbau 22 geformt wurde und beschneidet die im Formaufbau 22 aus dem Kunstharzblatt 14 geformten Behälter.The mold assembly 22 includes a preform plate 24 and a Form plate 26 for the object. The article mold plate 26 and the preform plate 24 are relative to each other and movable apart for purposes that will be • described. As shown in Fig. 1, there is To the right of mold assembly 22, a trimming assembly 28 which receives sheet 14 after it is formed in mold assembly 22 and trims the containers molded from the resin sheet 14 in the mold assembly 22.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird das Kunstharzblatt 14 in Position zwischen die Formplatte 26 und die Vorformplatte 24 bewegt. Die Platten 24 und 26 werden geschlossen, d.h. sie werden zueinander bewegt, so daß sie in Eingriff miteinander stehen und das Kunstharzblatt 14 zwischen sich halten. Das zuvor durch die Heizvorrichtungen 18 und 20 erwärmte Blatt ist deformiert, wenn die Platten durch einen Kolbenkopf 3 0 geschlossen werden, der nach oben gerichtet ist und in die Formplatte 26 hineinragt. Der Kolbenkopf 30 braucht sich in seiner abgesenkten Position nicht in die Formplatte 26 zu erstrecken, was von der Art des Gegenstandes abhängt.As shown in Figure 2, the resin sheet 14 is in position between the mold plate 26 and the preform plate 24 moves. The plates 24 and 26 are closed, i.e. they are moved towards one another so that they are in engagement with one another stand and the resin sheet 14 between them keep. That previously by the heating devices 18 and 20 warmed sheet is deformed when the plates are closed by a piston head 3 0 that goes up is directed and protrudes into the mold plate 26. The piston head 30 needs to be in its lowered position not to extend into the mold plate 26, depending on the type of object.

Wie Fig. 2 zeigt, besitzt die Formplatte 26 einen Hohlraum 32, worin sich eine Form 34 für den Gegenstand befindet mit einer Innenwand 26, die eine Gestalt hat, um den Gegenstand mit der gewünschten Form herzustellen. Die Form 34 wird im Hohlraum 32 durch einen passenden Schließring gehalten.As shown in FIG. 2, the mold plate 26 has a cavity 32, wherein there is a mold 34 for the article with an inner wall 26 having a shape around the Manufacture object with the desired shape. The mold 34 is secured in the cavity 32 by a matching locking ring held.

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Die Form 34 ist derart geformt, daß ein Raum 40 zwischen der Wand des Hohlraums 32 und dem Äußeren der Form 34 besteht. Mehrere Öffnungen 42 erstrecken sich durch die Wand der Form 34 und stellen dadurch eine Verbindung zwischen dem Raum 40 und dem Inneren der Form 34 her. Die Vorformplatte 26 hat eine Vielzahl von Durchlässen 44, die die Zufuhr von Heißwasser, Luft oder einem anderen geeigneten Medium für die Temperatursteuerung der Platte 26 und der Form 34 ermöglichen. The mold 34 is shaped such that a space 40 exists between the wall of the cavity 32 and the exterior of the mold 34. A plurality of openings 42 extend through the wall of the mold 34 and thereby provide a connection between the Space 40 and the interior of the mold 34. The preform plate 26 has a plurality of passages 44 for the supply of Allow hot water, air, or any other suitable medium to control the temperature of the platen 26 and mold 34.

Die Platte 26 hat auch einen geeigneten Stromungsdurchlaß 46 für Gas, der mit dem Raum 40 in Verbindung steht, um die Form 34 unter Druck zu setzen bzw. zu belüften, wie dies beim Formprozeß notwendig .wird. Die Strömungsdurchlässe 46 sind mit einer Steuerung 48 verbunden, die die Form zu jeweils gewünschten Zeiten unter Druck setzt bzw. druckentlastet. Die Steuerung 48 ist mit einer nicht gezeigten Druckgasquelle verbunden. Sie hat einen Ausgang 50, so daß die Gase gegebenenfalls abgelassen werden können.The plate 26 also has a suitable flow passage 46 for gas communicating with space 40 to pressurize or vent the mold 34, like this necessary during the molding process. The flow passages 46 are connected to a controller 48 that controls the shape pressurizes or depressurizes the required times. The controller 48 is provided with one not shown Pressurized gas source connected. It has an outlet 50 so that the gases can be vented if necessary.

Die Steuerung ist auch mit einem Durchlaß 52 verbunden, der zu einem Ringraum 54 geführt ist, der einen zylindrischen Einsatz 56 umgibt. Der Einsatz 56 befindet sich in einem Formhohlraum 58, der in der Platte 24 ausgebildet ist. Mehrere Öffnungen 60 erstrecken sich durch die Wand des Einsatzes 56 und ergeben eine Verbindung mit dem Ringraum 54. Dadurch kann Gas unter Druck in den Hohlraum 58 eingegeben werden oder beim Belüften des Hohlraums 58 kann das Gas dadurch austreten.The control is also connected to a passage 52 which leads to an annular space 54 which is a cylindrical Insert 56 surrounds. The insert 56 is located in a mold cavity 58 formed in the plate 24 is. A plurality of openings 60 extend through the wall of the insert 56 and provide communication with the annulus 54. As a result, gas can be introduced into the cavity 58 under pressure or, when the cavity 58 is vented, this can be done Gas leak out through this.

Die Platte 24 hat ebenfalls eine Vielzahl von Durchlässen 62, die geeignet angeordnet sind, so daß eine Vorform 64 beheizt werden kann, die sich im Hohlraum 58 befindet. DasThe plate 24 also has a plurality of passages 62 suitably arranged so that a preform 64 which is located in the cavity 58 can be heated. That

OFUGINALOFUGINAL

untere Ende der Vorform 64 stößt an den Einsatz 56 neben einer Vielzahl von sich radial erstreckenden Schlitzen an, die im oberen Ende des zylindrischen Einsatzes 56 ausgebildet sind. Die Vorform 64 wird in der Platte 24 durch einen geeigneten Verriegelungsring 68 gehalten.The lower end of the preform 64 abuts the insert 56 a plurality of radially extending slots formed in the upper end of the cylindrical insert 56 are. The preform 64 is held in the plate 24 by a suitable locking ring 68.

Die Vorform 64 schließt eine Axialbohrung 70 ein, die gleitend eine Verbindungstange 72 aufnimmt, die sich von -dem vorher erwähnten Kolbenkopf 30 zu einer Ventilanordnung 74 erstreckt, die innerhalb des Einsatzes 56 befestigt ist. Der Ventilaufbau 74 wird in Verbindung mit Fig. 3 näher erläutert.The preform 64 includes an axial bore 70 that slidably receives a connecting rod 72 extending from the aforementioned piston head 30 extends to a valve assembly 74 which is secured within the insert 56 is. The valve structure 74 is explained in more detail in connection with FIG. 3.

Die Vorform 64 schließt eine Innenwand 76 ein, die im Querschnitt etwa W-förmig ausgebildet ist. Eine Vielzahl von Öffnungen 78 erstreckt sich durch die Wand 76 der Vorform 64 und steht mit einem Ringraum 80 in Verbindung, der ebenfalls mit einem Hohlraum 58 über Schlitze 82 in Verbindung steht, die im unteren Ende der Vorform 64 ausgebildet sind, sowie durch die Schlitze 66 im zylindrischen Einsatz 56. Eine Vielzahl von Öffnungen 84 ermöglicht auch eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren der Vorform und dem Hohlraum 58.The preform 64 includes an inner wall 76 that is approximately W-shaped in cross section. A multitude of openings 78 extends through wall 76 of preform 64 and communicates with an annulus 80, the also communicates with a cavity 58 via slots 82 formed in the lower end of the preform 64 are, as well as through the slots 66 in the cylindrical insert 56. A plurality of openings 84 also allows a direct connection between the interior of the preform and the cavity 58.

Fig. 3 zeigt den Ventilaufbau 74, der mit dem unteren Ende der Kolbenstange 72 verbunden ist. Der Ventilaufbau 74 schließt eine Scheibe 86 ein, die mehrere Öffnungen hat, die sich durch die Scheibe erstrecken. Die Scheibe wird an der Kolbenstange 72 über eine Gewindemutter 90 gehalten. Die Scheibe 86 ist von einer Ringdichtung 92 umgeben, die gleitend und dichtend am Inneren des Einsatzes 56 anliegt.3 shows the valve assembly 74 connected to the lower end of the piston rod 72. The valve structure 74 includes a washer 86 that has a plurality of openings extending through the washer. The disc is held on the piston rod 72 via a threaded nut 90. The disk 86 is surrounded by an annular seal 92, which slidably and sealingly rests against the interior of the insert 56.

Um die Ventilöffnungen 88 zu öffnen bzw. zu schließen, ist ein Ventilglied 94 an der Stange 72 vorgesehen und kann an der Stange in die in gestrichelten Linien in Fig. 3 gezeigte Lage gleitend bewegt werden, um Strömung durch die Ventilöffnungen 88 zu verhindern. Das Ventilglied 94 wird in dieser Bewegung durch mehrere mit Gewinden versehene Befestigungsteile 96 begrenzt, die in die Ventilscheibe 86 eingeschraubt sind. Um die Ventilplatte 94 ständig in die in gestrichelten Linien angedeutete Schließlage vorzuspannen, d.h. in diejenige Lage, in der durch die Öffnungen 88 kein Strom gehen kann, ist eine zweite Gewindemutter 98 an der Stange 72 vorgesehen und eine Druckfeder 100 ist zwischen der Mutter 98 und der Ventilplatte 94 vorgesehen und liegt an diesen Bauteilen an.To open and close the valve openings 88, is a valve member 94 is provided on the rod 72 and may be on the rod as shown in dashed lines in FIG Layer can be slid to prevent flow through the valve openings 88. The valve member 94 is in this movement by several threaded ones Fastening parts 96 which are screwed into the valve disk 86 are limited. To the valve plate 94 constantly in the pre-tensioned the closed position indicated in dashed lines, i.e. in the position in which through the openings 88 no current can go, a second threaded nut 98 is provided on the rod 72 and a compression spring 100 is is provided between the nut 98 and the valve plate 94 and rests against these components.

Im Betrieb der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines dünnwandigen, tiefgezogenen Behälters wird das Kunstharzblatt 14 vom Förderer 16 zwischen den Heizvorrichtungen 18, 20 bewegt, wo dessen Temperatur auf einen Wert kurz unterhalb der kristallinen Schmelztemperatur angehoben wird. Die Temperatur befindet sich aber überhalb der Glasübergangstemperatur des jeweils benutzten Kunstharzes. Wenn das Kunstharzblatt 14 den Formaufbau 22 erreicht, wird der Förderer 16 angehalten und die Platten 24, 26 werden zueinander gebracht, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Kolbenkopf steht jetzt in Eingriffslage mit dem Blatt 14 und zwingt das Blatt nach oben in den Hohlraum 32 der Platte 26. Zu diesem Zeitpunkt steht weder der Hohlraum 32 der Platte 26 noch der Hohlraum 58 der Platte 24 unter Druck.In operation of the device 10 for producing a thin-walled, deep-drawn container, the synthetic resin sheet 14 moved by the conveyor 16 between the heating devices 18, 20, where its temperature to a value just below the crystalline melting temperature is raised. However, the temperature is above the glass transition temperature of the synthetic resin used. When the resin sheet 14 reaches the mold assembly 22, the Conveyor 16 is stopped and plates 24, 26 are brought together as shown in FIG. The piston head is now in engagement position with the sheet 14 and forces the sheet up into the cavity 32 of the plate 26. To At this point in time, neither the cavity 32 of the plate 26 nor the cavity 58 of the plate 24 is under pressure.

Die Steuerung 48 richtet Gas unter Druck durch die Leitung 46 in den Raum 40 der Platte 26. Gas im Raum 40 tritt in das Innere der Form 34 ein, und zwar durch die Öffnungen 42.The controller 48 directs gas under pressure through line 46 into space 40 of plate 26. Gas in space 40 enters the Inside the mold 34, through the openings 42.

Dadurch wird das Blatt 14 innerhalb des Hohlraums 32 in die in Fig. 4 gezeigte Lage gebracht. Das Blatt 14 wird hierbei etwas dünner, wenn es nämlich zur Anlage an der inneren Seitenwand 76 der Vorform 64 kommt.As a result, the sheet 14 is brought into the position shown in FIG. 4 within the cavity 32. The sheet 14 is in this case somewhat thinner, namely when it comes to bear against the inner side wall 76 of the preform 64.

Wenn jetzt das Blatt 14 in die Vorform 64 gezwängt wird, wird das dort eingeschlossene Gas durch die Öffnungen 78, 84 nach außen verdrängt. Das durch die Öffnungen 78 .strömende Gas tritt in den Raum 80 an der Außenseite der Vorform 64 ein und geht hierbei durch die Schlitze 82 sowie durch die Schlitze 66 in dem Zylindereinsatz 56. Das durch die Öffnungen 84 nach außen gedrückte Gas tritt direkt in den Einsatz 56 ein. Wenn es mit dem durch die Schlitze 66 kommenden Gas vermengt wird, kann dadurch die Ventilplatte 94 nach unten hinweg von der Scheibe 86 bewegt werden. Dadurch kann etwas Gas nach außen durch die Öffnungen 6 0 und die Leitung 52 zum Ausgang entweichen. Weil ein großer Bereich von thermoplastischen Materialien, ggfs. mit unterschiedlicher Dicke, eingesetzt werden kann, kann der Druck im Formhohlraum 32 von etwa 207 kPa bis etwa 3,1 MPa reichen.If the sheet 14 is now forced into the preform 64, the gas enclosed there is displaced to the outside through the openings 78, 84. That through the openings 78 Flowing gas enters the space 80 on the outside of the preform 64 and in doing so passes through the slots 82 as well as through the slots 66 in the cylinder insert 56. The Gas forced out through openings 84 enters insert 56 directly. When it comes to the by the Gas coming into the slots 66 is mixed, the valve plate 94 can thereby be moved downward away from the disc 86 will. This allows some gas to escape to the outside through the openings 60 and the line 52 to the outlet. Because a large range of thermoplastic materials, possibly with different thicknesses, can be used, For example, the pressure in mold cavity 32 can range from about 207 kPa to about 3.1 MPa.

In diesem Verfahrensstadium wird Wasser oder ein anderes geeignetes Medium durch die Leitungen 44 in der Platte und durch die Leitung 62 in der Platte 24 geleitet, um die Harztemperatur einzustellen. Im allgemeinen muß Wärme zugefügt werden, um ein zu schnelles Abkühlen des Harzes zu verhindern. Das Gas, normalerweise Luft, wird üblicherweise beheizt, und zwar üblicherweise auf eine Temperatur zwischen 215° und 280⁰C, bevor das Gas" in den Formhohlraum eingeleitet wird. Die Formen werden üblicherweise auf Temperaturen zwischen etwa 75° und 115°C erwärmt. Wenn das Blatt 14 in die Vorform 64 eingegeben ist, wie in Fig. 4 gezeigt, ist der anfängliche Verfahrensschritt zum Ausformen des Produktes beendet.At this stage of the process, water or some other suitable medium is passed through lines 44 in the plate and through line 62 in plate 24 to adjust the resin temperature. In general, heat must be added to prevent the resin from cooling too quickly. The gas, normally air, is usually heated, usually before the gas "is introduced into the mold cavity to a temperature between 215 ° and 280 ⁰ C. The molds are usually heated to temperatures between about 75 ° and 115 ° C. When the sheet 14 is fed into the preform 64, as shown in Figure 4, the initial process step for forming the product is complete.

Afc ■:---' - '■--" ■- 352123 Afc ■: --- '-' ■ - "■ - 352123

j Ist die Temperatur des Blattes 14 innerhalb des Formaufbaus 22 auf die richtige Ausrichttemperatur des betreffenden Harzes eingestellt, so öffnet die Steuerung 48 die Leitung 46, um den Hohlraum 32 und das Innere der Produktform 34 zur Atmosphäre zu entlüften, und zwar über die Öffnungen 42.j is the temperature of the sheet 14 within the mold assembly 22 at the proper registration temperature of the subject Resin is set, the controller 48 opens the conduit 46 to the cavity 32 and the interior of the product mold 34 vent to atmosphere via openings 42.

Die Steuerung 48 richtet das Druckgas über die Leitung 42, den Ringraum 54 in den Einsatz 56 und durch die Öffnungen 60 in den Hohlraum 58 relativ unterhalb der Ventilanordnung 74. Es besteht also ein höherer Druck unterhalb des Ventilaufbaus 74 als über dem Ventilaufbau. Verbunden mit der Kraft der Feder 100 wird dadurch das Ventil 74 geschlossen. Die Druckdifferenz am Ventil 74 reicht aus, um die Verbindungsstange 72 und den Kolbenkopf nach oben zu treiben, wie dies Fig. 5 zeigt. Hierbei kann man wiederum unterschiedliche Drücke anwenden, beispielsweise im Bereich zwischen 0,207 bis 2,07 MPa. Dies beruht wiederum auf unterschiedlichen Kunstharzen, Blattdicken usw.The controller 48 directs the pressurized gas into the insert 56 via the line 42, the annulus 54, and through the openings 60 into the cavity 58 relatively below the valve arrangement 74. There is therefore a higher pressure below the valve structure 74 than above the valve structure. In conjunction with the force of the spring 100, the valve 74 is closed as a result. the Pressure differential across valve 74 is sufficient to drive connecting rod 72 and piston head upward like this Fig. 5 shows. Here again, different pressures can be used, for example in the range between 0.207 up to 2.07 MPa. This in turn is based on different synthetic resins, sheet thicknesses, etc.

Die Ausrichttemperatur bei den folgenden handelsüblichen Kunstharzes ist wie folgt: Für Polyäthylen-Teraphtalat liegt sie zwischen etwa 90° und 100⁰C. Bei Polypropylen liegt sie bei etwa 100° bis 160⁰C. Bei Polyäthylen liegt sie zwischen etwa 50° und 130⁰C. Jedes Kunstharz hat seinen eigenen Temperaturbereich, innerhalb dessen die Ausrichtung möglich ist.The orientation temperature in the following commercially available resin is as follows: For polyethylene Teraphtalat it is between about 90 ° and 100 ⁰ C. In the case of polypropylene, it is about 100 ° to 160 ⁰ C. In the case of polyethylene, it is between about 50 ° and 130 ⁰ C. Each resin has its own temperature range within which it can be aligned.

Wird der Kolbenkopf nach oben verschoben, so wird auch das in der Kammer 58 über der Ventilanordnung 74 befindliche Gas in das Innere der Vorform 64 abgegeben, so daß das Blatt 14 beginnt, die in Fig. 5 gezeigte Form anzunehmen. Sobald der Kolbenkopf 30 nach oben getrieben wird, wird das Blatt 14 in axialer Richtung gespannt und belastet. Wegen des Drucks im Inneren der Vorform 64 wird das Blatt auch radialIf the piston head is displaced upwards, the one located in the chamber 58 above the valve arrangement 74 is also displaced Gas is released into the interior of the preform 64 so that the sheet 14 begins to assume the shape shown in FIG. As soon the piston head 30 is driven upwards, the blade 14 is tensioned and loaded in the axial direction. Because of the Pressure inside the preform 64 also makes the sheet radial

gespannt und belastet. Das Blatt 14 wird hierbei also sowohl axial wie auch radial ausgerichtet. Hierdurch wird die Stärke des Endprodukts wesentlich verbessert.tense and strained. The blade 14 is thus aligned both axially and radially in this case. This will make the Strength of the end product significantly improved.

Diese Bewegung wird durchgeführt, bis sich die Ventilan-Ordnung, d.h. der Dichtring 92 der Ventilanordnung, über die unteren Kanten der Schlitze 66 in der Zylinderauskleidung hinaus bewegt hat. Zu diesem Zeitpunkt hört die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbenkopfs 30 auf und das Druckgas im Hohlraum 58 tritt in das Innere der Vorform 64 und in das Innere des jetzt im wesentlichen verformten Blattes 14 durch die Öffnungen 84 und 78 ein. Jetzt wird das Blatt 14 gegen die Innenwand 36 der Form 34 gepreßt und nimmt jetzt seine endgültige Gestalt an, d.h. die Gestalt des Endprodukts. Das Blatt 14 wurde hierbei bis zur Grenzbelastung von der Form 84 gespannt und belastet und hat daher die maximale mögliche molekulare zweiachsige Ausrichtung erhalten, die bei dem herzustellenden Produkt möglich ist.This movement is carried out until the valve assembly, i.e. the sealing ring 92 of the valve assembly, over the has moved out the lower edges of the slots 66 in the cylinder liner. At this point, the upstairs listens directed movement of the piston head 30 and the pressurized gas in the cavity 58 enters the interior of the preform 64 and into the interior of the now essentially deformed sheet 14 through openings 84 and 78. Now the sheet 14 is pressed against the inner wall 36 of the mold 34 and now assumes its final shape, i.e. the shape of the end product. Sheet 14 was here up to the limit load tensioned and loaded by the mold 84 and therefore has the maximum possible molecular biaxial orientation obtained, which is possible with the product to be manufactured.

Wenn das Blatt 14 einmal die in Fig. 6 gezeigte Form erhalten hat und wenn die Drücke im Hohlraum 58 und im Inneren des vom Blatt 14 geformten Produkts, wie Fig. 6 zeigt, ausgeglichen worden sind, dann fallen der Kolbenkopf 30, die Verbindungsstange 72 und die Ventilanordnung 74 nach unten über die unteren Kanten der Schlitze 66. Zumindest ist dies jetzt möglich. Wenn dies erfolgt, muß derOnce the sheet 14 is given the shape shown in FIG and when the pressures in the cavity 58 and in the interior of the product formed by the sheet 14, as in FIG shows, have been balanced, then the piston head 30, connecting rod 72 and valve assembly fall 74 down over the lower edges of the slots 66. At least this is now possible. When this happens, the

Hohlraum 58 durch die Leitung 52 entlüftet werden, um das Innere in der Form 34 ausgeformten Produkts durch Öffnen der Ventilanordnung zu entlüften. Dadurch wird ein schnelles Ausströmen von Druckgas vermieden, wenn die Platten 24, wieder voneinander entfernt werden, um das Produkt ent-Cavity 58 can be vented through conduit 52 to open the interior of molded product in mold 34 to vent the valve assembly. This makes a quick one Avoid leakage of pressurized gas when the plates 24 are removed from one another again in order to develop the product.

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■) nehmen zu können. Wenn die Platten voneinander getrennt sind, so wird das Blatt 14 mit dem dünnwandigen ausgeformten Produkt zum Beschneidungsaufbau 28 transportiert, wo das Produkt vom Blatt 14 abgetrennt wird.■) to be able to take. When the panels are separated from each other are, the sheet 14 with the thin-walled molded product is transported to the trimming assembly 28, where the product is separated from sheet 14.

Auf die beschriebene Art und Weise wird also ein dünnwandiges Produkt tiefgezogen, beispielsweise ein Behälter. Die Wand des Produkts ist in zwei axialen Richtungen ausgerichtet, wodurch die Belastbarkeit der Wand erhöht wird. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung sind in der Lage, Produkte mit gutem Wirkungsgrad herzustellen, während die notwendigen Temperaturen und Drücke beibehalten bleiben, um die gewünschten Funktionen bei geschlossenen Formen auszuüben.A thin-walled product, for example a container, is deep-drawn in the manner described. The wall of the product is oriented in two axial directions, which increases the strength of the wall. The method and the device according to the invention are able to produce products with good efficiency, while maintaining the necessary temperatures and pressures to perform the desired functions when closed Exercise forms.

Claims

Expectations

1. Device for thermoforming an object from one thermoplastic synthetic resin sheet with a heater for heating the sheet and a source of pressurized gas, characterized in that a first and a second mold plate or mold roller are provided which have at least one mold cavity and which are movable relative to one another and from one another, wherein at least one of the mold cavities in the plates is aligned with one of the mold cavities in the other plate, that a control for the gas to connect the mold cavities with the pressurized gas source and to ventilate the Mold cavities is provided that a mold is used for the object in the mold cavities of the second mold plate wherein the shape has a wall defining the configuration of the object and a plurality of Has openings for the gas that extend through the wall extend, causing the outside of the object at times may be exposed to the pressurized gas and ventilated at other times, that further a preform is inserted into the mold cavity of the first mold plate, wherein the Shape has a wall defining an annular cavity therein, furthermore a plurality of openings for the gas, which extend through the wall as well as a pressure actuated piston which is inserted into and through the preform the gas is movable between upper and lower limits, into the mold cavity, to help sliding the resin sheet into the object mold to mold the object.

2. Device according to claim 1,

characterized in that the control for the gas is a control for initiation of the gas into the mold at a predetermined pressure, further means for relieving the pressure from the mold, for introducing the gas at a predetermined pressure into the preform and for relieving the pressure from the Molds, wherein the molds and the plates can be separated to remove the molded article.

₁₅ 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the preform has a mold cavity and a cylinder, that the piston has a piston head displaceable in the mold for the object and a piston rod which is movable to and fro in the preform, a first end connected to the piston head and a second end inserted in the cylinder, and in that a one-way valve supported at a second end of the rod in slidable and sealing connection with the cylinder is provided so that the flow of gas is provided from the cavity into the cylinder below the valve and to prevent the flow of gas from the cylinder into the cavity through a portion of the piston path.

Device according to claim 3,

characterized in that the preform has at least one slot that the The cylinder connects to the cavity when the piston head is near its upper limit, reducing the gas pressure the resin expands into the shape for the item.

55. Device according to claim 4,

characterized in that the valve has at least one flow passage therethrough also has a closure attached to the rod between the open and closed positions of the passage is movable, as well as resilient means for biasing the closure in the direction of the closed position of the flow passage.

6. Method of manufacturing a thin-walled container from a sheet of thermoplastic synthetic resin characterized by heating the sheet, inserting the sheet between a preform and a mold for the object, which is aligned with the preform, the closing of the molds on the sheet, the introduction of gas into the mold for the Object, shifting the sheet into the preform and introducing the gas into the preform, around the sheet and to move a pressure sensitive piston into the mold for the article to shape the article, wherein the resin is biaxially oriented and a thin-walled one Subject remains.

7. The method according to claim 6,

characterized in that I

that the sheet is at a temperature below the crystalline

Melting point and above the glass transition temperature of the j

Synthetic resin is heated.

8. The method according to claim 7,

characterized in that the sheet is at its registration temperature prior to introduction of the gas into the preform, in which the molecular

5 Cellular and crystalline structure of the synthetic resin due to the deformation of the synthetic resin into the shape for the object can be aligned into it.

9. The method according to claim 8,

¹⁰ characterized in that the molds are heated so that the cooling of the sheet is prevented below a desired temperature.

10. The method according to claim 9,

¹⁵ characterized in that the gas temperature amounts to about 215 ° C to about 280 ^{0 C.}

11. The method according to claim 10,

²⁰ characterized in that the molds are heated ^{to about 75 0} C to about 115 ^{0 C.}

12. The method according to claim 9,

characterized in ²⁵ that the release of the pressure, is carried out in the shapes after the article is formed, whereby it can be in the form of isolated.

13. The method according to claim 12,

³⁰ characterized in that the molded article is removed from the mold.

The patent attorney:

Dr. D J / Gude1