DE4117010C2 - Verfahren und Formvorrichtung für das kombinierte Reck- und Blasformen eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents
Verfahren und Formvorrichtung für das kombinierte Reck- und Blasformen eines Hohlkörpers aus thermoplastischem KunststoffInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für das kombi
nierte Reck- und Blasformen eines Hohlkörpers aus thermo
plastischen Kunststoff, bei dem ein Vorformling sowohl einer
mittels einer verschiebbaren Reckstange ausgeführten Reck
formung, als auch einer durch Einführen von Druckluft in den
Vorformling ausgeführten Blasformung unterworfen und dabei
gegen die Wandung einer den Vorformling aufnehmenden Blas
form zur Erzielung des fertigen Hohlkörpers gedrückt wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Formvorrichtung für
das kombinierte Reck- und Blasformen eines Hohlkörpers aus
thermoplastischem Kunststoff, umfassend eine Blasform zur
Aufnahme und Formbestimmung eines Vorformlings, eine
Reckstange mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung für ihren An
trieb sowie einer Vorrichtung zur Aufnahme und Abdichtung
des Vorformlings und Zuführung der Druckluft für das Blas
formen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der angegebenen Art ist
aus der DE 38 15 193 A1 bekannt.
Bei dem Stande der Technik ist zwar eine Reckstange mit ei
nem Kolben verbunden, der mit Druckluft beaufschlagbar ist,
jedoch kommt diese Druckluft aus einer anderen Quelle als die
für das Verformen des Vorformlings notwendige Blasluft. Das
Verschieben der Reckstange mittels Druckluft dient nur zur
Einführung in den Vorformling und zum Nachführen der
Reckstange während des Blasvorganges, um den Boden des zu
formenden Hohlkörpers zu stützen. Der eigentliche Reckvor
gang mittels der Reckstange erfolgt durch eine Kulissenfüh
rung des den Kolben der Reckstange aufnehmenden Zylinders
der in einem Schlitten aufgenommen ist, welcher über eine
Rolle an der Kulisse gleitet und mechanisch verschoben wird.
Im Anschluss an den mechanischen Reckvorgang erfolgt das
weitere Recken und Aufweiten des Vorformlings zu einem ferti
gen Hohlkörper mittels Blasluft. Dabei wird der den Kolben
aufnehmende Zylinder durch Druckluft weiter verschoben, wo
bei der Druck so gewählt ist, dass der Kopf der Reckstange
dem Boden des Hohlkörpers folgt und in Anlage am Boden des
Hohlkörpers bleibt, um diesen zentrisch zu führen. Dies erfor
dert einen entsprechenden Regelvorgang sowie einen kon
struktiven Aufwand für die Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
Aufgabe der Erfindung ist es, sowohl ein Verfahren als auch
eine Formvorrichtung für das kombinierte Reck- und Blasfor
men eines Hohlkörpers zur Verfügung zu stellen, mit deren
Hilfe unter Vermeidung jeglichen Regelvorganges des Druckes
der Druckluft während des kombinierten Reck- und Blasvor
ganges der Formvorgang in Abhängigkeit von Parametern des
Vorformlings, beispielsweise der Wandstärke und seiner Tem
peratur, demnach von seinem Widerstand gegen die Verfor
mung, durchgeführt werden kann, wodurch ein einfaches Ver
fahren und eine einfache Formvorrichtung zur Anwendung
kommen könnten.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens ausgehend von
dem bekannten Verfahren der eingangs erläuterten Art da
durch gelöst, dass die auf die Reckstange einwirkende Ver
schiebekraft direkt proportional dem Blasdruck ist. Man erhält
so ein selbstgeregeltes Gleichgewicht zwischen der axialen und
der transversalen Deformation des Vorformlings.
Diese Proportionalität wird in einfacher Weise in Weiterbildung
der Erfindung dadurch erreicht, dass die Verschiebung der
Reckstange mittels Druckluft erfolgt, die der Druckluftquelle
für das Blasformen entstammt.
Die Zuführung von Druckluft zum Antrieb der Reckstange und
in das Innere des Vorformlings kann gleichzeitig erfolgen oder
die Zuführung der Druckluft in den Vorformling kann zeitlich
nachgestellt gegenüber Zuführung von Druckluft zum Antrieb
der Reckstange erfolgen.
Wenn in Weiterbildung der Erfindung die Anpresskraft zur Ab
dichtung zwischen Vorformling und einer Luftzuführungsvor
richtung proportional dem Blasdruck ist, so ist sichergestellt,
dass die Anpresskraft ausreichend ist um eine Abdichtung zu
gewährleisten.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird hinsichtlich der Formvor
richtung ausgehend von der bekannten Ausgestaltung erfin
dungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung für die Zu
führung der Druckluft für das Blasformen und die Kolben-Zy
linder-Anordnung für den Antrieb der Reckstange an die glei
che Druckluftquelle angeschlossen sind.
Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in der Verbin
dungsleitung zur Vorrichtung zur Zuführung der Druckluft für
das Blasformen ein Regelventil angeordnet ist, so ist es mög
lich, die Reckstange automatisch in Kontakt mit dem Vorform
ling zu bringen, bevor das Blasformen desselben einsetzt. Es
ist auch möglich, die Druckkraft der Reckstange gegen das
Material des Vorformlings automatisch einzustellen.
Die Formvorrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung zur Aufnahme und Abdichtung des Vor
formlings sowie Zuführung der Druckluft für das Blasformen
ein Doppelkammergehäuse und einen in diesem verschiebbar
geführten Hohlzylinder umfasst, dass der Hohlzylinder an sei
nem Außenumfang einen Ringkolben trägt, der mit der einen
Kammer eine Kolben-Zylindereinheit für die wahlweise in beide
Richtungen erfolgende Verschiebung des Hohlzylinders bildet,
der mit seiner einen Stirnfläche bei der einen Verschieberich
tung dichtend an den Vorformling andrückbar ist, während die
andere Stirnfläche in der zweiten Kammer dem Druck der für
das Blasformen zugeführten Druckluft ausgesetzt ist, dass die
zweite Kammer über den Hohlzylinder mit dem Inneren des
Vorformlings in Verbindung steht und dass die Reckstange
durch eine Kammerwand abgedichtet geführt ist und durch
den Hohlzylinder in den Vorformling einführbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungs
beispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erste schematisch dargestellte Formvor
richtung zur Durchführung einer ersten Ver
fahrensvariante;
Fig. 2 eine zweite schematisch dargestellte Formvor
richtung zur Durchführung einer weiteren Ver
fahrensvariante;
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Formvorrichtung in
dem Bereich der zur Abdichtung des Vorform
lings bei der Blasluftzufuhr dient.
Die Formvorrichtung umfasst eine Vorrichtung, die eine Ab
dichtung zwischen dem Träger bzw. Transporteur der Vorform
linge und der Druckluftzuführung sicherstellt, wobei diese
Vorrichtung einer Anpresskraft unterworfen ist, die dem Blas
druck proportional ist. Diese Vorrichtung ist schematisch in
Fig. 3 dargestellt. Sie umfasst einen Zylinder 40, der in axi
aler Richtung koaxial gegen eine Vorformling in die Blasposi
tion verschiebbar ist, wobei die obere Stirnfläche des Zylinders
mit einer Dichtung versehen ist, die mit dem unteren Öff
nungsrand des Vorformlings 3 in Kontakt tritt. Dieser Zylinder
40 ist in einem Luftverteiler 41 verschiebbar, der eine obere
ringförmige Kammer 42 und eine untere Kammer 43 aufweist,
wobei die untere Wand in abgedichteter Form von einer
Reckstange 34 zum Recken durchsetzt ist. Der Zylinder 40 um
fasst eine ringförmige Rippe 44, die in abgedichteter Form in
der oberen Kammer 42 gleitet und diese in zwei Teile unterteilt
und mit dieser eine doppelt wirkende Zylinder-Kolbeneinheit
bildet, wobei jeder Teil der Kammer 42 eine Öffnung 45 bzw.
46 aufweist, die mit einem Druckluftanschluss und einem Aus
lass mittels eines nicht dargestellten Ventils verbunden sind.
Indem man die Öffnung 46 mit der Druckluftquelle und die
Öffnung 45 mit dem Auslass in Verbindung bringt, bringt man
den Zylinder 40 mit dem unteren Rand des Vorformlings in
Kontakt und drückt ihn gegen diesen mit einem bestimmten
Druck, der ausreichend ist, um die Abdichtung zu gewährleis
ten.
Das Blasformen des Vorformlings wird erzielt, indem man die
untere Kammer 43 über ihre Öffnung 47 mit Druckluft ver
sorgt, die durch die zentrale Bohrung des Zylinders 40 in den
Vorformling 3 gelangt. Diese Blasluft wirkt gleichzeitig auf die
untere Ringfläche 48 und die obere Ringfläche 49, die eine
kleinere Fläche darstellt. Auf diese Weise ist die Kraft, mit der
der Zylinder 40 beim Blasvorgang gegen den unteren Rand des
Vorformlings 3 gedrückt wird gleich der Kraft, die durch die
Zuführung der Druckluft in die Kammer 42 erhalten wird,
vermehrt durch eine Kraft, die in gleicher Richtung wirkt und
die proportional ist dem Druck beim Aufblasen oder Blasfor
men, und die sich daraus ergibt, dass die Druckluft auf den
unteren Querschnitt 48 und oberen Querschnitt 49 des Zylin
ders 40 wirkt. Die Abdichtung zwischen dem Zylinder 40 und
dem Vorformling ist auf diese Weise automatisch gesichert und
zwar unabhängig von dem Blasdruck und ohne jede Regelung.
Die Blasstation weist noch eine andere Besonderheit auf, die
darin besteht, dass die auf die Reckstange 34 angewendete
Kraft direkt proportional ist dem Druck des Vorblasens, der im
Inneren des Vorformlings während der Deformation in der Pha
se des Reckens und Blasens angewendet wird. Man erhält so
ein selbstgeregeltes Gleichgewicht zwischen der axialen und
der transversalen Deformation des Vorformlings.
Dies wird, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt dadurch rea
lisiert, dass Druckluft durch die Öffnung 47 des Verteilers 41
eingeführt wird, wobei die zugeführte Luft im Inneren des Vor
formlings dieselbe ist wie diejenige, die die untere Kammer 50
eines Arbeitszylinders 51 speist, dessen Kolben 52 mit der
Reckstange 34 fest verbunden ist. Daher hängt die Kraft, die
auf die Reckstange 34 einwirkt, solange sie sich nach oben be
wegt, bis der Kolben 52 gegen den Anschlag des Arbeitszylin
ders 51 gelangt, vom Druck der Druckluftquelle S ab, die auch
das Innere des Vorformlings 3 für seine Ausdehnung beauf
schlagt.
Durch Anbringen eines Ausgleichsventils 53 zwischen der
Druckluftquelle S und dem Verteiler 41, wie dies in Fig. 2
dargestellt ist, ist es möglich, die Reckstange 34 automatisch
in Kontakt mit dem Vorformling 3 zu bringen, bevor das Blas
formen desselben einsetzt und es ist auch möglich, die Druck
kraft der Reckstange 34 gegen das Material des Vorformlings
automatisch zu definieren.
Aufgrund dieses Systems vermeidet man während der Dehn-
und Blasphase, dass der Kontakt zwischen der Reckstange und
dem Vorformling unterbrochen wird. Man vermeidet gleichzei
tig auch jedes Risiko des Durchbohrens des Vorformlings mit
tels der Reckstange. Dank dieser Konzeption und dieser Vor
richtung vermeidet man jeglichen Regelvorgang des Druckes
während des kombinierten Dehn- und Blasvorgangs, denn die
ser Regelvorgang wird automatisch erhalten.
Die Art und Weise des kombinierten Reck- und Blasvorganges
ist besonders trickreich, da die Verteilung der Drücke für das
Blasen und das mechanische Recken automatisch durch den
Vorformling selbst gesteuert wird, der wie eine Membran eines
Druckreglers wirkt. Auf diese Weise wird die Regelung des
Druckes des mechanischen Druckvorgangs in bezug auf denje
nigen des pneumatischen Blasvorgangs in automatischer Weise
als Funktion besonderer charakteristischer Merkmale erhalten,
wie Temperatur, Wanddicke usw. des zu bearbeitenden Vor
formlings. Dies ist für die Realisierung einer einfachen und be
triebssicheren Maschine für den kombinierten Reck- und Blas
vorgang wesentlich.
Nach dem kombinierten Reck- und Blasvorgang werden die Be
hältnisse aus der Form entfernt und in vorgeschriebener Weise
auf ihren Trägern belassen, um weitere nachfolgende Vorgänge
durchführen zu können, wie zum Beispiel: Kontrolle der
Dichtheit, Etikettieren, Muffenausbildung, Bedrucken, Wieder
aufwärmen, Zusammenziehen, Anbringen eines Ansatzes, usw.
Claims (8)
1. Verfahren für das kombinierte Reck- und Blasformen ei
nes Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem
ein Vorformling sowohl einer mittels einer verschiebbaren
Reckstange ausgeführten Reckformung, als auch einer durch
Einführen von Druckluft in den Vorformling ausgeführten
Blasformung unterworfen und dabei gegen die Wandung einer
den Vorformling aufnehmenden Blasform zur Erzielung des fer
tigen Hohlkörpers gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass die auf die Reckstange einwirkende Verschiebekraft di
rekt proportional dem Blasdruck ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Verschiebung der Reckstange mittels Druckluft er
folgt, die der Druckluftquelle für das Blasformen entstammt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Zuführung von Druckluft zum Antrieb der
Reckstange und in das Innere des Vorformlings gleichzeitig er
folgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Zuführung der Druckluft in den Vorform
ling zeitlich nachgestellt gegenüber der Zuführung von Druck
luft zum Antrieb der Reckstange erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anpresskraft zur Abdichtung zwi
schen Vorformling und einer Luftzuführvorrichtung proportio
nal dem Blasdruck ist.
6. Formvorrichtung für das kombinierte Reck- und Blasfor
men eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff, um
fassend eine Blasform zur Aufnahme und Formbestimmung ei
nes Vorformlings, eine Reckstange mit einer Kolben-Zylinder-
Anordnung für ihren Antrieb sowie einer Vorrichtung zur Auf
nahme und Abdichtung des Vorformlings und Zuführung der
Druckluft für das Blasformen, insbesondere zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (41) für die Zuführung
der Druckluft für das Blasformen und die Kolben-Zylinder-
Anordnung (51, 52) für den Antrieb der Reckstange (34) an die
gleiche Druckluftquelle (S) angeschlossen sind.
7. Formvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass in der Verbindungsleitung zur Vorrichtung (41)
zur Zuführung der Druckluft für das Blasformen ein Regelven
til (53) angeordnet ist.
8. Formvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Vorrichtung (41, 40) zur Aufnahme
und Abdichtung des Vorformlings (3) sowie Zuführung der
Druckluft für das Blasformen ein Doppelkammergehäuse (41)
und einen in diesem verschiebbar geführten Hohlzylinder (40)
umfasst, dass der Hohlzylinder (40) an seinem Außenumfang
einen Ringkolben (44) trägt, der mit der einen Kammer (42) ei
ne Kolben-Zylindereinheit für die wahlweise in beide Richtun
gen erfolgende Verschiebung des Hohlzylinders (40) bildet, der
mit seiner einen Stirnfläche bei der einen Verschieberichtung
dichtend an den Vorformling (3) andrückbar ist, während die
andere Stirnfläche in der zweiten Kammer (43) dem Druck der
für das Blasformen zugeführten Druckluft ausgesetzt ist, dass
die zweite Kammer (43) über den Hohlzylinder (40) mit dem In
neren des Vorformlings (3) in Verbindung steht und dass die
Reckstange (34) durch eine Kammerwand abgedichtet geführt
ist und durch den Hohlzylinder (40) in den Vorformling (3) ein
führbar ist.
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Owner name: TETRA PAK PET PACKAGING SYSTEMS S.A.,, PLAN-LES-QU |
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