DE4117010C2

DE4117010C2 - Verfahren und Formvorrichtung für das kombinierte Reck- und Blasformen eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE4117010C2
Application number: DE4117010A
Authority: DE
Inventors: Andre-Marcel Collombin; Ennio Glauco Curetti
Original assignee: Tetra Pak Plastics Ltd
Current assignee: BITS AB, JOENKOEPING, SE
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2011-05-25
Also published as: ITMI911482A1; DE4117010A1; US5200134A; CH683757A5; IT1249613B; ITMI911482A0

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

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.