DE69204350T2

DE69204350T2 - Injections- und Streckblasverfahren zum Formen von Hohlkörpern mit dickem Boden.

Info

Publication number: DE69204350T2
Application number: DE69204350T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Yokobayashi
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2012-04-28
Also published as: US5290506A; EP0511617A1; EP0511617B1; DE69204350D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Streckblas-Spritzgießen eines Hohlkörpers mit einem dickwandigen Boden, beispielsweise eine wiederbefüllbare Mehrwegflasche (nachfolgend "R-R-Flasche" genannt) oder ein Druckbehältnis, welches einem inneren Druck eines darin enthaltenen Getränks mit Kohlensäure unterworfen ist.

Beschreibung des Standes der Technik

R-R-Flaschen wurden entwickelt, um Anforderungen bei der Wiederverwertung von Resourcen zu entsprechen und um mehrfach verwendet werden zu können. Die gebrauchten R-R-Flaschen werden mit Natriumhydroxyd bei einer erhöhten Temperatur gewaschen und verschiedenen Tests unterworfen, beispielsweise einem Hitzefestigkeitstest bei ungefähr 38ºC oder ähnlichem. Wenn die Bodenwandung der R-R-Flaschen zu dünn ist, kann diese einer vorgegebenen Anzahl von Wiederverwendungen aufgrund von Rißbildung oder Krakelierung nicht standhalten. Andererseits weist ein Druckbehältnis, welches einem inneren Druck unterworfen ist, im allgemeinen eine nach innen gerichtete konkave Bodenwandung auf, welche als Champagnerflaschenboden bekannt ist. Wenn die Bodenwandung eines derartigen Druckbehältnisses zu dünn ist, dann kann die Bodenwandung unter dem Innendruck des Druckbehältnisses in unerwünschter Weise konkav nach außen verformt werden. Im Stand der Technik ist es demgemäß notwendig, daß die Bodenwandungen derartiger Flaschen und/oder Behältnisse in der Wandstärke größer sind als die der Rumpfbereiche.
Im allgemeinen kann eine derartige Flasche mit einem dickwandigen Boden unter Steuerung der Wanddicke eines Vorformlings und auch der Temperaturbedingung in dem Vorformling geformt werden. Bei dem System mit einem heißen Vorformling, bei dem ein Vorformling (Vorform) biaxial streckblasgeformt wird, welcher die ihm im Spritzgießschritt übertragene Wärme beibehält, müssen jedoch die Wanddicke und die Temperaturbedingung experimentell bestimmt werden. Dies macht den Entwurf der Druckflasche und/oder des Behälters sehr schwierig, da der Champagnerflaschenboden zu dünn sein kann oder da der Flaschenboden kraterförmige dickwandige Bereiche haben kann, wenn der Vorformling mit einer übermäßigen Wanddicke versehen wird.
Die Verwendung eines dickwandigen Bodens bei einem Behälter oder einer Flasche wurde beispielsweise in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Sho 64-5815 oder der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 2-128826 vorgeschlagen.
Bei diesen vorbekannten Techniken umfaßt ein Vorformling einen Behälterabschnitt und einen Boden, wobei der Behälterabschnitt einen dickwandigen Teil in der Nähe des Bodens des Vorformlings besitzt. Der dickwandige Teil des Behälterabschnitts ist an seiner inneren und oberen Wandung mit einem Absatz, einer Verjüngung oder einem Vorsprung ausgebildet, welcher ausgelegt ist, um mit dem distalen Ende einer Streckstange mechanisch zur Anlage zu kommen. Wenn die Streckstange mit dem Absatz, der Verjüngung oder dem Vorsprung des Behälterabschnitts zur Anlage kommt, wird der dickwandige Teil des Behälterabschnitts nahe dem Boden des Vorformlings in geringerem Maße der Längsstreckungskraft der Streckstange ausgesetzt. Folglich kann der Längsstreckvorgang durchgeführt werden, während die Längsstreckkraft größer gehalten wird, welche auf den oberen Bereich des Vorformlings wirkt (siehe Fig. 9, 17 und 18 der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Sho 64-5815 und Fig. 7 der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 2-128826). Folglich kann der dickwandige Teil des Behälterabschnitts, welcher benachbart zu dem Boden des Vorformlings ist, bei einer Wanddicke gehalten werden, welche im wesentlichen gleich der bei dem Spritzgießschritt im wesentlichen unmittelbar bevor dem Ende des Längsstreckungsschrittes ist, während die übrigen Teile gestreckt werden. Eine Blasluft (zweite Blasluft der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 2-128826) wird danach in den Vorformling eingeleitet, um den dickwandigen Behälterabschnitt unter Anlage mit der Innenwand der Blasform zu strecken. Der dickwandige Behälterabschnitt, welcher benachbart zu dem Boden ist, kann in einer Wanddicke ausgeformt werden, welche größer als die des oberen Behälterabschnitts ist.
Eine der gattungsgemäßen Techniken ist in der japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. Sho 50-13829 offenbart, welche eine Technik der Temperaturregulierung eines Vorformlings beschreibt, welcher streckblasgeformt werden soll, obwohl diese Technik nicht das Ziel hat, den dickwandigen Boden einer Flasche zu formen. Diese Technik reguliert in einem Wiedererwärmungsschritt, bevor der spritzgegossene Vorformling zu der Blasgießstation bewegt wird, die Temperatur eines Vorformlingbodens derart, daß dieser durch die Streckstange nicht durchbohrt wird, während letzterer in Kontakt mit der inneren Bodenwandung des Vorformlings steht. Eine derartige Technik ist ein anfänglich entwickeltes Temperaturregulierungssystem für heiße Vorformen, bei dem der gesamte Vorformling einheitlich auf eine für das Strecken geeignete Temperatur geregelt wird, um eine gewünschte Temperaturverteilung entlang der Längsachse des Vorformlings (d.h., eine niedrige Temperatur an der Bodenwandung) derart sicherzustellen, daß der Boden des Vorformlings nicht durch die Streckstange durchbohrt wird.
Bei den Formgebungstechniken, welche in den vorgenannten japanischen Patent-Offenlegungsschriften Nr. Sho 64-5815 und Hei 2-128826 offenbart sind, muß ein Vorformling spritzgegossen werden, welcher eine spezifische Konfiguration aufweist, bei der ein dickwandiges Teil in dem Behälterabschnitt des Vorformlings an einer Stelle benachbart zur Bodenwandung des Vorformlings geformt wird und der Vorformling einen abrupten Wandstärkenübergang zwischen dem dickwandigen Teil und den übrigen Teilen des Behälterabschnitts besitzt. Dies erschwert die Ausführbarkeit der Spritzgießform und insbesondere der Kernstange. Des weiteren ist es nicht nur sehr schwer, bei dem Spritzgießen verschiedene Bedingungen für einen derartigen Vorformling einzustellen, sondern auch die Temperatur des Vorformlings vor dem Blasformen zu regulieren. Insbesondere ist es selten, daß man eine gewünschte Wanddicke in dem Boden einer Flasche erhält. Die Steuerung der Wanddicke muß durch ein Wiedereinstellen der Einspritzbedingungen in Übereinstimmung mit den Änderungen bei der Kernstange erreicht werden. Ein derartiger Vorgang ist extrem schwerfällig. Andererseits weist das Verfahren des biaxialen Streckblasgießens eines Vorformlings in eine Flasche eine inhärente Temperatur auf, welche zum Strecken geeignet ist, wobei der Abschnitt unterhalb des Halsabschnitts im allgemeinen eine höhere Temperatur als der Bodenabschnitt aufweist. Dort, wo der Behälterwandungsabschnitt des Vorformlings benachbart zu dem Bodenwandungsabschnitt dickwandig ist, weist der dickwandige Behälterteil eine erhöhte Wärmekapazität auf, welche ein höheres Temperaturniveau beibehält, welches durch den Spritzgießschritt erzeugt wird. Es ist so sehr schwierig, die Temperatur des dickwandigen Bodenteils auf ein verringertes Niveau zu regulieren. Um die Temperatur des vorgenannten Vorformlings mit seiner spezifischen Konfiguration zu regulieren, muß sichergestellt sein, daß der Bodenwandungsteil mit seiner erhöhten Wärmekapazität auf eine geringere Temperatur reguliert wird, während der dünnwandige Behälterteil mit seiner verringerten Wärmekapazität auf eine höhere Temperatur reguliert wird.
Die vorgenannten japanischen Patent-Offenlegungsschriften Nr. Sho 64-5815 und Hei 2-128826 offenbaren überhaupt nicht die Temperatursteuerung bei einem spezifischen Vorformling. Um die obengenannte Technik zu realisieren, ist es jedoch notwendig, ein schwieriges Ziel zu erreichen, daß der spezifische Vorformling zu einer für das Strecken geeigneten Temperatur reguliert wird.
Die vorgenannte japanische Patent-Veröffentlichung Nr. Sho 50-13829 offenbart eine Technik zum Regulieren der Temperatur der Vorformling-Bodenwandung mittels Verwendung einer Streckstange bei dem Wiedererhitzungsschritt, welcher sich von dem Blasformungsschritt unterscheidet. Diese Technik jedoch lehrt nicht und regt auch nicht an, daß die Bodenwandung einer Flasche bei einer gewünschten Wanddicke gehalten wird, sondern beschreibt lediglich die Verwendung einer Streckstange, welche mit der inneren Bodenwandung des Vorformlings in Kontakt ist, um dessen Temperatur zu regulieren. Dies mag wahrscheinlich ausreichend sein, um eine Durchbohrung der Vorformling-Bodenwandung durch die Streckstange zu verhindern. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Wandstärke des Endproduktes durch Temperaturänderungen zwischen dem Wiedererwärmungsschritt und dem Blasformungsschritt nachteilig beeinträchtigt wird, und daß nunmehr die gewünschte Wanddicke an der Bodenwandung, welche bei R-R-Flaschen oder ähnlichem benötigt wird, nicht allein durch Temperaturregulierung der inneren Bodenwandung des Vorformlings sichergestellt werden kann.
Ein Streckblas-Formungssystem mit einer vertikal bewegbaren Stange ist aus der JP-A 60180814 bekannt. Diese Stange ist mit einem Heizmittelgang und einem Temperaturregulierungskopf einer vorgegebenen Länge versehen, welcher von der Innenfläche eines Vorformlings berührt werden soll. Durch den Kopf wird die Temperaturregulierung, ein axiales Strecken des Vorformlings und ein Streckblasformen durchgeführt. Ein Hohlkörper mit einem dickwandigen Boden kann jedoch durch dieses Streckblas-Formungssystem nicht erzeugt werden.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines Behälters aus einem thermoplastischen Material ist aus der GB-A-2 137 921 bekannt. Dieses bekannte Verfahren umfaßt eine erste Formgebungsstufe, bei der eine Vorform in einer Blasform angeordnet und anschließend mittels eines Dorns in seiner axialen Richtung derart geweitet wird, daß seine Länge axial die Länge des zu formenden Behälters übersteigt. Dem so geformten Vorformling, welcher auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Materials erhitzt wurde, wird dann ermöglicht, durch Bewegung eines oberen Abschnitts der Form nach oben in der Länge zu schrumpfen. Hierdurch wird ein dickwandiger Boden eines Hohlkörpers erreicht, während ein Druckmedium in den Vorformling eingeleitet wird. Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch kompliziert, da ein bewegbarer Bodenabschnitt der Blasform vorgesehen werden muß.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Streckblas-Spritzgießen zu schaffen, welches zuverlässig einen Hohlkörper mit einem gewünschten dickwandigen Teilabschnitt gewähren kann, welcher eine höhere mechanische Festigkeit besitzt.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Streckblas-Spritzgießen zu schaffen, welches beständig einen Hohlkörper mit einer Bodenwandung einer gewünschten Wanddicke durch Regulierung der Temperatur eines Abschnittes benachbart zu der Bodenwandung in der Blasgießstation formt.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Streckblas-Spritzgießen eines Hohlkörpers mit einem dickwandigen Boden vor, welches die Verfahrensschritte aufweist: Spritzgießen eines zylinderförmigen Vorformlings mit einem geschlossenen Ende in einer Spritzgußstation, Übergeben des Vorformlings zu einer Blasgußstation, in der der Vorformling in einer Blashohlform angeordnet wird, während der Vorformling eine beim Spritzgießen übertragene Wärme noch beibehält, Regulierung der Temperatur des distalen erweiterten Endabschnitts einer Streckstange, die in den Vorformling eingeführt ist, und Inkontaktbringen des distalen erweiterten Endabschnitts mit dem inneren Boden und der Seitenwand des Vorformlings, welche dem dickwandigen Bodenbereich des Hohlkörpers entsprechen, wobei die Temperatur des Bodenabschnitts, welcher mit dem distalen erweiterten Endabschnitt in Kontakt steht, auf einen Wert eingestellt wird, welcher geringer ist als der des anderen Bereiches des Vorformlings, Längsverschieben der Streckstange, nachdem der regulierte erweiterte Endabschnitt der Streckstange mit dem inneren Boden des Vorformlings in Kontakt gebracht worden ist, Einleiten eines Primärfluides in den Vorformling mit einem relativ geringen Druck, so daß der Bodenabschnitt des Vorformlings, welcher im erweiterten Endabschnitt der Streckstange in Kontakt steht, unwesentlich in Querrichtung gestreckt wird, und Einleiten eines Sekundärfluides mit einem Druck, welcher höher als der des Primärfluides ist, so daß der Bodenabschnitt des Vorformlings in engen Kontakt mit der inneren Wand der Gußhohlform gestreckt wird und die Fixierung der Form des gesamten Hohlkörpers durchführbar ist.
Um die Bodenwandung des Endgußstückes zu einer gewünschten Wanddicke zu formen, bringt das erfindungsgemäße Verfahren das distale erweiterte Ende der Streckstange in Kontakt mit der inneren Bodenwandung des Vorformlings. Dies fördert einen direkten Wärmeaustausch zwischen den sich gegenseitig berührenden Teilen. Wenn das distale erweiterte Ende der Streckstange zuvor auf eine vorgewählte Temperatur reguliert wurde, kann der Bodenbereich des Vorformlings, welcher mit dem distalen erweiterten Ende in Kontakt steht, auf eine Temperatur reguliert werden, welche geringer ist als die des anderen Teils des Vorformlings, welcher die Streckstange nicht berührt. Zusätzlich kann der Temperaturregulierungsschritt bis unmittelbar vor und/oder während des Blasgießschrittes des Vorformlings ausgeführt werden. Daher kann das erfindungsgemäße Verfahren die gewünschte Wanddicke an dem Bodenbereich des Hohlkörpers durch Steuerung dessen Temperatur mit größerer Genauigkeit als der Stand der Technik sicherstellen, bei dem die Temperatur des Vorformlings variiert wird, wenn dieser von dem Temperaturregulierungsschritt zu dem biaxialen Streckblas-Formgebungsschritt bewegt wurde. Das Gieß-Kunststoffmaterial neigt mit Zunahme der potentiellen Wärme zu einem einfacheren Strecken. Der Bodenbereich des Vorformlings, welcher durch das distale erweiterte Ende der Streckstange auf eine relativ geringe Temperatur reguliert ist, wird weniger gestreckt als der Behälterbereich oberhalb der Bodenregion des Vorformlings. Folglich kann die Wanddicke des Bodenbereichs des Vorformlings vom Anfang bis zum Ende des Streckschrittes konstant gehalten werden. Da die Wanddicke innerhalb eines Bereiches der Bodenwandung des Vorformlings gesichert ist, welcher mit dem distalen erweiterten Ende der Streckstange in Kontakt steht, kann das Endprodukt einen Bodenbereich mit einer Wanddicke haben, welche wie gewünscht beibehalten ist. Durch örtliches Regulieren der Temperatur des Bodenbereiches des Vorformlings bis unmittelbar vor dem Blasformungsschritt kann die Temperaturregulierungsbedingung bei jedem Schritt stabilisiert werden, um Hohlkörper mit geringer Abweichung zu bilden.
Bei dem Formgebungsschritt nach dem Temperaturregulierungsschritt wird die primäre Blasluft vorzugsweise in das Innere des Vorformlings eingeleitet, nachdem die Streckstange begonnen hat, den Vorformling entlang seiner Längsachse zu strecken. Der Druck der primären Blasluft ist relativ gering. Demgemäß wird die primäre Blasluft weniger zwischen das erweiterte Ende der Streckstange und den Bodenbereich des Vorformlings eingeblasen, welcher mit dem erweiterten Ende in Kontakt steht. Die Wanddicke dieses Bodenbereichs des Vorformlings kann bis unmittelbar vor dem Ende des Streckvorganges konstant gehalten werden. Die Einleitung der primären Blasluft streckt den anderen Bereich des Vorformlings mehr als den Bodenbereich in Querrichtung, um die Formgebung des Endproduktes mit Ausnahme seiner Bodenregion abzuschließen. Am Ende des Querstrekkungsschrittes durch die primäre Blasluft kann auch ein Teil des Vorformlingbereichs, welcher ursprünglich das erweiterte Ende der Streckstange berührt hat, in der Querrichtung gestreckt und von dem erweiterten Ende der Streckstange getrennt werden. Da eine derartige Längung geringer ist als die der anderen Vorformlingbereiche, kann hierbei die Wanddicke weiterhin relativ konstant beibehalten werden.
Danach wird sekundäre Blasluft mit einem Druck, der höher als der der primären Blasluft ist, in das Innere des Vorformlings eingeleitet. Luft wird mehr zwischen das erweiterte Ende der Streckstange und den Vorformlingbereich eingeblasen, welcher das erweiterte Ende berührt. Der dickwandige Bodenbereich des Vorformlings wird durch die sekundäre Blasluft gestreckt, um die fertige Form des Endproduktes zu bilden. Da eine derartige Längung an dem dickwandigen Bodenbereich des Vorformlings relativ klein ist, kann die Wanddicke an der Bodenwandung des Endproduktes relativ dick gehalten werden. Dies gewährt die Wanddicke der Bodenwandung, welche bei der Herstellung von R-R-Flaschen und anderen Druckbehältnissen notwendig ist.
Um sicherzustellen, daß die Wanddicke des Vorformlingbodens unmittelbar vor dem Ende des Längsstreckungsschrittes im wesentlichen gleich bleibt, kann die Streckstange eine vorgegebene Strecke entlang der Längsachse gefahren werden, um dessen erweitertes Ende in engen Kontakt mit dem Bodenbereich des Vorformlings zu bringen, bevor der Vorformling durch die Streckstange in der Längsrichtung gestreckt wird. Wenn ein derartiger Zustand für eine vorgegebene Zeitspanne beibehalten wird, kann der Bodenbereich des Vorformlings lokal temperaturreguliert werden. Die Temperatur des erweiterten Endes der Streckstange kann genauer gesteuert werden, wenn ein Temperaturregulierungsmedium durch die Streckstange zirkuliert.
Für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbare Vorformlinge können von einer einfachen Konfiguration sein, welche einen Halsabschnitt, einen Behälterabschnitt und einen Bodenabschnitt umfaßt, wobei die Wanddicke des Behälterabschnitts entlang der Längsachse ohne irgendeinen abrupten Übergang im wesentlichen gleich ist. Derartige Vorformlinge können das Einstellen der Bedingungen zum Betätigen der Kernstange und zum Einspritzen des Materials extrem erleichtern. Wenn es gewünscht ist, den Vorformling auf eine zum Strecken geeignete Temperatur zu regulieren, kann die gewünschte Temperaturverteilung einfach herbeigeführt werden, da der Behälterabschnitt des Vorformlings eine im wesentlichen gleichmässige Wanddicke besitzt.
Die Blashohlform, welche für die Erfindung verwendbar ist, kann irgendeine geeignete Heizeinrichtung zum Heizen deren innerer Hohlraumwandung auf eine gewünschte Temperatur aufweisen. In einem derartigen Fall kann ein Hohlkörper, welcher in der Blashohlform geformt wird, temperiert werden, um den Hohlkörper in seiner Hitzebeständigkeit zu verbessern. Nachdem die Wärmeeinstellung durchgeführt wurde und bevor die Form geöffnet wird, kann ein Kühlmedium vorzugsweise in das Innere des Hohlkörpers durch die Streckstange eingeleitet werden. Wenn der erwärmte Hohlkörper nicht ausreichend gekühlt ist, neigt dieser beim Entfernen des Produktes aus der Form dazu, verzerrt zu werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer Ausführungsform einer biaxialen Streckblas-Formgebungsvorrichtung, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar ist.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche den Zwischenstreckschritt zeigt, welcher den Längsstreckvorgang und das Einleiten von Primärblasluft umfaßt.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche den Streckschritt zeigt, welcher gegenüber dem Schritt von Fig. 2 fortgeschritten ist.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche den Zustand zeigt, unmittelbar bevor die zweite Blasluft in das Innere des Vorformlings anstelle der primären Blasluft eingeleitet wird.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche den Endzustand zeigt, bei dem der Vorformling durch die Einleitung der sekundären Blasluft geformt ist.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche den Zustand zeigt, wenn die sekundäre Blasluft in das Innere des Vorformlings zu einem späteren Zeitpunkt gegenüber dem von Fig. 4 eingeleitet wird.
Fig. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche das Endprodukt zeigt, welches durch den in Fig. 6 gezeigten Streckschritt geformt ist.
Fig. 8A ist ein schematischer Querschnitt eines Vorformlings, welcher in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendbar ist; und
Fig. 8B ist ein schematischer Querschnitt einer Flasche, welche durch die Vorrichtung von Fig. 1 geformt ist.
Fig. 9 ist eine vergrößerte Vorderansicht eines distalen erweiterten Endes der Streckstange, welche in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 10A und 10B ist eine Vorderansicht bzw. eine Ansicht von unten, welche eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform zeigen, bei der das erweiterte Ende darin ausgebildete Luftauslaßkanäle aufweist.
Fig. 11 ist ein schematischer Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der eine Flasche unter Verwendung einer Blashohlform temperiert wird, welche eine darin enthaltene Heizeinrichtung aufweist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Vor der detaillierten Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird ein Vorformling, welcher in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar ist, und ein flaschenförmiges Endprodukt, welches gemäß diesem Verfahren geformt ist, mit Bezug auf die Figuren 8A und 8B beschrieben.
Der Vorformling hat die Form eines Zylinders mit einem geschlossenen Ende, welcher im allgemeinen mit 10 bezeichnet ist. Der Vorformling 10 umfaßt einen daran ausgebildeten, an dessen offenes Ende angrenzenden Halsabschnitt 12, einen Behälterabschnitt 16, der mit dem Halsabschnitt 12 über einen Schulterabschnitt 14 verbunden ist, und einen geschlossenen Bodenabschnitt 18, der mit dem Behälterabschnitt 16 verbunden ist. Der Vorformling 10 besitzt keine bestimmte Wanddickenverteilung. Der Schulterabschnitt 14 ist auf den Halsabschnitt 12 zugehend in der Wanddicke reduziert, während der Behälterabschnitt 16 in der axialen Richtung eine im wesentlichen gleichmäßige Wanddicke besitzt. Die Wanddicke des Bodenabschnitts 18 ist kleiner als die des Behälterabschnitts 16.
Der Vorformling 10 kann biaxial orientiert sein, um eine Flasche 20 zu schaffen, welche einen Halsbereich 22, der im wesentlichen nicht gestreckt ist und im wesentlichen die gleiche Form wie der Halsabschnitt 12 des Vorformlings 10 besitzt, einen Behälterabschnitt 24 und einen Bodenabschnitt 26 umfaßt. Der Behälter- und der Bodenabschnitt 24, 26 sind biaxial orientiert. Der Bodenabschnitt 26 hat die Form eines Champagnerflaschenbodens, welcher bei der Herstellung von R-R-Flaschen und anderen Druckbehältnissen benötigt wird, und weist spezifisch wichtige Teile auf, diese sind: ein schräges Wandteil 30 mit einer Wanddicke T&sub1;, ein selbststehendes Bodenringteil 32 mit einer Wanddicke T&sub2; und ein unteres seitliches Behälterwandteil 34 mit einer Wanddicke T&sub3; und mit einer vorgewählten, von dem selbststehenden Bodenringteil 32 aus gemessenen Höhe.
Nach dem Spritzgießen wird der Vorformling 10, wenn nötig, zu einer Temperaturregulierungstation befördert. In der Temperaturregulierungsstation wird der Vorformling 10 mit einer für das Strecken geeigneten Temperaturverteilung versehen. Insbesondere ist die Temperaturverteilung derart, daß die Temperatur des Schulterbereichs 14 höher ist als die des Bodenabschnitts 18. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung eines Temperaturregulierungstopfes und eines Regulierungskerns ausgeführt werden. Nach der Regulierung der Temperatur wird der Vorformling 10 zu einer biaxialen Streckblas-Formgebungsstufe befördert, welche in Fig. 1 gezeigt ist, in der der Vorformling zu der Form der Flasche 20 streckblasgeformt wird.
Der biaxiale Streckblas-Formgebungsschritt, welcher ein Merkmal der Erfindung darstellt, wird im Detail mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben.
Eine in diesem Schritt verwendbare Formeinheit umfaßt im allgemeinen eine Blashohlform 40, eine Halsform 50, einen Blaskern 60 und eine Streckstange 70. Die Blashohlform 40 ist von der Art einer gespaltenen Blashohlform, welche ein Paar von gespaltenen Formabschnitten 42a und 42b (das letztere ist nicht gezeigt), welche aufeinander zu und voneinander weg in einer Ebene senkrecht zu der Ebene von Fig. 1 bewegbar sind, und einen vertikal bewegbaren Bodenformabschnitt 42c umfaßt. Diese Formabschnitte sind ausgelegt, um einen Hohlraum 44 entsprechend der Außenkontur der in Fig. 8B gezeigten Flasche 20 zu bilden. Der Bodenformabschnitt 42c weist eine nach innen gerichtete konvexe Bodenhohlraumfläche 44a entsprechend der Form des Bodenbereichs 26 der Flasche 20 auf.
Die Halsform 50 ist ausgelegt, um den Halsabschnitt 12 des Vorformlings 10 zu halten und auch als eine Halshohlform zu dienen, welche in dem Spritzgießschritt bei dem System mit heißem Vorformling gemäß der Erfindung verwendet wird. Die Halsform 50 besitzt eine Hohlraumfläche 52 entsprechend zu der Außenkontur des Halsabschnitts 12 des Vorformlings 10. Die Halsform 50 umfaßt ein Paar von geteilten Formhälften 54a und 54b (das letztere ist nicht dargestellt), welche aufeinander zu oder voneinander weg in einer Ebene senkrecht zu der Ebene von Fig. 1 derart bewegbar sind, daß die Halsform 50 ausgestoßen werden kann, nachdem die Flasche 20 geformt wurde. Die geteilten Formhälften 54a und 54b werden auf einer Halsform-Trageplatte 56 derart gehalten, daß sie geöffnet und geschlossen werden können. Bei dieser Ausführungsform ist die Blashohlform 40 in der Höhe nicht variabel, jedoch ist die Halsform 50 mittels der Vertikalbewegung der Halsform-Halteplatte 56 vertikal bewegbar, während der Vorformling 10 oder die Flasche 20 gehalten wird. Demgemäß kann der Vorformling 10 innerhalb der Blashohlform 40 angeordnet werden, oder die geformte Flasche 20 kann aus der Blashohlform 40 entfernt werden.
Der Blaskern 60 wird zum Einleiten einer Blasluft beim Klemmen in das Innere des Vorformlings 10 durch den Halsbereich 12 verwendet. Der Blaskern 60 besitzt eine konzentrische Doppelröhrenstruktur, welche einen inneren Durchgang 62 zum Aufnehmen der Streckstange 70 (welcher als "Stangendurchgang" bezeichnet wird) und einen äußeren Luftdurchgang 64 aufweist. Das obere Ende des Luftdurchgangs 64 ist mit einem Lufteinlaßanschluß 66 verbunden, während deren Bodenende mit einem Luftauslaßanschluß 68 versehen ist, der mit der Öffnung des Halsbereichs 12 des Vorformlings 10 beim Klemmen kommuniziert. Der Lufteinlaßanschluß 66 kann alternativ mit einer Quelle für Primärluft, welche in dem Streckblas-Formungsschritt verwendet wird, und mit einer Quelle für Sekundärluft verbunden sein, welche einen höheren Druck als den der Primärluft aufweist. Nachdem die Flasche 20 geformt wurde, kann der Luftauslaßanschluß 66 mit einem Ausströmdurchgang verbunden werden.
Die Streckstange 70 weist eine konzentrische doppelröhrenförmige Struktur auf, welche eine äußere Röhre 72, die aus Aluminium hergestellt sein kann, und eine innere Röhre 74 umfaßt, welche aus Nylon hergestellt sein kann. Das obere Ende der äußeren Röhre 72 ist mit einem Einlaß 76 zur Aufnahme eines Temperaturregulierungsmediums, wie beispielsweise Wasser, verbunden. Ein ringförmiger Durchgang zwischen der inneren und der äußeren Röhre 74, 72 ist an dem oberen Ende mit einem Wasserauslaß 78 verbunden. Das distale Ende der Streckstange 70 umfaßt einen darin ausgebildeten erweiterten Abschnitt 80, welcher einen Durchmesser besitzt, der größer als der äußere Durchmesser der äußeren Röhre 72 ist. Der erweiterte Endabschnitt 80 dient als ein Streckdorn wie bei der herkömmlichen Streckstange und auch als eine Temperaturregulierungsstange zum Kontrollieren der Temperatur des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings 10, wenn der erweiterte Endabschnitt in Kontakt mit dem Bodenabschnitt 18 steht. Es ist demgemäß wünschenswert, daß der erweiterte Abschnitt 80 aus einem metallischen Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist. Mit Bezug auf Fig. 9 besitzt der erweiterte Abschnitt 80 einen Außendurchmesser D&sub2;, welcher etwas geringer (beispielsweise 0,1 mm) als der minimale Innendurchmesser D&sub1; des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings ist, welcher in Fig. 8A gezeigt ist. Demgemäß kann beim Klemmen der erweiterte Endabschnitt 80 sanft in das Innere des Vorformlings 10 eingeführt werden.
Vor dem biaxialen Streckblas-Formungsschritt wird der erweiterte Endabschnitt 80 in Kontakt mit der Innenwand des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings gebracht, um dessen Temperatur zu regulieren. Für diesen Zweck wird die Streckstange 70 über eine vorgegebene Strecke bewegt, nachdem die Streckstange die innere Bodenwandung des Vorformlings 10 erreicht hat. Folglich kann der Innendurchmesser des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings reduziert werden, um in engen Kontakt mit dem erweiterten Endabschnitt 80 gebracht zu werden. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird die erweiterte Länge L&sub2; des erweiterten Endabschnitts 80 entlang dessen Profils bestimmt, um der erweiterten Länge L&sub1; des Bereichs zu entsprechen, der zu einem dickwandigen Abschnitt in dem Bodenabschnitt 26 der Flasche geformt werden soll, welche in Fig. 8B gezeigt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Formen der Flasche 10 wird nachfolgend beschrieben.

Spritzgießschritt für den Vorformling 10

Wie in Fig. 8A gezeigt, besitzt der Vorformling 10 einen einfachen Aufbau mit dem Behälterabschnitt 16, welcher eine im wesentlichen gleichförmige Wanddicke in Achsrichtung ohne einen abrupten Übergang hat. Daher kann der Vorformling 10 in der gleichen Weise wie bei dem herkömmlichen Spritzgießverfahren zu einem Hohlkörper spritzgegossen werden.

Temperaturregulierungsschritt für den Vorformling 10

In dem Temperaturregulierungsschritt wird der Bereich des Vorformlings 10 unterhalb des Schulterabschnitts 14 durch den Temperaturregulierungstopf eingeschlossen und der Temperaturregulierungskern wird in das Innere des Vorformlings 10 eingeführt. Die zum Formen der Flasche 20 geeignete Temperaturverteilung in dem Vorformling 10 wird grundsätzlich derart hergestellt, daß die Temperatur des Schulterabschnitts 14 höher ist als die des Bodenabschnitts 18. Da der Vorformling 10 dieser Ausführungsform den Behälterabschnitt 16 mit einer im wesentlichen gleichförmigen Wanddicke in der Axialrichtung besitzt, kann die obengenannte Temperaturverteilung einfach durch unabhängiges Kontrollieren der entsprechenden Zonen des Temperaturregulierungstopfes mit Bezug auf die Temperatur eingestellt werden.

Temperaturregulierungsschritt für den Bodenabschnitt 18

Nach seiner Temperaturregulierung wird der Vorformling 10 durch die Halsform 50 zu der biaxialen Streckblas-Formungsstation befördert, welche in Fig. 2 gezeigt ist. Nachdem der Vorformling 16, wie in Fig. 1 gezeigt, formschlüssig festgeklemmt wurde, wird der Bodenabschnitt 18 des Vorformlings 10 lokal in der Temperatur reguliert. Zu diesem Zweck wird die Streckstange 70 über eine vorgegebene Strecke (beispielsweise 2 mm bis 5 mm) nach unten bewegt, nachdem sie die innere Bodenwandung des Vorformlings 10 erreicht hat. Dies reduziert den Innendurchmesser des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings, um den erweiterten Endabschnitt 80 der Streckstange 70 in engen Kontakt mit der Innenwand des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings zu bringen. Temperaturregulierungswasser wird in den ringförmigen Durchgang zwischen der äußeren und der inneren Röhre 72, 74 der Streckstange 70 eingeführt und von dem erweiterten Endabschnitt 80 durch die innere Röhre 74 zu dem Auslaß 78 geleitet. Wenn die Temperatur des Wassers gesteuert wird, kann die Temperatur des erweiterten Endabschnitts 80 auch auf ein vorgegebenes Niveau gesteuert werden. Die Temperatur des erweiterten Endabschnitts 80 kann derart eingestellt werden, daß ein Bereich A des Vorformlings 10, welcher den erweiterten Endabschnitt 80, wie in Fig. 1 gezeigt, (welcher als "Kontaktbereich" bezeichnet wird) berührt, in der Temperatur geringer als der obere nicht berührende Bereich B des Vorformlings 10 ist, welcher den erweiterten Endabschnitt nicht berührt (welcher als "nicht berührender Bereich" bezeichnet wird). Bei dieser Ausführungsform entspricht die Temperatur des Kontaktbereichs, der der Zone des Temperaturregulierungstopfes, welche zu dem Bodenabschnitt 18 des Vorformlings in dem Temperaturregulierungsschritt nach dem Spritzgießschritt gehört. Eine derartige Temperatur muß so eingestellt werden, daß der Kontaktbereich A des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings durch die Längsbewegung der Streckstange 70 und die Einleitung der Primärluft weniger gestreckt wird als der obere nicht berührende Bereich B. Insbesondere wird die Temperatur vorzugsweise in einem Bereich von 30ºC und 80ºC und besonders bevorzugt zwischen 60ºC und 70ºC eingestellt. Wenn die Temperatur geringer als der Bereich ist, wird es schwierig, den Vorformling 10 durch Eindringen der Streckstange 70 zu strecken. Wenn die Temperatur höher als der Bereich ist, kann der Vorformling 10 in unerwünschter Weise gestreckt werden, so daß kein gewünschter dickwandiger Bereich geschaffen wird. Die Zeitspanne, welche für das lokale Regulieren der Temperatur des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings 10 benötigt wird, liegt vorzugsweise zwischen 5 Sekunden und 8 Sekunden, einschließlich der zum Klemmen der Formeinheit benötigten Zeitspanne und besonders bevorzugt zwischen 7 Sekunden und 8 Sekunden. Es wurde herausgefunden, daß ein derartiges Festsetzen der Zeitspanne die Temperatur des Bodenabschnitts 18 des Vorformlings auf ein geeignetes Niveau zum Strecken regulieren kann. Es wird angemerkt, daß der biaxiale Streckblas-Formgebungsschritt eine Zeitdauer benötigt, welche durch den Temperaturregulierungszyklus in Vergleich zum Stand der Technik erhöht wird. Jedoch bestimmt das System mit heißer Vorform den Umlaufzyklus durch die entsprechenden Stationen (dies ist der Formgebungszyklus) in Übereinstimmung mit dem Spritzgießschritt, welcher die größte Zeitspanne von allen Schritten benötigt. Die obengenannte Steigerung der Zeitspanne verlängert nicht den Formgebungszyklus.
Der Temperaturregulierungsschritt hält die Temperatur des Vorformling-Kontaktbereichs A auf einem Niveau, welches ausreichend geringer als das des oberen nicht berührenden Bereichs B des Vorformlings ist, wobei der Grenzbereich dazwischen einen definierten Temperaturgradienten aufweist.

Biaxialer Streckblas-Formungsschritt (Längsstreckung und Einleitung der Primärluft)

Nachdem der Bodenabschnitt 18 des Vorformlings lokal temperaturreguliert wurde, beginnt die Streckstange 70 sich in Längsrichtung zu bewegen. Nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne wird die Primärluft in das Innere des Vorformlings 10 durch den Blaskern 60 eingeleiet. Der Bodenkontaktbereich A, welcher den erweiterten Abschnitt 80 berührt, wird nach unten bewegt, während er in engem Kontakt mit dem erweiterten Endabschnitt 80 steht. Der Bodenkontaktbereich A wird jedoch kaum gestreckt, da dessen potentielle Temperatur geringer als die des nicht berührenden Bereichs B ist, welcher den erweiterten Endabschnitt 80 nicht berührt. Demgemäß wird die Längsbewegung der Streckstange 70 im wesentlichen zum Strecken des nicht berührenden Bereiches B in Längsrichtung verbaucht. Da der Kontaktbereich A in engem Kontakt mit dem erweiterten Endabschnitt 80 steht, wird die Primärluft mit einem relativ geringen Druck kaum in den Bodenkontaktbereich A geblasen, um diesen in der Querrichtung zu strecken. Auf diese Weise werden die Bereiche des Vorformlings 10 anders als der Kontaktbereich A, welcher den erweiterten Endabschnitt 80 berührt, ausschließlich sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gestreckt, so daß die Streckung des Vorformlings 10 in der Weise fortgeführt wird, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 3 zeigt einen Zustand, in dem der Streckschritt gegenüber dem Zustand von Fig. 2 weiter fortgeschritten ist. In einem derartigen Zustand von Fig. 3 werden die Längs- und Querstreckungen in der Region des Vorformlings 10 mit Ausnahme des Kontaktbereichs A ähnlich ausgeführt. Mit Fortschritt des Streckschrittes werden die Vorformlingabschnitte in Kontakt mit der inneren Hohlraumwandung 44 der Blashohlform 40 aufeinanderfolgend von dem Kopfbereich bis zum Bodenbereich gebracht.
Wenn das distale erweiterte Ende der Streckstange 70 seine unterste Position erreicht, ist anzunehmen, daß der gestreckte Zustand von Fig. 4 erreicht ist. Insbesondere wird der Kontaktbereich A des Vorformlings nacheinander von der oberen Seitenwand des erweiterten Endabschnitts 80 gelöst. In einem derartigen Zustand ist anzunehmen, daß der Kontaktbereich der seitlichen Bodenwandung des erweiterten Endabschnitts 80 entspricht. Der nicht berührende Bereich des Flaschenbodenabschnitts wird jedoch aufgrund der Schwierigkeit beim Strecken dickwandig gehalten. Der andere Bereich oberhalb des nicht berührenden Bereichs wird beim Kontakt mit der inneren Hohlraumwandung 44 der Blashohlform 40 geformt. Der Zustand von Fig. 4 besteht eine Spanne von beispielsweise einer Sekunde von dem Beginn des Längsstrekkungsschrittes. Unmittelbar nach dem Zustand von Fig. 4 wird die Sekundärluft in das Innere des Vorformlings geleitet.
Um den vorgenannten Ablauf sicherzustellen, ist es bevorzugt, daß die Primärluft einen Druck gleich oder geringer als 15 kg/cm² hat, wobei der Druck aus einem Bereich zwischen 5 kg/cm² und 15 kg/cm² ausgewählt wird, abhängig von dem Verhältnis der Querstreckung und anderen Faktoren.

Fixierung der Form durch Einleitung der sekundären Luft

Anschließend an oder unmittelbar vor der untersten Position der Streckstange 70 wird der Lufteinlaßanschluß 66 mit der Quelle für Sekundärluft verbunden. Die sekundäre Luft wird über den Blaskern 60 in das Innere des Vorformlings 10 eingeleitet. Die sekundäre Luft besitzt einen höheren Druck als der der Primärluft, welcher vorzugsweise zwischen 15 kg/cm² und 40 kg/cm² liegt. Folglich wird der Bodenabschnitt 18 des Vorformlings 10 in engem Kontakt mit der inneren Bodenwandung 44a der Blashohlform 40 gestreckt. Da der Bodenabschnitt 18 des Vorformlings 10 bis unmittelbar vor der Einleitung der sekundären Luft relativ dickwandig bleibt, kann der Bodenabschnitt 26 der Flasche 20 eine Wandstärke besitzen, die größer ist als die des Behälterabschnitts 24, selbst nachdem der Vorformling durch die Einleitung der Sekundärluft gestreckt wurde, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Fixierung der Form der gesamten Flasche 20 kann durch Einleitung der sekundären Luft mit ihrem höheren Druck durchgeführt werden.
Nachdem die Flasche 20 geformt worden ist, wurden die entsprechenden Wanddicken T&sub1; bis T&sub3; des Bodenabschnitts 26 der Flasche 20 gemessen, welche in Fig. 8B gezeigt ist:
T&sub1; = 3,5 mm - 3,7 mm;
T&sub2; = 2,0 mm - 2,2 mm; und
T&sub3; = 1,7 mm - 1,9 mm.
Als Ergebnis der Tatsache, daß der schräge Wandteil 30, der selbststehende Bodenringteil 32 und die untere seitliche Behälterwand 34 am Bodenabschnitt 26 der Flasche 20 die entsprechenden obengenannten Wanddicken aufweisen, können verschiedene Probleme, beispielsweise Rißbildung, Krakelierung, Verformung des Champagnerflaschenbodens nach außen und weitere, zuverlässig vermieden werden, selbst wenn derartige Flaschen 20 als R-R-Flaschen oder Druckbehältnisse verwendet werden, welche dem inneren Druck aus Getränken mit Kohlensäure unterworfen sind. Die Tatsache, daß der Bodenabschnitt 18 des Vorformlings 10 gestreckt wird, um die nach innen gerichtete konvexe Hohlraumfläche 44a des Bodenhohlraumabschnitts zu überdecken, kann durch die Einleitung der Sekundärluft die Restspannung reduziert werden, um die mechanische Festigkeit der Flasche zu erhöhen. Da der selbststehende Bodenringteil 32 dickwandig sein kann, kann dieser in einer einheitlichen Wandstärke geformt werden, welche ansonsten schwer zu formen wäre. Zusätzlich kann die erweiterte Länge L&sub1; des dickwandigen Teils durch die dazugehörige erweiterte Länge L&sub2; des erweiterten Endabschnitts 80 gesteuert werden. Daher kann die Erfindung die Herstellungskosten in großem Umfang reduzieren, da die Arbeit im Vergleich zum Stand der Technik stark vereinfacht werden kann, bei dem die Wanddicke des Vorformlings durch Formen und Bearbeiten der Spritzgießform reguliert wird, um den Bereich der Wanddicke in dem Bodenabschnitt des Endproduktes zu steuern.
Bei dieser Ausführungsform können verschiedene Zeitabläufe für die Längsbewegung und Geschwindigkeit der Streckstange 70 und fuhr das Umschalten zwischen der Primärluft- und der Sekundärluftquelle eingestellt werden. Insbesondere wenn der Zeitablauf zum Umschalten zwischen der Primärluft- und der Sekundärluftquelle variabel ist, wurde herausgefunden, daß die nachfolgende Funktion verwirklicht werden kann.
Die Figuren 6 und 7 zeigen Zustände, bei denen der Vorformling bei zwei unterschiedlichen Zeitabläufen der Sekundärlufteinleitung gestreckt wird, welche jeweils gegenüber den Zuständen der Figuren 4 und 5 später liegen. Figur 6 zeigt einen Zustand, bei dem der Vorformling durch die sekundäre Luft gestreckt wird, welche nach dem Verstreichen von 2 Sekunden vom Beginn des Längsstreckschrittes eingeleitet wird. Es ist verständlich, daß in einem derartigen Zustand der Bodenabschnitt der Flasche 20 in größerem Umfang als bei Fig. 4 durch die innere Hohlraumwandung 44 der Blashohlform 40 berührt wird. Fig. 7 zeigt die Form des Endproduktes, welches man durch Einleiten der Sekundärluft erhält, nachdem man den Zustand von Fig. 6 erreicht hat. Dieser unterscheidet sich von dem Zustand von Fig. 5 dadurch, daß die Höhe H&sub2; des dickwandigen Seitenabschnitts in Fig. 7 größer ist als die Höhe H&sub1; des dickwandigen Seitenabschnitts 34 in dem in Fig. 5 gezeigten Bodenabschnitt. Mit anderen Worten kann der verzögerte Zeitablauf bei der Einleitung der Sekundärluft sicherstellen, daß die gewünschte Höhe des dickwandigen Seitenteils des Flaschenbodenabschnitts 26 vorgesehen wird. In diesem Fall wird die gesamte Wandstärke des dickwandigen seitlichen Bodenabschnitts 34 in dem Bodenabschnitt 26 der in Fig. 7 gezeigten Flasche etwas kleiner als der des Bodenbereichs 26 der in Fig. 5 gezeigten Flasche 20. Jedoch kann Rißbildung, welche bevorzugt in diesem Bereich entsteht, durch Erhöhung der Höhe H&sub2; vermieden werden.
Demgemäß ist die Erfindung dahingehend vorteilhaft, daß die Wanddicke und die Form des Endprodukts oder der Flasche 20 an ihrem Bodenabschnitt 26 durch Veränderung des Zeitablaufs der Sekundärlufteinleitung im Gegensatz zur Veränderung der Form des erweiterten Endabschnitts 80 leicht gesteuert werden kann, welcher sehr schwer mechanisch zu modifizieren ist. Eine derartige Steuerung kann auch durch Regulierung des Druckes der Sekundärblasluft und der Temperatur des erweiterten Endabschnitts 80 durchgeführt werden.

Vergleichendes Beispiel

Wenn eine herkömmliche Streckstange ohne jede Zirkulation von Temperaturregulierungswasser durch diese Streckstange verwendet wird, besitzt eine so erhaltene Flasche an deren entsprechenden Bodenregionen an dem Bodenabschnitt die nachfolgenden Wanddicken T&sub1; bis T&sub3;, welche auf die gleiche Weise gemessen wurden:
T&sub1; = 3,5 mm;
T&sub2; = 1,2 mm; und
T&sub3; = 1,0 mm.
Diese Wandstärken können keine derartige mechanische Festigkeit gewähren, welche bei der Verwendung der Flasche als eine R-R-Flasche oder als ein Druckbehältnis benötigt wird.
Figur 11 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Blashohlform 40 eine innere Heizeinrichtung aufweist, beispielsweise eine darin angeordnete Wasserleitung 48. Die Wasserleitung 48 kann die innere Hohlraumwandung 44 auf einen vorgegebenen Wert erwärmen. Nachdem eine Flasche innerhalb der Blashohlform 40 biaxial orientiert wurde und in Kontakt mit deren innerer Hohlraumwandung 44 gesetzt wurde, kann die Flasche innerhalb der Blashohlform 40 temperiert werden.
Bevor die temperierte Flasche aus der Blashohlform 40 entfernt wird, kann ein Kühlgas in das Innere der Flasche über die Streckstange eingeleitet werden, um die Flasche zu kühlen. Die dargestellte Streckstange 100 besitzt eine konzentrische Dreifachröhrenstruktur, welche an ihrem distalen Ende mit einem erweiterten Abschnitt 110 verbunden ist. Die Streckstange 100 umfaßt eine erste oder zentrale Röhre 102 zum Einleiten des Temperaturregulierungswassers in den erweiterten Abschnitt 110; eine zweite oder dazwischenliegende Röhre 104 zum Ausströmen des Temperaturregulierungswassers aus dem erweiterten Bereich 110; und eine dritte oder äußere Röhre 106 zum Einleiten eines Kühlmediums in das Innere der Flasche durch einen Ablaßanschluß 108, welcher in der dritten Röhre 106 an einer Position angrenzend an den erweiterten Abschnitt 110 ausgebildet ist. Die Einleitung des Kühlmediums wird durchgeführt, um die Flasche nach dem Wärmeeinstellungsschritt zu kühlen. Das Kühlmedium kann Luft bei Raumtemperatur oder flüssiger Stickstoff sein.
Der biaxiale Streckblas-Formungsschritt wird bei dieser Ausführungsform bis zur Einleitung der Sekundärluft in der gleichen Weise wie bei der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform durchgeführt. Wenn die Flasche beim Kontakt mit der inneren Hohlraumwandung 44 geformt wird, wird die Flasche temperiert, da die innere Hohlraumwandung 44 beheizt ist. Nachdem der Temperierungsschritt für eine vorgegebene Zeitspanne fortgesetzt wird, wird der Luftdurchgang 64 der Blaskernform 60 mit dem Ausströmdurchgang verbunden und gleichzeitig wird die Kühlluft in die dritte Röhre 106 der Streckstange 100 eingeleitet. Die Kühlluft wird anschließend zur Kühlung der Flasche über den Auslaßanschluß 108 in das Innere der Flasche eingeblasen und wird über den Luftdurchgang 164 ausgeleitet. Nachdem der Flaschenkühlungsschritt für eine vorgegebene Zeitspanne durchgeführt wurde, wird die Zuführung der Kühlluft unterbrochen und das Innere der Flasche wird über den Luftdurchgang 64 mit dem Ausströmdurchgang verbunden. Danach wird die Formeinheit geöffnet, so daß die Flasche aus der Blashohlform 50 entfernt werden kann.
Wenn die temperierte Flasche aus der Blashohlform nach dem Kühlungsschritt entfernt ist, kann die Wärmeschrumpfung der Flasche beim Entfernen aus der Blashohlform vermieden werden. Es wurde weiterhin herausgefunden, daß der Temperierungsschritt und der Kühlschritt insbesondere beim Formen von R-R-Flaschen extrem effektiv sind. Beim Sammeln werden die gebrachten R-R-Flaschen normalerweise unter Verwendung einer alkalischen Lösung bei einer erhöhten Temperatur gewaschen. Dies führt zu Wärmeverzerrungen der R-R-Flaschen. Der Erfinder regulierte die Temperatur der Blashohlform 40 auf eine Temperatur von 110ºC und kühlte die Flasche für 17 Sekunden nachdem die Einleitung der Luft 17 Sekunden lang durchgeführt wurde und bevor die Flasche aus der Blashohlform entfernt wurde. Das Eintauchen der sich ergebenden Flasche in eine Flüssigkeit mit 58ºC für 14 Minuten wurde zwanzigmal wiederholt. Beim Messen der Volumenschrumpfung der Flasche hat der Erfinder das hervorragende Ergebnis festgestellt, daß die Volumenschrumpfung gleich oder kleiner als 2 % war.
Es ist verständlich, daß die Erfindung nicht auf die zuvor genannten Ausführungsformen beschränkt ist und in verschiedenen modifizierten und geänderten Formen durchgeführt werden kann, welche nicht von dem Bereich der Erfindung abweichen.
Wie in den Figuren 10A und 10B beispielhaft gezeigt ist, kann die Erfindung auch auf eine Modifikation angewendet werden, bei der der distale erweiterte Endabschnitt 80 der Streckstange 70 eine Vielzahl von Luftauslaßkanälen 82 aufweist, welche an deren Außenwand ausgebildet sind und sich von dem oberen Ende bis zum bodenseitigen Ende des erweiterten Endabschnitts 80 erstrecken. Wenn der erweiterte Abschnitt 80 in einen engen Kontakt mit der inneren Bodenwandung 18 des Vorformlings 10 bewegt wird, wird keine Luft zwischen dem distalen Ende des erweiterten Abschnitts 80 und der Bodenwandung des Vorformlings 10 angesammelt, da die Luft über die Luftauslaßkanäle 82 nach außen entweichen kann. Dies ermöglicht die zuverlässige Bewegung des erweiterten Abschnitts 80 zu einem engen Kontakt mit der inneren Bodenwandung 18. Anstelle der Zirkulation des Temperaturregulierungsmediums durch die Streckstange 70 braucht lediglich der erweiterte Abschnitt 80 durch eine Heizung oder eine andere Strahlungseinrichtung während des relativ langen Wartezyklus temperaturreguliert zu werden, nachdem die Streckstange 70 aus dem Vorformling 10 gezogen ist.
Der Hohlkörper, auf welchen die Erfindung anwendbar ist, ist nicht auf eine Champagnerflasche wie bei den zuvor genannten Ausführungsformen beschränkt, und die Erfindung kann in ähnlicher Weise bei verschiedenen Formgebungsprozessen irgendwelcher anderer Hohlkörper mit einer relativ dicken Bodenwandung angewendet werden. Wie ausgeführt, wurde das erfindungsgemäße Verfahren mit Bezug auf einen Vorformling mit einem relativ einfachen Aufbau beschrieben, welcher einen Behälterabschnitt mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Wanddicke in axialer Richtung umfaßt. Die Erfindung kann jedoch bei verschiedensten Vorformling- Konfigurationen angewendet werden.

Claims

1. Verfahren zum Streckblas-Spritzgießen eines Hohlkörpers (20) mit einem dickwandigen Boden, welches die Verfahrensschritte aufweist:

- Spritzgießen eines zylinderförmigen Vorformlings (10) mit einem geschlossenen Ende in einer Spritzgußstation,

- Übergeben des Vorformlings (10) zu einer Blasgußstation, in der der Vorformling (10) in einer Blashohlform (40) angeordnet wird, während der Vorformling (10) eine beim Spritzgießen übertragene Wärme beibehält,

- Regulierung der Temperatur des distalen erweiterten Endabschnitts (80) einer Streckstange (70), die in den Vorformling (10) eingeführt ist, und In-Kontakt- Bringen des distalen erweiterten Endabschnitts (80) mit dem inneren Boden und der Seitenwand des Vorformlings (10), welche dem dickwandigen Bodenbereich des Hohlkörpers (20) entsprechen, wobei die Temperatur des Bodenabschnitts (18), welcher mit dem distalen erweiterten Endabschnitt (80) in Kontakt steht, auf einen Wert eingestellt wird, welcher geringer ist als der des anderen Bereiches des Vorformlings (10),

- Längsverschieben der Streckstange (70), nachdem der regulierte erweiterte Endabschnitt (80) der Streckstange (70) mit dem inneren Boden des Vorformlings (10) in Kontakt gebracht ist,

- Einleiten eines Primärfluides in den Vorformling (10) mit einem relativ geringen Druck, so daß der Bodenabschnitt (18) des Vorformlings (10), welcher mit dem erweiterten Endabschnitt (80) der Streckstange (70) in Kontakt steht, nur unwesentlich in Querrichtung gestreckt wird, und

- Einleiten eines Sekundärfluides mit einem Druck, welcher höher als der des Primärfluides ist, so daß der Bodenabschnitt (18) des Vorformlings (10) in engen Kontakt mit der inneren Wand der Gußhohlform (40) gestreckt wird und die Fixierung der Form des gesamten Hohlkörpers (20) durchführbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrens schritt des Blasgießens mit biaxialem Strecken die Schritte aufweist:

- Längsverschieben der Streckstange (70) zum Längsstrecken des Vorformlings (10), während der erweiterte Endabschnitt (80) vom Beginn der Längsstrekkung bis unmittelbar vor dem Ende der Längsstrekkung in Kontakt mit der inneren Bodenwandung des Vorformlings (10) bleibt,

- Einleiten einer Primärdruckluft in das Innere des Vorformlings (10) gleichzeitig mit dem Längsstrecken zum transversalen Strecken, um den Vorformling (10) mit Ausnahme des Bodens (18) und benachbarter Bereiche, welche mit dem erweiterten Endabschnitt (80) in Kontakt stehen, zu dem Hohlkörper (20) zu formen, und

- anschließendes Einleiten einer Sekundärdruckluft in das Innere des Vorformlings (10), wobei die Sekundärdruckluft einen höheren Druck als die Primärdruckluft aufweist, um den Bodenbereich (18) des Vorformlings (10) in engem formgebenden Kontakt mit der inneren Hohlraumwandung (44a) der Blashohlform (40) zu bringen, um den Hohlkörper (20) zu formen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Streckstange (70) um eine vorgegebene Strecke in der Längsrichtung weiterbewegt wird, um die äußere Wand des erweiterten Endabschnitts (80) in engen Kontakt mit dem inneren Bodenwandungsbereich (18) des Vorformlings (10) zu bringen, nachdem die Streckstange (70) die innere Bodenwandung des Vorformlings (10) erreicht hat, und

daß die weitere Längsbewegung der Streckstange (70) für eine vorgegebene Zeitspanne unterbrochen wird, um die Temperatur des Bodenbereichs (18) des Vorformlings (10) zu regulieren, bevor der Vorformling (10) durch die Streckstange (70) in Längsrichtung gestreckt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der distale erweiterte Endabschnitt (80) einen Luftauslaßkanal (82) aufweist, welcher an der äußeren Wand der Streckstange (70) ausgebildet ist und sich von dem oberen Ende zu dem unteren Ende des erweiterten Endabschnitts (80) erstreckt, wobei Luft, welche zwischen dem distalen Ende des erweiterten Endabschnitts (80) und der inneren Bodenwandung des Vorformlings (10) eingeschlossen ist, durch den Luftauslaßkanal (82) entweichen kann, um die Temperatur des Bodenbereich (18) des Vorformlings (10) zu regulieren.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß bei dem Verfahrensschritt des Spritzgießens der Vorformling (10) so geformt wird, daß dieser einen zylindrischen Behälterbereich (16) aufweist, welcher eine im wesentlichen gleichbleibende Wanddicke entlang seiner Längsachse besitzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturregulierungsstation zwischen der Spritzgußstation und der Blasgußstation angeordnet ist, und

daß die Temperaturregulierungsstation eine axiale Temperaturverteilung an dem Vorformling (10) erzeugt, bei der die Region des Vorformlings (10) unterhalb des Halsbereiches (12) eine höhere Temperatur als der Bodenwandungsbereich (18) aufweist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Temperaturregulierungsmedium durch die Streckstange (70) zirkulierend geleitet wird, um die Temperatur des Bodenbereichs (18) des Vorformlings (10) zu regulieren.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Blashohlform (40) eine Heizeinrichtung zum Heizen der inneren Hohlraumwandung der Blashohlform (40) aufweist, und daß weiterhin der Verfahrensschritt der Erwärmung des Hohlkörpers (20) im Kontakt mit der inneren Hohlraumwandung der Blashohlform (40) vorgesehen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß weiterhin ein Verfahrensschritt des Einleitens eines Kühlmediums durch die Streckstange (70) in das Innere des Hohlkörpers (20) zur Kühlung des Hohlkörpers (20) vorgesehen ist, nachdem die Erwärmung beendet ist und bevor die Gußform geöffnet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

daß die Streckstange (70) einen Aufbau mit mehreren Röhren aufweist, wobei eine zentrale Röhre (74) zum Aufnehmen eines Temperaturregulierungsmediums, welches durch den erweiterten Endabschnitt (80) zirkulierend geleitet wird, und eine äußere Röhre (72) zum Aufnehmen des Kühlmediums vorgesehen sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

daß der Hohlkörper (20) eine wiederauffüllbare Mehrwegflasche ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

daß das Primärfluid mit einem Druck von höchstens 15 kg/cm² in den Vorformling (10) eingeleitet wird.