DE69715342T2

DE69715342T2 - Blasformverfahren

Info

Publication number: DE69715342T2
Application number: DE69715342T
Authority: DE
Inventors: Patrick Berine; Nicolas Flood
Original assignee: Menza Ltd
Current assignee: Menza Ltd
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2017-10-25
Also published as: IE960900A1; ATE223801T1; EP0838323A1; DE69715342D1; EP0838323B1

Description

Einleitung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Blasformen eines thermoplastischen Materials zur Bildung eines blasgeformten Artikels, wie eines Behälters, beispielsweise eines Werkzeugkoffers, der aus zwei Behälterhälften mit einem dazwischen zusammenhängend geformten Scharnier besteht.
Es ist bekannt, derartige blasgeformte Artikel dadurch zu bilden, dass zunächst ein Rohr bzw. Schlauch oder Külbchen bzw. Rohling aus heißem thermoplastischen Material extrudiert wird, dass zwei Hälften einer Form auf gegenüberliegenden Seiten der Külbchen zusammengebracht werden und dass ein Blasstift durch die Form in das Külbchen eingeführt wird. Sodann wird Luft in den Innenraum des Külbchens durch den Blasstift unter hohem Druck eingeblasen, um das thermoplastische Material gegen die Wände der Form aufzublasen. Nach einer vorher festgelegten Zeit werden die beiden Formhälften dann, wenn das Formen fertig ist, getrennt, und der geformte Artikel wird freigegeben.
In konventionellen Anordnungen weist der Blasstift, der die Wand der Form durchdringt, eine geschärfte Spitze auf, die normalerweise abgeschrägt ist. Auf das Durch- bzw. Eindringen hin erfährt die Wand des Külbchens im wesentlichen eine Aufschlitzung durch die geschärfte Spitze, was zu einem gezackten Rand führt, durch den Luft aus der Form zurück bzw. heraus entweichen kann. Aufgrund dieser Situation ist unter Anwendung der konventionellen Technologie generell lediglich ein relativ niedriger Formungsdruck zwischen 3 und 5 Bar erreichbar. Dies führt zu einer unzufriedenstellenden Endoberfläche, da der Luftdruck unzureichend ist, um sichtbare Strömungs- bzw. Fließfalten auf der Formungsoberfläche zu vermeiden, wo die Verteilung des thermoplastischen Materials ungleichmäßig gewesen ist. Ferner werden die bei der Formung nach Zurückziehen der Blasstifte zurückgelassenen kleinen Öffnungen verschiedentlich schlecht geformt, was wiederum dem Oberflächen-Endaussehen des fertigen Produkts abträglich ist.
Aus der UK-A-2275441 ist es bekannt, Luft bei einem höheren Druck von 10 Bar durch einen Blasstift zu blasen, um eine äußere Schicht des thermoplastischen Materials zu verformen, wenn sich die Formteile schließen. Der Blasstift wird dann durch die Schicht eingeführt, und ein Artikel, wie ein Behälter, wird blasgeformt. Bei dieser bekannten Anordnung weist der Stift eine stumpfe Spitze auf, und eine rohrförmige Hülse ist um den Stift gebildet, um den Stift zu umgeben, wenn er betätigt wird. Dies unterstützt die Vermeidung eines Zurückweichens bzw. Entweichens von Luft und erleichtert höhere Zykluszahlen mit verbessertem Oberflächen-Endaussehen.
In der US-PS 4.025.276 ist eine Vorrichtung zum Blasformen von hohlen Artikeln aus einem erhitzten Kunststoff-Külbchen beschrieben.
Die Steuerung des Blasstiftes während des Betriebs dieses Systems ist jedoch zuweilen schwierig, und folglich sind der Blasformzyklus und das Oberflächenendaussehen nicht vollständig optimiert.
Diese Erfindung ist daher auf die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Blasformen gerichtet, welches zumindest einige dieser Schwierigkeiten überwinden wird.

Darstellung der Erfindung

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Blasformen eines thermoplastischen Materials in einer Blasformungsvorrichtung bzw. einem Blasformgerät geschaffen, umfassend:
ein Paar von Formhälften, einen Blasstift mit einer abgerundeten Eindringspitze, wobei die Eindringspitze einen Luftauslass aufweist, und eine Hülse in Form eines Vorsprungs von einer der Formhälften, wobei der Blasstift in der Hülse zur Bewegung zwischen einer zurückgezogenen Position und einer ausgestreckten Eindringposition angebracht ist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Extrudieren eines Külbchens bzw. Rohlings aus heißem thermoplastischen Material, teilweises Schließen des Paares der Formhälften um den extrudierten Rohling, Ausüben einer lokalen Spannungskraft auf einen Blasstiftaufnahmebereich der Wand eines Rohlings, wenn sich die Formhälften schließen, wobei die lokale Spannungskraft durch Anliegen der Hülse an dem bzw. gegen den Rohling und Zuführen von Luft durch das Auslassloch in der Eindringspitze des Blasstifts in der zurückgezogenen Stellung in der Hülse bei einem niedrigen Druck ausgeübt wird, wenn die Formhälften fortfahren, sich zu schließen,
Bewegen des Blasstiftes auf das Schließen der Formhälften hin in die vorstehende Position und Eindringen bzw. Durchdringen des vorgespannten Bereichs des Rohlings durch die abgerundeten Spitze des Blasstiftes, Einblasen von Luft unter einem hohen Druck durch den Blasstift, wenn die Formhälften geschlossen sind und der Blasstift in den Rohling eingedrungen ist, um eine Luftdichtung zwischen dem Rohling und dem Blasstift zu bilden und um den Rohling gegen die Wände der Formhälften aufzublasen, Zurückziehen des Blasstiftes aus dem Rohling und Freigabe bzw. Lösen eines blasgeformten Artikels bzw. Gegenstands aus der Form nach einer vorgegebenen Zeit.
Insbesondere werden bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Formhälften in zeitlicher Beziehung bzw. in zeitgesteuertem Verhältnis zum Einblasen von Luft mit niedrigem Druck geschlossen.
Vorzugsweise wird die Wand des Rohlings durch Einblasen von Niederdruckluft unter einem Druck von 3 bis 5 Bar gegen den Rohling verformt.
Vorzugsweise wird die Hochdruckluft mit einem Druck von 8 bis 10 Bar durch den Blasstift eingeblasen, um den Rohling aufzublasen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird Luft mit niedrigem Druck durch ein Rohling-Verformungs-Auslassloch am Ende eines Blasstiftes eingeblasen, um einen Luftstrom niedrigen Drucks bereitzustellen, der gegen den Rohling gerichtet ist, um den Rohling am Eintrittspunkt des Blasstifts in den Rohling zu verformen. Vorzugsweise wird nach Einführen des Blasstiftes in den Rohling die Luft mit hohem Druck durch eine Blasstift-Aufblas-Auslasseinrichtung in einer Seitenwand des Blasstifts eingeblasen, um den Rohling gegen die Wände der Form aufzublasen. In typischer Weise umfasst die Blasstift-Aufblaseinrichtung zumindest zwei Auslässe in der Seitenwand des Blasstiftes.
Es können zwei Blasstift-Aufblasauslässe vorgesehen sein, die im wesentlichen diametral gegenüberliegend in der Seitenwand des Blasstiftes vorgesehen sind. Alternativ kann die Blasstift-Aufblaseinrichtung vier Auslässe in Abstand voneinander um die Seitenwand des Blasstiftes herum aufweisen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung stellt der Rohling- Verformungsauslass außerdem einen Blasstift-Einblasauslass bereit.
Bei einer bevorzugten Anordnung werden die Formhälften bis auf einen Abstand von weniger als 100 mm voneinander entfernt geschlossen, bevor Luft niedrigen Drucks gegen bzw. in den Rohling geblasen wird. Vorzugsweise werden die Formhälften bis auf einen Abstand von weniger als 25 mm voneinander entfernt geschlossen, bevor Luft niedrigen Drucks gegen bzw. in den Rohling geblasen wird.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren den Schritt der Initiierung bzw. Auslösung einer Zeitsteuereinrichtung auf, um das Einblasen der Niederdruckluft bzw. der Luft mit niedrigem Druck beim teilweisen Schließen der Formhälften vorzunehmen.
Die Erfindung liefert außerdem einen blasgeformten Artikel bzw. Gegenstand, speziell einen blasgeformten Behälter, der jeweils durch das Verfahren der Erfindung hergestellt ist.

Detaillierte Beschreibung

Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung, die lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, deutlicher zu verstehen sein. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Blasstiftes, der bei dem Verfahren zum Blasformen gemäß der Erfindung verwendet wird,
Fig. 2(a) bis 2(f) in schematischen Seitenschnittansichten Schritte des Verfahrens zum Blasformen gemäß der Erfindung, und
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Steuervorrichtung, die beim Verfahren der Erfindung verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sei angemerkt, dass dort ein Verfahren zum Blasformen eines thermoplastischen Materials gemäß der Erfindung veranschaulicht ist. Eine Mischung eines thermoplastischen Materials wird in eine aus zwei Formhälften 2, 3 bestehende Form 1 abgegeben. Ein Külbchen bzw. Rohling 4 aus heißem thermoplastischen Material wird extrudiert, wenn die Formhälften 2, 3 zueinander bzw. miteinander geschlossen sind. Auf die Wand des Rohlings 4 wird in diesem Fall eine Spannkraft durch einen Vorsprung 5 ausgeübt, der sich von einer der Formhälften 3 aus erstreckt, über die sich der Rohling 4 erstreckt. Diese Spannkraft wird in dem Hauptkörper des geformten Artikels bzw. Gegenstands ausgeübt. Der Vorsprung 5 legt eine Hülse für einen Blasstift 10 fest, der durch einen Kolben 11 von einer zurückgezogenen Stellung, wie dies in Fig. 2(a), 2(b) und 2(c) veranschaulicht ist, in ausgefahrene Stellungen bewegbar ist, wie sie in Fig. 2(d), 2(e) und 2(f) veranschaulicht sind. Wenn der Rohling 4 über die Formhälfte 3 fließt, wird er durch den Vorsprung oder die Hülse 5 vorgespannt, wie dies in Fig. 2(b) veranschaulicht ist. Bei dieser Anordnung beträgt der Vor-Schließabstand zwischen den Formhälften 2, 3 höchsten 100 mm und in typischer Weise 25 mm.
Bei dem Verfahren der Erfindung wird nach teilweisem Schließen der Formhälften 2, 3 Niederdruckluft unter einem Druck von 3 bis 5 Bar durch den Blasstift 10 gegen den Rohling 4 geblasen, wie dies in Fig. 2(c) veranschaulicht ist. Der Luftstrom niedrigen Drucks lenkt die Wand des Rohlings 4 aus. Die Formhälften 2, 3 setzen das Schließen in zeitlicher Beziehung zum Einblasen der Niederdruckluft fort, und der Rohling 4 wird weiter vorgeformt, wie dies in Fig. 2(d) veranschaulicht ist. Das Einblasen mit Luft niedrigen Drucks wird fortgesetzt, und der Blasstift 10 wird während des weiteren Schließens der Formhälften 2, 3 weiter ausgefahren, bis die Luft und der Blasstift 10 durch den Rohling 4 hindurchbrechen, wie dies in Fig. 2(e) veranschaulicht ist. Schließlich wird eine Luftdichtung dadurch gebildet, dass Hochdruckluft unter einem Druck von 7 bis 10 Bar durch den Blasstift 10 eingeblasen wird, wie dies in Fig. 2(f) veranschaulicht ist. Bei dieser Konfiguration sind die Formhälften 2, 3 vollständig geschlossen.
Nach einer zuvor festgelegten Zeitspanne, die es dem so gebildeten bzw. geformten Artikel bzw. Gegenstand ermöglicht, sich zu verfestigen, wird der blasgeformte Artikel aus der Form freigegeben. Der Artikel kann ein blasgeformter Behälter bzw. Koffer, speziell für Werkzeuge und dergleichen sein.
Der Blasstift 10 wird unter der Steuerung eines Steuerungssystems betätigt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist und das einen Annäherungsschalter 11 zur Überwachung, wenn die Formhälften 2, 3 sich in einer Vor-Schließstellung befinden, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist, eine Verzögerungs-Zeitsteuereinrichtung 12 und ein Niederdruck-Magnetventil 13 umfasst. Ein entsprechendes Steuersystem ist für Hochdruckluft vorgesehen. Der Blasstift 10 ist in einem Befestigungsblock 15 mit einem Einlassanschluss 16 für Hochdruckluft unter einem Druck von typischerweise 8 bis 10 Bar und für Niederdruckluft mit einem Druck von typischerweise 3 bis 5 Bar angeordnet.
Der Blasstift 10 weist genauer gesagt und unter Bezugnahme insbesondere auf Fig. 1 eine abgerundete Spitze 21 auf, um eine Beschädigung eines Rohlings 4 auf die Einführung hin zu verhindern. Die Spitze 21 weist in diesem Falle ein einzelnes Rohling-Verformungs-Auslassloch 22 auf. Die Blasstift-Aufblas-Auslasseinrichtung ist in diesem Falle durch zwei im wesentlichen diametral gegenüberliegende Blasstift-Aufblas- Auslasslöcher 23 in der Seitenwand des Blasstiftes 10 bereitgestellt, die von der Spitze 21 des Stiftes 10 zurückgesetzt sind.
Es dürfte einzusehen sein, dass eine Spannkraft auf die Wand des Rohlings entweder dadurch ausgeübt werden kann, dass ein Vorsprung von einer Form bereitgestellt wird, über die sich die Rohlingswand erstreckt, und/oder dass Luft unter einem niedrigen Druck gegen den Rohling durch den Blasstift geblasen wird.
Die Erfindung bringt recht beträchtliche Vorteile mit sich. Aufgrund des angewandten niedrigen Drucks, der verzögerten Formschließung, der zeitlichen Steuerung und des modifizierten Blasstifts ist es möglich, Blaslöcher zuverlässiger zu bilden als durch Anwendung von Standardverfahren bzw. -techniken. Es können Rohlinge mit leichteren Wänden verwendet werden, was zu Materialeinsparungen führt. Unterschiedliche Materialien, die niedrigere Schmelzfestigkeiten bzw. -widerstände aufweisen, können ebenfalls verwendet werden. Darüber hinaus ist der Produktionswirkungsgrad optimiert, da keinerlei Risiko von Blockaden im Blasstift vorhanden sind.
Außerdem wird eine wesentlich verbesserte Endoberfläche bzw. ein wesentlich verbessertes Oberflächen-Endaussehen erzielt. Darüber hinaus gibt es einen verbesserten Kontakt der Thermoplaste mit der Formoberfläche mit folglich verbesserten Wärmeübertragungs- und Kühlungswirkungsgraden, die ihrerseits zu niedrigeren Zykluszeiten und verbesserten Produktionsraten führen.
Da die Qualität des geformten Artikels bzw. Gegenstandes, wie er unter Anwendung des Verfahrens der Erfindung erzeugt wird, verbessert ist, ergibt sich eine geringere Ausschussrate beim Prüfen mit der Folge eines Anstiegs in der Produktion.

Claims

1. Verfahren zum Blasformen eines thermoplastischen Materials in einem Blasformgerät, das umfasst:

ein Paar von Formhälften (2, 3),

einen Blasstift (10) mit einer abgerundeten Eindringspitze, wobei die Eindringspitze einen Luftauslass (22) umfasst; und

eine Hülse (5) in Form eines Vorsprungs (6) von einer der Formhälften (2, 3),

wobei der Blasstift (10) in der Hülse (5) zur Bewegung zwischen einer zurückgezogenen Position und einer ausgestreckten Eindringungsposition angebracht ist;

wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Extrudieren eines Rohlings (4) aus heißem thermoplastischen Material,

teilweises Schließen des Paares von Formhälften (2, 3) um den extrudierten Rohling (4),

Ausüben einer lokalen Spannungskraft auf einen Blasstiftaufnahmebereich der Wand eines Rohlings (4), wenn die Formhälften (2, 3) sich schließen,

wobei die lokale Spannungskraft durch Angreifen (5) der Hülse gegen den Rohling (4) und Zuführen von Luft durch das Auslassloch (22) in der Eindringungsspitze des Blasstifts (10) in der zurückgezogenen Position in der Hülse (5) bei einem niedrigen Druck ausgeübt wird, wenn die Formhälften (2, 3) fortfahren, sich zu schließen,

beim Schließen der Formhälften (2, 3) Bewegen des Blasstifts (10) in die vorstehende Position und Eindringen in den vorgespannten Bereich des Rohlings (4) mit der gerundeten Spitze des Blasstifts (10);

Blasen von Luft bei bzw. unter hohem Druck durch den Blasstift (10), wenn die Formhälften (2, 3) geschlossen sind und der Blasstift (10) in den Rohling (4) eingedrungen ist, um eine Luftdichtung zwischen dem Rohling (4) und dem Blasstift (10) zu bilden und um den Rohling (4) gegen die Wände der Formhälften (2, 3) aufzublasen;

Zurückziehen des Blasstifts (10) aus dem Rohling (4); und

Lösen eines blasgeformten Gegenstands aus der Form nach einer vorgegebenen Zeit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Formhälften (2, 3) in zeitgesteuertem Verhältnis zu dem Einblasen der Niederdruckluft geschlossen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Wand des Rohlings (4) durch Blasen von Niederdruckluft bei einem Druck von 3 bis 5 Bar gegen den Rohling (4) verformt wird.

4. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem Hochdruckluft bei einem Druck von 8 bis 10 Bar durch den Blasstift (10) zum Aufblasen des Rohlings geblasen wird.

5. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem nach Einführung des Blasstifts (10) in den Rohling (4) die Hochdruckluft durch ein Blasstift-Aufblasauslassmittel (23) in einer Seitenwand des Blasstiftes (10) zum Aufblasen des Rohlings (4) gegen die Wände der Form geblasen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Blasstift-Aufblasauslassmittel (23) wenigstens zwei Auslässe (23) in der Seitenwand des Blasstiftes (10) aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem zwei Blasstift-Aufblasauslässe (23) vorhanden sind, die sich im wesentlichen diametral in der Seitenwand des Blasstiftes (1) gegenüberliegen.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Blasstift- Aufblasmittel (23) vier Auslässe (23) im Abstand verteilt um die Seitenwand des Blasstiftes (10) aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem der Rohlingverformungsauslass (22) auch einen Blasstiftaufblasauslass bereitstellt.

10. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Formhälften (2, 3) auf einen Abstand von weniger als 100 mm voneinander entfernt geschlossen werden, bevor Niederdruckluft gegen den Rohling (4) geblasen wird.

11. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Formhälften (2, 3) auf einen Abstand von weniger als 25 mm voneinander entfernt geschlossen werden, bevor Niederdruckluft gegen den Rohling (4) geblasen wird.

12. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, das den Schritt umfasst, eine Zeitsteuerung zum Steuern des Blasens der Niederdruckluft beim teilweisen Schließen der Formhälften (2, 3) zu initiieren.