NO123192B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat til fremstilling av hule gjenstander.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et

apparat til fremstilling av hule gjenstander som f.eks. flasker, fra et termoplastisk materiale som kan orienteres molekylært.

Det er kjent å fremstille beholdere som f.eks. flasker ved

formgivning av et plastisk hulemne som blåses opp for å passe til en form. Et slikt hulemne kan være åpent i begge ender eller bare i den ene ende. Når hulemnet er åpent i begge ender, må den ene ende lukkes og forsegles. Når hulemnet er i smeltet tilstand ,utgjør lukkingen og forseglingen ikke noe alvorlig problem.

Det ønskes imidlertid ofte å fremstille beholdere fra hul-

emner som er molekylært orientert i en eller to retninger. Slike be-

holdere har den fordel at styrken og klarheten er bedre. Når der

imidlertid anvendes et hulemne som er åpent i begge ender, til fremstilling av en slik beholder, utgjør forseglingen ved den ene ende av hullegemet et problem, idet materialet må holdes under sin krystallinske smeltetemperatur for å bevare den molekylære orientering. Lukking av et slikt hulemne ved avknipning er ofte vanskelig, spesielt når der anvendes et apparat hvor hulemnet til slutt knipes av på et sted omtrent ved dets akse.

Den foreliggende oppfinnelse løser dette problem, ved at der utøves et mekanisk trykk mot innersiden av hulemnet i området for det sted ved aksen hvor hulemnet knipes av.

Oppfinnelsen går således ut på en fremgangsmåte til fremstilling av hule gjenstander som f.eks. flasker, fra et termoplastisk materiale som kan orienteres molekylært, hvor der av det nevnte materiale tildannes et i begge ender åpent hulemne som holdes på en temperatur hvor molekylær orientering kan finne sted, hvoretter hulemnet strekkes på langs for å skaffe molekylær orientering i lengderetningen, knipes av for lukking ved sin akse og' utvides for å tilpasses en form, hvorved der fås en molekylær orientering i omkretsretningen,karakterisert vedat der utøves et mekanisk trykk mot innersiden av hulemnet bare i nærheten av det sted ved aksen hvor hulemnet knipes av, så der fås en forsegling.

Apparatet ifølge oppfinnelsen omfatter en hul, delt form hvis deler kan beveges mot og bort fra hverandre, et sett av skjærebakker til å knipe av hulemnet og lukke det ved hulemnets akse, en opp-blåsningsinnretning til å bringe hulemnet til å ekspandere og passe til det indre av formen, et sett av bakker til innsetning av hulemnet i formen og en innretning til å trekke tilbake de sistnevnte bakker og strekke hulemnet i aksialretningen mellom formdelene, og apparatet erkarakterisert veden støteinnretning som er innrettet til å utøve et mekanisk trykk mot innersiden av hulemnet bare ved dettes akse i umiddelbar nærhet av organene til avknipning av hulemnet.

Oppfinnelsen vil nå bli forklart nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et isometrisk riss av et apparat ifølge oppfinnelsen til formning av blåseformede, hule beholdere. Fig. 2 er et vertikalsnitt gjennom apparatet etter linjen 2-2 på fig. 1. Fig. 3 er et vertikalsnitt etter linjen 3-3 på fig. 1 og viser det første trinn ved fremstillingen av beholderne. Fig. 4 er et riss i likhet med fig. 3 på et senere stadium av prosessen. Fig. 5 er et riss i likhet med fig. 4 på enda et senere stadium av prosessen. Fig. 6 er et riss i likhet med fig. 3 og viser en modifika-sjon av apparatet ifølge oppfinnelsen. Fig. 7 er et snitt etter linjen 7-7 på fig. 6 og viser avknipningsinnretningen. Fig. 8 er et riss i likhet med fig. 7 og viser avknipningsinnretningen i åpen stilling. Som vist på tegningen blir hullegemer 40 temperaturkondi-sjonert og ført inn mellom formhalvdeler 18 og 19. Hele blåseapparatet er understøttet på en ramme 1, som kan ha en hvilken som helst egnet konstruktiv oppbygning og f.eks. bestå av en I-bjelke. En luftsylinder 44, en bæreplate 35, en føringsblokk 43 og et føringsorgan 16 er forbundet med rammen 1. Som det vil fremgå av fig. 2 er bevegelige bakker 3 og 4 forsynt med gjengedannende matrisepartier 5 og 6. Der kan være to eller flere av disse bevegelige bakker 3 og 4. Fortrinnsvis er der tre slike bakker. I den på fig. 2 viste øvre stilling av bakkene flukter disses nedre ender med innerflaten av formhalvdelene 18 og 19. Den nedre ende av de bevegelige bakker 3 og 4 danner med andre ord en sammen-hengende overflate med innerflaten av formhalvdelene 18 og 19. På enden av et luftinnføringsrør 2 er der anordnet en konisk føringsspiss 49 til å føre hullegemet på plass og holde veggene av hullegemet fra hinannen. Midtpartiet av de bevegelige bakker 3 og 4 er forsynt med innerflater 7 og 8 med riller som svarer til den ytre form av luftinnløpsrøret 2. Bakkene 3 og 4 er på midtpartiet forsynt med utvendige fordypninger 36 og 37. Den øvre del av de bevegelige bakker 3 og 4 er på innersiden forsynt med ringformede uttagninger 13 og 14 og utad skrånende ringformede partier 11 og 12. Hvis bakkene 3 og 4 ikke fastholdes, kan de svinge om punkter 9 og 10. De bevegelige bakker 3 og 4 holdes fast på den sentrale aksel ved hjelp av et kamrør eller en kamhylse 15 hvori bakkene 3 og 4 er glidbart anordnet. Røret 15 holdes glidbart på plass av føringsorganet 16, som er fastgjort til rammen av apparatet. En platedel 23 som er forbundet med vertikale aksler 27 og 28, er fastgjort til den øvre ende av røret 15. I den viste utførelsesform er akslene 27 og 28 boltet fast til platedelen 23. Luftsylindre 25 og 26 påvirker akslene 27 og 28 i vertikalretningen for å bevege kamrøret 15 opp eller ned i forhold til de bevegelige bakker 3 og 4. Herunder bringer kam- røret bakkene 3 og 4 til å åpne og lukke seg ved svingning om svinge-punktene 9 og 10. Luftsylindrene 25 og 26 bæres av leddforbindelser 29 og 30 som i sin tur er forbundet med aksler 31 og 32. Hele blåseapparatet holdes av akslene 31 og 32 og beveges opp og ned ved vertikal bevegelse av disse aksler. Luftsylindre 33 og 34 beveger akslene 31 og 32. En bæreplate 35 som er forbundet med en stiv ramme, bærer luftsylindrene 33 og 34. En bæreblokk 38 holdes oppe av luftsylindrene 25 og 26. Bæreblokken 38 er fast forbundet med et føringsrør 39 som er glidbart forbundet med rammen ved hjelp av en føringsblokk 43. En krage 64 begrenser bevegelsen av føringsrøret 39 nedover.

En trykkstavanordning som består av en stang 63 med en stampefot 66, strekker seg fra formhulrommet gjennom de bevegelige bakker 3 og 4 gjennom føringsrøret 39 og frem til en luftsylinder 44

som betjener anordningen, så denne kan beveges uavhengig av resten av apparatet. Luftsylinderen 44 er fast forbundet med rammen.

Føringsrøret 39 rommer også et luftinntak 42 som er forbundet med en kanal 41 som dannes av et ringformet rom mellom stangen 63 og luftinnløpsrøret 2, som er forbundet med føringsrøret 39 ved sin øvre ende og dessuten er forbundet med den koniske føringsspiss 49.

Over luftinnløpsrøret 2 er der anbragt en avstandshylse 45, en krage 46 og et rør 47 hvis nedre ende tjener som vippepunkt for de bevegelige bakker 3 og 4.

På oversiden av den koniske føringsspiss 49 og i anlegg

mot denne er der anordnet en kompresjonsring 50 av gummi, en un.derlags-skive 51 og en konisk kompresjonsskive 52. Kompresjonsringen 50 er fortrinnsvis fremstilt av et mykt, gummiaktig materiale som lett vil utvide seg når det komprimeres aksialt. Kompresjonsringen 50 er fortrinnsvis noe komprimert når bakkene 3 og 4 står i lukkestilling. Bevegelse av bakkene nedover i forhold til den koniske føringsspiss 49 klemmer kompresjonslegemet 50 ytterligere sammen og bringer det til å utvide seg radialt.

Det hule rørformede emne 40 gripes vanligvis nedentil og forsegles av bunnen av formhalvdelene 18 og 19. På fig. 6, 7 og 8 er der under formhalvdelene 18 og 19 anordnet bakker 53 og 54 som kniper av emnet ved dettes nedre ende. Bakkene 53 og 54 beveges mot og bort fra hinannen på vanlig måte, f.eks. ved hjelp av hydrauliske sylindre.

Under drift blir de bevegelige bakker 3 og 4 ved hjelp av luftsylindrene 33 og 34 ført ned til den laveste stilling, som er vist på fig. 3. Luftsylindrene 25 og 26 beveger akslene 27 og 28 for å trekke kamrøret 15 oppover, så røret beveger seg oppover i forhold til de bevegelige bakker 3 og 4. Denne bevegelse gir et trykk innover og oppover mot endene 11 og 12, og bakkene 3 og 4 vil derfor vippe om punktene 9 og 10, slik at de nedre ender av bakkene 3 og 4 vil forskyves utover, mens de øvre partier vil forskyves innover. Hulemnet settes deretter inn i stilling over en dør som består av føringsspissen 49

og kompresj or.dringen 50, og kommer til anlegg mot skiven 51. Luftsylindrene 25 og 25 betjenes for å bevege akslene 27 og 28 nedover i forhold til bakkene 3 og 4, så matrisepartiene 5 og 6 lukker seg rundt den øvre ende av hulemnet. Allerede selve lukkingen av bakkene 3 og 4 bevirker et aksialt trykk på kompresjonsringen 50, så denne vil ekspandere noe. En ytterligere bevegelse av røret 15 nedover i forhold til bakkene 3

og 4 medfører at ringen 50 trykkes ytterligere sammen i aksialretningen og utvider seg videre i radialretningen. Denne radiale ekspansjon av - ringen 50 bringer den øvre ende av hulemnet 40 til å anta samme form som matrisene 5 og 6. På denne måte dannes halsen av gjenstanden. Ifølge en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen dannes der en flaske med gjenger på yttersiden av halsen.

Etter at halspartiet er dannet, lukkes formhalvdelene 18

og 19 for å forsegle, kappe av. og fastklemme den motsatte ende av hulemnet. Deretter påvirker sylinderen 44 stangen 63 med foten 66 så denne beveges ned til bunnen av hulemnet 40 og presses mot bunnen av formhulrommet. Trykket fra denne stang mot bunnen av emnet bidrar til å forme bunnen av gjenstanden og holder dessuten bunnen av emnet mot bunnen av formhulrommet under blåseoperasjonen. Hvis der anvendes et hulemne med lukket ende, kan stangen 63 med foten 66 anvendes for å bringe den lukkede ende av emnet til anlegg mot bunnen av formhulrommet under blåse-operasj onen.

Etter at stangen 63 med foten 66 er kommet til anlegg mot bunnen, påvirker luftsylindrene 33 og 34 akslene 31 og 32 for bevegelse av bæreblokken 38, føringsrøret 39, luftinnløpsrøret 2, kamrøret 15 og bakkene 3 og 4 oppover i én kontinuerlig bevegelse. Denne bevegelse oppover strekker emnet aksialt. Fig. 4 viser tilstanden av emnet og apparatdelene ved fullførelsen av de ovennevnte trinn. Luft eller et annet egnet blåsefludium føres inn gjennom innløpet 42 og passerer gjennom kanalen 41 til det indre av hul.emnet 40 så dette bringes til å ekspandere. Fig. 5 viser den ferdige flaske umiddelbart etter fremstillingen og før utstøtningen. Blåseoperasjonen kan finne sted enten under eller etter strekkoperasjonen.

Det er mulig å anordne vakummåpninger i formhalvdelene for

å tillate dannelsen av et vakumm mellom formhulrommet og yttersiden av hulemnet .istedenfor eller i tillegg til at der presses luft inn i det indre av emnet. Ved vakummdrift kan kanalen 4l tjene til å sikre at der vedlikeholdes atmosfærisk trykk inne i emnet når det utvides.

Kombinasjonen av strekking og blåsing skaffer en gjenstand som er orientert langs to akser.

Etter at blåseoperasjonen er avsluttet, blir formhalvdelene åpnet og kamrøret 15 trukket oppover for å åpne bakkene 3 og 4,hvorpå stangen 63 med foten 66 kan beveges noe nedover for å frigjøre den blåseformede gjenstand fra halspartiet av formen.

I den utførelsesform som er vist på fig. 6, 7 og 8, er der anordnet bakker 53 og 54 til å lukke og gripe hulemnet ved den nedre ende etter at emnet er ført inn i formen og fastholdt ved den øvre ende av bakkene 3 og 4.

Bakkene 53 og 54 kan fortrinnsvis utgjøre to av et sett av seks slike bakker, som vist på fig. 7 og 8. Bakkene 53 til 58 er anordnet i et plan vinkelrett på lengdeaksen av emnet 40. Hver bakke kan beveges frem og tilbake i planet mot og bort fra et midtpunkt 59, som fortrinnsvis ligger på den langsgående midtakse gjennom emnet 40. Bakkene er fortrinnsvis anordnet rundt punktet 59 med en innbyrdes vinkel på 60° i bakkeplanet. Hver bakke omfatter en vinkelformet 60<o>,s spiss som ved samvirkning med de øvrige bakker tjener til å forsegle emnet 40 til et punkt ved 59. Bakkene behøver ikke å være anordnet i 60°'s vinkel, men kan ha en hvilken som helst ønsket vinkel i forhold til hverandre så lenge de samvirker for å knipe av eller forsegle emnet 40 i et punkt. Der kan foreligge et større eller mindre antall bakker uten at man avviker fra oppfinnelsen. Trekkingen av hulemnet mot et punkt i forseglingsområdet i kombinasjon med trykket fra foten 66 i forseglingsområdet har vist seg å øke slagstyrken av de blåste flasker, idet der dannes en forbedret forsegling i bunnen.

I den utførelsesform som er vist på fig. 7 og 8, bevegesbakkene ved hjelp av en kneleddsanordning med tre svingetapper forbundet med hver bakke. En kneleddstang 71 er svingbart forbundet med en bakke 54 ved 75 og er svingbart forbundet med en annen kneleddstang 72 og en ring 77 ved hjelp av en tapp 74. Kneleddstangen 72 er svingbart forbundet med en fast oppbygning 78 ved 73- En manøvreringsstang 76 er fast forbundet med ringen 77, som kan dreies om punktet 59 uavhengig av den faste oppbygning 78.

Under drift blir påvirkningsstangen 76 beveget frem og tilbake som antydet ved en dobbelt pil, hvorved ringen 77 dreier seg om punktet 59- Denne dreiebevegelse bevirker en vinkelforskyvning av kneleddstengene 71 og 72, så bakken 54 trekkes bort fra midtpunktet 59. Ved tilbakebevegelse av ringen- 77 vil bakken 54 nærme seg midtpunktet 59.

Hver av bakkene har en anordning i likhet med den ovenfor beskrevne kneleddsanordning for betjening av alle bakkene samtidig. Andre organer, f. eks. hydrauliske sylindre, kan anvendes for samtdldig betjening av bakkene.

Under selve formningsoperasjonen står bakkene i tilbake-trukket stilling når emnet føres inn i åpningen mellom dem. Når emnet er i stilling, lukker de gjengedannende matriser seg over den øvre del av emnet som beskrevet foran. Emnet blir deretter knepet av og forseglet ved den nedre ende ved hjelp av bakkene 53 - 58.

Stangen 63 med foten 66 presser det lukkede område i bunnen av emnet mot den frie overside av bakkene 53 - 58. Bakkene 3 og 4 heves for å strekke emnet etter at bakkene 53 - 58 er lukket ytterligere for fullstendig å knipe av eller kappe emnet. Deretter blir bakkene 3 og 4 samt foten 66 hevet slik at emnet kommer • i stilling mellom formhalvdelene 18 og 19,3om deretter lukkes. Stangen 63 med foten 66 betjenes for å presse bunnen av emnet mot bunnen av formen, og bakkene 3 og 4 heves til sin endelige stilling øverst i formen før eller samtidig med at emnet blåses. Poten kan kjøle emnet i området for forseglingen så der ikke finner sted deformasjon i dette område når emnet strekkes på langs.

Ved utførelse av oppfinnelsen er det ønskelig å holde for-holdet mellom aksialforlengelsen og omkretsforlengelsen i området fra 1:4 til 2:1, fortrinnsvis i området fra 1:2 til 1:1. Ekspansjonsforholdet i omkretsretningen bør være i området fra 2:1 til 10:1, og ekspansjonsforholdet i aksialretningen bør være i området fra minst 1:1 til 8:1, fortrinnsvis i området fra 1,5:1 til 2,5:1.

Det er funnet at blåsetiden og dermed oppholdstiden av

emnet i blåseformen kan reduseres mange ganger når emnet strekkes aksialt samtidig som det blåses og utvides langs omkretsen. Flasker som strekkes aksialt mens de blåses, kan f.eks. blåses med en lufttilførselshastighet av 566 til 849 l/min, mens flasker som blåses uten noe aksialt strekk, ble fremstilt med en hastighet av 28 l/min.

De hulemner som ble anvendt i apparatet ifølge oppfinnelsen , ble fremstilt på forhånd og forhåndsoppvarmet til en temperatur like under den krystallinske smeltetemperatur for materialet. En egnet temperatur for polypropenharpikser er i området fra 149 - 177°C, og fortrinnsvis i området fra 160 - 171°C.

Spesielt eksempel.

Et polypropen med en tetthet av 0,91 og en smelteindeks av 1,05 (ASTM D 1238-57T, tilstand L) ble formet til et rør med en diameter av 22 mm og en lengde av 83 mm samt en veggtykkelse av 3 mm over største-parten av lengden. Den ende av røret hvor der skulle tildannes gjenger, hadde en veggtykkelse av 2,3 mm over et område på 13 mm fra enden. Dette rør ble ført inn i en elektrisk oppvarmet aluminiumsblokk og oppvarmet til ca. 162°C. Det ble deretter fjernet fra aluminiumblokken og satt på plass over føringsspissen og kompresjonsringen av en maskin i likhet med den som er vist på fig. 2. De tre gjengedannende bakker ble lukket og formet således gjengene samt fastholdt den øvre ende av emnet. De seks bevegelige bakker ble deretter lukket for forsegling av bunnen av emnet, hvoretter en stampefot komprimerte forseglingen. De seks bakker ble deretter lukket ytterligere for fullstendig å fraskille bunnen av emnet, hvoretter gjengebakkene ble hevet for å strekke enmet til omtrent det dobbelte av dets opprinnelige lengde. Emnet ble holdt i denne strukkede tilstand og beveget inn mellom formhalvdelene, som deretter ble lukket rundt emnet, som ble blåst til formen av støpehulrommet. Formen ble deretter åpnet, halsen frigjort og flasken fjernet. Der ble dannet en 296 cm^ sylindrisk flaske av orientert polypropen med en høy grad av gjennomsiktighet. En fallprøve som besto i å slippe flasken fylt med vann ved 12°C ned fra en høyde på 1,5 m ble utført med flasken. Der oppsto intet brudd ved fallprøven.

Istedenfor de avknipningsorganer som er vist på fig. 6-8, er det mulig å anvende avknipningsorganer som kan strekke seg inn i formhulrommet på lignende måte som de gjenge-og halsdannende organer. Denne alternative utførelse av avknipningsorganene kan forsegle den nedre ende av emnet og trekkes tilbake i flukt med formveggene for å strekke emnet aksialt før eller under'blåseoperasjonen.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av hule gjenstander som f.eks. flasker, fra et termoplastisk materiale som kan orienteres molekylært, hvor der av det nevnte materiale tildannes et i begge ender åpent hulemne som holdes på en temperatur hvor molekylær orientering kan finne sted, hvoretter hulemnet strekkes på langs for å skaffe molekylær orientering i lengderetningen, knipes av for lukking ved sin akse og utvides for å tilpasses en form, hvorved der fås en molekylær orientering i omkretsretningen, karakterisert ved at der utøves et mekanisk trykk mot innersiden av hulemnet bare i nærheten av det sted ved aksen hvor hulemnet knipes av, så der fås en forsegling.

2. Apparat som er egnet til utførelse av en fremgangsmåte som angitt i krav 1, omfattende en hul, delt form (19) hvis deler kan beveges mot og bort fra hverandre, et sett av skjærebakker (53 - 58) til å knipe av hulemnet og lukke det ved hulemnets akse, en oppblåsnings-innretning (42) til å bringe hulemnet til å ekspandere og passe til det indre av formen, et sett av bakker (3, 4) til innsetning av hulemnet i formen og en innretning til å trekke tilbake de sistnevnte bakker og strekke hulemnet i aksialretningen mellom formdelene, karakterisert ved en støteinnretning (63, 66) som er innrettet til å utøve et mekanisk trykk mot innersiden av hulemnet bare ved dettes akse i umiddelbar nærhet av organene til avknipning av hulemnet .