DE10347924A1

DE10347924A1 - Formvorrichtung für eine blasformtechnische Anlage

Info

Publication number: DE10347924A1
Application number: DE10347924A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Schimpf
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-05-19

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Formvorrichtung 1, die Bestandteil einer blasformtechnischen Anlage 8 mit Extruderdüse 4, Blasformwerkzeug 3 und Blasvorrichtung 5 ist. Die Formvorrichtung 1 führt und formt dabei ein Halblzeug 2, das die Extruderdüse 4 verlässt, um eine Berührung mit dem Blasformwerkzeug 3 zu vermeiden. Die Formvorrichtung 1 ist mit der Blasvorrichtung 5 und/oder der Extruderdüse 4 verbunden und teilbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Formvorrichtung für eine blasformtechnische Anlage zur Herstellung von Halbzeugen aus Kunststoff, mit einer Extruderdüse, einer Blasvorrichtung und einem Blasformwerkzeug, wobei der Extruderdüse mit Bezug zu einer Extrudierrichtung das Blasformwerkzeug nachgeordnet ist und die Formvorrichtung der Umformung der Halbzeuge dient.

Es ist bereits aus der DE 195 00 550 A1 eine Formdornvorrichtung für Tubusrohlinge einer Blasformanlage bekannt. Die Rohlinge werden erwärmt und dabei auf die Formdornvorrichtung aufgesetzt, sodass sich die warmen Rohlinge der Gestalt der Formdorne anpassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formvorrichtung derart auszubilden und anzuordnen, dass die Bauteilqualität insbesondere bei komplexen Formen verbessert wird.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Formvorrichtung mindestens ein lösbares Verbindungselement zum Anschluss an die Blasvorrichtung und/oder an die Extruderdüse aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass die Formvorrichtung innerhalb des Blasformwerkzeugs anbringbar ist und eine Verbindung zur Luftzufuhr einerseits und zur Extruderdüse andererseits hat. Das Halbzeug wird durch die Formvorrichtung aufgenommen und während des Extrudiervorgangs mit Bezug auf die Geometrie des Werkstücks geführt.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Formvorrichtung in dem Blasformwerkzeug anbringbar ist und mit Bezug auf eine Mit tellinie und/oder Symmetrielinie der Grundgeometrie des Blasformwerkzeugs nach ausgebildet ist.

Das die Extruderdüse verlassende Halbzeug berührt die Wand dadurch nicht, eine Materialanhäufung im warmen, fließenden Halbzeug findet nicht statt. Damit werden ganzheitlich konstante Wandstärken am Halbzeug erreicht und kritische Toleranzen der Wandstärke bzw. kritische Verformungen der Halbzeugwand verhindert.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die Formvorrichtung mit Bezug rechtwinklig zur Mittellinie einen der Form der Extruderdüse nach ausgebildeten Profilquerschnitt aufweist. Das Halbzeug wird mittels der Formvorrichtung gleichmäßig geführt und vorgeformt. Durch die dem Profil entsprechende Formgebung wird das Halbzeug bei Gewährleistung gleicher Expansionswege in die Form des Blasformwerkzeugs aufgeweitet bzw. aufgeblasen.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Formvorrichtung mindestens einen Abstand zu einer Wand des Blasformwerkzeugs aufweist, der mindestens der doppelten Wandstärke des extrudierten Halbzeugs entspricht. Der das Halbzeug umströmende Luftstrom kühlt das Halbzeug dadurch gleichmäßig ab, das Halbzeug weist für die Weiterverarbeitung eine konstante Temperatur auf, welche den thermoplastischen Umformprozess begünstigt. Daneben werden beim Aufblasen dynamische Anteile des Blasdrucks über die Länge des Halbzeugs verteilt und damit eine symmetrische Aufweitung selbst bei einem hochdynamischen Prozess gewährleistet.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Formvorrichtung hohl ausgebildet ist und mindestens eine Blasöffnung am Umfang aufweist. Die Formvorrichtung leitet den Luftstrom hierdurch in das Halbzeug weiter und verteilt den Luftstrom innerhalb des Halbzeugs. Daneben ist die Formvorrichtung leicht formbar und weist ein geringes Gewicht auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass die Formvorrichtung teilbar oder zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Teil an der Extruderdüse und ein zweites Teil an der Blasvorrichtung angeordnet ist. Besonders beim Entformen von komplexen Werkstückgeometrien ist es vorteilhaft, dass das obere Teil im Bereich der Extruderdüse und das untere Teil im Bereich der Blasvorrichtung angeordnet ist und selbst bei kritischen bzw. komplexen Geometrien geteilt und dem Blasformwerkzeug entnommen werden kann.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass die Formvorrichtung mit Bezug zur Mittellinie mehrere Blasöffnungen aufweist und der Abstand entlang der Mittellinie in etwa konstant ist. Die Formvorrichtung dient damit der Führung des Halbzeugs und übernimmt gleichzeitig die Funktion eines Blasdorns mit geometrischer Ähnlichkeit zum Halbzeug.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Formvorrichtung eine Oberfläche und/oder eine Oberflächenbeschichtung aufweist, die mit Bezug zum Halbzeug einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat. Beim Umschließen der Formvorrichtung durch das Halbzeug wird damit ein konstanter Materialfluss während des Extrudiervorgangs gewährleistet und Materialanhäufungen bzw. Stauchungen durch Reibung an der Wand vermieden.

Vorteilhaft ist es ferner, dass die Formvorrichtung als Dorn ausgebildet ist und im Bereich ihrer der Extruderdüse zugewandten Seite eine Verjüngung und/oder eine Fase aufweist. Dadurch werden Stauchungen des Halbzeugs bei der Aufnahme durch die Formvorrichtung vermieden.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass das Halbzeug bei der Herstellung nach dem Austritt aus der Extruderdüse auf die Formvorrichtung aufgeschoben und mit Bezug auf eine Mittellinie und/oder Symmetrielinie der Grundgeometrie des Blasformwerk zeugs nach ausgebildet wird und das Halbzeug mittels der an die Blasvorrichtung angeschlossenen Formvorrichtung in die Form des Blasformwerkzeugs gebracht wird. Somit berührt das die Extruderdüse verlassende Halbzeug die Wand des Blasformwerkzeugs nicht und eine kritische Materialverschiebung am extrudierenden Halbzeug findet nicht statt. Es werden konstante Wandstärken am Halbzeug erreicht und kritische Toleranzen der Wandstärke bzw. kritische Verformungen der Halbzeugwand verhindert. Das Halbzeug kann grundsätzlich mit dünneren Wandstärken ausgelegt werden, da die Toleranzen bzw. Abweichungen beim Blasen deutlich kleiner ausfallen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Anordnung einer einteiligen Formvorrichtung in einer Blasformanlage;
2 eine Schnittdarstellung einer Anordnung einer zweiteiligen Formvorrichtung in einer Blasformanlage.
Gemäß 1 ist eine blasformtechnische Anlage 8 zumindest teilweise dargestellt, die eine Extruderdüse 4, ein Blasformwerkzeug 3, eine Formvorrichtung 1 und eine Blasvorrichtung 5 aufweist. Die Extruderdüse 4 weist ein Profilstück 4.2 auf, dessen Querschnitt dem Profilquerschnitt eines zu generierenden Halbzeugs 2 entspricht. Das Halbzeug 2 ist während bzw. bis unmittelbar nach dem Extrudieren unter der Extruderdüse 4 angeordnet und umschließt dabei zumindest teilweise die Formvorrichtung 1, die über der Blasvorrichtung 5 angeordnet ist. Das Halbzeug 2 ist als Hohlkörper ausgebildet, liegt mit seiner der Extruderdüse 4 gegenüberliegenden Stirnseite an der Blasvorrichtung 5 an und ist von dem Blasformwerkzeug 3 umschlossen. Das Blasformwerkzeug 3 weist dazu eine erste und zweite Wand 3.1, 3.1' auf, die lösbar miteinander verbunden sind. Das Halbzeug 2 und die Formvorrichtung 1 sind mit Abstand zur Wand 3.1, 3.1' angeordnet bzw. einer Mittellinie 7 des Blasformwerkzeugs 3 nach ausgerichtet. Die Wand 3.1, 3.1' weist mit Bezug zur Mittellinie 7 einen gleichmäßigen Abstand 6 zu der Formvorrichtung 1 bzw. dem Halbzeug 2 auf.
Die Formvorrichtung 1 ist als Hohlkörper ausgebildet und weist über den Umfang und über die Länge verteilt mehrere Blasöffnungen 1.6 auf. An der Formvorrichtung 1 ist ein nicht weiter dargestelltes Verbindungselement 1.3, 1.4 zum Anschluss an die Blasvorrichtung 5 vorgesehen. Das aus der Extruderdüse 4 austretende Halbzeug 2 wird in Extrudierrichtung 4.1 von der Formvorrichtung 1 aufgenommen und durch das Blasformwerkzeug 3 bzw. zwischen den Wänden des Blasformwerkzeugs 3 geführt, bis es die Blasvorrichtung 5 erreicht. Die Blasvorrichtung 5 leitet einen Luftstrom 5.1 in die Formvorrichtung 1 und das Halbzeug 2. Über die Blasöffnungen 1.6 in der Formvorrichtung 1 erreicht der Luftstrom 5.1 das Innere des Halbzeugs 2 und weitet das Halbzeug 2 auf die Form des Blasformwerkzeugs 3 auf.
Gemäß 2 weist das Blasformwerkzeug 3 eine mehrfach gekrümmte Grundform auf, die durch die Wand 3.1, 3.1' bzw. einer Mittellinie 7 nach gebildet ist. Die Formvorrichtung 1 ist dabei zweigeteilt und weist ein oberes Teil 1.1 und ein unteres Teil 1.2 auf. Senkrecht unter der Extruderdüse 4 ist das obere Teil 1.1 der Formvorrichtung 1 angeordnet. Das obere Teil 1.1 ist mittels des Verbindungselements 1.3 an der Extruderdüse 4 befestigt. Die Formvorrichtung 1 weist neben dem oberen Teil 1.1 das an eine Trennstelle 1.5 anschließende untere Teil 1.2 auf. Das untere Teil 1.2 ist mittels eines weiteren Verbindungselements 1.4 an der Blasvorrichtung 5 befestigt und über die Trennstelle 1.5 mit dem oberen Teil 1.1 verbunden bzw. an dieses angeschlossen. Das obere Teil 1.1 und das untere Teil 1.2 weisen über den Umfang und über die Länge verteilt Blasöffnungen 1.6 für den Luftstrom 5.1 auf. Der Luftstrom 5.1 wird von dem unteren Teil 1.2 über die Trennstelle 1.5 zu dem oberen Teil 1.1 geleitet. Das obere Teil 1.1 und das untere Teil 1.2 sind der Krümmung des Blasformwerkzeugs 3 nach ausgebildet und weisen einen gleichmäßigen Abstand 6 zu der jeweiligen Wand 3.1, 3.1' auf.
Das senkrecht unterhalb der Extruderdüse 4 angeordnete Halbzeug 2 wird in Extrudierrichtung 4.1 von dem mit der Extruderdüse 4 verbundenen oberen Teil 1.1 aufgenommen und in Richtung der Grundform des Blasformwerkzeugs 3 geführt. Das untere Teil 1.2 lenkt das Halbzeug 2 in eine der Grundform des Blasformwerkzeugs 3 entsprechende Richtung der Mittellinie 7 um, bis das Halbzeug 2 im unteren Bereich die Blasvorrichtung 5 erreicht. Nach dem Aufblasen des Halbzeugs 2 wird die Formvorrichtung 1 zwecks Entnahme des Werkstücks in das obere Teil 1.1 und das untere Teil 1.2 getrennt und entnommen.

Claims

Formvorrichtung (1) für eine blasformtechnische Anlage (8) zur Herstellung von Halbzeugen (2) aus Kunststoff, mit einer Extruderdüse (4), einer Blasvorrichtung (5) und einem Blasformwerkzeug (3); wobei der Extruderdüse (4) mit Bezug zu einer Extrudierrichtung (4.1) das Blasformwerkzeug (3) nachgeordnet ist und die Formvorrichtung (1) der Umformung der Halbzeuge (2) dient, dadurch gekennzeichnet , dass die Formvorrichtung (1) mindestens ein lösbares Verbindungselement (1.3, 1.4) zum Anschluss an die Blasvorrichtung (5) und/oder an die Extruderdüse (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) in dem Blasformwerkzeug (3) anbringbar ist und mit Bezug auf eine Mittellinie (7) und/oder Symmetrielinie der Grundgeometrie des Blasformwerkzeugs (3) nach ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) mit Bezug rechtwinklig zur Mittellinie (7) einen der Form der Extruderdüse (4) nach ausgebildeten Profilquerschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) mindestens einen Abstand (6) zu einer Wand (3.1) des Blasformwerkzeugs (3) aufweist, der mindestens der doppelten Wandstärke des extrudierten Halbzeugs (2) entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) hohl ausgebildet ist und mindestens eine Blasöffnung (1.6) am Umfang aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) teilbar oder zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Teil (1.1) an der Extruderdüse (4) und ein zweites Teil (1.2) an der Blasvorrichtung (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) mit Bezug zur Mittellinie (7) mehrere Blasöffnungen (1.6) aufweist und der Abstand (6) entlang der Mittellinie (7) in etwa konstant ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) eine Oberfläche und/oder eine Oberflächenbeschichtung aufweist, die mit Bezug zum Halbzeug (2) einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (1) als Dorn ausgebildet ist und im Bereich ihrer der Extruderdüse (4) zugewandten Seite eine Verjüngung und/oder eine Fase aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Halbzeug (2) nach dem Austritt aus der Extruderdüse (4) auf die Formvorrichtung (1) aufgeschoben und mit Bezug auf eine Mittellinie (7) und/oder Symmetrielinie der Grundgeometrie des Blasformwerkzeugs (3) nach ausgebildet wird, b) das Halbzeug (2) mittels der an die Blasvorrichtung (5) angeschlossenen Formvorrichtung (1) in die Form des Blasformwerkzeugs (3) gebracht wird.