DE1479550A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen geblasener Kunststoff-Gegenstaende - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen geblasener Kunstoff-Gegenstände Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen geblasener Kunststoff-Gegenstände ungleichformigen Querschnitts durch Strangpressen eines Rohres aus plastiziertem Material, Ausbilden eines den Hals des Gegenstandes ergebenden Abschnittes und nachfolgendes Blasen des Rohres in seine endgültige Gestalt in einer geschlossenen Blasform, deren Höhlung die Gestalt des fertigen Gegenstandes aufweist.
• Nach einem solchen bekannten Verfahren wird ein Rohr von vorgegebener Länge aus der Düse ausgepresst. Das vordere Ende des Rohres wird dann über ein Zufuhrrohr für gasförmiges Medium geschoben. Danach werden zwei Formbacken geschlossen, die aus dem vorderen Ende des Rohres einen Gewindehals bilden. Da das Rohrende auf der Gaszufuhrleitung sitzt, kann das Material nicht ausweichen. Dann wird das gasförmige Medium in das Rohr eingeblasen, während die Blasformbacken geschlossen werden. Dabei berühren die Blasformbacken das aufgeblasene Rohr zuerst an dessen grösstem Querschnitt. Das Material wird hier abgeschreckt. Beim weiteren Schliessen der Blasform werden die an beiden Seiten an den schon verfestigten Bereich angrenzenden Abschnitte des aufgeblasenen Rohres entsprechend der Höhlung der Blasform verformt und verfestigt. Beim endgültigen Schliessen der Form wird das Rohr von der Düse abgetrennt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren, dass die Wandstärke des geblasenen Körpers unterschiedlich gross ist, nämlich so, dass die Wandstärke in dem grössten Querschnitt des aufgeblasenen Rohres am grössten und in dem Querschnitt, an dem die Blasformbacken zuletzt mit dem Material in Berührung treten am kleinsten ist. Bevor die Blasformbacken mit dem aufgeblasenen Rohr in Boruhrung treten, hat dieses eine konstante Wandstärke.
• Da aber die einzelnen Zonen des aufgeblasenen Rohres zeitlich nacheinander mit den Blasformbacken in Berührung kommen und vorher jeweils noch verformt werden müssen, um eine der HöRung der Blasformbacken entsprechende Form anzunehmen, geht dies auf Kosten der Verringerung der Wandstärke. Ein weiterer Nachteil besteht bei dem bekannten Verfahren darin, dass der Hals mindestens bei kleinen Wandstärken des Rohres nicht mit genügender Genauigkeit hergestellt werden kann. Soll beispielsweise der Hals ein Aussengewinde erhalten, so wird dieses nach dem bekannten Verfahren zwischen zwei Formbacken aufgedrückt. Dazu ist jedoch eine erhebliche Wandstärke des Halses notwendig. Unabhängig davon wird die Wandstärke des Halses jedoch bei diesem Vorgang verringert, da das Material für das Aussengewinde der Wandstärke entzogen wird. Das bekannte Verfahren ist somit nicht für die Herstellung von Behältern mit konstanter Wandstärke sowohl des aufgeblasenen Teils wie auch des Halses geeignet. Das gleiche gilt fiir Behalter mit sehr geringen Wandstärken. Schliesslich wird die estigkeit bei dem nach dem bekannten Verfahren hergestellten Behälter durch die geringste Wandstärke bestimmt. Diese tritt unmittelbar benachbart dem Hals auf, also an einem Querschnitt, der von Haus aus sehr gefahrdet ist. An den Zonen, wo der Behälter einen grösseren Querschnitt besitzt, ist die Wandstärke grosser, was einen Materialverlust darstellt.
• Mit der vorliegenden Erfindung werden die dem bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermieden. Das Verfahren gemdss der Erfindung geht von dem eingangs genannten Verfahren aus und be--steht im wesentlichen darin, dass der Hals unmittelbar benachbart der Spritzdüse spritzgegossen wird, dass der Hals unter weiterem Auspressen des Rohres von der Düse wegbewegt wird und dass in das Rohr vor dessen Sinschluss in die Blasform geregelte Mengen eines gasförmigen Mediums bei einem unterhalb des Blasdruckes liegenden Druck eingeleitet werden, um das nicht-begrenzte Rohr mindestens stellenweise radial zu einer Gestalt auszudehnen, die im wesentlichen der Gestalt des fertigen Gegenstandes entspricht, jedoch nur soweit, dass das ausgedehnte Rohr in die Höhlung der Blasform hineinpasst, ohne deren Innanwandung beim Schliessen der Form zu beruhren. Gemäss der Erfindung wird also mindestens ein Teil des Gegenstandes spritzgegossen, während der Rest formgeblasen wird. Durch das Spritzgiessen wird erreicht, dass der Hals eine grosse Formgenauigkeit erhält, Das erfindungsgemasse zweistufige Aufblasen des nicht-begrenzten Rohres bringt den Vorteil mit sich, dass die Blasform geschlossen werden kann, ohne dass das leicht aufgeblasene Rohr an irgendeiner Stelle abgeschreckt wird. Beim nachfolgenden eigentlichen Blasvorgang beim normalen Blasdruck gelangen alle Zonen des aufgeblasenen Rohres im wesentlichen gleichzeitig mit den Wandungen der Blasform in Beru. hrung, wodurch sich eine sehr gleichmässige Wandstärke des Gegenstandes auch bei stark ungleichförmigen Querschnitten erreichen lässt.
• Als bevorzugtes Material wird ein thermoplastischer Kunststoff, wie beispielsweise Polyäthylen verwendet.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
• Es zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die geschlossenen Backen der Blasform mit angrenzender Spritzform mit in den Formen befindlichen Rohling, Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 2 und Fig. 4 einen noch in der Spritzgussform steckenden fertigen Rohling.
• Das thermoplastische Material wird dem Fördertrichter 2o zugeführt, der an seinem unteren Ende mit einer zylindrischen Kammer 21, einer sogenannten Plastizierkammer, in Verbindung steht.
• Das Material wird mittels einer Schnecke 22 gefördert. Die Windungen der Schnecke 22 bewirken eine Kompression des Materials Mittels einer nicht gezeigten Heizung wird dem Material W§rme zugefuhrt. Durch Druck und Wärme wird das Material etwa in dem mit 24 bezeichneten Querschnitt der Kammer 21 verflüssigt. Durch die Leitung 25, 26, 27 und 28 wird das flüssige Material dann einer rohrförmigen Strangpresskammer 29 in einem etwa zylindrischen Dusenblock 3o und einem inneren Kern 31 zugefuhrt. Der obere Abschnitt 33 des Düsenblockes 3o und der obere Abschnitt 32 des Kernes 31 sind in Forderrichtung des Materials verjiingt, so dass sich auch die Strangpresskammer 29 in diesem Bereich verjüngt und in einem schmalen Düsenring 35 mündet.
• Im Abstand von der Ddse 35 des Düsenblocks 3o ist eine Spritzgussform 36 mit Mittelkern 37 gezeigt, die beide an einer Betätigungsstange 38 eines druckmittelbetätigten Motors 39 befestigt sind. Mittels des Motors 39 kann die Spritzgussform 36 axial von einer Spritzstellung, in der die form unmittelbar benachbart der Düse 35 liegt, in eine Endstellung bewegt werden, in der die Form nahe am Motor 39 selbst liegt.
• Mit dem Leitungsabschnitt 27 wirkt ein von einem Druckmittel betätigten Motor 4o über eine Stange 41 betätigter Schieber 42 zusammen, der den Leitungsabschnitt 26 vom Leitungsabschnitt 28 absperren kann. Im Schieber 42 ist ein Einspritzkolben 43 an einem Betätigungsstössel 44 angeordnet. Durch diese Konstruktion wird ein Leergang geschaffen, wodurch bei Betätigen des Motors 4o zuerst der Schieber 42 die Leitung 26 schliesst, wonach der Einspritzkolben 43 betätigt wird, um flüssiges Material zu fördern.
• An die Eammer 21 ist eine Umgehungsleitung 50, 51 und 52 angeschlossen, die durch einen Kolbenschieber 55 mittels eines druckmittelbetätigten Motors 56 geschlossen werden kann. Dieser Kolben 55 ist gleichzeitig als Strangpresskolben ausgebildet. Vor Beginn des Auspressens von Material aus der D-Use 35 ist die Leitung 26 durch den Schieber 42 geschlossen. Die Schnecke 22 ist in Betrieb und fördert Material, das den Kolben 55 nach hinten drückt, so dass dauernd Material aus der Kammer 21 in die Umgehungsleitung 50, 51 und 52 und wieder zurück in die Kammer 21 gefördert wird. Da die Schnecke somit genügend Material erhält, wird aus dem Trichter 2o kein neues Material mehr aufgenommen.
• Vor Beginn der Materialabgabe aus der Düse 35 befindet sich die Spritzgussform 36 unmittelbar an der Mündung 35. Durch Betätigung des Motors 4o wird der Spritzkolben 43 herabgedrückt, wodurch Material aus der Düse 35 in die Spritzform 36 eingespritzt wird.
• Der Schieber 42 bleibt während dieses ganzen Vorganges geschlossen und die Spritzgussform 36 in unmittelbarer Nachbarschaft der Dusse 35. Nachdeisich das Material an den Wänden der Spritzgussform 36 und des Kerns 37 mindestens teilweise verfestigt hat, wird der Schieber 42 mit dem Kolben 43 durch Wirkung des Motors 4o zurückgezogen, wodurch die Verbindung der Plastizierkammer 21 mit der Düse 35 hergestellt wird. Dann wird der Strangpresskolben 55 betätigt, um flüssiges Material aus der Düse 35 auszupressen.
• Gleichzeitig wird die Spritzform 36 durch Wirkung des Motors 39 von der Divise 35 wegbewegt. Auf diese Weise wird ein mit dem in der Spritzgussform 36 befindlichen Spritzgussteil zusammenhkngendes Rohr stranggepresst. In einer vorgegebenen Stellung wird die Bewegung der Spritzgussform 36 angehalten. Dann wird die Leitung 26 durch den Schieber 42 geschlossen und durch Druckerhöhung in der mit dem Auslass 25 der Plastizierkammer 21 in Verbindung stehenden Leitung 5o der Kolben 55 zurückgeschoben und die Umgehungsleitung 50, 51 und 52 geöffnet, so dass wieder eine dauernde Umwälzung wegen des ununterbrochenen Antriebes der Schnecke 22 stattfinden kann.
• Wenn sich die Spritzgussform 36 in dihrer am weitesten von der Düse 35 entfernten Endstellung befindet, ist eine genügende Lange des stranggepressten Rohres 6o freigelegt, so dass zwei Blasformbacken 61 mittels Druckmittelzylindern 64 über Betätigungsstangen 62 das freigelegte Rohr 6o einschliessen können, wobei das hintere Ende des Rohres benachbart der Düse 35 abgequetscht wird. Über eine Druckleitung 63, welche sich axial durch den Kern 37 in der Spritzgussform 36 hindurcherstreckt, wird ein unter Druck stehendes Medium in das Rohr 6o gepresst, um es bis zur Anlage an den Innenwandungen der Blasform aufzublasen. Nachdem der Gegenstand mindestens teilweise verfestigt ist, werden die Backen 61 geöffnet, so dass der Gegenstand herausgenommen werden kann.
• An der Spritzgussform 36 ist ein Bügel 7o befestigt. An diesem sitzt ein Betätigungsnocken 71, wacher mit einem Arm 72 eines Endschalters 75 zusammenwirkt. Der Endschalter 75 steuert einen Magneten 73 eines Ventils 74, das in einer Leitung 76 angeordnet ist, welche an eine Drucknittelzufuhrleitung 77 angeschlossen ist. Die Zufuhrleitung 77 steht über ein Steuerventil 79 mit einer Abflussleitung 78 in Verbindung, die normalerweise zur Atmosphäre hin offen ist. Zwischen Ventil 74 und der Zufuhrleitung 77 ist ein Drosselventil 80 eingesetzt. Dadurch wird der Druck in der Zufuhrleitung 77 zur Einführung in eine Zufuhrleitung 82 über Leitung 76 und Rückschlagventil 81 herabgesetzt. Die Zufuhrleitung 82 steht mit dem Kanal 63 im Kern 37 der Spritzgussform 36 in Verbindung. Die Zufuhrleitung 82 steht auch über ein weiteres Ventil 83, das durch einen Magneten 84 über eine Zeiteinstellvorrichtung 85 betätigt wird, mit der Eingangsleitung 77 in Verbindung. Das Ventil 79 ist normalerweise offen und kann durch Betätigung entweder des Magneten 86, der bei Erregung der Wicklung 73 durch den Endschalter 75 wirksam wird oder durch einen zweiten Magneten 87 geschlossen werden, der zusammen mit dem Magneten 84 von der Zeiteinstellvorrichtung 85 erregt wird.
• Nachdem der Hals des Gegenstandes gespritz und mindestens teilweise in der Spritzform verfestigt ist und nachdem weiterhin mindestens ein Teil des den späteren Hauptteil des Gegenstandes bildenden Rohres stranggepresst worden ist, beginnt der zweite Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens, nämlich dem Rohr sowohl im Radialschnitt als auch im Querschnitt eine möglichst stark an die spätere Endform des Gegenstandes angenäherte Form zu geben, ohne dass jedoch beim nachfolgenden Schliessen der Blasformbacken eine Berührung der Backen mit dem so vorgeformten Gegenstand stattfindet.
• Der in den Figuren 2-4 gezeigte Gegenstand weist eine Form auf, bei der sich sowohl der Langsunriss ändert als auch der Querschnitt vom Kreisquerschnitt abweicht. Und zwar soll bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Gegenstand im Bereich seines Halses den grössten Querschnitt aufweisen, welcher in Richtung des anderen Endes langsam abnimmt. Der Querschnitt selbst soll oval sein.
• Wenn das Material aus der Ddse 35 nach Verfestigung des in der Spritzgussform 36 befindlichen Abschnittes ausgepresst wird, ist es noch durch und durch pastisch. Sowie es jedoch der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt wird, tritt eine Abschreckung der dusseren Schicht auf, wodurch eine Haut gebildet wird. Diese Haut behindert das nachfolgende Blauen des Rohres bei verhältnismässig hohen Drucken in der Grossenordnung von etwa 7 at praktisch nicht, bei wesentlich niedrigeren Drucken von etwa o, o7 bis o, 7 at wird jedoch die wirksame Plastizität wesentlich herabgesetzt.
• Während des Beginns des Stangpressens des Rohres 6o wird der Schalterarm 72 von dem Nocken 71 betätigt. Dies hat zur Folge, dass die Leitungen 76 und 82 durch das Ventil 74 verbunden werden und die Leitung 78 abgeschlossen wird. Somit wird beim Beginn des Vorblasens des Rohres 6o Luft unter verhältnismässig niedrgem Druck durch die Leitung 82 durch den Kanal 63 in das Rohr 60 eingefuhrt, und es wird ein birnenförmiger Abschnitt 6oa gebildet (Figur 2). Nach etwa einem Drittel bis zur Hälfte der Bewegungsbahn der Spritzform 36 gleitet der Schalterarm 72 von dem Nocken 71 herab, wodurch der Blasvorgang abgebrochen wird.
• Ferner verursacht eine Erregung der Magnete 73 und 76 eine Entluftung der Leitung 82 und is Inneren des Rohres 60. Beim weiteren Strangpressen wird dann ein nicht aufgeblasenes Rohrstück 6ob aus der DUse 35 herausgedrückt, das sich an den birnenförmigen Teil 6oa anschliesst. Der durch die Leitung 82 in das Rohr eingeführte Druck war gerade so gross, dass der maximale Durchmesser des durch Aufweitung entstandenen Rohrabschnittes 6oa etwas geringer ist als der maximale Innendurchmesser des Blasformhohlraumes, der durch die Innenwandungen 9o der Blasformhälften 61 gegeben ist. Bei nachfolgender Betätigung des Motors 64 werden die Blasformbacken 61 geschlossen und das Rohr an seinem hinteren Ende abgequetscht. Durch das Aufblasen ist erreicht worden, dass die Wandstärke des aufgeweiteten Abschnittes 6oa der Wandstärke des fertigen Gegenstandes 91 sehr viel näher kommt als die Wandstärke des unteren abgesetzten Abschnittes 6ob.
• Der Durchmesser des aufgeweiteten Abschnittes 6oa im grössten Querschnitt (Figur 3) ist fast so gross wie die kleine Achse 94 des ovalen Hohlraumes der Blasform. Durch das Aufblasen ist der Unterschied zwischen dem grossen Durchmesser 93 des Ovals und dem Durchmesser des aufgeweiteten Abschnittes 6oa beträchtlich vermindert worden.
• Soll ein Rohling mit umgekehrter Form, d. h. mit langsam bis zum grössten Querschnitt unmittelbar benachbart dem dem Hals entgegengesetzten Boden des Behälters ansteigender Form erzeugt werden, so darf der Nocken den Betätigungsarm 72 des Endschalters 75 erst berühren, nachdem das Strangpressen des Rohres 6o im wesentlichen beendet ist. Falls die Endform des Gegenstandes zur mittleren Querebene symmetrisch ist, wird mit dem Aufweiten erst begonnen, wenn das Strangpressen beendet ist und die Spritzgussform sich in ihrer Endstellung befindet. Der aufzuwendende Druck ist dann etwas höher. Selbstverständlich können auch mehrere aufeinanderfolgende Aufweitungsabschnitte erzielt werden. Dies erfordert lediglich die Anordnung zusätzlicher Nocken 71.

Claims (6)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zur Herstellung geblasener Kunststoffgegenstände ungiichförmigen Querschnittes durch Bilden eines Rohrstranges aus plastifiziertem Material, welcher vor dem Binschluss in eine Blasform mit einem unter dem Blasdruck liegenden Druck bis zu einer vorbestimmten Grosse, die kleiner als die Fertiggestalt des Gegenstandes ist, aufgeweitet, dann der so gebildete vorgeformte Körper in die Blasform eingeschlossen und unter Zuführung des Blasdruckes in seine Fertiggestalt aufgeweitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Strangpressen des Rohrstranges in an sich bekannter Weise ein Halsabschnitt durch Einspritzen einer bestimmten Menge plastifizierten Materials in eine sich dichtend auf die Strangpressdüse setzende Spritzgussform gebildet und dann nach ausreichender Verfestigung unter Bildung des Rohrstranges von der Strangpressdüse fortbewegt wird, worauf dann der zwischen der Strangpressdüse und der Spritzgussform gehaltene Rohrstrang zu dem vorgeformten Körper aufgeweitet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Vorrat des plastizierten Materials eine abgemessene Menge in die Spritzform zur Bildung des Halses eingespritzt wird, und dass die Verbindung vom ausgespritzten Material zum Vorrat solange unterbrochen wird, bis sich das in der Spritzgussform befindliche Material mindestens teilweise verfestigt hat.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium durch den Halsabschnitt in das stranggepresste Rohr eingeleitet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzform mit dem Hals des Rohres von der Düse wegbewegt wird, und dass das gasförmige Medium in den Hals eingeführt wird, wäWhrend sich die Spritzform in der Endstellung, in wicher zwischen ihr und der Divise Raum für die Blasformbacken vorhanden ist oder in mindestens einer Zwischenstellung befindet.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Veährens nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussform (36) auf einer axial mit der Achse zur Düse (35) ausgerichteten geradlinigen Bahn zwischen einer unmittelbar der DUæe (35) benachbarten Stellung und einer Endstellung, in welcher sie von der Düse einen solchen Abstand aufweist, dass die Blasformbacken (61) das stranggeprcsste Rohr (60) umschliessen kUnnen, bewegbar ist, dass die Spritzform (36) mit dem Vorrat des gasförmigen Mediums über eine flexible Leitung (82) s in Verbindung steht und dass die Blasluftzufuhr mittels einer Steuereinrichtung (71,72) in Abhangigkeit von der Stellung der Spritzform (36) und mengenmassig steuerbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzform (36) mittels eines druckmittelbetätigten Motors (39) bewegbar ist.