DE1779306A1 - Vorrichtung zum Blasformen von Hohlkoerpern aus Vorformlingen - Google Patents

Description

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23.7.1968 Gl/Km

Anlage zur
Patent-

Anmeldung
e9 S-

K O B tt K T -B O Π C H GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstraße 4 Vorrichtung zum Blasformen von Hohlkörpern aus Vorformlingen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Blasformen von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen, aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Halterung zur Aufnahme eines Vorformlings während dessen Erwärmen mit Hilfe eines erhitzten Mediums.

Bei einer beispielsweise durch die britische Patentschrift 926 bekannten Vorrichtung dieser Art werden die Vorformlinge zum x lastifizieren auf laufend gedrehten Halterungen durch einen Ofen geführt und danach in einer Blasform mit Hilfe von blasluft in die endgültige Gestalt aufgebläht. Die Halterungen bestehen aus einer Jcheibe mit einem zentralen Durchlaß für die Blasluft und einem abstehenden Führungsdorn, auf den jeweils ein schlauchförmiger Vorform! ing aufgesteckt wird. Um bestimmte Bereiche der Vorformlinge

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auf verschiedene Temperaturen zu erwärmen, wird für die Vorrichtung vorgeschlagen, im Ofen Abdeckungen zu verwenden, die Teile der Vorformling von der Heißluft abschirmen sollen. Infolge der Zirkulation der Heißluft ist es bei dieser Vorrichtung schwierig, genau ge-Temperaturzonen am Vorformling zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung su schaffen, mit der Vorformlinge in verschiedenen Bereichen so erwärmt werden können, daß beim anschließenden Aufblähen in den einzelnen Bereichen der fertigen Hohlkörper die jeweils gewünschten Wanddicken erzielt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäb dadurch gelöst, daß wenigstens eine Düse für das erhitzte Medium innerhalb der ringförmigen Halterung gegen die Innenwandung des Vorformlings gerichtet ist und dnß die Halterung und die Düse relativ zueinander drehbar sind.

Das Erwärmen des Vorformlings von innen her hat den Vorteil, daß die Innenwand des Vorformlings sterilisiert wird, insbesondere wenn als wärmeübertragendes Medium Wasserdampf verwendet wird. Ein besonderer Sterilisiervorgang ist daher nicht mehr nötig, wenn der fertige Hohlkörper als Verpackungsbehälter für verderbliche Güter verwendet werden soll. An der Wand des Vorformlings kondensiertes Wasser wirkt außerdem reinigend. Der mit hoher Geschwindigkeit an der Innenwand des Vorformlings auftreffende Gasstrom bewirkt außerdem ein schnelles Erwärmen des Vorformlings, wodurch das Bilden von Monomeren des polymeren Kunststoffs und das Zersetzen der Moleküle weitgehend verhindert werden kann.

Ist die Düse innerhalb der Halterung bzw. des von ihr gefaßten Vorformlings in dessen Drehachse oder annähernd dazu verschiebbar eingerichtet und wird sie ungleichmäßig verschoben, oder werden der Halterung mehrere Düsen mit verschiedenem Durchlaßquerachnitt zugeordnet» ^,assen sich genau dosierte Wärmemengen auf die verschiedenen Bereicherter Vorformlings während des zeitlich begrenzten Erwärmungsvorganges übertragen.

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Wenn die Halterung den Öffnungsrand und gegebenenfalls einen daran anschließenden Flansch des Vorformlings formschlüssig faßt und sie eine große freie Oberfläche zur Wärmeabgabe hat, bleibt dieser '-teil des ^vorforr:lings fest, was insbesondere wichtig ist, wenn dieser leil seine zur Aufnahme eines Verschlußteils gestaltete Form beibehalten soll.

besonders? differenzierte 'u'Hrmeabstufung am Vorformling kann außerdem erreicht werden, wenn eine Düee während des ürwärmena des i-vich drehenden Vorformlings Kühlluft gegen einen bestimmten Bereich der Außenwand des Vorformlings bläst.

Ein Au^fUhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht iir Längsschnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

l'.iit diesem Ausführungsbeispiel lassen sich Flaschen 10 aus einen im Spritzgußverfahren hergestellten Vorformling 11 aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyäthylen h rstellen. Der Vorformling 11 hat eine einem fingerhut ähnliche Gestalt mit einem konischen Mantel 12, einem -boden 13 und einer, am Cffnunrsrand radial nach außen abstehenden Flansch 14. Die Vorforr.-linge 11 werden auf einer Heizeinrichtung 15 mit Hilfe von »«ar.r.ericinmpf plastifiziert und nach ihrem Überführen in eine -torrreinricLtunr Ik i* durch Strecken und Aufblähen zu Flaschen-"geformt, wobei der -flnnsch nicht verformt wird.

-jfPie heizeinrichtung 15 hat zur Aufnahme jeweils eines zu erwärmenden Vorformling^ 11 eine Hohlwelle 20, die in einer ortsfesten Platte 21 senkrecht befestigten Lagerbüchse 22 drehbar gelagert ist, und einen auf dem oberen Teil der Hohlwelle 20 zwischen zv.ei endete] 1 un/ren axial verschiebbaren Hing 23. 2as obere i^nde der Hohlwelle 20, ~ eren Auiiendurohttesiser im hereich des ^in<.:eü Γ3 etv.a gleicr. der: Außendurcr,-n.esi-cr des Vorform!ingj; 11 nahe am Flansch 14 ist, hat r.uir. Aufsetzen jeweili· einen Vorforr lings 11 eine Abstufung ?£, deren Lön^-e der Dicke U-^ /!ansehen 14 und deren Durch"c.iotr der Zffnun₍-?wcite des

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Vorformlings 11 entspricht. Der obere Teil des Ringes 23 ist zur Innenseite hin ebenfalls abgestuft, und zwar von der oberen Stirnseite ausgehend sich konisch nach innen verjüngend und daran anschließend zylindrisch, wobei der Durchmesser der zylindrischen , ringförmigen Aussparung 25 dem Außendurchmesser des Flansches 14 und ihre Länge der Dicke des Flansches 14 des Vorformlings 11 entspricht.

In der oberen Stellung des Ringes 23 liegen die Schultern der Aussparung 25 und der Abstufung 24 in einer gemeinsamen Ebene, so daß der flansch 14 des Vorformlings 11 auf drei Seiten formschlüssig ge-Pl halten wird. Von oben her wird der Plansch 14 von vier am Umfang gleichmäßig verteilten, nach außen federnden Haken 26 gesichert, die an der Hohlwelle 20 befestigt sind und durch achsparallele Aussparungen 27 im Ring 23 greifen. In der unteren Stellung des Ringes 23 sind die federnden Haken 26 vom Flansch 14 weggeschwenkt. Die beiden Endstellungen des Ringes 23 werden durch eine federbelastete Kugel 27 im Ring 23 und zwei Rasten 28,29 in der Hohlwelle 20 bestimmt. Am unteren Ende der Hohlwelle 20 sitzt ein Zahnrad 30, das mit einem Antriebsrad 31 in Eingriff steht.

Durch die Hohlwelle 20 ragt mit Spiel ein ortsfester Hohldorn 35, der in einen Anschlußstutzen 36 eingesetzt ist. Den Anschlußstutzen 3b, welcher in einen an der Platte 21 befestigten winkelförmigen " Tragarm 37 eingeschraubt ist, verbindet eine Leitung 38 über ein nicht dargestelltes Ventil mit einem Wasserdampferzeuger. Der obere, die Hohlwelle 20 überragende Teil des Hohldorns 35 hat übereinander in gleichen Abständen mehrere Schlitze 39, die schräg iiur Achse des Hohldorns 35 verlaufen. Die Schlitze 39 haben jeweils rtie gleiche Weite; ihre Länge nimmt zum oberen Ende des Hohldorns 35 hin ab. Je nach Wärmebedarf für die entsprechende Zone des Vorformlings 11 können die Schlitze 39 auch in ungleichmäßigen Abständen angeordnet sein und auch andere Abmessungen haben. Vorzugsweise ist die Schrägstellung und Anordnung der Schlitze 39 so getroffen, daß keine kalten Zwischenzonen verbleiben. Ein den Hohldorn 35 durchsetzender Stift 40 drosselt die Strömung des Dampfes für den dahinterliegenden Teil des Hohldorns und wirkt ebenfalls wie die verschiedenen Durch-

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laßquerschriitte der Schlitze 39 zur Wärmedosierung für die entsprechende Zone des Vorformlings 11. Das obere Ende des rohrförmigen Hohldorns 35 ist durch einen Stopfen 41 verschlossen.

Eine Düse 42 ist gleichachsig zum Hohldorn 35 von außen gegen die Mitte des Bodens 13 des Vorformlings 11 gerichtet. Diese Düse ist Über eine Leitung 43 und ein nicht dargestelltes Ventil mit einer Kühlluftquelle verbunden. Eine weitere Düse 44, die ebenfalls über eine Leitung 45 und ein Ventil mit einer Kühlluftquelle verbunden ist, ist von unten her gegen die Unterseite des Ringes 23 gerichtet.

Die Formeinrichtung 16 ist achsparallel neben der heizeinrichtung 15 angeordnet. Sie besteht aus einer teilbaren Hohlform 50, einem Blaskopf 51 und einem in diesem geführten Streckstempel 52. Die Hohlform 50, deren Innenraum die Gestalt der Außenform der gewünschten Flasche 10 hat, weist mittig in ihrem Kopf eine Öffnung 53 auf, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Vorformlings 11 nahe dem Plansch 14 ist. Gleichachsig oberhalb der Hohlform 50 ist der Blaskopf 51 und der Streckstempel 52 heb- und senkbar. In den Blaskopf 51 mündet eine Leitung 54, durch die die zum Aufblasen einer Flasche 10 aus einem Vorformling 11 nötige Druckluft zugeführt wird.

Zwischen der Heizeinrichtung 15 und der Formeinrichtung 16 ist eine Übergabeeinrichtung 55 angeordnet. Sie besteht aus einem hin- und herverschiebbaren sowie schwenkbaren Arm 56 mit einem Gabelkopf Der Arm 56 ist in einem Schlitten 58 schwenkbar gelagert, der in einem Lagerbock 59 hin- und herverschiebbar ist.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn der Ring 23 in die untere Stellung geschoben ist, in der die Ku_erel 27 in die Raste 29 eingreift, klappen die federnden Haken 26 auseinander, so daß ein Vorformling 11 mit seiner Öffnung auf die Abstufung 24 der Hohlwelle 20 aufgesteckt werden kann. Darauf wird der Ring 23 nach oben geschoben, bis die -Kastenkugel 27 in die Raste 28 eingreift und der Ring 23 im Bereich seiner Aussparung 35 in engem Kontakt mit dem Flansch 14 ist. Beim Hochschieben des Ringes

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23 drückt der radial äußere Teil der Begrenzungsfläche der Aussparungen 21 die Haken radial nach innen, so daß deren Ende auf den -flansch 14 übergreift.

Anschließend wird die Hohlwelle 20 gleichförmig gedreht und in den Hohldorn 35 Wasserdampf, vorzugsweise überhitzter Wasserdampf, geleitet. Dieser tritt durch die Schlitze 39 Quer zur Achse des Hohldorns 35 hindurch und strömt gegen die Innenwandting des Mantels 12 des Vorformlings 11. Infolge der verschiedenen Querschnitte der Schlitze 39 gelangt mehr oder weniger Dampf bzw. v.äxve an die verfe schiedenen Zonen des Vorformlings 11, so daß dieser innerhalb einer bestimmten Zeit in den entsprechenden Zonen verschieden erwärmt wird. Der abgekühlte Dampf kann durch äen ^ingspalt zwischen dem Hohldorn 35 und der Hohlwelle 20 entweichen. An der Innenwand des Vorformlings 11 kondensiertes Wasser kann nach unten ablaufen und reinigt dabei die Innenwand.Der Dampf selber wirkt auf die Innenwand sterilisierend. Nach dem Erwärmen des Vorformlings 11 mit 'Wasserdampf wird mit Heißluft, die anschließend durch den Hohldorn 35 und dessen Schlitze 39 zugeleitet wird, nachgespült und die Innenwand getrocknet.

Dadurch, daß der flansch 14 in engem Kontakt mit der Hohlwelle 20 und dem Ring 23 ist, der durch aus der Düse 44 ausströmende Kühlluft W gekühlt wird, erwärmt sich der -Plansch 14 nur unwesentlich.

Gleichzeitig mit dem Einleiten des -^rwärmungsvorgange8 eines Vorformlings strömt durch die Düse 42 Kühlluft gegen die Mitte des Bodens 13 dt.s Vorformlings. Dadurch wird auch dieser Seil des Vorformlings 11 nicht plastifiziert.

Nach einer bestimmten Zeit wird die Zufuhr -von Wasserdampf bzw. Heißluft in den Vorformling 11 und von Kühlluft zu der Düse 42 abgestellt sowie die Drehbewegung des Hohldorns 20 gestoppt, Der Ring 23 wfra nach unten geschoben. Der Arm 56 schwenkt gegen den Vorformling 11 und wird in waagrechter Richtung gegen dien Flansch verschoben, so daß sein Gabelkopf 57 den von der Hohlwelle 20 ab-

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stehenden Flanschteil des Vorformlings 11 ergreift. Danach schwenkt der Arm 56 zurück gegen die öffnung 53 der Hohlform 50, wobei der schlitten 58 gleichzeitig gegen die Hohlform 50 verschoben wird, und bringt so den erwärmten Vorformling 11 in die Hohlform 50. Der Schlitten 57 wird danach von der Hohlform 50 weggezogen, so daß der Gabelkopf 57 den flansch 14 freigibt.

Gegen den auf der Oberseite der Hohlform 50 aufliegenden Flansch 14 des Vorformlings 11 senkt sich der -"laskopf 51. Unter gleichzeitigem Einleiten von Blasluft durch den Blaskopf 51 in den Vorformling 11 bewegt sich der Streckstempel 52 nach unten. Dabei wird der Vorformling 11 in die Lan,-e gezogen und durch die Blasluft fegen die Innenwand der Hohlform zu einer Flasche 10 aufgebläht. Wach lirkalten und Verfestigen der Flasche 1U wird die Hohlform t und die Flasche 10 entnommen.

Zu der Ausbildung der Heizeinrichtung 15» insbesondere zur Anordnung des Hohldorns 35, wird ergänzend bemerkt, daß dieser auch parallel zur Innenwandung des Vorformlings verlaufend angeordnet sein kann. Außerdem it;t es denkbar, den Hohldorn nur mit einer oder zwei Düsen auszurüsten und ihn entlang der wandung des Vorformlings zu verschieben, wobei die Verschiebegeschwindigkeit je nach Wärmebedarf der einzelnen Zonen geändert wird.

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Claims (1)

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   Ansprüche

   J Vorrichtung zum Blasformen von Hohlkörpern, insbesondere Flaschen, aus thermoplastischem Kunststoff mit einer Halterung zur Aufnahme eines Vorformlings während dessen Erwärmen mit Hilfe eines erhitzten Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Düse (39) für das erhitzte Medium innerhalb der ringförmigen Halterung (20,23) gegen die Innenwandung des Vorformlinge (11) gerichtet ist und daß die Halterung (20,23) und die Düse (39) relativ zueinander drehbar sind.

   2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (39) an einem Hohldorn (35) angeordnet ist, dessen Achse gleichachsig zu der Achse der Halterung (20,23) ist, und daß die Halterung (20,23) mit Spiel um den Hohldorn (35) drehbar ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (39) quer zur Achse des Hohldorns mündet.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß mehrere Düsen 139) an einem Hohldorn (35) quer zu dessen liHngsachse mündend angeordnet sind.

   !>. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen als Schlitze (39) im Hohldorn (3b) geformt sind.

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   6. Vorrichtung nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (39) schräg zur Achse des Hohldorns (35) verlaufen.

   7« Vorrichtung nach Anspruchs* dadurch gekennzeichnet» daß die Schlitze (39) gleiche Breite, jedoch verschiedene L^'nge haben.

   8» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt des Hohldorns (53) zwischen verschiedenen Schlitzen (39) durch einen Querstift (40) verengt ™ ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohldorn (35) innerhalb der Halterung (20,23) längsverschiebbar ist.

   to. Vorrichtung noch Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohldorn (35) in der Drehachse der Halterung (20,23) IHngsverschieb bar ist. ä

   11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (20,23) gekühlt ist und den Vorformling (IT) an dessen Öffnungsrand formschlüssig

   umgibt.

   1:?.. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An.s{-rviche 1 bis 11, dadurch ,ickennzi lohnet, dal.; eine Diit;e (42) für· Kühlluft gleiohachiu;·; Y.xxv hai tennis (20,'''^)" gegen den Vorform! inr (M) gerichtet ϊι·-\.. /,{

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