DE2143262A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von doppelwandigen hohlkoerpern aus thermoplasten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von doppelwandigen Hohlkörpern aus Thermoplasten.
• Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von doppelwandigen Hohlkörpern aus Thermoplasten, bei dem im Spritzgußverfahren ein Vorformling hergestellt und dieser anschließend durch Blasen mittels Preß luft oder anderen Gasen verformt wird.
• PUr die Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff beispielsweise Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polyamid, Polytrichloräthylen und deren Mischpolymerisate, kennt man verschiedene Verfahren.
• Das bekannte Spritzgießblasformen ist ein zweistufiger Prozeß, bei dem zunächst ein aufblasbarer Vorformling in einem aus Gesenk und Kern bestehenden Spritzgießwerkzeug hergestellt wird, der dann in einem nachgeschalteten Blaswerkzeug durch Blasen verformt und abgekühlt wird. Hierbei wird der Vorformling auf dem Kern des Spritzwerkzeuges in das Blaswerkzeug gebracht und in diesem mit einem Gas aufgeblasen, das durch den Kern und ein an dessen Stirnseite sich öffnende-s Ventil strömt. Der Kern des Spritzgießwerkzeuges Ubernimmt dabei die Aufgaben des Blasdornes des Blaswerkeeuges.
• In neuerer Zeit werden zunehmend doppelwandige Hohlkörper für die Verpackung von Produkten verwendet, wobei ein äußerer größerer Körper mit einem kleineren Innenbehälter versehen ist, mit dem Ziel, durch die äußere Formgebung die Kauflust zu steigern und dem Käufer den Eindruck höherer Fiillgutmengen zu vermitteln.
• Derartige Doppelwandbehälter sind bisher aus zwei gespritzten Einzelkörpern, welche zusammengesteckt oder unter Verwendung von Elebstoffen miteinander verbunden werden, hergestellt worden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln nach denen derartige doppelwandige Hohlkörper aus einem Stück hergestellt werden können. Nach dem erfindungsgemäßen Spritzblasverfahren ist vorgesehen, daß der Vorformling in einem mehrfach geteilten Werkzeugnest mit zwei einander gegenüberliegenden und in entgegengesetzten Richtungen ausfahrbaren heizbaren Werkzeugkernen vorzugsweise durch zentrales Einspritzen der thermoplastischen Schmelze durch einen Werkzeugkern hergestellt wird und nach dem Abfahren der seitlichen Spritzwerkzeugteile und eines Werkzeugkernes auf dem zweiten Werkzeugkern verbleibt, der anschließend von dem mehrteilig ausgebildeten Blaswerkzeug umschlossen wird, wobei der nach dem Abfahren des ersten Werkzeugkernes offene Boden des Vorformlings durch Zusammenfahren mehrerer Blaswerkzeugbodenteile zusnmmengedrückt und verschweißt wird, anschließend wird der Vorformling unter Druckanwendung fertig ausgeformt.
• Für die Herstellung der doppelwandigen Formkörper ist die Gestalt des Vorformlings von besonderer Bedeutung. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die beiden Werkzeugkerne des Spritzwerkzeuges einander teilweise umschließen, so daß ein becherförmiger Vorformling mit stark eingezogenen bodenförmigem Innenteil entsteht.
• Ein weiteres Verfahrensmerkmal besteht darin, daß die Außenwandung des Vorformlings durch den beim Vorfahren des Werkseugkernes zum Ausformen der Innenwandung bewirkten Druckanstieg infolge der Volumenverkleinerung des Zwischenraumes zwischen den beiden Wänden fertig ausgeformt wird und sich an die Blaswerkzeugform anlegt.
• Ebenso ist es möglich, die Außenwand des Vorformlings durch Einbringen von Blasluft in den Zwischenraum fertig auszuformen.
• Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung zum Herstellen von doppelwandigen Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen aus einem Stück ist folgende: In einem mehrteiligen Spritzblaswerkzeug wird die thermoplastische Schmelze zunächst in den Spritzwerkzeugteil mit einem ein-oder mehrteiligen Werkzeugkern und zwei- oder mehrfach geteiltem Werkzeugnest, so zu einem Vorformling ausgeformt, daß ein zweiter, in entgegengesetzter Richtung des ersten erhaben ausgearbeiteter Werkzeugkern bei dem Öffnen des Spritzwerkzeuges ausgefahren werden kann. Nach Abfahren der seitlichen Spritzwerkzeugteile verbleibt der Vorformling auf dem erhabenen Werkzeugkern, ggf. durch zusätzliche Halterung eines gekühlten Außengewinderingeinsatzes.
• Um möglichst gleiche Fließverhältnisse der Schmelze zu erreichen, ist es vorteilhaft, den Vorformling zentral durch den ersten Werkzeugkern von unten anzuspritzen. Hierdurch wird erreicht, daß der gespritzte Vorformling senkrecht in teilweise entformtem Bereich an dem zweiten Werkzeugkern hängt und von zwei- oder mehrteiligen Blaswerkzeugteilen so umschlossen werden kann, daß bei dem Zusammenfahren der äußere rohrförmige Teil des Vorformlings von zwei oder mehr Blaswerkzeugbodenabschnitten erfaßt, zusammengedrückt und verschweißt werden kann.
• Durch diesen Vorgang kann der äußere Boden des Vorformlings verschlossen werden, jedoch tritt damit noch keine genaue Ausformung der Außenwand des Vorformlings ein. Wird der erste erhabene Werkzeugkern in axialer Richtung verschiebbar gelagert, so kann der geschlossene Hohlraum des Vorformlings durch Vorfahren des Stempels und gleichzeitiger Reckung der Innenwandung des Vorformlings den Hohlraum so weit unter Druck setzen, daß der zusammengepreßte äußere rohrförmige Teil des Vorformlings in eigener Wärme durch Druckverlagerung fertig ausgeformt wird. Ist dieser Weg aus formgebehden Gründen nicht gangbar, so kann nach dem Zusammenquetschen des Bodens des Vorformlings durch eine in der Außenwandung des Vorformlings befindliche Bohrung eine Hohlnadel zur Einbringung von Blasluft oder anderen Gasen Verwendung finden, um den Vorformling mittels Blasluft restlos auszuformen.
• Die zusammenfahrbaren Bodenteile des Blaswerkzeuges sind mit Schneidkanten versehen, um den Bodenabfall leicht zu entfernen.
• Sollte der äußere rohrförmige Vorformlingsteil nicht in voller Länge aufgrund des Fließverhaltens der verschiedensten hermoplaste voll ausspritzbar sein, so kann dieser erforderliche Weg auch teilweise durch Recken erreicht werden, indem am Ende des Fließweges am ausgearbeiteten Werkzeugkern umlaufend eine Nut vorgesehen ist, so daß an der Innenseite des Vorformlings eine Materialanhäufung entsteht. Wird der Werkzeugkern dann abgezogen, bevor oder während die äußeren Spritzwerkzeugteile entfernt sind, so tritt eine Reckung in diesem Teil des Vorformlings ein.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte doppelwandige Hohlkörper können also teilweise biaxial gereckt sowohl im Innenals auch im Außenbehälterteil hergestellt sein. Auch das Volumen ist größenmäßig durch Wandstärkenunterschiede im Vorformling beeinflußbar.
• Der zwischen den beiden Wänden des Formkörpers entstehende Hohlraum kann z.B. durch die Blasbohrung mit Füllstoffen z.B. Harzen, nachträglich ausgeschäumt werden.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausftlhrungsbeispiel dargestellt und wird anhand dessen näher erläutert.
• Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung mit vertikal übereinander angeordnetem Spritzwerkzeug und Blaswerkzeug Fig. 2 das Auffahren des Spritzwerkzeuges Fig. 3 das Einfahren des Vorformlings in das Blaswerkzeug Fig. 4 das Ausformen des Vorformlings und Fig. 5 eine Aufsicht auf den Blaswerkzeugboden.
• Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Herstellen doppelwandiger Formkörper weist das mehrteilige Spritzwerkzeug 6 mit vertikal darüber angeordnetem Blaswerkzeug 7 und der Plastifiziervorrichtung 4 auf. Das Spritzwerkzeug besteht im wesentlichen aus dem seitlich ausfahrbaren Spritzwerkzeugteilen 6 und den beiden in entgegengesetzten Richtungen bewegbaren Kernen 1 und 2, die mit einer nicht dargestellten Heizvorrichtung ausgerilstet sind. Die Werkzeugkerne 1 und 2 umschließen einander teilweise, so daß ein becherförmiger Vorformling 3 mit tief eingezogenem Innenteil 3b, rohrförmigem Außenteil 3a und Halsteil 3c entsteht. Der Anguß des Vorformlings 3 erfolgt zentral mittels der Plastifiziervorrichtung 4 von unten durch den Werkzeugkern 2. Im Bereich des Halsteiles 3c wird der Vorformling durch den gekühlten Gewindering 5 fest auf dem Kern t gehalten.
• Der Werkzeugkern 1 ist mittels des Schiebers 16 in der Hülse 17 verschiebbar gelagert. Nach Fig. 1 wird in dem geschlossenen Spritzwerkzeug der Vorformling 3 gespritzt. Fig. 2 zeigt den Zustand der nach dem Abschwenken und Zurückziehen der seitlichen Spritzwerkzeugteile 6 entsteht, wobei der Vorformling 3 auf dem beheizten Kern 1 mittels des Halsteiles 3c gehalten wird.
• Durch Auffahren des Kernes 1 in Richtung 15 in das Blaswerkzeug 7 wird der in Fig. 3 gezeigte Zustand erreicht. Der noch warme Vorformling 3 wird von den Blaswerkzeugteilen 7 und den weiteren Formteilen 5a und 9 seitlich umfaßt. Dabei sind die Blaswerkseugbodenteile 9 als Schrägschieber ausgebildet, so daß durch deren Zusammenfahren der Verschluß des äußeren Behälterteiles durch Zusammendrücken und Verschweißen erfolgt. Die Anordnung von beispielsweise 3 Schrägschiebern 9 ist in der Fig. 5 in der Aufsicht gezeigt, wobei die Quetschfalten 11 entstehen,die gleichzeitig durch Entgraten geglättet werden.
• In der Fig. 4 ist der fertig ausgeformte doppelwandige Formkörper, der sich noch innerhalb des Werkzeuges befindet, dargestellt.
• Das Ausformen der Außenwand 3a des Vorformlings 3 kann z.B. mittels der Bohrung 13, über welche Blasluft in den Hohlraum zwischen den beiden Behälterwänden geführt wird erfolgen. Es ist jedoch auch eine Ausformung der Außenwandung 3a des Vorformlings durch die beim Ausformen des Innenteils 3b des Vorformlings entstehende Volumenverminderung innerhalb des Hohlraumes 10 möglich, wodurch ein solcher Druckanstieg in dem Hohlraum 10 möglich ist, daß die Außenwandung 3a des Vorformlings sich an die Blasformwand des Blaswerkzeuges 7 anlegt. Selbstverständlich ist es auch möglich, beide Ausformungsarten kombiniert anzuwenden. Für die Ausformung des Innenteils 3b des Vorformlings 3 wird der Werkzeugkern 1 in Richtung 15 axial verschoben. Bei diesem Vorgang wird die Buchse 18, die fest mit dem Schieber 16 verbunden ist, ebenfalls vorgeschoben. Die Buchse 18 hat einen Außendurchmesser entsprechend dem Durchmesser des angrenzenden Endes des Kerns, so daß sie den inneren Teil 3b des Vorformlings fest abschließt, so daß bei Ausfahren des Werkzeugkerns 1 und Ausformen des Innenteils die Formstabilität gewahrt ist. Erst auf diese Weise ist auch die Volumenverkleinerung des Hohlraumes 10 gewährleistet, so daß durch den Druckanstieg die zusätzliche Ausformung des hußenbehälters 3b ermöglicht ist. Der auf diese Weise gebildete doppelwandige Formkörper 3b wird dann durch Ausfahren und seitliches Wegfahren der Werkzeugteile freigegeben.
• Für den Fall, daß der Vorformling 3 in seinem äußeren rohrformigen Teil 3a verstreckt werden soll, kann in dem Werkzeugkern 2 z.B.
• eine Ringnut 12 vorgesehen werden, die zu einer Materialanhäufung 19 an dem rohrförmigen Teil 3a führt, wie in der Fig. 3 dargestellt ist. Durch Abfahren des Werkzeugkernes 2 erfolgt dann eine entsprechende Reckung des rohrförmigen Teiles 3a.
• Es ist natürlich möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Nehrfach-neßt-Spritz- und Blaswerkzeug auszubilden. Ebenso wie es möglich ist, das Spritzwerkzeug und das Blaswierkzeug in verschiedenen Ebenen anzuordnen, so daß durch Verschwenken der Kerne der Transport des Vorformlings von dem einen Werkzeug in das andere erfolgt.

Claims (10)

Patentansprüche:

1.) Verfahren zur Herstellung von doppelwandigen Hohlkörpern aus Thermoplasten, bei dem im Spritzgußverfahren ein Vorformling hergestellt und dieser anschließend durch Blasen mittels Preßluft oder anderen Gasen verformt wird, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , der Vorformling in einem mehrfach geteilten Werkzeugnest mit zwei einander gegenüberliegenden und in entgegengesetzten Richtungen ausfahrbaren heizbaren Werkzeugkernen vorzugsweise durch zentrales Einspritzen der thermoplastischen Schmelze durch einen Werkzeugkern hergestellt wird und nach dem Abfahren.

der seitlichen Spritzwerkzeugteile und eines Werkzeugkernes verbleibt, der anschließend von dem mehrteilig ausgebildeten Blaswerkzeug umschlossen wird, wobei der nach dem Abfahren des ersten Werkzeugkernes offene Boden des Vorformlings durch Zusammenfahren mehrerer Blaswerkzeugbodentefle zusammengedrückt und verschweißt wird, anschließend wird der Vorformling unter Druckanwendung fertig ausgeformt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung des Vorformlings durch den beim Vorfahren des Werkzeugkernes zum Ausformen der Innenwandung bewirkten Druckanstieg infolge der Volumenverkleinerung des Zwischenraumes zwischen den beiden Wänden fertig ausgeformt wird und sich an die Blaswerkzeugform anlegt.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Vorformlings durch Einbringen von Blasluft in den Zwischenraum fertig ausgeformt wird.

4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling mit einem kühlbaren Gewindering auf dem Werkzeugkern nach dem Abfahren des Spritzwerkzeuges gehalten wird.

5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkzeugkerne des Spritzwerkzeuges einander teilweise umschließen, so daß ein becherförmiger Vorformling mit stark eingezogenen bodenförmigem Innenteil entsteht.

6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Recken der Außenwandung des Vorformlings am offenen Ende der Außenwandung des Vorformlings eine Materialverstärkung vorgesehen ist.

7.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zwischen der Außenwand und der Innenwand des Formkörpers mit Füllstoffen, z.3. schäumfähigen Harzen, ausgefüllt wird.

8.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Plastifiziereinrichtung und mit einem mehrteiligen Spritzwerkzeug und einem vertikal oder horizontal zugeordnetem mehrteiligen Blaswerkzeug, gekennzeichnet durch zwei heizbare, einander teilweise um schließende, in entgegengesetzter Richtung auseinanderbewegbare Spritzwerkzeugkerne, von denen einer zusammen mit dem Vorformling und gegebenenfalls mit einer kühlbaren Haltevorrichtung für den Vorformling in das Blaswerkzeug bewegbar ist und gekennzeichnet durch den formstabilen Abschluß der nach entgegengesetzten Richtungen offenen Hohlräume des Vorformlings vor dem Ausformen in dem Blaswerkzeug mittels zusammenfahrbarer Blaswerkzeugbodenteile und mittels einer mit dem axial verschiebbaren Werkzeugkern bewegbaren Buchse.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung des Vorformlings auf dem Werkzeugkern eine mehrteilige kühlbare Haltevorrichtung, vorzugsweise als Gewinderung, vorgesehen ist.

10.) Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an der Außenwand des Vorformlings innenseitig anliegendem Spritzwerkzeugkern Nuten zur Bildung von Materialverstärkungen vorgesehen sind.

L e e r s e i t e