DE2610668A1

DE2610668A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2610668A1
Application number: DE19762610668
Authority: DE
Inventors: Franz Garbuio
Original assignee: Elbatainer Kunststoff und Verpackungs GmbH
Current assignee: Dynoplast Elbatainer GmbH
Priority date: 1976-03-13
Filing date: 1976-03-13
Publication date: 1977-09-15
Also published as: FR2343577B1; US4124351A; FR2343577A1; DE2610668C2; JPS52115870A; GB1565452A

Description

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ELBATAINER

Kunststoff-und Verpackungsge Seilschaft mbH

7505 Ettlingen/Baden

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen

von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen nach der Blasmethode, bei der ein schlauchförmiger Vorformling aus dem Düsenkopf einer Schneckenpresse ( Extruder) ausgestoßen und von einer Blasform umschlossen wird, in der das Aufblasen des Hohlkörpers durch Einführen eines Druckmittels erfolgt und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, Hohlkörper aus Kunststoff nach der Blasmethode herzustellen, in-dem ein schlauchförmiger Vorformling in plastischem Zustand in eine Form eingeschlossen und in derselben mit Druckluft aufgeblasen wird.

Bei größeren Hohlkörpern, wie Kanistern und Fässern, die heute schon mit einem Rauminhalt von 200 Ltr. und mehr nach der Blasmethode hergestellt werden, ergibt sich aus der praktizierten Arbeitsweise ein

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Nachteil dadurch, daß beim Schließen der entsprechend großen Form der schlauchförmige Vorformling, welcher vorher an der Schließ stelle in Längsrichtung gereckt worden ist, auf einer Linie zusammengepreßt und dabei verschweißt werden muß. Beim nachfolgenden Aufblasen in der Form führt diese Arbeitsweise zwangsläufig zu ungleichmäßigen Wandstärken im fertigen Hohlkörper, vor allem im Bereich der Formschlußstelle, weil dort die beim Aufblasen gegen die Formwand zurückzulegenden Strecken äußerst unterschiedlich sind. Bei der Herstellung von runden Hohlkörpern, wie Fässern, macht sich dieser Nachteil am stärksten bemerkbar, wenn der Faßboden oberhalb der Linearverschweißung ausgeblasen werden muß, die aus dem schlauch förmigen Vorformling praktisch einen Sack mit einer unteren Längsschweißnaht gebildet hat. Aus dieser Längsverschweißung muß beim Blasvorgang wieder ein runder Boden mit daraus aufsteigenden Wänden von kreisringförmigem Querschnitt gebildet werden. Dies ist ohne erhebliche Wandstärkeninterschiede jedoch nicht möglich, weil das Material des linear zusammengequetschten Vorformlings sehr verschiedene Strecken bis zur Formwand zurückzulegen hat. Während an den äußersten Ecken der Formschlußstelle das Material des Vorformlings praktisch schon an der Form anliegt, also keinen Reckvorgang mehr eingeht, muß das Material von der Mitte der Formschlußstelle über den gesamten Radius des Faßes hinweg ausgereckt werden, um den Faßboden zu bilden und an der Forminnenwand zur Anlage zu kommen. Ein Nachfließen von Material aus den Stellen, an denen kein oder nur ein geringer Reckvorgang stattfindet, zu den Stellen der größten Reckung, findet aufgrund der überall unter gleichem Druck wirkenden Blasluft, nicht statt. Daraus ergeben sich Wandstärkenunterschiede im fertigen Hohlkörper, die bei Fässern von 12 mm an den nicht oder nur wenig gereckten Stellen bis zu 4 mm an den am meisten ausgereckten Stellen gemessen worden sind.

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Der schlauchförmige Vorformling muß aus diesen Gründen von vornherein so dimensioniert sein, daß die im fertigen Hohlkörper entstehenden schwächsten Stellen noch ausreichende Stabilität aufweisen. Dies hat erhöhten Materialeinsatz gegenüber einem Hohlkörper mit durchlaufend gleicher Wandstärkenverteilung zu Folge, bringt zwangsläufig erhöhte Kühlzeit in den Arbeitsablauf und führt dadurch zu wirtschaftlichen Nachteilen.

Zur Beseitigung dieser Mängel ist schon vorgeschlagen worden, im Düsenkopf einer Schneckenpresse, beim Ausstoßen des schlauchförmigen Vorformlings, entweder den Düsenkern gegenüber dem Düsenmantel oder den Düsenmantel gegenüber dem Düsenkern zu verstellen, um Schlauchabschnitte unterschiedlicher Wandstärke zu erzeugen ( DT-AS 15 04 033). Dies bringt jedoch nur eine teilweise Verbesserung, weil sich lediglich Schlauchabschnitte bestimmter Länge, gleichmäßig über ihren gesamten Schlauchumfang, in der Wandstärke beeinflussen lassen. Der Teil des Schlauchendes, der durch die sich schließende Form zusammengequetscht und verschweißt wird, muß auch hier in überdimensionierter Wandstärke hergestellt werden, die sich nach dem größten, beim Aufblasen und Recken zurückzulegenden Weg des Schlauchmaterials richtet, welches den Boden und den unteren Wandteil des Hohlkörpers in einer bestimmten Mindestwandstärke ausbilden soll. Diese kritische Stelle läßt sich mit der bekannten Vorrichtung, welche zwar eine wechselnde, aber nur eine über den gesamten Schlauchumfang stets gleichbleibende Schlauchwandstärke schaffen kann, nicht beseitigen.

Daraus ergab sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die darin bestand, einen schlauchförmigen Vorformling derart zu bilden, daß der fertige Hohlkörper auch an der Formschlußstelle gleiche Wandstärken aufweist und die Nachteile der bekannten Ausführungsformen vermieden werden.

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Diese Aufgabe wurde mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandstärke des schlauchförmigen Vorformlings nur partiell, an vorgegebenen Stellen, während bestimmter Zeitintervalle innerhalb des Ausstoß-Vorganges verringert wird.

Die Verringerung der Wandstärke des Vorformlings erfolgt also nicht gleichmäßig über seinen gesamten Umfang hinweg, sondern partiell nur an den Stellen, die nach dem Schließen der Form und dem gleichzeitigen Zusammenquetschen und Verschweißen des Schlauchendes, beim darauf folgenden Blasvorgang, keine oder nur noch eine geringe Reckung erfahren und die sonst, bei unverringertem Schlauchwandquerschnitt, gegenüber den weiter ausgereckten Schlauchteilen, bedeutend dickere Wandstärken aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der an den normalen Düsenkopf der Schneckenpresse eine zusätzliche Vorsatzdüse angeschlossen ist, in deren Düsenkanal an den Stellen, an denen eine Verringerung der Wandstärke des schlauchförmigen Vorformlings vorgesehen ist, Klappen zur partiellen Verengung des Querschnitts des Düsenkanals einschwenkbar angeordnet sind.

Um an den Stellen, an denen die Klappen in den Düsenkanal der Vorsatzdüse einschwenken, einen allmählichen Übergang von der vollen Wandstärke des Vorformlings zur verminderten Wandstärke, ohne scharfe Kanten und ohne Abzeichnungen auf dem Schlauch sowie auf dem fertigen Hohlkörper zu erreichen, ist die Außenseite des Düsenkanals mit einer nachgiebigen Stahlbandschürze durchgehend belegt, die auch über die einschwenkbaren Klappen hinwegführt und deren Bewegungen elastisch folgt.

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Diese Stahlbandschürze ist mit einer temperatur- und Chemikalienbeständigen Beschichtung wie Tetraflouräthylen versehen.

Der Oberteil der Klappen ist zur Erreichung einer allmählichen Verengung des Düsenkanals der Vorsatzdüse in einer Drehachse gelagert und die Bewegung der Klappen erfolgt durch eine mit einem Gelenk angeschlossene Kolben-Zylinder-Anordnung, entweder hydraulisch, pneumatisch oder auch elektrisch.

In einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung können anstelle der Klappen zur partiellen Verengung des Querschnitts des Düsenkanals auch Rollen einschwenkbar angeordnet sein. Diese Rollen sind frei drehbar auf einer Achse gelagert und mit einer eingesenkten oder auch einer balligen Oberfläche versehen.

Die Rollen werden mit der gleichen Kolben-Zylinder-Anordnung direkt in den Düsenkanal, zur Verengung desselben, eingefahren, können sich unter der Bewegung des durchlaufenden Schlauches frei auf ihrer Achse drehen und die Anordnung einer Stahlbandschürze ist dabei nicht erforderlich.

Die besonderen Vorteile der Erfindung sindcfexin zu sehen, daß nach ihr vor allem Großbehälter auch an der Stelle des Formschlußes mit durchweg gleicher Wandstärke hergestellt werden können, was zur Qualitätsverbesserung, zu Materialeinsparungen, zur Verkürzung der Kühlzeit, zur Steigerung der Maschinenleistung und zur Senkung der Produktionskosten führt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In der Abbildung zeigen:

Fig. 1 den Düsenkopf einer Schneckenpresse mit Vorsatzdüse und Klappen zur partiellen Verengung des Düsenkanal-Querschnitts;

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Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 im Längsschnitt;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3, mit Rollen-

Anordnung.

An den normalen Düsenkopf 1 einer nicht dargestellten, üblichen Schneckenpresse, mit dem Düsenkern 2 , dem Düsenmantel 3 und dem Düsenkanal 4 , ist die Vorsatzdüse 5 angesetzt. Die Verbindung erfolgt durch den Klemmring 6 und die Schrauben 7. Die Vorsatzdüse 5 besteht ebenfalls aus einem Düsenkern 2O₃ einem Düsenmantel 30 und einem Düsenkanal 40, die sich an die entsprechenden Teile des normalen Düsenkopfes 1 anschließen.

Am Unterteil 31 des Düsenmantels 30 der Vorsatzdüse 5 befinden sich, hier gegenüber angeordnet, die Klappen 8 und 8 , deren Oberteil£in den Drehachsen 9 und 9 schwenkbar gelagert sind. Die Klappen 8 und 8 werden durch je eine KoIb en-Zylinder Anordnung 10 und 10 betätigt, die in Haltern 11 und 11 am Unterteil 31 befestigt sind. Über ein Gelenk 12 und 12 erfolgt ein Ausgleich der Kippbewegung, wenn die Klappen 8 und 8 in den Düsenkanal 40 eingeschwenkt werden.

Im Unterteil 31 der Vorsatzdüse 5 ist die Stahlbandschürze 13 befestigt, die bis zur Mündung des Düsenkanals 40 reicht, dessen Außenseite ringsum abdeckt und in ihrem Verlauf auch über die Klappen 8 und 8 führt, deren Bewegungen sie elastisch folgen kann.

Während sich in Fig. 2 die Klappen 8 und 8 in Normalstellung befinden und den Düsenkanal 40 in seinem vollen Querschnitt offenlassen, sind die Klappen 8 und 8 in Fig. 3 eingeschwenkt und verengen den Düsenkanal 40. Der durch den Düsenkanal 40 ausgepreßte,

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schlauchförmige Vorformling 14 weist außerhalb des Wirkungsbereiches der Klappen 8 und 8 also die Volle Wandstärke entsprechend dem Querschnitt des Düsenkanals 40 auf. Lediglich im Bereich der eingeschwenkten Klappen 8 und 8 wird der Vorformling mit verminderter Wandstärke 14 ausgepreßt und zwar so

lange, bis die Klappen 8 und 8 in ihre Normalstellung entsprechend Fig. 2 zurückgeführt werden.

Die Stahlbandschürze 13 folgt den Bewegungen der Klappen 8 und 8 und bildet durch ihre Elastizität einen allmählichen Übergang 15 von der verminderten Wandstärke 14 zur vollen Wandstärke des schlauchförmigen Vorformlings 14. Dadurch und durch eine chemikalien sowie temperaturbeständige Beschichtung der Stahlbandschürze 13, werden Markierungen am Vorformling und am fertigen Hohlkörper vermieden.

In Fig. 4 ist eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung offenbart. Anstelle der Klappen 8 , 8 wird hier von der an den Haltern 11 angeordneten KoIb en-Zylinder-Anordnung 10 über das Gestänge 16 eine Rolle 17, die frei drehbar auf der Achse 18 lagert, in den Düsenkanal 40, der durch den Düsenkern 20 und den Düsenmantel 30 gebildet ist, eingeschwenkt. Dies führt, unter Einsparung der Stahlbandschürze 13 , ebenfalls zu einer partiellen Verringerung 14 der Wandstärke des schlauchförmigen Vorformlings 14.

Je nach der Art des herzustellenden Behälters kann die Rolle 17 entweder, wie gezeigt, mit einer eingesenkten Oberfläche 19 oder auch mit einer balligen Oberfläche versehen sein. Sie kann selbstverständlich auch eine chemikalien- sowie temperaturbeständige Beschichtung tragen.

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AO

Bei der Fig. 4 handelt es sich lediglich um einen Ausschnitt aus Fig. 3, d.h. bei der Verwendung von Rollen 17 sind dieselben natürlich überall an den Stellen angebracht, an denen sich sonst die Klappen 8 und 8 befinden.

Wenn für das dargestellte Beispiel angenommen wird, daß die Formtrennung in der Linie der KoIb en-Zylinder-Anordnung 10, 10 liegt, werden die Klappen 8, 8 oder die Rollen 17 während des Ausstoßens des ersten Teiles des Vorformlings 14, wie in den Fig. 3, 4 gezeigt, eingeschwenkt. Die Wandstärkenverdünnungen ergeben sich dann genau an den Stellen, an denen der Vorformling beim Zusammenquetschen und Verschweißen durch die sich schließenden Formteile an denselben bzw. in unmittelbarer Nähe derselben liegt, also dort, wo beim nachfolgenden Blasvorgang keine bzw. nur noch eine geringfügige Reckung stattfindet und wo sich früher die nachteiligen Wandstärkenverdickungen im fertigen Hohlkörper einstellten.

Durch die erfindungsgemäße, partielle Wandstärkenverdünnung können jetzt auch die Böden und die unteren Wandteile größter Fässer und Kanister in durchweg gleicher Wandstärke hergestellt werden.

Selbstverständlich lassen sich, entsprechend der Form des zu erzeugenden Hohlkörpers, auch mehr als zwei Klappen 8 , 8 oder Rollen 17 anordnen und deren Steuerung läßt sich für unterschiedliche Wandstärken Verdünnungen während des gesamten Ausstoßvorganges des Vorformlings nach einem vorgegebenen Programm durch geläufige Steuermittel variieren.

Dies kann auch in Verbindung mit bekannten Vorrichtungen erfolgen, welche lediglich eine Wanddickenregulierung über den gesamten Querschnitt des Vorformlings hinweg ermöglichen.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen nach der Blasmethode, bei der ein schlauchförmiger Vorformling aus dem Düsenkopf einer Schneckenpresse (Extruder) ausgestoßen und von einer Blasform umschlossen wird, in der das Aufblasen des Hohlkörpers durch Einführen eines Druckmittels erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des schlauchförmigen Vorformlings nur partiell, an vorgegebenen Stellen, während bestimmter Zeitintervalle, innerhalb des Ausstoß-Vorganges verringert wird.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den normalen Düsenkopf (1) der Schneckenpresse, eine zusätzliche Vorsatzdüse (5) angeschlossen ist, in deren Düsenkanal (40) an den Stellen, an denen eine Verringerung der Wandstärke (14 ) des schlauchförmigen Vorformlings (14) vorgesehen ist, Klappen (8, 8 ) zur partiellen Verengung des Querschnitts des Düsenkanals (40) einschwenkbar angeordnet sind.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den normalen Düsenkopf (1) der Schneckenpresse, eine zusätzliche Vorsatzdüse (5) angeschlossen ist, in deren Düsenkanal (40) an den Stellen, an denen eine Verringerung der Wandstärke (14 ) des schlauchförmigen Vorformlings (14) vorgesehen ist, auf einer Achse (18) frei

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ORIGINAL INSPECTED

drehbare Rollen (17) zur partiellen Verengung des Querschnitts des Düsenkanals (40) einschwenkbar argeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite des Düsenkanals (40) mit einer nachgiebigen Stahlbandschürze (13) durchgehend belegt ist, die auch über die einschwenkbaren Klappen (8, 8 ) hinwegführt und deren Bewegungen elastisch folgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbandschürze (13) mit einer chemikalien- und temperaturbeständigen Beschichtung, wie Tetraflouräthylen, versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil der Klappen (8,8 ) zur Erreichung einer allmählichen Verengung des Düsenkanals (40) der Vorsatzdüse (5) in einer Drehachse ( 9, 9 ) gelagert ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (8, 8 ) und die Rollen (17) durch eine mit einem Gelenk ( 12,12 ) angeschlossene Kolben-Zylinder-Anordnung (10,10 ) bewegbar sind.

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