CH441719A - Verfahren und Vorrichtung zur Ausformung einer Füll- und Entleerungsöffnung an einem im sog. Blasverfahren hergestellten Hohlkörper aus Kunststoff - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Ausformung einer   Füll- und    Entleerungsöffnung an einem im sog. Blasverfahren hergestellten Hohlkörper aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft im weiteren Sinne ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mit einer Öffnung versehenen Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. Flaschen und Kanister, und im engeren Sinne die Ausformung einer solchen Ein  füll- und    Entleerungsöffnung, beispielsweise die Ausformung eines Flaschenhalses.



   Es ist bekannt, bei der Herstellung eines Hohlkörpers aus Kunststoff so zu verfahren, dass zunächst aus einem das Kunststoff-Rohmaterial erwärmenden und damit plastifizierenden Extruder ein Strang gebildet wird, der als schlauchförmiger Vorformling - oder seltener auch in Form mehrerer paralleler Folienbahnen - aus einer dem Extruder   nachgeschalbeten    Ringdüse senkrecht nach unten zwischen die auseinandergefahrenen Hälften einer Blasform austritt, die in nach dem Zusammenfahren in sich aufnehmen. Dies geschieht in der Weise, dass das eine Ende des Vorform  Rings    geschlossen und das andere Ende in dem den Flaschenhals bildenden Teil der geschlossenen Form für die Einführung einer Blas- und Kalibrierdüse offen gehalten wird.

   Beim Einführen der Düse in   Idas    offene Ende   des    Vorformlings, der zu diesem Zweck nach Abtrennen vom Nachschub am Extruder in eine Stellung ausserhalb der durch die Ringdüse des Extruders gehenden Senkrechten und unter eine Blasstation gebracht wird,   wird    durch radiale Verdrängung des Materials des   Vorform1ings    gegen die Wandung der Form in diesem Bereich die Öffnung bzw. der Hals des Hohlkörpers geformt. Anschliessend wird durch Aufblasen, d. h. durch Zuleitung eines gasförmigen Mediums durch einen Kanal in der Blas- und Kalibrierdüse der verbleibende Teil des Vorformlings zum Hauptteil des Hohlkörpers, z. B. Flaschenkörper, ausgeformt.



   Da aber bei diesem Halsformungsvorgang nicht nur durch die Blasform der äussere Durchmesser des Flaschenhalses und durch die Blas- und Kalibrierdüse sein innerer Durchmeisser festgelegt werden muss, sondern auch seine genaue Höhe und eine genau plane obere Stirnfläche, wird zur Anwendung eines bekannten Verfahrens die Blas- und Kalibrierdüse mit einer Verdickung, beispielsweise in Gestalt einer aufgezogenen Hülse, versehen, deren untere Stirnfläche die Höhe des Flaschenhalses bestimmt und seine obere Stirnfläche, auch Lippe   genannt, ebuet.   



   Damit die Höhe des Flaschenhalses genau bestimmt und das nach oben überstehende überschüssige   Materii, al    des Vorformlings entfernt werden kann, muss der Durchmesser Ider Hülse auf den Innendurchmesser der Form an dieser Stelle so abgestimmt sein, dass der axiale Vorschub der Blas- und Kalibrierdüse in dem Moment sein Ende findet, in dem die untere Stirnfläche der Hülse oder dergleichen Verdickung an der Düse genau der vorgeschriebenen Lage der oberen Stirnfläche des Flaschenhalses entspricht. Wenn der hier liegende,  Einlauf  genannte Teil der Form richtig gestaltet und dimensioniert ist, wird dabei gleichzeitig der überschüssige Teil des Vorformlings nahtlos abgetrennt.



   Das vorstehend umrissene Verfahren hat sich in der Praxis gut bewährt und gestattet es im allgemeinen auch, für die richtige Abstimmung der Wandstärke des Halses im Verhältnis zu der des übrigen Flaschenkörpers zu sorgen, weil die Pressung des thermoplastischen Materials zwischen der Blas- und Kalibrierdüse und der Wandung im Halsbereich der Form an dieser Stelle die Wandstärke des Vorformlings weniger verrin  gert.    als die durch Aufblasen verursachte Reckung seines verbleibenden, den Flaschenkörper bestimmenden Teiles (vgl. DBGM Nr.   1 885    678).



   Dieses Verfahren, das heutzutage zu den bei weitem am häufigsten angewandten gehört, versagt aber in den Fällen, un denen an dem Hohlkörper Bereiche eines Querschnittes angeformt werden sollen, der grö  sser    als die Wandstärke des Vorformlings ist. Der an sich zunächst naheliegend erscheinende Ausweg, sich dann eines dickeren Vorformlings zu bedienen, ist meist nicht gangbar, weil es unwirtschaftlich ist, die Wandstärke des Vorformlings nicht nach der verlangten   Wandstärke des Hauptkörpers des   Hohikörpers,    sondern nach der des Halses oder dergleichen Öffnungsbereich zu berechnen.



   Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, auf der Blas- und Kalibrierdüse eine feste oder axial verschiebbare Hülse oder Muffe anzuordnen, deren Aussendurchmesser kleiner als der Aussendurchmesser des Flaschenhalses bzw. der Innendurchmesser   Ides    Halsbereiches der Form ist, dass die in den offenen Vorformling   eingestossene    Düse deren Aussendurchmesser wiederum kleiner als der Innendurchmesser des Vorformlings ist, das Material desselben in einem vom Vorformling nicht ausgefüllten Ringraum zwischen der Blasdüse und der Wandung im Halsbereich der Form   zulsammentaucht    und den Ringraum ausfüllt. Damit soll ein Flaschenhals erzeugt werden, der dicker als der schlauchförmige Vorformling ist.

   Dieses Verfahren   konnte    aber keinen Eingang in die Praxis finden, weil sich in Wirklichkeit ein plastisch verformbares Kunststoffmaterial auf diese Weise nicht stauchend verformen lässt. Tatsächlich nämlich schiebt die Hülse auf der Blas- und Kalibrierdüse den Vorformling im Halsbereich der Form mangels Gegendruck nur vor sich her und in den   Körper    teil des in der Ausformung befindlichen Hohlkörpers hinein (DAS Nr. 1109 353).



   Hier setzt die Erfindung ein, die von dem allgemeinen Gedanken ausgeht, dass die Ausformung eines die Wand stärke des Vorformlings übersteigenden Teiles in aller Regel nur in einem gewissen Bereich der Füllund Entleerungsöffnung eines Hohlkörpers, z. B. eines Flaschenhalses, verlangt wird, und dass dieser Bereich dann durch Anstauchung und Verdichtung erzielt werden kann, wenn der sich an diesen Bereich anschlie ssende Teil des   Vorformlmgs    daran   gehindert    wird, in der Richtung   wider    Anstauchung fortbewegt zu werden.



   Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ausformung einer   Füll- und    Entleerungsöffnung an einem Hohlkörper aus Kunststoff, z. B. eines Flaschenhalses, bei dem in das offene Ende eines von einer geschlossenen Blasform aufgenommenen   Verf ormlings    aus thermoplastischem Kunststoff eine Blas- und Kalibrierdüse eingeführt wird, die durch radiale Verdrängung die Öffnung formt, im Zusammenwirken mit   der    Blasform hinsichtlich Innen- und Aussendurchmesser festlegt und mit einer Verdickung die Randlippe gestaltet.



  Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass der im Halsbereich der   Blasform    befindliche Teil des   Vorforrnlings    längs einer Ringfläche mit den Aussenfläche der Blasund Kalibrierdüse festgeklemmt und der sich in Richtung auf die Öffnung anschliessende Teil in Richtung auf die Ringklemmfläche in den an dieser Stelle zwischen Form und Düse befindlichen, die Gestaltung der Öffnung bestimmenden Hohlraum angestaucht wird.



   Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Ausführung des durch den vorstehenden Absatz definierten Verfahrens.



   Einige nur als Beispiel aufzufassende Möglichkeiten der Abbildung von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anhand dieser nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 den erfindungsgemäss ausgebildeten   Halses    reich einer Blasform im Vertikalschnitt mit dem offenen Ende eines von ihr aufgenommenen Vorformlings und einen in das offene Ende eindringenden erfindungsgemäss   ausgebildeten    Blas- und Kalibrierdorn,
Fig. 2 den Formteil nach Fig. 1 bei   Beglun    der Klemmphase,
Fig. 3 den Formteil nach den Fig. 1 und 2 nach Beendigung der   Anstauchphase,   
Fig. 4 eine abgewandelte Ausbildung einer Form zur Herstellung eines Flaschenhalses nach den Fig. 1 bis 3,
Fig.

   5 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung einer von den Fig. 1 bis 4 abweichenden Halsform in zwei verschiedenen Bewegungsphasen, jeweils im Halbschnitt.



   In den Fig. 1   bis    3 ist die Herstellung eines Flaschenhalses mit einer Randlippe dargestellt, die zum Aufsetzen eines sogenannten Kronenkorkens   geeignet    ist, wie er z. B. zum Verschluss von Bier- und Limonadenflaschen viel verwendet   wird.    Da mit den bisher angewandten, in der Einleitung beschriebenen Methoden   die    Ausformung einer Randlippe für das Aufsetzen eines Kronenkorkens nicht in befriedigender Weise möglich war, und die Erfindung gerade aus diesem Problem heraus entstand, ist diese zunächst unter Bezugnahme hierauf beschrieben, obwohl auch andere Flaschenhalsausbildungen, sofern sie eine gegenüber dem Vorformling grössere Wandstärke voraussetzen, sich mit dem erfindungsgemässen Verfahren henstellen lassen.



   Fig. 1 stellt den oberen Teil einer aus den Hälften la und   lb    bestehenden, das Formnest M einschliessenden Blasform im geschlossenen Zustand dar. In diese Blasformhälften sind Mündungsbacken 2a, 2b eingesetzt, die die Form für den Halsbereich N des herzustellenden Hohlkörpers abgeben. In der geschlossenen Form ist der aus einem Extruder ausgespritzte und vom Nachschub abgetrennte schlauchförmige Vorformling 3 gelagert, der, was nicht dargestellt ist, an dem seinem offe nen Ende entgegengesetzten Ende durch eine entsprechende Ausbildung der Form an dieser Stelle zusam  mengequetseht    und   verschlossen    ist.

   In das offene Ende 4 des Vorformlings wird in Pfeilrichtung eine allgemein mit 5 bezeichnete   Blas-und    Kalibrierdüse eingeführt, die so bezeichnet ist weil durch einen Kanal 6 das den Vorformling zum Hohlkörper aufweisende Blasmedium,   meist    Luft, eingeführt wird und   durch    die Wahl ihres Aussendurchmessers in dem Verhältnis zu dem Durchmesser der Form im Halsbereich der Hals des Hohlkörpers - im folgenden ist der Hohlkörper stets als Flasche   angenommen-hinsichtlich    des   Aussen- und      Innendurchmessers    festgelegt, d. h. kalibriert wird.



   Erfindungsgemäss weisen die Mündungsbacken 2a, 2b nach innen vorspringende ringförmige Teile 7a, 7b auf, die nach oben den allgemein mit 8 bezeichneten Halsbereich der Form begrenzen, über welchem eine Stelle des Flaschenhalses mit grösserer Wandstärke, als der   Wandstärke    des Vorformlings entspricht, zum Beispiel eine   Kronenkorkenlippe,      entstehen    soll.



  Der Innendurchmesser der bei geschlossener Form durch die Teile 7a, 7b entstehenden   Ringklemm    flächen ist im Verhältnis zum Kalibrierteil 9 der Blasdüse so bemessen, dass der Vorformling hier fest  geklemmt    wird. Wenn dann die Blas- und Kalibrierdüse beim weiteren Eindringen in die Blasform mit    der Unterfläche 10 ! einer Hülse 11 den überstehenden    Teil 12 des Vorformlings erfasst und in Richtung auf die   Ringklemmfläche    7a, 7b drückt, so kann das Kunststoffmaterial des Vorformlings nicht einfach vor sich hergeschoben werden, sondern das über der Ringklemmfläche stehende Kunststoffmaterial kann vielmehr am   Entweichen gehindert, angestaucht und verdickt wer   den.

   Dabei wird der zwischen der r Unterfläche 10 der    Hülse und der Lippenhöhlung 13 eingeschlossene Raum vollständig ausgefüllt und damit das Material an dieser Stelle gleichzeitig verdichtet. Es entsteht mithin eine besonders feste und stabile Lippe 14, deren Querschnitt dicker ist als der schlauchförmige Vorformling an dieser Stelle war. Die Hülse ist zweckmässig, wie dargestellt, mit   leiner    ringförmigen Schneidkante 15 ausgerüstet, die die Form der Lippe 14 begrenzt, das überschüssige Material abscheidet und mit ihrem Rücken in den hierfür   vorgesehlenen    Ringraum   1 3a    abdrängt.



  In den Zeichnungen ist die Begrenzung der geformten Lippe und das Abtrennen des überschüssigen Kunststoffmaterials mit Hilfe einer ringförmigen an der Hülse befindlichen Schneidkante   15    dargestellt, die sich gegen eine ebensolche Ringkante   1 5a    der Mündungsbacken andrückt. Selbstverständlich kann aber auch entweder nur an der Hülse oder nur in der Blasform bzw. deren Backen eine solche Ringkante vorgesehen sein, die sich zum Abtrennen des überschüssigen Materials gegen eine Fläche am jeweils anderen Teil abstützt.



   Die Klemmung zwischen der Mantelfläche der Düse und der gegenüberliegenden Ringfläche im Halsbereich der Blasform kann durch eine geeignete, den Aufbau eines mit dem Blasmedium geschaffenen Gegendruckes fördernde Formgebung des sich an die Ringklemmfläche in Richtung auf den   Flaschenkörper    anschlie ssenden Teiles verstärkt werden. Die Fig. 1 bis 3 lassen   erkennen, dass ; sich bei einer typischen Halsbildung für    den Verschluss mit einem Kronenkorken ein die Klemmung verstärkender, durch die Pfeile G angedeuteter Gegendruck erzeugen lässt, falls gleichzeitig mit dem Einstossen der Blasdüse und damit der Ausformung des Flaschenhalses Blasluft in den Vorformling eingelassen wird.



   Die Klemmvorrichtung kann weiterhin durch einen radial in Richtung auf die Ringklemmfläche wirkenden Druck verstärkt werden, der sich in vielfacher Weise erzielen lässt. Ein Ausführungsbeispiel für die Durchführung dieser Verfahrensabwandlung ist in Fig. 4 zur Anschauung gebracht. Hierzu sind die sogenannten Mündungsbacken 17a und 17b in den Formhälften la und   1b    mit rechtwinklig zur Achse der Form beweglichen Teilen 18a, 18b, wie Schiebern, Stösseln, Sek  toren-ode,    Ringteilen, ausgerüstet, die mittels einer sich gegen eine Schulter 19 in den Backen 17a, 17b und den Kolben 20a, 20b der Schieber 18 abstützenden Feder 21 bei geöffneter Form in zurückgezogener Stellung gehalten werden.

   Erst wenn in der geschlossenen Form der Vorformling 3' aufgenommen ist, wird durch eine Druckleitung 22 der Schieber gegen den Druck der Feder 21 in Richtung auf den Vorformling   vor    schoben. Diese Bewegung kann kurz vor oder kurz nach dem Einstossen der Blas- und   Kalibrierdüse    geschehen.



   Fig. 4 soll ferner   veranschlaulichen,    dass   be    die verstärkte Randlippe   14'formende    und das überschüssige Material   abquetschende    Hülse 23 mit ihrer ring   förmigen Abquetschkante 23 a auf der Blas ; und KalÅa-    brierdüse auch axial beweglich geführt sein kann. Dies ist durch Iden Spalt 24 veranschaulicht. Bei dem Beispiel gemäss Fig. 4 würde also z. B. der Verfahrensablauf so sein, dass zunächst in das offene Ende des Vorformlings die eigentliche Blas- und Kalibrierdüse 25 eingeschlossen, danach die Schieber 18a,   1 8b    einwärts bewegt und anschliessend die Hülse 23 abwärts bewegt werden.

   Diese Vorgänge würden sich natürlich, ebenso wie der Verfahnensablauf gemäss den Fig. 1 bis 3, praktisch in einer mit dem blossen Auge nicht er  kennbaren      Zeirverschiebung    vollziehen, und die die Klemmung unterstützende Einwärtsbewegung der Schieber braucht nur ganz gering zu sein, z. B. nur wenige Zehntelmillimeter zu betragen.



   Während also bei dem anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Beispiel die der Ringklemmfläche in den Mündungsbacken gegenüberliegende Ringfläche an der Blasdüse bei der Einwärtsbewegung dieser Düse ständig eine andere ist und auch zur Zeit des Anstauchens    nicht fixielrt ist, t, sondern vielmehr vom Beginn der    Formung der Lippe an bis zu deren Vollendung an die Düsen   gewissermassen    hochrutscht, kann bei dem Anstauchen mit axial beweglicher Hülse nach Fig. 4 während des Anstauchvorganges die Blasdüse und damit auch die durch sie dargebotene Ringklemmfläche stillstehen.



     Schliesslich    veranschaulicht Fig. 5 noch eine andere Ausbildung eines Flaschenhalses, welcher sich ebenfalls mit den bisher praktizierten Verfahren nicht herstellen lässt. Auch hier ist in die Mündungsbacken 26a, 26b der Formhälften   la",      in" eine    Klemmringfläche 27a, 27b eingearbeitet, zwischen der und der entsprechenden Fläche der Düse 28 der obene Teil 31 des Vorformlings 29 eingeklemmt und in der Bewegung nach unten bei axial auf ihn von oben ausgeübtem Druck mittels der Hülse 30   gehindert    wird. Man erkennt also, dass sich mit der Erfindung auch Halsteile, insbesondere Lippen 32, der vielfachen Stärke des Vorformlings ausformen lassen.

   Auch hier kann durch die Halsausbildung des zu fertigenden Hohlkörpers bei gleichzeitigem Lufteinlass während des Anstauchens für eine Gegendruckunterstützung, veranschaulicht durch die Pfeile G, gesorgt werden.



   Für die   Abführung Ider    bei dem  blitzschnellen  Einstossen der Blas- und Kalibriendüse, von dieser mitgerissenen und zwischen ihrer Mantelfläche und der Innenwandung des Vorformlings eingeschlossenen Luft ist zweckmässig ein nicht besonders dargestellter ringförmiger Luftspalt zwischen der auf der Düse aufgezogenen Hülse oder dergleichen Verdickung und dem Kalibrierteil vorgesehen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Ausformung einer Füll- und Ent- leerungsöffnung an einem Hohlkörper aus Kunststoff, z. B. eines Flaschenhalses, bei dem in das offene Ende eines von einer geschlossenen Blasform aufgenommenen Vorformlings aus thermoplastischem Kunststoff eine Blas- und Kalibrierdüse eingeführt wird, die durch radiale Verdrängung die Öffnung formt, im Zusammenwirken mit der Blasform hinsichtlich Innen- und Aussendurchmesser festlegt und mit einer Verdickung die Randlippe gestaltet, dadurch gekennzeichnet,

   dass der im Halsbereich der Blasform befindliche Teil des Vorformlings längs einer Ringfläche mit der Aussenfläche der Blas- und Kalibrierdüse festgeklemmt und der sich in Richtung auf die Öffnung anschliessende Teil in Richtung auf die Ringklemmfläche.in den an dieser Stelle zwischen Form und Düse befindlichen, die Konfigura- tion der Öffnung bestimmenden Hohlraum angestaucht wird.

   II. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bestehend aus einer geteilten Blasform mit einem zur Ausformung einer Füll- und Ent leerungsöffnung bestimmten Halsbereich und einer in das offene Ende eines in der Form gelagerten schlauchförmigen Vorformlings einzuführenden Blas und Kali- brierdüse mit einer die Randlippe des herzustellenden Hohlkörpers ausformenden Verdickung, dadurch gekennzeichnet, dass längs einer Ringfläche (7a, 7b-27a, 27b) im Halsbereich der Blasform der Ringspalt zwischen dieser und dem Mantel der Blas- und Kalibrierdüse (9, 25, 28) geringer ist als der Wandstärke des in dieser Form verarbeiteten schlauchförmigen Vorformlings (3, 3', 31) entspricht.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Idie das Gegenlager zur Ringklemmfläche in der Blasform bildende Ringfläche an der Blasund Kalibrierdüse während des Anstauchvorganges von unten nach oben verschoben wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstauchung der Klemmung zwischen einer Ringklemmfläche in der Blasform und einer feststehenden Ringfläche an den Blas- und Kalibrierdüse erfolgt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteran- spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmung durch einen im Innern des aus dem Vorformling entstehenden Hohlkörpers erzeugten Luftdruck verstärkt wird.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Stirnfläche (10) der Verdickung (11) mit einer die obere Stirnfläche der Randlippe des herzustellenden Hohlkörpers formenden ringförmigen Hohlkehle versehen ist.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzung der Hohlkehle als eine Schneidkante (15) ausgebildet ist.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die äussere Begrenzung, der angestauchten Randlippe an der unteren Stirnfläche der Verdickung der Blas- und Kalibrierdüse eine sich gegen eine Fläche der Blasform abstützende Schneidkante vorgesehen ist.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass für die äussere Begrenzung der angestauchten Randlippe an der Blasform eine sich gegen die untere Stirnfläche der Verdickung der Blas- und Kalibrierdüse abstützende Schneidkante (15a) vorgeslehen ist.

   8. Vorrichtung nach Paten > tanslpruch II und Unteransprüchen 4-7, Idadurch gekennzeichnet, dass auf der Blas- und Kalibrierdüse als Anstauchwerkzeug eine Hülse (23) axial gleitbar angeordnet ist.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4-8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ringklemmfläche quer zur Achse der Blasund Kalibrierdüse bewegliche Schiebe, Stössel oder Segmente (18a, 1 8b) angeordnet sind.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4-9, dadurch gekennzeichnet, dass der sich an die ringförmige Schneidkante (15, 23a) nach aussen anschliessende abgeschrägte Rücken an der Hülse (11, 23) zusammen mit einer sich an die Ringnut für die Ausformung der Randlippe (14, 14') anschliessenden Ringnut (13a) einen Raum für das überschüssige Material (16) des Vorformlings bildet.