DE2509612C2 - Blasformkern zum Spritzblasformen eines laminierten Hohlkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Blasformkern zum Spritzblasformen eines laminierten Hohlkörpers mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein bekannter Blasformkern dieser Art (DE-OS 44 478) ist in seiner äußeren Gestalt dem Hohlraum einer aus einem Magazin zu entnehmenden Hülse, die am fertigen Hohlkörper die Innenschicht bildet, angepaßt und weist in der Nähe seines Befestigungsendes einen Blasschlitz auf, durch den Luft angesaugt werden kann. Dadurch wird die Hülse durch Unterdruck auf dem Blasformkern gehalten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß schon durch geringe Form- und Größenabweichungen zwischen der Hülse und dem Blasformkern infolge des vom freien Ende der Hülse her erfolgenden Absaugens von Luft aus dem Hülseninneren die Gefahr besteht, daß Falten in der an dem Blasformkern eng anliegenden Hülse gebildet werden. Eine solche Faltenbildung führt zu einer späteren mangelhaften Verbindung der durch die Hülse gebildeten inneren Laminatschicht mit der anschließend darauf gespritzten Hüllschicht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Blasformkern der genannten Art zu schaffen, durch dessen Anwendung beim Spritzblasformen eine Faltenbildung der Hülse vermieden und damit eine einwandfreie Verbindung der Innenschicht und der Hüllschicht des laminierten Hohlkörpers erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Blasformkernes ist bei der Saughalterung der Hülse die Saugwirkung über den größten Teil der Außenfläche ίο des Blasformkernes verteilt wirksam und insbesondere auch in der Nähe des freien Endes des Blasformkerns. Deshalb wird die in der Hülse vorhandene und abzusaugende Luft nicht erst längs der Auskleidung gefördert, wo durch Strömungseinflüsse unterschiedliche Druck-Verhältnisse entstehen können, die zu einem ungleichmäßigen Anliegen und zu der erwähnten Faltenbildung führen können. Vielmehr wirkt der Unterdruck flächig auf die Innenseite der Hülse, weil die Luft weitgehend durch den porösen Metallteil unmittelbar nach innen abgesaugt wird. Hierdurch wird die Hülse sehr fest und gleichmäßig auf die Außenfläche des Blasformkerns gedrückt

Beim eigentlichen Blasformvorgang ist im Sinne eines raschen Aufweitens des noch plastisch verformbaren Laminats die Zufuhr von Druckluft in größerer Menge möglich, da der Kopfteil des Blasformkerns gegenüber dem zugehörigen Grundteil unter Bildung eines Ringschlitzes im Bereich des hinteren Endes des Kopfteiles verschiebbar ist.

Es ist auch bereits ein Blasformkern zum Spritzblasformen eines Hohlkörpers aus einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Vorformling bekannt, der einen dem geschlossenen Endabschnitt des Vorformlings zugeordneten Kopfteil, einen den Kopfteil tragenden Grundteil und an der Außenseite angeordnete, an eine Druckquelle anschließbare öffnungen zum Blasformen des noch plastisch verformbaren Vorformlings nach dem Spritzgießen aufweist (DE-OS 19 22 322). Auch bei diesem bekannten Blasformkern ist der Kopfteil axial in eine Blasstellung verschiebbar in eine Aussparung des Grundteils hineinragend angeordnet, weist eine Schubstange auf und die erwähnten öffnungen sind als Poren in einem porösen Metallteil bzw. als in der Blasstellung zwischen dem Kopfteil und dem Grundteil angeordneter Ringschlitz ausgebildet. Dieser bekannte Blasformkern ist jedoch ausschließlich für den eigentlichen Blasformvorgang bestimmt und geeignet; eine Saughalterung einer Hülse auf dem Blasformkern ist nicht möglich. Vor dem eigentlichen Blasformvorgang wird der Kopfteil gegenüber dem Grundteil ausgefahren, um den Vorformling zu strecken, wobei durch dieses Ausfahren der erwähnte Ringschlitz entsteht, in welchem der bis dahin unwirksame poröse Metallteil freiliegt. Aus diesem Metallteil tritt die Blasluft aus. Das eingangs beschriebene Problem einer Faltenbildung in einer an dem Blasformkern durch Ansaugen gehaltenen Hülse tritt hier nicht auf. Soweit der erfindungsgemäße Blasformkern von den vorstehend beschriebenen Merkmalen des bekannten Blasformkerns Gebrauch macht, wird für diese Merkmale an sich kein Schutz begehrt, sondern nur in Zusammenhang mit den weiteren Merkmalen des Patentanspruches 1.

Infolge der faltenlosen Anlage der Hülse an dem erfindungsgemäßen Blasformkern wird außerdem erreicht, daß die Temperaturverhältnisse an dem Blasformkern und an der Hülse gleichmäßiger eingestellt und eingehalten werden können, so daß auch hierdurch die Verbindung zu dem Kunststoff der Hüllschicht ver-

bessert wird. Denn die Hülse liegt ohne Faltenbildung eng an dem temperierten Blasformkern an.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Blasformkerns wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene schematische Draufsicht auf eine vierstufige drehbare Spritzblasformmaschine mit Blasformkernen,

Fig.2 einen schematischen Schnitt der Spritzblasformmaschine längs der Linie 2-2 in F i g. 1, und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen der Blasformkerne nach F i g. 1 in größerer Darstellung.

Die Spritzblasformmaschine 10 besteht im wesentlichen aus einer quadratischen Indexplatte 12, die auf einer Welle 14 montiert ist Die Welle 14 wird durch eine Motor- und Zeitsteuereinrichtung 16 betätigt

Die Spritzblasformmaschine 10 enthält % ier Arbeitsstationen, d. h. eine Zuführstation A zum Aufbringen von Hülsen 26, eine Vorform-Spritzstation B, eine Blasformstation C und eine Produkt-Entnahmestation D. Die Indexplatte 12 weist 8 Blasformkerne 18 sowie Strömungsleitungen 20 auf. Zusätzlich enthält sie dazwischenliegende Wärmeübertragungsleitungen, die nicht gezeigt sind.

Die Vorform-Spritzstation B und die Blasformstation C sind mit Spritzwerkzeugen 22 bzw. mit Blaswerkzeugen 24 versehen, die eingebaute Wärmezuführleitungen enthalten. Letztere sind nicht gezeigt

Im Betrieb dreht sich die Indexplatte 12 intermittierend um jeweils 90° um einen Zyklusabschnitt weiter, und zwar nach einem Zeitintervall, das unabhängig von der Einspritz-, Blas- und Entnahmezeit od. dgl. ist. An der Zuführstation A werden Hülsen 26 aus einem Magazin 28 entnommen und auf die Blasformkerne 18 aufgesetzt. Nach einem bestimmten Zeitintervall wird die Indexplatte 12 um 90° durch die Motor- und Zeitsteuereinrichtung 16 gedreht.

Nach der Beendigung des Indexschrittes kehrt die Indexplatte 12 wieder in ihre Betriebsstellung zurück, in der sich die Werkzeughälften über den Blasformkernen 18 schließen.

An der Vorform-Spritzstation B wird nach einem bestimmten Zeitintervall ein heißer, in plastischem Zustand befindliches Kunststoff 30 während einer bestimmten Einspritzdauer durch Spritzdüsen 32 um die mit der Hülse 26 bedeckten Blasformkerne 18 gespritzt. Dadurch werden laminierte Vorformlinge 34 geschaffen. Nach einem entsprechenden Zeitabschnitt wird ein weiterer Indexschritt eingeleitet, in dem die Indexplatte 12 wieder um 90° gedreht wird, so daß die Vorformlinge 34 in die Blaswerkzeuge 24 verbracht werden können. Ein Druckmedium, im allgemeinen Druckluft, wird durch die Strömungsleitung 20 und die Blasschlitze der Blasformkerne 18 eingeführt, so daß dadurch die Vorformlinge 34 expandiert werden und die Form der Formflächen 38 der Blaswerkzeuge 24 annehmen. Dadurch werden laminierte Behälter 40 geschaffen.

Nach Abschluß eines darauffolgenden Zeitabschnittes und weiteren Indexschritten wird die Indexplatte 12 in eine Position verbracht, bei der die Behälter 40 an der Produkt-Entnahmestation D entnommen werden können. Die Behälter 40 werden auf eine Fördereinrichtung 42 für die nachfolgende Inspektion, Füllung, Verpakkung ü. dgl. verbracht.

In Fig.3 ist ein Blasformkern 18 in Stabform dargestellt, der im wesentlichen aus einem Kopfteil 52 und einem Grundteil 54 besteht Der Kopfteil 52 umfaßt eine Schubstange 56, eine scheibenförmige Grundplatte 58, einen rohrförmigen Kernstift 60 und einen Tragstift 6Z Die Schubstange 56 ist an einem Ende mit einem Gewinde 64 versehen und am anderen Ende 66 zentral mit der Grundplatte 58, in der Öffnungen 68 vorgesehen sind, verbunden.

Der Kernstift 60 weist eine sich nach \orn verjüngende Innenwand 70 auf, die um die zylindrische Außenwand der Grundplatte 58 herum angeordnet ist und sich koaxial zur Schubstange 56 und von dieser weg erstreckt Der Kernstift 60 besteht aus zwei Teilen, nämlich aus einem hinteren Teil 72 aus massivem Material, z. B. rostfreiem Stahl, und aus einem vorderen porösen Metallteil 74, der eine Vielzahl einzelner nicht dargestellter, Durchlässe aufweist Die Durchlässe sind beispielsweise während der Herstellung eingearbeitet Der Metallteil 74 besteht beispielsweise aus einem mit zwei μπι großen Poren versehenen rostfreien Stahlblech. Der hintere Teil 72 ist mit der Grundplatte 58 verbunden.

Der Tragstift 62 besteht aus einem Werkstoff mit besonders gutem Wärmeleiteigenschaften, z. B. aus Kupfer, und umfaßt einen hinteren Abschnitt 76, der zentral zur Grundplatte 58 und koaxial zur Schubstange 56 liegt sowie aus einem schraubenförmig gestalteten Mittelabschnitt 78 und einem Endabschnitt 80. Die Schraube des Mittelabschnittes 78 weist flache Gewindekämme auf, die sich in engem Kontakt mit der sich verjüngenden Innenwand 70 befinden. Der Endabschnitt 80 endigt bündig mit dem Metallteil 74.

Der Grundteil 54 des Blasformkernes 18 besteht aus einem zylindrischen Schaft 82 sowie aus einem zylindrischen Hülsenabschnitt 84 und enthält eine zentrale zylindrische Bohrung 86. An dem von dem Hülsenabschnitt 84 abgewandten Ende des Schaftes 82 sind zwei Senkbohrungen 88 und 90 vorgesehen. Der Hülsenabschnitt 84 bildet eine zylindrische Kammer 92 und weist eine durch eine Ansenkung erzeugte Schulterfläche 94 auf. Die Schubstange 56 des Kopfteils 52 verläuft durch die Bohrung 86 und wird durch eine Druckfeder 96 so beaufschlagt, daß der Kopfteil 52 gegen die Schulterfläche 94 gezogen wird. Auf das Gewinde 64 der Schubstange 56 ist zu diesem Zweck eine Mutter 98 aufgeschraubt, die im Abstand von der Innenwand der Senkbohrung 90 angeordnet ist. Die Ringräume zwischen der Schubstange 56 und den Senkbohrungen 88 und 90 bzw. zwischen der Schubstange 56 und der Bohrung 86 sowie der Raum zwischen dem hinteren Teil 72 des Kernstiftes 60 und der Innenfläche der Kammer 92 dienen jeweils als Durchlaß für das die Blasformung bewirkende Druckmedium.

Der Kopfteil 52 wird durch eine hier nicht gezeigte Krafteinrichtung, die der Indexplatte 12 zugeordnet ist und auf die Mutter 98 drückt, von dem Grundteil 54 in Richtung des Pfeiles A in F i g. 3 abgehoben und nimmt dadurch die gestrichelt eingezeichnete Stellung ein. Dadurch wird ein konzentrischer Ringschlitz 93 zwischen dem Kopfteil 52 und dem Grundteil 54 geschaffen. Durch Wegnahme der Hubkraft kehrt der Kopfteil 52 wieder in die stationäre Stellung unter der Einwirkung der Druckfeder 96 zurück. Zusätzlich tritt durch die öffnungen in dem porösen Metallteil 74 gasförmiges Medium hindurch.
Nach einer Aufwärmezeit läuft der Betriebszyklus der Spritzblasmaschine 10 nach Vollendung eines Indexschrittes an, indem die Hülsen 26 auf die Blasformkerne 18 aus dem Magazin 28 aufgesetzt werden. Die Strömungsleitung 20 der indexplatte 12 wird in der Zu-

führstation A über eine Leitung 100 mit der Saugseite net wird, einer Pumpe 102 in Verbindung gebracht, so daß an dieser Station der Druck innerhalb der Blasformkerne 18 absinkt und die Hülsen 26 eng auf die Oberfläche der Blasformkerne 18 gedrückt werden. In dieser Lage werden sie durch den Unterdruck gehalten, der durch ein Rückschlagventil 104 bei Einleitung eines Indexschrittes aufrechterhalten wird. Es versteht sich, daß bei der Herstellung der Verbindung der Strömungsleitung 20 mit der Leitung 100 die Strömungsleitung 20 entweder durch die Verbindung mit der Saugseite der Pumpe 104, die kontinuierlich läuft, oder mit einem nicht gezeigten Unterdruck-Akkumulator, der durch eine intermitterend betätigte Pumpe evakuiert wird, auf Unterdruck gehalten wird.

Nach Vollendung eines Zyklusabschnittes wird die Indexplatte 12 zur nächsten Station, d. h. zur Vorform-Spritzstation B, weitergeschaltet, an der der Kunststoff 30 über die Hülsen 26 in den formgebenden Zwischenraum der Spritzwerkzeuge 22 gespritzt wird, so daß die Vorforrnlinge 34 entstehen. Es versteht sich, daß gleichzeitig mit dem Spritzvorgang an der Spritzstation B wieder Hülsen 26 auf die Blasformkerne 18 an der Zuführstation A aufgesetzt werden.

Nach Drehung um einen weiteren Zyklusabschnitt werden die Vorformlinge 34 in die Blaswerkzeuge 24 an der Blasstation C eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt haben sie eine Temperatur, die zur Blasformung ausreichend ist Wenn die Strömungsleitung 20 über eine Leitung 10(5 mit der Druckseite einer Pumpe 108 in Verbindung gebracht wird, schiebt eine nicht gezeigte Einrichtung das Rückschlagventil 104 aus der Schließstellung. Nunmehr fließt Druckluft durch die Bohrung 86 und den Ringschlitz 93 zwischen dem Kopfteil 52 und dem Grundteil 54, so daß die Vorformlinge 34 ausgedehnt und an die Formflächen 38 des Blaswerkzeugs 24 angepreßt werden. Dadurch entstehen die Behälter 40.

Der gleichmäßige Durchtritt des Arbeitsmediums durch den Metallteil 74 wird durch die schraubenförmige Außenfläche des Tragstifts 62 begünstigt Das Arbeitsmedium strömt dabei gleichmäßig aus der Oberfläche des Metallteils 74 aus. Die schraubenförmige Außenfläche bildet auch eine ausreichende Kontakt- und Stützfläche für den Kernstift 60 und begünstigt den Wärmeübergang von der Spitze des Kernstiftes 60 zum inneren Teil des Tragstiftes 62.

Der Tragstift 62 besteht vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material, z. B. Kupfer, um Wärme insbesondere aus dem Endabschnitt 80 abführen zu können. Denn normalerweise ist der Endabschnitt 80 höhercn Temperaturen ausgesetzt, was darauf beruht, daß die Spritzdüsen 32 im allgemeinen während der Einspritzphase gegenüber dem Endabschnitt 80 liegen. Aus diesem Grunde ist vorzugsweise an der Spitze des Endabschnittes 80 auch kein poröses Metall vorgesehen.

Der Teil 72 des Kernstiftes 60 besteht aus rostfreiem Stahl, um eine widerstandsfähigere Kontaktfläche zwischen dem Kopfteil 52 und dem Grundteil 54 an der Schulterfläche 94 zu schaffen und dadurch die Lebensdauer des Blasformkernes 18 gegenüber dem Zustand zu verlängern, bei dem der ganze Kernstift 60 aus porösem Metall hergestellt ist

Die Lage des Ringschlitzes 93 hängt von der Kunststoffzusammensetzung der jeweiligen Vorformlinge 34 und deren Gestaltung ab. So befindet sich beispielsweise der Ringschlitz 93 bei Polystyrol .in der in F i g. 3 gezeigten Lage, während er beispielsweise für Polyolefin näher an der Spitze des Blasformkernes 18 angeord-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Blasformkern zum Spritzblasformen eines laminierten Hohlkörpers aus einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Vorformling, mit einem dem geschlossenen Endabschnitt des Vorformling zugeordneten Kopfteil, einem den Kopfteil tragenden Grundteil und mit an der Außenseite angeordneten, an eine Unterdruckquelle sowie an eine Druckquelle anschließbaren öffnungen zum Saughalten einer Hülse für die Innenschicht des Hohlkörpers bzw. zum Blasformen des noch plastisch verformbaren Vorformlings nach dem Spritzgießen einer Hüllschicht auf die Außenoberfläche der Hülse, dadurch gekennzeichnet, daßder Kopfteil (52) axial in eine Saugstellung und in eine Blasstellung verschiebbar in eine Kammer (92) des Grundteils (54) hineinragend angeordnet und über eine Schubstange (56) mit dem Grundteil (54) verbunden ist und daß die Öffnungen einerseits als Poren in einem porösen Metallteil (74) und andererseits als in der Blasstellung zwischen dem Kopfteil (52) und dem Grundteil (54) angeordneter Ringschlitz (93) ausgebildet sind.

2. Blasformkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (52) mittels einer Druckfeder (96) in seine Saugstellung gezogen ist, in der der Kopfteil (52) an der Schulterfläche (94) anliegt.

3. Blasformkern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur Schubstange (56) ein Tragstift (62) aus einem hochwärmeleitenden Metall angeordnet ist, der mit seiner abschnittsweise schraubenförmig ausgebildeten Außenfläche an der Innenwand (70) der Axialbohrung (71) anliegt.

4. Blasformkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragstift (62) mit seinem freien Ende bündig mit dem Kopfteil (52) angeordnet ist.