DE2521308C2

DE2521308C2 - Vorrichtung zum Spritzgieß-Blasformen eines mehrschichtigen Hohlkörpers aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2521308C2
Application number: DE2521308A
Authority: DE
Inventors: Donald G. Harwington Conn. Sauer
Original assignee: NATIONAL CAN CORP CHICAGO ILL US; National Can Corp Chicago Ill
Current assignee: Rexam Beverage Can Co
Priority date: 1974-05-13
Filing date: 1975-05-13
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CH593785A5; DE2521308A1; GB1514945A; CA1076764A; GB1514944A; JPS6012216B2; US4085177A; JPS50158662A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spritzgieß-BIasformen eines mehrschichtigen Hohlkörpers aus Kunststoff mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DE-OS 62 586) weist eine Klemmplatte für mindestens einen Formkern auf. Der Klemmplatte sind Einrichtungen zuiTj Aufbringen der vorgeformten Auskleidung auf den Formkern, zum Spritzgießen eines Überzuges über die vorgeformte Auskleidung und damit zur Herstellung eines laminierten Vorformlings und zum Einfahren des Formkerns in eine Blasform zugeordnet. Außerdem ist eine Druckmittelquelle zum Zuführen eines Druckmittels für das Blasformen des !Hohlkörpers durch den Formkern hindurch vorgesehen, um den laminierten Vorformling auszudehnen und an die Innenwand der Blasform anzuformcn.

Es ist weiterhin auch bereits eine Vorrichtung zum Spritzgieß-BIasformen bekannt (DE-OS 19 22 322), bei der auf einen Formkern Kunststoffmaterial zur Bildung eines Vorformlings aufgespritzt wird und anschließend der Formkern mit dem darauf befindlichen noch plastischen Vorformling in eine Blasform überführt wird, wobei durch axiales Ausfahren des Formkerns der Vorformling gereckt wird. Anschließend wird durch Zuführung eines Druckmediums durch den Formkern hindurch der Vorformling an die Wandung der Blasform angeformt Zur Hindurchleitung des Druckmediums in das Innere des Vorformlings weist der Formkern eine

ίο hohle Führungsstange sowie eine poröse Wandung auf. Durch das Recken des Vorformlings in axialer Richtung, das mit dieser bekannten Vorrichtung ausgeführt wird, läßt sich zwar gegenüber der eingangs beschriebenen Vorrichtung ein Vortei· bezüglich der Gleichmäßigkeit der Wanddicke des herzustellenden Hohlkörpers erzielen. Jedoch beschränkt sich dieser Vorteil im wesentlichen auf den Bereich der Hohlkörperwandung, der im Verlauf des Streckens keinen Kontakt mit der Formkernaußenseite hat Nach wie vor werden jedoch in dem Bereich, in welchem der Vorformling während des Rekkens am Kopfteil anliegt, ungleichmäßige Wanddicken erhalten.

Weiterhin ist auch eine Vorrichtung zum Streck-BIasformen bekannt (US-PS 34 39 380), bei der der Formkern einen ausfahrbaren Kopfteil in Form einer hohlen Stange aufweist, die über Austrittsöffnungen mit dem Inneren des herzustellenden Hohlkörpers in Verbindungsteht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der auch verhältnismäßig langgestreckte mehrschichtige Hohlkörper durch das an sich bekannte Strecken mittels eines ausfahrbaren Formkerns geschaffen werden können, dabei aber ungleichmäßige Wanddicken vermieden werden und die innerste Schicht des Hohlkörpers eine ausgeprägte biaxiale Orientierung erhält.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Palentan-Spruches 1.

Mit dieser Ausbildung gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Durchführung eines zweistufigen Blasverfahrens, in dessen erster Phase das Druckmittel in gesteuerter Menge und mit niedrigerem Druck durch den porösen Formkernkopf zugeführt wird, von dem es gleichmäßig aus den Poren ausströmt und dadurch den Vorformling nur soweit vom Formkern abhebt, daß die beim Strecken auftretende Reibung zwischen Vorformling und Formkern, die die Ursache für ungleichmäßige

ίο Wanddicken ist, vermieden wird Ist dann der Formkern mittels der Führungsstange bis nahe an sein Ende ausgefahren, dann werden durch das Ausfahren von selbst die Austrittsöffnungen in der die Druckmittelzuleitung bildenden Stange freigegeben, so daß das Druckmittel nunmehr in der zweiten Blasphase mit höherem Druck den Blasformvorgang zuende führen kann.

Es ist zwar auch bereits eine Vorrichtung bekannt (DE-PS 8 78 105), bei der Kunststoffmaterial auf einen Formkern aufgebracht wird, um einen Vorformling /u bilden, d-r dann in noch plastischem Zustand durch den Formkern gestreckt, aufgeblasen und gegen die Innenseite einer Blasform gedruckt wird. DabeKwird in einer ersten Blasphase der Vorformling nur nahezu bis zur Innenwand der Blasform ausgedehnt und in einer xweiten Blasphase ausreichend Druck zugeführt, so daß die endgültige Anlage des Vorformlings an der Blasform erfolgt. Der wesentliche Unterschied zu der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführten Vorgangs-

weise besteht jedoch darin, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem nur wenig Blasluft zugeführt wird, praktisch auch keine Streckung des Vorformlings stattfindet In dieser Phase wird vielmehr lediglich Kunststoff angesammelt, so daß sich ein klumpenförmiger Vorformling ergibt In der zweiten Phase jedoch, in der erst das eigentliche Strecken stattfindet, wird zugleich auch schon Blasluft in der Menge zugeführt die den eigentlich beabsichtigten Hohlkörper ergibt

Die Verwendung des porösen Formkerns in der beschriebenen Gestalt gestattet auch die Verminderung des Luftdruckes unter Atmosphärendruck innerhalb des Formkerns während des Aufbringens des Vorformlings auf den Formkern, d.h. während der Betätigung der entsprechenden Einrichtung hierzu, so daß dieser auf dem Formkern gegenüber einer Verschiebung solange festgehalten werden kann, bis zumindest der Spritzvorgang füi das Spritzgießen eines Oberzuges auf die Außenseite des Vorformlings eingesetzt hat vorzugsweise sogar bereits abgeschlossen ist

Der iiachgesuchte Schutz erstreck¹, sich auf eine Vorrichtung zum Spritz-Streck-BIasformen \on mehrschichtigen Kunststoff-Hohlkörpern, die durch Verwendung eines ausfahrbaren Formkerns mit einer hohlen Führungsstange und einem porös ausgebildeten Kopfteil die Ausführung eines zweistufigen Blasverfahrens gestattet, wobei während des Streckens das Druckmittel zunächst mit niedrigem Druck und anschließend nach dem Strecken mit höherem Druck zugeführt v/ird. Soweit aus dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik Merkmale von Vorrichtungen zum Spritzgieß-Streck-Blasformen bekannt sind, bilden diese lediglich in Verbindung mit den übrigen Merkmalen des Patentanspruches 1 die Erfindung.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen in einer Spritzgießform angeordneten Formkern;

F i g. 2 einen Längsschnitt des in einer Blasform angeordneten Formkerns nach F i g. 1 und

F i g. 3 den Längsschnitt des Formkerns und der Blasform nach F i g. 2 nach dem Spritzgieß-Blasformen eines Hohlkörpers.

Ein Formkern 50 umfaßt einen ausfahrbaren Kopfteil 52 sowie ein Gehäuse 54. Der Kopfteil 52 besteht aus einer zylindrischen Führungsstange 56, einem rohrförmigen Kernstift 58 und einem darin angeordneten Träger 60. Der Kernstift 58 weist eine sich verjüngende Innenwand 62 auf und liegt koaxial mit der Führungsstange 56.

Der Ke/nstift 58 besteht aus einem porösen Werkstoff, beispielsweise aus einem mit 0,002 mm starken Poren versehenen rostfreien Stahlblech. Der innenliegend angeordnete Träger 60 ist mit sich nach außen erstreckenden flach endigenden Vorsprüngen 64 versehen und besteht aus einem Material, das besonders gute Wärmeleiteigenschaften besitzt, z. B. aus Kupfer. Die sich verjüngende Innenwand 62 des Kernstiftes 58 endet im wesentlichen an gleicher Stelle wie der Träger 60.

Die Führungsstange 56 besitzt eine Eindrehung 66 mit Austrittsöffnüngen 68, über die eine Strömungsverbindung zu einer im Inneren der Führungsstange 56 liegenden Durchgangsbohrung 70 besteht.

Das Gehäuse S4 besteht aus einem zylindrisch ge·· formten Schaftabschnitt 72 und einem ebenfalls zylindrischen verdickten W&ndabschnitt 74 und weist eine zentral gelegene zylindrische Führung auf, innerhalb der der Kopfteil 52 leicht vor- und zurückgeschoben werden kann. Der Schaftabschnitt 72 ist mit einer Positioniernut 78 versehen, um eine genaue Positionierung an einer drehbaren nicht dargestellten Indexplatte zu ermöglichen. Der Kopfteil 52 wird in dem Gehäuse 54 mittels eines Hydraulikmechanismus 55 bewegt der in der Indexplatte angeordnet ist

Aufgrund der in dem porösen Metall des Kopfteils 52 vorhandenen nicht gezeigten Öffnungen kann ein gasförmiges Druckmedium durch das poröse Metall hindurchgeleitet werden.

Der Formkern 50 einschließlich eines vorgeformten Vorformlings 80 in einer Spritzgießform 82 angeordnet Die Spritzgießform 82 enthält Kanäle 84 zur Zuführung eines Wärmeträgermediums. Durch eine Einspritzdüse 88 wird heißer Kunststoff zwischen den Vorformling 80 und die Formwandung 90 der Spritzgießform 82 eingespritzt, so daß eine laminierte Vorform 91 entsteht

Am Ende eines Zyklusabschnitts wird der Formkern 50 zusammen mit der Vorform 91 :n die Formhöhlung 94 einer Blasform 92 verbracht Au-"b die Blasform 92 weist Kanäle 96 für ein Wärmeträgemiedium auf. Außerdem ist ein in die Formhöhlung 94 einschiebbarer Formstift 98 für den Boden vorgesehen, der durch einen Antrieb 99 unter Vorspannung gehalten werden kann. Die Vorform 91 wird in der Blasform 92 durch Gewindegänge 100 zusammen mit dem Gehäuse 54 des Formkernes 50 gehalten und hat eine für eine Ausdehnung hinreichende Temperatur. Die Durcb^angsbohrung 70 wird in Strömungsverbindung mit einer Druckluftquelle gebracht, so daß Druckluft durch den porösen Kernstift 58 gelangt und die Vorform 94 leicht von dem Kernstift 58 abhebt Gleichzeitig oder anschließend an die Zuführung der ersten Druckluft wird der Kopfteil 52 des Formkernes 50 in die Formhöhlung 94 hinein entgegen der nachgiebig aufgebrachten Vorspannkraft des Formstiftes 98 ausgefahren, bis der Kopfteil 52 sich voll in die Formhöhlung 94 hineinerstreckt. Gleichzeitig wird über die Durchgangsbohrung 70 und von dieser über das poröse Metall des Kopfteiles 52 eine genau bemessene M .nge an Druckluft kontinuierlich zugeführt, so daß die sich ausdehnende Vorform 91 von der seitlichen Begrenzung des Kernstiftes 58 während des Streckvorganges weggehalten wird. Sobald die voll ausgefahrene Position erreicht wird, wird ein Druckmedium, z. B. Druckluft unter größerem Druck durch die Durchgangsbohrung 70 und die Austrittsöffnungen 68 und von dort aus zwischen dem Kopfteil 52 und dem Gehäuse 54 über die Eindrehung 66 zugeleitet, so daß die Vorform 91 ausgedehnt und an die Formwandung 102 der Blasform 92 angedrückt wird. Dadurch entsteht ein als Behälter 104 ausgebildeter Hohlkörper.

D'c genaue Bemessung des Druckmediums, d. h. der Druckluft, kann durch die Größe der Fläche an porösem Metall an der Inr^nwandung, die in Strömungsverbindung mit der Druckluftquelle (bei einem gegebenen Druck) steht, er^folgen, so daß dadurch eine Ventilanordnung, die notwendigerweise mit der Kompressorein· richtung gekoppi.it ist. wegfallen kann.

Wie voi stehend erwähnt, ist der Boden der Vorform 91 zwischen dem Kopfteil 52 des Formkerns 50 und dem federbeaufschlagten Formstift 98 währeiid des Ausfahrens des Kopfteiles 52 eingespannt. Hierfür sprechen mehrere Gründe, darunter derjenige, daß die Vorform während des Blasen« dort gehalten werden soll, weiterhin daß ein Dünnwerden des Vorform-Bodens während des Streckens auf ein Minimum herabgesetzt werden soll. Weitere Gründe sind die erwünschte Blasstabilität

und die Erzielung einer gleichförmigen Axialspannung während des Streckens der Vorform usw.

Bedeutungsvoll ist im vorliegenden Zusammenhang die Notwendigkeit, die Ausfahr- oder Ziehgeschwindigkeit im Verhältnis zu der durch den Kernstift 58 zügemessenen Luftmenge zu steuern.

Nach der Beendigung eines weiteren Zyklusabschnittes wird die Blasform 92 geöffnet und der Behälter 104 ausgeworfen.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Spritzgieß-BIasformen eines mehrschichtigen Hohlkörpers aus Kunststoff, mit einer Aufspannplatte für wenigstens einen Formkern, mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines vorgeformten Vorformlings mit engem Sitz auf den Formkern, mit einer Einrichtung zum Spritzgießen eines Überzuges auf die Außenseite des Vorformlings, mit einer Einrichtung zum Einfahren des Formkerns in eine Blasform, deren Innenabmessungen den Außenabmessungen des herzustellenden Hohlkörpers entsprechen, und mit einer Druckmittelquelle zum Zuführen eines Druckmittels für das Blasformen des Hohlkörpers durch eine in dem Formkern angeordnete Druckmittelleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (50) zum Längsstrecken des Vorformlings mittels einer in einem Gehäuse (54) geführten hohlen Führungsstange (56) längsverschiabbar angeordnet ist, deren Durchgangsbohrung (70) mit der Druckmittelleitung verbunden ist und die erst in aus dem Gehäuse (54) ausgefahrenem Zustand freiliegende Austrittsöffnungen (68) aufweist, durch die dem Vorformling nach dem Längsstrecken das Druckmitte! mit höherem Druck zuführbar ist, und daß der Kopfteil (52) des Formkerns (50) aus einem porösen Werkstoff besteht, durch den hindurch dem Vorformling das Druckmittel aus der Druckmittelleitung während des Längsst^reckens mit geringem Druck zuführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil (52) des Formkerns (50) rohrförmig mit einem in seinen, inneren angeordneten Träger (60) ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (60) an seiner Außenseite ein Schraubengewinde trägt, das an der Innenwandung des Kopfteils (52) anliegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Trägers (60) mit dem freien Ende des Kopfteils (52) auf gleicher Höhe liegt.