DE2137103C3 - Verfahren zum Herstellen doppelwandiger, schalenförmiger Gegenstände aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen doppelwandiger, schalenförmiger Gegenstände aus thermoplastischem Kunststoff, bei welchem ein plastischer hohler Posten aus der Düse eines Extruders zwischen die einander gegenüberliegenden Teile einer mehrteiligen offenen Blasform eingebracht wird und die Blasform geschlossen wird, während im Posten ein vorgegebener Gasdruck aufrechterhalten wird, wobei der Posten in die aus zwei Formhälften mit einem in einer der beiden Fonnhälften angeordneten über deren Trennebene hinaus bewegbaren Formkern und einem auf einer dieser beiden Teilformen verschiebbar angeordneten Initialverschiuß bestehenden Blasform eingebracht und in dem durch Verschiebung des Initialverschlusses auf der ihn tragenden Teilform bis z*ir dichten Anlage an der anderen Teilform entstandenen Initialhohlraum der Blasform eingeschlossen wird, wobei sodann der endgültige Formhohlraum durch Relativbewegung des Formkernes und der Negativform unter endgültigem Schließen der Blasform gebildet und der Posten unter Beibehaltung des vorgegebenen Gasdrukkes im Posten zu einem an diesem Formhohlraum der Blasform gleichmäßig anliegenden Hohlkörper verformt wird.

Nach einem bekannten Verfahren der beschriebenen Gattung (vgl. FR-PS 15 87 186) wird der hohle Posten in Form eines geschlossenen Schlauches aus einem mit Ringdüse versehenen Extruder zwischen die Formhälften extrudiert und unmittelbar anschließend verformt. Auf diese Weise lassen sich verhältnismäßig kleine und dünnwandige Hohlkörper wie Kofferschalen od. dgl. herstellen. Bei der Herstellung größerer Gegenstände der beschriebenen Gestalt, bispielsweise Badewannen, Bootsrümpfe od. dgl., ergeben sich jedoch Schwierigkeiten. Einerseits erfährt der aus dem Extruder austretende Posten infolge seines großen Gewichtes eine ungleichmäßige Dehnung, andererseits ist bei den in Frage kommenden Abmessungen eine einheitliche Verformungstemperatur nicht ohne weiteres einzuhalten. Beides hat zur Folge, daß die auf diese Weise erzeugten Gegenstände ungleichmäßige Wandstärken und innere Spannungen aufweisen.

Nach einem bekannten Verfahren anderer Gattung (vgl. CH-PS 4 97 967) werden einwandige, allseits konvexe Behälter wie Flaschen od. dgl. aus thermoplastischem Kunststoff dadurch hergestellt, daß zwei Kunststoffbahnen extrudiert. zwischen den Formhälften randseitig miteinander verschweißt und anschließend durch Einleiten von Druckluft zum Behälter geformt werden. Vor dem Verformen werden die Kunststoffbahnen mittels vor den Formhälften angeordneter Heizelemente erhitzt, um eine vorzeitige Berührung der horizontal geführten Kunststoffbahnen zu verhindern, wird ein Warmluftstrahl zwischen die noch unverschweißten Bahnen eingeblasen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, wonach doppelwandige, schalenförmige Gegenstände aus thermoplastischem Kunststoff auch bei größeren Abmessungen in einfacher Weise und vor allem mit gleichmäßiger Wandstärke hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Kombination

1. der Kunststoffposten in an sich bekannter Weise aus zwei thermoplastischen Bahnen gebildet wird, die von Abzugswalzen über Heizeinrichtungen abgezogen werden und deren Ränder verschweißt werden,

2. das Verschweißen zwischen einander gegenüberliegenden Heizwalzen erfolgt,

3. in an sich bekannter Weise heißes Gas in den zwischen den beiden Bahnen entstehenden Hohlraum eingeblasen wird, und

4. die beiden in an sich bekannter Weise vor dem Verformen erhitzten Bahnen durch in der Blasform bewegbar angebrachte, vor dem endgültigen Schließen der Blasform aus dieser entfernte weite-

„re Heizeinrichtungen erhitzt werden.

Mit diesen Maßnahmen wird erreicht, daß die für eine gleichmäßige Verformung des in die Blasform eingebrachten Kunststoffpostens erforderlichen Eigenschaften in jedem Verfahrenszustard genau kontrolliert werden könnea Durch die Bildung des hohlen Postens aus zwei thermoplastischen Bahnen lassen sich zunächst gleichmäßige Ausgangsbedingungen mit hoher Genauigkeit einhalten. Die vor der eigentlichen Verformung erfolgende Verschweißung der Ränder der Bahnen führt zu einei wesentlich verbesserten Stabilität des zwischen die Formhälften eingebrachten Postens. Die Erhitzung einerseits durch in den zwischen den verschweißten Bahnen gebildeten Hohlraum eingeblasenes heißes Gas, andererseits durch die zusätzlichen, zwischen die Formhälften ein- bzw. ausfahrbaren Heizeinrichtungen stellt sicher, daß keine unkontrollierte Abkühlung der verhältnismäßig ausgedehnten und dickwandigen Bahnen eintritt Die in dieser Weise vorbereiteten Bahnen lassen sich bei dem anschließenden eigentlichen Verformungsvorgang ohne weiteres sauber und mit großer Genauigkeit verformen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile bestehen demnach im wesentlichen darin, daß ein Verfahren angegeben wird, das die Herstellung von doppelwand!- gen, schalenförmigen Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff auch bei beträchtlichen Abmessungen in einfacher Weise, mit gleichmäßiger Wandstärke und einem Mindestmaß an inneren Spannungen ermöglicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Teilformen je ein Initialverschluß verschiebbar angeordnet ist, und daß nach dem Einbringen des Postens zwischen die Teile der Blasform beide Initialver-Schlüsse bis zur gegenseitigen dichten Anlage gegeneinander geschoben werden. Weiter besteht die Möglichkeit, daß die Wandungen des Hohlkörpers teilweise oder völlig miteinander verschmolzen und/oder verklebt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in teilweise geschnittener Seitenansicht,

1 i g. 2 eine nach dem Verfahren hergestellte Badewanne im Teilschnitt,

F i g. 3 und 4 andere Ausführungsformen des Gegenstands der F i g. 2.

Die F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in Ausgangsstellung, d. h. in geöffnetem Zustand. Ein plastischer hohler Posten a ist zwischen Formkern 1 und Negativform 2 einer mehrteiligen Blasform eingebracht worden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf beiden Formieilen je ein verschiebbarer Initialverschluß 5 angeordnet. Es kann jedoch auch mit einem einzigen Initialverschluß gearbeitet werden. Die grundsätzliche Arbeitsweise besteht darin, daß zunächst durch Verschiebung der Initialver-Schlüsse 5 auf den sie tragenden Formteilen bis zur dichten gegenseitigen Anlage bzw. (beim Arbeiten mit nur einem Initialverschluß) bis zur dichten Anlage an dem anderen Formteil ein Initialhohlraum gebildet und in diesem der Posten a eingeschlossen wird. Die Ver-Schiebung erfolgt derart, daß die beiden Initialverschlüsse 5 bzw. der Initialverschluß und der andere Formteil in der Schließlinie X-X aneinanderliegen.

Darauf wird durch Relativbewegung des Formkerns 1 und der Negativform 2 unter endgültigem Schließen der Blasform der endgültige Formhohlraum gebildet und der Posten a zu einem an diesem Formhohire·.· ^¹ der Blasform gleichmäßig anliegenden Hohlkörper verfprmL Dabei wird im Posten a ein vorgegebener Gasdruck aufrechterhalten.

Die F i g. 1 läßt erkennen, wie von beiden Seiten der Blasform Bahnen 16 aus thermoplastischem Kunststoff über Abzugswalzen 17 zugeführt werden. Die Bahnen 16 durchlaufen zunächst Heizkammern 19 mit Heizern 20 und werden über Zuführwalzen 18 in der Weise weitergeführt, daß sie im wesentlichen senkrecht nach unten und parallel zur Schließlinie X-X einander gegenüberliegend zwischen die Teile der geöffneten Blasform geleitet werden. Die Ränder der beiden Bahnen 16 werden durch Heizwalzen 22 angeschmolzen und miteinander verklebt. Dabei wird durch eine Blasleitung 23 Heißluft in den Zwischenraum zwischen den beiden parallel zusammengelegten Bahnen 16 eingeblasen, so daß deren Mittelbereiche nicht aneinander ankleben können und die randseitig miteinander verklebten Bahnen den hohlen Posten a bilden.

Der Posten a wird darauf durch eine zwischen die Formteile ein- bzw. ausfahrbare Heizeinrichtung 21 weiter erwärmt, so daß er von beiden Seiten bis auf eine nahe dem Schmelzpunkt des thermoplastischen Kunststoffes liegende Temperatur erhitzt wird. Nach dem Entfernen der Heizeinrichtung 21 werden die beiden Initialverschlüsse 5 mittels (nicht dargesteifter) Hydraulikzylinder bis zur gegenseitigen Anlage in der Schließlinie X-X geschoben, so daß die Schulterteile des Postens a angeschmolzen und miteinander verbunden werden. Gleichzeitig wird Heißluft unter Druck in das Innere des Postens a eingeblasen, so daß er sich in dem Initialhohlraum, der durch Formkern 1, Negativform 2 und die beiden Initialverschlüsse 5 begrenzt ist, ausdehnt. Darauf werden mittels (nicht dargestellter) Hydraulikzylinder allmählich der Formkern 1 und die Negativform 2 langsam gegeneinander geschoben, bis die Blasform endgültig geschlossen ist. Dabei wird der Gasdruck in dem eingeschlossenen Posten a auf einem vorgegebenen Wert gehalten, was beispielsweise durch teilweises Ablassen von Gas durch ein (nicht dargestelltes) Abblasventil, das an die Blasleitung 23 angeschlossen ist, erfolgen kann. Auf die beschriebene Weise wird der hohle Posten a zu einem doppelwandigen, schalenförmigen Kunststoffkörper umgeformt.

Wird mit nur einem Initialverschluß 5 gearbeitet, so wird dieser — wenn er beispielsweise verschiebbar auf dem Formkern 1 angeordnet ist — zunächst zur Negativform 2 hin geschlossen. Um dabei einen einseitigen Druck des Initialverschlusses 5 auf den absinkenden Posten a zu verhindern, ist es jedoch notwendig, die Negativform 2 gleichzeitig mit dem Initialverschluß 5 zur Schließlinie X-X hinzuschieben. Um eine Beschädigung des Postens a durch ein ihn umgebendes Hindernis zu verhindern, wird während des Schließens der Blasform die Schließlinie X-X der Symmetrieebene des Postens a angepaßt. - Der Bewegungsablauf wird entsprechend gesteuert, wenn (wie im dargestellten Ausführungsbeispiel) mit zwei Initialverschlüssen 5 gearbeitet wird.

Initialverschluß 5, Negativform 2 und Formkern 1 bilden wie erwähnt einen Initialhohlraum, wenn der Initialverschluß 5 vor dem endgültigen Schließen der Blasform mit der Negativform 2 in Eingriff gebracht wird. Während dieses Verfahrensschrittes wird heiße

Luft unter einem Druck von etwa 1 bis 5 kp/cm², welcher ausreicht, um die schlauchartige Gestalt des hohlen Postens a im Initialhohlraum aufrechtzuerhalten, von einer nicht dargestellten Preßluftquelle her in das Innere des Postens a eingeblasen. Auf diese Weise wird die Stärke des Postens a praktisch gleichmäßig gehalten, und werden die Wandungen des Postens a daran gehindert, aneinander festzukleben, indem der Gasdruck im Posten a auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, wenn der Posten a durch die einzelnen Teile der mehrteiligen Blasform eingeschlossen wird. Im übrigen empfiehlt es sich bei der Herstellung von Gegenständen mit hohler oder mit teilweise verklebter Doppelwandung die mit der Innenfläche der Blasform verschmolzenen oder verklebten oberen und unteren Teile des Postens a unmittelbar nach dem Schließen der Blasform abzutrennen und dabei gleichzeitig wiederum Preßluft in den Posten a einzublasen und diesen dadurch fest gegen den Formhohlraum zu drücken. Dabei erfolgen vorzugsweise bis zum nächsten Arbeitstakt Abkühlung und Verfestigung des erzeugten Gegenstandes.

Nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Hohlkörper zeichnen sich durch gleichmäßige und glänzende Oberflächenbeschaffenheit aus und besitzen eine über den ganzen Hohlkörper weitgehend gleichmäßig verkettete und orientierte Molekularstruktur Die Wandungen der nach dem Verfahren hergestellten Hohlkörper zeichnen sich durch hohe Festigkeit aus und weisen vor allem vollkommen gleichmäßige Wandstärke auf. Besondere Vorteile bringt dieses Verfahrer bei der Herstellung von Hohlkörpern großer Abmessungen, beispielsweise Booten, Badewannen od. dgl.

ίο welche sehr hohe Festigkeit aufweisen müssen. Derarti ge Hohlkörper lassen sich praktisch frei von innerer Spannungen herstellen, da während des Verformungs Vorganges nur sehr geringe Restspannungen auftreter und der plastische Kunststoff ohne Richtungszwanj fließt. Es besteht daher die Möglichkeit, mehrschichti ge, insbesondere hohlwandige Formkörper in einfachei Weise herzustellen, ohne dabei hohe Preßdrücke, dii beispielsweise beim Spritzgießen notwendig sind, anzu wenden. Nach dem beschriebenen Verfahren herge stellte Hohlkörper erweisen sich wegen der hohen Fe stigkeit und Formstabilität ihrer Wandungen, verbun den mit der Möglichkeit, eine vorzügliche Wärmedäm mung zu erreichen, als besonders vorteilhaft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen doppelwandig«r, schalenförrniger Gegenstände aus thermoplaste schem Kunststoff, bei welchem ein plastischer hohler Posten aus der Düse eines Extruders zwischen die einander gegenüberliegenden Teile einer mehrteiligen offenen Blasform eingebracht wird und die Blasform geschlossen wird, während im Posten ein vorgegebener Gasdruck aufrechterhalten wird, wobei der Posten in die aus zwei Formhälften mit einem in einer der beiden Formhälften angeordneten über deren Trennebene hinaus bewegbaren Formkern und einem auf einer dieser beiden Teilformen verschiebbar angeordneten Inrüalverschluß bestehenden Blasform eingebracht und in dem durch Verschiebung des Initialverschlusses auf der ihn tragenden Teilform bis zur dichten Anlage an der anderen Teilform entstandenen Initialhohlraum der Blasform eingeschlossen wird, wobei sodann der endgültige Formhohlraum durch Relativbewegung des Formkernes und der Negativform unter endgültigem Schließen der Blasform gebildet und der Posten unter Beibehaltung des vorgegebenen Gasdruckes im Posten zu einem an diesem Formhohlraum der Blasform gleichmäßig anliegenden Hohlkörper verformt wird, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß

1. der Kunststoffposten in an sich bekannter Weise aus zwei thermoplastischen Bahnen gebildet wird, die von Abzugswalzen über Heizeinrichtungen abgezogen werden und deren Ränder verschweißt werden, daß

2. das Verschweißen zwischen einander gegen· überliegenden Heizwalzen erfolgt, daß

3. in an sich bekannter Weise heißes Gas in den zwischen den beiden Bahnen entstehenden Hohlraum eingeblasen wird, und daß

4. die beiden in an sich bekannter Weise vor dem Verformen erhitzten Bahnen durch in der Blasform bewegbar angebrachte, vor dem endgültigen Schließen der Blasform aus dieser entfernte weitere Heizeinrichtungen erhitzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Teilformen je ein Initialverschluß verschiebbar angeordnet ist. und daß nach dem Einbringen des Postens zwischen die Teile der Blasform beide Initialverschlüsse bis zur gegenseitigen dichten Anlage gegeneinandergeschoben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Hohlkörpers teilweise oder völlig miteinander verschmolzen und/oder verklebt werden.