DE2364510A1

DE2364510A1 - Verfahren zum abtrennen von abfallstuecken beim herstellen von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff im blasverfahren

Info

Publication number: DE2364510A1
Application number: DE2364510A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: KAUTEX WERKE GmbH
Current assignee: KAUTEX WERKE GmbH
Priority date: 1973-12-24
Filing date: 1973-12-24
Publication date: 1975-07-10
Also published as: ES451585A1; JPS5820784B2; US4233009A; BE823837A; FR2255156B1; SE7415814L; DK664074A; JPS5096662A; BR7410773D0; GB1456080A; AT363250B; ATA983674A; IT1026143B; FR2255156A1; ES433270A1; CH580486A5; DE2364510B2

Description

Kautex-Werke Reinold Hagen GmbH., 5300 Bonn-Holzlar 1

Verfahren zum Äbtrennen von Äbfallstücken beim Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Abfallstücken beim Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren, wobei ein schlauch- oder folienartiges Zwischenerzeugnis in einer mit Quetschkanten versehenen, zwei- oder mehrteiligen Hohlform eingeschlossen wird und beim Schliessen der Hohlformteile Bereiche des Zwischenerzeugnisses festgeklemmt und unter Bildung von Abfallstücken abgequetscht und an den Klemm- bzw. Quetschstellen zugleich auch Bereiche des Zwischenerzeugnisses miteinander verschweisst werden.

In vielen Fällen sind die im Bauverfahren unter Verwendung von mit Quetschkanten versehenen Hohlformen hergestellten Hohlkörper insoweit nachbearbeitungsfrei als die Abfallstücke ohne Schwierigkeiten abgerissen werden können. Dies kann von Hand oder auch

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mittels maschineller Einrichtungen geschehen. Die Durchführung von Schneid-, Stanzvorgängen oder dgl. ist dabei im allgemeinen nicht erforderlich.

Es werden aber auch häufig Materialien verarbeitet, deren Eigenschaften ein einfaches Abreissen des Abfallstückes jedenfalls dann erschweren oder gar unmöglich mächen, wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden. Dabei ist auch von Bedeutung, dass zunehmend Hohlkörper hergestellt werden, deren Gestalt ausserordentlich kompliziert ist. Dies gilt beispielsweise sowohl für Behälter als auch für technische Hohlkörper. In allen Fällen ist die Tatsache von wesentlicher Bedeutung, dass im Verlauf des Quetschvorganges zwei Zielsetzungen berücksichtigt werden müssen - möglichst weitgehendes Abtrennen des überflüssigen Materials einerseits und Herstellen einer einwandfreien Schweissverbindung andererseits -, die hinsichtlich der dazu notwendigen Massnahmen nicht oder nur mit Schwierigkeiten in Übereinstimmung gebracht werden können. Tatsächlich sind die Massnahmen und die aus ihnen herzuleitenden Wirkungen einander entgegengerichtet. Ein einwandfreies Abtrennen des Abfallstückes setzt im allgemeinen ein verhältnismässig schnelles Schliessen der Hohlform und damit der Quetschkanten voraus. Hingegen ist die Herstellung einer einwandfreien Schweissisht an ein langsameres Schliessen der Hohlform und damit der Quetschkanten gebunden.

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Es ist demzufolge in der Fachwelt vielfach die Auffassung vertreten worden, dass die Schliessgeschwindigkeit auf jeden Fall im Hinblick auf die notwendige und gewünschte Qualität der Schweissnaht zu wählen ist mit dem Ergebnis, dass allgemein eine langsame Schliessgeschwindigkeit bis zur endgültigen Schliessstellung der Formteile für unabdingbar gehalten wird. Diese allgemein vertretene Auffassung wird, ergänzt hä durch die Ansicht, dass eine Verbesserung des Abquetschvorganges durch eine entsprechende Bemessung oder Vergrösserung der Schliesskraft erreichbar ist. Eine Verwirklichung der aus diesen Auffassungen sich ergebenden Forderungen an die Ausführung der Vorrichtung würde jedoch zu Grössenordnungen insbesondere der Antriebsmittel führen, die die Gesamtvorrichtung letztenendes unwirtschaftlich werden lassen. - Vor dem Hintergrund der vorstehend geschilderten Auffassungen der Fachwelt ist bereits ein Verfahren zum Abtrennen von Abfallstücken beim Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff entwickelt worden, bei dem das Abtrennen nach dem Sehliessen der Form durch einen oder mehrere auf die Hohlform ausgeübte Schläge erfolgt. Dazu ist es erforderlich, der Hohlform eine bewegbare Schlageinrichtung zuzuordnen. Dies führt zu einem gewissen Mehraufwand, zumal es notwendig ist, zusätzlich bewegbare Teile und gegebenenfalls einen zusätzlichen Antrieb vorzusehen. Weiterhin ist dieses Verfahren bei grösseren Hohlformen zur Herstellung entsprechend grösserer Hohlkörper nur mit Schwierigkeiten anwendbar, weil die Schlageinrichtung bzw. deren Masse mit der Masse der Hohlform ent-

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sprechend grosser werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabezugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass das Abtrennen der Abfallteile ohne wesentliche zusätzliche Massnahraen oder Einrichtungen erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass nach einer ersten Phase des Quetschvorganges, in welcher die Quetschkanten in einer für die Bildung der Schweissnaht optimalen Geschwindigkeit bewegt werden, in einer zweiten Phase des Quetschvorganges die Schliessgeschwindigkeit zur Vergrösserung der Bewegungsenergie erhöht wird. Zweckmässig wird dabei so verfahren, dass die Beschleunigung der Schliessbewegung in der zweiten Hälfte des dem Quetschvorgang entsprechenden Schliessweges erfolgt. In jedem Fall wird die Beschleunigung der Schliessbewegung vorteilhaft erst dann erfolgen, nachdem die miteinander zu verschweissenden Bereiche des Zwischenerzeugnisses unter Druck aneinander zur Anlage gebracht worden sind. Die daran anschliessende Schliessbewegung mit gegenüber der vorausgegangenefen Bewegungsphase erhöhter Geschwindigkeit bewirkt den eigentlichen Abtrennvorgang, nachdem die für die einwandfreie Herstellung der Schweissnaht wesentlichen Vorgänge abgeschlossen sind.

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Als besonders zweckmässig hat sich eine Verfahrensweise herausgestellt, bei welcher die Geschwindigkeit in derzweiten Phase des Schliessvorganges oder an deren Ende im wesentlichen gleich ist der Geschwindigkeit, mit der die Hohlformteile etwa bis zum Beginn des Quetschvorganges in Schliessrichtung bewegt werden.

Das bei Anwendung der Erfindung erzielbare Ergebnis wird innerhalb bestimmter Grenzen von der Verarbeitbarkeit des Materials abhängen. Es ist also möglich, dass bei einem gut verarbeitbaren Material eine einwandfreie Schweissnaht hergestellt und zugleich das Abfallstück vollständig abgetrennt wird. Bei anderen, schwieriger zu verarbeitenden Materialien wird eine einwandfreie Schweissnaht erzielbar sein, wobei dann das Abfallstück unter Umständen noch gesondert abgerissen werden muss. In jedem Fall tritt eine wesentliche Verbesserung gegenüber solchen Verfahren ein, bei denen keine besonderen Vorkehrungen in Bezug auf die Herstellung der Schweissnaht und das Abtrennen des Abfallstückes vorgesehen sind. Wesentlich ist weiterhin, dass zur Erzielung dieses Effektes praktisch keine zusätzlichen Einrichtungen, Vorrichtungen oder dgl. erforderlich sind. Bei hydraulisch angetriebenen Formteilen ist es lediglich notwendig, in der Leitung für die hydraulische Flüssigkeit an geeigneter Stelle eine Drossel einzubauen, die in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten Geschwindigkeit wirksam oder unwirksam gestellt wird. Bei mechanisch angetriebenen Formteilen sind andere Möglichkeiten gegeben, die beispielsweise als Reibungsbremse oder dgl. ausgebildet sein

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können. Dabei ist davon auszugehen, dass die Schliessbewegung der Formteile bis zu Beginn der ersten Phase ohnehin mit einer grösseren Geschwindigkeit durchgeführt wird, um die Dauer des Schliessvorganges insgesamt so kurz wie möglich zu halten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren,

Fig. 2 im Schema das Zusammenwirken zweier Formteile sowie das zugehörige Weg-Zeit-Diagramm.

Das in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine zweigeteilte Hohlform auf, die aus zwei Formhälften 10a und 10b besteht. Beide Formhälften sind jeweils an einem

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Grundkörper lla bzw. lib lösbar angebracht.

Oberhalb der Hohlform 10a, 10b ist ein Spritzkopf 12 angeordnet, in den hinein das thermoplastische Material durch zwei Extruder 13a, 13b gefördert wird. Der Spritzkopf 12 ist an seiner Unterseite 14 mit einer Ringdüse zum Auspressen eines schlauchförmigen Zwischenerzeugnisses 15 versehen.

Nachdem das Zwischenerzeugnis die für die Herstellung eines Hohlkörpers erforderliche Länge erreicht hat, wird die Hohlform durch Verfahren der beiden Formhälften 10a, 10b in Richtung der Pfeile l6a, 16b geschlossen. Jede Formhälfte weist eine Ausnehmung 17a bzw. 17b auf. Beide Ausnehmungen bilden in geschlossenem Zustand der Hohlform gemeinsam ein Formnest, dessen Gestalt der äusseren Kontur des herzustellenden Hohlkörpers entspricht.

Weiterhin ist jede Formhälfte 10a, 10b mit feststehend angebrachten *'Öü!et"schkanten 18a, 18b und 19a, 19b versehen.

Die Aufweitung des Zwischenerzeugnisses 15 innerhalb der geschlossenen Hohlform 10a, 10b erfolgt durch ein Druckmittel, welches über eine Blasdüse 20' zugeführt wird, die bei dem in Fig. 1 der SZeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel von unten in die Hohlform und den darin befindlichen Vorformling hineinragt. Es ist natürlich auch möglich, die Blasdüse 20 anderswo anzuordnen, beispielsweise so, dass sie von oben in die Hohlform hineinragt,. Die Blasdüse 20 ist auf- und abbewegbar angeordnet.

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Die Hin- und Herbewegung der beiden Formhälften 10a, 10b zum Zwecke des Schliessens und Öffnens der Form wird durch hydraulische Zylinder 21a, 21b bewirkt. Die Kolbenstangen 22a, 22b der in den Zylindern 21a, 21b geführten Kolben sind mit Jeweils einem der Grundkörper 11a, 11b verbunden» Die Zylinder 21a, 21b werden von senkrechten Holmen 25a, 23b eines rechteckigen Rahmens getragen, der durch zwei Querträger 24 und 25 vervollständigt wird.

Jeder der Grundkörper 11a, 11b ist oberseitig mit Fortsätzen 30, 31 versehen, an denen Rollen 33 angebracht sind. Diese laufen auf den oberen Begrenzungsflächen 34 des oberen Querträgers 24*

Im Zuge der Schliessbewegung der beiden Formhälften 10a, 10b in Richtung der Pfeile l6a, bzw. lob kommen die Quetschkanten 18a, 18b und 19a, 19b zunächst an der Aussenflache des Zwischenerzeugnisses 15 zur Anlage. Letzteres wird im Verlauf der weiteren Schliessbewegung im Bereich der Quetschkanten flachgedrückt, so dass sich beispielsweise im Bereich der oberen Quetschkanten 18a, 18b zwei zueinander parallele Wandteile 15a, 15b (Fig. Z) bilden, die einander gegenüberliegen und kurz vor Abschluss der Schliessbewegung aneinander zur Anlage kommen. Dieses Stadium ist in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt. Es ist dabei davon auszugehen, dass in der Hohlform 10a, 10b ein Behälter hergestellt wird, der in der Hohlform auf dem Kopf steht, so dass im Bereich der Quetschkanten 18a, 18b der Boden des Behälters gebildet wird, der mit einer

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Schweissnaht versehen ist. Diese Schweissnaht entsteht dadurch, dass die beiden einander gegenüberliegenden Randbereiche 15a, 15b des Zwischenerzeugnisses durch einen Schweissvorgang miteinander fest verbunden werden. Gleichzeitig soll dabei das oberhalb der Hohlformhälften 10a, 10b und der Quetschkanten 18a, 18b befindliche Material des Zwischenerzeugnisses 15 abgetrennt werden, wobei das resultierende Abfallstück bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen Spritzkopf 12 und Hohlform 10a, 10b angeordnet ist.

Abweichend von der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Lage der Teile kann die Schliessbewegung der beiden Formhälften 10a, 10b bereits beginnen, bevor das Zwischenerzeugnis 15 seine maximale Länge erreicht hat. Entscheidend ist lediglich, dass die erforderliche Länge des Zwischenerzeugnisses vorhanden ist, sobald die Formhälften 10a, 10b bzw. die Quetschkanten 18a, 18b, 19a, 19b im Zuge der Schliessbewegung das Zwischenerzeugnis 15 erstmals berühren. Bis etwa zu diesem oder einem geringfügig später liegenden Zeitpunkt erfolgt die Schliessgeschwindigkeit mit normaler Geschwindigkeit V . Es kommt dabei lediglich darauf an, die beiden Formhälften 10a, 10b so schnell wie möglich in Richtung der beiden Pfeile 16a, 16b zu bewegen, um den dafür erforderlichen Zeitaufwand gering zu halten. Spätestens zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Zwischenerzeugnis 15 im Bereich der Quetschkanten gemäss dar Darstellung der Fig. 2 flach gedrückt ist, wird die Schliessgeschwindigkeit auf den Wert V_v verzögert. In der an den Beginn der

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Verzögerung anschliessenden Phase werden die beiden Bereiche 15a, 15b des Zwischenerzeugnisses 15 gegeneinander gepresst und unter Bildung.der bereits mehrfach erwähnten Schweissnaht miteinander verbunden. Die verzögerte Schliessbewegung soll dabei die Bildung der Schweissnaht, insbesondere auch deren Festigkeit, begünstigen.

In derletzten Phase des Schliessvorganges wird dann die Schliessbewegung wieder auf den Wert V₃₀J₁ beschleunigt, bis schliesslich am Ende der Schliessbewegung die Hohlform vollständig geschlossen ist. Diese letzte Phase mit der Geschwindigkeit Vv dient dazu, die Abtrennung des Abfallstückes zu vervollständigen. Dabei kann die endgültige Schließstellung der beiden Formhälften 10a, 10b durchaus einen ganz geringfügigen Abstand zwischen beiden Quetschkanten 18a, 18b beinhalten, so dassim Ergebnis das Abfallstück über einen dünnen Film mit dem Hohlkörper verbunden bleibt. Das Abfall stück kann dann jedoch im allgemeinen ohne weiteres, also ohne Verwendung von besonderen Schneid- oder Stanzwerkzeugen &■ ^gerissen werden. In jedem Fall ist jedoch das Entfernen des Abfallstückes leichter als es ohne Anwendung der Lehre gemäss der Erfindung der Fall sein würde.

In Fig. 2 wird in einem Weg-Zeit-Diagramm der Verlauf der Erregung dargestellt. Die verschiedenen Geschwindigkeiten werden durch den Anstieg der Kurve ausgedrückt. Je flacher der Winkel ist, um so grosser ist die Geschwindigkeit; je steiler der Winkel ist, um so geringer ist die Geschwindigkeit, der Fig. 2 ist zu entnehmen, dass die Endgeschwindigkeit V_gch i_n der letzten Phase

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des Schliessvorganges höher ist als dienormale Geschwindigkeit V_n. Die Wahl der Geschwindigkeit V_gch und die zu deren Erreichen notwendige/Schleunigung werden von den jeweiligen Gegebenheiten, insbesondere von der erforderlichen kinetischen Energie zur Erzielung des angestrebten Effektes abhängen. Letztenendes wird jedoch in der Mehrzahl der Fälle die Geschwindigkeit V _c^ der Geschwindigkeit V entsprechen, da dies aus regeltechnischen Gründen die einfachste Lösung sein wird. Dabei ist davon auszugehen, dass eine derart bemessene Geschwindigkeit V J₁ auch bei sehr vielen Anwendungsfällen ausreichen wird. Unabhängig von der Wahl der Geschwindigkeit V₃₀J₁ ist unter allen Umständen eine Gewähr dafür gegeben, dass - bezogen auf eine bestimmte Geschwindigkeit - die Bewegungsenergie mit der Grosse bzw. der Masse der Hohlform wäschst. Es sind somit keinerlei besonderen Massnahmen erforderlich, die die jeweils zu bewegenden Massen berücksichtigen, zumal jede Hohlform mit dem ihrer Grosse entsprechenden Antriebssystem versehen ist.

Abweichend von der Darstellung im Weg-Zeit-Diagramm wird die Geschwindigkeitskurve zwischen den einzelnen linearen-Abschnitten keinen Knick aufweisen, sondern mit kurvenförmigen Übergängen versehen sein. Tatsächlich ist dies in der Praxis der Normalfall, zumal auch bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen die Schließgeschwindigkeit häufig in der letzten Phase, also nach Zusammendrücken des Zwischenerzeugnisses, eine Verlangsamung erfährt, die dann jedoch bis zum völligen Stillstand in der end-

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gültigen Schließstellung der Fonnhälften 10a, 10b mehr oder weniger gleichmässig verzögert wird..

Demgegenüber erfolgt beim Verfahren gemäss der Erfindung in der letzten Phase noch einmal eine Beschleunigung der Schliessbewegung, so dass letztenendes eine Verkürzung der Gesamtdauer der Schiiessbewegung eintreten kann. Dies wird den Abtrennvorgang zusätzlich günstig beeinflussen, da das in der Endphase V₃₀J₁ zu durchtrennende Material noch wärmer und damit plastischer sein wird als dies bei bekannten Verfahren der Fall ist, insbesondere auch bei jenem, bei dem das Abtrennen durch einen oder mehrere auf die Hohlform ausgeübte Schläge bewirkt wird.

Wenn vorstehend die Erfindung lediglich im Zusammenhang mit der Herstellung einer Bodennaht an einem auf dem Kopf stehenden Behälter erläutert worden ist, soll dies keine Beschränkung darstellen. Vielmehr ist die Erfindung auf alle Abtfcennvorgänge, wo immer sie durchgeführt werden, anwendbar, bei denen zugleich eine Verbindung durch einen Schweissvorgang hergestellt werden soll.

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Claims

Patentansprüche

l.l Verfahren zum Abtrennen von Abfallstücken beim Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren, wobei ein schlauch- oder folienartiges Zwischenerzeugnis in einer mit Quetschkanten versehenen, zwei- oder mehrteiligen Hohlform eingeschlossen wird und beim Schliessen der Hohlformteile Bereiche des Zwischenerzeugnisses festgeklemmt und unter Bildung von Abfallstücken abgequetscht und ggf. an den Klemm- bzw. Quetschstellen zugleich auch Bereiche des Zwischenerzeugnisses miteinander verschweigst werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer ersten Phase des Quetschvorganges, in welcher die Quetschkanten in einer für die Bildung der Schweissnaht optimalen Geschwindigkeit bewegt werden, in einer zweiten Phase des Quetschvorganges die Schliessgeschwindigkeit zur Vergrösserung der Bewegungsenergie erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Schliessbewegung in der zweiten Hälfte des dem Quetschvorgang entsprechenden Schliessweges erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit in der zweiten Endphase des Schliessvorganges oder am Ende derselben im wesentlichen gleich ist der Geschwindigkeit, mit der die Hohlformteile etwa bis zum Beginn des Quetschvorganges in Schliessrichtung bewegt werden.

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