DE2446178B2

DE2446178B2 - Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff mit einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt

Info

Publication number: DE2446178B2
Application number: DE2446178A
Authority: DE
Inventors: Albert Rudolf Toledo Ohio Uhlig (V.St.A.)
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1973-10-03
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1978-12-07
Also published as: US3892829A; GB1466412A; DE2446178A1; DE2446178C3

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff mit einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt, bei dem ein schlauchförmiger Vorformling von kreisförmigem Querschnitt und gleichmäßiger Wandstärke ausgepreßt wird, der Vorformling in einer geschlossenen Zwischenblasform zu einem Zwischen- w> formling aufgeblasen wird, dessen freie Oberfläche kleiner ist als die des fertigen Hohlkörpers, und der Zwischenformling in einer geschlossenen, geteilten Fertigblasform zum fertigen Hohlkörper aufgeblasen wird. b^r>

Ein derartiges Verfahren ist bekannt (DE-OS 23 469). Mit Hilfe eines in einer Zwischenblasform hergestellten Zwischenformlings wird bereits eine gute Annäherung an das Ziel erreicht, auch einem nicht rotationssymmetrischen Körper eine gleichmäßige Wanddicke zu erteilen. Bei Hohlkörpern, welche stark von der Kreisform abweichen, ergeben sich jedoch gleichwohl Probleme in dieser Hinsicht

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern bekanntgeworden, bei dem zunächst ein schlauchförmiger Vorformling ausgepreßt wird, der nach Abdichtung am unteren Ende zwischen den offenen Enden einer Fertigblasform zu einem Zwischenformling aufgeweitet wird, der beim Schließen der Blasformhälften in seinem Querschnitt etwas verringert wird. Hiermit ist jedoch ein Schrumpfen des Zwischenformlings verbunden, da es sich um einen im Querschnitt kreisförmigen Hohlkörper handelt Aus dem geschrumpften Zwischenformling wird dann der fertige Hohlkörper, beispielsweise eine Flasche, aufgeblasen. Da der Zwischenformling ohne Hohlraumbegrenzung gebildet wird, sind seine Abmessungen und seine Wandstärke nicht präzise vorhersehbar. Es ist daher mit einem derartig geformten Zwischenformling nicht möglich, einen kompliziert geformten Hohlkörper zu blasen, wenn eine einwandfreie Gleichmäßigkeit der Wanddicke gewährleistet sein soll (US-PS 35 79 622).

Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines konkav-konvexen Hohlkörpers bekanntgeworden, bei dem aus einem schlauchförmigen Vorformling ein geringfügig aufgeweiteter Zwischenformling durch einfaches Aufblasen gebildet wird. Die endgültige Herstellung des Fertigformlings erfolgt durch mechanische Körperformung, indem ein Formkern beweglich gelagert wird (DE-OS 21 37 103).

Bei diesem Verfahren ist der Nachteil gegeben, daß die Wände des Zwischenformlings schrumpeln, so daß keineswegs die gewünschte gleichmäßige Wandstärke erhalten werden kann. Darüber hinaus kann auch keine Gratbildung vermieden werden.

Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung eines konkav-konvexen Hohlkörpers ist bekannt einen Vorformling unter Umgehung des Aufblasens zu einem Zwischenformling durch die Wände der Fertigblasform zunächst zwischenzuformen, wobei Saugmittel in der Form dafür sorgen, daß die Wände des »Zwischenformlings« zusammenfallen (DE-OS 17 53 807). Der Aufwand für eine derartige Form ist jedoch verhältnismäßig hoch und gewährt dennoch nicht eine einwandfreie gleichmäßige Wandstärke und eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff mit einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt anzugeben, das die Einhaltung annähernd konstanter Wanddicke auch bei komplizierten Körperformen gewährleistet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zwischenformling in der Zwischenblasform mit annähernd gleichmäßiger Wandstärke so weit aufgeblasen wird, daß seine freie Oberfläche nur geringfügig kleiner ist als die des fertigen Hohlkörpers, und der Zwischenformling in der Fertigblasform zunächst während der Schließbewegung der Blasformhälften durch Anlage an deren Innenwand so weit verformt wird, daß er sich der Gestalt des fertigen Hohlkörpers stark nähen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst in einer separaten Zwischenblasform ein Zwischenformling aufgeblasen mit gleichmäßiger Wandstärke, wobei seine Oberfläche nur geringfügig kleiner ist als

die des fertigen Hohlkörpers. Nach der Überführung des Zwischenformlings in die geöffnete Fertigblasform erfolgt die wesentliche Verformung des Zwischenformlings durch die aufeinander sich zubewegenden Blasformhälften, so daß im Augenblick des Schließens der Fertigblasform die Gestalt des fertigen Hohlkörpers annähernd erreicht ist Lediglich mit den Wänden der Blasformhälften nicht in Berührung gelangte Restabschnitte des Zwischenformlings werden anschließend durch Zufuhr von Blasluft ebenfalls gegen die Blasformwäiide gedrückt

Durch die Herstellung eines Zwischenformlings in einer Blasform können Wandstärke und Körperabmessungen des Zwischenformlings genau gesteuert werden, so daß im Anschluß die körperliche Verformung durch die Fertigblasformhälften ebenfalls zu einer genau vorhersehbaren weiteren Zwischengestalt führt Dabei ist sichergestellt daß die Wanddicke im wesentlichen durch die Ausformung in der Zwischenblasform eingestellt wird und so nachträglich durch das endgültige Aufblasen zum fertigen Hohlkörper nur noch geringfügig beeinflußt wird. Man erhält daher einen Hohlkörper mit gewünschter Wanddicke über den gesamten Wandbereich, und zwar auch bei sehr komplizierten Körperformen, wie bei einem doppelwandigen Gegenstand.

Da der Zwischenformling in seinen Abmessungen etwas unterhalb derjenigen des fertigen Hohlkörpers ist erfolgt keine Gratbildung beim Schließen der Fertigblasform, deren Beseitigung mit einem außerordentlich hohen Aufwand verknüpft ist, abgesehen von der Beeinträchtigung des Aussehens des fertigen Hohlkörpers.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Zwischenblasform;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 1 entlang der Linie 2-2;

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Fertigblasform;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 3 entlang der Linie 4-4;

F i g. 5 zeigt die gleiche Schnittdarstellung wie F i g. 3, jedoch in einem anderen Betriebszustand der dargestellten Teile;

F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 5 entlang der Linie 6-6;

F i g. 7 zeigt wiederum einen ähnlichen Schnitt wie F i g. 3, jedoch in einem anderen Betriebszustand wie Fig.3oderFig.5;

F i g. 8 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 7 entlang der Linie 8-8;

Fig.9 zeigt einen Schnitt durch eine andere Zwischenblasform;

Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 9 entlang der Linie 10-10;

F i g. 11 zeigt einen Schnitt durch eine andere Fertigblasform;

Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 11 entlang der Linie 12-12;

Fig. 13 zeigt eine ähnliche Schnittansicht wie Fig. 11, jedoch in einem anderen Betriebszustand der dargestellten Teile;

Fig. 14 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 13 entlang der Linie 14-14;

F i g. 15 zeigt die perspektivische Ansicht eines fertigen Hohlkörpers.

In F i g. 1 ist ein schlauchförmiger Vorformling im ganzen mit 20 bezeichnet der in üblicher Weise fre^ hängend ausgepreßt und am unteren Ende 21 durch zwei Zwischenblasformhälften 22 abgekniffen wird. Die Zwischenblasformhälften 22 bilden zusammen einen Formhohlraum 23. Die Zwischenblasformhälften 22 sind von Halsformabschnitten 24 umgeben, die mit einem Blasdorn 25 zusammenwirken, um am oberen Ende des schlauchförmigen Vorformlings 20 ein Gewinde zu bilden. Blasluft wird durch den Blasdorn 25 eingeführt wobei sich der Vorformling 20 innerhalb des Formhohlraums 23 radial ausdehnt um einen Zwischenformling 30 zu bilden. Die Zwischenblasformhälften 22 tragen zwei zusammenwirkende Werkzeuge 27, die in bekannter Weise betätigbar sind, um den Schwanz 28 zu entfernen, wenn der Vorformling 20 beim Schließen der Zwischenblasformhälften 22 abgekniffen ist.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, hat der Zwischenformling 30 eine kreisförmige Querschnittsform und eine im wesentlichen längliche Gestalt mit einem sich konisch verjüngenden oberen Abschnitt 31 und einen gerundeten, etwa halbkugelförmigen Bodenabschnitt 32. Die maximale Querabmessung des Zwischenfcrmlings 30 wird durch die zylindrischen Seitenwandabschnitte 33 bestimmt- Infolge der kreisförmigen Querschnittsform ist der Zwischenformling 30 leicht aus dem schlauchförmigen Vorformling 20 zu blasen, wobei das im wesentlichen gleichmäßige Aufblasen bewirkt, daß die Wanddicke des Zwischenformlings 30 im wesentlichen konstant ist Diese Gleichmäßigkeit der Wanddicke ist wichtig. Der Zwischenformling 30 kann im übrigen beliebige Gestalt haben, wenn er aus dem schlauchförmigen Vorformling 20 so herstellbar ist, daß eine im wesentlichen gleichförmige Wanddicke erzielt wird.

Als nächstes werden die Zwischenblasformhälften 22 und die Halsformabschnitte 24 geöffnet und der Zwischenformling 30 wird an dem Blasdorn 25 in eine Fertigblasform umgesetzt. Wahlweise kann der Blasdorn 25 aus den Zwischenblasformhälften 22 und den Halsformabschnitten 24 herausgezogen werden, und es wird ein Fertigblasdom 35 in den offenen Hals des Zwischenformlings 30 eingeführt. Nach dieser Einführung werden die Zwischenblasformhälften 22 und die Halsformabschnitte 24 geöffnet und der geblasene Zwischenformling 30 wird mit dem Fertigblasdom 35 der Fertigblasstation nach F i g. 3 zugeführt.

In der Fertigblasformstation nach F i g. 3 werden zwei im ganzen mit 40 bezeichnete Fertigblasformhälften um den Zwischenformling 30 geschlossen. Diese Fertigblasformhälften 40 haben einen inneren Hohlraum begrenzende Wände 41, die die Form des fertigen, geblasenen Gegenstandes bestimmen. Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Wände 41 des Hohlraums in einer Querrichtung langgestreckt sind und insgesamt ein längliches Oval bilden (F ig. 8).

Auf jeder Fertigblasformhälfte 40 ist ein Block 42

mi angeordnet, der durch eine an einem Anschlag 44 abgestützte Druckfeder 43 in Anlage an den fertigen Abschnitt des den Fertigblasdorn 35 umgebenden Zw'schenformlings 30 gedrückt wird. Aus einem Vergleich des Zwischenformlings 30 mit der fertigen in

" "> F i g. 11 gezeigten Flasche wird ersichtlich, daß es notwendig ist, den Zwischenformling 30 abzuflachen und körperlich zu verformen, damit er die länglich ovale Form des fertigen Gegenstandes annimmt. Diese

Formveränderung des Zwischenformlings 30 wird einfach durch Schließen der Fertigblasformhälften 40 um den Zwischenformling 30 erzielt, wobei normale Betätigungsmittel in bekannter Weise zum Schließen der Fertigblasformhälften 40 verwendet werden. Wenn sich die Fertigblasformhälften 40 fortschreitend schließen, wie in den F i g. 3 — 8 gezeigt, greifen die Wände 41 zuerst an den zylindrischen Seitenwandabschnitten 33 an. Die Wände 41 bilden Kühlflächen, die sofort die noch warme Wand des Zwischenformlings 30 erhärten läßt. Es ist ersichtlich, daß sich die Wände 41 beim Schließen der Fertigblasformhälften 40 progressiv an den Zwischenformling 30 anlegen und diesen fortschreitend stärker in die ovale Form der in F i g. 11 gezeigten fertigen Flasche bringen. Wenn die Wände 41 fortschreitend mit den Abschnitten des Zwischenformlings 30 in Berührung kommen, werden diese Abschnitte abgekühlt und mit ihrer ursprünglichen Wanddicke verfestigt, so daß die Wanddicke des Zwischenformlings 30 erhalten bleibt.

Wenn die Fertigblasformhälften 40, wie in den F i g. 7 und 8 gezeigt, vollständig geschlossen sind, ist der Zwischenformling 30 körperlich und mechanisch im wesentlichen in die Gestalt der fertigen Flasche nach F i g. 7 verformt, wobei jedoch die Wanddicke nicht verändert worden ist. Es ist ferner ersichtlich, daß der Schulterabschnitt 46, die Bodenkantenabschnitte 47 und die am entferntesten liegenden Abschnitte 48 des Fertigblasformhohlraums noch nicht durch den körperlich verformten Zwischenformling 30 ausgefüllt sind. Wenn die Fertigblasformhälften 40 vollständig, wie in den F i g. 7 und 8 gezeigt, geschlossen sind, wird Druckluft durch den Fertigblasdorn 35 in das Innere eingeführt, wobei der Zwischenformling 30 in genauer Übereinstimmung mit dem Blasformhohlraum aufgeblasen wird. Bei diesem Blasvorgang werden die verbleibenden Abschnitte, Schulterabschnitte 46, Bodenkantenabschnitte 47 und Abschnitte 48 in Anlage mit dem Zwischenformling 30 gebracht.

Wie ersichtlich, hat die fertige Flasche eine länglich ovale Querschnittsform. Diese ovale Form hat eine »Nebenachse«, die wesentlich kleiner als die »Hauptachse« ist.

Der Durchmesser des Zwischenformlings 30 liegt zwischen den Maßen der »Nebenachse« und der »Hauptachse« der fertigen Flaschenform und die Höhe des Zwischenformlings 30 ist wesentlich geringer als die Höhe der Flasche. Was das Volumen des Zwischenformlings 30 betrifft, ist dieses im wesentlichen gleich, jedoch immer etwas geringer als das Volumen der fertigen Flasche. Auf diese Weise wird ein Einquetschen des Zwischenformlings 30 während des Schließens der Fertigblasformhälften 40 vermieden. Die Differenz zwischen den Volumen des Zwischenformlings 30 und dem Volumen der fertigen Flasche ist entsprechend den relativen Formen veränderlich, aber vorzugsweise beträgt das Volumen des Zwischenformlings 30 nicht mehr als 25% weniger als das Volumen des fertigen Behälters. Diese minimale Volumendifferenz ist erwünscht, um die gleichmäßige Wanddicke des Zwischenformlings 30 beim fertigen Behälter so weit wie möglich aufrechtzuerhalten. Dies bedeutet ferner, daß das Aufblasverhältnis beim Fertigblasvorgang nach den Fig.7 und 8 so klein wie möglich ist, um ein übermäßiges Ausstrecken des Materials an den Schultern, den Bodenkanten und den entfernten Abschnitten des fertigen Behälters zu vermeiden.

Die Wanddicke des Zwischenformlings 30 bleibt an

den Abschnitten des fertigen Behälters, die während des Schließens der Fertigblasformhälften 40 und vor dem endgültigen Blasvorgang geformt werden, genau erhalten. Wie aus den F i g. 7 und 8 hervorgeht, hat der größte Teil des fertigen Behälters dieselbe Wanddicke wie der Zwischenformling 30. Die freiliegende, äußere Oberflächenzone des Zwischenformlings 30 ist mit Bezug auf die freiliegende äußere Flächenzone des fertigen Behälters wiederum wichtig, um ein Einquetsehen des Zwischenformlings 30 während des endgültigen Schließens der Fertigblasformhälften 40 zu vermeiden. Daher ist die freiliegende äußere Flächenzone des Zwischenformlings 30 immer etwas kleiner als die freiliegende, äußere Flächenzone des Behälters, wobei diese Differenz jedoch auf einem Minimum gehalten wird, um übermäßige Aufblasverhältnisse und dadurch bedingte Wanddickenminderung des Behälters beim Fertigblasvorgang zu vermeiden.

Aus einem Vergleich der F i g. 3 und 4 mit den F i g. 5 und 6 sowie den F i g. 7 und 8 ist ersichtlich, daß das Maß der »Nebenachse« des fertigen Behälters beim anfänglichen Schließen der Fertigblasformhälften 40 bestimmt wird und festliegt, während das Maß der »Hauptachse« beim endgültigen Blasvorgang festgelegt wird. Bei weitem der größere Teil des fertigen Behälters wird während des Schließens der Fertigblasformhälften 40 und durch die körperliche Verformung des Zwischenformlings 30 durch die Berührung mit den Fertigblasformhälften 40 vor dem endgültigen Blasvorgang geformt und festgelegt Die hierdurch erzielten Vorteile der gleichmäßigen Wanddickenverteilung über den ganzen Behälter und die Möglichkeit extrem bemessene Gegenstände aus einem schlauchförmigen Vorformling 20 herzustellen, liegt auf der Hand.

Es wird nunmehr auf die in den Fig.9—15 gezeigte Ausführungsform Bezug genommen. Wie ersichtlich, wird ein geblasener Zwischenformling 60 (F i g. 9) durch Aufblasen zwischen Zwischenblasformhälften 61, 62 hergestellt Das Aufblasen erfolgt mit Hilfe eines die Halsform 64 durchsetzenden Blasdorns 63.

Aus den Fig.9 und 10 ist ersichtlich, daß der Zwischenformling 60 im Querschnitt im wesentlichen rund, jedoch nicht genau kreisförmig ist Der Formhohlraum 66 der Zwischenblasformhälfte 61 ist größer als der Formhohlraum 67 der Zwischenblasformhälfte 62. Infolgedessen weist der Zwischenformling 60 zwei halbzylindrische Hälften auf, die beiderseits einer vertikalen Schnittebene liegen, die mit der Trennlinie 68 der Zwischenblasformhälften 61, 62 zusammenfällt Somit ist ein Abschnitt 70 im Radius größer als der andere Abschnitt 71. Radial geneigte Verbindungsabschnitte 72, die angrenzend an der Trennlinie 68 angeordnet sind, verbinden die beiden Abschnitte 70 und 71.

Der Zweck dieser Ausbildung dieses geblasenen Zwischenformlings 60 wird durch Betrachtung der Fig. 11 und 12 sofort ersichtlich. Nach dem Blasen des Zwischenformlings 60 wird dieser in eine Fertigblasstation überführt, während er noch am Blasdorn 63

m> gehalten ist In der Fertigblasstation wird der Zwischenformling 60 zwischen zwei Fertigblasformhälften 75 und 76 in Stellung gebracht Die Fertigblasformhälfte 75 ist in üblicher Weise ausgebildet und hat eine konkave, innere Ausnehmung 77, die im wesentlichen mit der

fa5 Form des konvexen Abschnitts des fertigen Gegenstandes übereinstimmt Die andere Fertigblasformhälfte 76 ist mit einem konvexen Vorsprung 78 versehen, der radial von der Längsachse des Zwischenformlings 60

vorsteht, wobei die Kontur dieses konvexen Vorsprunges 78 mit dem konkaven Abschnitt des fertigen Gegenstandes übereinstimmt.

Als nächstes werden die Fertigblasformhälften 75 und 76 progressiv um den Zwischenformling 60 geschlossen. Während sich die Fertigblasformhälften 75, 76 schließen, berührt der Vorsprung 78 den Abschnitt 71 des Zwischenformlings 60 und deformiert diesen Abschnitt 71 aus seiner ursprünglich konvexen Form in die fertige konkave Form. Der Vorsprung 78 berührt den Zwischenformling 60 und verfestigt ihn, wie dies zuvor im einzelnen beschrieben worden ist Während sich die Fertigblasformhälften 75, 76 schließen, schiebt sich der

Vorsprung 78 in die konkave Ausnehmung 77, wobei der kleinere Abschnitt 71 des Zwischenformlings 60 ebenfalls in den größeren Abschnitt 71 des Zwischenformlings 60 hineinbewegt wird.

Wenn die Fertigblasformhälften 75 und 76 endgültig geschlossen sind, ist ein konkav-konvexer Gegenstand geformt, ohne jedoch den Formhohlraum, der durch das Zusammenwirken des konvexen Vorsprungs 78 und der konkaven Ausnehmung 77 gebildet ist, vollständig auszufüllen. Schließlich wird Druckluft durch den Fertigblasdorn 79 eingeführt und der fertige Gegenstand geformt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff mit einem von der s Kreisform abweichenden Querschnitt, bei dem ein schlauchförmiger Vorformling von kreisförmigem Querschnitt und gleichmäßiger Wandstärke ausgepreßt wird, der Vorformling in einer geschlossenen Zwischenblasform zu einem Zwischenformling auf- ι ο geblasen wird, dessen freie Oberfläche kleiner ist als die des fertigen Hohlkörpers, und der Zwischenformling in einer geschlossenen, geteilten Fertigblasform zum fertigen Hohlkörper aufgeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenformling in der Zwischenblasform mit annähernd gleichmäßiger Wandstärke so weit aufgeblasen wird, daß seine freie Oberfläche nur geringfügig kleiner ist als die des fertigen Hohlkörpers, und der Zwischenformling in der Fertigblasform zunächst während der Schließbewegung der Blasformhälften durch Anlage an deren Innenwand so weit verformt wird, daß er sich der Gestalt des fertigen Hohlkörpers stark nähert

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines im Querschnitt ovalen Hohlkörpers ein im Querschnitt kreisförmiger Zwischenformling geblasen wird, dessen Durchmesserabmessung zwischen dem Maß der Querschnittsabmessungen des fertigen Hohlkörpers liegt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen eines an sich bekannten doppelwandigen schalenförmigen Hohlkörpers die eine Hälfte des kreisförmigen Zwischenformlings während der Schließbewegung der Blas- formhälften unter Belassung eines Zwischenabstandes in die andere Hälfte eingestülpt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß ein Zwischenformling mit zwei halbzylindrischen Wänden unterschiedlichen Durchmessers verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling zu einem Zwischenformling mit einem Volumen von mindestens 75% des fertigen Hohlkörpers aufgeblasen und der Zwischenformling nach seinem Umformen während der Schließbewegung der Blasformhälften noch maximal 25% aufgeweitet wird.