DE3121525C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohlings, bei welchem die Wand eines rohrförmigen Vorrohlings aus amorphem Kunststoff mit Hilfe wenigstens eines mechanischen Formungsorgans mit einer Druckkraft beaufschlagt wird, wobei das Formungsorgan in der Berührungsfläche mit dem Vorrohling eine verhältnismäßig geringe Ausdehnung in Axialrichtung des Vorrohlings aufweist, und bei dem die Berührungsfläche kontinuierlich rund um den Vorrohling im Umkreisrichtung bewegt wird, wobei der Kunststoff in diesem Bereich eine reduzierte Dicke annimmt, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art (US-PS 20 52 289) wird zur Erhöhung der Berstsicherheit von Rohren umlaufend durch ein Formungsorgan ein Druck auf die Außenwand des Rohrs ausgeübt, wobei diese Druckzone axial über das Rohr hinweg wandert. Dadurch findet eine gewisse Durchmesserverringerung statt, die sich aber in Grenzen halten wird, da einer seitlichen Ausweichbewegung des Materials die Reibungskraft auf dem mittigen Dorn entgegensteht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit der in gezielter Weise lokal eine beträchtliche Durchmesserverringerung erzielt wird, wobei das Material an dieser Stelle gleichzeitig härter und widerstandsfähiger gemacht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß zum Umformen einer rundumlaufenden Nut der Vorrohling mit Hilfe von äußeren Streckorganen in dem Bereich mit der reduzierten Dicke axial gestreckt wird, wobei eine Dicke erreicht wird, die der Dicke entspricht, die eine aus dem die Nut umgebenden Werkstoff bestehende und der Dicke der die Nut umgebenden Werkstoffabschnitte entsprechend dicke Platte bei monoaxialem freien Ziehen bis zum Fließen bei einer den Bereich der Glasumwandlungstemperatur Tg nicht überschreitenden Ausgangstemperatur erhält.

Es wird also nicht nur wie beim vorbekannten Verfahren ein Druck ausgeübt, sondern gleichzeitig noch eine Zugkraft in Axialrichtung, wobei das Verfahren so durchgeführt wird, daß Fließen des Werkstoffes stattfindet. Im so erzeugten Materialbereich mit geringerer Werkstoffdicke und größerer Stärke des Materials kann dann ein Ziehring angesetzt werden, mit dem auch das übrige Material in seiner Dicke reduziert und durch axiale Orientierung verstärkt werden kann.

Es ist zwar bekannt, durch axialen Zug bei einem Rohling die Wandstärke zu vermindern und möglicherweise auch die Stärke des Materials zu erhöhen (DE-AS 14 79 161). Hier findet aber die Verdünnung des Materials nicht nur im Bereich eines dort nicht vorgesehenen Formungsorgans, sondern gleichzeitig in größeren Materialbereichen statt und kann daher nur schlecht kontrolliert werden.

Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es wird zunächst eine Ausgangsnut dadurch hergestellt, daß das mechanische Formungsorgan in dem Bereich, wo die Nut geformt werden soll, eine äußere Druckkraft gegen den amorphen Werkstoff des Vorrohlings ausübt, während gleichzeitig axial gerichtete Streckkräfte den Werkstoff in diesem Bereich beaufschlagen. Das mechanische Formungsorgan vermindert nach und nach die Werkstoffdicke in dem genannten Bereich, was bedeutet, daß die axiale Streckkraft je Flächeneinheit in der Querschnittsfläche durch den Bereich, wo die Werkstoffdicke reduziert wird, nach und nach zunimmt. Die axialen Streckkräfte sind auf die Werkstoffeigenschaften auf solche Weise abgestimmt, daß ein Fließen beim Werkstoff im Boden der Nut in der Endphase des Formungsvorgangs der Nut eintritt. Das Umformen des Vorrohlings erfolgt weiterhin bei einer Temperatur im Bereich oder unterhalb des Glasumwandlungstemperatur des Vorrohlings, im nachhinein TG genannt. In der Regel hat der Vorrohling bei Beginn des Formungsvorganges der Nut eine Temperatur wesentlich unterhalb der TG und vorzugsweise Raumtemperatur. Es ist vorausgesetzt, daß die im Zusammenhang mit dem Formungsvorgang durchgeführte mechanische Arbeit eine Erhöhung der Werkstofftemperatur mit sich führt, was wiederum die Neigung des Werkstoffes zum Fließen beeinflußt.

Das Verfahren wird so durchgeführt, daß der Werkstoff im Boden der Nut eine Kristallisation im Bereich von 10-30% und vorzugsweise im Bereich 10-17% hat.

Die Nut des Rohlings bildet den Ausgangsbereich bei einem anschließenden axialen Orientieren von in der Hauptsache amorphen Werkstoff im Rohling und mit einer axialen Verlängerung desselben zur Herstellung des Körpers. Der sich bei der Herstellung der Nut ergebenden Werkstoffdicke in der Werkstoffwand im Boden der Nut entspricht im großen ganzen die Werkstoffdicke, die die in der Axialrichtung orientierten Werkstoffabschnitte des Körpers erhalten. Eine Voraussetzung zum Erreichen dieser Dicke bei der Werkstoffwand beim Umformvorgang des Rohlings in den Körper ist somit, daß die Ziehringe in ihrer Ausgangsstellung im Verhältnis auf die Lage des Rohlings eine Stellung einnehmen, die bei Verschieben der Ziehlringe in Axialrichtung des Rohlings die erforderliche Werkstoffreduzierung und damit die vorschriftsmäßige Werkstoffdicke beim Körper erbringen. Dies wird dadurch erreicht, daß bei der Werkstoffwand im Boden der Nut die zur Axialrichtung des Vorrohlings gerichtete Fläche (Innenfläche) in der Hauptsache bündig mit den Innenflächen der umgebenden amorphen Werkstoffabschnitte liegt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Ziehringe die Möglichkeit haben, die oben angegebene Ausgangsstellung einzunehmen.

Gegebenenfalls erfolgt das abschließende Umformen der Nut auf die Weise, daß die Ziehringe beim Anordnen in der Ausgangsstellung die Verschiebung der Werkstoffwand im Boden der Nut in Richtung zur Axialrichtung des Vorrohlings bewirken, die erforderlich ist, um die in vorhergehendem Abschnitt genannte Lage der Werkstoffwand zu erhalten.

Ein Rohling mit einem Werkstoffbereich im Boden der Nut mit einer Orientierung und einer evtl. ergänzenden thermischen Kristallisation, die eine vollständige Kristallisation von ca. 10-30%, vorzugsweise ca. 10-17%, bewirkt, eignet sich gut zum Umformen in einen Körper. Bei der weiteren Reduktion der Wanddicke der die Nut umgebenden Teile des Rohlings entsteht dadurch, daß dieser Werkstoff zum Fließen gebracht wird, ein Werkstoffbereich von reduzierter Werkstoffdicke, der sich aus dem vom Boden der Nut gebildeten Ausgangsbereich und den angrenzenden Bereichen von reduzierter Werkstoffdicke zusammensetzt. Der auf diese Weise zusammengesetzte Werkstoffbereich bildet im vorliegenden Fall nach einer ergänzenden thermischen Kristallisation einen in mechanischer und thermischer Hinsicht im großen ganzen einheitlichen Werkstoffbereich. Dadurch, daß man diesen Werkstoffbereich bei der Herstellung von z. B. einer Flasche die Mündung und den Halsabschnitt der Flasche bilden läßt, ergibt sich die Möglichkeit zur Herstellung einer Flasche mit wesentlich verbesserten Eigenschaften in bezug auf Festigkeit und Temperaturbeständigkeit, während gleichzeitig die Werkstoffdicke in den Mündungs- und Halsabschnitten verglichen mit den bei bisher angewandten Lösungen erreichten Ergebnissen reduziert ist.

Ein besonderer Vorteil der Nut liegt in der Möglichkeit, Werkstoffbe­ reiche von reduzierter Wanddicke zu erbringen, die symmetrisch um die Nut liegen. Dies ist von Bedeutung für die Möglichkeit, den Körper für solche Anwendungsfälle zu verwenden, wo er in einem oder mehreren Vor­ gängen in zwei gegeneinander gerichtete Behälter, z. B. Flaschen, um­ geformt wird.

Man kann die schrittweise Reduktion der Werkstoffdicke mit Hilfe einer Anzahl von Rollen bewirken, während bei gewissen Anwendungsbeispielen lediglich eine Rolle zur Anwendung kommt. Beim Formen der Nut erfolgt ein Verschieben der Rolle bzw. Rollen in Umkreisrichtung des Vorrohlings bei schrittweisem Vermindern des Abstandes zur Axialrichtung des Rohlings, während gleichzeitig der gegen die Rollen anliegende Werkstoff den vorgenannten Streckkräften ausgesetzt ist.

Bevorzugt kommen drei Rol­ len zur Anwendung, wobei diese Rollen während des Formungsvorgangs der Nut schrittweise bis zum Anliegen gegen die Vorrohlingwand und an­ schließend weiter in Richtung zur Axialrichung des Vorrohlings ver­ schoben werden. Die Rolle, die zuerst mit der Vorrohlingwand in Be­ rührung kommt und den Formungsvorgang der Nut einleitet, hat eine verhältnismäßig kleine Anliegefläche. Danach wird die zweite Rolle bis zum Anliegen in der von der ersten Rolle geformten, verhältnis­ mäßig flachen Nut gebracht, wobei sich gleichzeitig die Nut in Axial­ richtung verbreitert. Die zweite Rolle bewirkt aine Vertiefung der Nut bei gleichzeitiger Reduktion der Werkstoffdicke im Boden der Nut bis auf einen Wert, der mit sich bringt, daß die Streckkräfte je Flächen­ einheit ausreichend hoch sind, damit das vorgenannte Fließen des Werkstoffes eintreten kann. Hierbei erfolgt ein verhältnismäßig symmetrisches Strecken des Werkstoffes bei gleichzeitiger Dickenreduktion desselben, was bedeutet, daß sich die Innenfläche der Werkstoffwand im Boden der Nut in Richtung von der Axialrichtung des Vorrohlings ein bißchen verschiebt. Die dritte Rolle dient als Formungsrolle und ver­ schiebt die Werkstoffwand in eine Stellung, bei der deren Innenfläche im großen ganzen bündig mit den Innenflächen der umgebenden Werkstoff­ abschnitte liegt.

Man kann auch anstelle der Rollen ein ausgestrecktes Formungsorgan anwenden, das eine Kante aufweist, gegen die der Vorrohling bei einer Verminderung des Abstan­ des der Kante zur Axialrichtung des Vorrohlings rollt. Die Kante hat vorzugsweise einen abschließenden Abschnitt von einer Breite, einer Länge und einer Lage, die bei dem relativen Verschieben im Verhältnis zum Vorrohling eine entsprechende Wirkung auf den Werkstoff im Boden der Nut ausübt wie die im vorhergehenden Abschnitt beschriebene dritte Rolle. Das Formungsorgan ist vorzugweise ringförmig ausgeführt, wobei die Formungskante auf der Innenseite des Ringes angeordnet ist. Diese Ausführungsform erleichtert sowohl die Steuerung und Verschie­ bung des Vorrohlings als auch die Steuerung der Bewegungen des Vor­ rohlings im Verhältnis zum Formungsorgan.

Gemäß der Erfindung wird während des Formungsvorgangs der Nut in der Regel ein mittiger Dorn im Inneren des Vorrohlings angeordnet. Hier­ bei besitzt der Dorn einen mittigen Abschnitt, der als Stützorgan für die Werkstoffwand des Vorrohlings in dem Bereich dient, wo die Nut ge­ formt wird. Im Anschluß an die beiden Enden des Vorrohlings ist der Dorn weiterhin mit Abschnitten versehen, die ebenfalls als Stützorgane für die Vorrohlingwand dienen, um zu verhindern, daß der Vorrohling von den Fixier­ ungsorganen verformt wird, die den Vorrohling im Zusammenhang mit dem An­ bringen der vorgenannten Streckkräfte beim Formungsvorgang der Nut umgreifen. Die Fixierungsorgane sind außerdem erforderlich, um eine Kontrolle des Vorrohlings im Verhältnis zum Formungsorgan bzw. zu den Formungsorganen während der Herstellung der Nut sicherzustellen.

Die Erfindung eignet sich vorzugsweise für die Herstellung von Rohlin­ gen aus thermoplastischen Kunststoffen vom Typ Polyester oder Polyamid. Beispiele solcher Werkstoffe sind Polyäthylenterephthalat, Polyhexamethy­ len-Adipamid, Polycaprolactam, Polyhexamethyle-Sebacamid, Polyäthylen­ 2,6- und 1,5-Naphthalat, Polytetramethylen-1,2-Dioxybensoat und Copolymere von Äthylenterephthalat, Äthylenisophthalat und ähnlichen Polymeren. Die Beschreibung der Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf Polyäthylenterephthalat, im weiteren häufig mit PET bezeichnet.

Die in der bisherigen Darlegung im Anschluß an PET und auch im weiteren im Anschluß an diesen Werkstoff angegebenen Werte für die Kristalli­ sation beziehen sich auf die in der Veröffentlichung "Die makromole­ kulare Chemie" 176, 2459-2465 (1975) einsehbare Theorie.

Eine Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand der Zeichnung. Es zeigt

Abb. 1 a-d in übersichtlicher Weise den Vorgang beim Formen eines Rohlings aus einem rohrförmigen Vorrohlings

Abb. 2 a, b in Teilvergrößerung den abschließenden Formungsvor­ gangs der Nut im Rohling

Abb. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungs­ form

Abb. 4 eine perspektivische Darstellung einer wahlweisen Aus­ führungsform

Abb. 5 a, b eine Querschnitt-Teilvergrößerung der Ausführungsform gemäß Abb. 3 mit der Anordnung der Formungsrollen,

Abb. 6 eine Axialschnitt-Teilvergrößerung einer Fixierungs- und Ziehvorrichtung gemäß einer der Ausführungsformen gemäß Abb. 3 oder Abb. 4.

Aus den Abb. 1 a-d ist das Prinzip des Verfahrens erkenntlich, ge­ mäß dem ein Vorrohling 10 aus in der Hauptsache amorphem Werkstoff durch einen Umformungsvorgang mit einer rundumlaufenden Nut 12 auf die Weise versehen wird, daß eine Anzahl von Formungsrollen 31, 32, 33 nach und nach gegen den Vorrohling 10 angesetzt und gleichzeitig in Umkreisrich­ tung des Vorrohlings 10 und rechtwinklig zur Axialrichtung des gelben ver­ schoben wird. Die Bezugsnummer 17 bezeichnet einen Vorrohling, bei dem die Formung der Nut eingeleitet worden ist, die Bezugsziffer 18 einen Vor­ rohling, bei dem im Boden der Nut ein Fließen des Werkstoffes einge­ treten ist, und die Bezugsziffer 19 einen aus dem Vorrohling 10 ge­ förmten Rohling, bei dem die Nut 12 ihre endgültige Form erhalten hat. Mit dem Buchstaben b ist die Hälfte der Verlängerung bezeichnet, der der Vorrohling beim Umformen in den Rohling 19 unterzogen wird.

Ein Dorn 20 ist im Inneren des Vorrohlings 10, 17, 18 angeordnet und mit­ tigen Dornteil 22 und äußeren Dornteilen 21 a, b versehen. Weiterhin hat der Dorn eine Achse 23, auf der die äußeren Dornteile 21 a, b verschoben werden können. In den Abbildungen nicht gezeigte Federn versuchen, die äußeren Dornteile 21 a, b in den in Abb. 1 a dargestellten Stellungen zu halten. Weiterhin sind Fixierungsorgane 34 a, b zum Festhalten der äußeren Abschnitte des Vorrohlings 10, 17, 18 auf die Weise angeordnet, daß die Abschnitte zwischen den Fixierungsorganen und 34 a, b und den äußeren Dornteilen 21 a, b eingeklemmt werden. Die Fixierungsorgane 34 a, b sind außerdem so ausgeführt, daß sie bei gleichzeitiger Fixierung des Vorrohlings durch das soeben genannte Einklemmen in Axialrichtung des Vorrohlings ver­ schoben werden können. Diese Bewegung ist mit dem Pfeil H gekenn­ zeichnet, der gleichzeitig die axial gerichteten Streckkräfte versinn­ bildlicht, mit denen die Fixierungsorgane 34 a, b den Werkstoff im Vorrohling 10, 17, 18 beaufschlagen.

Bei Anwendung des Verfahrens wird der Vorrohling 10 über den Dorn 20 bis zum Anschlag gegen eine Anschlagfläche 35 beim Fixierungsorgan 34 a geschoben. Auf diese Weise ist die exakte Axiallage des Vorrohlings 10 auf dem Dorn 20 gewährleistet. Die Fixierungsorgane 34 a, b umgreifen die Enden des Vorrohlings 1, 10, wonach die Fixierungsorgane 34 a, b von Antriebsorganen be­ tätigt werden, um axial gerichtete Streckkräfte im Werkstoff des Vor­ rohlings 10, 17, 18 zu bewirken. Die Formungsrollen 31-33 werden anschließend bis zum schrittweisen Anliegen gegen die Vorrohlingwand und weiter rund um den Vorrohling in dessen Umkreisrichtung gebracht, während sie gleichzeit­ ig rechtwinklig zur Axialrichtung des Vorrohlings 16, 17, 18 verschoben werden. Die Formungsrolle 31, die zuerst mit der Vorrohlingwand in Berührung kommt und den Formungsvorgang der Nut einleitet, hat eine verhältnis­ mäßig kleine Anliegefläche. Danach wird die zweite Formungsrolle 32 zum Anliegen gegen den Werkstoff in der von der ersten Formungsrolle 31 geformten, verhältnismäßig flachen Nut angesetzt, wobei sich gleich­ zeitig die Nut in Axialrichtung verbreitert. Die zweite Formungsrolle 32 bewirkt eine Vertiefung der Nut bei gleichzeitiger Reduktion der Werk­ stoffdicke im Boden der Nut bis zu einem Wert, der bewirkt, daß die Streckkräfte beim Werkstoff 15 im Boden der Nut ausreichend hoch sind, damit ein Fließen des Werkstoffes eintreten kann. Hierbei vermindert sich die Dicke des Werkstoffes, während sich gleichzeitig dessen Innen­ fläche vom mittigen Dornteil 22 ein bißchen entfernt. Die dritte Form­ ungsrolle 33, deren Form der endgültigen Form der herzustellenden Nut entspricht, verschiebt danach den Werkstoff 15 im Boden der Nut bis zum An­ liegen gegen den mittigen Dornteil 22, wodurch die innere Begrenzungsfläche für den Werkstoff 15 im Boden der Nut 12 in der Hauptsache bündig mit den umgebenden Innenflächen des hergestellten Rohlings liegt. Bei Beginn des Formungsvorganges der Nut hat der Werkstoff edne Temperatur unter dem Bereich der Glasumwandlungstemperatur (TG) des Werkstoffes.

Die Abb. 2 a, b zeigt in Teilvergrößerung die Endphase des Formungsvor­ ganges der Nut 12. Zusätzlich zu den im Anschluß an Abb. 1 a-d bereits aufgeführten Hinweisbezeichnungen ist die ursprüngliche Dicke der Werk­ stoffwand mit a bezeichnet und die Dicke der Werkstoffwand im Boden der Nut 12 mit d.

In Abb. 3 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens erkenntlich, bei der Formungsrollen 31-33 als Formungsorgane dienen. Ein Maschinengestellt 40, 42 ist mit einer mittigen Antriebswelle 41 versehen, auf der eine Anzahl von Haltern 43 a-d angeordnet ist. Ein Schrittmotor 42 dient als Antrieb der mittigen Antriebswelle 41 und verschiebt die For­ mungsstationen in die Stellungen, die in der Abb. mit I-IV be­ zeichnet sind. Die Halter 43 a-d tragen eine Anzahl von Organen, die For­ mungsstationen bilden, in denen der Vorrohling 10 in den Rohling umge­ formt wird. In der Abbildung, ebenso wie in der anschließenden Abb. 4, sind die Organe der Formungstationen mit Hinweisziffern bezeich­ net, die die Zusatzkennbuchstaben a, b, c oder d tragen, die angeben, daß die Organe einer besonderen Formungsstation zugeordnet sind.

Eine Tragachse 44 ist an dem jeweiligen Halter befestigt und trägt ein erstes Fixierungsorgan 67, das in den Stellungen I und IV mit Hil­ fe eines Antriebsorganes 72 bis zum freien Ende der Tragachse 44 verschoben worden ist. Ein Antriebsorgan 74 ist über einen Hebel 78 mit dem ersten Fixierungsorgan 67 so verbunden, daß es das eine Ende des umzuformenden Vorrohlings 10 bzw. des geformten Rohlings 19 fixiert. Ein zweites Fixierungsorgan 68 ist im Halter 43 angeordnet. Ein Antriebs­ organ 75 ist über einen Hebel 79 zwecks Fixierung des anderen Endes des Vorrohlings 10 angeschlossen. Ein erstes und ein zweites Drucklager 97, 98 sind weiterhin zwischen den beiden Fixierungsorganen 67, 68 auf solche Weise angeordnet, daß sie ein Gehäuse 56 umschließen, in dem die Formungs­ rollen 31-33 angeordnet sind. In der Abbildung erkennt man weiterhin die Antriebsorgane 46, die über Hebel 47 die bereits genannte Bewegung der Formungsrollen 31-33 rechtwinklig zur Axialrichtung des Vorrohlings be­ wirken. Antriebsorgane 76 bewirken über ein Gestängesystem und Exzen­ ter 95 ein Verschieben der Drucklager 97, 98 in Axialrichtung des Dorns. Zu jeder Formungsstation gehört weiterhin ein eigenes An­ triebsorgan 45 zum Drehen des Dorns 20 und somit des Vorroh­ lings 10 der durch die Fixierungsorgane 67, 68 gegen den Dorn 20 fixiert ist.

In Abb. 3 erkennt man schließlich eine Zuführvorrichtung für Vorroh­ linge 10 zum ersten Fixierungsorgan 67, wenn sich die Formungsstation in der Stellung I befindet. Zu dieser Vorführvorrichtung gehören ein Vorschubrad 65, das mit einem Vorrohlingträger 64 und einem Ein-/ Ausgabeorgan 66 kombiniert ist.

Die Abb. 4 zeigt eine wahlweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens, bei der die Formungsrollen 31-33 durch ein ausge­ strecktes Formungsorgan 60 mit einer Kante 61 ersetzt worden ist. Die Kante 61 bildet eine rundumlaufende Begrenzungsfläche mit unterschiedlicher Breite und unterschiedlichem Abstand zur Mitte. Ein Teil der Begren­ zungsfläche ist von einer Länge, die zumindest dem Umfang des Vorrohlings entspricht, wobei dieser Teil außerdem eine Form hat, die der Form der Nut 12 nach abgeschlossenem Formungsvorgang entspricht.

Das Formungsorgan 60 ist in einem in der Hauptsache kreisrunden Halte­ ring 59 angeordnet. In der Abbildung nicht dargesellte Antriebsorgane können das Formungsorgan 60 um seine Längsachse drehen.

Auf einer Bodenplatte 62 ist ein Maschinengestell 63 angeordnet. Das Maschinengestell hat eine mittig angeordnete Öffnung 58. Im Anschluß an die Öffnung sind Vorschubräder 65, Vorrohlingträger 64 und Ein-/Ausgabeorgane 66 in Übereinstimmung mit der Beschreibung zu Abb. 3 angeordnet.

Eine Anzahl (in der Abb. vier) Tragarme 69 ist im Anschluß an das Maschinengestell 63 und über eine Lagerung 71 so auf Gleitachsen 70 angeordnet, daß sich die Tragarme 63 von einer Stellung neben dem Maschinengestell 63 in eine Stellung in Nähe des Formungsorgans 60 und wieder zurück zur erstgenannten Stel­ lung verschieben lassen.

An seinem anderen Ende ist der jeweilige Tragarm 69 mit mit einem ersten Fixierungsorgan 67 in Obereinstimmung mit dem ersten Fixierungsorgan gemäß der Beschreibung im Anschluß an Abb. 3 versehen.

Die Gleitachse 70 ist außerdem über eine Lagerung 77 im 63 so gelagert, daß sie von einem Antriebsorgan 73 zwischen einer Stellung, in der sich das erste Fixierungsorgan 67 mittig in der Stativöffnung 58 befindet, und einer zweiten Stellung, deren Lage im großen ganzen der Lage der Kante 61 beim Formungsorgan 60 entspricht, gedreht werden kann.

Tragorgane 69 sind am Maschinengestell 63 befestigt. An jeder diesen Tragorgane 69 ist ein erstes Fixierungsorgan 67 angeordnet, der mit einem zweiten Fi­ xierungsorgan 68 im Anschluß an ein zweites und ein erstes Drucklager 98, 97 zusammenwirkt. Das zweite Fixierungsorgan 68 und die Drucklager 98, 91 haben eine solche Stellung, daß sie, wenn das erste Fixierungsorgan 67 in seine Stell­ ung in der Nähe des Formungsorgans 60 verschoben ist, zusammen mit dem ers­ ten Fixierungsorgan eine Formungsstation für einen Vorrohling 10 bilden. Die Antriebsorgane 74-76 mit ihren Gestängesystemen sind in Übereinstimmung mit Abb. 3 für die Fixierungsorgane 67, 68 und für die Drucklager 97, 98 angeordnet. Die Hinweisziffern für diese Gestängesysteme entsprechen den Hinweisziffern in Abb. 3. Die Hinweisziffern 78 und 79 bezeichnen Hebel für das erste bzw. das zweite Fixierungsorgan 67 bzw. 68. Die Hinweisziffer 88 bezeichnet ein Hebel, der die Organe beeinflußt, die die Streckung des Vorrohlings 10 bewirken.

In Abb. 5 a und b, wo Abb. 5 b den Schnitt 5 b-5b in Abb. 5 a.zeigt, d. h. einen Schnitt quer durch den Vorrohling 10 bzw. längs der Axial­ richtung des Vorrohlings 10 bei einer Vorrichtung gemäß Abb. 4, zeigt den Aufbau des eigentlichen Formungsorgans, wenn dieses mit Formungsrollen 31-33 ausgeführt ist. In einem ringförmigen Gehäuse 50 ist ein Tragorgan 48 angeordnet, mit dem der Hebel 47 fixiert ist. Das Tragorgan 48 ist im Gehäuse 50 drehbar. Eine Anzahl von Führungsrollen 49 ist im Tragorgan 48 gelagert und bewegt sich mit diesem. Die Formungsrollen 31-33 sind in Formungsrollenhaltern 51 gelagert. Die Formungsrollenhalter 51 haben eine Führungsfläche 52, gegen die die jeweilige Führungsrolle 49 anliegt. Die Führungsrollenhalter 51 sind drehbar um eine Lagerung 53 an­ geordnet. Eine Rückholfeder 54 bringt die Formungsrollenhalter 51 zurück in eine Ruhestellung, in der der Vorrohling 10 unbehindert an den For­ mungsrollen 51 vorbeigeführt werden kann. Die Formungsrollenhalter 51 sind auf einem Ring 55 angeordnet, der an dem ringförmigen Gehäuse 50 be­ festigt ist.

Die Abb. 6 zeigt einen Schnitt in Axialrichtung des Vorrohlings 10 des Teiles einer Formungsstation, die die Fixierung eines der Enden des Vor­ rohlings 10 bewirkt. In der Abbildung ist der Vorrohling 10 auf dem Dorn an­ geordnet.

Die Hinweisziffer 25 bezeichnet eine Verlängerung der Dornachse 23. Diese Verlängerung ist in einer Lagerung 99 gelagert. Bei der Ausfüh­ rungsform, bei der Formungsrollen 31-33 zur Anwendung kommen, ist die Ver­ längerung 25 mit dem Antriebsorgan 45 verbunden, während bei der wahl­ weisen Ausführung, bei der der Formungsvorgang mit einem ausgestreckten Formungsorgan 60 durchgeführt wird, der Dorn in der Lagerung 99 frei läuft. Die Hinweiszahl 81 bezeichnet ein festes Gehäuse, in dem die Lagerung 99, ebenso wie die übrigen Organe im Anschluß an die Fixierungsorgane und Streckungsorgane für den Vorrohling 10, eingebaut ist.

Der bereits genannte Hebel 79 ist an einem Mitnehmerorgan 82 befestigt, das bei Bewegung des Hebels in den Gewindeteil 83 eingeschraubt wird und gleichzeitig den Spannkonus 94 nach innen über die Fixierungsbacken 85 zieht. Hierbei wird der Vorrohling 10 zwischen den Fixierungsbacken und den äußeren Dornteilen 21 eingeklemmt. Die Fixierungsbacken 85 sind weiterhin in einem Halter 38 angeordnet. Über die Lagerungen 87, 84 können sich der Halter 38 und auch der Spannkonus 94 drehen, wenn sich der Vorrohling 10 dreht.

Der bereits genannte Hebel 88 ist an einem Mitnehmer 89 befestigt, der sich bei Verschieben des Hebel 88 aus einem Halter 90 schraubt und ein Drucklager 91 gegen den Gewindeteil 83 verschiebt und diesen in das feste Gehäuse bewegt. Hierbei wird der Vorrohling 10 durch die Fixierungsbacken 85 einer Zugkraft ausgesetzt. Der Gewindeteil 83 ist durch den Anschlagstift 93 gegen Verdrehen gesichert.

Beim Umformen eines Vorrohlings 10 in einen Rohling 19 unter Anwendung der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform wird ein Vorrohling 10 mit Hilfe der Vorschubräder 65, des Vorrohlingträgers 64 und des Ein-/Ausgabeorgans 66 durch ein abschließendes axiales Ver­ schieben in das erste Fixierungsorgan 67 a eingegeben. Das Antriebsorgan 74 a beaufschlagt das Fixierungsorgan 67 a auf solche Weise, daß der Vorrohling 10 vom ersten Fixierungsorgan 67 a sicher festgehalten wird, wobei dieses Fixierungsorgan 67 a gleichzeitig mit Hilfe des Antriebsorganes 72 a bis zum Anliegen gegen das erste Drucklager 97 gebracht wird, während gleichzeitig der Vorrohling 10 zwischen den Formungsrollen 31-33 einge­ bracht wird (vgl. Abb. 5a, b). Gleichzeitig wird das gegenüberliegende Ende des Vorrohlings 10 bis zum Anschlag gegen die Anschlagfläche 35 des zweiten Fixierungsorgnas 68 a (in der Abbildung verdeckt) gebracht. Das Antriebsorgan 75 beaufschlagt danach das zweite Fixierungsorgan 68 a so daß dieses Ende des Vorrohlings 10 fixiert.

Betätigt vom Antriebsorgan 46 a bewegen sich nun die Formungsrollen in Übereinstimmung mit der oben aufgeführten Beschreibung im Anschluß an Abb. 5a, b zwecks Formung der Nut 12 in Richtung rechtwinkling zur Axial­ richtung des Vorrohlings 10. Unter Einwirkung des Antriebsorganes 76 a wird gleichzeitig der Werkstoff auf bereits beschriebene Weise mit Streck­ kräften beaufschlagt, wobei ein Fließen im Werkstoff eintritt, wenn die Werkstoffdicke im Boden der Nut einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Hierbei wird der Vorrohling 10 gestreckt. Der Formungsvorgang wird an­ schließend dadurch abgeschlossen, daß die Formungsrolle 33 den Werkstoff 15 im Boden der Nut 12 bis zum Anliegen gegen den Dorn 20 verschiebt und hierdurch die endgültige Form der Nut 12 festlegt. Die relative Bewegung zwischen den Formungsrollen 31-33 und dem Vorrohling ergibt sich dadurch, daß das An­ triebsorgan 45 a, nachdem die beiden Enden des Vorrohlings 10, 17, 18 vom ersten bzw. vom zweiten Fixierungsorgan 67 a, b fixiert worden sind, den Dorn 20 im Inneren des Vorrohlings 10, 17, 18 wobei sich auch der Vorrohling 10. 17, 18 selbst dreht.

Der oben beschriebene Verfahrensablauf findet gleichzeitig statt, wie der Schrittmotor 42 die Formungsstation schrittweise von Stellung I in Stellung IV in der Abbildung verschiebt.

In Stellung IV werden die Formungsrollen in ihre Ausgangsstellungen ge­ bracht, wobei gleichzeitig das Festhalten des Vorrohlings durch das zweite Fixierungsorgan 68 a endet. Danach verschiebt das Antriebsorgan 72 a das erste Fixierungsorgan 67 a zurück in die Stellung, in der sich das Fixierungsorgan 67 a befand, als der in den nun fertiggestellten Rohling 19 a umgeformte Vorrohling dem Fixierungsorgan 67 a zugeführt wurde.

Das Antriebsorgan 74 a geht in seine Ausgangsstellung zurück, und die Fixierung des Endes des Rohlings 18 endet, wonach ein neuer Vorrohling 10 in axialer Richtung und bei gleichzeitigem Ausstoßen des geformten Roh­ lings 19 a in das erste Fixierungsorgan eingeführt wird.

Bisher wurde beschrieben, wie eine der Formungsstationen zum Umformen des Vorrohlings 10 in einen Rohling 19 verwendet wurde. Hieraus geht hervor, daß jede einzelne der Formungsstationen der Vorrichtung einen Vorroh­ ling 10 auf entsprechende Weise wie vorher beschrieben umformt. Obwohl die Abbildung eine Ausführung mit vier Formungsstationen zeigt, besteht die Möglichkeit, eine Vorrichtung gemäß Abb. 3 mit einer größeren oder kleineren Anzahl von Formungsstationen auszuführen.

Die Beschreibung bezieht sich weiterhin auf die Anwendung von drei For­ mungsrollen 31-33, die die Nut 12 schrittweise formen. Abhängig von z. B. Breite und Form der herzustellenden Nut 12 beinhaltet der Erfindungsgedanke die Möglichkeit einer Verwendung einer sowohl kleineren als auch größeren Anzahl Formungsrollen 31-33.

Beim Umformen eines Vorrohlings 10 in einen Rohling 19 bei Anwendung der in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform wird der Vorrohling 10 auf ent­ sprechende Weise, wie vorher im Anschluß an Abb. 3 beschrieben, ein­ gebracht, wonach das erste Fixierungsorgan 67 a vom Antriebsorgan 73 a in die gestrichelte Stellung in der Abbildung gebracht wird. Das Antriebsorgan 72 a verschiebt danach das Fixierungsorgan 67 a in eine Stellung in der Nähe des ausgestreckten Formungsorgans 60, wo es zusammen mit dem zweiten Fixierungsorgan 68 a und den dazwischenliegenden Organen, wie Mit­ nehmer 89 und Halter 90, das zusammengesetzte Organ zum Festhalten des Vorrohlings 10, 17, 18 während dessen Umformen in den Rohling 19 bilden.

Auf die Weise, wie oben im Anschluß an Abb. 6 beschrieben ist, wird nun das zweite Ende des Vorrohlings 10 fixiert, wobei der Werkstoff in dem Be­ reich, wo die Nut 12 hergestellt werden soll, mit axial gerichteten Streck­ kräften beaufschlagt wird.

Antriebsorgane verdrehen das ausgestreckte Formungsorgan 60, das, als der Vorrohling 10 in die soeben angegebene Stellung gebracht wurde, eine Stellung einnahm, bei der die Kante 61 des Formungsorganes 60 ein axiales Verschieben des Vorrohlings 10 nicht behinderte. Während der Drehbewegung wird die Kante 61 schrittweise immer näher zur Mitte des Vorrohlings 10, 17, 18 versetzt, wobei der Vorrohling 10, 17, 18 bei gleichzeitiger Formung der Nut 12 gegen die Kante abrollt. Auf entsprechende Weise, wie bereits beschrie­ ben wurde, tritt nach einer gewissen Zeit ein Fließen im Werkstoff im Boden der Nut 12 ein. Die endgültige Form der Nut 12 wird auf die Weise festgelegt, daß der Werkstoff 15 im Boden der Nut 12 zumindest während einer vollen Umdrehung des Vorrohlings 10, 17, 18 gegen eine Kante anliegt, deren Lage und Form bewirken, daß die Werkstoffwand gegen den mittigen Abschnitt 22 des Dorns 20 gedrückt wird, während gleichzeitig die endgültige Form der Nut 12 festgelegt wird.

Bei der weiteren Drehbewegung des ausgestreckten Formungsorgans 60 ent­ fernt sich die Kante 61 erneut vom Werkstoff des nun geformten Roh­ lings 19 der Rohling 19 wird nicht mehr vom zweiten Fixierungsorgan 68 a festge­ halten, und das erste Fixierungsorgan 67 a wird erneut in die Stellung gebracht, die es hatte, als der Vorrohling 10, der nun den Rohling 19 bildet, eingebracht wurde. Die Fixierung des geformten Rohlings 19 en­ det, und ein neuer Vorrohling 10 wird in axialer Richtung bei gleichzei­ tigem Ausstoßen des geformten Rohlings 19 in das erste Fixierungsorgan 67 a eingeschoben.

Auch bei dieser Ausführungsform besteht die Möglichkeit, die Vorrichtung im Unterschied zu der in der Abbildung dargestellten Vorrichtung mit einer kleineren oder größeren Anzahl von Formungsstationen auszuführen.

Der Werkstoff im Boden der Nut nimmt eine Kristallisation von höchstens ca. 17% an, die durch ergänzende thermische Kristallisation höchstens ca. 30% erreichen kann, ohne daß Probleme auftreten, wenn der Rohling in weiteren Vorgängen in andere Produkte umgeformt wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohlings, bei welchem die Wand eines rohrförmigen Vorrohlings aus amorphem Kunststoff mit Hilfe wenig­ stens eines mechanischen Formungsorgnas mit einer Druckkraft beauf­ schlagt wird, wobei das Formungsorgan in der Berührungsfläche mit dem Vorrohling eine Verhältnismäßig geringe Ausdehnugn in Axialrich­ tung des Vorrohlings aufweist, und bei dem die Berührungsfläche kontinuierlich rund um den Vorrohling in Umkreisrichtung bewegt wird, wobei der Kunststoff in diesem Bereich eine reduzierte Dicke annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umformen einer rundumlaufenden Nut (12) der Vorrohling (10) mit Hilfe von äußeren Streck­ organen (34 a, 34 b, 67, 68) in dem Bereich mit der reduzierten Dicke axial gestreckt wird, wobei eine Dicke (d) erreicht wird, die der Dicke entspricht, die eine aus dem die Nut umgebenden Werkstoff bestehende und der Dicke (a) der die Nut umgebenden Werkstoffab­ schnitte entsprechend dicke Platte bei monoaxialem freien Ziehen bis zum Fließen bei einer den Bereich der Glasumwandlungstemperatur Tg nicht überschreitenden Ausgangstemperatur erhält.
2. 2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axial gerichteten Streckkräfte der Streckorgane (34 a, 34 b, 67, 68) so gewählt werden, daß, bevor die Wand im Boden der Nut (12) ihre endgültige Dicke (d) erreicht hat, ein Fließen des Kunststoffs bei gleichzeitiger axialer Verlängerung des Vorrohlings eintritt.
3. 3. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Beaufschlagen des Vorrohlings (10) mit der Druckkraft mittels mindestens einer Rolle (31-33) oder mittels eines ausgestreckten Formungsorgans (60), gegen dessen Formungskante der Vorrohling (10) drückbar ist, erfolgt.
4. 4. Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kunststoff (15) im Boden der Nut (12) mit Hilfe eines der Formungsorgane (33, 60) in Radialrichtung des Vorrohlings (10) so verschoben wird, daß die Innenwandfläche des Rohlings (10) im Bereich der Nut (12) mit den benachbarten Bereichen fluchtet.
5. 5. Vorrichtung zur Herstellung eines rohrförmigen Rohlings aus einem rohrförmigen Vorrohling aus im wesentlichen amorphen Kunststoff nach dem Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, die ein mechanisches Formungsorgan für ein Anlegen an die Vorrohlingswand und zum gleichzeitigen Verschieben in Umkreisrichtung des Vorroh­ lings sowie in Radialrichtung des Vorrohlings und einen Innendorn aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Nutbe­ reiches Streckorgane (34 a, 34 b, 67, 68) angeordnet sind, die die Vorroh­ lingswand unverändert fixieren und die voneinander weg verschiebbar sind.
6. 6. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendorn (20) einen oder zwei äußere, in Richtung von und zum mittigen Dornteil (22) verschiebbare Dornteile (21 a, 21 b) aufweist, wobei die Dornteile (21 a, 21 b, 22) in ihrer äußeren Form der inneren Form des Vorrohlings (10) entsprechen und wobei die Dornteile (21 a, 21 b, 22) als Gegenhalteflächen für die Formungsorgane (31-33, 60) bzw. für die Fixierungsorgane (34 a, 34 b, 67, 68) dienen.
7. 7. Vorrichtung gemäß Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formungsorgane (31-33, 60) als Rolle (31-33), deren Axial­ richtung parallel zur Axialrichtung des Vorrohlings (10) verläuft, und/oder als Formungskante (61), gegen die der Vorrohling (10) bei Verminderung des Abstandes der Formungskante von der Achse des Vorrohlings drückbar ist, ausgebildet sind.