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Verfahren und Vorrichtung zum Blasen von nahtlosen, flaschenförmigen
Hohlkörpern aus Kunststoff
Es sind Verfahren zum Blasen von nahtlosen Hohlkörpern
aus Kunststoff bekanntgeworden, bei denen, wie in Abb. I gezeigt, in üblichen Spritzmaschinen
hergestellte Kunststoffkörper (Vorkörper) 1 in thermoplastischem Zustand in eine
Hohlform 2 eingehängt und aufgeblasen werden.
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Sodann sind Verfahren bekanntgeworden, bei denen aus einer ringförmigen,
ventilartigen Öffnung Kunststoff ausgepreßt und aufgeblasen wird. Die ringförmige,
ventilartige Öffnung (Abb. 2), aus der der Kunststoff 3 ausgepreßt wird, wird dabei
von einem Gehäuse 4 und einem gegenüber dem Gehäuse verstellbarem Ventilkolben oder
Ventilstempel 5 gebildet. Die Luft zum Aufblasen des entstehenden Hohlkörpers 6
wird durch eine Bohrung 7 im Ventilstempel 5 zugeführt.
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Es hat sich gezeigt - und hier setzt die Erfindung ein -, daß man
gegenüber diesem Verfahren einen technischen Fortschritt erzielt, wenn man, wie
in Abb. 3 gezeigt, aus ventilartigen ringförmigen Öffnungen, die von einem Gehäuse
4 und einem verstellbaren Ventilstempel 5 gebildet werden, Kunststoff 3 auspreßt,
dabei aber Gehäuse 4 und Ventilstempel 5 nicht in gleicher Richtung, von der ringförmigen
Austrittsöffnung aus gesehen, anordnet (wie das in Abb. 2 der Fall ist), sondern
in entgegengesetzter Richtung, wie in Abb. 3 gezeigt.
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Dazu wird beispielsweise folgende Einrichtung in folgender Art verwendet:
Auf dem Ventilstempel 5 in Abb. 4, der eine Bohrung 7 zur Zuführung der Blaseluft
trägt, wird ein auf diesem Ventilstempel bewegliches Gleitstück 8 angebracht und
gegen den Ventilstempel 5 mit einer Dichtung, beispielsweise einer Stopfbüchse 9,
abgeschlossen.
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Zwichen Gehäuse 4 und Gleitstück 8 ist eine ge-
teilTe
Form 10 angebracht. Nach dem Schließen der Form 10 wird Kunststoff 3 in den von
dem Gleitstück 8, dem Gehäuse 4, der Form 10 und dem Ventilstempel 5 gebildeten
Hohlraum eingespritzt.
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Danach werden, wie in Abb. 5 gezeigt, das Glelitstück 8 und die Form
10 einerseits und das Gehäuse 4 mit dem Ventilstempel 5 andererseits voneinander
entfernt, wobei gleichzeitig aus dem Gehäuse 4 Kunststoff 3 ausgepreßt und durch
die Bohrung 7 Luft eingeblasen wird. Der Ablauf des Herstellungsvorganges eines
Hohlkörpers ergibt zuerst das in Abb. 5 und schließlich das in Abb. 6 oder 7 schematisch
dargestellte Bild. Der Ventilstempel 5 und das Gehäuse 4 -sind ebenfalls gegeneinander
beweglich. Sie verändern aber während des Blassevorganges ihre Stellung zueinander
nur so weit, al!s der Austrittsquerschnitt, durch den der Kunststoff 3 aus Gehäuse
4 austritt, geändert werden soll.
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Der sich, wie die Abb. 6 und 7 zeigen durch das Einblasen von Luft
in die Bohrung 7 bildende Hohlkörper 11 ist während des ganzen Herstellungsvorganges
sowohl an der Öffnungsseite (Flaschenhals 12 in Abb. 6) wie an der entgegen--- gesetzten
Seite (Flaschenboden I3 in Abb. 6) festgehalten. Das hat den Vorteil, daß der Hohlkörper
bei Ungleichheiten innerhalb des Materials weniger leicht unsymmetrisch werden kann,
als das bei den bislang bekanntgewordenen Verfahren der Fall ist, bei denen nur
das eine Ende dies entstehenden Hohlkörpers, wie beispiels-weise in den Abb. I und
2 gezeigt, während des Herstellungsvorganges festgehalten wird. Bei diesen letzteren
Verfahren kann der Hohlkörper, wie die Abb. 1 besonders deutlich zeigt, innerhalb
der Hohlform 2 zur Seite »ausweichen«, was zu ungleichen Wands-tärken des fertigen
Hohlkörpers führt.
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Die Tatsache, daß der entstehende Hohlkörper II, in Abb. 6 und 7,
während des Herstellungsvorganges an beiden Enden 12, I3 (in Abb. 6) festgehalten
wird, ergibt die Möglichkeit, den entstehenden Hohlkörper während des Aufblasens
in Längsrichtung auseinanderzuziehen bzw. zu recken. Die Reckung in zwei Richtungen,
die die Wand eines jeden Hohlkörpers beim Aufblasen erfährt, kann also bei dem vorliegenden
Verfahren durch eine zosätzliche Reckung in Längsrichtung noch verstärlct werden.
Es wird später besprochen daß das bei der Verarbeitung mancher Kunststoffe vor besonderer
Bedeutung ist.
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Für die Beeinflussung des Herstellungsvorganges des entstehenden
Hohlkörpers ist mit dem In-die Länge-ziehen des entstehenden Kunststoffkörpers eine
zusätzliche, bislang nicht bekannte Möglichkeit gegeben, so daß damit der Herstellungsvorgang
eines Hohlkörpers insgesamt durch folgende Faktoren bzw. die Art und Weise, wie
sie während des Herstellungsvorganges verändert und aufeinander abgestimmt werden,
bestimmt wird: a) die Größe des ringförmigen Austrittsquerschnittes für den Kunststoff
3, der durch den jeweiligen Abstand von Gehäuse 4 und Ventilstempel 5, in den Abb.
3 bis 7, sowie Gehäuse 14 und Ventil stempel 5 in den Abb. 8 und 9, bestimmt wird,
b) die Geschwindigkeit, - mit der der Kunststoff 3 aus dem Gehäuse 4 ausgepreßt
wird, c) diie Geschwindigkeit, mit der in den Abb. 4 bis 7 Gleitstück 8 und Form
10 einerseits und Gehäuse 4 mit Ventilstempel 5 andererseits sowie in Abb. 8 und
9 Gleitstück 8 und Form 2 einerseits und Gehäuse 14 und Ventilstempel 5 andererseits
voneinander entfernt werden, d. h. das Ausmaß, in dem der entstehende Kunststoffkörper
in der Längsrichtung auseinandergezogen oder gereckt wird, d) die Menge bzw. -der
Druck, der durch den Kanal 7 in den Abb. 4 bis 7 oder Kanal 15 in Abb. 8 und II
eingepreßten Blaseluft.
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Dazu kommen als weitere beeinflussende Faktoren selbstverständlich
die Eigenschaften des verarbeitenden Kunststoffes, die Wahl der Velrarbeitungstemperaturen
sowie die Abmessungen der Herstellungseinrichtung, jedoch können im vorliegenden
Zusammenhang diese letzteren drei Punkte außer Betracht bleiben. Durch entsprechendes
Verändern bzw. Aufeinanderabstimmen der unter a) bis d) genannten Größen während
des Prozesses hat man es in der Hand, sowohl die Wandstärke wie die Form (schlank,
kugelförmig oder ellipsoidförmig abgeplattet) der entstehenden Hohlkörper ii (in
Abb. 6 und 7) viel weitgehender zu beeinflussen als das bei anderen Verfahren möglich
ist. Will -man, ohne eine Form 2 zu be nutzen, beispielsweise einen schlanken, röhrenförmigen
Hohlkörper rI erzeilen, wile er auf der linken Bildhälfte der Abb. 7 geziegt ist,
so zieht man Gleitstück 8 und Form 10 einerseits sowie Gehäuse 4 und Ventilstempel
5 andererseits relativ rasch auseinander und preßt dabei gleichzeitig Kunststoff
3 aus dem Gehäuse 4 aus, ohne allzuviel Blaseluft durch die Bohrung 7 zuzuführen.
Soll umgekehrt ein ellipsoid- oder kugelförmiger Hohlkörper 11, wie er in Abb. 6
dargestellt ist, hergestellt werden, so preßt man Kunststoff aus dem Gehäuse 4 aus
und bläst den entstehenden Hohlkörper durch Zuführen von Luft aus dem Kanal 7 gleichzeitig
relativ kräftig auf, wobei Gleitstück 8 und Form 10 einerseits sowie Gehäuse 4 und
Ventilstempel 5 andererseits relativ langsam voneinander entfernt werden.
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Für manche Fälle, insbesondere wenn man kugelförmige oder ellipsoidförmig
abgeplattete Hohlkörper herstellen will, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den
Herstellungsprozeß, wie auf der rechten HäLfte der Abb. 7 gezeigt, in der Weise
zu führen, daß zuerst ohne nennenswertes Zuführen von Blaseluft durch den Kanal
7 Kunbststoff 3 aus dem Gehäuse 4 ausgepreßt und Gehäuse 4 und Ventilstempel 5 einerseits
sowie Gleitstück 8 und Form 10 andererseits nur sehr langsam voneinander entfernt
werden, so daß sich ein klumpenförmiger Kunststoffvorkörper II in Abb. 7 rechts
bildet, der nicht odet nur ganz schwach aufgeblasen ist. Nachdem sich ein ausreichend
großer klumpenförmiger Vorkörper 11 gebildet hat, wird dieser gleichzeitig in die
Länge gezogen und aufgeblasen, wobei nur
noch in geringem Maß weiterer
Kunststoff 3 aus dem Gehäuse 4 zugeführt wird.
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Die Wandstärke der entstehenden Hohilcörper kann man beeinflussen,
erstens, indem man den durch Gehäuse 4 und Ventilstempel 5 in den Abb. 4 bis 7 bzw.
Gehäuse 14 und Ventilstempel 5 in den Abb. 8 un 9 gebildeten Querschnitt verändert,
zweitens, indem man die Menge des aus diesem Querschnitt in der Zeiteinheit ausgepreßten
Kiun!ststoffes größer oder kleiner wählt und drittens, indem man den Kunststoff
in wärmerem (geringere Zähigkeit des Kunststoffes=geringe Wandstärke) oder in kälterem
Zustand (hohe Zähigkeit des Kunststoffes=große Wandstärke) verarbeitet. Die Tatsache,
daß man mit diesem Vorgehen Form und Wandstärke der herzustellenden Hohlkörper ohne
Zuhilfenahme von Hohlformen 2 (Abb. 1 und 8 links sowie 9 bis 12), also allein durch
die Lenkung des Herstellungsprozesses besser in der Hand hat als bisher, ist in
vielen Fällen ein beträchtlicher Vorteil. Das gilt in erster Linie dann, wenn man
die Oberfläche des entstehenden hohlkörpers, wie weiter unten gezeigt, während des
Herstellungsganges beeinflussen will, wozu man Zugang zu dieser Oberfläche haben
muß, oder wenn man die Hohlform 2 einsparen will. Aber auch wenn man mit Hohlformen
2 arbeitet, hat die bessere Lenkung des Prozesses durch das beschriebene Vorgehen
Vorteile.
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Meistens wird man in der Tat Wert darauf legen, die herzustellenden
Hohlkörper in eine Form zu blasen. Um das möglich zu machen, muß dem Gehäuse 4 (Abb.
3 bis 7) eine spezielle Form gegeben, und zwar muß es, wie in Abb. 8 gezeigt, als
schlanke Röhre 14 ausgebildet werden, weil nur dann die technische Möghlichkeit
besteht, eine Hohlform 2 ZU verwenden. Das Gehäuse 14 erstreckt sich dabei in Längsrichtung
durch die ganze Hohlform 2 hindurch. Das Gleitstück 8 (Abb. 8) wird dabei zweckmäßig
so ausgebildet, daß es einen Teil der zylindrischen Wand des durch Kunststoff auszufüllenden
Hohlraumes bildet.
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Verwendet man ein röhrenförmiges Gehäuse 14, so kann der Kunststoff
3, wie in Abb. 8 gezeigt, durch einen in diesem Gehäuse 14 laufenden Kolben 16 oder
durch eine am freine unteren Ende des Gehäuses 14 angebrachte handelsübliche Spritz-oder
Preßeinrichtung ausgepreßt werden.
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Wird, wie in Abb.8 gezeigt, ein Kolben 16 verwendet, so wird das
Gehäuse 14 mit dem Kolben 16 zweckmäßig als selbständiger, von der eingentlichen
Blaseerinchtung, also beispielsweise von dem Ventilstempel 5, unabhängiger Maschineneteil
in Form beispielsweise einer auswechselbaren Patrone ausgeführt. Dadurch wird erreicht,
daß gleichzeitig mit dem Entleeren der jeweils in der Blaseeinrichtung befindlichen
Patrone andere patronen 14 außerhalb der Blaseeinrichtung mit Kunststoff 3 gefüllt
und beheizt werden können, so daß die Blaseeinrichtung im gesamten besser ausgenutzt
wird.
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Dabei können die Patronen 14 (Abb. 8) außerhalb der Blasseinrichtung
sowohl mit Hilfe einer Spritzmaschine mit bereits erhitztem, in plastischem Zustand
befindlichen Kunststoff, wie mit Hilfe einer Presse mit kaltem, in handelsüblichem
Zustand vorliegendem Kunststoff gefüllt werden, wobei in diesem letzteren Fall die
patrone 14 mitsamt dem Kolben 16 vor dem Blasen des Kunststoffhohlkörpers so lange
beheizt wird, bis der Kunststoff 3, den sie enthölt, plastisch geworden ist.
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Bei der Verwendung eines schlanken, röhrenförmigen gehäuses 14 wird
während der ersten Phase des Herstellungsprozesses (wie früher beschrieben) der
von der Form 2 (Abb. 8 links) und vom Gleistück 8 gebildete Hohlraumm mit Kunststoff
3 gefüllt. Dazu muß, damit kein Kunststoff in falscher Richtung austreten kann,
das Gehäuse 14, wie in Abb. 8 gezeigt, gegen die Form 2 abdichten.
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Während der zweiten Phase des Herstellungsvorganges wird, wie in
den Abb. 8 und 9 gezeigt, die Form 2 mit dem gleitstück 8 einerseits gegenüber dem
Gehäuse 14 und dem Ventilstempel 5 andererseits verschoben, während gleichzeitig
Kunststoff 3 durch den Ringschlitz zwischen Gehäuse 14 und Ventilstempel 5 ausgepreßt
wird, und durch die entweder, wie in den Abb. 4 bis 7 gezeigt, im Ventilstempel
5 angebrachte Bohrung 7 oder, wie in den Abb. 8 bis 11 gezeigt, durch die im Gleitstück
8 angebrachte Bohrung 15 Luft eingeblasen wird.
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Weiter oben wurde gezeigt, wie ohne zuhilfenahme von verschiedenartigen
Hohlformen 2 (Abb. 1 und 8 bis 12), Hohlkörper ganz verschiedenartiger Form lediglich
dadurch erzielt werden können, daß die den Herstellungsprozeß des Hohlkörpers beeinflussenden
Faktoren a) bis d) zweckentsprechend aufeinander abgestimmt werden. In gleicher
Weise wird man diese den Herstellungsprozeß beeinflussenden Faktoren auch dann aufeinander
abstimmen, wenn man verschiedenartige Hohlkörper unter Zuhilfenahme von verschiedenartigen
Hohlformen 2 (Abb. 1 und 8 bis 12) herstellen will. So wird man beispielsweise im
Fall einer sehr schlanken, röhrenförmigen Flaschenhalsform (Weinflasche) während
des Herstellungsganges die verschiedenen, den Herstellungsgang beeinflussenden faktoren
a) bis d) so verändern und aufeinander abstimmen, als ob man ohne Hohlform einen
schlanken, röhrenförmigen, Hohlkörper, wie unter 11 in Abb. 7 linkes gezeigt, herstellen
wollte. hat man dagegen eine kugelförmige Flaschenhohlform (bauchige Flaschen),
so wird man die den Herstellungsgang beeinflussenden Faktoren während des Herstellungsprozesses
so verändern und aufeinander abstimmen, als ob man ohne Hohlform einen kugelförmigen
Hohlkörper II, wie in Abb. 7 rechts gezeigt, herstellen wollte'. Auf diese Weise
kann man bei der Herstellung von Kunststoffhohlkörpern mit Hohlformen auf Grund
des vorliegenden Verfahrens entweder Kunststoffhohlkörper mit gleichmäßigeren Wandstärken
erzielen oder mit größerer Sicherheit größere und vor allem schlankere Hohlkörper
anfertigen als das mit anderen Verfahren bislang möglich war.
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Eine bislang noch nicht bekannte, in vielen Fällen besonders günstige
Möglichkeit, Hohlkörper aus Kunststoff, und zwar insbesondere schlanke Hohlkörper,
herzustellen, zeigt die Abb. 9. In bereits mehrfach besprochener Weise werden dabei
Gehäuse 14 und Stempel 5 einerseits sowie Form 2 und Geleitstück 8 andererseits
gegeneinander bewegt, während gleichzeitig aus dem Gehäuse 14 Kunststoff 3 ausgepreßt
und durch den Kanal 15 Blaseluft zugeführt wird. Dabei wird der Herstellungsgang
in diesem Fall durch die Wahl der Geschwindigkeit, mit der die genannten Teile 2,
5, 14 und 15 gegeneinander bewegt werden, sowie durch die Wahl der Geschwindigkeit,
mit der der Kunststoff 3 aus dem Gehäuse 14 austritt, sowie durch die Wahl der Menge
bzw. des Druckes der Blaseluft, diole durch den Kanal 15 zugeführt wird, so gelenkt,
daß der Kunststoff 3 sich nach dem Austreten aus dem Gehäuse 14 möglichst unmittelbar
an -die Wand der Hohlform 2 anlegt, diese also sozusagen laufend mit Kunstoff 17
ausgelegt oder ausgekleidet wird.
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Diese Art der Lenkung des Herstellungsprozesses, die im übrigen eine
ganz besonders glückliche Möglichkeit darstellt, Hohlkörper verschiedenartigster
Form, wie Fässer, Kanister, Körbe usw. mit Kunststoff folieartig auszukleiden, steht
in deutlichem Gegensatz zu einem Vorgehen, wie es beispielsweise die Abb. I, 6 und
7 verdeutlichen und wie es weiter oben bechrieben wurde.
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Der Kunststoff ist nämlich nach dem in Abb. 9 gezeigten Verfahren
während des Herstellungsvorganges in geringerem Maße sich selbt überlassen als bei
dem in den Abb. 6 und 7 gezeigten Vorgehen und selbstverständlich in noch unvergleichlich
geringerem Maße als bei einem Vorgehen nach Verfahren, wie sie die Abb. 1 schematisch
verdeutlich. Mit anderen Worten gesagt, ist bei einem Vorgehen gemäß Abb. g eine
viel kleinere, nicht durch eine feste Begrenzung festgehaltene Kunstsoffoberfläche
vorhanden. Das bedeutet, daß der Kunststoff 17 während des Blasevorganges seine
Form weniger leicht in unbeabsichtigter Weise verändern oder gar auseinanderreißen
kann als bei dem genannten andersartigen Vorgehen.
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Das macht es möglich, Kunststoffe in einem Zustand zlul verarbeiten,
in dem sie an sich die Tendenz haben »davonzufließen«, weil sie nur noch eine relativ
sehr geringe innere Festigkeit aufweisen, wie das beispielsweise der Fall st, wenn
thermoplastiche Kunststoffe relativ hoch erhitzt werden.
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Die Verarbeitung der Kunststoffe in relativ hocherhitztem, hochplastischem,
sehr weichem Zustand ist aber beispielsweise dann zweckmäßig, wenn man Hohlkörper
mit sehr dünnen, folieartigen Wänden blasen will. Das in Abb. 9 dargestellte Verfahren,
erläutert -die Möglichkeiten zur Herstellung von nahtlos geblasenen hohlkörpern
aus Kunststoff mit fol:ieartig dünnen Wänden.
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Um mit der beschriebenen Einrichtung Hohlkörper mit folierartig dünnen
Wänden herzustellen, ist es in manchen Fällen unter anderem zweck mäßig, den ringförmigen
Austrittsquerschnitt, der von dem Ventilstempel 5 (Abb. 7) und dem Gehäuse 4 gebildet
wird, sehr eng einzustellen und durch Blasen und Längsrecken den Kunststoff gewissermaßen
aus diesem Ringquerschnitt »herauszuziehen«, wie das in Abb. 7 links schematisch
angedeutet ist.
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In vielen Fällen ist es zweckmäßig, die verschiedenen bislang angegebenen
Möglichkeiten dre Lenkung des Herstellungsprozesses zu vereinigen und beispielsweise
in der ersten Phase des Herstelungsganges den Oberteil (Flaschenhals) des Hohlkörpers
herzustellen, indem man einen dünnwandigen, nahezu zylindrischen Hohlkörper 11 (Abb.
7 links) anfertigt und diesen dann gegen die Wand des oberen (Hals-) Teiles einer
Hohlform 2 (Abb. 9) bläst, in der zweiten Phase des Herstellungsganges aber den
Unterteil (Flaschenbauch) des Hohlkörpers, wie in Abb. 9 gezeigt, anzufertigen.
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Mit diesem Vorgehen kann man beispielsweise sehr vorteilhaft Hohlkörper
herstellen; die einen dickwandigen, stabile »Flaschenbauch« mit winde für Stopfen),
einen »Flaschenbauch« mit folieartig dünner, elastischer Wand und einen nicht zu
schweren » Flaschenboden « haben. Derartige Hohlkörper sind für viele Zwecke gan
besonders wertvoll, weil sie geeignet sind, in manchen Fällen aus Kunststoff geklebte
Tüten oder Beutel, in anderen abier Flaschen, Kanister oder Dosen aus Blech oder
Glas zu ersetzen.
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Verwendet man das Verfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen, die
sich nicht in hochplastischem, sehr weichem, sondern in zähem, festem Zustand befinden,
so macht das Verfahren aus den gleichen Gründen, aus denen es die Verarbeitung von
weicheren Kunststoffen als andere Verfahren erlaubt, die weit sicherere Herstellung
wesentlich größerer Hohlkörper möglich, als sie mit den bisher bekanntgewordenen
Verfahren hergestellt werden konnten.
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In manchen Fällen, insbesondere für die Zwecke der Massenfabrikation
ist es erwünscht, dem vorstehend erwähnten klumpenförmigem Kusntstoffvorkörper 11
(Abb. 7 rechts) eine genau deflniierte Gestalt zu geben. Dazu wird eine Vorform
18 (Abb. 10) verwendet. Das Gleitstück 8 (Abb. 10) erstreckt sich dabei pber einen
größeren Teil bzw. die ganze Länge der Vorform I8. Das Gehäuse 14 schließt dichtend
mit der Vorform I8 ah. Aus dem Gehäuse 14 wird so lange Kunststoff ausgepreßt, bis
die Vor form I8 gefüllt und damit ein genau definierter Kunststoffklumpen in Form
eines Vorkörpers 19 entstanden ist. Nachdem die Vorform entfernt und eine Hohlform
2 um den Vorkörper 19 geschlossen worden ist, wird, wie bereits beschrieben, durch
Aufblasen und Längsrecken des Vorkörpers 19 zuerst ein Zwischenkörper 11 (Abb. 11)
und schließlich der die Hohlform auskleidende endgültige Kunststoffhohlkörper 20
entstehen.
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Für die Zwecke der Massenfabrikation wird man zweckmäßigerweise in
einer Maschine mehrere aus jeweils einem Gleitkörper 8 (Abb. 12) und einem
Reckstempel
5 bestehende Aggregate unterbringen und durch eine revolverartige Anordnung der
entsprechenden Maschinenteile dafür sorgen, daß sich beispielweise um das erste
Aggregat eine Vorform 18 schließt und ein Vorkörper 19 gespritzt wird, während sich
gleichzeitig um das zweite Aggregat eine Hohlform 2 schließt und der Vorkörper 19
aufgeblasen und gereckt wird, während gleichzeitig von dem dritten Aggregat der
fertige Holtilkörper 20 (Abb. 11) abgenommen wird.
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Will man ein großes und kompliziertes Maso kann man eine wirtschaftliche
Ausnutzung der und gegeneinander beweglichen Teilen vermeiden, so kann man eine
wirtschaftliche Ausnutzung der Maschineneinrichtung auch dadlu-rch erreichen, daß
man Gleitkörper 8 (Abb. 12) und Reckstempel 5 außerhalb der eigentlichen Blaseeinrichtung
in einer geeingneten Form 18 mit einem Kunststoffvorkörper 19 umspritzt und das
aus Gleitkörper 8, Reckstempel 5 und Vorkörper 19 bestehende Aggregat patronenartig
in die Blaseeinrichtun mit der Holhllfofm 2 einsetzt. Der Vorkörper 19 ist auch
in diesem Fall während des ganzen Herstellungsganges durch Gleitstück 8 und Reckstempel
(Ventils-tempel) 5 geführt bzw. festgehalten. Er wird sich also während des Herstellungsganges
weniger leicht in unbeabsichtigter Weise verformen alis ein Vorkörper I (Abb. I).
Das bedeutet, d;aß man mit dem vorliegenden Verfahren auch bei Anwendung dieser
zuletz beschriebenen Variante Kunststoff mit größerer Sicherheit oder in weicherem
Zustand verarbeiten kann als mit Verfahren nach Abib. I oder 2, wobei die Tatsache
der bei dem Verfahren nach Abb. I oder 2 nicht in gleichem Maße vor.-handenen Möglichkeit
der Längsreckung des Kunststoffes als ganz besonderer Vorteil dies vorliegenden
Verfahrens hlinzulkommt.
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Zu bemerken ist, daß die schon früher besprochene und durch Abb.
9 schematisch verdeutlichte Variante des vorliegenden Verfahrens naturgemäß die
Verarbeitung von in noch weicherem Zustand vefindlichen Kunststoffen zuläßt als
das in den Abb. 10, II, 12 gezeigte Verfahren.
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Zu erwähnen ist fernier die Tatsache, daß der Vorkörper 19 (Abb.
10) selbstverständlich eine andere Form haben muß als ein Vorkörper I (A,bb. I),
dia der erstere nicht nur aufgeblasen sondern auch in Längs richtung zusätzlich
gereckt werden soll.
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Das im Zusammenhang mit dem vorliegenden Verfahren gefundene und
beschriebene In-die-Längeziehen des Vorkörpers 19 (Abb. 10), das insbesondere die
Abb. II links verdeutlicht, läßt sich selbstverständlich auch dann durchführen,
wenn der Vorkörper 19 nach einem anderen als dem hier beschriebenen Verfahren außerhalb
der Blaseapparatur hergestellt ist und nor zum Zwecke des Aufblasens in diese eingesetzt
wird. So kann man beispielsweise einen Vorkörper 19 (Abb. 10) in bekannter Weise
in einer Spritzgußmaschine anfertigen und anschließend über den Ventilstempel (den
man hier als Reckstempel 5 bezeichnen kann) und das Gleitstück 8 überschieben. Vorkörper
I9, Reckstempel 5 und Gleitstück 8 werden sodann gemeinsam aufgeheizt. Nach dem
Aufheizen wird um den Vorkörper 19 die Hohlform 2 geschlossen, und der Vorörper
wird, wie schon beschriebben, aufgeblasen und dabei gleichzeitig in die Länge gezogen,
wie das die Abb. 11 links verdeutlicht.
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Zweckmäßig wird dazu auch hier der Reck-Stempel 5 mit dem Gleitstück
8 als ein von der Blaseapparatur getrenntes und in diese bzw. in eine Hohl form
2 patronenartig einsetzbares Aggregat ausgeführt. In diesem Fall können mehrere
für die gleiche Bl-aseeinrichtung bzw. die gleiche Hohlform 2 bestimmte Vorkörper
19 mit jeweils einem Gleitstück 8 und einem Reckstempel 5 gleichzeitig außerhalb
der Blaseapparatur aufgeheizt werden, so daß die eigentliche Blaseapparatur mit
der Hohlform 2 besser ausgenutzt wird.
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Die Wahl aller Abmessungen der Herstellungseinrichtung, beispielsweise
des Durchmessers der Austrittsöffnung für den Kunststoff im Gehäuse 14 oder des
Ventilstempels 5 usw., sowie die Abstimmung aller während des herstellungsprozesses
veränderlichen Gräßen aufeinander (beispielsweise Austrittsgeschwindigkeit des Kunststoffes
aus dem Gehäuse 14 im Verhältnis zu der Geschwindigkeit, mit der sich Gehäuse 14
und Ventilstempel 5 einerseits sowie Gleitstück 8 und Form 2 andererseits voneinander
entfernen), kurz die ganze Führung und Gestaltung des Herstellungsprozesses der
Hohlkörper, wird man, wie schon angedeutet, in vielen Fällen so vornehmen, daß der
entstehende Kunststoffkörper 11 (Abb. 11, links) gleichzeitig möglichst stark aufgeblasen
und in die Länge gezogen wird. Die sich dadurc hergebende Reckung des verarbeiteten
Kunststoffes nach zwei Richtungen bringt nämlich eine Verbesserung der Eigenschaften
mancher kunststoffe mit sich, die von größter Bedeutung ist. So wird beispielsweise
der ursprünglich spröde Kunststoff Polystyrol bekanntlich durch Recken in zwei Richtungen
über ein bestimmtes Maß hinaus derartig elastisch, daß man daraus Folie herstellt.
Es gehört zu den wesentlichen Vor teilen des beschriebenen Verfahrens, diaß es die
sich während des Herstellungsganges ergebende Reckung des verarbeiteten Kunststoffes
bei der Herstellung von Kunststoffhohlkörpern viel weiter zu treiben erlaubt als
andere Verfahren und daß es dadurch möglich wiird, beispielsweise aus Polystyrol
geblasene Hohlkörper mit folieartig dünnen und elastischen Wänden herzustellen.
es ist in der Kunststofftechnik selbstverständlich, daß alle Teile der Herstellungseinrichtung,
wie im vorliegenden Fall beispielsweise die Formen 2 in den Abb. 1 und 8 bis I2,
oder das Gleitstück 8 in den Abb. 4 bis I2, die mit dem zu verarbeitenden Kunststoff
in Berührung kommen, sowie der zu verarbeitende Kunststoff selbst, die für die Verarbeitung
jeweils zweckmäßigste Temperatur haben müssen. Im vorliegenen Fall wurde nun gefunden,
daß es für das Blasen allseitig symmetrischer Hohlkörper, insbesondere, wenn diese
ohne Hohlformen 2 2 (gemäß den Abb. I und 8 bis I2, also etwa entsprechend den Abb.
4 bis 7)
hergestellt werden sollen, von besonderer Bedeutung ist,
daß die Temperaturdifferenzen innerhalb des zur Verarbeitung in die Blaseeinrichtung
kommenden Kunststoffes möglichst vollständig beseitigt werden.
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Das in die Blaseapparatur patronenartig einzusetzende Gehäuse 14
wird deshalb zweckmäßig nach dem Füllen mit Kunststoff 3 so lange in einem Heizraum
mit überall gleicher und gleichbleibender Temperatur belassen, bis sich alle Temperaturunterschiede
in seinem Innern ausgeglichen haben.
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Sinngemäß gilt das gleiche für den Fall, daß ein durch eine Vorform
in definierte Form gebrachter Vorkörper 19 verwendet wird. Auch in diesem Fall ist
es wichtig, dafür zu sorgen, daß bei Beginn des Aufblasens innerhalb des Vorkörpers
keine Temperaturunterschiede bestehen.
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Ebenfalls wurde gefunden, daß für -dias Herstellen der Kunststoffhohlkörper
Veränderungen der Temperatur einzelner Schichten oder Stellen dbs verarbeiteten
Kunststoffes von biesonderer Be deutung sind. Kühlt man beispielsweise den Ventilstempel
5 (Abb. 9) während des Herstellungsprozesses, kräftig ab, so wird eine dünne Schicht
des Kunststoffes 17, die beim Ausfließen aus dem Gehäuse 14 mit .dem Ventilstempel
5 in unmittelbare Berührung gekommen ist, erkalten und erstarren.
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Da diese Schicht nur sehr dünn ist, wird sie beim weiteren Recken
des Kunststoffes 17, das der Blasevorgang zur Folge hat, auseinandergerissen, und
auif der inneren- Hautoberfläche des fertigen Hohlkörpers entsteht eine narbenartige
Zeichnung, die in manchen Fällen erwünscht ist.
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Heizt man umgekehrt den Ventilstempel 5 höher auf als der sonstigen
Temperatuir des zu verarbeitenden Kunststoffes 3 (Abb. 9) entspricht, so kann mian
eine besonldelrs glatte und blanke Innenfläche der Hautoberfläche des Hohlkörpers
erzielen.
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Kühlt man die obere Ringkante des Gehäuses 14 während des Austretens
des Kunststoffes 3 aus dem Gehäuse 14 (Abb. g), so kann man eine marbenartige gemusterte
Außenhaut der Wand des Kunststoffhohlkörpers erzielen. Heizt man sie auf, so erhält
die Außenwand des Hohlkörpes eine größere Glätte als sonst. Beide Wirkungen sind
in vielen Fällen erwünscht und es bedeutet einen besonderen Vorteil, daß sie mit
dem beschriebenen Verfahren leichter erzielt werden können als mit anderen Verfahren.
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Die gleiche Wirkung kann man erzielen, wenn man an Stelle der oberen
Ringkante des Gehäuses 14 den Kunstsoff 17 selbst unmittelbar nach dem Verlassen
des Gehäuses 14 durch Anblasen oder Anspritzen heizt oder kühlt.
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Im Fall der Verwendung eines Vorkörpes 19 kann man ebenfalls eine
narbig gemusterte Außenoberfläche der Wand des fertigen Hohlkörpers erzielen, wenn
man eine dünne äußere Hautschicht des Vorkörpers scharf abkühlt ohne dabei aber
die gesamte Masse des Vorkörpers abzukühlen. Das geschieht beispielsweise, inidem
man in eine relativ kühle Vorform 18 (Abb. 10) den heißen Kunststoff sehr schnell
einspritz und die Vorform ebenfalls sehr schnell öffnet. Die äußere Hautschicht
ist dann duirch das Abkühlen erstarrt und zerreißt beim Aufblasen des Vorkörpers,
so daß eine narbige Musterung erzielt wird.
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Will man umgekehrt aus einem Vorkörper 19 (Abb. 10) ohne Verwendung
einer Form einen Hohlkörper mit glatter äußerer Hautoberfläche herstellen, so verwendet
man zweckmäßig eine möglichst heiße Vorform 18 und heizt außerdem den Vorkörper
19 vor dem Aufblasen und Längsrecken nochmals auf. Das geschieht am zweckmäßigsten
durch Anblasen mit Heißluft oder durch eine Strahlungsheizung.
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Durch stellenweises Abkühlen der Hautoberfläche des entstehenden
Kunststoffhohlkörpers 11, das man beispielsweise durch Bespritzen oder Besprühen
mit Tropfen von Kühlflüssigkeit oder durch Berühren des Kunststoffes mit Kühlkörpern
bewerkstelligen kann, ist es möglich, warzen-, linsen- oder strichartige Markierungen
in der Haut des Hohlkörpers zu erzielen, die ebenfalls in manchen Fällen einen erwünschten
Effekt darstelln. Ein solcher Effekt kommt besonders zur Geltung bei Hohlkörpern,
die nach dem vorliegenden Verfahren ohne Form geblasen sind. Aber auch bei Hohlkörpern,
die in einer Form geblasen sind, ist dieser Effekt wirksam, wenn der verwendete
Kunststoff durchsichtig oder durchscheinend ist. Man kann diesen Effekt im übrigen
auch dadurch erzielen, daß man dem verarbeiteten Kunststoff Körner eines anderen
Kunststoffes oder einer Varietät des betreffenden Kunststoffes mit anderem Schmelzpunkt
beimischt, beispielsweise im Falle von Polystyrol eine andere Handelssorte.
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Um das Anbacken des fertiggestellten Kunststoffhohlkörpers 20 and
der Herstellungseinrichtung zu erschweren, wird in der endphase des Herstellungsganges
zweckmäßig der Ventilstempel bzw.
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Reckstempel 5 und der Oberteil des Gehäuses 14 miit dem Kolben 16
gekühlt. Dazu kann beispielsweise in das Innere des Gehäuses 14 Kühlluft eingeblasen
oder eine Kühlflüssigkeit eingespritzt werden, während im Innern des Ventilstempels
5 zweckmäßig Kühl- bzw. Heizleitungen vorgesehen werden.
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Das Anbacken des fertigen Kunststoffhohlkörpers 20 (Ab,b. II) an
den Ventilstempel 5 kann auch dadurch vermieden werden, daß man durch das Innere
des Ventilstempels 5 unter Druck stehende Gleitflüssigkeit zuführt und diese durch
eine in der Mitte der Stirufläche des Venntilstempels 5 voirgesehene Bohrung zwischen
Ventilstempel 5 und Kunststoff bzw. Kunststoffhohlkörper 20 auspreßt.
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Um genau aufeinander abgestimmte Bewegungen der einzelnen Teile der
Apparatur, wie beispielsweise -des Kolbens I6 (Abb. 8) sowie des Ventilstempels
5 und des Gehäuses 14 einerseits und der Hohlkform 2 und des Gleitstückes 8 andererseits
zu erzielen, kann man diese Teile in bekannter Weise machnaisch durch Kurventrommeln
oder Schieben antreiben. Da es aber sehr wesentlich ist (beispielsweise im Falle
von Änderungen der Eigenschaften des verarbeiteten Kunststoffes) den Verlauf des
Herstellungsprozesses jederzeit und ohne umständ-
liche und zeitraubende
mechanische Bearbeitung von Maschinenteilen, wie Kurvenscheiben usw. variieren zu
können, ist es zweickmäßig, die Bewegungen der einzelnen Teile der Apparatur durch
lichtelektirsche Zellen zu steuern, die in bekannter Weise auf Papier oder eine
andere Unterlage aufgezeichnete und ohne weiteres umzuzeichnende Kurven abtasten,
wobei die elektrischen Impulse über Verstärkerröhren (Ventilröhren) auf die Steuer
ventile hydraulischer Antriebszylinder oder auf Drehsinn und Umdrehungszahl von
Elektromotoren einwirken, die über Zahnradpumpen und hydraulische Kolben oder über
mechanische Zwischenglieder die einzelnen Teile der Apparatur bewegen. Die Abtatst-
und Steurereinrichtung ist dabei zweikmäßig in einer in der Regeltechnik bekannten
Weise mit »Rückführung« verschen.
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Dazu ist beispielsweise der Kolben mit der lichtelektrischen Abtastvorrichtung
mechanisch verbunden. Folgt der Kolben einem von der Abtastvorrichtung gegebenen
Impuls, so führt seine Bewegung die Abtastvorrichtung in die Nullage zurück. Dieser
Vorgang ist in der Regeltechnick als Regelung mit Rückführung oder als Rückführungsregelung
bakannt.