DE69724068T2

DE69724068T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Blasformen

Info

Publication number: DE69724068T2
Application number: DE69724068T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Mullingar Flood; Patrick Mullingar Berine
Original assignee: MENZA Ltd CASTLEPOLLARD; Menza Ltd
Current assignee: MENZA Ltd CASTLEPOLLARD; Menza Ltd
Priority date: 1996-10-25
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2017-10-25
Also published as: EP0838322A3; EP0838322B1; ATE246988T1; IE960898A1; DE69724068D1; EP0838322A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Extrusions-Blasformen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Blasformen von thermoplastischem Material, um einen blasgeformten Artikel, wie einen Behälter zu formen, beispielsweise einen Werkzeugbehälter, der zwei durch ein Scharnier verbundene Behälterhälften aufweist.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren des Typs zum Blasformen eines thermoplastischen Materials, umfassend die Schritte:
Extrudieren eines Rohlings durch Pressen eines hohlen Rohres aus heißem thermoplastischen Material durch einen Formzwischenraum zwischen einem Dorn und einer Form,
Schließen eines Paares von Formhälften um den extrudierten Rohling,
Einführen eines Blasstiftes in den Rohling,
Blasen von Luft durch den Blasstift, um den Rohling gegen die Formhälften aufzublasen,
und Lösen eines geformten Artikels aus der Form.
Der erste Schritt beim Extrusions-Blasformen besteht darin, einen hohlen Rohling aus geschmolzenem thermoplastischen Material zu formen, der dann in einen Artikel mit einer gewünschten Form geformt wird.
Ein typischer Akkumulator- bzw. Sammelkopf des konventionellen Typs, der bei der Formung eines Rohlings zum Blasformen verwendet wird, ist in A veranschaulicht. Ein kontinuierlicher Fluss aus geschmolzenem thermoplastischen Material tritt in den Sammelkopf durch einen Extruder A an einer Einlassseite ein. Das thermoplastische Material wird zu einem hohlen Rohr geformt, welches durch einen zuvor festgelegten Zwischenraum B, der zwischen einem Dorn C und einer Form D an einem unteren Auslass festgelegt ist, extrudiert wird.
Thermoplastisches Material fließt von dem Extruder A, an dem ein Flanschadapter F angebracht ist, durch einen Adapter G, eine Umleiteinrichtung H und nach unten über ein Torpedo I. Die Funktion des Torpedos I besteht darin, einen Stab des thermoplastischen Materials in ein hohles Rohr umzuwandeln. Der Torpedo I wird durch ein Tragkreuz bzw. eine Spinne J getragen. Nach dem Fließen über die Spinne J tritt das thermoplastische Material in eine Schmelzsammelkammer K ein. Dies bewirkt ein Hinausschiebekolben L, der unter dem Druck des thermoplastischen Materials nach oben zu schieben ist. Wenn das gewünschte zuvor festgelegte Volumen des thermoplastischen Materials sich angesammelt hat, wird ein Hinausschiebezylinder M unter Druck gesetzt, der Formzwischenraum B wird geöffnet und das Material wird in der Form eines hohlen Rohres durch den zuvor festgelegten Formzwischenraum B extrudiert.
In diesem Falle ist, worauf hingewiesen sei, der Herausschiebezylinder M¹ auf der linken Seite von A in der angehobenen Stellung veranschaulicht, in der sich das thermoplastische Material in der Schmelzsammelkammer K sammelt. Der Herausschiebezylinder M² auf der rechten Seite von A ist in der ausgefahrenen Position veranschaulicht, in der das thermoplastische Material durch den Form-Zwischenraum B extrudiert werden kann.
Im Falle der A sind der Dorn und die Form vom konvergierenden bzw. zusammengehenden Werkzeugtyp, der zum Extrudieren eines Rohlings von relativ kleinem Durchmesser verwendet wird. Um einen Rohling von größeren Durchmessern zu formen, wird das Werkzeug geändert, und es wird ein abweichendes bzw. auseinandergehendes Werkzeug verwendet.
Es gibt eine Anzahl von Problemen mit Rohlingen, die unter Verwendung derartiger konventioneller Sammelköpfe geformt werden.
Die Oberflächenbeschaffenheit bzw. die Endoberfläche des Rohlings hat entscheidenden Einfluss auf das Außen-Endaussehen der Außenfläche des geformten Artikels. Normalerweise beginnt thermoplastisches Material sich nach einer kurzen Zeitspanne in der Produktion an den Innenflächen des Kopfes und der Extrusionsausrüstung aufzubauen, was dazu führt, dass Mängel entstehen, die Formlinien, Verunreinigung, abgebranntes Material, Strömungslinien und unebenes Oberflächenendaussehen umfassen.
Die Qualität des fertiggestellten Artikels wird daher nachteilig beeinflusst. Um dieses Problem zu überwinden, sind häufig Form- und Dorn-Reinigungsoperationen mit erheblicher Ausfallzeit erforderlich.
Aufgrund dessen, dass sich Material um die Flächen der Form und des Dorns aufgebaut hat, scheitert es häufig, dass der extrudierte Rohling sauber in eine offene Form abgegeben wird. Dies ruft weitere Probleme mit einem Ausstoßen von Teilen, einem Stillsetzen zur Reinigung der Oberflächen, einer Verunreinigung und einer inkonsistenten Materialverteilung hervor.
Das Dokument US-A-4 362 496 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des extrudierten Materials durch eine Ausrichtung, die durch die Form erfolgt.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Blasformen von thermoplastischem Material bereitgestellt, umfassend die Schritte:
Formen von heißem thermoplastischen Material zu einem hohlen Rohr;
Extrudieren eines Rohlings durch Pressen des hohlen Rohrs aus thermoplastischem Material durch einen Formkopf;
wobei der Formkopf einen Dorn und eine Form aufweist, die zum Begrenzen eines Zwischenraums zwischen denselben beabstandet sind, und der Formkopf einen aus dem Zwischenraum führenden unteren Formausgang aufweist;
wobei der Formkopf einen Ausgangskompressionsring aufweist, der sich in den Zwischenraum angrenzend an den unteren Formausgang, und die Form und der Dorn kontinuierlich gekrümmte Oberflächen in einem Bereich des Zwischenraums und angrenzend an den Ausgangskompressionsring umfassen;
Führen des Rohrs aus heißem thermoplastischen Material über den Kompressionsring angrenzend an den unteren Formausgang und den Formzwischenraum;
wobei der Ausgangskompressionsring geformt ist, um Fluss vom Wirbeltyp des thermoplastischen Materials zu fördern, um eine glatte Oberflächenbeschaffenheit an dem hohlen Rohr aus heißem thermoplastischen Material zu schaffen, wenn es über den Kompressionsring geführt wird;
Schließen eines Paares von Formhälften um den extrudierten Rohling;
Einführen eines Blasdorns in den Rohling;
Blasen von Luft durch den Blasdom zum Aufblasen des Rohlings gegen die beiden Formhälften; und
Lösen des geformten Artikels aus der Form.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der Ausgangskompressionsring eine Verlängerung des Dornes, und er steht von dem Dorn zur Form vor. In diesem Falle steht der Ausgangskompressionsring von dem Dorn vorzugsweise um eine Strecke bzw. einen Abstand von zumindest 0,2 mm zur Form vor, und am bevorzugtesten steht er um eine Strecke bzw. einen Abstand von etwa 0,3 mm zur Form vor.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt der Verbesserung des Flusses des thermoplastischen Materials entlang der Form durch Behandlung der Formoberfläche zur Verbesserung des Abnutzungswiderstands und zur Verbesserung des Flusses des thermoplastischen Materials. Vorzugsweise ist die Formfläche ionen-imprägniert.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt der automatischen Freigabe bzw. Loslösung eines geformten Rohlings von den Außenflächen der Form und des Dornes. Vorzugsweise ist an bzw. auf den Außenflächen der Form und des Dornes ein Loslösemittel bzw. eine Loslöseeinrichtung vorgesehen. In idealer Weise ist das Loslösemittel bzw. die Loslöseeinrichtung durch einen ersten Streifen aus einem Loslösematerial längs der Außenfläche der Form gebildet bzw. vorgesehen, und ein zweiter Streifen aus einem Loslösematerial ist längs der Außenfläche des Dornes vorgesehen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Heizens der Form zumindest neben dem Formzwischenraum bzw. an diesen angrenzend. In diesem Falle wird die Form in typischer Weise durch Anlegen eines Erhitzungsbandes an die Außenseite der Form erhitzt.
Die Erfindung stellt außerdem einen durch Extrusion blasgeformten Artikel bereit, der jeweils durch das Verfahren der Erfindung gebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Blasformvorrichtung bzw. ein Gerät zum Blasformen von thermoplastischem Material bereit, das einen Formkopf, durch den ein hohles Rohr aus thermoplastischem Material geschoben wird, ein Paar von Formhälften zum Schließen um einen extrudierten Rohling herum, und einen Blasdorn zum Blasen von Luft durch den Blasdorn aufweist, um den Rohling gegen die Formhälften zum Bilden eines blasgeformten Artikels aufzublasen, wobei der Formkopf einen Dorn und eine Form aufweist, die zum Begrenzen eines Zwischenraums zwischen denselben beabstandet sind, wobei der Formkopf einen unteren Formausgang umfasst, der aus dem Zwischenraum herausführt, wobei der Formkopf einen Ausgangskompressionsring aufweist, der sich in den Zwischenraum angrenzend an den unteren Formausgang erstreckt, und die Form und der Dorn kontinuierlich gekrümmte Oberflächen in einem Bereich des Zwischenraums und angrenzend an den Ausgangskompressionsring umfassen, wobei das hohle Rohr aus thermoplastischem Material über den Kompressionsring angrenzend an den unteren Formausgang geführt wird und der Formzwischenraum und der Ausgangskompressionsring geformt sind, um Fluss vom Wirbeltyp des thermoplastischen Materials zu fördern, um eine glatte Oberflächenbeschaffenheit des hohlen Rohrs aus heißem thermoplastischem Material zu schaffen, wenn es über den Kompressionsring geführt wird.
Andere Einzelheiten der Vorrichtung entsprechen jenen des Blasformverfahrens der Erfindung.
Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung, die lediglich als Beispiel gegeben wird, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klarer verständlich werden. In den Zeichnungen zeigen
1 eine schematische Schnittansicht eines Dorn- und Formabschnitts eines Sammelkopfes gemäß der Erfindung, der beim Verfahren der Erfindung verwendet ist, und
2 eine Perspektivansicht des Dornteiles des Sammelkopfes von 1.
Bezugnehmend auf 1 und 2 ist ein Teil einer Form 1 und eines Dornes 3 mit einem dazwischen vorhandenen Zwischenraum 2 veranschaulicht. Die Form 1 und der Dorn 3 sind mit einer Anzahl von Merkmalen versehen, um die Form 1 selbst zu reinigen, wenn ein rohrförmiger Rohling bei dem bzw. durch das Verfahren des Blasformens gemäß der Erfindung geformt wird.
Eine Austritts- bzw. Ausgangskompressionseinrichtung ist in diesem Falle durch einen Ausgangskompressionsring 5 auf dem Dorn 3 neben dem Formausgang 2 bzw. an diesen angrenzend vorgesehen. Der Ring 5 wirkt als Fließverbesserer, der ein freies Fliessen des thermoplastischen Materials über die Oberfläche der Form 1 neben dem Formausgang 2 sicherstellt. Der Ausgangskompressionsring 5 stellt eine Behinderung für den Fluss des heißen thermoplastischen Materials dar und ruft einen Fluss vom Wirbeltyp des thermoplastischen Materials hervor. Dies stellt sicher, dass das thermoplastische Material bei einer solchen Fließrate gehalten wird, dass das Material nicht an der Fläche des Dornes und/oder der Form neben dem Formausgang haften wird.
In typischer Weise beträgt im Falle eines eine hohe Dichte aufweisenden Polypropylens der Durchmesser des das Fliessen einschränkenden Kompressionsrings 5 etwa 0,3 mm.
Die Oberfläche 6 der Form wird bzw. ist behandelt, um den Abnutzungswiderstand zu verbessern und um das Fliessen von thermoplastischem Material zu verbessern. In diesem Falle ist bzw. wird die Formfläche ionen-imprägniert.
Äußere Oberflächen der Form 1 und des Dornes 3 sind mit einem Loslösemittel bzw. einer Loslöseeinrichtung versehen. In diesem Falle ist die Loslöseeinrichtung durch Teflon-Einsätze 9, 10 für die Form bzw, den Dorn vorgesehen. (Teflon ist eine Marke).
An bzw. auf der Form 1 kann ein Erhitzungsband 15 vorgesehen sein, um die Fließeigenschaften zu verbessern.
Die Selbstreinigungswirkung stellt ein wichtiges Merkmal der Erfindung dar, da sie zu einem verbesserten Oberflächenendaussehen, zur Eliminierung von Mängeln, die durch Formlinien hervorgerufen werden, zu einer Verringerung der Häufigkeit von Außerbetriebnahmen zum Reinigen und zu einer Verringerung in der Rohlingbeanspruchung führt, was die Menge an Fehlern und Schweißproblemen in Verbindung mit Formungsprodukten verringert, wenn die beiden Seiten dicht zusammen sind.
Die Bereitstellung von Loslösemitteln bzw. von Loslöseeinrichtungen auf den Außenflächen der Form und des Dornes eliminiert Probleme in Verbindung mit dem Anhaften des Rohlings an der Formfläche und vermeidet Probleme in Verbindung mit einem wegbrechenden verschlechterten Material, das an der Formfläche haftet sowie Verunreinigen des Rohlings.
Die Erfindung ist auf die hier zuvor beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt, die im Einzelnen und im Aufbau variiert werden können. So wird beispielsweise ersichtlich sein, dass die Erfindung angewandt werden kann, um die Werkzeugausrüstung zusammen- oder auseinanderzuführen.

Claims

Verfahren zum Blasformen eines thermoplastischen Materials, umfassend die folgenden Schritte: Formen von heißem thermoplastischen Material zu einem hohlen Rohr; Extrudieren eines Rohlings durch Pressen des hohlen Rohrs aus thermoplastischem Material durch einen Formkopf; wobei der Formkopf einen Dorn (3) und eine Form (1) aufweist, die zum Begrenzen eines Zwischenraums zwischen denselben beabstandet sind, und der Formkopf einen aus dem Zwischenraum führenden unteren Formausgang (2) aufweist; wobei der Formkopf einen Ausgangskompressionsring (5) aufweist, der sich in den Zwischenraum angrenzend an den unteren Formausgang (2) erstreckt, und die Form (1) und der Dorn (3) kontinuierlich gekrümmte Oberflächen in einem Bereich des Zwischenraums und angrenzend an den Ausgangskompressionsring (5) umfassen; Führen des Rohrs aus heißem thermoplastischen Material über den Kompressionsring (5) angrenzend an den unteren Formausgang (2) und den Formzwischenraum; wobei der Ausgangskompressionsring (5) geformt ist, um Fluss vom Wirbeltyp des thermoplastischen Materials zu fördern, um eine glatte Oberflächenbeschaffenheit an dem hohlen Rohr aus heißem thermoplastischen Material zu schaffen, wenn es über den Kompressionsring (5) geführt wird; Schließen eines Paares von Formhälften um den extrudierten Rohling; Einführen eines Blasdorns in den Rohling; Blasen von Luft durch den Blasdom zum Aufblasen des Rohlings gegen die beiden Formhälften; und Lösen des geformten Artikels aus der Form.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ausgangskompressionsring (5) eine Verlängerung des Dorns (3) bildet und aus dem Dorn (3) zur Form (1) hin vorsteht.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Ausgangskompressionsring (5) aus dem Dorn (3) für eine Strecke von wenigstens 0,2 mm zur Form (1) hin vorsteht.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Ausgangskompressionsring (5) aus dem Dorn (3) für eine Strecke von ungefähr 0,3 mm zur Form (1) hin vorsteht.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, das den Schritt der Verbesserung des Flusses von thermoplastischem Material entlang der Form (1) durch Behandlung der Formoberfläche (6) einschließt, um den Abnutzungswiderstand zu verbessern und um den Fluss von thermoplastischem Material zu verbessern.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Formfläche (6) ionen-imprägniert ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, das den Schritt einschließt, automatisch einen geformten Rohling von dein Außenflächen der Form (1) und des Dorns (3) loszulösen.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem ein Loslösemittel (9, 10) auf den Außenflächen der Form (1) und des Doms (3) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Loslösemittel einen ersten Streifen (9) aus Loslösematerial, der entlang der Außenfläche der Form (1) vorgesehen ist, und einen zweiten Streifen (10) aus Loslösematerial darstellt, der entlang der Außenfläche des Dorns (3) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, das den Schritt umfasst, die Form (1) wenigstens angrenzend an den Formzwischenraum (2) zu erhitzen.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Form durch Anlegen eines Erhitzungsbands an die Außenseite der Form (1) erhitzt wird.
Gerät zum Blasformen von thermoplastischem Material, das einen Formkopf, durch den ein hohles Rohr aus thermoplastischem Material geschoben wird, ein Paar von Formhälften zum Schließen um einen extrudierten Rohling herum, und einen Blasdorn zum Blasen von Luft durch den Blasdorn aufweist, um den Rohling gegen die Formhälften zum Bilden eines blasgeformten Artikels aufzublasen, wobei der Formkopf einen Dorn (3) und eine Form (1) aufweist, die zum Begrenzen eines Zwischenraums zwischen denselben beabstandet sind, wobei der Formkopf einen unteren Formausgang (2) umfasst, der aus dem Zwischenraum herausführt, wobei der Formkopf einen Ausgangskompressionsring (5) aufweist, der sich in den Zwischenraum angrenzend an den unteren Formausgang (2) erstreckt, und die Form (1) und der Dorn (3) kontinuierlich gekrümmte Oberflächen in einem Bereich des Zwischenraums und angrenzend an den Ausgangskompressionsring (5) umfassen, wobei das hohle Rohr aus thermoplastischem Material über den Kompressionsring (5) angrenzend an den unteren Formausgang (2) geführt wird und der Formzwischenraum und der Ausgangskompressionsring (5) geformt sind, um einen Fluss vom Wirbeltyp des thermoplastischen Materials zu fördern, um eine glatte Oberflächenbeschaffenheit des hohlen Rohrs aus heißem thermoplastischem Material zu schaffen, wenn es über den Kompressionsring (5) geführt wird.