DE3102060A1

DE3102060A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen eines gegenstandes aus kunststoff

Info

Publication number: DE3102060A1
Application number: DE19813102060
Authority: DE
Inventors: Kjell Mosvoll Jakobsen; Lars Goesta Larson; Torsten Nilsson
Original assignee: PLM AB
Current assignee: Rexam AB
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1981-12-24
Also published as: ES8205636A1; ATA27381A; CA1153855A; BE887289A; IT1143330B; JPH0123301B2; NL8100273A; GB2067952A; FR2474388A1; JPS56123831A; US4409176A; IE810166L; SG15684G; SE8000722L; SE420286B; FR2474388B1; GB2067952B; DE3102060C2; IE50530B1; ES499301A0

Description

Glawe, Delfs, .loll & Partner - ρ 9891/31 - Seite 6

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes aus Kunststoff aus einem Rohling beliebiger Form, wobei das Umformen des Rohlings zum Gegenstand durch einen Druckunterschied über die Rohlingwand erfolgt und wobei beim Umformen des Rohlings eine Anzahl anfänglicher Werkstoffabschnitte von Organen zum Verschieben dieser anfänglicher Werkstoffabschnitte gegen eine Anzahl anderer Werkstoffabschnitte des Rohlings beeinflußt werden, wodurch ermöglicht wird, daß diese anderen Werkstoffabschnitte beim Formen des Gegenstandes umgeformt werden. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung, die nach dem beschriebenen Verfahren arbeitet, um einen rohrförmigen Gegenstand zu formen.

Im Zusammenhang mit dem Formen von Gegenständen aus Rohlingen aus Kunststoff bestehen bei gewissen Anwendungsfällen Schwierigkeiten, die gewünschte Umformung des Rohlings zu erzielen, wenn die Gegenstände im Verhältnis zur Wandstärke nur

130Ö52/0U9

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 9691/& i - Seite 7

eine geringe Ausbreitung aufweisen. Insbesondere dann, wenn der Rohling aus bereits orientiertem Kunststoff besteht, können sehr große Druckunterschiede über die Rohlingwand erforderlich sein. Ohne hierdurch die Problemstellung abzugrenzen, kann als Beispiel der Bedarf angeführt werden, bei einem rohrförmigen Rohling ringförmige Ausbuchtungen zu erzielen, so daß die ringförmigen Ausbuchtungen nach dem endgültigen Umformen des Rohlings zu dem gewünschten Gegenstand einen „Neck-support"-Ring oder einen „Pilfer proof-Ring bei einer Flasche bilden.

Bei anderen Anwendungsfällen, wenn die Umformungen verglichen mit der Wandstärke große Ausbreitung aufweisen, und insbesondere, wenn der Kunststoff nicht orientiert ist, besteht gemäß bekannter Technik die Möglichkeit, die Umformungen durch die Anwendung verhältnismäßig angemessener Druckunterschiede zu erzielen. Wenn die Umformungen in einer großen Streckung des Werkstoffes resultieren, erfolgt jedoch manchmal eine so starke Verminderung der Wandstärke, daß eine Gefährdung der Festigkeit oder Formstabilität bei dem geformten Gegenstand vorliegen kann. Gemäß der bisher bekannten Technik konnte diese Schwierigkeit nur durch die Verwendung ausreichen großer Wandstärken beseitigt werden.

Beim Formen einer Flasche besteht der Bedarf, einen Mündungsteil herzustellen, an dem ein sog. „Pilfer proof-Ring und/oder ein sog. „Neck support"-Ring vorhanden ist, und der „Neck support"-Ring in gewissen Anwendungsfällen so geformt ist, daß er gleichzeitig einen sog. Greifring bildet.

Der genannte Greifring dient u.a. dem Zweck, eine Stütze für die Hand darzustellen, damit sich die Flasche z.B. beim öffnen leichter halten läßt. Um diese Aufgabe zu erfüllen, hat ist der Durchmesser des Greifrings wesentlich größer als der Durchmesser des Mündungsteils in dem Bereich des Mündungsteils, wo der Greifring angeordnet ist. Die Abmessungen des Greifrings bedingen Kosten, da bei Anwendung der bisher bekannten Technik ein höherer Gesamtmaterialverbrauch für den Mündungsteils anfällt. Dies hat seine Ursache in der Oberbemessung des Mündungsteils, die erforderlich ist, damit der Greifring die notwendige Festigkeit, z.B. bei der Aufbewahrung von Flüssigkeiten unter Druck, wie kohlensäurehaltigen Getränken, erhält. Hierüberhinaus weist der Greifring in der Regel eine unerwünscht große axiale Ausbreitung auf, was auf die oben umrissenen Formungsschwierigkeiten zurückzuführen ist.

130052/0U9

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 9891/81 - Seite 8

An die oben beschriebenen Greifringe wird zutätzlich die Forderung gestellt, daß sie auch bei Erhitzen auf verhältnismäßig hohe Temperaturen formbeständig sind, so daß sie z.B. auch zur Lagerung gefüllter Behälter bei hohen Temperaturen, zur Reinigung der Behälter für der Wiederverwendung usw. eingesetzt werden können. Gemäß der bisher bekannten Technik lassen sich diese Forderungen nur mit Schwierigkeit erfüllen, sofern das Material nicht so behandelt wird, daß es optisch unerwünschte Eigenschaften erhält, d.h. daß es opak wird, während das Material im übrigen Teil des Behälters klar und durchsichtig bleibt.

Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Technik liegt darin, daß bei der Verwendung farbigen Materials die Abschnitte des Behälters, die eine abweichende Wandstärke aufweisen, entweder dunkler oder heller als die übrigen Behälterabschnitte ausfallen, je nachdem, ob eine Materialanhäufung oder Material verminderung vorliegt.

Vorliegende Erfindung weist auf ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes aus Kunststoff hin, bei dem die oben beschriebenen Schwierigkeiten ausgeschaltet sind. Gemäß der Erfindung geht man von einem Rohling beliebiger Form aus, wobei bestimmte Abschnitte des Rohlings umgeformt werden, während andere Abschnitte des Rohlings in der Hauptsache ihre ursprüngliche Form beibehalten. Beim Umformen der ersten Material abschnitte werden die anderen Materialabschnitte zu den erstgenannten hin verschoben, wobei während des Umformvorgangs eine Verminderung der Wandstärke, falls erforderlich, völlig vermieden wird. Die Erfindung bietet sogar die Möglichkeit, eine größere Wandstärke bei den Abschnitten zu erhalten, die umgeformt werden. Auch wenn das Material des Rohlings orientiert ist, sind die für den Umformvorgang erforderlichen Kräfte verhältnismäßig gering, da das Umformen erfolgt, ohne daß das Material über die im Zusammenhang mit der Orientierung stattgefundene Streckung hinaus gestreckt wird. Durch die Erfindung ist es möglich, orientiertes Material umzuformen, wo bei Anwendung bekannter Technik, falls überhaupt möglich, unangemessen hohe Druckunterschiede erforderlich wären. Versuche haben bestätigt, daß derart hohe Druckunterschiede leicht zu einem Bruch im Material führen.

Bei Anwendung der Erfindung zur Herstellung einer Flasche geht man von einem rohrförmigen Rohling aus, bei dem die Materialabschnitte, die bei der Flasche den Mündungsteil bilden, bereits orientiert sind, und zwar vorzugsweise monoaxial. Bei

130062/0448 ... 9

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 9851/81 - Seite 9

den Anwendungsfällen, wo bei dem fertigen Gegenstand eine Formbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen erforderlich ist, sind die bei der Orientierung eingebauten Spannungen durch eine Wärmebehandlung ausgelöst. Gemäß der Erfindung werden beim Formen des jeweiligen Rings Materialabschnitte, die an das den werdenden Ring bildende Material angrenzen, in Richtung zu dem Materialbereich, der nach dem Formen den Ring bildet. Dem Bereich, in dem der Ring gebildet wird, wird auf diese Weise Material zugeführt, wodurch die Wandstärke des Rings bestimmt wird. Der Ring wird somit im großen ganzen ohne Strecken des Materials gebildet, und statt dessen durch ein Verfahren, daß einem Falten sehr ähnlich kommt. Die Materialverschiebung führt mit sich, daß die Ringe bei einem verhältnismäßig geringen inneren Druck des Rohlings geformt werden. Gemäß der bekannten Technik ist dagegen, sofern ein Formen überhaupt möglich ist, unangemessen hoher Druck erforderlich, der leicht zu einem Material bruch führen kann.

Beim Formen von Gegenständen, die Vorformlinge für Flaschen darstellen, verwendet man in einer vorgezogenen Ausführungsform einen rohrförmigen Rohling, dessen mittige Abschnitte durch Strecken des Rohres in Axialrichtung des Rohres monoaxial orientiert sind. Beim Umformen des Rohlings werden zwei gegeneinander gerichtete Mündungsteile für die Vorformlinge von den mittigen Abschnitten gebildet.

Gemäß einer vorgezogenen Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Umformen des Rohlings bei einer Temperatur über der Glasumwandlungstemperatur (TG). Weiterhin gilt, für den Fall, daß der Rohling zu einem Gegenstand geformt wird, der einem weiteren Umformen ausgesetzt werden soll, das Formen des Gegenstandes bei einer Temperatur erfolgt, die über der Temperatur liegt, bei der das weitere Formen des Gegenstandes stattfindet.

Die Erfindung eignet sich besonders bei der Verwendung des Kunststoffes Polyäthylenterephthalat oder eines damit vergleichbaren Kunststoffes. Unter Polyestern und Polyamiden dürften folgende Kunststoffe für die Anwendung der Erfindung von Interesse sein, nämlich: Polyhexamethylen-Adipamid, Polycaprolactam, Polyhexamethylen-Sebacamid, Polyäthylen-2,6- und 1,5-Naphthalat, Polytetramethylen-1,2-DioxybensoJt und Copolymere aus fithylenterephthalat, fithylenisophthalat und andere, ähnliche Polymere.

... 10

130052/0449

Glawe, DeIfs, UoIl & Partner - ρ ^li89i/61 - Seite 10

Bei der Verwendung von Polyethylenterephthalat erfolgt das Umformen des Rohlings bei einer Temperatur des Rohlings im Bereich ca. 70-150⁰C, und dabei vorzugsweise im Bereich ca. 90-125⁰C. Diese Temperatur liegt genügend über der Glasumwandlungstemperatur (TG). Das Material des Rohlings wurde durch Strecken in der jeweiligen Axialrichtung vorzugsweise ca. dreimal orientiert. Bei gewissen Anwendungsfällen, z.B. bei Verwendung rohrförmiger Rohlinge als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Vorformlingen von Flaschen, ist das Material jedoch monoaxial orientiert.

Die oben angegebenen Richtwerte für Temperatur und Streckung bei der Verwendung von Polyethylenterephthalat werden bei Verwendung eines der oben angegebenen Kunststoffe im Hinblick auf die Eigenschaften des jeweiligen Materials in bezug auf die Glasumwandlungstemperatur, max. Kristallisationstemperatur usw. entsprechend abgeändert.

In einer Vorrichtung zum Formen eines rohrförmigen Gegenstandes, ausgehende von einem rohrförmigen Rohling, wird der Rohling von einer äußeren Form umgeben, in der eine Anzahl von Fixierungsorganen angeordnet ist, c'ie den Rohling auf dem Abschnitt festhalten, der außerhalb des Bereiches des Rohlings liegt, der beim Formen des Gegenstandes umgeformt wird. Die Fixierungsorgane sind in Axial richtung der Form zueinander hin beweglich. Zwischen den Fixierungsorganen ist weiterhin bei der äußeren Form eine Anzahl von Organen angeordnet, die gegen eine Anzahl erster Materialabschnitte des Rohlings anliegen. Auch diese Organe sind in Axialrichtung der Form zueinander hin beweglich, und sie sind auch im Verhältnis zu den Fixierungsorganen beweglich. Zwischen den gegen die ersten Materialabschnitte anliegenden Organen sind in der Formwand Vertiefungen angeordnet, in denen Einzelheiten des Gegenstands, z.B. ringförmige Ausbuchtungen entsprechend den bereits genannten „Neck supporf'-Ringen bzw. „Pilfer proof'-Ringen, aus einer Anzahl anderer Materialabschnitte geformt werden. Beim Formen des Gegenstandes liegen die Organe so stark gegen die genannten ersten Materialabschnitte an, daß sie während des Versehiebens im Verhältnis zueinander in Axialrichtuny der Form die Materialabsthn i t.te in Richtung der Materiaidbschnitte verschieben, bei denen die I in/elheiten des Gegenstandes ausgebildet werden. Die Strecke, i'An-.v die der jeweilige M.i ter ialabschn i tt verschoben wird, entspricht im großen ganzen d>v Ausbuchtung der RoIiI ingwand, die beim Formen der jeweiligen Ϊ. in/elhe it t-nt5,teht.

130052/OUtf ... _n

Glawe, üelfs, Moll & Partner - ρ 9891/81 - Seite 11

Bei vielen Anwendungsfällen ist die Festigkeit des Rohlings ausreichend groß, um ein das oben beschriebene Formen ohne Anwendung mechanischer Gegenhaitevorrichtungen im Inneren des Rohres zu erlauben. Der im Inneren des Rohres herrschende überdruck trägt zur Stabilität des Rohres bei. Während des Formvorganges findet auch eine gewisse Volumenverminderung des inneren Raumes des Rohres statt, was zu einem Anstieg des inneren Druckes führt, und dies wiederum erhöht die Formbeständigkeit des Rohlings, was dazu beiträgt, den für das Umformen des Rohlings erforderlichen inneren Druck zu erzielen.

Bei gewissen Anwendungsfällen wurde ein innerer Dorn verwendet, der mit der äußeren Form zusammenarbeitet. Der Dorn ist hierbei mit federnden Organen für die Längenverminderung des Dorns in Längsrichtung versehen. Die Längenverminderung des Dorns entspricht der Längenverminderung der äußeren Form beim Formen des Gegenstandes.

Zwischen den gegen die ersten Material abschnitte anliegenden Organen sind federnde Organe angeordnet, die in Axialrichtung der Form unterschiedliche Federkraft aufweisen. Nach einem im voraus festgelegten Schema werden hierdurch die federnden Organe der Reihe nach zusammengedrückt, um die Verschiebung der Rohlingwand in der Reihenfolge zu bewirken, in der die ringförmigen Ausbuchtungen ausgebildet werden. Das Erhitzen des Materials im Rohling erfolgt entweder vor dem Einlegen des Rohlings in der Form und/oder mit Hilfe von Heizvorrichtungen, die vorzugsweise im Dorn angeordnet sind. Isolierschichten sind hierbei im Dorn dort vorhanden, wo die Isolierschichten den oder die Teile des Dorns abgrenzen, wo die Erhitzung stattfindet. Die Form ist mit Kühl kanälen versehen. Durch die Kühlkanäle und die Isolierschicht werden die Bereiche des Rohlings, wo ein Erhitzen erfolgt, von den anderen Bereichen des Rohlings abgegrenzt.

Eine nähere Beschreibung der Erfindung erfolgt im Anschluß an eine Anzahl von Abbildungen, wobei

Abb. 1 a-c den grundlegenden Verfahrensablauf beim Formen eines Gegenstandes darstellt,

Abb. 2 a-c eine Funktionsübersicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt,

1300S2/0U9 ... 12

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9 091/81 - Seite 12

Abb. 3-4 eine Vorrichtung darstellt, die gem. Abb. 2 arbeitet, und zwar mit der Vorrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen und mit den Abbildungen entsprechend dem Schnitt B-B in Abb. 6,

Abb. 5 a-c einen bestimmten Querschnitt des in Abb. 3 und 4 gezeigten Dorns darstellt,

Abb. 6 den Schnitt C-C in Abb. 3 darstellt, und

Abb. 7 den Schnitt A-A in Abb. 3 und 4 zusätzlich mit dem Stativ darstellt, in dem die Vorrichtung gem. Abb. 3 und 4 ruht.

In Abb. 1 a-c ist der grundlegende Verfahrensablauf beim Umformen eines Rohlings 10 in einen Gegenstand 11 dargestellt. In Abb. 1a erkennt man den Rohling 10, der in Abb. 1b teilweise in den Rohling 10¹ umgeformt ist und in Abb. 1c seine endgültige Form angenommen hat und somit den Gegenstand 11 darstellt.

In den Abbildungen erkennt man eine Form 34, die in erster Linie zum Umformen eines rohrförmigen Rohlings 10 ausgeführt ist. Die Form besitzt eine Anzahl von im Verhältnis zu einander beweglichen Formteilen, die die Organe 21, 22 und 25 zum Anliegen gegen ein Anzahl von ersten Materialabschnitten 12, 13 und 20 des Rohlings 10 bilden. In der Formwand befindet sich auch eine Anzahl von Vertiefungen 26, im Anschluß an eine Anzahl zweiter Materialabschnitte 16, 17 des Rohlings 10. Das Organ 21 ist außerdem im Verhältnis zu den Organen 22, 25 beweglich gelagert, so daß die Organe in Axialrichtung des rohrförmigen Rohlings im Verhältnis zueinander verschoben werden können. In Ruhestellung werden die Organe durch federnde Organe 43, 44 auseinander gehalten, wobei die Federkraft des federnden Organs 44 größer ist als die des federnden Organs 43. In den Abbildungen ist eine weitere Vertiefung 35 in der Formwand dargestellt. Schließlich zeigen die Abbildungen noch ein Fixierungsorgan 40, in dem Kühlkanäle 42 angeordnet sind.

Beim Umformen des Rohlings 10 in den Gegenstand 11 wird das Innere des Rohlings unter Druck gesetzt, wobei der Rohling eine gewisse, geringere Ausdehnung (Abb. 1b) erfährt, die das Anliegen der Organe 21, 22 und 25 gegen die ersten Materialabschnitte 12, 13 und 20 und das Festhalten des Rohlings 10 durch das Fixierungsorgan 40 sicherstellt. Die größere Vertiefung 35 in der Formwand hat solche Aus-

130052/0U9

... 13

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9G91/81 - Seite 13

breitung, daß der überdruck im Rohling 10 den Rohling bis zum Anliegen gegen die Formwand in der Vertiefung 35 ausweiten kann. Dementgegen ist der Druck nicht ausreichend, um die beiden anderen Materialabschnitte 16, 17 bis zum Anliegen gegen die Formwand bei den Vertiefungen 26, 27 zu verschieben.

Beim nächsten Schritt des Umformen des Rohlings 10' wird das Organ 22 in Abb. 1b nach unten verschoben, wobei das Organ 21 mit dem Organ 22 bei dessen Verschiebung folgt. Durch die Reibung zwischen Rohling und den Organen 21, 22 werden die Materialabschnitte 12, 13 und somit auch der Materialabschnitt 17 beim Verschieben des Organs nach unten mitgenommen, während gleichzeitig der Druck im Rohling den Materialabschnitt 16 bis zum Anliegen gegen die Formwand in der Vertiefung 26 zwingt, wobei die Axiallänge während des Formungsvorgangs vermindert wird. Hierbei entsteht eine ringförmige Ausbuchtung 30 beim Gegenstand 11 (Abb. 11c). Anschließend erfolgt ein weiteres Verschieben des Organs 22 nach unten in der Abbildung, wobei der Materialabschnitt 13 vom Organ bei dessen Abwärtsbewegung mitgenommen wird und der innere Druck im Rohling 10' den Materialabschnitt 17 zum Anliegen gegen die Formwand in der Vertiefung 27 zwingt, wobei die Axiallänge der Vertiefung 27 auf gleiche Weise wie bei der Vertiefung 26 bereits beschrieben vermindert wird. In der Vertiefung 27 wird hierbei eine ringförmige Ausbuchtung 31 (Abb. 1c) gebildet. Durch die Verschiebung der ersten Materialabschnitte 12, 13 erhalten die ringförmigen Ausbuchtungen 30, 31 die Möglichkeit, ohne ein Strecken des Materials und ohne die durch ein Strecken bedingte Verminderung der Wandstärke zu entstehen.

Der grundlegende Verfahrensablauf beim Umformen eines Rohlings in einen Gegenstand gemäß der Erfindung wurde oben im Anschluß an einen rohrförmigen Rohling beschrieben. Selbstverständlich kann der Gedanke der Erfindung als solcher in gleichem Ausmaß bei anderen Rohlingformen Anwendung finden. Wenn es sich z.B. um einen flachen Rohling handelt, werden die Organe 40, 25, 21, 22 mit auf der dem flachen Rohling entgegengesetzten Seite angeordneten Gegenhaltern ergänzt. Die Formungsorgane, z.B. mechanisch arbeitend, verschieben beim Umformen des Rohlings Materialabschnitte in die Vertiefungen 35, 26, 27 bis zum Anliegen gegen die Formwand der jeweiligen Vertiefung. Auch bei dieser späteren Ausführungsform der Erfindung erlauben somit die Material verschiebungen der ersten Materialabschnitte 12 bzw. 13 ein Entstehen von Ausbuchtungen, die den ringförmigen Ausbuchtungen 30, 31 entsprechen. Beim Umformen des Rohlings zum An-

130052/0U9 ··· ^u

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9891/81 - Seite 14

Λ.

liegen gegen die Formwand in der größeren Vertiefung 35 erfolgt das Umformen ausschließlich durch ein Strecken des Materials, was in einer Verminderung der Wandstärke resultiert. Im Rahmen des Erfindungsgedankens liegt natürlich die Möglichkeit, sich auch bei diesem letztgenannten Umformen einer Material verschiebung zu bedienen, um auf diese Weise die ansonsten auftretende Wandstärkenverminderung herabzusetzen.

In Abb. 2 a-c, in der die Arbeitsweise einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Formen eines rohrförmigen Rohlings als Übersicht dargestellt ist, kann eine obere Formhälfte 65 mit Hilfe der Halter 74, 75 in eine öffnungsstellung (Abb. 2a) bewegt werden. Zur besseren Verständlichkeit sind die Anliegeflächen der oberen Formhälfte gegen die der unteren Formhälfte (die in den Abbildungen nicht dargestellt ist) schraffiert. Aus den Abbildungen (vgl. besonders Abb. 2a) geht hervor, daß in der Vorrichtung ein Gegenstand geformt wird, der aus zwei gegeneinander gerichteten Mundungsteilen von zukünftigen Vorformlingen zur Herstellung von Flaschen besteht. Für ein Teil der im Anschluß an Abb. 1 a-c beschriebenen Organen sind Bezugszeichen angegeben. Um die Symmetrie der Vorrichtung zu kennzeichnen, werden die Zusätze „a" und „b" für symmetrisch angeordnete Organe verwendet. In den Abbildungen ist weiterhin das Fixierungsorgan 40 als fest am Wagenteil 73 angebracht dargestellt, ohne daß eine Möglichkeit zum Verschieben in Axialrichtung im Verhältnis zum Wagenteil besteht Selbst wenn dieser Umstand den Aufbau der Vorrichtung vereinfacht, besteht die Möglichkeit., sich gemäß der Erfindung anderer Kombinationen von stationären und beweglichen Organen zu bedienen, um die erforderlichen Relationsbewegungen der Organe zu erzielen.

Außer den bereits beschriebenen Organen zeigt Abb. 2 a-c ein Stativ 60 mit einem Gleitlager. Das Stativ trägt einen Wagenteil 73, auf dem die untere Formhälfte ruht. Ein in Abb. 2a in ausgezogener Stellung dargestellter Dorn 50 besitzt ein Mittelstück 51 und die beiden Endstücke 52, 53. Mittelstück und die beiden Endstücke sind durch die Federorgane 55, 56 getrennt. Außerdem erkennt man den Hydraulikanschluß 57 für das Wagenteil-Antriebsorgan, den Hydraulikanschluß 67 für das Dorn-Antriebsorgan und den Druckmittelanschluß 61, über den der Innenraum des Rohlings unter Druck gesetzt wird. Das Bezugszeichen 59 gilt für den Stromanschluß für die Heizvorrichtung im Dorn. Die miteinander verbundenen Formteile der oberen Formfälfte werden durch die Verbindungsorgane 62, 63 zusammengehalten.

130052/0449

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 9891/81 - Seite 15

In der in Abb. 2a gezeigten Stellung wird ein rohrförmiger Rohling in die untere Formhälfte eingelegt, wonach die obere Formhälfte durch ein Antriebsorgan in die Schließstellung gebracht wird. Aus der Stellung auf größtem Abstand voneinander, die erforderlich ist, damit sich die obere Formhälfte an den Endflächen des Rohres im Zusammenhang mit dem Verschieben der oberen Formhälfte in die Schließstellung vorbeibewegen kann, werden die Fixierungsorgane 40 a, b über die Strecke 2E in Richtung zueinander verschoben, um ein Abdichten der Form gegen die Endflächen des Rohres zu bewirken. Danach wird der Dorn durch das Antriebsorgan in eine Stellung im Inneren des Rohlings verschoben, und der Innenraum des Rohlings wird unter Druck gesetzt. Bei der Druckbeaufschlagung hat das Material im Rohling eine Temperatur, die über der Glasumwandlungstemperatur (TG) liegt. Das Erhitzen geschieht entweder bevor der Rohling in die Form eingelegt wird oder nach dem Einlegen des Rohlings in der Form. Wahlweise kann eine Erhitzung des Rohlings vor dem Einlegen in der Form mit einem gewissen Nacherhitzen in der Form kombiniert werden.

Bei der Druckbeaufschlagung nimmt der Rohling die dem Rohling 10* in Abb. 1b entsprechende Form an. Hierbei erfolgt eine Verschiebung der Formteile auf solche Weise, daß die Gegenstücke zur Ausbuchtung 30 in Abb. 1c erhalten werden und sch!ie'lieh so, daß die Gegenstücke zur Ausbuchtung 31 in Abb. Ic entstehen. In den Abbildungen steht das Bezugszeichen „F" für das Verschieben, das erforderlich ist, um das Gegenstück zu den beiden Ausbuchtungen 30 und 31 zu erhalten. Da zwei zueinander gerichtete Vorform!inge gleichzeitig hergestellt werden, vermindert sich die Länge der Form um die Strecke 2E + 2F im Zusammenhang mit dem Formen des Gegenstandes.

In Abb. 3 und 4, die einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Formen von zwei zueinander gerichteten Vorform!ingen zeigt, die für ein anschließendes Umformen in Flaschen geeignet sind, entsprechen die Bezugszeichen hinsichtlich des Rohlings 10 und der Form 34 den bereits beschriebenen Abbildungen 1 und 2. Abbildung 3 zeigt das Gegenstück zu Abb. 1a und Abb. 4 das Gegenstück zu Abb. 1c und 2c.

In Abb. 5 a-c ist die Bauweise des Dorns 50 im Einzelnen dargestellt. Die für den Dorn 50 angegebenen Bezugszeichen entsprechen den Bezugszeichen in den bereits beschriebenen Abbildungen 2-4. Hierüber hinaus bezeichnet das Bezugszeichen 47 eine im Mittel stück 51 des Dorns angeordnete Heizvorrichtung.

130052/OU9 ... 16

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9391/8ί - Seite 1ό

Die Heizvorrichtung ist in der Abbildung als elektrischer Heizkörper dargestellt, der über Gleitkontakte 58 mit dem Stromanschluß 59 (Abb. 2b) verbunden ist.

Das Mittelstück 51 des Dorns wird von einer Isolierschicht 48 abgegrenzt, um eine Wärmeübertragung vom Mittel stück des Dorns auf die Endstücke 52, 53 und somit auf den Rohling in den Bereichen, wo der Rohling nicht umgeformt werden soll, zu verhindern.

In Abb. 6 ist der Schnitt C-C in Abb. 3 und in Abb. 7 der Schnitt A-A der Abbildungen 3 und 4 dargestellt. Abbildung 6 zeigt außerdem den Schnitt B-B, der dem in Abb. 3 gezeigten Längsschnitt entspricht. Abb. 6 zeigt weiterhin die bereits genannte Teilung der Form in eine obere Formhälfte 65 und eine untere Formhälfte 66. Die Bezugszeichen 70, 71 gelten für die Gleitlager für die Formteile der oberen bzw. der unteren Formhälfte. Außerdem erkennt man den Materialabschnitt 16b beim Rohling, der noch nicht unter Druck gesetzt ist. Aus Abb. 7 geht hervor, daß im Stativ 60 ein Wagenteil 73 gelagert ist, in dem die Form ruht. Der Wagenteil hat einen Hydraulikzylinder 68 zum Antrieb des Dorns und einen Hydraulikzylinder 69, der zum Verschieben der Formteile in Axial richtung der Form dient. Abbildung 7 enthält auch ein Antriebsorgan 72, das den Wagenteil 73 mit der Halterung 74 verbindet und das Verschieben der oberen Formhälfte der Form 34 zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung bewirkt. Ein entsprechendes Antriebsorgan ist auch am gegenüberliegenden Ende der Form vorhanden.

Der grundlegende Gedanke der Erfindung wurde im Anschluß an Abb. 1 a-c beschrieben, während die Arbeitsweise einer gemäß der Erfindung ausgeführten Vorrichtung aus der Beschreibung im Anschluß an Abb. 2 a-c hervorgeht. Die Einzelabbildungen 3-7 dienen lediglich als Erläuterung zu Abb. 2 a-b. Die Beschreibung der Arbeitsweise im Anschluß an Abb. 2 gilt somit auch für die nachfolgenden Abbildungen 3-7, so daß keine weitere Beschreibung der Arbeitsweise stattfindet.

Der Gedanke der Erfindung umspannt selbstverständlich eine Vielzahl von Vorrichtungen, die gemäß dieser Erfindung arbeiten. Die im Einzelnen beschriebene Vorrichtung ist somit nur als ein Beispiel von vielen für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zu betrachten.

Ober die obenstehende Beschreibung hinaus geht die Erfindung auch aus beiliegenden Patentansprüchen hervor.

130052/ÖU9

... 17

Claims

Patentansprüche

1.] Verfahren zum Formen eines Gegenstandes aus Thermokunststoff aus einem rohrförmigen Rohling , der zumindest am einen Ende offen ist, wobei eine Anzahl von Organen bis zum dichtenden Anliegen gegen den offenen Endabschnitt bzw. die offenen Endabschnitte des Rohlings verschoben wird, so daß die Organe und der Rohling einen geschlossenen Hohlraum bilden, wobei das Umformen gegen eine Formfläche in einer rund um den Rohling angeordneten zylindrischen Form erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl erster Materialabschnitte (13, 12, 20) beim Rohling (10) durch Druckbeaufschlagung des Hohlraumes bis zum Anliegen gegen die Flächen einer Anzahl zylinderischer Organe (22, 21, 25) verschoben wird, wobei diese Organe zur Formfläche gehören und Vertiefungen (26, 27) in dieser begrenzen und die Organe (22, 21, 25) anschließend im Verhältnis zueinander in Axialrichtung des Rohlings verschoben werden, wobei die Ausbreitung der Vertiefungen (26, 27) in Axialrichtung des Rohlings abnimmt, während gleichzeitig die ersten Materialabschnitte (13,12,,2O) durch den Druck im Hohlraum gegen die Flächen der Organe (22, 21, 25) fixiert bleiben und mit diesen folgen, und wobei eine Anzahl zweiter Materialabschnitte (17, 16), neben den ersten Materialabschnitten gelegen, bis zum Anliegen gegen die Begrenzungsflächen der Vertiefungen (26, 27) verschoben werden, wobei letzteres Verschieben eine Veränderung des Querschnittprofils der Materialabschnitte in Axialrichtung des Rohlings bewirkt, und zwar vorzugsweise kombiniert mit nur einer geringeren Veränderung der Materialdicke.

130052/0449

Glawe, Delfs, HoIl S, Partner- ρ 9391/81 - Seite 2

2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Länge der Verschiebung der jeweiligen ersten Materialabschnitte (13, 12, 20) der Umformung entspricht, die die Rohlingwand durch Ausweiten bei den zweiten Materialabschnitten (17, 16) ausgesetzt wird, gegen die die ersten Materialabschnitte (13, 12, 20) verschoben werden, wenn die zweiten Materialabschnitte umgeformt werden.

3. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff im Rohling (10) orientiert ist, und zwar vorzugsweise monoaxial in Axial richtung des Rohlings, in dem oder den Abschnitten des Rohlings, die beim Formen des Gegenstandes (11) umgeformt werden.

4. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff im Rohling (10) vor dem Umformen des Rohlings in den Gegenstand (11) auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur (TG) erhitzt wird.

5. Verfahren gemäß gemäß Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Werkstoff im Rohling (10), der beim Formen des Gegenstandes (11) umgeformt wird, während des Umformvorganges eine Temperatur hat, die über der Temperatur liegt, die der Werkstoff im Gegenstand bei der anschließenden Benutzung des Gegenstandes hat.

130052/0U9

Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 9891/82 - Seite 3 Λ*_η~Λ_Οη

6. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling in einen Gegenstand (11) umgeformt wird, dessen mittige Abschnitte aus zwei gegeneinander gerichteten Mündungsteilen für zwei zukünftige Vorformlinge bestehen, die wiederum zum Umformen in Behälter, z. B. Flaschen, geeignet sind.

7. Verfahren gem. einem der Patentansprüche 1-6, dadurch gekenn zeichnet, dass als Kunststoff im Rohling ein Polyester oder ein Polyamid verwendet wird, z.B. Polyhexamethylen-Adipamid, Polycaprolactam, Polyhexamethy1 en-Sebacamid, Polyäthylen-2,6- und 1,5-Naphthalat, Polytetramethylen-l,2-Dioxybensoat und Copolymere von Äthylenteraphthalat, Äthylenisophthalat oder ein anderer, ähnlicher Polymerkunststoff.

8. Verfahren gem. Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material, wenn der Rohling aus Polyäthylenterephthalat besteht, durch Strecken mindestens ca. dreimal in zumindest einer der Axial richtungen des Materials orientiert ist und/oder das Material des Rohlings, das umgeformt wird, beim Umformen eine Temperatur hat, die zwischen 7O⁰C und 15O⁰C und dabei vorzugsweise zwischen 90⁰C und 125⁰C liegt.

9. Vorrichtung zum Formen eines rohrförmigen Gegenstandes aus einem rohrförmigen Rohling (10) gem. einem der Patentansprüche 1-8, wobei beim Formen der Gegenstand zumindest in den Bereichen, die geformt werden, von einer äusseren Form (34) umschlossen werden, dadurch gekennzei chnet, dass die äussere Form (34) mit Organen (22, 21, 25)

130052/0449

Glawe, Delfs, Moll S Partner - ρ 9391/81 - Seite 4

zum Anliegen gegen eine Anzahl erster Materialabschnitte (13, 12, 20) des Rohlings (10) während der Fixierung derselben versehen ist, dass die Organe in Axialrichtung der Form im Verhältnis zueinander beweglich sind und dass zwischen den Organen Vertiefungen (27, 26) in der Formwand vorhanden sind, in denen eine Anzahl zweiter Material abschnitte (17, 16) Einzelheiten beim Gegenstand bildet, z.B. ringförmige Ausbuchtungen (31, 30), wobei während des Formens des Gegenstandes die Verschiebungen der Organe (22, 21, 25) im Verhältnis Zueinander in Axialrichtung der Form (34) für die angrenzenden Organe der Ausbuchtung der Rohlingwand entsprechen, die bei den jeweiligen zweiten Material abschnitten (17, 16) in den Vertiefungen (27, 26) zwischen den angrenzenden Organen beim Umformen des Rohlings in den Gegenstand auftreten.

10. Vorrichtung gem. Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Inneren des rohrförmigen Rohlings (10) angeordneter Dorn (50) mit der äusseren Form (34) zusammenarbeitet, wobei der Dorn Federorgane (55, 56) aufweist, die eine Längenverminderung des Doms in der Axial richtung entsprechend der Längenverminderung der äusseren Form (34) ermöglichen.

11. Vorrichtung gem. Patentanspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, das zwischen nebeneinander vorhandenen Organen (22, 21, 25) zum Anliegen gegen die ersten Materialabschnitte federnde Organe (43-46) angeordnet sind, die bei der Form (34) eine Ausgangsstellung bewirken, bei der die Form ihre grösste Länge in Axial richtung aufweist, und dass die Federkraft der federnden Organe (43-46) in Axialrichtung von unterschiedlicher Grosse für die nebeneinander liegenden Organe ist, wobei die Organe (22, 21, 25) zum Anliegen gegen die ersten Material abschnitte

130052/0A49

Glawe, Delfs, MoJl b. P-ir-ner - _p 9Ü91/81 - Seite 5

der Reihe nach in Richtung zueinander verschoben werden, so dass sie die ringförmigen Ausbuchtungen (30, 31) der Rohlingwand erzeugen.

12. Vorrichtung gem. Patentanspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn ein Mittelstück (51) aufweist, in dem eine Heizvorrichtung (47) zum Erhitzen des Materials im Rohling angeordnet ist, um das Umformen des Rohlings zum Gegenstand (11) zu ermöglichen, und dass das Mittelstück eine Isolierschicht (48) aufweist, die das Mittelstück von den anschliessenden Endstücken (52, 53) des Dorns abgrenzt.

13. Vorrichtung gem. Patentanspruch 12, dadurch gekennz e i c h η e t, dass an der Form Fixierungsorgane (40a, 40b) zum Festhalten des Rohlings ausserhalb der Bereiche des Rohlings, die beim Formen des Gegenstandes umgeformt werden, angeordnet sind, wobei diese Fixierungsorgane in Axialrichtung der Form im Verhältnis zueinander verschiebbar sind und Kühlkanäle (42a, 42b) aufweisen, die zur Kühlung des Materials im Übergang zwischen den Rohlingabschnitten, die vom Mittelstück (51) des Dorns erhitzt werden, und den Rohlingabschnitten, die sich im Anschluss an die Endstücke (52, 53) des Dorns befinden, dienen.

130052/0449