DEVICE FOR MAKING HOLLOW OBJECTS

Abstract: 1. An apparatus for the production of hollow articles from thermoplastic materials, comprising a melting unit (1) and an extrusion die (2) connected thereto, with the aid of which die a hot, plastic, tube-shaped parison (3) is produced ; a mould (6) consisting essentially of two mould halves (4, 5) which in their turn are fastened to movable platens (7, 8) on a clamping unit ; and an additional locking device arranged on the platens (7, 8) and consisting of a tension rod (9, 209) having an inclined surface (10, 210) at its free end, and of a locking member (12, 212) with an actuating device (13), wherein at least two wedge-shaped members (112) are so connected together via a common actuating element, e.g. a displaceable frame (115), that they can be brought into action together, and wherein the actuating device (13) is so controlled that the wedge-shaped members (112) are caused to engage one another to form the pinched seams on the hollow article before the mould halves (4, 5) have completely closed.

Description: Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit einer Plastifiziereinheit und einem daran angeschlossenen Strangpresswerkzeug, mit dem ein warmplastischer schlauchförmiger Vorformling hergestellt wird, sowie einem Formwerkzeug, das im wesentlichen aus zwei Formhälften besteht, die ihrerseits an beweglichen Maschinen- platten einer Schliesseinheit befestigt sind. Es ist bekannt, Hohlkörper nach dem Blasverfahren herzustellen, indem ein Schlauch aus warmplastischem Kunststoff (Vorformling) aus einer Ringdüse ausgestossen, von einem Formwerkzeug umfasst, durch Einblasen eines Druckmittels an die formgebende Innenfläche des Formwerkzeuges angelegt und dort abgekühlt wird. Beim Umfassen durch das Formwerkzeug werden je nach Gestalt des herzustellenden Teiles einander gegenüberliegende Wandbereiche des warmplastischen Schlauches, insbesondere an den beiden offenen Enden, durch Schneid- und Quetschelemente derart gegeneinandergedrückt, dass sie miteinander verschweissen und somit eine geschlossene Naht des Fertigteiles bilden. Zur Herstellung dieser Quetschnähte ist eine Kraft erforderlich, die durch das Formwerkzeug während des Schliessvorganges aufgebracht werden muss. Ihre Grösse richtet sich nach der Länge der zu bildenden Naht und ist abhängig von der Art des zu verarbeitenden Kunststoffes, seiner Temperatur und von der Wanddicke des Vorformlings. Je Zentimeter Quetschnahtlänge wird eine Schliesskraft von 200 - 600 N benötigt. Ist das Formwerkzeug geschlossen, so entsteht durch den Druck des Aufblasens eine Auftriebskraft, deren Grösse der auf die Aufspannplatte projizierten Formteilfläche, multipliziert mit dem Blasdruck entspricht. Handelsübliche Blasformmaschinen sind im allgemeinen mit Schliesskrä±ten ausgestattet, die ausreichen, um die der Grösse ihrer Werkzeugaufspannplatten entsprechenden Werk- zeuge mit den sich dabei üblicherweise ergebenden Quetsch nahtlängen zu schliessen und den beim Aufblasen auftreten den Auftriebskräften standzuhalten. Die Schliesskraft einer handelsüblichen Maschine reicht aber nicht mehr aus, wenn darauf Blasteile mit extrem langen Quetschnähten und/oder sehr grossen projizierten Formteilflächen hergestellt werden sollen, selbst wenn die Alaschine in der Lage wäre, den erforderlichen Vor formling in der gewünschten Zeit bereitzustellen. In diesem Falle musste bisher eine Maschine grösserer und stärkerer Bauart gewählt werden, wodurch die Produktions kosten unerwünscht hoch wurden. Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, mit der die Schliesskrart einer Presse, insbesondere einer Blasformmaschine zur Herstel lung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen verstärkt werden kann, und mit der in weiterem Ausbau die Wege, die die Schliesseinheit bei der Schliessbewegung durchführt, an allen Stellen der Schliesseinheit in glei chen Zeitabständen gleichgehalten werden können. Es sollte ausserdem erreicht werden, die Verstärkungskräfte an den Stellen zu konzentrieren, wo sie beim Formungsvorgang ge braucht werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine an den Maschinenplatten angeordnete zusätzliche Schliesseinrich- tung, bestehend aus einer Zugstange mit einer an deren freien Ende angebrachten Keilfläche, einem auf einer Gleitbahn verschieblichen Keil mit einer Betätigungsein richtung. Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekenn zeichnet, dass zwei oder mehr Keile durch ein gemeinsames Betätigungselement, beispielsweise einen Schieberahmen, so miteinander verbunden sind, dass sie gemeinsam in Wirkrich tung gebracht werden können. Vorzugsweise können die zusätliche(n) Schliesseinrichtung(en) aus einer von einem Zugelement betätigten Zugstange beste hen, die an ihrem der gegenüberliegenden Formhälfte zuge wandten Ende eine Verriegelungsbohrung aufweist, in die ein Riegel eingreifen kann. Mit Hilfe an sich bekannter Mittel der Hydraulik, Mechanik oder Elektronik lässt sich bewirken, dass die Zugstangen v aller Zugelemente zu gleichen Zeiten gleiche Wege durch laufen. Weitere Merkmale der Erfindung sind darin zu erblicken, dass durch Kraftumkehrung der Spannkräfte auch die öffnungs- kraft der Presse verstärkt werden kann. Die Riegelelemente sind bevorzugt als Keile ausgebildet, deren Kräfte und Bewegungen durch entsprechend ausgebil dete Wirkflächen in Spannkräfte und -bewegungen umgesetzt werden, die in der Bewegungsrichtung der Werkzeughälften wirken. Durch entsprechende Ausbildung der Keile mit zwei wirken den Keilflächen können auch Kräfte in öffnungsrichtung der Presse ausgeübt werden. Die eingangs genannte unerwünschte Verteuerung der Na- schinenkosten konnte durch Anwendung der erfindungsgemässen Zusatz-Schliesseinrichtung erheblich reduziert werden. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in Figur 1 bis Figur 11 dargestellt. Figur 1 zeigt schematisch die Ansicht einer Blasformma schine mit der erfindungsgemässen Schliesseinrichtung, die hier nur als Einzelelement dargestellt ist, aber in be liebig grosser Anzahl angebracht werden kann. Figur 2 zeigt die Vorrichtung gemäss Figur 1, jedoch in geschlossenem Zustand. Figur 3 ist der Teilausschnitt X aus Figur 2. Figur 4 zeigt ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes, bei dem mehrere über dem Umfang des Werkzeuges verteilt ange ordnete Vorrichtungen nach Figur 1 bzw. Figur 3 starr mit einander gekoppelt sind. Figur 5 zeigt die Anordnung nach Figur 4, jedoch in ge öffnetem Zustand. Figur 6 ist der Schnitt A-A nach Figur 5. Figur 7 ist die Ansicht in Pfeilrichtung B nach Figur 5. Figur 8 ist die perspektivische Darstellung des Rahmens 115 mit den darauf angebrachten Verriegelungskeilen 112. Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Figur 10 ist der Teilausschnitt Y aus Figur 9. Figur 11 stellt die in Figur 9 gezeigte Vorrichtung in geöffnetem Zustand dar. Figur 12 zeigt eine Variante von Figur 3, mit deren Hilfe auch eine Umkehrung der Kraftrichtung S ermöglicht wird. Eine Blasformmaschine besteht im allgemeinen aus einer Plastifiziereinheit (Extruder) 1 mit einem daran angeschlossenen Strangpresswerkzeug 2, mit dem ein warmplastischer schlauchförmiger Vorformling 3 hergestellt wird, und aus einer Schliesseinheit, die das Formwerkzeug aufnimmt. Das Formwerkzeug 6 besteht im wesentlichen aus den beiden Hälften 4 und 5. Es dient zum Formen des Vorformlings 3 in die gewünschte Form des herzustellenden Hohlkörpers. Das Formwerkzeug 6 ist auf den in den angegebenen Pfeilrichtungen Z beweglichen Maschinenplatten 7 und 8 der Schliesseinheit befestigt. Der aus dem Strangpresswerkzeug 2 ausgestossene Vorformling 3 wird in der ersten Phase des Formungsvorganges von den beiden sich in Richtung der Kräfte P aufeinander zubewegenden Hälften 4 und 5 des Formwerkzeuges 6 erfasst und zur Bildung der erforderlichen Schweiss- und Quetschnähte dazwischen eingeklemmt. Zu diesem Vorgang ist eine bestimmte Kraft (Schliesskraft) erforderlich, die, bedingt durch die zwischen den Formhälften 4, 5 liegende doppelte Wanddicke des Vorformlings 3, bereits einsetzen muss, bevor der Schliessvorgang beendet ist. 'Nach dem Schliessen des Werkzeuges wird durch eine nicht dargestellte Einblasvorrichtung ein Druckmittel, beispielsweise Druckluft, in den vom Formwerkzeug umschlossenen Vorformling eingebracht, wodurch er zu seiner endgültigen Gestalt aufgeweitet wird. Hier entsteht eine weitere Kraft, die ebenfalls von den beiden Naschinenpiatten 7 und 8 aufgebracht werden muss. Diese Kraft ist erst nach dem Schliessen des Werkzeuges erforderlich; sie dient zum Zuhalten (Zuhaltekraft) des Werkzeuges. Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, mit ae- nen nach dem Schliessen des Werkzeuges die Werkzeughälften bzw. die Maschinenplatten miteinander verriegelt werden, so dass sie durch den nun eisetzenden Aufblasvorgang nicht auseinandergetrieben werden. Diese bekannte Vorrichtung ist aber nicht in der Lage, die Schliesskraft während der Schliessbewegung zu verstärken. Die Erfindung setzt ein, wenn die Schliesskraft während des Zufahrens und vor dem Erreichen des Formschlusses einer Blasformmaschine nicht gross genug ist, um ein vorgegebenes Formteil herzustellen. Nach einem Ausführungsbeispiel werden an den beiden Hälften 4 und 5 des Formwerkzeugs zusätzliche Schliessein- richtungen angebracht, die jeweils aus einer Zugstange 9 mit einer an deren freiem Ende angebrachten Keilfläche 10, einem auf einer Gleitbahn il verschieblichen Keil 12 und einer Betätigungseinrichtung 13 bestehen. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist die folgende: Beim Schliessen des Werkzeuges ist der Keil 12 entsprechend Figur 1 zurückgezogen, und zwar so lange, bis die Keil fläche 10 in den Wirkungsbereich der korrespondierenden Fläche 14 des Keiles 12 kommt. Nun wird der Keil 12 durch die Betätigungseinrichtung 13 in Pfeilrichtung K verschoben. Durch das Zusammenwirken der beiden Keilflächen 10 und 14 entsteht dabei eine Kraft in Pfeilrichtung S, die zusätzlich zu der Schliesskraft P der Maschine wirkt und somit die auf das Werkzeug wirkenden Kräfte verstärkt. Diese Kraft setzt schon ein, bevor der Schliessvorgang beendet ist. Vor dem Öffnen des Werkzeuges wird der Keil 12 entgegen der Pfeilrichtung K zurückgezogen; das Werkzeug kann geöffnet werden. Mit dieser Einrichtung kann nur eine Kraft und eine Bewegung in Schliessrichtung S erzeugt werden. Zum Unterstützen auch der Maschinen-Öffnungskraft dient eine in Figur 12 dargestellte Variante von Keil 212, Zugstange 209 und Gleitbahn 211. Durch die beiden Flächen 210 und 221 des Keiles 212 und ihr Zusammenwirken mit den Keilflächen 214 und 220 der Zugstange 209 entstehen in der Zugstange auch Kräfte entgegen der Pfeilrichtung S', wenn der Keil 212 entgegen der Pfeilrichtung K' bewegt wird. Wegen der hier möglichen Umkehrung der Kraft S' muss der Keil 212 beidseitig in einer Doppelführung 211 geführt werden. Ein gewisser Nachteil der bisher beschriebenen Ausführungen des Erfindungsgegenstandes ist darin zu sehen, dass die Bewegungen der einzelnen Schliesseinrichtungen unabhängig voneinander sind. Es ist somit nicht sichergestellt, dass alle korrespondierenden Punkte der aufeinander zufahrenden Werkzeughälften stets die gleichen Abstände zueinander haben. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung (Figur 4 bis 8) wird daher die Vorrichtung derart erweitert, dass die Betätigung aller Schliesseinrichtungen durch ein gemeinsames Betätigungselement, beispielsweise einen Schieberahmen 115, erfolgt. Dieser Rahmen ist in einer Gleitführung 116 verschieblich gelagert, die sich im Körper einer Hälfte 105 des Formwerkzeuges befindet. Er trägt sowohl die Keile 112 als auch die Mitnehmer 120, an denen die Betätigungseinrichtungen 113 angreifen. Auf die Weise wird erreicht, dass alle Punkte der beiden Hälften des Formwerkzeuges während des Wirkens der Schliesseinrichtung in gleichen Zeiten die gleichen Wege zurücklegen. Auch bei dieser Vorrichtung ist es weitgehend möglich, die einzelnen Schliesseinrichtungen an den Stellen des Formumfanges anzuordnen, wo die Schliess- bzw. Zuhaltekräfte vorwiegend gebraucht werden. Die beschriebene Vorrichtung zeigt selbstverständlich nur eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemässen Schliessvorrichtung. Derselbe Effekt kann natürlich auch mit anderen Einrichtungen, insbesondere einer bevorzugten Einrichtung erreicht werden, wie sie in den Figuren 9 bis 11 beispielsweise dargestellt ist. Hiernach besteht die Schliessvorrichtung (von mehreren, auf dem Werkzeug anzuordnenden ist nur eine dargestellt3 aus einer von einem Zugelement 41 betätigten Zugstange 42, die an ihrem der gegenüberliegenden Formhälfte 4 zugewandten Ende eine Verriegelungsbohrung 43 aufweist. In diese Verriegelungsbohrung 43 kann ein Riegel 44 eingreifen, der seinerseits an einer von der Riegelbetätigung 45 bewegten Stange 46 befestigt ist. Der Riegel kann in Pfeilrichtung R verschoben werden. Dabei stellt er beim Einfahren in die Bohrung 47 einer Gabel 48 eine formschlüssige Verbindung der Gabel 48 mit der Zugstange 42 her. Das Herstellen dieser Verbindung erfolgt während der Zufahrtbewegung, sobald der Riegel 44 mit der Verrie gelungsbohrung 43 fluchtet. Nun kann das Zugelement 41 eine Kraft in Pfeilrichtung T ausüben und damit die auf die beiden Formhälften wirkende Schliess- und Zuhaltekraft verstärken. Beim Öffnen des Werkzeuges kann über das Zugelement 41 durch Umkehren der Kraftrichtung T eine Kraft auf die beiden Formhälften ausgeübt werden, die auch die Öffnungskraft der Maschinenschliesseinheit verstärkt. Während der Auffahrtbewegung wird der Riegel 44 aus der Verriegelungsbohrung 43 herausgezogen, so dass die Bewegung der #{aschinenplatten ohne Unterbrechung weiterlaufen kann, wenn die mögliche Hubbewegung des Zugelementes 41 erschöpft ist. Die Hublänge der Zugstange 42 im Zugelement 41 kann so gross sein, wie der Gesamthub, den die beiden Werkzeughälften vollführen. In diesem Fall braucht die Verriegelungseinrichtung 43 bis 48 nicht bei jedem Schliess- und Öffnungsvorgang betätigt zu werden. Da jedoch die zusätzliche Schliess- bzw. Zuhaltekraft ausschliesslich in der Endphase eines Schliesshubes benötigt wird, ist es wirtschaftlich und räumlich vorteilhafter, die Hublänge der Zugstange 42 nur so gross zu machen, dass sie nach vollzogener Verriegelung noch einen Weg in Schliessrichtung durchläuft, auf dem die über die Schliesskraft der Maschine hinausgehende Zusatzkraft benötigt wird. Zweckmässigerweise wählt man diese Weglänge so, dass sie etwa 0 - 10 mm grösser ist, als die doppelte Wanddicke des Vorformlings beträgt. Auch mit dieser Vorrichtung ist es möglich, zu erreichen, dass alle Punkte der beiden Werkzeughälften in gleichen Zeiten gleiche Wege zurücklegen. Es bieten sich hierfür beispielsweise allgemein bekannte Mittel der Hydraulik '(Mengenteiler) oder der Elektronik (Weggeber usw.) oder eine mechanische Koppelung an. Ganz allgemein ausgedrückt handelt es sich hier um eine ver- und entriegelbare Einrichtung, deren beide Hälften (z.B. 9 bzw. 48 einerseits und 11 bzw. 42 andererseits) mit Hilfe von Riegelelementen (z.B. 12, 112, 212 oder 443 wahlweise ver- und entriegelt werden können, und auf die nach dem Verriegeln Spannkräfte (z.B. mit den Teilen 12 und 13 oder 41 und 42) in der Weise aufgebracht werden; dass damit die Schliess- und ggf. auch die Öffnungskraft einer Presse verstärkt wird. Die Zusatz-Schliesseinrichtung oder der Schieberahmen können auch ausserhalb des Werkzeuges entweder unmittel bar auf den Maschinenplatten 7, 8 oder auf einer zwischen den Maschinenplatten und den Werkzeughälften angeordne ten Aufnahmeeinrichtung 21, 22 angebracht sein. Die Auf nahmeeinrichtung 21, 22 wird zweckmässigerweise dann ge wählt, wenn das Werkzeug 6 grösser als die Maschinenplat- ten ist. Diese Schliesseinrichtung ist nicht nur für Hohl körperblasmaschinen anwendbar; sie ist auch bei allen an deren pressenartig wirkenden Formgebungseinrichtungen zu verwenden, bei denen die grösste Presskraft nicht während des ganzen Hubes, sondern vorzugsweise während eines Teiles des Gesamthubes benötigt wird. Das sind beispiels weise Pressen für die Metall- und Kunststoffverarbeitung und die keramische Industrie sowie Maschinen zum Tief ziehen (Vakuum- oder DruckluStformen3 von Kunststoffen.

Claims: Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen mit einer Plastifi ziereinheit (1) und einem daran angeschlossenen Strangpresswerkzeug (2), mit dem ein warmplastischer schlauchförmiger Vorformling (3) hergestellt wird, sowie einem Formwerkzeug (6), das im wesentlichen aus zwei Formhälften (4, 5) besteht, die iherseits an beweglichen Maschinenplatten (7, 8) einer Schliess einheit befestigt sind, gekennzeichnet durch eine an den Maschinenplatten (7, 83 angeordnete zusätzliche Schliesseinrichtung, bestehend aus einer Zugstange (9 bzw. 209) mit einer an deren freien Ende angebrachten Keilfläche (10 bzw. 210), einem auf einer Gleit bahn (11 bzw. 211) verschieblichen Keil (12 bzw. 212 mit einer Betätigungseinrichtung (13). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Keile (112) durch ein gemeinsames Betätigungselement, beispielsweise einen Schieberah men (115), so miteinander verbunden sind, dass sie gemeinsam in Wirkrichtung gebracht werden. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die zusätzliche(r.) Schliesseinrich tung(en) aus einer von einem Zugelement (41) betä tigten Zugstange (42) bestehen, die an ihrem der ge genüberliegenden Formhälfte (4) zugewandten Ende eine Verriegelungsbohrung (43) aufweist, in die ein Riegel (44) eingreifen kann. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe an sich bekannter Mittel der Hydraulik, Mechanik oder Elektronik die Zugstangen (42) aller Zugelemente (41) zu gleichen Zeiten gleiche Wege durchlaufen. Zeichn.

Inventors: BUEHRLE, HANS, LINDNER, EDMUND, LOHRBAECHER, VOLKER
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: B29C49
IPC codes: B29C49, B29C33