PARISON AND FORMING TOOL FOR STRETCH BLOW-MOULDING

Abstract: 1. Preform and moulding tool for stretch blow-moulding, in which an elongate, hollow preform, which is open at one side, is stretched mechanically in longitudinal direction and simultaneously or subsequently inflated pneumatically in radial direction into a hollow blow-moulding mould and special precautions are taken during the mechanical longitudinal stretching and the pneumatic radial stretching for the constantly exact guidance of the centre of the closed preform end constructed as dome (4) into the exact middle of the hollow blow-moulding mould base (12) and the preform dome (4) is clamped fast immovably in the centre of the hollow blow-moulding mould base (12) until the end of the pneumatic radial stretching and the preform dome (4) is guided constantly centred with the aid of the stretching mandril during the longitudinal stretching and the preform adjoining the dome (4) is simultaneously stretched radially by blowing, characterized by a centring spigot (5) in the middle of the inside surface of the preform dome (4) and a longitudinal stretching mandrel, which is to borne centrally as well as longitudinally slidable in the preform opening, with a mandrel end (8) exactly matched to the inside shape of the dome (4) like a solid core of a hollow mould.

Description: Streckblasverfahren sowie Vorformling und Formwerkzeug zum Durchführen des Verfahrens" Die Erfindung betrifft ein Streckblasverfahren, bei dem ein länglicher, einseitig offener, hohler Vorformling mechanisch in seiner Längsrichtung gereckt und gleichzeitig oder anschliessend pneumatisch in radialer Richtung in eine Hohlblasform hinein aufgeblasen wir. Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Vorformling sowie Formwerkzeuge zum Durchführen des Verfahrens. Ein solches Verfahren zum Herstellen von Vorformlingen ist aus der DE-OS 28 14 952 bekannt. Der wesentliche Vorteil des Streckblasverfahrens gegenüber anderen Blasverfahren ergibt sich aus dem deutlich verringerten Materialeinsatz, d. h. Kunststoffeinsatz, sowie wesentlich verbesserten mechanischen und physikalischen Eigenschaften der hergestellten Hohl körper. Man unterscheidet Einstufen- und Zweistufen-Verfahren. In beiden Fällen wird zunächst ein Vorformling hergestellt, der bei einer bestimmten, materialabhängigen Temperatur mittels eines Reckdorns in Längsrichtung mechanisch gereckt wird und gleichzeitig oder unmittelbar danach durch ein gasförmiges Medium, bei dem es sich in aller Regel um Luft handelt, zu der entgültigen Form in radialer Richtung aufgeblasen wird. Das Besondere am Streckblasverfahren ist das mechanische Recken mit Hilfe eines Reckdorns. Diesem Vorgang kommt insofern besondere Bedeutung zu, als im wesentlichen dadurch die Verbesserung der Eigenschaften der Hohlkörper gegenüber herkömmlich geblasenen Hohlkörpern zu erzielen ist. Der in Längsrichtung wünschenswerte, mechanisch zu erzielende Reckgrad kann an sich bei der Vielfalt der herzustellenden Hohlkörper - abhängig von Formgebung, Wandstärke und weiteren Eigenschaften, die ein bestimmter herzustellender Hohlkörper haben soll, - sehr unterschiedlich sein. Die Auslegeschrift 20 62 283 beschreibt auch streckgeblasene Flaschen, die beständig gegen eine Verformung durch Druck sind und die bereits relativ dünnwandig ausgebildet sind und bei deren Herstellung Reckgrade in axialer Richtung bis zum Vierfachen der Vorformlingslänge und bis zum Siebenfachen des Vorformlingsdurchmessers erreicht werden. Das #ewichts-Volumen-Verhältnis solcher Flaschen, ausgedrückt in g und cm3, liegt im Bereich zwischen 0,005 bis 0,2 : 1. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren sowie den Vorformling und die Formwerkzeuge zum Durchführen des Streckblasverfahrens so zu verbessern, dass bei Einsatz eines Vorformlings ausreichend hoher iiand- stärkengleichmässigkeit das Entstehen eines entsprechend gleichmässig ausgebildeten Hohlkörpers hoher Qualität gewährleistet werden kann. Die erfindungsgemässe Lösung besteht für das Streckblasverfahren darin, dass beim mechanischen Längsrecken und pneumatischen Radialrecken besondere Vorkehrungen zum ständig exakten Führen der Mitte des als Kuppe ausgebildeten, geschlossenen Vorformlingendes in die genaue Mitte des Hohlblasformbodens getroffen werden. Die erfindungsgemässe Lehre bedeutet also, dass der in der Regel mit grossem technischen Aufwand und hoher Präzision hergestellte Vorformling bei dem erfindungsgemässen Streckblasverfahren zunächst derart in Längsrichtung verstreckt werden soll, dass die Mitte eines Längsendes genau in die Mitte des herzustellenden Hohlkörperbodens gelangt und dass dann radial durch Aufblasen verstreckt wird, ohne dass auf dem Reckweg in Längsrichtung oder beim Recken in radialer Richtung bzw. Aufblasen diese Mitte auch nur kurzfristig abweicht oder verlorengeht. Wenn das mechanische Längsrecken und pneumatische Radialstrecken nacheinander erfolgen, wird vorzugsweise die Vorformlingkuppe bis zum Ende des pneumatischen Radialreckens unverrückbar im Zentrum des Bodens der Hohlblasform festgeklemmt. In der Praxis kann der radiale Reckvorgang aber schon vor Beendigung des Längsreckens mit diesem kombiniert ablaufen. Beim erfindungsgemässen Verfahren wird dann vorzugsweise die Vorformkuppe beim Längsrecken ständig mit Hilfe des Reckdorn zentriert geführt bzw. gehalten und gleichzeitig der Vorformling im. Anschluss an die Kuppe durch Blasen radial gereckt. Erfindungsgemäss können gegenüber dem Stand der Technik noch wesentlich dünnwandigere Hohlkörper erzeugt werden. Die Verstreckung der Vorformlinge in axialer Richtung kann dabei das Vierfache der Vorformlingslänge und das Siebenfachedes Vorformlingsdurchmessers übersteigen. Das Gewicht-Volumen-Verhältnis solcher extrem dünnwandiger Hohlkörper, ausgedrückt in g und cm3 kann im Bereich zwischen 0,002 : 1 bis 0,005 : 1 liegen. Da ganz allgemein die gewünschte Wandstürkengleichmässigkeit eines aus Kunststoff bestehenden Hohlkörpers bestimmend dafür ist, wie wirtschaftlich der Körper hergestellt werden kann und welche Eigenschaften ihm zu verleihen sind, ohne unnötig viel Kunststoffmaterial einzusetzen, kommt such der Wandstärkengleichmässigkeit des verwendeten Vor-formlings, insbesondere am Umfang, eine erhebliche. Bedeutung zu. Bei mechanischen Recken in der Längsrichtung ist dann darauf zu achten, dass die ursprüngliche Wandstärkengleichheit am Vorformling erhalten bleibt, d. h. dass die einzelnen Kunststoffpartikel möglichst gleichmässig verstreckt werden. Geschieht das nämlich nicht, so entstehen beim gleichzeitigen oder unmittelbar nachfolgenden pneumatischen, in radialer Richtung wirkenden Streckvorgang zwangsläufig unterschiedliche Wandstärken am Umfang des fertigen Hohlkörpers. Besonders störend sind solche Ungleichheiten z. B. am Übergang zwischen Hohlkörpermantel und Hohlkörperboden, da hier ungleiche Wandstärken am Umfang des Hohlkörpers in der Regel eine erhebliche Qualitäts- minderung zur Folge haben. Ersichtlich wirken sich Ungleichmässigkeiten am Vorformling - im originären oder verstreckten Zustand - um so gravierender aus, je dünnwandiger ein Hohlkörper hergestellt werden soll. Das erfindungsgemässe Streckblasverfahren lässt sich vorteilhaft mit Hilfe eines Vorformlings und eines Formwerkzeugs durchführen, die gekennzeichnet sind durch einen Zentrierzapfen in der Mitte der Innenfläche der Vorformlingkuppe und einen zentrisch, längsverschiebbar in der Vorformlingöffnung zu lagernden Längs-Reckdorn mit der Innenform der Vorformlingkuppe wie eine Voll form einer Hohl form angepassten Dornende. Vorzugsweise wird dabei auf der Innenfläche des Vorformlings und an dem Dornende des Längsreckdorns ein um den Fuss des Zentrierzapfens des Vorformlings bzw. der Sackbohrung des seck- dorns umlaufender in Richtung auf die Innenfläche der Kuppe bzw. die Aussenfläche des Dornendes im wesentlichen auf einer Kreislinie auslaufender Übergang vorgesehen. Gemäss weiterer Erfindung ist es noch besser, wenn auch die Hohlblasform den erfindungsgemässen Gegebenheiten angepasst ist, indem eine zentrische Erhebung des Hohl blasformbodens mit darin ebenfalls zentrisch angeordneter muldenförmig rotationssymmetrischer, der Aussenform der mittels des Reckdorns zentrisch herangeführten Vorformlingkuppe angepasster Vertiefung vorgesehen wird. Ein Zentrieren des Vorformlings bzw. von dessen Zentrierzapfen in bezug auf den hergestellten Hohlkörper und eine hohe Wandstärkengleichheit auch im Bereich des Übergangs zwischen Hohlkörpermantel und Hohlkörperboden lassen sich durch Anwendung der beschriebenen Form des Hohlblasformbodens ohne weiteren wesentlichen Aufwand gewährleisten. Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ¯ einen rotationssymmetrischen Vorformling im Längsschnitt; Fig. 2 eine Ansicht auf die Öffnungsseite des Vor formlings gemäss Fig. 1; Fig. 3 die Spitze eines Reckdorns teilweise im Schnitt; Fig. 4 ein Beispiel eines Bodenteils einer Hohiblas- form im Schnitt; Fig. 5 ein fertiges Streckblaswerkzeug mit eingesetz tem Vorformling gemäss Fig. 1 im Längsschnitt; und Fig. 6 die Vorrichtung von Fig. 5 mit bereits längs gestrecktem Vorformling. Fig. 1 zeigt einen beispielseise rotationssymmetrischen Vorformling im Längsschnitt, der aus einem Halsteil l mit Bund 2, einem Schaft 3 sowie einer Kuppe 4 besteht. An der Innenseite der Kuppe 4 ragt erfindungsgemäss in Richtung der Längsachse ein Zentrierzapfen 5 mit variabel auszubildenden Längen- und Durchmessermassen hervor. Der Übergang 6 vom Zapfen 5 in Richtung auf die Innenlvand der Kuppe 4 sollte durch die um den Zapfen 5 umlaufende Kehle hindurch etwa längs einer Kreislinie verlaufen. In Fig. 2 wird der Vorformling von Fig. 1 in einer schematischen Ansicht von unten dargestellt. Fig. 3 zeigt die Spitze eines Reckdorns im Schnitt. Sie kann aus Metall oder einem anderen, vorzugsweise aber wärmeisolierenden, Material bestehen. Der Schaft 7 des Reckdorns geht gemäss Zeichnung in ein halbkugelförmiges oder ähnlich ausgebildetes Dornende 8 über. Dieses besitzt eine Sackbohrung 9, die in ihrer Abmessung dem Zentrierzapfen 5 von Fig. 1 angepasst ist. Der Übergang 10 von der Sackbohrung 9 zur Stirnfläche 11 des Dornendes 8 soll trichterförmig oder derart stark aÜgerun- det ausgebildet sein, dass sich der Zentrierzapfen 5 beim Vorfahren des Reckdorns 7 leicht und sicher in die Sackbohrung 5 einführen lässt. In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Bodenteils 12 einer zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens geeigneten Hohlblasform im Schnitt dargestellt. Die Innenkontur des Bodenteils 12 besteht aus einem Zylinderstück 13 mit Übergang ?4 zum planebenen Boden 15. Die Schnittlinie des Übergangs 14 soll dabei wieder auf einer Kreislinie liegen. In der Mitte des ebenen Bodens 15 befindet sich vorzugsweise eine halbkugelförmige oder ähnlich gestaltete Erhebung 16 mit in deren Mitte ausgebildeter muldenförmiger, rotationssymmetrischer Vertiefung 17. Das Zentrum der Vertiefung 17 liegt exakt auf der in Fig. 1, 3 und 4 angedeuteten strichpunktierten Mittellinie von Vorformling und dessen Zapfen 5, wenn der Reckdorn und dessen Sackbohrung 9 beim Längsrecken auf der erfindungsgemäss vorgeschriebenen Linie bewegt werden. Das Streckblasverfahren und Einzelheiten des Zusammenspiels der anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Teile werden unter Hinweis auf Fig. 5 und 6 erläutert. Fig. 5 zeigt einen Vorformling gemäss Fig. 1, der mit seinem Halsteil 1 auf der Aufnahme 18 der Streckblasform steckt. Die dargestellten Blasformhälften 19 und 20 umschliessen den Halsteil 1 des Vorformlings von aussen und fixieren den Vorformling in Längsrichtung wie auch in der Blasformmitte. Zum Ausrichten und Festhalten dient u. a. der Bund 2 des Vorformlings. Der Reckdorn gemäss Fig. 3 befindet sich noch in der Ausgangsposition. Seine Stirnfläche 11 schliesst dabei bündig mit der Vorformling Aufnahme 18 ab. Fig. 6 zeigt schematisch den Verfahrensschritt "Strecken -in Längsrichtung1, in der Endstellung. Dabei hat der Reckdorn den mechanisch längsverstreckten Vorformling mit der Kuppe 4 in die Vertiefung 17 des Blasformbodens gedrückt. Erfindungsgemäss wird dafür Sorge getragen, dass der Reckdorn den Vorformling solange in der Vertiefung 17 klemmt, bis der nachfolgende Blasvorgang zum radialen Verstrecken beendet ist, so dass ein Abweichen aus der Mitte nicht erfolgen kann. Abweichend von Fig. 6 und den entsprechenden Erläuterungen kann der Verfahrensschritt Längsrecen aber auch schon vor seiner Beendigung mit dem Schritt "Radial- strecken" kombiniert ab ] aufen. In einem solchen Fall kann die Vorlaufgeschwindigkeit des Reckdorns vorzugsweise derart gesteuert werden, dass die Vorformling-Kuppe 4 dem sich vom Bund 2 aus aufblähenden Hohlkörper ein wenig, z. B. einige Millimeter, voreilt, aber ständig zentriert auf dem Dornende 8 verbleibt. Besugszeichenliste 1 = Halsteil 2 = Bund 3 = Schaft 4 = Kuppe = = Zentrierzapfen 6 = Übergang 4/5 T =Schaft 8 = Dornende 9 = Sackbohrung 10 = Übergang 9/11 11 = Stirnfläche 12 = Bodenteil 13 = Zylinderstück 14 = Übergang 13/15 15 = Boden 16 = Erhebung 17 = Vertiefung 18 = Aufnahme 19 = Blasformhälfte 20 = Blasformhälfte

Claims: Patentansprüche 1. Streckblasverfahren, bei dem ein länglicher, einseitig offener, hohler Vorformling mechanisch in Längsrichtung gereckt und gleichzeitig oder anschliessend pneumatisch in radialer Richtung in eine Hohlblasform hinein aufgeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim mechanischen Längsrecken und pneumatischen Radialrecken besondere Vorkehrungen zum ständig exakten Führen der Mitte des als Kuppe (4) ausgebildeten geschlossenen Vorformlingendes in die genaue Mitte des Hohl blasformbodens (12) getroffen werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlingkuppe (4) bis zum Ende des pneumatischen Radialreckens unverrückbar im Zentrum des Hohl blasformbodens (12) festgeklemmt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlingkuppe (4) beim Längsrecken ständig mit Hilfe des Reckdorns zentriert geführt und gleichzeitig der Vorformling im Anschluss an die Kuppe (4) durch Blasen radial gereckt wird. 4. Vorformling und Formwerkzeug zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3 gekennzeichnet durch einen Zentrierzapfen (5) in der mitte der Innenfläche der Vorformlingkuppe (4) und einen zentrisch sowie län#sverschiebb#r in der Vorformilingöffnung ZU lagernden Längsreckdorn mit der Innenform der Kuppe (4) wie eine Vollform einer Hohlform genau angepasstem Dornende (8). 5. Vorformling und Formwerkzeug nach Anspruch 4 gekennzeichnet durch einen um den Fuss des Zentrierzapfens (5) umlaufenden in die Innenfläche der Kuppe (4) längs einer Kreislinie auslaufenden Uebergang (6). 6. Formwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5 gekennzeichnet durch eine zentrische Erhebung (16) des Hohlblasform- bodens (12) mit darin ebenfalls zentrisch angeordneter muldenförmig rotationssymmetriscller, der Aussenform der mittels des Reckdorns zentrisch heranzuschiebenden Kup- pe (4) angepasster Vertiefung (17).

Inventors: VOM HOFE, DIETER
Applicants: HENKEL KOMMANDITGESELLSCHAFT AUF AKTIEN
Application year: 1981
Main classification: B29C17
IPC codes: B29C49, B29C65, A63F13, B29L22