DE2907239A1 - Formen eines muendungsteiles an einem vorformling - Google Patents
Formen eines muendungsteiles an einem vorformlingInfo
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Description
PLM AB9 Maimö -lf~
Formen eines Mündungsteiles an einem Vorformling
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen eines Mündungsteiles an einem Vorformling beim Umformen eines vorzugsweise rohrförmigen
Rohlings aus thermoplastischem Werkstoff, der zur Fertigung eines Behälters,
beispielsweise durch Formblasen, bestimmt ist, wobei aussen an diesem
Mündungsteil Verbindungsmittel, beispielsweise ein Gewinde, die an eine
geeignete Verschlussform des Behälters angeglichen sind und/order ider
Halterung des Vorformlings dienen, dadurch verformt werden, dass der
Rohling zwischen einem äusseren Formteil mit einer Form der Anslussfläche
der Verbindungsmittel und einem inneren Formteil eingesetzt ist, worauf durch eine angetriebene, relative axiale Bewegung der beiden Formteile
zueinander das Material des Rohlings dicht umschlossen radial nach aussen in die Form der Anslussfläche gepresst wird, und ein axialer Gegenhalter
vorgesehen ist.
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Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist aus der DT OS 2 715 897
bekannt. Dort wird der Innenraum eines Rohlings mit rohrförmigen Querschnitt
, der einen zylindrischen Dorn aufnimmt mit einer Druckschulter
abgeschlossen und das Material des Rohlings nach aussen in die Form eines Gewindes gepresst. Der Rohling ist von einem Gegenhalter axial hinterstellt.
Im Gegensatz zur Lösung nach der CH PS 542 705 ergibt· sich kein
Material abfall durch Beschneiden des fertigen Vorformlings. Nachteilig
ist jedoch, dass die Wandstärke des gewindetragenden Mündungsteiles gegenüber
der Wandstärke des beim späteren Blasen entstehenden Behälters unverändert bleibt und damit viel zu stark ist. Dies bedeutet abgesehen
von der unschönen Uberdimensionierung auch eine Materialverschwendung,
die bei einem Massenartikel ins Gewicht fällt.
Dagegen beschreibt die US PS 3 649 150 einen inneren Formteil, der bei
axialer Bewegung im Bereich des Gewindes am Mündungsteil den inneren Durchmesser des Rohlings von 0,55 auf 0,60 inch vergrössert. Damit sinkt
die Wandstärke von 0515 auf 0,125 inch, bezw. nur etwa 8 % des Materials
des Mündungsteils wird verschoben und dies vorzugsweise radial. Soferne diese 8 % mehr ausmachen als die Form an Material aufnehmen kann, gelangt
dieses in am zylindrischen Teil eines Dorns vorgesehene Nuten und ist verloren, oder es wird in einen Raum innerhalb des Innendurchmessers
des Rohlings verdrängt, der nach Fig. 3 bis zu einem zylindrischen Dorn
von nur 0,49 inch und nach Fig. 4 in einen konischen Teil dieses Raumes verschoben wird und den Blasvorgang der anschliessend folgt durch Wandstärkenverdi
ckungen zweifellos stört. An einer Längung nimmt dieses Material nicht teil, vielmehr ist offenbar eine gesonderte Längvorrichtung
vorgesehen, die einer entsprechenden Greif- und Zugvorrichtung bedarf. Dies ist aufwendig und nachteilig, umsomehr als der oben offene Aufnahme-
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raum für den Rohling keine klar definierte Ausbildung der eigentlichen
Mündung erwarten lässt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile zu beseitigen
und bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art mit Rücksicht auf die Massenfertigung möglichst viel des relativ kostspieligen Rohstoffes
einzusparen und das umgeformte Material volumen einer Längung
des fertigen Vorformlings zuzuführen. Vor allem im Mündungsteil soll
die Wandstärke des Vorformlings keine grössere Dicke aufweisen, als erforderlich
ist um den Anforderungen an Formstabilität und Widerstandsfähigkeit
zu genügen und um eine einwandfreie Füllung der Form der Anschlussflächen der Verbindungsmittel, d.i. des Gewindes für den Verschluss,
zu gewährleisten. Dieses Gewinde ist bei Behältern für kohlensäurehältige
Flüssigkeiten einer hohen Beanspruchung ausgesetzt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der innere Formteil eine an sich
bekannte, das Material radial in die Form der Anschlussfläche fördernde Kegel fläche aufweist, die mit dessen Achse einen Winkel von 3 bis 8°
einschliesst und bei der relativen axialen Verschiebung der beiden Formteile
über den Bereich der Form hinaus mehr als 10 % vom Querschnitt des
Rohlings an dessen Innenseite verformt, wodurch dieses Material verstärkt nicht nur radial sondern auch axial in Richtung des zu blasenden Behälters
verschoben wird, wobei ein an die Kegelfläche anschliessender, schwach
konischer Dorn verhindert, dass das verschobene Material in den Raum des
Innendurchmessers des rohrförmigen Rohlings eintritt, womit erzielt wird, dass sich der Rohling beim Umformen entsprechend längt und der entstehende
Vorformling über die gesamte Länge des inneren Formteiles dicht eingeschlossen
verschoben wird. Gegenüber der Lösung nach der DT OS 2 715 zeitigt das erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil, dass nicht nur die
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Fonn unter Druck vom Material gefüllt wird, sondern dass das Material aus
dem nun im Vorformling in seiner Wandstärke verdünntem Mündungsteil dem
zu blasenden Behälterbereich in einer Weise zugeführt wird, die eine
volle Nutzung dieses Materials gewährleistet. Im Gegensatz zur Lösung nach der US PS 3 649 150 wird durch den unter Abschluss des den Vorformling
aufnehmenden Raumes erreichten Druck ein sauberes und widerstandsfähiges Ausformen der eigentlichen Mündung und des Gewindes ermöglicht,
bei dem sich die aus dem Ablängen der rohrförmigen Rohlinge stammenden
ebenen Flächen zu einer gerundeten Mündung umformen. Um dies zu erreichen ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Längen
des Vorform!ings, bezw. dessen dichtes Einschliessen am inneren Formteil
längs des Domes, längs der Kegel fläche, einer an diese anschli essende
Zylinderfläche und eines Dichtflansches, bezw. am äusseren Formteil längs
einer den Dorn überragenden inneren Zylinderfläche und eines Dichtflansches
erfolgt. Die Dichtflansche tragen abdichtende zylindrische Passflachen,
die mit abgerundeten Flächen in die zylindrischen Flächen übergehen, sodass beim Formen eine gerundete, gratlose MUndugn^entSteht.
Zusätzlich zu einem Gewinde für die Aufnahme eines Behälterverschlusses
kann an Mündungsteil die Anschlussfläche der Form ein Muster bilden, das
als Reibungsfläche zum Fixieren des aus dem Rohling entstehenden Vorformlings
dient. Ein derartiges Muster kann auch ohne sonstige Verbindungsmittel zum Fixieren des Vorformlings dienen.
Der Gegenhalter erfährt dadurch eine zweckmässige Weiterbildung, dass er
nur während des Beginnes der Verformung des Rohlings von diesem die axialen
Kräfte aufnimmt und von geeigneten Antriebsorganen beiseitegeführt wird, sobald der entstehende Vorformling an der Anschlussfläche des äusseren
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Formteiles durch das in die Form eintretende Material fixiert worden ist.
Dies bringt den Vorteil mit sich, dass sich der Vorformling ungestört längen kann und der anschliessende Blasvorgang nur durch die dazu vorgesehene
Form begrenzt wird.
Die Verwendung der fertigen Behälter für die Aufbewahrung von Lebensmitteln
und von Flüssigkeiten unter Druch erfordert relativ kostspielige Werkstoffe für die die angestrebte Materialeinsparung von besonderer Bedeutung
ist. Die richtige Materialauswahl und die Anwendung der richtigen Verarbeitungstemperatur spielt daher beim erfindungsgemässen Verfahren eine
grosse Rolle. Als Materialien für den rohrförmigen Rohling werden wahlweise Polyäthylen-Terephtalat, Polyhexamethylen-Adipamid, Polycaprolactam,
Polyhexamethylen-Sebacamid, Polyäthylen-2,6- und 1,5-Naphtalat, PoIytetramethylen-1,2-Dioxybensoat
und Copolymere aus Äthylen-Terephtalat,
Äthylenisophtalat oder andere gleichartige Polymer-Kunststoffe verwendet
und bei einer die Glasumwandlungstemperatur untersteigenden Temperatur zum
Vorformling verarbeitet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Figuren näher beschrieben.
Diese Figuren zeigen:
Fig. 1 einen äusseren Formteil (20), einen inneren Formteil (30) und
einen Rohling (10) während des Beginnens des Formens des Mündungsteiles des Vorform!ings und
Fig. 2 dieselben Teile nachdem das Formen des Mündungsteiles abgeschlossen
ist und ein Vorformling entstanden ist.
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Bei der Herstellung von Behältern aus thermoplastischen Stoffen werden
diese in zwei Stufen geformt, wobei die erste Stufe die Herstellung eines Vorformlings aus einem Rohling umfasst und die andere Stufe das
Umformen des Vorformlings zu einem fertigen Behälter. Der Rohling 10
wird dabei durch Extrudieren einer Röhre erhalten, die schnell abgekühlt
wird, damit sich der Werkstoff nach dem Extrudieren in einem amorphen Zustand befindet. Die extrudierte Röhre wird in Stücke bestimmter Länge
abgelängt. Die so entstandenen Rohlinge 10 werden während einer geeigneten
Phase des Verfahrens vor dem Blasen des Behälters durch eine Vorrichtung
an ihrem einen Ende verschlossen. Nach Formen eines Mündungsteiles, dergestalt dass am Mündungsteil Verbindungsmittel ausgebildet
werden, die an eine geeignete Verschlussform des fertigen Behälters oder an eine Halterung angeglichen sind, entsteht der Vorformling 10a.
Für das Verfahren zum Formen eines Mündungsteiles bedarf es eines äusseren
Formteiles 20 und eines inneren Formteil es 30. Die beiden Formteile 20, sind relativ zueinander in axialer Richtung zwischen zwei Endlagen bewegbar.
In der einen Endlage ist der innere Formteil 30 ausserhalbdes äusseren
Formteils 20 und der Rohling 10 wird von unten her eingesetzt. Er liegt
dann mit der einen ebenen Schnittfläche an einer abgerundeten Fläche 22,
bezw. an deren Beginn an (Fig. 1). In der anderen Endlage umschliesst
das innere Formteil 30 und das äussere Formteil 20 den fertigen Vorformling 10a (Fig. 2). ,
Der äussere Formteil ist im Anschluss an die innere Zylinderfläche 101
mit einer Anschlussfläche 21 versehen, die in einer Ausführungsform der
Erfindung ein Gewinde bildet. Anschliessend an die Anschlussfläche
findet sich eine gerundete Fläche 22. Die gerundete Fläche geht in eine zylindrische Passfläche 23 über. Die Zylinderfläche 101 erstreckt sich
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bis zu einer ringförmige Erweiterung 24. Diese Erweiterung 24 liegt
weiter von der Anschlussfläche 21 entfernt als sich der innere Formteil
30 in der Endlage erstreckt. Der äussere Formteil 20 besteht in
bestimmten Ausführirngsformen aus mehreren vorzugsweise zwei Formteilhälften,
die zwischen einer Lage in der die Formteil halften geschlossen
sind und einer Lage in der sie voneinander getrennt sind verschoben werden. In der geschlossenen Lage erfolgt das Formen des Müridungsteiles
aus Vorformling 10a.
Der inneren Formteil 30 besteht aus einer Zylinderfläche 33, die in eine
Kegelfläche und danach in einen schwach konischen Dorn 31 ausläuft. Der
Dorn 31 hat einen verhältnissmässig kleinen Öffnungswinkel zwischen 0,5°
und 4° vorzugsweise von etwa 2°. Die Kegelfläche 32 schliesst mit der Achse
des inneren Formteils 30 einen zwischen 3° und 8° liegenden Winkel ein, vorzugsweise einen von etwa 5°. Die Zylinderfläche 33 wird von einer
gerundeten Fläche 34 begrenzt, die in eine zylindrische Passfläche 35 übergeht.
Die abgerundeten Flächen 22 und 34 sind so ausgebildet, dass, sobald der
innere Formteil 30 nach dem Formen in seiner Endlage ist, die Flächen 22 und 34 so aneinander anschliessen, dass sie zusammen eine zusammenhängende,
gewölbte Fläche bilden. Fernen liegt die zylindrische Passfläche 23 an der
zylindrischen Passfläche 35 an und dichtet den den Vorformling 10a enthaltenden
Innenraum ab.
Der rohrförmige Rohling 10 ist mit seinem abgelängten Ende 11 so in das
äussere Formteil 20 eingesetzt, dass die ebene Schnittfläche des Rohlings
an die gerundete Fläche 22 des äusseren Formteiles 20 anschliesst. Die
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Abmessungen des Rohlings 10 und des äusseren Formteiles 20 sind so aufeinander
abgestimmt., dass der Rohling mit seiner äusseren Mantelfläche
dicht neben der Form 21a der Anschlussfläche 21 des äusseren Formteiles
anliegt. Ein Gegenhalter - in den Figuren nicht dargestellt - ist am anderen Ende des Rohlings angeordnet.
Von Antriebsorganen - in den Abbildungen nicht veranschaulicht - wird
beispielsweise der innere Formteil 30 in axialer Richtung abwärts durch
das das Mündungsteil bildende Ende Π des Rohlings 10 geführt. Die Kegelflächen
32, 31 erbringen dabei den Werkstoff im Mündungsteil des Rohlings
in radialer Richtung in die Form 21a der Anschlussfläche 21s so dass der
äussere Formteil 20 in wachsend festeren Eingriff mit dem Rohling kommt.
Der nicht dargestellte Gegenhalter am anderen Ende des Rohlings wird aus seiner stützenden Lage beiseitegeschoben, wenn der Eingriff der Anschlussfläche
21 an dem entstehenden Vorformling 10a hinreichend gross genug ist,
um die axial gerichteten Kräfte aufzunehmen. In der Ausführungsform, in
der die Anschlussfläche 21 als Gewinde ausgebildet ist, werden am Beginn
des beschriebenen Verlaufes die Gewindegänge des Mündungsteiles gebildet.
Der Rohling 10 wird nun von der Anschlussfläche 21 am äusseren Formteil
stabil festgehalten. Bei der weiteren axialen Verschiebung des inneren' Formteiles 30 fördert die Kegelfläche 32 Material vom Mündungsteil in
axialer Richtung und damit zum anderen Ende des Rohlings, der für den zu
blasenden Behälterteil bestimmt ist und längt den entstehenden Vorformling 10a.
Die Zylinderfläche 33 wird danach in den Mündungsteil des Rohlings geschoben
und nimmt schliesslich seine Endlage (Fig. 2) ein. In der Endlage liegen die beiden zylindrischen Passflächen 23 und 35 aneinander an. Die
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beiden gerundeten Flächen 34 und 22 bilden dabei einen gleichmässigen
Übergang untereinander. Dadurch wird auch eine weiche, abgerundete Form
an der Mündungsflache des aus dem Rohling 10 entstandenen Vorform!ings 10a
geschaffen.
Nachdem der Vorformling 10a fertig ist, wird der innere Formteil 30 von
Antriebsorganen in seine Ausgangslage zurückgefahren und der zweiteilige äussere Formteil 20 wird geöffnet, damit der Vorformling 10a herausgenommen
werden kann.
Beim Formen des Mündungsteiles des Vorformlings 10a wird demnach Material
vom Bereich für den Mündungsteil verschoben. Hierbei wird der Rohling 10
verlängert, weshalb bei der Herstellung von Vorform!ingen nach der Erfindung
die Ausgangslänge für die Rohlinge kurzer als nach der früher'verwendeten
Technik zu wählen ist. Durch das Verschieben von Material vom Mündungsteil wird mithin die gesamte Materialmenge des Rohlings für den Vorformling
in optimaler Weise ausgenutzt. Praktische Versuche haben darüber Aufschluss gegeben, dass man beispielsweise für eine Flasche, die zum Aufbewahren von
ungefähr 1 Liter Flüssigkeit vorgesehen ist, eine Werkstoffennsparung in
der Grössenordnung von 8-9 % erziehlt. Wenn man diese Einsparung auf das
eigentliche Mündungsteil bezieht nähert sich die Werkstoffe!nsparung einem
Wert von 30 %.
In den Fällen, bei denen sich Probleme beim Befestigen des Mündungsteiles
am Rohling 10 an der-Anschlussfläche 21 des äusseren Formteiles 20 ergeben,
wird die Reibung zwischen dem Rohling und der Anschlussfläche 21 dadurch
erhöht, dass in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch der Rohling mit einem Muster z.B. Riffelungen oder anderen herausragenden
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Teilen ausgebildet wird,, das in ein Muster der Anschlussfläche 21 eingreift.
Ausser der vorstehenden Beschreibung ist die Erfindung durch die Beschreibungseinleitung und die beigefügten Patentansprüche erläutert.
1979-02-07 Pkl/MG/Fgi
S09836/0672
Claims (9)
1. Verfahren zum Formen eines Mündungsteiles an einem Vorformling
beim Umformen eines vorzugsweise rohrförmigen Rohlings aus thermoplastischem Werkstoff, der zur Fertigung eines Behälters,
beispielsweise durch Formblasen, bestimmt ist, wobei aussen an diesem Mündungsteil Verbindungsmittel, beispielsweise ein Gewinde,
die an eine geeignete Verschlussform des Behälters angeglichen sind und/oder der Halterung des Vorform!ings dienen, dadurch angeformt
werden, dass der Rohling zwischen einem äusseren Formteil mit einer Form der Anschlussfläche der Verbindungsmittel und einem
inneren Formteil eingesetzt ist, worauf durch eine angetriebene, relative axiale Bewegung der beiden Formteile zueinander das Material
des Rohlings dicht umschlossen radial nach aussen in die Form der Anschlussfläche gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der
innere Formteil (30) eine an sich bekannte, das Material radial in die Form (HIa) der Anschlussfläche (21) fördernde Kegelfläche (32)
aufweist, die mit dessen Achse einen Winkel von 3° bis 8° einschliesst
und bei der relativen axialen Verschiebung der beiden Formteile (20, 30) über den Bereich der Form (2Ta) hinaus mehr als
10 % vom Querschnitt des Rohlings (10) an dessen Innenseite verforat,
wodurch dieses f4aterial verstärkt nicht nur radial sondern auch axial
in Richtung des zu blasenden Behälters verschoben wird, wobei ein an
die Kegelfläche (32) anschliessender, schwach konischer Dorn (31) verhindert,
dass das verschobene Material in den Raum des Innendurchmessers des rohrförmigen Rohlings (10) eintritt, womit erzielt wird,
dass sich der Rohling beim Umformen entsprechend längt und der entstehende
Vorformling (10a) über die gesamte Länge des inneren Form-
-ζ-
teiles (30) dicht eingeschlossen verschoben wird. * J U / ^Og
2. Verfahren zum Formen eine Mündungsteiles nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Längen des Vorformlings (TOa)
bezw. dessen dichtes Einschliessen am inneren Formteil (30)
längs des Dornes (31), längs der Kegel fläche (32), einer an
diese anschliessende Zylinderfläche (33) und eines Dichtflansches (36),
bezw. am äusseren Formteil (20) längs einer den Dorn (31) überragenden
inneren Zylinderfläche (101) und eines Dichtflansches (37) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflansche
(36, 37) abdichtende zylindrische Passflächen (23, 35) tragen, die mit abgerundeten Flächen (22, 34) in die zylindrischen
Flächen (101, 33) des abgedichteten Aufnahmeraums übergehen, sodass beim Formen eine gerundete, gratlose Mündung entsteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlussfläche (21) der Form (21a) ein Gewinde ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlussfläche (21) der Form (21a) ein Muster bildet,
das als Reibungsfläche zum Fixieren des aus dem Rohling (10) entstehenden
Vorformlings (10a) dient.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kegelfläche (32) mit der Achse des inneren Formteiles (30) vorzugsweise einen Winkel von 5 einschliesst.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,
9 0 9 B MB/0 6 7 2
-Z- 2307239
dass der schwach konische Dorn (31) des inneren Formteiles (30)
einen öffnungswinkel von 0,5° bis 4°, vorzugsweise 2° aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche l-75 dadurch gekennzeichnet,
dass der Gegenhalter während des Beginnes der Verformung des
Rohlings (10) von diesem die axialen Kräfte aufnimmt und dass dieser Gegenhalter von geeigneten Antriebsorganen beiseitegeführt wird, sobald der entstehende Vorformling (10a) an der Anslussflache (21) des äusseren Formteiles (20) durch das in die Form (21a) eintretende Material fixiert worden ist.
Rohlings (10) von diesem die axialen Kräfte aufnimmt und dass dieser Gegenhalter von geeigneten Antriebsorganen beiseitegeführt wird, sobald der entstehende Vorformling (10a) an der Anslussflache (21) des äusseren Formteiles (20) durch das in die Form (21a) eintretende Material fixiert worden ist.
9. Verfahren nach einem derAnspr.U£he 1-8, dadurch gekennzeichnet,
dass als Materialien für den rohrförmigen Rohling (10) wahlweise Polyäthylen-Terephtalat, Polyhexamethylen-Adipamid, Polycaprolactam,
Polyhexamethylen-Sebacamid, Polyäthylen-2,6- und 1,5 Naphtalat,
PoIytetramethyien-152-Diaxybensoat und Copolymere aus Äthylen-Terephtalat3
Äthylenisophtalat oder andere gleichartige Polymer-Kunststoffe
verwendet sind und bei einer die Glasumwandlungstemperatur untersteigenden Temperatur zum Vorformling (10a) verarbeitet werden.
9 Q Q S < «7 / 0 b 7 7
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