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Dokumentenidentifikation DE69618888T2 20.06.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0768164
Titel Gekühlte und geteilte Gewindeeinsätze zum Spritzgiessen von Vorformlingen
Anmelder Gellert, Jobst Ulrich, Georgetown, Ontario, CA
Erfinder Gellert, Jobst Ulrich, Georgetown, Ontario, CA
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69618888
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.10.1996
EP-Aktenzeichen 961163474
EP-Offenlegungsdatum 16.04.1997
EP date of grant 30.01.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.06.2002
IPC-Hauptklasse B29C 49/64
IPC-Nebenklasse B29C 49/48   B29C 45/73   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft allgemein das Spritzgießen und insbesondere gekühlte geteilte Gewindeeinsätze, die zum Spritzgießen von Flaschenvorformlingen aus Polyethylen-Terephthalat (PET) verwendet werden.

Das Verwenden von zwei geteilten Gewindeeinsätzen in einer Gießform zum Ausbilden des Gewindehalsabschnitts eines PET-Flaschenvorformlings ist allgemein bekannt, wie in einem Projektbericht beschrieben und gezeigt ist, der von Unitech Engineered Products mit dem Titel "High Performance Preform Tool Set with Real-Time Closed Loop Mold Monitoring" herausgegeben worden ist. Zusätzlich zum Gewinde besitzt der Halsabschnitt des Vorformlings einen Ringansatz, der ferner verwendet wird, um den Vorformling aus der Gießform auszuwerten. Es ist erforderlich, daß der Halsabschnitt des Vorformlings vor dem Auswerten ausreichend gekühlt wird, weshalb die Abkühlungsgeschwindigkeit des Halsabschnitts ein Hauptfaktor bei der Bestimmung der minimalen Zykluszeit ist, siehe das JP-A-57 084825. Da die Vorformlinge in sehr großen Stückzahlen gespritzt werden, ist es für eine kommerzielle Nutzbarkeit extrem wichtig, eine minimale Gießzykluszeit zu erreichen. Es hat sich gezeigt, daß die relativ langsame Abkühlungsgeschwindigkeit, die mit bestehenden geteilten Gewindeeinsätzen erreicht wird, ein Haupttaktor ist, der die Verkürzung der Zykluszeit verhindert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des obenerwähnten Standes der Technik wenigstens teilweise zu beseitigen und geteilte Gewindeeinsätze mit verbesserter Kühlungsfähigkeit zu schaffen.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Paar von geteilten Gewindeeinsätzen, verwendet zum Druckgießen langgestreckter hohler Flaschenvorformlinge, wobei jeder Vorformling einen Halsabschnitt mit einer Außenoberfläche hat, der einen Ringkragen bildet, und Gewinde, das sich zwischen einem offenen Ende und dem Ringkragen erstreckt, jeder geteilte Gewindeeinsatz hat ein hinteres Ende und eine erste und zweite, flache, innere, ausgerichtete Fläche, die sich auf gegenüberliegenden Seiten einer gekrümmten Innenoberfläche erstrecken, wobei die geteilten Gewindeeinsätze gemeinsam in einer Gußform montiert werden, mit den jeweiligen flachen Innenoberflächen der geteilten Gewindeeinsätze aneinanderliegend, wobei sich die gekrümmten Innenoberflächen der geteilten Gewindeeinsätze vereinen, um hindurch eine Öffnung zu bilden, gestaltet um die Außenoberfläche des Halsabschnittes der Vorform zu formen, wobei jeder geteilte Gewindeeinsatz eine halbkreisförmige Nut hat, um den Ringkragen zu bilden, und einen Gewindeabschnitt, der sich zwischen der halbkreisförmigen Nut und dem hinteren End erstreckt, um die Gewindegänge zu bilden mit der Verbesserung, wobei jeder geteilte Gewindeeinsatz ein eingeschlossenes Leitungsrohr mit vorbestimmter Konfiguration zum Zirkulieren von Kühlfluid durch den geteilten Gewindeeinsatz hat, die Kühlfluidleitung einen Einlaßabschnitt und einen Auslaßabschnitt hat, die sich eng zusammen in der Mitte um die gekrümmte Innenoberfläche herum erstrecken, einen ersten gekrümmten Abschnitt, der sich rund um die gekrümmte Innenoberfläche von dem Einlaßabschnitt zu einem ersten Längsabschnitt nahe der ersten flachen, inneren, ausgerichteten Fläche erstreckt, einem zweiten gekrümmten Abschnitt, der sich rund um die gekrümmte Innenoberfläche von dem ersten Längsabschnitt zu einem zweiten Längsabschnitt nahe der zweiten flachen, inneren, ausgerichteten Fläche erstreckt, und einen dritten gekrümmten Abschnitt, der sich rund um die gekrümmte Innenoberfläche von dem zweiten Längsabschnitt zu dem Auslaßabschnitt erstreckt.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen deutlich.

Fig. 1 ist eine Schrägansicht, die einen Flaschenvorformling und zwei geteilte Gewindeeinsätze gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die zwei geteilten Gewindeeinsätze, die in Gießposition zusammengefügt sind;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 2; und

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration der Kühlfluidleitungen in den beiden geteilten Gewindeeinsätze zeigt.

Zuerst wird Bezug auf Fig. 1 genommen, die einen Flaschenvorformling 10 und zwei geteilte Gewindeeinsätze 12, 14 gemäß einer bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zeigt. Wie gesehen werden kann, ist der Flaschenvorformling 10 hohl und ist auf eine ausgewählte Länge verlängert. Er wird in einem herkömmlichen Spritzgießzyklus aus Polyethylen-Terephthalat (PET) in einer Gießform spritzgegossen, die ebenfalls herkömmlich ist, mit Ausnahme der Kühlfluidleitungen, die in den geteilten Gewindeeinsätzen 12, 14 gemäß der Erfindung ausgeführt sind, wie im folgenden beschrieben wird.

Der Flaschenvorformling besitzt einen langgestreckten zylindrischen Abschnitt 16, der sich ausgehend von einem Halsabschnitt 18 erstreckt. Wie bekannt ist, wird der zylindrische Abschnitt 16 später durch Dehnen und anschließendes Blasformen vergrößert, um eine Getränkeflasche auszubilden. Der Halsabschnitt 18 besitzt eine äußere Oberfläche 20, die einen zylindrischen Ringansatz 22 und ein Gewinde 24 bildet, das sich zwischen dem Ringansatz 22 und dem offenen Ende 26 erstreckt und einen leicht konischen Abschnitt 28 enthalten kann, wie gezeigt ist. Nachdem der Vorformling 10 blasgeformt worden ist und die entstehende Flasche mit einem geeigneten Getränk aufgefüllt worden ist, wird ein (nicht gezeigter) abnehmbarer Schraubverschluß auf das Gewinde 24 geschraubt, um die Flasche zu verschließen. Der Ringansatz 22 ist im Blasformverfahren üblich, wird jedoch ferner verwendet, um das Auswerten des Vorformlings 10 aus der Gießform zu erleichtern.

Jede der zwei Stahlgewindeeinsatzteile 12, 14 besitzt einen hinteres Ende 30 und zwei flache innere Paßflächen 32, 34, die sich auf gegenüberliegenden Seiten einer gebogenen Innenfläche 36 erstrecken. Die gebogene Fläche 36 ist im allgemeinen halbkreisförmig, besitzt jedoch eine nach außen ragende halbkreisförmige Rille 38 und einen Gewindeabschnitt 40, der sich zwischen der halbkreisförmigen Rille 38 und dem hinteren Ende 30 erstreckt.

Wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt, werden die zwei Gewindeeinsatzteile 12, 14, wenn sie im Rest der Gießform montiert werden, fest miteinander verbunden, indem die kegelförmigen Flanschabschnitte 42, 44 an beiden Enden mit dem Rest der (nicht gezeigten) Gießform in Eingriff gebracht werden. In dieser Stellung liegen die flachen inneren Paßflächen 32, 34 aufeinander und die gebogenen Innenflächen 36 der zwei Gewindeeinsatzteile 12, 14 bilden gemeinsam eine Öffnung 46, die sich durch diese hindurch erstreckt, um die Außenfläche 20 des Halsabschnitts 18 des Vorformlings 10 zu formen. Selbstverständlich erstreckt sich während des Gießens ein (nicht gezeigter) langgestreckter zylindrischer Kern durch diese Öffnung 46, um die Innenfläche 48 des Vorformlings 10 zu formen.

Die Gewindeeinsatzteile 12, 14 sind jeweils aus Stahl hergestellt und enthalten eine Leitung 50, in der ein Kühlfluid wie z. B. Wasser zirkuliert. Da jedes Gewindeeinsatzteil 12, 14 eine getrennte Kühlfluidleitung 50 besitzt, sorgt die Kombination der zwei Leitungen 50 in zwei Gewindeeinsatzteilen 12, 14 für eine nahezu gleichmäßige Verteilung der Kühlleistung um die Öffnung 46, in der der Hohlraum teilweise ausgebildet ist.

Für die Beschreibung der Konfiguration der enthaltenen Kühlfluidleitungen 50 in den jeweiligen Gießformteilen gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden auf Fig. 5 Bezug genommen. Das Kühlfluid zirkuliert durch die Kühlfluidleitung 50 in Richtung der gezeigten Pfeile. In diese Ausführungsform besitzt die Kühlfluidleitung 50 einen Einlaßabschnitt 52, der sich von einem Einlaß 54 am hinteren Ende 30 erstreckt, sowie einen Auslaßabschnitt 56, der sich bis zu einem Auslaß 58 am hinteren Ende 30 erstreckt. Die Einlaß- und Auslaßabschnitte 52, 56 verlaufen relativ nahe nebeneinander in der Mitte der gebogenen Innenfläche 36. Wie gezeigt erstreckt sich der erste gebogene Abschnitt 60 um die gebogene Fläche 36 vom Einlaßabschnitt 52 zu einem ersten Längsabschnitt 62, der hinten neben der ersten flachen Innenfläche 32 verläuft. Ein zweiter langer gebogener Abschnitt 64 erstreckt sich um die gebogene Innenfläche 36 vom ersten Längsabschnitt 62 zu einem zweiten Längsabschnitt 66, der vorne neben der zweiten flachen Innenfläche 34 verläuft. Ein dritter gebogener Abschnitt 68 erstreckt sich um die gebogene Fläche 36, um den zweiten Längsabschnitt 66 mit dem Auslaßabschnitt 56 zu verbinden. Die Kühlfluidleitung 50 ist im Stahleinsatzteil enthalten, wobei sich die gebogenen und in Längsrichtung verlaufenden Abschnitte in der Nähe der gebogenen Innenfläche 36 erstrecken, um eine maximale Kühlwirkung um die Öffnung 46 zu erzeugen, in der der Hohlraum teilweise ausgebildet ist. Selbstverständlich besitzen die gebogenen Abschnitte 60, 64, 68 den gleichen Mittelpunkt wie die gebogene Innenfläche 36, so daß sie von dieser gleichmäßig beabstandet sind. Wie in Fig. 5 deutlich gezeigt ist, verlaufen die ersten und dritten gebogenen Abschnitte 60, 68 der Kühlfluidleitung 50 in einer ersten gemeinsamen Ebene 70, während der zweite gebogene Abschnitt 64 der Kühlfluidleitung 50 in einer zweiten Ebene 72 verläuft, die sich im wesentlichen parallel zur ersten Ebene 70 der ersten und dritten gebogenen Abschnitte 60, 68 erstreckt.

Bei Verwendung einer Mehrfachgießform werden mehrere Paare von Gewindeeinsatzteilen 12, 14 gemäß der Erfindung in einer herkömmlichen Gießform montiert. Eine Zuführungsvorrichtung für Kühlwasser oder ein anderes geeignetes Kühlfluid wird mit dem Einlaß 54 jedes Gewindeeinsatzteils verbunden, um ein Kühlmittel durch die Kühlfluidleitung 50 zirkulieren zu lassen. Anschließend wird unter Druck stehende Schmelze aus einer Gießmaschine durch die zwei Gewindeeinsatzteile 12, 14 entsprechend einem vorgegebenen Einspritzzyklus in den Hohlraum eingespritzt, der teilweise von der Öffnung 46 gebildet wird. Nachdem die Hohlräume aufgefüllt sind, wird der Einspritzdruck kurzfristig aufrechterhalten, um eine Verfestigung zu ermöglichen, und anschließend weggenommen. Nach einer kurzen Kühlperiode wird die Gießform geöffnet, um die jeweiligen Vorformlinge 10 auszuwerten. Dies wird bewerkstelligt, indem der Vorformling 10 zuerst vom Kern getrennt wird und anschließend die zwei Gewindeeinsatzteile 12, 14 getrennt werden, um den Vorformling 10 auf ein Förderband oder eine Kühlplatte fallen zu lassen. Dies erfordert selbstverständlich, daß die zwei Gewindeeinsatzteile 12, 14 getrennt werden, um den Ringansatz 22 und das Gewinde 24 des Vorformlings 10 freizugeben. Nach dem Auswerten wird die Gießform geschlossen und erneut mit Einspritzdruck beaufschlagt, um den Hohlraum wieder aufzufüllen. Das Zirkulieren des Kühlfluids in den getrennten Kühlfluidleitungen 50, die in den Gewindeeinsatzteilen 12, 14 in zwei verschiedenen Ebenen 70, 72 um die Öffnung 46 verlaufen, kühlt den Halsabschnitt 18 des Vorformlings 10 schneller ab und erlaubt somit eine Erhöhung der Einspritzzyklusfrequenz.


Anspruch[de]

1. Ein Paar von geteilten Gewindeeinsätzen (12, 14), verwendet beim Spritzgießen langgestreckter hohler Flaschen-Vorformen (10), wobei jede Vorform einen Halsabschnitt (18) mit einer Außenoberfläche (20), die einen Ringkragen (22) und Gewindegänge (24) bildet, sich zwischen einem offenen Ende (26) und dem Ringkragen erstreckt, wobei jeder geteilte Gewindeeinsatz ein hinteres Ende (30) und eine erste und eine zweite Innenfläche (32, 34) aufweist, die aufeinander ausgerichtet sind und sich auf gegenüberliegenden Seiten einer gekrümmten Innenoberfläche (36) erstrecken, wobei die geteilten Gewindeeinsätze zusammen in einer Form montiert werden sollen, wobei die jeweiligen flachen Innenflächen der geteilten Gewindeeinsätze aneinanderliegen, wobei die gekrümmten Innenoberflächen der geteilten Gewindeeinsätze miteinander kombiniert werden, um eine Durchgangsöffnung (46) zu bilden, die geformt ist, um die Außenoberfläche des Halsabschnittes der Vorform zu gießen, wobei jeder geteilte Gewindeeinsatz eine halbkreisförmige Nut (38) aufweist, um den Ringkragen (22) zu bilden, und ein Gewindeabschnitt, der sich zwischen der halbkreisförmigen Nut und dem hinteren Ende (30) erstreckt, um die Gewindegänge (24) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder geteilte Gewindeeinsatz eine angeschlossene Leitung (50) mit einer vorbestimmten Konfiguration aufweist, um Kühlfluid durch den geteilten Gewindeeinsatz zu zirkulieren, wobei die Kühlfluidleitung aufweist einen Einlaßabschnitt (52) und einen Auslaßabschnitt (56), die sich eng beieinander in der Mitte rund um die gekrümmte Innenoberfläche (36) erstrecken, einen ersten gekrümmten Abschnitt (60), der sich rund um die gekrümmte Innenoberfläche (36) von dem Einlaßabschnitt (52) zu einem ersten Längsabschnitt (62) nahe der ersten flachen ausgerichteten Innenfläche (32) erstreckt, einen zweiten gekrümmten Abschnitt (64), der sich rund um die gekrümmte Innenoberfläche (36) von dem ersten Längsabschnitt (62) zu einem zweiten Längsabschnitt (66) nahe der zweiten flachen, ausgerichteten Innenfläche (34) erstreckt, und einen dritten gekrümmten Abschnitt (68), der sich rund um die gekrümmte Innenoberfläche (36) von dem zweiten Längsabschnitt (66) zu dem Auslaßabschnitt (56) erstreckt.

2. Geteilter Spritzgieß-Gewindeeinsatz nach Anspruch 1, wobei der erste und dritte gekrümmte Abschnitt (60,68) der Kühlfluidleitung (50) sich in einer ersten gemeinsamen Ebene (70) erstreckt.

3. Geteilter Spritzgieß-Gewindeeinsatz nach Anspruch 2, wobei der zweite gekrümmte Abschnitt (64) der Kühlfluidleitung sich in einer zweiten Ebene (72) erstreckt, die sich im wesentlichen parallel zu der ersten gemeinsamen Ebene erstreckt.

4. Geteilter Spritzgieß-Gewindeeinsatz nach Anspruch 3, wobei der Einlaß- und Auslaßabschnitt (52, 56) der Kühlfluidleitung (50) sich von dem hinteren Ende des geteilten Gewindeeinsatzes erstreckt.

5. Geteilter Spritzgieß-Gewindeeinsatz nach Anspruch 4, wobei die geteilten Gewindeeinsätze (12, 14) aus Stahl gebildet sind.







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