Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlkörpers aus Kunststoff, Vorform zur Verwendung in einem solchen Verfahren oder in einer solchen Vorrichtung und Hohlkörper, hergestellt nach einem solchen Verfahren oder mit Hilfe einer solchen Vorrichtung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 , eine Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruches 9, eine Vorform nach dem Anspruch 15 und einen Hohlkörper nach dem Anspruch 21.

Ausgangspunkt der Erfindung ist zunächst ein Verfahren, das gattungsgemäß insbesondere zur Herstellung von einen Schraubstutzen aufweisenden Kunststoffflaschen bekannt ist, vergleiche DE 10 2006 002 632 A1. Des Weiteren sind Hohlkörper in Form von Flüssigkeitsbehältern, auch zur Aufnahme und Abgabe von Getränken, bekannt, die besondere Formen haben, z. B. die Form eines Fußballs oder eine ähnliche Kugelform, und z. B. aus dem Kunststoff Polyethylenterephtalat (PET) hergestellt sind, vergleiche z. B. DE 20 2005 016 212 111 und DE 20 2007 004 779 111. Die dortigen Vorschläge zielen einerseits darauf ab, den Behälter so auszubilden, dass eine praktisch vollständige Entleerung erzielt ist. Hierzu wird die Kugelform und die Anordnung eines Auslasses an der tiefsten Stelle der Kugel vorgeschlagen, vergleiche DE 20 2005 016 212 111. Andererseits soll die Inbetriebnahme mit wenigen Schritten ermöglicht werden. Hierzu wird eine Zapfvorrichtung mit der Anordnung eines Stopfens oder einer Membrane an der untersten Stelle vorgeschlagen, um ein Auslaßrohr von unten oder seitlich in den Hohlkörper einführen zu können, vergleiche DE 20 2007 004 779 U1.

Insbesondere in der letztgenannten Druckschrift ist die Anordnung einer unteren Auslaßöffnung und einer oberen Belüftungsöffnung vorgesehen. Diese müssen nach der Befüllung verschließbar sein. Während zu der oberen, durch einen Stopfen verschlossenen Belüftungsöffnung nichts weiter ausgeführt ist, ist die untere Auslaßöffnung in einer Art Stutzen angeordnet, der von einem insbesondere auch eindrückbaren Stopfen verschlossen ist. Wie

diese Behälter mit ihren öffnungen oder Stutzen jedoch hergestellt werden sollen, das ist den beiden Druckschriften nicht entnehmbar.

Obwohl die Erfindung nicht auf eine bestimmtes Anwendungsgebiet be- schränkt ist, geht sie zunächst aus von dem vorgenannten Anwendungsfall, nämlich von einem Hohlkörper in Form eines Behälters zur Aufnahme und

Abgabe von Getränken, insbesondere von Bier. Ein solcher Behälter muß, im

Gegensatz zu gewöhnlichen Flaschen, zwei öffnungen aufweisen, damit während der möglichst schnellen Befüllung die Luft entweichen und bei der Entleerung die Luft zügig einströmen kann. Diese öffnungen sollen möglichst rationell hergestellt werden, also möglichst im selben Arbeitsgang wie der

Behälter selbst.

Nun ist es bei der Herstellung von großvolumigen Flaschen aus Kunststoff, insbesondere aus PET, vorbekannt, zunächst eine kleinvolumige Vorform, auch Preform genannt, z. B. im Spritzguß herzustellen, bei der ein Gewindestutzen sehr maßgetreu mit angespritzt wird. Diese Vorform wird dann in ein Blasformwerkzeug eingebracht, auf die Blastemperatur erhitzt, der Stutzen abgedichtet und durch den Stutzen hindurch ein Blasmedium eingepreßt, bis die vorgesehene Endform im Werkzeug hergestellt ist. Bei dieser Art der Blasverformung, wie sie durch die schon genannte Druckschrift DE 10 2006 002 632 A1 vorbekannt ist, ist bei der Endform und bei der Vorform jedoch nur eine öffnung, nur ein Stutzen vorhanden und abzudichten. Bei der Herstellung der vorgenannten Art von Behältern mit zwei öffnungen führt dies z. B. dazu, dass zwar der untere, offene Stutzen an der Vorform mit angeformt wird, die obere öffnung jedoch nachträglich, in einem zusätzlichen Arbeitsgang, in die Endform des Hohlkörpers eingebracht werden muss.

Ausgehend vom erörterten Stand der Technik liegt der Erfindung liegt das Bestreben zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe aus einer Vorform ein Hohlkörper herstellbar ist, der zwei prinzipiell gegenüber liegende öffnungen bzw. Stutzen aufweist, die im selben Arbeitsgang hergestellt

werden können. Außerdem soll eine hierfür geeigneter Vorrichtung gefunden werden, sowie eine geeignete Vorform.

Die Erfindung geht demnach aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus Kunststoff, bei dem eine vorgefertigte, volumenmäßig kleine Vorform erhitzt und mit Hilfe des Blasverfahrens in einem Blasformwerkzeug zu einer volumenmäßig großen Endform verformt wird, und schlägt hierzu vor, dass

a) an der Vorform zwei sich zumindest etwa gegenüber liegende, fertige offene Stutzen angeformt werden, b) die beiden Stutzen der Vorform abgedichtet werden und c) durch zumindest einen der abgedichteten Stutzen ein Blasmedium in das Innere der Vorform gepreßt wird, bis die Vorform zur End- form des Hohlkörpers verformt ist.

Die Verwendung des Merkmals Stutzen bei der Erfindung soll besagen, dass nicht nur eine öffnung, ein Loch, angeordnet ist, sondern auch eine gewisse Region um das Loch. Stutzen soll hier nicht nur eine Ein- oder Ausformung, sondern auch eine bloße axiale Verdickung oder Verstärkung der Region um die öffnung herum mit umfassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun erstmals, Behälter oder auch beliebige Hohlkörper aus einem Kunststoff, insbesondere aus PET oder einem ähnlich verarbeitbaren und einsetzbaren Kunststoff, herzustellen, die zunächst als kleine Vorform mit zwei zumindest etwa gegenüber liegenden und auf Maß gefertigten öffnungen oder Stutzen maßgetreu vorgefertigt sind und dann im Blasverfahren als große Endform fertig gestellt werden können. Das Verfahren ist insbesondere bei relativ großvolumigen Hohlkörpern oder Behältern, z. B. von 4 bis 10 Litern Volumen, sehr vorteilhaft anwendbar, ohne auf solche beschränkt zu sein. Solche Behälter dienen oft zur Bevorratung und Abgabe von Getränken oder auch Flüssigkeiten verschiedener Art, wie dies teils schon vorstehend zum Stand der Technik erörtert wurde. Die Erfin-

dung kann jedoch bei nahezu beliebigen Hohlkörpern eingesetzt werden, wobei eine zumindest angenäherte Kugelform, wie z. B. ein Globus, zwar günstig, jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Insofern sind auch andere zweckmäßige oder auch nur dekorative Formen möglich, wie weiter unten noch ausgeführt werden wird.

Bei der Verwirklichung der Erfindung bietet es sich an, dass die Vorform insbesondere im Spritzgussverfahren hergestellt wird.

Bei der Durchführung des Verfahren wird insbesondere vorgesehen, dass die Abdichtung eines ersten Stutzens mit Hilfe einer ersten ortsfesten Dichtvorrichtung erfolgt und dass die Abdichtung des zweiten Stutzens mit Hilfe einer zweiten beweglichen Dichtvorrichtung erfolgt. Die bewegliche Dichtvorrichtung kann über Druckmittel, z. B. hydraulischer oder pneumatischer Art, ge- steuert werden. Die Steuerung kann derart erfolgen, dass das Druckmittel die bewegliche Dichtvorrichtung während des gesamten Blasvorgangs an die Innenseite des Stutzens, diesen abdichtend, andrückt. Dann kann auch durch zumindest eine der Dichtvorrichtungen, vorzugsweise durch die ortsfeste Dichtvorrichtung, ein Blasmedium in Form eines Gases oder ein Gas- gemischs in das Innere der Vorform gepreßt werden, um den Blasvorgang durchzuführen.

Um ein Erweichen und Verformen der abzudichtenden Stutzen während des Blasvorgangs zu vermeiden, wird vorgesehen, dass zumindest einer der bei- den Stutzen und / oder zumindest eine der beiden Dichtvorrichtungen während des Blasvorgangs gekühlt wird bzw. werden. Hier kommt in erster Linie der von der beweglichen Dichtvorrichtung verschlossene Stutzen in Betracht.

Die Erfindung sieht auch eine Vorrichtung vor, nämlich zur Herstellung eines Hohlkörpers aus Kunststoff, bei der eine vorgefertigte, volumenmäßig kleine Vorform des Hohlkörpers in ein eine volumenmäßig große Endform definierendes Blasformwerkzeug eingesetzt, erhitzt und mit Hilfe des Blasverfahrens zu der Endform verformt wird, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass

a) die Vorrichtung zwei Dichtvorrichtungen umfaßt, welche zwei an der Vorform sich zumindest etwa gegenüber liegende, fertige offene Stutzen abdichten und b) zumindest eine der Dichtvorrichtungen eine öffnung zum Durchlassen eines Blasmediums in das Innere der Vorform aufweist.

Bei einer solchen Vorrichtung kann zumindest eine bewegliche Dichtvorrichtung angeordnet sein, die von einer durch die Vorform bestimmten Aus- gangslage in eine durch die Endform bestimmte Endlage beweglich gelagert ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich zumindest eine Dichtvorrichtung, vorzugsweise die bewegliche, aus einem inneren Dichtteil und einem äußeren Dichtteil zusammensetzt.

Die Lagerung der beweglichen Dichtungsvorrichtung bzw. des beweglichen Stutzens kann so angeordnet sein, dass die Vorrichtung eine Führungsvorrichtung umfaßt, welche den mit der beweglichen Dichtungsvorrichtung abgedichteten Stutzen zwangsweise in die durch die Endform bestimmte Endlage führt. Durch diese strikte Führung ist eine genau vorbestimmte Ausdeh- nung der Vorform zur Endform bei gleichzeitiger Abdichtung sicher gestellt. Eine solche Führungsvorrichtung kann beispielsweise als Zylinder / Kolbenführung ausgebildet und über ein Druckmittel, hydraulisch oder pneumatisch steuerbar sein.

Eine Vorform zur Verwendung in einem der vorgenannten Verfahren oder einer der vorgenannten Vorrichtungen braucht nur einen Bruchteil des Volumens der Endform zu haben.

Um eine sehr gleichmäßige Wandstärke bei sparsamen Materialverbrauch zu erzielen, wird eine Vorform eingesetzt, die eine Rotationsform aufweist und z. B. konisch ausgebildet ist. Außerdem wird darauf geachtet, dass die Rotationsachse der Vorform während der Verformung senkrecht verläuft, um negative Einflüsse der Gravitation auf die Verformung zu vermeiden.

Die Stutzen, die von verschiedener, nahezu beliebiger Form sein können, sind im Querschnitt vorzugsweise kreisrund ausgebildet. Der Querschnitt beider Stutzen bzw. öffnungen kann zwar gleich groß sein. Wenn jedoch der erste Stutzen im Querschnitt um ein Mehrfaches größer ist als der zweite Stutzen, dann kann dies Vorteile bei der Montage, z. B. der kleineren Dichtung oder der genannten Führungsvorrichtung, haben.

Mit den vorgenannten Verfahren und Vorrichtungen können bezüglich ihrer Form äußerst vielseitige Hohlkörper aus verschiedenen, blasverformbaren Kunststoffen hergestellt werden, wobei lediglich zwei etwa gegenüber liegende öffnungen bzw. Stutzen vorzusehen sind. Diese Hohlkörper können zumindest annähernd kugelförmig oder eiförmig ausgebildet sein, aber auch zumindest annähernd die Form einer Frucht, wie z. B. Apfel, Birne, Apfelsine, Tomate, Ananas oder Banane, aufweisen, Sie können auch zumindest annähernd quaderförmig oder würfelförmig, kegelförmig, fassförmig oder fla- schenförmig ausgebildet sein und dabei jeweils zu unterschiedlichen Zwecken dienen, z. B. als Globus, Behälter, Leuchte und vieles mehr.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind für den Fachmann auch der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung entnehmbar.

Die einzige Fig. 1 zeigt in schematischer Anordnung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlkörpers aus einer Vorform anhand eines mittigen Schnitts.

Ein prinzipieller Aufbau einer Herstellvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der schon genannten DE 10 2006 002 632 A1 vorbe- kannt.

Die schematische Darstellung in Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Herstellen eines nahezu kugelrunden Hohlkörpers 2 aus Kunststoff. Hierzu ist eine

entsprechend der Außenkontur des Hohlkörpers 2 geformte Blasform 3 um eine vertikale Achse X-X angeordnet, die oben und unten je eine öffnung 4 und 5 aufweist. Im Inneren 6 der Blasform ist eine spritzgegossene Vorform 7 aus PET gelagert.

Die Vorform 7 ist gepunktet gezeichnet und weist eine stumpfe Kegelform auf, deren Achse mit der Achse X-X der Blasform 3 zusammenfällt, und umfaßt neben dem rundum geschlossenen Mantel 8 einen oberen, offenen, kreisrunden Stutzen 9 und einen unteren, ebenfalls offenen, kreisrunden Stutzen 10. Beide Stutzen 9 und 10 haben ihre vorbestimmte Endform, wobei der lichte Querschnitt des unteren Stutzens 10 ein Mehrfaches des oberen Stutzens 9 beträgt.

Der untere Stutzen 10 ist in der unteren öffnung 5 der Blasform 3 fest veran- kert und durch eine Dichtvorrichtung 11 in Form einer Dichtplatte abgedichtet. Im Fuß 12 der Blasform 3 ist des weiteren eine innere Führungsvorrichtung 13 gelagert, die mit der Achse X-X fluchtet. Die Führungsvorrichtung 13 erstreckt sich in das Innere 6a der Vorform und umfasst einen Kolben 14, der die Dichtvorrichtung 11 durchdringt und eine zentrale durchgehende Druck- mittelleitung 15 aufweist. Der Kolben 14 ist im Inneren 6a der Vorform 7 umgeben von einem Zylinder 16, der mit seinem oberen geschlossenen Ende 17 an der Innenseite 18 des oberen Stutzens 9 in Richtung der Achse X-X axial dichtend anliegt.

Das obere Ende 17 dient als inneres Dichtteil, das mit einem äußeren Dichtteil 19 zusammen arbeitet. Das äußere Dichtteil 19 ist hier jedoch nicht bei der Vorform 7 dargestellt, sondern bei der darüber angedeuteten Endform des Hohlkörpers 2. Das äußere Dichtteil 19 greift durch den offenen oberen Stutzen 9 und axial in das obere Ende 17 ein und dient somit gleichzeitig auch als Führungsteil. Wenn gewünscht, kann das äußere Dichtteil 19 auch in einer weiteren - hier nicht dargestellten - äußeren, axialen Zwangsführung in der Form 3 geführt sein, um die innere Führung 13 dabei zu unters-

tützen, den oberen Stutzen 9 sicher aus der unteren Lage der Vorform 7 in die obere, dargestellten Endlage zu führen.

Das äußere Dichtteil 19 kann auch - hier nicht dargestellte - Kanäle zur Durchführung von Kühlmittel aufweisen, welches das äußere Dichtteil 19 und damit auch den oberen Stutzen 9 und das obere Ende 17 während des Blasvorgangs kühlt. Wenn gewünscht, kann auch der Fuß 12 der Blasform 3 in entsprechender Weise gekühlt werden, um den unteren Stutzen 10 zu kühlen.

Zur Zuführung des Blasmediums, wie Luft oder Gas, zum Blasverformen der Vorform 7 in die Endform des Hohlkörpers 2, schwarz gezeichnet, ist zumindest eine öffnung 20 in der unteren Dichtvorrichtung 11 des unteren Stutzens 10 angebracht.

Der Blasvorgang läuft folgendermaßen ab:

Nach dem Einbringen der erhitzen oder zu erhitzenden Vorform 7 in die Blasform 3 werden die beiden Stutzen 9 und 10 durch die Dichtvorrichtungen 11 , 17 und 19 wie beschrieben abgedichtet. Nun wird das Blasmedium durch die öffnung 20 zugeführt. Gleichzeitig wird durch die Druckmittelleitung 15 Druckmittel in den Zylinder 16 gepreßt. Bei der nachfolgenden Ausdehnung des Mantels 8 der Vorform 7 bis zu seiner Anlage an die Form 3 und damit Bildung der Endform des Hohlkörpers 2 wird der obere Stutzen 9 zusammen mit der beweglichen Dichtvorrichtung 17 und 19 zwangsweise nach oben, in Richtung der doppelt strichpunktierten Linien, geführt, bis die schwarz eingezeichnete Endform des Hohlkörpers 2 erreicht ist. Während des Blasvorgangs wird mit Hilfe einer elektronischen Steuerung bzw. Regelung die Führungsvorrichtung 13, und damit die Dichtvorrichtung 17, in Abhängigkeit des Blasdrucks und/oder des Blasvolumens durch die Druckmittelleitung 15 mit dem Druckmittel beaufschlagt.

Bezugszeichenliste:

1 Vorrichtung

2 Hohlkörper

3 Blasform

4 öffnung

5 öffnung

6 Inneres

6a Inneres

7 Vorform

8 Mantel

9 oberer Stutzen

10 unterer Stutzen

11 Dichtvorrichtung

12 Fuß

13 Führungsvorrichtung

14 Kolben

15 Druckmittelleitung

16 Zylinder

17 oberes Ende

18 Innenseite

19 äußeres Dichtteil

20 öffnung

X-X vertikale Achse