Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Preformen zur Ausformung einer vorteilhaften Preformkuppen-Geometrie für den späteren Blasprozess.

Die Erfindung führt in letzter Konsequenz zu einer nennenswerten Einsparung von Rohmaterial und es wird zudem am fertigen Produkt eine Qualitätsverbesserung erreicht.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Vorformling bzw. einen Preform mit verbesserter Bodengeometrie.

Preformen sind spritzgegossene Rohlinge aus mindestens einem thermoplastischen Material, die in Blasmaschinen für die Herstellung von streckgeblasenen Kunststoffbehältern zum Einsatz kommen.

Für die gemäß dieser Erfindung beschriebene Herstellung von Preformen wird Kunststoffrohmatenal plastifiziert und anschließend mit hohem Druck in ein Ein- oder Mehrkavitäten-Formwerkzeug gepresst. Es entstehen gemäß dem Stand der Technik Preformen entsprechend Figur 1 , welche geometrisch im Wesentlichen aus einem Hals- und Schaftbereich und einer Bodenkuppe bestehen, sowie die innen durch den Einsatz eines Kernes im Formwerkzeug hohl sind. Der Halsbereich ist derart geformt, dass er beispielsweise mit einer Schraubkappe wiederverschließbar ausgestaltet sein kann. Der Halsbereich erfährt während des Blasprozesses jedoch keine weitere Veränderung. Der Schaftbereich und die Bodenkuppe werden dagegen bei erhöhten Temperaturen zu Hohlkörpern aufgeblasen, wodurch der Kunststoff verstreckt wird und sich dabei erheblich verfestigt. Daher sind die zu verformenden Preform bereiche geometrisch im Zusammenspiel mit der Kerngeometrie für die sich später einstellende Flaschenqualität verantwortlich.

Üblicherweise stellt das Formwerkzeug die höchste Investition in einem Produktionssystem dar. Deswegen wird hoher Wert daraufgelegt, dass es effizient betrieben wird. So wird der Preform, dessen Außenhaut im direkten Kontakt mit dem intensiv gekühlten Formstahl steht, und folglich dort schnell erstarrt, schadensfrei und ohne mechanische Deformation entformt, damit das Formwerkzeug ohne Zeitverluste für den nächsten Produktionszyklus bereit ist.

Es ist anzumerken, dass während des Spritzgießprozesses solange ein Nachdruck im gesamten Preform über den Anguss aufrecht erhalten bleibt, um während des Erstarrungsprozesses des Preforms, der mit einem Schrumpfen einhergeht und somit zu fehlendem Material führt, diesen Mangel zu kompensieren um damit ungewünschte Einfallstellen am Spritzling zu vermeiden.

Bei den üblichen schnellen Produktionszyklen verbleibt eine erhebliche Restwärme im Inneren der Preformwandung, die zu einer Rückerwärmung führt, wodurch der Preform wiedererweichen und auskristallisieren kann, was ihn unbrauchbar werden lässt.

Es ist daher sehr vorteilhaft, den Preform nach der Entformung weiterhin intensiv in einfacheren Formenteilen, in sogenannten Kühlhülsen, während mehrerer Produktionszyklen zu kühlen.

Der Preform, wie er in Figur 1 dargestellt ist, entspricht dem heutigen Stand der Technik, bei dem es, wie beschrieben, unausweichlich ist, dass die Wanddicken des Preforms besonders im Bereich der Preformkuppe und des Schaftes ähnliche Wandstärken aufweisen. Friert das Material durch dünnere Wandstärken im Bodenbereich oder im Halsbereich frühzeitig ein, kann das Schrumpfen in der Abkühlphase durch ein Nachdrücken der Schmelze, mit Wirkung auf den gesamten Preform einschließlich dem Halsbereich, nicht vermieden werden, was in der Konsequenz zu unerwünschten Einfallstellen in kritischen Bereichen des Preforms führt.

Die erfindungsgemäße Preform-Geometrie, wie sie in Figur 2 gezeigt ist und deren Vorteile nachfolgend erläutert werden, kann daher nicht oder nur unter Berücksichtigung entsprechender Maßnahmen, welche den erforderlichen Nachdruck aufrecht erhalten, im bekannten Spritzgießverfahren hergestellt werden, da durch diese Erfindung eine wesentlich dünnere Wandstärke in der Preformkuppe erreicht wird, als im nachfolgenden Schaftbereich, um ein verfrühtes Einfrieren in diesen dünnen Bereichen auszuschließen und Einfallstellen zu vermieden.

Für den späteren Blasprozess ist ein weiteres Kriterium, dass das Temperaturprofil zwischen der Preformkuppe und dem Schaft für ein optimales Ergebnis einen abrupten Temperatursprung von ca. 50 bis 80°C machen müsste, was nach Stand der Technik heute jedoch kaum zu realisieren ist. Das führt in den meisten Fällen dazu, das durch einen allmählichen Temperaturübergang das Material im Bodenbereich während des Streckblasprozesses nicht optimal in den Flaschenkörper abgezogen werden kann, was zu unnötigem Materialverbrauch führt. Dies könnte durch dünnere Wandstärken in der Preformkuppe stark optimiert werden, doch kann durch ein dadurch schnelles Einfrieren im dünnen Bereich während des Spritzgießprozesses der Nachdruck im Schaft oder Hals nicht aufrecht erhalten bleiben, was dann zu den besagten Einfallstellen führen würde und der Hals im Einklang mit Verschlüssen kein dichtes System mehr bilden würde.

Die zentrale Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu beschreiben, mit denen sich Preformen mit wesentlich günstigeren Wandungsquerschnitten in der Preformkuppe herstellen lassen. Der Vorteil liegt darin, dass die Infrarotheizungen der nachfolgenden Blasmaschinen über diese nun vergrößerte Oberfläche bei gleichzeitig verringerter Wandstärke effizienter Wärmeenergie einbringen können, um den Kunststoff in diesem Bereich schneller auf eine verstreckfähige Temperatur zu bringen. Dadurch kann während des Streckblasvorganges das Material direkt aus der Preformkuppe optimal zu Gunsten des Flaschenbodens bzw. -körpers herausgezogen werden, was deutliche Einsparungen an Rohmaterialien ermöglicht.

Preforms gemäß dieser Erfindung können im Formwerkzeug effizienter gekühlt werden, da zwischen dem Schmelzeraum und den Fließkanälen eine geringere Wandstärke vorliegt und die Fließkanäle eine größere Oberfläche vorweisen. Eine Ausnahme des effizienteren Kühlens ist der Bereich des Schmelzeraumes, da hier durch die verringerte Kühlung im Formwerkzeug die Schmelze eine höhere Restwärme als der restliche Preform bereich erhält. Die Schmelze wird durch den Anguss direkt in den größeren Schmelzeraum eingespritzt, hier wie in einem Becken gesammelt und anschließend in den restlichen Preformkörper kontrolliert umgeleitet. Der Schmelzeraum garantiert dadurch ein stetiges befüllen des Preforms mit Schmelze und unterstützt während der Nachdruckphase durch seine Auslegung, dass gleichmäßige verteilen der Schmelze in den nachfolgenden dünneren Wandstärkebereich. Die Schmelze wird durch den Schmelzeraum, wie durch einen Schirm, entweder auf die entsprechenden Fließkanäle oder direkt in den dünneren Wandstärkebereich der Preformkuppe gleichmäßig geleitet. Bei optimaler Auslegung des Schmelzeraumes können die Fließkanäle, in Abstimmung mit der jeweiligen Flaschenboden-Geometrie sogar weggelassen werden. In der Nachkühlung der Robotik wird ebenfalls eine höhere Kühleffizienz erreicht, da in der Kühlhülse der Entnahmerobotik, für die Preformkuppe eine größere Kühloberfläche bei gleichzeitig verringerter Wandstärke genutzt werden kann, was eine Rückerweichung und der damit verbundenen Qualitätsverminderung entgegenwirkt. Die Kühlhülse der Robotik, kann aufgrund des Vorsprunges und den jeweiligen optionalen Stegen, welche durch den Schmelzeraum und optionalen Fließkanälen in der äußeren Preformkuppe geformt werden, während der Übergabe vom Formwerkzeug in die Robotik, den Preform besser aufnehmen. Die Preformkuppe hat eine größere Kontaktfläche zur Kühlhülse und dies gewährleistet einen effizientere Preformkühlung.

Zusätzlich kann mit einer speziellen Preformkuppen-Auslegung auf die jeweilige Behälterboden-Geometrie eingegangen werden. Während des Blasprozesses trifft die Reckstange beim Kontakt die Preformkuppe im inneren Angussbereich, kühlt diesen unkontrolliert ab und verhindert damit die optimale Verstreckung des Bodenbereiches. Durch den Vorsprung und den Stegen um den inneren Angussbereich, welche durch den inneren Schmelzeraum und den optionalen vertikalen und/oder horizontalen Fließkanälen im Werkzeug erzeugt werden, kann erfindungsgemäß mit einer angepassten Reckstangengeometrie, in Abstimmung mit der konstruktiven Flaschenboden Ausführung, eine optimierte Verstreckung der Preformkuppe erfolgen. Es kann auch auf die jeweiligen inneren Fließkanäle verzichtet werden, wenn ein entsprechend größerer innenliegender Schmelzeraum im Werkzeug genutzt wird. Der Schmelzeraum liegt direkt nach dem Anguss im zukünftigen Preform körper, d.h. die Schmelze wird hier gesammelt und dann gleichmäßig in den restlichen Preform verteilt. In diesem Fall wird die Schmelze ohne Fließkanäle direkt über den Schmelzeraum in die dünneren Wandstärkebereiche geleitet. Dies führt an der geblasenen Flasche zu einer besseren Formgebung um den Anguss- bzw. Flaschenbodenbereich, damit werden abrupte Wandstärkeunterschiede und Materialansammlungen vermieden, welche wiederum speziell bei gashaltigen Getränken zu sogenannten Stressbrüchen am Flaschenboden führen können.

Mit dem Vorsprung und den optionalen eingebrachten Stegen kann die Oberfläche der inneren und/oder äußeren Preformkuppe im gesamten Bodenbereiches vergrößert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Infrarotheizungen der nachfolgenden Blasmaschinen, über die vergrößerte Oberfläche effizienter Wärmeenergie einbringen können und das Material besser aus der Preformkuppe gezogen werden kann. Die Reckstange der Blasmaschine kann durch eine bessere Führung bzw. Zentrierung, sowie der genau bestimmten inneren Auslegung des inneren Vorsprunges, und der Stege, die Wandstärke des Flaschenbodens besser beeinflussen, um somit den Preform exakt axial längen zu können.

Zur Herstellung derartiger Preformen werden nachfolgend drei Lösungen vorgeschlagen, die entweder in der Bodenplatte und/oder Kem des Formwerkzeuges zur Anwendung kommen.

In einer ersten Variante ist es im Bereich der Bodenplatte des Formwerkzeuges beispielsweise möglich, die Formgebung der äußeren Preformkuppe derart zu gestalten, dass der größte Teil im Übergang des Angusses zum Preformboden tatsächlich dünnwandig ist, jedoch mindestens ein Schmelzeraum, optional zwei oder mehr Fließkanäle entweder axial und/oder vertikal so ausgelegt werden, dass sie nicht frühzeitig einfrieren und damit den Nachdruck zum Preformschaft aufrechterhalten können. Der Schmelzeraum um den Angussbereich hat den Zweck die Schmelze optimaler in die jeweiligen Fließkanäle oder den dünnwandigen Wandstärkebereich der Preformkuppe zu leiten, um eine gleichmäßige Verteilung der Schmelze zu gewährleisten.

Die Größe dieses Schmelzeraums hängt von der Preformgröße, Gewicht, Geometrie und der Qualitätsanforderung an die jeweiligen geblasenen Flaschen ab. Der durch den Schmelzeraum und den Fließkanälen geformte Preformkuppe, können sich am Preform außen als Vorsprung bzw. Stege zeigen, die den späteren Blasvorgang nicht negativ beeinflussen, sofern diese möglichst symmetrisch am Umfang verteilt sind. Im Streckblasprozess und später an der Flasche können sie sogar stabilisierend wirken. Zudem ist der Vorsprung und die optionalen Stege in den Ausführungsvananten eins und drei am fertigen Produkt von außen sichtbar und zeigen die Einsparung optisch.

Fließkanäle, mit dem Ziel Einfluss auf die Flaschengeometrie zu nehmen, sind aus dem Stand der Technik wie z.B. in WO 2010/06 9042 A1 und US5,455,088 bekannt. In beiden Dokumenten werden Fließkanäle beschrieben, welche einen Einfluss auf den Flaschenkörper und Flaschenboden haben. Die Fließkanäle beginnen direkt am Preformanguss und enden innerhalb des Preformschaftes. Der Vorteil zu den beiden oben genannten Ausführungen ist, dass gemäß der vorliegenden Erfindung zuerst ein Schmelzeraum gefüllt wird und erst im Anschluss die Schmelze in den dünneren Preform kuppenbereich oder in die jeweiligen Fließkanäle verteilt wird, um somit eine gleichmäßiges befüllen des Preforms zu gewährleisten.

Zusätzlich können die axialen Fließkanäle vertikal miteinander verbunden werden, um die Formstabilität des Preforms in der Nachdruckphase zu unterstützen. Außerdem enden die Fließkanäle alle im Bereich der Preformkuppe, ohne dabei die Wandstärke der zukünftigen Flaschenfüße zu schwächen. Dies ermöglicht eine gleichmäßige axiale Verstreckung, bessere Temperaturverteilung in der Preformkuppe ohne große Wandstärkesprünge zwischen Preformanguss und Auslauf zum zylindrischen Preformkörper zu erzeugen.

Eine alternative zweite Variante den die Erfindung hier beschreibt, ist im Kem des Formwerkzeuges beispielsweise möglich, die Formgebung der Preform Innenauslegung derart zu gestalten, dass der größte Teil der inneren Preformkuppe tatsächlich dünnwandig ist, jedoch mindestens ein innerer Schmelzeraum und optional zwei oder mehr Fließkanäle, entweder axial und/oder vertikal so ausgelegt werden, dass sie nicht frühzeitig einfrieren und damit den Nachdruck zum Preformschaft aufrecht erhalten können. Durch eine angepasste bzw. verringerter Kernkühlung an der Preformkuppe, kann der Schmelzeraum und die Fließkanäle, den Preformschaft während der Nachdrucksphase länger mit Schmelze unterstützen, um so Einfallstellen zu vermeiden. Wichtig beim Auslegen der Fließkanäle ist es Hinterschnitte zu vermeiden, um die Entformung des Preforms nicht zu gefährden, wie beispielsweise bei der WO 2016/059135 A1 , da der Preform aufgrund eines Hinterschnittes hier nicht entformbar ist. Diese Fließkanäle zeigen sich an der fertigen Preformkuppe innen als Stege, die den späteren Blasvorgang nicht negativ beeinflussen, sofern diese möglichst symmetrisch am Umfang verteilt sind, sondern im Streckblasprozess und später am Behälter sogar stabilisierend wirken. Außerdem ist der innere Vorsprung und die Stege, welche durch den Schmelzeraum und die Fließkanäle des Werkzeuges geformt werden, am fertigen Produkt von außen nicht sichtbar, was ein großer Unterschied zum ersten und dritten Lösungsansatz ist. Falls die Flaschenboden-Auslegung es zulässt, kann auf Fließkanäle verzichtet werden und nur ein innerer Schmelzeraum im Werkzeug genutzt werden.

Eine dritte Variante den Preform gemäß dieser Erfindung im Bodenbereich zu optimieren, ist eine Kombination von einem Schmelzeraum und äußeren- und inneren Fließkanälen in der Preformkuppe durchzuführen. Hierzu werden im Formwerkzeug die Bodenplatte und der Kern gemeinsam angepasst. Somit können gleichzeitig ein innerer/äußerer Schmelzeraum, axiale und/oder vertikale Fließkanäle eingebracht werden. Speziell bei CSD (Carbonated Soft Drinks) Anwendungen, wo große Innendrücke wirken, können durch gezielte Preformkuppen Auslegungen, bzw. einbringen von einem Schmelzeraum und einer Kombination von axialen/vertikalen äußeren Fließkanälen und/oder entsprechenden inneren Fließkanälen ein stabilerer Flaschenboden mit einem geringeren Gewicht erreicht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen basierend auf Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 Preform im Querschnitt wie er üblicherweise nach dem Stand der Technik hergestellt wird.

Fig. 2 Preform Außenkontur im Querschnitt bei dem die Preformkuppe während des Spritzgießprozesses im Formwerkzeug als Beispiel so gestaltet wurde, dass sie mindestens einen äußeren Vorsprung, zwei axiale und/oder einen vertikalen Steg besitzen, die am fertigen Behälter sichtbar sind.

Fig. 3 Preform Innenkontur im Querschnitt bei dem der Bodenbereich während des Spritzgießprozesses im Formwerkzeug so gestaltet wurde, dass sie mindestens einen inneren Vorsprung, zwei axiale und einen vertikalen Steg besitzen, die am fertigen Behälter von außen nicht sichtbar sind.

Fig. 4 Kombination Preform Außen- und Innenkontur im Querschnitt bei dem der Bodenbereich während des Spritzgießprozesses im Formwerkzeug so gestaltet wurde, dass sie mindestens einen Vorsprung, zwei axiale äußere Stege und minimum einen axialen/vertikalen inneren Steg besitzen.

Fig. 5 Schematische Darstellung der Fließwege an der Preformkuppe von außen und von der Seite.

Fig. 6 Draufsicht einer beispielhaften Produktionsanordnung für Preformen mit einem äußeren Vorsprung und äußeren Stegen.

Fig. 7 Innenansicht einer beispielhaften Produktionsanordnung für Preformen mit einem inneren Vorsprung und inneren Stegen.

Fig. 8 Preform Innenkontur mit einer Vertiefung für einen inneren Vorsprung und vertikalem Steg im Querschnitt mit einfahrender Reckstange.

Fig. 9 Bodenplatte mit einer Aussparung für einen Schmelzeraum und axialen/vertikalen Fließkanälen.

Fig. 10 Kern mit einer Aussparung für einen Schmelzeraum und axialen/vertikalen Fließkanälen. Fig. 11 Formwerkzeug Kavität für eine Spritzguss-Maschine mit Schmelzeraum

Fig. 12 Verschiedene innere/äußere Vorsprung-Geometrien

Die Zeichnungen sollen im Folgenden die Erklärung des Herstellungsvorganges des Preform kuppenbereiches unterstützen.

Alle nachfolgend erläuterten Konstruktionsdetails und Verfahrensdetails können erfindungsgemäß einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander realisiert werden. Alle Vorrichtungsmerkmale können auch im Rahmen des Verfahrens genutzt werden und alle Verfahrensmerkmale können vorrichtungsmäßig implementiert sein.

Figur 1 zeigt einen nach Stand der Technik hergestellten Preform (1 ). Dabei weist eine Wandstärke (10) in einer Preformkuppe (6) unterhalb eines Angusses (7) eine ähnliche Wandstärke (10) wie in einem Schaftbereich (5) auf. Für den Blasprozess optimierte Preformen gemäß Figur 2 mit verringerten Wandstärken (9) in einem Bodenbereich (6) können auf Grund der Gefahr des Einfrierens der Schmelze nur mit Einschränkungen spritztechnisch realisiert werden, da dann der Nachdruck, welcher dem Schrumpfen des Preforms (2) während des Abkühlprozesses entgegenwirkt, nicht mehr in den entscheidenden Bereichen wirken kann.

In dieser Erfindung werden drei Lösungsvarianten aufgezeigt, wie der Preform (2) in Figur 2 hergestellt werden kann. Es ist dabei zu erwähnen, dass alle drei Verfahren mindestens einen inneren/äußeren Schmelzeraum, optionalen äußeren axialen/vertikalen Fließkanal und/oder einen optionalen inneren axialen/vertikalen Fließkanal am Umfang der beschriebenen Preformkuppe (6) erzeugen, die aber keine nachteiligen Auswirkungen auf das gewünschte Blasergebnis bei einer Blasverformung des Preform (2) haben. Ganz im Gegenteil, in Variante eins und drei sind die geformten Vorsprünge und optionalen Stege am Preform von außen sichtbar und suggerieren eine erhöhte Festigkeit, obwohl Material eingespart wurde. Außerdem kann bei einer angepassten Flaschenboden- Geometrie im Werkzeug komplett auf äußere/innere Fließkanäle verzichtet werden und nur mit einem äußeren oder innerem Schmelzeraum gearbeitet werden. Die Schmelze gelangt vom Anguss direkt in den Schmelzeraum, welcher nicht in der Materialzuführung des Werkzeuges, sondern immer erst nach dem Angussbereich, in einem Vorsprung von mindestens 2 mm bis 30 mm Durchmesser (Figur 12) in der zukünftigen Preformkuppe, als Material Verteilzentrum angeordnet ist. Der heiß Schmelzestrom wird hier nicht sofort abgekühlt, sondern wird zuerst in den anschließenden dünnwandigen Bereich, vergleichbar mit einem Schirm gleichmäßig umgeleitet und durch eine angepasste Werkzeugkühlung kontrolliert abgekühlt, bis der Nachdruckprozess abgeschlossen ist.

Um mit der herkömmlichen Spritzgießtechnik dennoch einen wie in den Figur 2 gezeigten Preform (2) produzieren zu können, wird eine Formwerkzeug-Kavität wie in Figur 11 mit einem Schmelzeraum und optionalen Fließkanälen derart gestaltet, dass über die dünne Wandung (9) in der Preformkuppe (6) mindestens ein Vorsprung (8), zwei besser fünf äußere axiale Stege (11 ) und/oder ein äußerer vertikaler Steg (12) geformt werden. Dabei unterstützt die konstruktive Auslegung während dem Spritzgussprozesses, wie in Figur 2 vorgesehen, die Aufrechterhaltung des Nachdrucks im Bodenbereich (6) des Preforms (2). Die Oberflächenkontur des Preforms (2) wird im Bereich der Stege fortgesetzt, wobei im Bereich der Vertiefung die Kontur hingegen innenseitig bzw. außenseitig fällt und somit eine geringere Wandstärke (9) im Bereich einer Vertiefung generiert.

Die Preformkuppe (6) hat eine gleichmäßige Wandstärke im Angussbereich, besitzt einen Vorsprung (8) der durch einen Schmelzeraum (3) im Werkzeug geformt wird und eine kontinuierliche Verteilung der Schmelze sichert, welche dann über die Fließkanäle, die sich als Stege (11 , 12, 13, 14) am Preform zeigen, in der Formwerkzeug-Kavität durch Vertiefungen in den Preformschaft (5) geleitet werden.

Die axialen Fließkanäle münden idealer Weise direkt in den Schaft des Preforms oder können je nach Bodenauslegung eines herzustellenden Behälters zwischen Anguss (7) und Schaftbereich (5) frei definierbar enden. Dadurch wird ein Vorauseilen der Schmelze wieder kompensiert, ungewünschte Bindenähte werden vermieden. Die vertikalen Fließkanäle, sichtbar am Preform als Stege (12, 14) verbinden mindestens zwei axiale Fließkanäle, sichtbar am Preform als Stege (11 , 13) miteinander, um die Schmelze während der Nachdruckphase gleichzeitig über die Fließkanäle in den Preformschaft (5) zu leiten. Zusätzlich unterstützen die vertikalen Fließkanäle, im späteren Blasprozess die Flaschenbodenstabilität, um eine unkontrollierte Verstreckung, bedingt durch die unterschiedlichen Wandstärken zwischen dem Schmelzeraum und der jeweiligen Fließkanäle auszugleichen. Es ist auch möglich, nur einen vertikalen Fließkanal, sichtbar am Preform als Stege (12, 14) zu nutzen, mit dem Ziel, mehr Material an einem bestimmten Flaschenboden-Abschnitt zu erhalten, um die Formstabilität des Flaschenbodens zu unterstützen.

Wichtig hierbei ist, dass diese Flächen nicht eine übermäßig große Länge in Axialrichtung aufweisen müssen, sondern dass die radiale Querschnittfläche im Bereich der Dünnstellen über eine kurze Länge bereits für den Blasprozess den gewünschten abrupten Wärmeübergang gewährleistet. Dies hat zum Vorteil, dass die Ausführung der Dünnstellen meistens vollumfänglich in den geteilten formgebenden Teilen der Preformkuppe ausgeführt werden kann. Zudem sind die Fließkanäle, sichtbar am Preform als Stege (11 , 12, 13, 14) durch diese Ausführung relativ kurz, was die thermische und rheologische Auslegung dieser Fließkanäle dahingehend vereinfacht, dass ein frühzeitiges Einfrieren innerhalb der Fließkanäle und die Bildung von Bindenähten mit geringer werdender Länge abnimmt.

Um die axialen Fließkanäle schmaler zu gestalten, kann aber auch mindestens ein zusätzlicher vertikaler Fließkanal als Verbindungselement zwischen den axialen Fließkanälen in der die Formwerkzeug-Kavität integriert werden, wie in Figur 2, 3 und Figur 4 dargestellt durch die Stege (11 ,12,13,14), welche dann die Formgebung des Preforms (2) während der Nachdruckphase unterstützen. Es kann aber auch gleichzeitig nur ein äußerer vertikaler und/oder nur ein innerer vertikaler Fließkanal eingebracht werden.

Der Preform (2) in Figur 3 zeigt die zweite Lösungsvariante, in dem die Stege in der Innenkontur des Preforms (2) eingebracht werden, damit sie an der geblasenen Flasche von außen nicht sichtbar sind und mindestens zwei, besser sechs axiale innere Stege (13) sowie mindestens ein vertikaler innerer Steg (14) in die Preformkuppe (6) integriert werden, um den Nachdruck während des Spritzprozesses über den Schmelzeraum (3) im Preform Bodenbereich zu sichern.

Figur 4 hingegen zeigt eine Kombination von äußeren und inneren Stegen. Die Stege (11 , 13 und 14) führen die originale Oberflächenkontur des Preforms (1 ) fort. Der Vorsprung (8) am Preform wird durch einen Schmelzeraum (3) im Werkzeug erzeugt und sichert bei gleichzeitigem, parallelen Einbringen der inneren/äußeren Fließkanäle, sichtbar als Stege (11 , 13), wobei der äußere und die innere Fließkanalkontur in der Formgebung wie Breite, Länge übereinstimmen, sich der Oberflächenkontur des Preforms (2) anpassen, die optimale Versorgung des Preforms (2) mit Schmelze. Es werden dadurch in der Nachdruckphase Einfallstellen im Schaft (5) und Halsbereich (4) verhindert.

Die Fließwege (15) in Figur 5, markiert durch Pfeile, zeigen wie die Schmelze über den Anguss in den Schmelzeraum (3), hier sichtbar als Vorsprung (8) und von dort über fünf Fließkanäle (hier sichtbar als Stege) von ausreichender Breite, Länge in den Preformschaft fließt und somit den Nachdruck aufrechterhält. Die Schmelze sammelt sich zuerst im anschließenden Schmelzeraum (3), welcher durch seinen größeren Durchmesser (Figur 12) als im Anguss (7) die Schmelze wie in einem Tank, auf einer konstanten Temperatur hält, um zu verhindern, dass ein verfrühtes erkalten der Schmelze Einfallstellen im Halsbereich (4) oder sogar im Schaftbereich (5) verursacht, bevor der Spritzgussprozess bzw. Nachdruck abgeschlossen ist.

In Figur 6 und Figur 7 sind Stege mit verschiedenen Innenkonturen und Außenkonturen mit unterschiedlichen Ausführungsmöglichkeiten dargestellt. Deutlich zu erkennen sind die verschiedenen Geometrien des Vorsprunges (8), axialer (11 ,13) und vertikaler (12,14) Steg.

Figur 8 zeigt eine Reckstange (16) während eines Verstreckprozesses in der einfahrenden Position. Die Reckstange (16) trifft beim Einfahren in den Preform (2) auf den inneren Vorsprung (8) und einen vertikalen Steg (14) der inneren Preformkuppe (6). Die Innenkontur des axialen/vertikalen Steges kann mit der Außenkontur der Reckstangengeometrie übereinstimmen, um sicher zu stellen den Preform (2) exakt axial längen zu können. Dies hat den Vorteil, dass der Preformanguss des Behälters immer genau mittig ist und Wandstärkeunterschiede im Behälterboden durch verschobene Angüsse (7), sogenannte Off-Center (Preformanguss liegt außermittig verschoben vom axialen Behälterzentrum) vermieden werden.

In der Spritzgießform können der innere/äußere Schmelzeraum, die axialen/vertikalen, inneren oder äußeren Fließkanäle in eine Bodenplatte gemäß Figur 9 oder im Kern gemäß Figur 10 eingebracht werden. Figur 11 zeigt eine komplette Formkavität mit einem inneren und äußeren Schmelzeraum (3). Dies kann entweder durch jeweilige Vertiefungen bzw. Vergrößerungen, der zukünftigen Wandstärke des Preforms (2), durch Anpassungen in der Bodenplatte (17) und/oder im Kem (18) erzeugt werden.

In Figur 12 sind zwei unterschiedliche Formen von Vorsprüngen (8) ohne inneren/äußeren Stegen ausgeführt. Der Außendurchmesser des äußeren/inneren Vorsprunges (20, 21 ) liegt bei min. 2mm bis maximal 30 mm, bevor der Übergang in den dünnwandigen Wandstärkenbereich (9) der Preformkuppe startet und im Übergang zum Preformschaft (5) endet. In diesem Fall ist der dünnwandige Wandstärkebereich mit einer konstanten Wandstärke a zwischen dem Vorsprung und dem Übergang zum Preformschaft ausgelegt. Sie kann je nach Größe des inneren/äußeren Vorsprunges entweder konstant oder mit einer verjüngenden bzw. ansteigenden Wandstärke a bis zum Übergang des Preformschaftes ausgeführt werden. Der innere Vorsprung (20) in diesem Beispiel mündet direkt in den dünneren Wandstärkebereich (9) der Preformkuppe.

Bezugszeichenliste

Preform nach Stand der Technik

Preform mit optimiertem, dünnwandigem Bodenbereich

Schmelzeraum

Halsbereich

Schaftbereich

Preformkuppe

Anguss

Vorsprung verringerte Wandstärke in der Prefom kuppe normale Wandstärke für den Spritzgießprozess axialer Fließkanal an der Preform Außenkontur vertikaler Fließkanal an der Preform Außenkontur axialer Fließkanal an der Preform Innenkontur vertikaler Fließkanal an der Preform Innenkontur

Fließweg

Reckstange

Bodenplatte

Kern

Innenraum des Preforms innerer Vorsprung äußerer Vorsprung

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