DE1479234A1 - Method and device for producing biaxially stretched hollow bodies with a base made of plastic - Google Patents
Method and device for producing biaxially stretched hollow bodies with a base made of plasticInfo
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Description
FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius <5> Brüning Aktenzeichen: P H 79 234.8 - Fw 4928 = Gm 701 Datum:FARBWERKE HOECHST AG. formerly Master Lucius <5> Brüning file number: P H 79 234.8 - Fw 4928 = Gm 701 Date:
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von biaxial gereckten Hohlkörpern mit Boden aus Kunststoff Method and device for the production of biaxially stretched hollow bodies with a bottom made of plastic
Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung, die es ermöglichen, aus thermoplastischen Kunststoffen Hohlkörper mit Boden herzustellen, die sich insbesondere zur Verwendung als Schrotpatronenhülsen eignen, und eine hohe Zugfestigkeit in der Achsrichtung und quer zu dieser Richtung aufweisen, die außerdem maßstabil sind und bei Beanspruchungen dem Auftreten von Rissen einen hohen Widerstand entgegensetzen.The invention relates to a novel method and a novel device that make it possible to produce thermoplastic Manufacture of plastic hollow bodies with a bottom, which are particularly suitable for use as shotgun shell cases suitable, and have a high tensile strength in the axial direction and transverse to this direction, which are also dimensionally stable and provide high resistance to the occurrence of cracks in the event of stress.
Es ist bekannt, Patronenhülsen nach dem Spritzgußverfahren herzustellen. Dabei wird das Material jedoch im geschmolzenen Zustand verarbeitet und dabei erfolgt, abgesehen von einer geringen Strömungsorientierung, keine nennenswerte Orientierung und Verfestigung des Kunststoffes. Derartige Patronenhülsen ertragen keine höhere Beanspruchung; sie sind allenfalls für Platzpatronen geeignet.It is known to manufacture cartridge cases by injection molding. In doing so, however, the material is melted Processed state and, apart from a slight flow orientation, there is no significant orientation and solidification of the plastic. Such cartridge cases do not withstand higher stress; at best they are for Blank cartridges suitable.
Es sind auch bereits Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung verfestigter rohrförmiger Körper bekannt. So werden z.B. nach der in der DAS 1 125 1^ beschriebenen Verfahrensweise Rohre aus Polyolefinen bei höheren, jedoch unterhalb des Kristallitschmelzpunktes liegenden Temperaturen mittels eines Dornes aufgeweitet.There are already methods and devices for manufacture solidified tubular body known. For example, pipes are made using the procedure described in DAS 1 125 1 ^ Expanded polyolefins at higher temperatures, but below the crystallite melting point, by means of a mandrel.
In der DAS 1.192.393 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines maßstabilen Rohrstückes jedoch ohne angeformten Boden aus einem dickwandigen Rohrrohling beschrieben. Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß danach lediglich verfestigte rohrförmige Körper hergestellt werden können, die nachträglich durch Anbringen eines Metallbodens oder Anschweißen eines Kunststoffbodens mit einem Boden versehen werden müssen. Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung beseitigt.In DAS 1.192.393, a method and a device for producing a dimensionally stable pipe section, but without an integrally formed Described soil from a thick-walled pipe blank. The disadvantage of this method is that afterwards only Solidified tubular bodies can be produced, which can be subsequently attached by attaching a metal base or by welding a plastic floor must be provided with a floor. This disadvantage is eliminated by the present invention.
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Gegenstand der Erfindung sind demzufolge ein Verfahren und eine Vorrichtung, die es ermöglichen, verfestigte Hohlkörper aus thermoplastischen Kunststoffen mit den oben angegebenen Eigenschaften herzustellen, wobei die Hohlkörper in einem Arbeitsgang sowohl verfestigt als auch mit einem Boden versehen werden.The invention therefore relates to a method and a device which enable solidified hollow bodies made of thermoplastic Manufacture plastics with the properties specified above, the hollow body in one operation both solidified as well as provided with a bottom.
Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird zunächst aus einem thermoplastischen Kunststoff in üblicher Weise durch Strangpressen ein dickwandiges Rohr hergestellt, das sodann in Rohlinge von der gewünschten Länge zerschnitten wird. Diese Rohrrohlinge werden in bekannter Weise auf eine Temperatur am oder unterhalb, vorzugsweise bis etwa 60 C unterhalb des Kristallit- bzw. Schmelzpunktes des Rohrmaterials erhitzt. Hierauf wird jeder Rohling durch axiales Drücken auf sein eines Ende durch einen Kanal von ringförmigem Querschnitt ±n eine Preßform, bestehend aus Dorn und Hülse, gepreßt, wobei an einem Teil des Rohlings eine Vergrößerung seines Innen- und Außendurchmessers und eine Verringerung seiner Querschnittsfläche entsteht und durch entsprechende Formgebung am gedrückten Ende der Boden geformt wird.To carry out the method of the invention, a thermoplastic material is first extruded in the usual manner a thick-walled tube is made, which is then cut into blanks of the desired length. These pipe blanks are in a known manner to a temperature at or below, preferably up to about 60 C below the crystallite or Melting point of the pipe material heated. Each blank is then pushed through axially on its one end through a Channel of annular cross-section ± n a die, consisting of mandrel and sleeve, pressed, with a part of the blank an increase in its inside and outside diameter and a reduction in its cross-sectional area arise and through corresponding shaping at the pressed end of the bottom is formed.
Es lassen sich alle thermoplastischen Kunststoffe erfindungsgemäß verarbeiten, doch ist es vorteilhaft, Polyolefine wie z.B. Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten sowie Polymergemische oder Mischpolymerisate, insbesondere aber Polyäthylen hoher Dichte, zu verwenden.All thermoplastics can be used according to the invention process, but it is advantageous to use polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutene and polymer mixtures or copolymers, but especially high-density polyethylene to be used.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Hohlkörper aus thermoplastischen Kunststoffen mit Boden eignen sich insbesondere zur Verwendung von Schrotpatronenhülsen, sie lassen sich jedoch auch für andere Zwecke verwenden, z.B. für Dosen^ Tuben, Behälter hoher Festigkeit und Maßstabilität.The hollow body made according to the invention from thermoplastic Bottomed plastics are particularly suitable for the use of shotgun shell cases, but they can also be used use for other purposes, e.g. for cans, tubes, containers of high strength and dimensional stability.
Werden Rohrrohlinge aus Polyäthylen hoher Dichte (0,93 O»98 g/cm ) verwendet, so ist es vorteilhaft, sie auf Temperaturen zwischen dem Kristallitschmelzpunkt und 60 C darunter, vorzugsweise auf eine Temperatur dicht unterhalb des Kristallitschmelz-If pipe blanks made of high-density polyethylene (0.93 O »98 g / cm) is used, it is advantageous to bring them to temperatures between the crystallite melting point and 60 ° C. below, preferably to a temperature just below the crystallite melting point
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punktee, zu erhitzen; z.B. auf 120 - 126°C bei einem Material, dessen Kristallitschmelzpunkt 127 C beträgt. Entsprechend werden Rohrrohlinge aus isotaktlschem Polypropylen, Kristallitschmelzpunkt 163°C, auf 100 bis 162°C, vorzugsweise auf 150 bis 16O°C, erhitzt. Ss ist vorteilhaft, die Preßform ebenfalls auf die genannten Temperaturen zu erhitzen. Auf diese Weise lassen sich hohe Orientierungen und damit Verfestigungen in der Längs- und Querrichtung der Rohrwand, eine beträchtliche Pestigkeitssteigerung im Boden sowie eine gute Maßstabilität des fertigen Hohlkörpers erzielen. Die Größe der Orientierung wächst mit der Verminderung der Wanddicke und der Temperatur sowie mit steigender Verformungsgeschwindigkeit, in Umfangerichtung mit dem Grad der Aufweitung.Punktee, to heat; e.g. to 120 - 126 ° C for a material its crystallite melting point is 127 ° C. Be accordingly Pipe blanks made of isotactic polypropylene, crystallite melting point 163 ° C, to 100 to 162 ° C, preferably to 150 to 160 ° C, heated. It is advantageous to also heat the mold to the temperatures mentioned. In this way you can high orientations and thus solidifications in the longitudinal and transverse direction of the pipe wall, a considerable increase in pestibility achieve in the ground and good dimensional stability of the finished hollow body. The size of the orientation grows with the decrease the wall thickness and the temperature as well as with increasing deformation speed, in the circumferential direction with the degree of expansion.
Erfindungsgemäß lassen sich Hohlkörper aus thermoplastischen Kunststoffen herstellen, die in Umfangerichtung und in Längsrichtung ein Mehrfaches der Festigkeit des Ausgangsmaterials haben. Eine radiale Orientierung ist erforderlich, damit die fertigen Hohlkörper bei Beanspruchung nicht zum Aufreißen neigen.According to the invention, hollow bodies made of thermoplastic can be used Manufacture plastics that are a multiple of the strength of the starting material in the circumferential direction and in the longitudinal direction to have. A radial orientation is necessary so that the finished hollow bodies do not tend to tear when exposed to stress.
Um einen guten Wärmeaustausch zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, die Rohlinge in einer Flüssigkeit, z.B. Glykol, zu erhitzen. Nach dem Verformen und/oder Auswerfen aus der Preßform werden die fertigen verfestigten und mit Boden versehenen Hohlkörper gekühlt.To ensure good heat exchange, it is advisable to heat the blanks in a liquid, e.g. glycol. After deforming and / or ejection from the mold the finished solidified and bottomed hollow bodies are cooled.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen ringförmigen Zuführungekanal auf, der in eine Preß^o/n übergeht. Innen- und Außendurchmesser der Preßform sind größer als die entsprechenden Durchmesser des Kanals, dessen Querschnitt vorzugsweise allmählich in den Querschnitt der Preßform tbergeht. Die Ubergangszone zwischen Kanal und Preßform bildet den Boden des Hohlkörpers. Im Kanal ist ein axial verschiebbar angetriebener Ringkolben ( Kolben ) angeordnet, Kanal und Preßform werden in üblicher Weise beheizt, z.B. durch elektrische Heizbänder oder eine Heizflüssigkeit.The device for carrying out the method according to the invention has an annular feed channel which is in a press ^ o / n transforms. The inner and outer diameters of the mold are larger than the corresponding diameter of the channel, its cross-section preferably gradually into the cross-section of the mold. The transition zone between the channel and the mold forms the bottom of the Hollow body. An axially displaceably driven annular piston (piston) is arranged in the channel, channel and mold are in Usually heated, e.g. by electric heating tapes or a heating fluid.
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Λ-Λ-
ι ^ / y ι ο <♦ι ^ / y ι ο <♦
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.The device according to the invention is described with reference to the accompanying drawings.
Die Zeichnungen zeigen beispielhaft einige bevorzugte Ausbildungsformen, die zum Teil schematisch dargestellt sind. Die üblichen Hilfseinrichtungen, z.B. der Antrieb für den Kolben, die Zuführung der Rohlinge und Entnahme der fertigen Hohlkörper sowie die Energieleitungen und die verschiedenen Steuereinrichtungen zur automatischen Arbeitsweise der Vorrichtung, wurden fortgelassen.The drawings show examples of some preferred embodiments, some of which are shown schematically. The usual Auxiliary equipment, e.g. the drive for the piston, feeding in the blanks and removing the finished hollow bodies as well the power lines and the various control devices for the automatic operation of the device have been omitted.
Nach Fig. 1 wird ein Rohling (i) aus beispielsweise Niederdruckpolyäthylen, der z.B. zu einer Schrotpatrone verarbeitet werden soll, auf den Dorn (2) der Vorrichtung geschoben, nachdem er vorteilhafterweise bereite vorher auf die Verformungstemperatur, z.B. 125°C, erhitzt wurde. Die Erhitzung des Rohlings erfolgt in bekannter Weise, z.B. in einem Flüssigkeitsbad. Der Dorn (2) ist teilweise flaschenhalsähnlich erweitert und bildet das Innenteil der Preßform, die vorteilhafterweise ebenfalls erhitzt ist, zweckmäßigerweise bis etwa auf die Verformungstemperatur des Rohlings. Die Form des Dorneβ entspricht dem Hohlraum der Schrotpatrone bzw. des fertigen Hohlkörpers. Die Hülse (3) bildet einerseits den Kanal für den Rohling (1) und den Ringkolben (h), andererseits das Außenteil der Preßform, deren Form dem Äußeren der Patronenhülse bzw. des fertigen Hohlkörpers entspricht. Für die Herstellung von Schrotpatronen mit 20 mm Außendurchmesser und etwa 0,5 mm Mindestwanddicke ist es zweckmäßig, *inen rohrförmigen Rohling mit einem Außendurchmeβser von etwa 16 bis 18 mm und einem Innendurchmesser von etwa 6 bis 8 mm zu verwenden. Die Rohlinge werden der Vorrichtung in üblicher Weise zugeführt. Der Ringkolben (k) wird ebenfalls in bekannter Weise angetrieben, z.B. mechanisch oder pneumatisch. Beim Bewegen des Ringkolbens (k) bis zum Beginn der Preßform (3a) wird der Rohling in die Preßform hineingedruckt. Dadurch entsteht in einem Arbeitsgang sowohl der zylindrische Mantel (5) der Patronenhülse bzw. des Hohlkörpers als auch der Boden (6). Der Rohling (1) ist so bemessen, daß er etwa den Hohlraum der Preßform ausfüllt. Die Luft und überschüssigesAccording to Fig. 1, a blank (i) made of low-pressure polyethylene, for example, which is to be processed into a shotgun cartridge, for example, is pushed onto the mandrel (2) of the device after it has advantageously been heated to the deformation temperature, for example 125 ° C., beforehand. The blank is heated in a known manner, for example in a liquid bath. The mandrel (2) is partially expanded like a bottle neck and forms the inner part of the mold, which is advantageously also heated, expediently up to approximately the deformation temperature of the blank. The shape of the Dorneβ corresponds to the cavity of the shotshell or the finished hollow body. The sleeve (3) forms on the one hand the channel for the blank (1) and the annular piston (h), on the other hand the outer part of the mold, the shape of which corresponds to the exterior of the cartridge case or the finished hollow body. For the production of shotgun shells with an outer diameter of 20 mm and a minimum wall thickness of about 0.5 mm, it is advisable to use a tubular blank with an outer diameter of about 16 to 18 mm and an inner diameter of about 6 to 8 mm. The blanks are fed to the device in the usual way. The annular piston (k) is also driven in a known manner, for example mechanically or pneumatically. When the annular piston (k) is moved to the beginning of the mold (3a), the blank is pressed into the mold. This creates both the cylindrical casing (5) of the cartridge case or the hollow body and the base (6) in one operation. The blank (1) is dimensioned so that it fills approximately the cavity of the mold. The air and excess
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Material kann durch die Schlitze (7) entweichen. Vorteilhafterweise wird die Wanddicke der Patronenhülse zum offenen Ende hin allmählich vermindert; dadurch wird das Auswerfen erleichtert. Die durch den verjüngten Teil des Kolbens gebildete Öffnung im Boden dient zur Aufnahme des Zündhütchens.Material can escape through the slots (7). Advantageously, the wall thickness of the cartridge case is gradually reduced towards the open end; this makes ejection easier. The opening in the bottom formed by the tapered part of the piston is used to receive the primer.
Sofern der Druchmesser des Bodens (6) nicht größer ist als der Durchmesser des Patronenmantels (5)· erfolgt das Entnehmen der fertigen Patronenhülse aus der Preßform in bekannter Weise dadurch, daß der Dorn (2) und/oder die Hülse (3) axial auseinander gefahren werden und die Patronenhülse mittels Auswerfer (2a, ka.) vom Dorn abgestreift bzw. aus der Hülse ausgestoßen wird, An Patronenhülsen mit derartig glattem Übergang zwischen Mantel (5) und Boden (6) muß nachträglich in bekannter Weise ein Metallring (8) als Bund für den Auswerfer des Gewehrs angebracht werden (Fig. 2). Soll dagegen der Bund ebenfalls aus dem verarbeiteten Kunststoff gebildet werden (vgl. Fig. 1a), so ist eine entsprechende Aussparung in der Hülse (3) anzubringen. Dies bedingt jedoch, daß die Hülse (3) entweder in Längsrichtung in bekannter Weise geteilt und/oder die Hülse (3) in Querrichtung am Bund (3b) getrennt ist, damit die fertige Patronenhülse ausgeworfen werden kann. Es ist vorteilhaft, den Kunststoffbund der Patronenhülse in bekannter Weise mit einem Metallring (8) zu verstärken.If the diameter of the base (6) is not greater than the diameter of the cartridge casing (5), the finished cartridge case is removed from the mold in a known manner by axially separating the mandrel (2) and / or the case (3) and the cartridge case is stripped from the mandrel or ejected from the case by means of an ejector (2a, ka.) be attached as a collar for the ejector of the rifle (Fig. 2). If, on the other hand, the collar is also to be formed from the processed plastic (see FIG. 1a), a corresponding recess must be made in the sleeve (3). However, this requires that the sleeve (3) is either divided in the longitudinal direction in a known manner and / or the sleeve (3) is separated in the transverse direction at the collar (3b) so that the finished cartridge case can be ejected. It is advantageous to reinforce the plastic collar of the cartridge case in a known manner with a metal ring (8).
Patronenhülsen aus Hartpolyäthylen mit einer Ausgangsfestigkeit von etwa 240 kg/cm , die nach dem erfindungegemäßen Verfahren hergestellt werden, haben eine Festigkeit von etwa 400 - 500 kg/cm in Umfangsrichtung und 1200 - 1800 kg/cm in Längsrichtung. Sie reißen nicht beim mehrmaligen Schießen und lassen sich am offenen Ende vielmals umbördeln.Cartridge cases made of hard polyethylene with an initial strength of about 240 kg / cm, which are produced according to the inventive method, have a strength of about 400-500 kg / cm in the circumferential direction and 1200 - 1800 kg / cm in the longitudinal direction. They do not tear when shooting several times and can be left on the open Bead the end many times.
Die in Fig. 1 und 2 beschriebene bevorzugte Ausführungsform beruht auf der Überlegung, daß für eine günstige Orientierung des fertigen Hohlkörpers alle Teile des Rohlings gereckt werden müssen, und zwar sowohl in radialer als auch axialer Richtung. Dieser Sachverhalt ist gegeben, wenn von einem rohrförmigen Rohling ausgegangen wird.The preferred embodiment described in FIGS. 1 and 2 is based on the consideration that for a favorable orientation of the finished hollow body all parts of the blank must be stretched, both in the radial and in the axial direction. This is the case if a tubular blank is assumed.
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Selbstverständlich kann der Hohlkörper mit und ohne Bund am Boden ausgeführt werden.Of course, the hollow body can be designed with or without a collar on the floor.
Wird der Ring^lolben (k) nicht bis zum Beginn der Preßform (3a, Fig. 1) eingepreßt, so bildet sich ein Halsteil, das gegebenenfalls mit einem Gewinde versehen werden kann.If the ring piston (k) is not pressed in up to the beginning of the mold (3a, FIG. 1), a neck part is formed which can optionally be provided with a thread.
Es ist auch ohne weiteres möglich, die Hohlkörper so herzustellen, daß am offenen Ende ein VerstÄrkungswulst ist, z.B. für die Aufnahme eines Deckels bei Büchsen oder Tablettendosen.It is also easily possible to manufacture the hollow bodies in such a way that that at the open end there is a reinforcing bead, e.g. for the inclusion of a lid for cans or pill boxes.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, in der Preßform teilweise den Durchmesser des Domes zu vermindern bzw. den der Hülse zu vergrößern oder die Länge des Domes und/oder der Hülse zu verkürzen.In some cases it can be advantageous to partially reduce the diameter of the mandrel or that of the sleeve in the compression mold to increase or shorten the length of the dome and / or the sleeve.
Ferner kann es vorteilhaft sein, in bekannter Weise den Dorn (2) und/oder die Hülse (3) ganz oder teilweise mit Längsrillen zu versehen, so daß im Hohlkörper außen oder innen ebenfalls Längsrillen entstehen.It can also be advantageous to use the mandrel (2) in a known manner. and / or the sleeve (3) completely or partially closed with longitudinal grooves provided so that longitudinal grooves also arise in the hollow body outside or inside.
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