AT372039B - Vorrichtung zum herstellen von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem
Kunststoff durch Formblasen von Vorformlingen, die einen mit einer Schnecke und einem Strangpress- kopf versehenen Extruder zum Herstellen der Vorformlinge sowie eine Blasform aufweist, wobei der
Strangpresskopf einen mittels eines Kolbens entleerbaren Speicherraum und einen ringförmigen Aus- trittsspalt aufweist, dessen Spaltweite in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis der Ist-Länge des
Formlings zu dessen Soll-Länge verstellbar ist. 



   Diese Vorrichtung gibt die Möglichkeit, die Länge der Vorformlinge weitgehend gleichmässig zu halten. Gewicht und Volumen der Vorformlinge liegen durch das Volumen des Speicherraumes und den Hub des Kolbens fest. Da jedoch die vom Extruder in der Zeiteinheit gelieferte Material- menge selbst bei gleichbleibender Schneckendrehzahl unvermeidbaren Schwankungen unterliegt, kommt es trotz der Konstanthaltung der pro Arbeitszyklus in den Speicherraum geförderten Material- menge zu Unterschieden zwischen dem Zeitraum, den die im wesentlichen zeitstarr gesteuerte Blas- form für einen Arbeitszyklus benötigt, und dem Zeitraum, welcher für die Füllung des Speicher- raumes des Strangpresskopfes erforderlich ist.

   Da eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material im Extrusions-Blasverfahren nur dann in optimaler Weise arbeitet, wenn die Arbeitszyklen von Extruder mit Strangpresskopf einerseits und Blasform anderseits so genau wie möglich zeitlich aufeinander abgestimmt sind, führen Abweichungen der Arbeitszyklen der beiden Einrichtungen voneinander zwangsläufig zu verminderter Produktivität der Vorrichtung, gegebenenfalls auch zu verminderter Qualität der herzustellenden Enderzeugnisse. 



   Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den Zeitraum, der in jedem Arbeitszyklus für das Füllen des Speicherraumes des Strangpresskopfes benötigt wird, so konstant wie möglich zu halten. Es bestehen bezüglich der Anpassung der Arbeitszyklen beider Bereiche der Gesamtvor- richtung keinerlei Schwierigkeiten, wenn es gelingt, auch den Arbeitszyklus des Strangpresskopfes innerhalb einer im wesentlichen konstanten Zeitspanne ablaufen zu lassen. 



   Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Drehzahl der Schnecke in Abhängigkeit von der Füllzeit des Speicherraumes steuerbar ist. 



   Die Erfindung berücksichtigt die Tatsache, dass während des Ausstosshubes des Kolbens von der Schnecke des Extruders ebenfalls Material in den Strangpresskopf gefördert wird, so dass im Ergebnis zwei Einflüsse wirksam sind, die das Auspressen des Materials aus dem Strangpresskopf bewirken : Einmal der wesentlich grössere Einfluss des Entleerungshubes des Kolbens und zum andern der Verdrängungseffekt, den das während des Entleerungshubes vom Extruder in den Strangpresskopf geförderte Material bewirkt. Da die vom Extruder pro Zeiteinheit in den Strangpresskopf geförderte Materialmenge gewissen Schwankungen unterliegt, können letztere ebenfalls die Länge der Vorformlinge beeinflussen, so dass es zu Unregelmässigkeiten kommt.

   Dies wird bei Anwendung der Erfindung vermieden, da die Steuerung der Drehzahl der Schnecke in Abhängigkeit von der Füllzeit des Speicherraumes zu einer Vergleichmässigung des vorerwähnten Verdrängungseffektes und somit der Materialmenge von Arbeitszyklus zu Arbeitszyklus führt. 



   Das Ausmass der Drehzahländerung der Schnecke ist vorteilhaft abhängig von dem Ausmass der Abweichung des Zeitpunktes, an dem der Füllvorgang beendet ist, von einem vorgegebenen Zeitpunkt, der sich aus dem überwiegend zeitstarren steuerbaren Bewegungszyklus der Blasform ergibt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass nicht nur die Länge des Vorformlings reguliert wird. Vielmehr weisen auch die Zeitabschnitte aufeinanderfolgender Zyklen, die für das Füllen des Speicherraumes und damit für das Herstellen des Vorformlings benötigt werden, so geringe Schwankungen auf, dass bei normalen Betriebsbedingungen praktisch von einer konstanten Zeitdauer gesprochen werden kann. 



   Zweckmässig ist im Bewegungszyklus der Blasform eine Wartezeit unmittelbar vor dem Schliessen der Blasform vorgesehen. Diese Wartezeit berücksichtigt unvermeidbare Schwankungen in bezug auf die vom Extruder in der Zeiteinheit gelieferte Materialmenge. 



   In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 im Schema eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff im Blasverfahren mit zugehörigen Steuereinrichtungen, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1, wobei einige der miteinander zusammenwirkenden Teile eine andere Position einnehmen, Fig. 3 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Korrektur der Drehzahl des Extruders von der Zeitdauer erläutert, 

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 ordnete Lichtschranke --37-- durch das untere Ende des Schlauchabschnittes --31-- unterbrochen wird, sobald dieser Soll-Länge erreicht hat. Ferner ist dem Ringkolben --19-- ein Positionsanzeiger - zugeordnet, dessen Bewegungen von denen des   Ringkolbens --19-- abhängig   sind.

   Dieser
Positionsanzeiger --39-- ist in der Lage, in den beiden Endpositionen des Ringkolbens über Signal-   geber-40, 41-- Signale   auszulösen. In der unteren Stellung des Ringkolbens --19-- und damit des   Positionsanzeigers-39-löst   letzterer über den Signalgeber --40-- ein Signal aus, welches besagt, dass der das Ausstossen des im   Speicherraum-18-befindlichen   Materials bewirkende Hub des Ringkolbens --19-- nach unten, also in Richtung auf die   Austrittsöffnung --20--,   und damit die Bildung des schlauchförmigen   Formlings-31--,   beendet sind. Dieses vom Signalgeber-40- kommende Signal geht über eine Leitung --43-- an eine Steuereinrichtung --44--, die ein
Ventil --45-- steuert, welches in die Leitungen --46, 47-- eines Zylinders --48-- eingeschaltet ist.

   Der in letzterem geführte Kolben --49-- bewirkt das Öffnen und Schliessen der Blasform-34- durch entsprechende Bewegungen der beiden Formteile --34a, 34b--. Das vom Signalgeber-40- kommende Signal bewirkt eine Beaufschlagung des    Kolbens --49-- mit einem   durch die Leitung --47-- zugeführten Druckmittel, wodurch die Blasform geschlossen wird. Die   Formhälfte -34a-- kann   in an sich bekannter Weise indirekt mit dem Kolben --49-- verbunden sein. Es besteht auch die Mög- lichkeit, dem   Formteil -34a-- einen   eigenen Zylinder entsprechend dem Zylinder --48-- zuzuordnen, der dann ebenfalls über die Steuereinrichtung --44- gesteuert werden würde. 



   Weiterhin sind Photozelle --38-- und Signalgeber --40-- über jeweils eine Leitung --50, 51-mit einer Vergleichseinrichtung --52-- verbunden. Diese stellt fest, ob zu dem Zeitpunkt, in welchem der   Positionsanzeiger --39-- und   damit der   Ringkolben --19-- die   Stellung am Ende des Ausstosshubes des Ringkolbens --19-- erreicht haben (Fig.   1),   die Lichtschranke --37-- durch den Formteil --31-- unterbrochen ist oder nicht. Wenn von der Photozelle --38-- ein Signal in der Vergleichseinrichtung --52-- eintrifft, bedeutet dies, dass der   Formling --31-- länger   als notwendig ist. Im andern Fall, wenn kein Signal von der Photozelle --38-- vorliegt, ist der Formling --31-zu kurz.

   In jedem der beiden Fälle wird von der Vergleichseinrichtung --72-- ein Signal an einen   Programmierer-53-gegeben,   welches zu einer Verstellung des Grundspaltes der Austrittsöffnung - führt. In diesem   Programmierer-53-ist   auch ein bestimmtes Programm hinsichtlich der Verteilung der Wanddicke des Formlings --31-- über dessen Länge eingestellt. 



   Zur Verdeutlichung des Sachverhaltes sind in Fig. 1 im Programmierer --53-- die beiden gestrichelten Linien 42a, 42b eingezeichnet, die die maximale Breite des Grundspaltes definieren. Die Kurve 54 entspricht dem Programm der Wanddickensteuerung. Die zwischen den beiden Linien 42a und 42b befindliche durchgezogene Linie 42c gibt zusammen mit der Linie 42b die jeweils tatsächlich gegebene Breite des Grundspaltes und zusammen mit der Kurve 54 die jeweils tatsächlich gegebene Breite des Gesamtspaltes an. Die Breite des letzteren erfährt während des Auspressvorganges Änderungen entsprechend dem Verlauf der Kurve 54. Eine Korrektur im Sinne einer Vergrösserung des Grundspaltes - und damit auch des jeweiligen   Gesamtspaltes - hätte   somit ein Verschieben der Linie 42c in Richtung auf die gestrichelte Linie 42a zur Folge.

   Eine Verschiebung in umgekehrter Richtung, also in Richtung auf die gestrichelte Linie 42b, hätte eine entsprechende Verringerung der Breite des Grundspaltes und damit auch des jeweiligen Gesamtspaltes zur Folge. 



   Zwischen   Vergleichseinrichtung-52-und Programmierer-53-ist   noch ein Element eingeschaltet, auf welchem die Grösse der einzelnen Korrekturschritte einstellbar ist. Die Wanddickenverteilung über die Länge des Formlings --31-- entspricht normalerweise der Kontur des 
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 wird als dort, wo das Ausmass der Streckung geringer ist. Es ist aber auch durchaus möglich, dass andere Erwägungen für die Einstellung der Wandstärke massgeblich sind. 



   Über den oberen   Signalgeber. -41-- wird,   wenn der dem Ringkolben --19-- zugeordnete Positionsanzeiger --39-- seine obere Endlage einnimmt, ein Signal ausgelöst, das besagt, dass der   Speicherraum --18-- vollständig   gefüllt ist. Im allgemeinen werden der Positionsanzeiger-39-und/oder die beiden   Signalgeber --40   und 41-- verstellbar angeordnet sein, damit das System an das für die Herstellung eines bestimmten Hohlkörpertyps notwendige Speichervolumen angepasst werden kann. 

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 dadurch, dass der Speicherraum --18-- erst mit erheblicher Verzögerung gefüllt wird und der Form- ling entsprechend spät seine Soll-Länge erreicht.

   Der letztgenannte Fall würde lediglich dazu führen, dass die   Blasform --34-- später   als an sich vorgesehen geschlossen wird, da der Schliess- vorgang jedenfalls erst dann einsetzt, wenn das Ausstossen des Formlings --31-- beendet, also der Signalgeber --40-- durch den   Positionsanzeiger --39-- beeinflusst   wird. Im erstgenannten Fall, also bei zu hoher Arbeitsgeschwindigkeit des Extruders und damit bei wesentlich früherer Entleerung des   Speicherraumes --18-- würde   eventuell der Formling --31-- bereits durch die   Öffnung --20--   ausgepresst werden, bevor die   Blasform -34-- in   der Lage ist, diesen Formling aufzunehmen.

   Um derartige Unregelmässigkeiten weitgehend auszuschliessen und die Wartezeit zu verkürzen, sind bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel folgende Vorkehrungen getroffen :
In dem in Abhängigkeit von der Zeit oder jedenfalls zeitstarr gesteuerten Gesamtzyklus in bezug auf die Bewegungen der Blasform ist eine Wartezeit eingeplant. Gemäss der Darstellung der
Fig. 3 bezeichnet Tl den Soll-Zeitpunkt im Ablauf eines Arbeitszyklus, zu welchem bei absolut regelmässigem und geplantem Ablauf der Dinge die Blasform --34-- geschlossen wird und dabei den Formling --31-- ergreift und einschliesst. Das heisst, dass bei theoretisch genauem Ablauf des Arbeitszyklus die   Blasform -34-- im   Zeitpunkt Tl für die Aufnahme des Formlings --31-- bereit sein müsste.

   Da jedoch ein derartig präziser Ablauf der einzelnen Schritte eines Arbeitszyklus praktisch niemals erreicht werden kann, ist in den Arbeitszyklus die bereits erwähnte Wartezeit der Blasform eingeplant,   u. zw.   dann, wenn die Blasform in der in Fig. 2 dargestellten Bereitschaftsstellung sich befindet. Die Blasform nimmt bereits zum Zeitpunkt TO (Fig. 3), also kurze Zeit vor dem Soll-Zeitpunkt Tl, ihre Wartestellung ein, in der sie für die Aufnahme des Formlings --31-- bereit ist. 



  Sie kann somit vom Zeitpunkt TO an geschlossen werden, sobald ein entsprechendes Signal vom Signalgeber --40-- kommt. Mithin wird, wenn der   Formling -31-- vor   dem Soll-Zeitpunkt Tl ausgestossen wird, auch die   Blasform --34-- vorher.   geschlossen werden. Da ein Schliessen der Blasform vor dem Zeitpunkt Tl bedeutet, dass der Speicherraum --18-- schneller gefüllt wird als dies vorgesehen ist, hat ein Schliessvorgang, der in der Zeitspanne zwischen TO und Tl liegt, eine Regelung der Drehzahl der Schnecke --11-- im Sinne einer Verlangsamung zur Folge.

   Die absolute Länge der Wartezeit TO und Tl wird auch von der Grösse der jeweiligen Vorrichtung und damit auch von der Grösse der herzustellenden Hohlkörper   abhängen,   da im allgemeinen die für einen Arbeitszyklus notwendige Zeitspanne mit grösser werdendem Formling und damit grösser werdendem Enderzeugnis zunimmt. 



   Es ist natürlich auch möglich, dass der Formling --31-- erst nach dem Zeitpunkt   Tl   ausgestossen wird. In diesem Fall sieht das in den Zeichnungen   (Fig. 1   und 3) dargestellte Ausführungsbeispiel zwei Möglichkeiten vor. Solange der Zeitpunkt, in welchem die Blasform --34-- geschlossen wird, nur um eine durch den Zeitpunkt T2 bestimmte sehr kurze Zeitspanne später liegt als der Zeitpunkt Tl, erfolgt keine Beeinflussung der Drehzahl der   Schnecke-11-.   Wenn jedoch der Zeitpunkt, in welchem die   Blasform -34-- durch   ein entsprechendes Signal vom Signalgeber --40-oder auch von der Photozelle-38-geschlossen wird, später liegt als der vorher bestimmte Zeitpunkt T2, erfolgt eine Regelung der Drehzahl der   Schnecke --11-- im   Sinne einer Beschleunigung derselben.

   Die eingeplante Zeitspanne Tl und T2, in welcher keine Drehzahlbeeinflussung der Schnecke erfolgt, soll verhindern, dass die Drehzahl der Schnecke --11-- praktisch bei jedem Arbeitszyklus eine Änderung erfährt. 
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 Zeitpunkt Tl und das   Zeitglied-69-auf   den später liegenden Zeitpunkt T2 eingestellt sind. Diesen beiden Zeitglieder-68 und 69-ist jeweils ein Vergleichselement --70 bzw. 71-- nachgeordnet, wobei auch eine vom   Signalgeber -41-- kommende Leitung --65-- mit   diesen beiden Schaltgliedern --70 und 71-- verbunden ist.   Der Zeitzähler-67-- ist   über eine Leitung --72-- mit einem Schalter od.   dgl. --73-- verbunden,   der durch die Blasform --34-- oder einen der Formteile betätigt wird, sobald die Form zum Zeitpunkt TO ihre Wartestellung einnimmt.

   Die dem Schliessvorgang folgenden   Arbeitsgänge-Aufweiten   des Formlings --31--, Abkühlen des Endproduktes, öffnen der Blasform   usw. - können   gegebenenfalls ausschliesslich zeitabhängig gesteuert werden. Zum Zeitpunkt   Ta,   in welchem die Blasform bzw. deren   Teile --34a, 34b-- ihre   Wartestellung einnehmen, wird durch 

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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 7> --73-- überSoll-Länge verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Schnecke (11) in Abhängigkeit von der Füllzeit des Speicherraumes (18) steuerbar ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmass der Drehzahl- änderung der Schnecke (11) abhängig ist vom Ausmass der Abweichung des Zeitpunktes, an dem der Füllvorgang beendet ist, von einem vorgegebenen Soll-Zeitpunkt (Tl), der sich aus dem überwiegend zeitstarr steuerbaren Bewegungszyklus der Blasform (34) ergibt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bewegungszyklus der Blasform (34) eine Wartezeit (TO-Tl) unmittelbar vor dem Schliessen vorgesehen ist.