DE102020212739A1

DE102020212739A1 - Verfahren zum Betreiben einer Fluidsteuereinheit, Fluidsteuereinheit und Streckblasmaschine

Info

Publication number: DE102020212739A1
Application number: DE102020212739.5A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Skobjin; Steffen Hülsmann
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2022-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidsteuereinheit (9, 10, 11, 12) für eine Streckblasmaschine (1) mit den Schritten: Bereitstellen eines Öffnungssignals (52, 53, 54) für ein Belüftungsventil (26, 27, 28), Bereitstellen eines Schließsignals (58, 59, 60) für das Belüftungsventil (26, 27, 28), Bereitstellen eines Öffnungssignals (55, 56, 57) für ein Entlüftungsventil (30, 31, 32), Bereitstellen eines Schließsignals (61, 62, 63) für das Entlüftungsventil (30, 31, 32). Erfindungsgemäß erfolgt die Bereitstellung des Schließsignals (58, 59, 60) für das Belüftungsventil (26, 27, 28), wenn eine vorgebbare Belüftungsdruckdifferenz (dp1, dp2, dp3) zwischen einem Istdruck (50) am Arbeitsanschluss (42) und dem vorgebbaren Belüftungszieldruck (p1, p2, p3) vorliegt und/oder die Bereitstellung des Schließsignals (61, 62, 63) für das Entlüftungsventil (30, 31, 32), wenn eine vorgebbare Entlüftungsdruckdifferenz (dp4, dp5, dp6) zwischen dem Istdruck (50) am Arbeitsanschluss (42) und dem vorgebbaren Entlüftungszieldruck (p4, p5, p0) vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidsteuereinheit, eine Fluidsteuereinheit für eine Streckblasmaschine sowie eine Streckblasmaschine.
Bei Streckblasmaschinen, die beispielsweise zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern, insbesondere zur Herstellung von Kunststoff-Getränkeflaschen, eingesetzt werden, können mehrere Streckblasformen und jeweils zugeordnete Fluidsteuereinheiten beispielsweise auf einem drehbeweglich an einem Maschinengestell angeordneten Blasrad angeordnet sein, um während einer Rotationsbewegung des Blasrads zunächst einen Kunststoff-Vorformling in die Streckblasform aufzunehmen und diesen anschließend in einem oder in mehreren Blasschritten durch Zufuhr von Druckluft in die Streckblasform so weit aufzublasen, dass die Streckblasform vollständig ausgeführt ist und ein Kunststoffhohlkörper gebildet wird. Anschließend erfolgt in einem oder in mehreren Schritten eine Abfuhr der Druckluft aus der Streckblasform, um am Ende eines Bewegungswegs für den Kunststoffhohlkörper eine Ausgabe des Kunststoffhohlkörpers aus der Streckblasform durchzuführen. Eine Steuerung des auch als Belüftungsvorgang bezeichneten Blasvorgangs und des nachfolgenden Entlüftungsvorgangs erfolgt mit festen, bei der Einrichtung der Streckblasmaschine in Abhängigkeit von den verwendeten Streckblasformen und dem verwendeten Kunststoffmaterial von einem Maschineneinrichter eingestellten Steuerzeiten. Diese werden derart gewählt, dass zwischen den aufeinanderfolgenden Belüftungs- und Entlüftungsvorgängen jeweils größere Zeitspannen liegen, um eine zeitliche Überschneidung von aufeinanderfolgenden Belüftungs- und Entlüftungsvorgängen zu vermeiden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Fluidsteuereinheit für eine Streckblasmaschine, eine Fluidsteuereinheit sowie eine Streckblasmaschine bereitzustellen, die eine Optimierung der Taktzeiten für die Herstellung von Kunststoffgegenständen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Fluidsteuereinheit für eine Streckblasmaschine wenigstens ein Belüftungsventil umfasst, das zwischen einem Versorgungsanschluss und einem Arbeitsanschluss einer Streckblasform angeordnet ist, und wenigstens ein Entlüftungsventil umfasst, das zwischen dem Arbeitsanschluss der Streckblasform und einem Auslassanschluss angeordnet ist, wobei dem Arbeitsanschluss ein Drucksensor für eine Druckermittlung am Arbeitsanschluss und/oder ein Durchflusssensor für eine Durchflussermittlung am Arbeitsanschluss zugeordnet sind, und dass die Fluidsteuereinheit eine Steuereinrichtung umfasst, die elektrisch mit dem wenigstens einen Belüftungsventil und mit dem wenigstens einen Entlüftungsventil sowie mit dem Drucksensor und/oder mit dem Durchflussensor verbunden ist und die für eine Ansteuerung des Belüftungsventils zur Erzielung eines vorgebbaren Belüftungszieldrucks am Arbeitsanschluss und des Entlüftungsventils zur Erzielung eines vorgebbaren Entlüftungszieldrucks am Arbeitsanschluss in Abhängigkeit von Sensorsignalen des Drucksensors und/oder des Durchflusssensors ausgebildet ist, wobei die Fluidsteuereinheit die folgenden Verfahrensschritte durchführt: Bereitstellen eines Öffnungssignals für das Belüftungsventil, Bereitstellen eines Schließsignals für das Belüftungsventil, Bereitstellen eines Öffnungssignals für das Entlüftungsventil, Bereitstellen eines Schließsignals für das Entlüftungsventil, wobei die Bereitstellung des Schließsignals für das Belüftungsventil, insbesondere zu einem ersten Schließzeitpunkt, erfolgt, wenn eine vorgebbare Belüftungsdruckdifferenz zwischen einem Istdruck am Arbeitsanschluss und dem vorgebbaren Belüftungszieldruck vorliegt und/oder wobei die Bereitstellung des Schließsignals für das Entlüftungsventil, insbesondere zu einem zweiten Schließzeitpunkt, erfolgt, wenn eine vorgebbare Entlüftungsdruckdifferenz zwischen dem Istdruck am Arbeitsanschluss und dem vorgebbaren Entlüftungszieldruck vorliegt.
Mit dieser Schrittfolge kann eine Optimierung der Taktzeiten für die Herstellung von Kunststoffhohlkörpern mit einer Streckblasmaschine erzielt werden, da für die Ansteuerung des wenigstens einen Belüftungsventils und/oder für die Ansteuerung des wenigstens einen Entlüftungsventils eine ventilspezifische und gegebenenfalls verschleißabhängige Ventilschließdauer für die Durchführung des Belüftungsvorgangs und/oder des Entlüftungsvorgangs mit berücksichtigt wird. Dadurch werden ansonsten erforderliche Pufferzeiten zur Vermeidung von Überschneidungen zwischen aufeinanderfolgenden Belüftungsvorgängen und Entlüftungsvorgängen reduziert oder vollständig vermieden.
Die Ventilschließdauer des Belüftungsventils und/oder die Ventilschließdauer des Entlüftungsventils können dahingehend berücksichtigt werden, dass das jeweilige Schließsignal bereits dann von der Fluidsteuereinheit bereitgestellt wird, wenn eine jeweils vorgebbare Belüftungsdruckdifferenz bzw. Entlüftungsdruckdifferenz zwischen dem Istdruck am Arbeitsanschluss und dem vorgebbaren Belüftungszieldruck bzw. dem vorgebbaren Entlüftungszieldruck vorliegt. Hierzu wird während der jeweiligen Ventilöffnung des Belüftungsventils bzw. des Entlüftungsventils wiederkehrend die Druckdifferenz zwischen dem Istdruck am Arbeitsanschluss und dem jeweiligen Belüftungszieldruck bzw. Entlüftungszieldruck ermittelt. Bei Erreichen der für jedes Belüftungsventil und/oder jedes Entlüftungsventil individuell vorgebbaren Belüftungsdruckdifferenz bzw. Entlüftungsdruckdifferenz wird dann, insbesondere zum Zeitpunkt des Erreichens der jeweiligen Belüftungsdruckdifferenz (erster Schließzeitpunkt) bzw. Entlüftungsdruckdifferenz (zweiter Schließzeitpunkt), das jeweilige Schließsignal ausgegeben. In der Zeitspanne nach dem Ausgeben des Schließsignals wird das jeweilige Belüftungsventil bzw. Entlüftungsventil aus einem Öffnungszustand in einen Schließzustand überführt, wobei während des Schließvorgangs noch ein weiterer Fluidstrom durch das Belüftungsventil bzw. Entlüftungsventil erfolgt. Im Idealfall ist die vorgebbare Belüftungsdruckdifferenz bzw. die vorgebbare Entlüftungsdruckdifferenz so bemessen, dass zu demjenigen der Zeitpunkt, zu dem das Belüftungsventil bzw. das Entlüftungsventil vollständig geschlossen ist, auch der vorgebbare Belüftungszieldruck bzw. Entlüftungszieldruck erreicht ist.
Somit kann sich in der Streckblasform während des Streckblasvorgangs für den Kunststoffkörper innerhalb einer gegenüber dem Stand der Technik verkürzten Zeitspanne ein stationärer Zustand einstellen, so dass auch der jeweils nachfolgende Prozessschritt (weitere Druckerhöhung oder Druckverminderung) schneller eingeleitet werden kann.
Sofern aufgrund von beispielsweise verschleißbedingten Veränderungen am Belüftungsventil oder am Entlüftungsventil auch eine Veränderung der Ventilschließdauer eintritt, kann durch die Anpassung der Belüftungsdruckdifferenz bzw. der Entlüftungsdruckdifferenz gewährleistet werden, dass der Ausgabezeitpunkt für das Schließsignal so gewählt ist, dass der jeweilige Zieldruck am Arbeitsanschluss erreicht wird, womit die Prozesssicherheit für die Durchführung des Streckblasvorgangs erhöht werden kann.
Die verfahrensgemäße Vorgehensweise ist insbesondere dann von Interesse, wenn mehrere Belüftungsventile und/oder mehrere Entlüftungsventile vorgesehen sind, die jeweils zur Bereitstellung bzw. zur Abführung unterschiedlicher Druckniveaus in die Streckblasform bzw. aus der Streckblasform ausgebildet sind. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass während einer Belüftungsphase für die Streckblasform ein Öffnungssignal für ein Belüftungsventil, das zur Bereitstellung des nächsthöheren Druckniveaus ausgebildet ist, dynamisch in Abhängigkeit von einem tatsächlichen Schließvorgang für ein Belüftungsventil, das für die Bereitstellung eines niedrigeren Druckniveaus ausgebildet ist, abhängig gemacht werden kann, um durch diese Maßnahme eine Zeitersparnis zu verwirklichen.
In gleicher Weise kann während eines Entlüftungsvorgangs für die Streckblasform eine dynamische Anpassung der Bereitstellung von Öffnungssignalen für jeweils nachfolgende Entlüftungsvorgänge dynamisch in Abhängigkeit von Schließzuständen der jeweils vorausgehenden Entlüftungsvorgänge angepasst werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßig ist es, wenn die Steuereinrichtung eine Anpassung der Belüftungsdruckdifferenz und/oder der Entlüftungsdruckdifferenz anhand eines Druckverlaufs des Drucksensors oder anhand eines Durchflussverlaufs des Durchflusssensors vornimmt. Entscheidend für die korrekte Durchführung des Streckblasvorgangs ist das Erreichen und das Halten von vorgegebenen Druckniveaus innerhalb der Streckblasform, wobei diese Druckniveaus durch die Zufuhr bzw. Abfuhr von Druckluft in die Streckblasform mithilfe der jeweiligen Belüftungsventile und Entlüftungsventile vorgegeben werden. Aufgrund der verfahrensgemäßen Vorgehensweise ist vorgesehen, die Belüftungsventile und/oder die Entlüftungsventile bereits vor Erreichen eines vorgegebenen Belüftungszieldrucks bzw. Entlüftungszieldrucks oder eines Belüftungsdurchflusses oder eines Entlüftungsdurchflusses, der am Arbeitsanschluss der Streckblasform vorliegt, in eine Schließbewegung zu überführen. Der Zeitpunkt für die Durchführung der jeweiligen Schließbewegung ist dabei von der jeweiligen Belüftungsdruckdifferenz bzw. Entlüftungsdruckdifferenz abhängig.
Hierbei liegt die Überlegung zu Grunde, dass sowohl das wenigstens eine Belüftungsventil als auch das wenigstens eine Entlüftungsventil ausgehend von einer Öffnungsstellung eine endliche Zeitspanne bis zum Erreichen einer vollständigen Schließstellung benötigen und während dieser Zeitspanne jeweils noch ein Fluidstrom am Arbeitsanschluss der Streckblasform stattfindet. Dementsprechend sind die Belüftungsdruckdifferenz und die Entlüftungsdruckdifferenz von der Steuereinrichtung derart anzupassen, dass trotz der jeweils zeitlich vorgelagerten Bereitstellung des Schließsignals, zu der der gewünschte Belüftungszieldruck bzw. Entlüftungszieldruck bzw. Belüftungszieldurchfluss bzw. Entlüftungszieldurchfluss noch nicht erreicht ist, während der nachfolgenden Schließdauer des Belüftungsventils bzw. des Entlüftungsventils so viel Fluid den Arbeitsanschluss durchströmen kann, dass zum Zeitpunkt der vollständigen Schließung des Belüftungsventils bzw. Entlüftungsventils auch der gewünschte Zieldruck, insbesondere der Belüftungszieldruck bzw. der Entlüftungszieldruck, oder der Zieldurchfluss am Arbeitsanschluss erreicht wurde.
Eine Anpassung der Belüftungsdruckdifferenz und/oder der Entlüftungsdruckdifferenz kann beispielsweise aufgrund eines über die Dauer der Nutzung des Belüftungsventils und/oder des Entlüftungsventils auftretenden Ventilverschleißes und/oder bei einer Auswechslung der zugeordneten Streckblasform und/oder bei einer Veränderung des Zieldrucks und/oder des Zieldurchflusses erforderlich sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine Veränderung, insbesondere eine Vergrößerung eines Betrags der Belüftungsdruckdifferenz vornimmt, wenn der Istdruck am Arbeitsanschluss am Ende des Ventilschließvorgangs für das Belüftungsventil unterhalb einer unteren Intervallgrenze eines vorgebbaren Belüftungsdruckintervalls und/oder eine Veränderung, insbesondere eine Vergrößerung, eines Betrags der Entlüftungsdruckdifferenz vornimmt, wenn der Istdruck am Arbeitsanschluss am Ende des Ventilschließvorgangs für das Entlüftungsventil oberhalb einer oberen Intervallgrenze eines vorgebbaren Entlüftungsdruckintervalls liegt.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Belüftungsdruckdifferenz im Rahmen einer Simulation oder während einer praktischen Einstellung für die Streckblasmaschine ermittelt wird und in der Steuereinrichtung gespeichert wird. Bei der Durchführung des Streckblasvorgangs wird der Belüftungszieldruck für den jeweiligen Belüftungsvorgang von der Steuereinrichtung mit dem tatsächlich am Arbeitsanschluss nach Verstreichen der Ventilschließdauer für das Belüftungsventil vorliegenden Istdruck verglichen, um eine geeignete Anpassung der Belüftungsdruckdifferenz vorzunehmen, sofern der ermittelte Istdruck unterhalb der unteren Intervallgrenze des Belüftungsdruckintervalls liegt. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass eine prozentuale Anpassung der Belüftungsdruckdifferenz proportional in Abhängigkeit von einer prozentualen Abweichung zwischen dem ermittelten Istdruck und der unteren Intervallgrenze des Belüftungsdruckintervalls durchgeführt wird.
In gleicher Weise kann eine Veränderung, insbesondere eine Vergrößerung, des Betrags der Entlüftungsdruckdifferenz vorgenommen werden, sofern die Steuereinrichtung am Ende der Ventilschließdauer einen Istdruck am Arbeitsanschluss ermittelt, der oberhalb der oberen Intervallgrenze des vorgebbaren Entlüftungsdruckintervalls liegt. Hierbei kann ebenfalls vorgesehen werden, dass die EntlüftungsdruckdifferenzLüftungsdruckintervall als Ergebnis einer Simulation oder als Ergebnis praktischer Einstellarbeiten in der Steuereinrichtung gespeichert wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine Veränderung, insbesondere eine Verringerung, der Belüftungsdruckdifferenz vornimmt, wenn der Druck oder der Durchfluss vor einem Ende der Belüftungsdruckdifferenz eine obere Intervallgrenze eines vorgebbaren Belüftungsdruckintervalls für den Druck oder den Durchfluss erreicht hat und/oder eine Verkürzung der Entlüftungsdruckdifferenz vornimmt, wenn der Druck oder der Durchfluss vor einem Ende der Entlüftungsdruckdifferenz eine untere Intervallgrenze eines vorgebbaren Entlüftungsventilintervalls für den Druck oder den Durchfluss erreicht hat. Die Steuereinrichtung ermöglicht somit eine Optimierung für eine Zykluszeit oder Taktzeit der Streckblasform.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung einen ersten Abweichungsbetrag zwischen dem vorgebbaren Belüftungszieldruck und einem bei geschlossenem Belüftungsventil aktuell ermittelten Istdruck und/oder einen zweiten Abweichungsbetrag zwischen dem vorgebbaren Entlüftungszieldruck und einem bei geschlossenem Entlüftungsventil aktuell ermittelten Istdruck ermittelt und ein Verschleißsignal bereitstellt, wenn der erste und/oder der zweite Abweichungsbetrag einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Beispielhaft ist vorgesehen, dass in der Steuereinrichtung für jedes Belüftungsventil und jedes Entlüftungsventil der Fluidsteuereinheit ein vorgebbarer Belüftungszieldruck bzw. Entlüftungszieldruck gespeichert ist. Ferner wird nach jeder Durchführung eines Belüftungsventilschließvorgangs bzw. Entlüftungsventilschließvorgangs, insbesondere nach Verstreichen der Ventilschließdauer, die mit der Bereitstellung des Schließsignals für das Belüftungsventil bzw. das Entlüftungsventil beginnt, eine Ermittlung ein Istwert des Drucks am Arbeitsanschluss bestimmt und eine jeweiliger erster oder zweiter Abweichungsbetrag zwischen dem Istdruck und dem Belüftungszieldruck bzw. dem Entlüftungszieldruck ermittelt und mit einem individuell für den jeweiligen Belüftungsvorgang bzw. Entlüftungsvorgang in der Steuereinrichtung gespeicherten Grenzwert verglichen. Sofern Abweichungen zwischen dem jeweiligen Istwert und dem Belüftungszieldruck bzw. Entlüftungszieldruck oberhalb eines ebenfalls individuellen ersten oder zweiten Abweichungsbetrags liegen, kann die Steuereinrichtung für eine Bereitstellung eines Verschleißsignals ausgebildet sein. Das Verschleißsignal wird beispielsweise an eine übergeordnete Maschinensteuerung bereitgestellt, die insbesondere zum Betrieb der gesamten Streckblasmaschine ausgebildet ist.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung aus mehreren sequenziell ermittelten Abweichungsbeträgen einen Gradienten ermittelt und ein Verschleißsignal bereitstellt, wenn der Gradient einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Hierdurch kann zusätzlich zum Vergleich des jeweils aktuellen Abweichungsbetrags mit dem vorgebbaren Grenzwert eine zeitabhängige Veränderung des Verhaltens des Belüftungsventils und/oder des Entlüftungsventils ermittelt werden, selbst wenn der aktuell ermittelte Abweichungsbetrag den vorgegebenen Grenzwert noch nicht überschritten hat. Beispielsweise können Verschleißvorgänge am Belüftungsventil oder am Entlüftungsventil innerhalb weniger Schaltzyklen des jeweiligen Ventils zu einer gewissen Veränderung der jeweiligen Schließdauer führen, was bei Vorliegen eines Gradienten, der aus den sequenziell ermittelten Abweichungsbeträgen berechnet wird und oberhalb eines vorgebbaren Grenzwerts liegt, zu einer Ausgabe eines Verschleißsignal genutzt werden kann.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Fluidsteuereinheit wenigstens zwei Belüftungsventile aus der Gruppe: Niederdruckbelüftungsventil, Mitteldruckbelüftungsventil, Hochdruckbelüftungsventil und wenigstens zwei Entlüftungsventile aus der Gruppe: Niederdruckentlüftungsventil, Mitteldruckentlüftungsventil, Hochdruckentlüftungsventil umfasst und dass die Steuereinrichtung bei einem Schließvorgang für wenigstens ein Belüftungsventil das Schließsignal zu einem Ausgabezeitpunkt bereitstellt, zu dem der Istwert vom vorgebbaren Belüftungszielwert um die jeweilige Belüftungsdruckdifferenz abweicht und/oder dass die Steuereinrichtung bei einem Schließvorgang für wenigstens ein Entlüftungsventil das Schließsignal zu einem Ausgabezeitpunkt bereitstellt, zu dem der Istwert vom vorgebbaren Entlüftungszieldruck um die jeweilige Entlüftungsdruckdifferenz abweicht. Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Niederdruckbelüftungsventil mit einem Versorgungsanschluss verbunden ist, an dem eine Niederdruckquelle angeschlossen ist, dass das Mitteldruckbelüftungsventil mit einem Versorgungsanschluss verbunden ist, an dem eine Mitteldruckquelle angeschlossen ist und dass das Hochdruckbelüftungsventil mit einem Versorgungsanschluss verbunden ist, an dem eine Hochdruckdruckquelle angeschlossen ist. Ferner kann beispielhaft vorgesehen sein, dass wenigstens ein Entlüftungsventil aus der Gruppe: Mitteldruckentlüftungsventil, Hochdruckentlüftungsventil einer ersten Fluidsteuereinheit mit einem Versorgungsanschluss eines Belüftungsventils aus der Gruppe: Niederdruckbelüftungsventil, Mitteldruckbelüftungsventil einer zweiten Fluidsteuereinheit verbunden ist. Hierdurch kann eine Reduzierung des Druckluftverbrauchs für den Betrieb der Streckblasform erreicht werden, indem beispielsweise Abluft aus einer ersten Streckblasform, die vom Hochdruckentlüftungsventil der ersten Fluidsteuereinheit abgeleitet wird, an das Mitteldruckbelüftungsventil einer Fluidsteuereinheit, die einer zweiten Streckblasform zugeordnet ist, weitergeleitet werden und somit zumindest teilweise für eine Belüftung der zweiten Streckblasform eingesetzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt durch eine Fluidsteuereinheit für eine Streckblasmaschine gelöst, wobei die Fluidsteuereinheit wenigstens ein Belüftungsventil umfasst, das zwischen einem Versorgungsanschluss und einem Arbeitsanschluss einer Streckblasform angeordnet ist, und die wenigstens ein Entlüftungsventil umfasst, das zwischen dem Arbeitsanschluss der Streckblasform und einem Auslassanschluss angeordnet ist, wobei dem Arbeitsanschluss ein Drucksensor für eine Druckermittlung am Arbeitsanschluss und/oder ein Durchflusssensor für eine Durchflussermittlung am Arbeitsanschluss zugeordnet sind, und mit einer Steuereinrichtung, die elektrisch mit dem wenigstens einen Belüftungsventil und mit dem wenigstens einen Entlüftungsventil sowie mit dem Drucksensor und/oder mit dem Durchflussensor verbunden ist und die für eine Ansteuerung des Belüftungsventils und des Entlüftungsventils in Abhängigkeit von Sensorsignalen des Drucksensors und/oder des Durchflusssensors ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung für eine Bereitstellung eines Öffnungssignals für das Belüftungsventil, für eine Bereitstellung eines Schließsignals für das Belüftungsventil, für eine Bereitstellung eines Öffnungssignals für das Entlüftungsventil und für eine Bereitstellung eines Schließsignals für das Entlüftungsventil ausgebildet ist. Dabei ist die Steuereinrichtung für eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem dritten Erfindungsaspekt durch eine Streckblasmaschine gelöst, wobei der Streckblasmaschine mehrere Streckblasformen zugeordnet sind, die zur Herstellung von Kunststoffholkörpern ausgebildet sind und die jeweils eine erfindungsgemäße Fluidsteuereinheit umfassen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 eine streng schematische und stark vereinfachte Draufsicht auf eine Streckblasmaschine mit einem Blasrad, an dem insgesamt vier Streckblasformen mit zugeordneten Fluidsteuereinheiten angeordnet sind,
2 eine streng schematische Darstellung eines Druckverlaufs in einer Streckblasform der Streckblasmaschine sowie Schaltsignale für die Belüftungsventile und Entlüftungsventile der Fluidsteuereinheit, und
3 eine streng schematische Darstellung einer Streckblasform in einer Öffnungsstellung sowie von Komponenten der Fluidsteuereinheit.

Eine stark vereinfachte und rein schematisch dargestellte Draufsicht auf eine Streckblasmaschine 1 gemäß der 1 zeigt ein beispielhaft quadratisch ausgebildetes Maschinenfundament 2, auf dem ein Blasrad 3 drehbeweglich angeordnet ist, wobei eine Drehachse 4 des Blasrads 3 senkrecht zur Darstellungsebene der 1 angeordnet ist. Das rein exemplarisch kreisscheibenförmig ausgebildete Blasrad 3 trägt beispielhaft insgesamt vier Streckblasformen 5, 6, 7, 8 sowie jeweils zugeordnete Fluidsteuereinheiten 9, 10, 11 und 12.
Dabei ist die Fluidsteuereinheit 9 der Streckblasform 5, die Fluidsteuereinheit 10 der Streckblasform 6, die Fluidsteuereinheit 11 der Streckblasform 7 und die Fluidsteuereinheit 12 der Streckblasform 8 zugeordnet. Jede der Fluidsteuereinheiten 9 bis 12 ist über eine oder mehrere nicht näher dargestellte Fluidleitungen mit der jeweiligen Streckblasform 5 bis 8 verbunden, um eine Bereitstellung von Druckluft bzw. eine Abfuhr von Druckluft an die jeweilige Streckblasform 5 bis 8 bzw. von der jeweiligen Streckblasform 5 bis 8 zu ermöglichen.
Ferner sind auf dem Maschinenfundament 2 rein exemplarisch drei Druckquellen 15, 16, 17 angeordnet, wobei die Druckquelle 15 als Niederdruckquelle, insbesondere mit einem Versorgungsdruck von 15 bar, die Druckquelle 16 als Mitteldruckquelle, insbesondere mit einem Versorgungsdruck von 30 bar, und die Druckquelle 17 als Hochdruckquelle, insbesondere mit einem Versorgungsdruck von 40 bar, ausgebildet sind. Alternativ könnte auch vorgesehen werden, lediglich eine Maximaldruckquelle bereitzustellen und den Druck dieser Maximal-Druckquelle durch geeignete Druckminderer auf die Druckniveaus der vorstehend angeführten Druckquellen 15 bis 17 zu reduzieren.
Ferner ist auf dem Maschinenfundament 2 eine Maschinensteuerung 19 angeordnet, die elektrisch mit den Fluidsteuereinheiten 9, 10, 11 und 12 verbunden ist und die für eine Koordination der Vorgänge auf der Streckblasmaschine 1 ausgebildet ist. Beispielhaft kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung 19 mit einem nicht näher dargestellten Antrieb, der eine entweder kontinuierliche oder diskontinuierliche Drehbewegung auf das Blasrad 3 einleiten kann, verbunden ist.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Maschinensteuerung 19 mit einer nicht dargestellten Zufuhreinrichtung und/oder mit einer nicht dargestellten Abfuhreinrichtung verbunden ist, die für eine Zufuhr von nicht dargestellten Kunststoff-Vorformlingen zu der Streckblasmaschine 1 und für eine Abfuhr von aufgeblasenen Kunststoff-Behältern von der Streckblasmaschine 1 vorgesehen sind. Die Zufuhreinrichtung kann derart am Maschinenfundament 2 angeordnet werden, dass eine Zufuhr eines nicht dargestellten Kunststoff-Vorformlings an derjenigen Position erfolgt, an der in der 1 die Streckblasform 5 angeordnet ist. Die Abfuhreinrichtung kann derart am Maschinenfundament 2 angeordnet werden, dass eine Abfuhr eines nicht dargestellten Kunststoff-Behälters an derjenigen Position erfolgt, an der in der 1 die Streckblasform 8 angeordnet ist.
Jede der Fluidsteuereinheiten 9 bis 12 ist rein exemplarisch identisch aufgebaut, so dass die nachstehenden Ausführungen zur Fluidsteuereinheit 9 in gleicher Weise auch für die weiteren Fluidsteuereinheiten 10 bis 12 zutreffen.
Die in der 3 näher dargestellte Fluidsteuereinheit 9 umfasst eine rein exemplarisch rechteckig ausgebildete Trägerplatte 25, die in nicht näher dargestellter Weise mit Fluidkanälen und mit elektrischen Verbindungsleitungen ausgerüstet ist und auf der beispielhaft in einem fest vorgegebenen räumlichen Raster insgesamt sechs Ventile 26 bis 28 und 30 bis 32 angeordnet sind. Dabei sind die Ventile 26 bis 28 als Belüftungsventile ausgebildet, während die Ventile 30 bis 32 als Entlüftungsventile ausgebildet sind.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Belüftungsventil 26 mit der Druckquelle 15, das Belüftungsventil 27 mit der Druckquelle 16 und das Belüftungsventil 28 mit der Druckquelle 17 verbunden sind. Ferner ist vorgesehen, dass alle Belüftungsventile 26 bis 28 sowie alle Entlüftungsventile 30 bis 32 mit einem im Blasrad 3 unterhalb der jeweiligen Streckblasform 5 bis 8 angeordneten, in der 1 bei den Streckblasformen 5 und 8 sichtbaren Arbeitsanschluss 42 fluidisch gekoppelt sind.
Ferner ist vorgesehen, dass die Fluidsteuereinheit 9 eine Steuereinrichtung 36 umfasst, die zur Ansteuerung der Belüftungsventile 26 bis 28 sowie der Entlüftungsventile 30 bis 32 ausgebildet ist und die in nicht näher dargestellter Weise elektrisch mit der Maschinensteuerung 19 verbunden ist. Generell wird davon ausgegangen, dass am Blasrad 3 eine Drehkupplung ausgebildet ist, die für eine drehbewegliche Führung von elektrischen Leitungen sowie von Fluidleitungen von den Komponenten (Druckquellen 15, 16, 17 und Maschinensteuerung 19) am Maschinengestell 2 zu den Komponenten (Streckblasformen 5 bis 8 und Fluidsteuereinheiten 9 bis 12) auf dem Blasrad 3 ausgebildet ist.
Rein exemplarisch findet bei der Streckblasmaschine 1 an derjenigen Position, die die Streckblasform 5 gemäß der Darstellung der 1 einnimmt, eine Zufuhr von nicht näher dargestellten Kunststoff-Vorformlingen in die jeweils geöffnete Streckblasform, hier die Streckblasform 5, statt. Anschließend wird während einer, insbesondere kontinuierlichen, Rotation des Blasrads 3 zunächst die jeweilige Streckblasform geschlossen. Daraufhin erfolgt der Blasvorgang in der Streckblasform, beispielhaft in der 1 für die Streckblasformen 6 und 7, mit der Hilfe der Belüftungsventile 26 bis 28 und mit Hilfe der Entlüftungsventile 30 bis 32.
Sobald eine vollständige Entlüftung der Streckblasform stattgefunden hat, hier der Streckblasform 8, kann diese geöffnet werden, um den zu diesem Zeitpunkt vollständig aufgeblasenen, nicht dargestellten Kunststoffhohlkörper aus der Streckblasform, hier der Streckblasform 8, entnehmen zu können und in nicht näher dargestellter Weise abtransportieren zu können.
In der 3 sind die geöffnete Streckblasform 5, die zwei linearbeweglich an einer Grundplatte 33 angeordnete Formhälften 34, 35 umfasst, sowie die fluidische und elektrische Verschaltung der Belüftungsventile 26 bis 28, der Entlüftungsventile 30 bis 32, der Steuereinrichtung 36, der Druckquelle 15 bis 17 sowie eines Drucksensors 38 und eines Durchflusssensors 39 innerhalb der Fluidsteuereinheit 9 für die Streckblasform 5 näher dargestellt.
Rein exemplarisch sind sowohl die Belüftungsventile 26 bis 28 als auch die Entlüftungsventile 30 bis 32 als elektrisch ansteuerbare, normal geschlossene (normally closed, nc), federvorbelastete 2/2-Wegeventile, insbesondere als Magnetventile, ausgebildet und befinden sich ohne ein geeignetes Ansteuersignal in einer Schließstellung. Jedes der Belüftungsventile 26 bis 28 und der Entlüftungsventile 30 bis 32 ist elektrisch mit der Steuereinrichtung 36 verbunden, die eine individuelle Ansteuerung der Belüftungsventile 26 bis 28 und der Entlüftungsventile 30 bis 32 bewirken kann.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass das Belüftungsventil 26 mittels des zugeordneten Versorgungsanschlusses 20 mit der Druckquelle 15 verbunden ist, dass das Belüftungsventil 27 mittels des zugeordneten Versorgungsanschlusses 21 mit der Druckquelle 16 verbunden ist und dass das Belüftungsventil 28 mittels des zugeordneten Versorgungsanschlusses 22 mit der Druckquelle 17 verbunden ist. Ferner ist vorgesehen, dass die Entlüftungsventile 30 bis 32 mit zugeordneten Auslassanschlüssen 46, 47 ,48 mit einer gemeinsamen Abluftleitung 40 verbunden sind, die in einen Schalldämpfer 41 mündet.
Ferner sind die Belüftungsventile 26 bis 28 und die Entlüftungsventile 30 bis 32 über nicht näher bezeichnete Fluidleitungen mit dem Arbeitsanschluss 42 der Streckblasform 5 verbunden, so dass jedes der Belüftungsventile 26 bis 28 und jedes der Entlüftungsventile 30 bis 32 in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Schaltstellung für eine Fluidzufuhr an den Arbeitsanschluss 42 bzw. für eine Fluidabfuhr von dem Arbeitsanschluss 42 eingesetzt werden kann.
Der Drucksensor 38 und der Durchflussensor 39 sind jeweils über eine nicht bezeichnete Fluidleitung mit dem Arbeitsanschluss 42 verbunden und stehen über ebenfalls nicht näher bezeichnete elektrische Leitungen mit der Steuereinrichtung 36 in Verbindung. Die Steuereinrichtung 36 koordiniert in Abhängigkeit von den Signalen des Drucksensors 38 und/oder in Abhängigkeit von den Signalen des Durchflusssensors 39 sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit von weiteren, nicht dargestellten Sensoren die Ansteuerung der Belüftungsventile 26 bis 28 und der Entlüftungsventile 30 bis 32.
Hierzu umfasst die Steuereinrichtung 36 rein exemplarisch einen Mikroprozessor 44, der zur Ausführung eines Computerprogramms ausgebildet ist, mit dessen Hilfe eine Verarbeitung von Sensorsignalen des Drucksensors 38 und/oder von Sensorsignalen des Durchflusssensors 39 vorgenommen werden kann.
Ferner kann mit Hilfe des im Mikroprozessor 44 ablaufenden Computerprogramms eine Bereitstellung von Steuersignalen an die angeschlossenen Belüftungsventile 26 bis 28 und an die Entlüftungsventile 30 bis 32 bewirkt werden. Dem Mikroprozessor 44 ist eine Speichereinrichtung 45 zugeordnet, in der neben dem Computerprogramm auch Parameter gespeichert werden können, die insbesondere bei einer Inbetriebnahme der Streckblasmaschine 1 ermittelt werden oder durch eine vorausgegangene Simulation berechnet werden. Beispielsweise kann als Parameter für die Belüftungsventile 26 bis 28 jeweils eine individuelle Belüftungsdruckdifferenz und für die Entlüftungsventile 30 bis 32 jeweils eine individuelle Entlüftungsdruckdifferenz in der Speichereinrichtung gespeichert werden. Dabei repräsentiert die Belüftungsdruckdifferenz diejenige Druckdifferenz zwischen einem vorgebbaren Belüftungszieldruck und einem Istdruck, bei der ein Schließsignal an ein Belüftungsventil ausgegeben wird, um unter Ausnutzung des während des Schließvorgangs weiterhin stattfindenden Fluidstroms durch das Belüftungsventil nach vollständiger Schließung des Belüftungsventils den gewünschten Belüftungszieldruck zu erreichen. In gleicher Weise repräsentiert die Entlüftungsdruckdifferenz diejenige Druckdifferenz zwischen einem vorgebbaren Entlüftungszieldruck und einem Istdruck, bei der ein Schließsignal an ein Entlüftungsventil ausgegeben wird, um unter Ausnutzung des während des Schließvorgangs weiterhin stattfindenden Fluidstroms durch das Entlüftungsventil nach vollständiger Schließung des Entlüftungsventils den gewünschten Entlüftungszieldruck zu erreichen.
Ferner kann die Speichereinrichtung auch dazu genutzt werden, ein Belüftungsdruckintervall und/oder ein Entlüftungsdruckintervall zu speichern, das oder die die von dem Mikroprozessor 44 ablaufenden Computerprogramm dazu genutzt werden, eine Beurteilung für jeden Belüftungsvorgang und für jeden Entlüftungsvorgang vorzunehmen und eventuell eine Vergrößerung oder eine Verkleinerung eines Betrags der Belüftungsdruckdifferenz oder eines Betrags der Entlüftungsdruckdifferenz vorzunehmen.
Zudem können in der Speichereinrichtung auch Abweichungsbeträge zwischen der gespeicherten Belüftungsdruckdifferenz und einer ermittelten Belüftungsdruckdifferenz bzw. zwischen einer gespeicherten Entlüftungsdruckdifferenz und einer aktuell ermittelten Entlüftungsdruckdifferenz gespeichert werden, um dem Computerprogramm gegebenenfalls die Ermittlung eines Gradienten anhand von mehreren sequenziell ermittelten Abweichungsbeträgen zu ermöglichen.
Eine Bereitstellung von Öffnungssignalen und Schließsignalen für die Belüftungsventile 26 bis 28 und die Entlüftungsventile 30 bis 32 ist der Darstellung der 2 zu entnehmen. Angesichts der rein exemplarisch als 2/2-Wegeventile ausgebildeten Belüftungsventile 26 bis 28 und Entlüftungsventile 30 bis 32, die alle beispielhaft als federvorgespannte Schaltventile ausgebildet sind, ist ein Öffnungsvorgang für das jeweilige Ventil durch Bereitstellung eines Spulenstroms für die zugeordnete Magnetspule zu bewerkstelligen, während ein Schließvorgang bei Abschaltung des Spulenstroms eintritt.
Hieraus folgt, dass das Öffnungssignal für das jeweilige Ventil mit der Bereitstellung des Spulenstroms gleichzustellen ist, während das Schließsignal für das jeweilige Ventil der Abschaltung des entsprechenden Spulenstroms entspricht.
In der Darstellung der 2 sind die jeweiligen Schaltsignale, die an sich lediglich als Aktivierung oder Deaktivierung des Spulenstroms für das zugehörige Belüftungsventil 26 bis 28 bzw. Entlüftungsventile 30 bis 32 zu verstehen sind, rein zum Zweck der Darstellung der Zugehörigkeit zum jeweiligen Belüftungsventil 26 bis 28 und Entlüftungsventil 30 bis 32 hinsichtlich der vertikalen Schaubildachse, die den Druck repräsentiert, jeweils auf das mit dem angesteuerten Ventil angestrebte Zieldruckniveau gelegt, womit dargestellt werden soll, durch welches der Schaltsignale welcher Zieldruck erreicht werden soll.
Beispielhaft sind in der 2 drei Schaltsignale für Belüftungsvorgänge durch die Belüftungsventile 26 bis 28 und drei Schaltsignale für Entlüftungsvorgänge durch die Entlüftungsventile 30 bis 32 dargestellt. Ferner ist in der 2 ein aus der Ansteuerung der Belüftungsventile 26 bis 28 und der Entlüftungsventile 30 bis 32 resultierender Druckverlauf für den Druck am Arbeitsanschluss 42, der auch als Istdruck 50 bezeichnet wird, aufgetragen.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass zu einem Zeitpunkt t0 kein Schaltsignal von der Steuereinrichtung 36 ausgegeben wird und dass zu diesem Zeitpunkt ein Druck p0 am Arbeitsanschluss vorliegt, der insbesondere einem Umgebungsdruck entspricht.
Zum Zeitpunkt t1 wird von der Steuereinrichtung 36 ein Öffnungssignal 52 an das Belüftungsventil 26 bereitgestellt, das mit der Niederdruckquelle 15 verbunden ist, wobei der durch diesen Ventilöffnungsvorgang angestrebte Zieldruck p1 dem Maximaldruck der Niederdruckquelle 15 und durch das Niveau des Öffnungssignals 52 in der 2 repräsentiert wird. Ein Druckanstieg am Arbeitsanschluss 42 findet erst kurz nach Bereitstellung des Öffnungssignals 52 zum Zeitpunkt tp1 statt, da das Belüftungsventil 26 wie auch alle anderen Belüftungsventile 27 und 28 und Entlüftungsventile 30 bis 32 eine individuelle Ventilöffnungsdauer aufweist.
Noch vor Erreichen des angestrebten Zieldrucks p1 wird von der Steuereinrichtung 36 zum Zeitpunkt t2 ein Schließsignal 58 bereitgestellt. Hierzu wird der Istdruck 50 am Arbeitsanschluss 42 mittels des Drucksensors 38 bestimmt und bei Erreichen einer vorgebbaren ersten Belüftungsdruckdifferenz dp1 zwischen dem Istdruck 50 und dem vorgebbaren ersten Belüftungszieldruck p1 das Schließsignal ausgegeben.
Bei dem Schließsignal 58 handelt es sich aufgrund der Ausführung der Belüftungsventile 26 bis 28 und der Entlüftungsventile 30 bis 32 als federvorgespannte, normal geschlossene 2/2-Wegeventile um die Abschaltung des jeweiligen Spulenstroms. Aufgrund der, insbesondere durch mechanische Eigenschaften des Belüftungsventils 26 bedingten, Ventilschließdauer tS26, die gemäß der Darstellung der 2 als zeitliche Differenz zwischen dem Zeitpunkt t3 und dem Zeitpunkt t2 ersichtlich ist, findet nach der Bereitstellung des Schließsignals 58 während der Ventilschließdauer tS26 weiterer Fluidstrom durch das Belüftungsventil 26 statt, bis dieses zum Zeitpunkt t3 vollständig geschlossen ist, wobei zu diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden kann, dass auch der erste Belüftungszieldruck p1 erreicht ist.
Rein exemplarisch stellt die Steuereinrichtung 36 zum Zeitpunkt t3 ein Öffnungssignal 53 an das Belüftungsventil 27 zur Verfügung, dass mit der Druckquelle 16 verbunden ist. Zum Zeitpunkt tp2 findet ein Druckanstieg am Arbeitsanschluss 42 statt, der von dem zu diesem Zeitpunkt vorliegenden, auch als erster Belüftungszieldruck bezeichneten Druckniveau p1 ausgeht.
Mit dem Öffnungssignal 53 wird durch die Ansteuerung des Belüftungsventils 27 das auch als zweiter Belüftungszieldruck bezeichnete Druckniveau p2 angestrebt, wobei ein Schließsignal 59 für das Belüftungsventil 27 zu einem Zeitpunkt t4 durch Abschaltung des Spulenstroms bereitgestellt wird, zu dem eine vorgebbare zweite Belüftungsdruckdifferenz dp2 zwischen dem Istdruck 50 und dem vorgebbaren zweiten Belüftungszieldruck p2 vorliegt. Aufgrund der Ventilschließdauer tS27 für das Belüftungsventil 27, die als Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 ermittelt werden kann, strömt auch nach der Abschaltung des Spulenstroms zum Zeitpunkt t4 noch Fluid durch das Belüftungsventil 27 zum Arbeitsanschluss 43, bis das Belüftungsventil 27 zum Zeitpunkt t5 vollständig geschlossen ist, wobei zu diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden kann, dass auch der zweite Belüftungszieldruck p2 erreicht ist.
Rein exemplarisch stellt die Steuereinrichtung 36 zum Zeitpunkt t5 ein Öffnungssignal 54 an das Belüftungsventil 28 zur Verfügung, das mit der Druckquelle 17 verbunden ist. Zum Zeitpunkt tp3 findet ein Druckanstieg am Arbeitsanschluss 42 statt, der von dem zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Druckniveau p2 ausgeht.
Mit dem Öffnungssignal 54 wird durch die Ansteuerung des Belüftungsventils 28 das auch als dritter Belüftungszieldruck bezeichnete Druckniveau p3 angestrebt, wobei ein Schließsignal 60 für das Belüftungsventil 28 zu einem Zeitpunkt t6, zu dem eine vorgebbare dritte Belüftungsdruckdifferenz dp3 zwischen dem Istdruck 50 und dem vorgebbaren dritten Belüftungszieldruck p3 vorliegt, durch Abschaltung des Spulenstroms bereitgestellt wird. Aufgrund der Ventilschließdauer tS28 für das Belüftungsventil 28, die als Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t6 und t7 ermittelt werden kann, strömt auch nach der Abschaltung des Spulenstroms zum Zeitpunkt t6 noch Fluid durch das Belüftungsventil 28 zum Arbeitsanschluss 42, bis das Belüftungsventil 28 zum Zeitpunkt t7 vollständig geschlossen ist, wobei zu diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden kann, dass auch der dritte Belüftungszieldruck p3 erreicht ist.
Rein exemplarisch stellt die Steuereinrichtung 36 zum Zeitpunkt t7 ein Öffnungssignal 55 an das Entlüftungsventil 30 zur Verfügung, das mit der Abluftleitung 40 verbunden ist.
Zum Zeitpunkt tp4 findet ein Druckabfall am Arbeitsanschluss 42 statt, der von dem zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Druckniveau p3 ausgeht.
Mit dem Öffnungssignal 55 wird durch die Ansteuerung des Entlüftungsventils 30 das auch als erster Entlüftungszieldruck bezeichnete Druckniveau p4 angestrebt, wobei ein Schließsignal 61 für das Entlüftungsventil 30 zu einem Zeitpunkt t8, zu dem eine vorgebbare erste Entlüftungsdruckdifferenz dp4 zwischen dem Istdruck 50 und dem vorgebbaren ersten Entlüftungszieldruck p4 vorliegt, durch Abschaltung des Spulenstroms bereitgestellt wird. Aufgrund der Ventilschließdauer tS30 für das Entlüftungsventil 30, die als Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t8 und t9 ermittelt werden kann, strömt auch nach der Abschaltung des Spulenstroms zum Zeitpunkt t8 noch Fluid durch das Entlüftungsventil 30 vom Arbeitsanschluss 42 zur Abluftleitung 40, bis das Entlüftungsventil 30 zum Zeitpunkt t9 vollständig geschlossen ist, wobei zu diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden kann, dass auch der erste Entlüftungszieldruck p4 erreicht ist.
Rein exemplarisch stellt die Steuereinrichtung 36 zum Zeitpunkt t9 ein Öffnungssignal 56 an das Entlüftungsventil 31 zur Verfügung, das mit der Abluftleitung 40 verbunden ist.
Zum Zeitpunkt tp5 findet ein Druckabfall am Arbeitsanschluss 42 statt, der von dem zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Druckniveau p4 ausgeht.
Mit dem Öffnungssignal 56 wird durch die Ansteuerung des Entlüftungsventils 31 das auch als zweiter Entlüftungszieldruck bezeichnete Druckniveau p5 angestrebt, wobei ein Schließsignal 62 für das Entlüftungsventil 31 zu einem Zeitpunkt t10 durch Abschaltung des Spulenstroms bereitgestellt wird, zu dem eine vorgebbare zweite Entlüftungsdruckdifferenz dp5 zwischen dem Istdruck 50 und dem vorgebbaren zweiten Entlüftungszieldruck p5 vorliegt.
Aufgrund der Ventilschließdauer tS31 für das Entlüftungsventil 31, die als Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t10 und t11 ermittelt werden kann, strömt auch nach der Abschaltung des Spulenstroms zum Zeitpunkt t10 noch Fluid durch das Entlüftungsventil 31 vom Arbeitsanschluss 42 zur Abluftleitung 40, bis das Entlüftungsventil 31 zum Zeitpunkt t11 vollständig geschlossen ist, wobei zu diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden kann, dass auch der zweite Entlüftungszieldruck p5 erreicht ist.
Rein exemplarisch stellt die Steuereinrichtung 36 zum Zeitpunkt t11 ein Öffnungssignal 57 an das Entlüftungsventil 32 zur Verfügung, das mit der Abluftleitung 40 verbunden ist.
Zum Zeitpunkt tp6 findet ein Druckabfall am Arbeitsanschluss 42 statt, der von dem zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Druckniveau p5 ausgeht.
Mit dem Öffnungssignal 57 wird durch die Ansteuerung des Entlüftungsventils 32 das auch als dritter Entlüftungszieldruck bezeichnete Druckniveau p0 angestrebt, wobei ein Schließsignal 63 für das Entlüftungsventil 32 zu einem Zeitpunkt t12, zu dem eine vorgebbare dritte Entlüftungsdruckdifferenz dp6 zwischen dem Istdruck 50 und dem vorgebbaren dritten Entlüftungszieldruck p6 vorliegt durch Abschaltung des Spulenstroms bereitgestellt wird. Aufgrund der nicht näher dargestellten Ventilschließdauer für das Entlüftungsventil 32 strömt auch nach der Abschaltung des Spulenstroms zum Zeitpunkt t12 noch Fluid durch das Entlüftungsventil 32 vom Arbeitsanschluss 42 zur Abluftleitung 40, bis das Entlüftungsventil 32 zu einem nicht näher dargestellten Zeitpunkt vollständig geschlossen ist, wobei zu diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden kann, dass auch der dritte Entlüftungszieldruck p6 erreicht ist.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 36 anhand des Drucksignals des Drucksensors 38 und/oder anhand des Durchflusssignals des Durchflusssensors 39 unter Einbeziehung der jeweiligen Schließsignale 58 bis 63 die jeweilige Belüftungsventilschließdauer tS26 bis tS28 und/oder die jeweilige Belüftungsdruckdifferenz dp1, dp2, dp3 bzw. die jeweilige Entlüftungsventilschließdauer tS30 bis tS32 und/oder die jeweilige Entlüftungsdruckdifferenz dp4, dp5, dp6 ermitteln kann und bei der Durchführung eines nachfolgenden Streckblasvorgangs diese ermittelten Werte einsetzen kann, um eine überschneidungsfreie und dennoch rasche Abfolge der einzelnen Belüftungsvorgänge und Entlüftungsvorgänge zu gewährleisten.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Fluidsteuereinheit (9, 10, 11, 12) für eine Streckblasmaschine (1), die wenigstens ein Belüftungsventil (26, 27, 28) umfasst, das zwischen einem Versorgungsanschluss (20, 21, 22) und einem Arbeitsanschluss (42) einer Streckblasform (5, 6, 7, 8) angeordnet ist, und die wenigstens ein Entlüftungsventil (30, 31, 32) umfasst, das zwischen dem Arbeitsanschluss (42) der Streckblasform (5, 6, 7, 8) und einem Auslassanschluss (46, 47, 48) angeordnet ist, wobei dem Arbeitsanschluss (42) ein Drucksensor (38) für eine Druckermittlung am Arbeitsanschluss (42) und/oder ein Durchflusssensor (39) für eine Durchflussermittlung am Arbeitsanschluss (42) zugeordnet sind, und mit einer Steuereinrichtung (36), die elektrisch mit dem wenigstens einen Belüftungsventil (26, 27, 27) und mit dem wenigstens einen Entlüftungsventil (30, 31, 32) sowie mit dem Drucksensor (38) und/oder mit dem Durchflussensor (39) verbunden ist und die für eine Ansteuerung des Belüftungsventils (26, 27, 28) zur Erzielung eines vorgebbaren Belüftungszieldrucks (p1, p2, p3) am Arbeitsanschluss (42) und für eine Ansteuerung des Entlüftungsventils (30, 31, 32) zur Erzielung eines vorgebbaren Entlüftungszieldrucks (p4, p5, p0) am Arbeitsanschluss (42) in Abhängigkeit von Sensorsignalen des Drucksensors (38) und/oder des Durchflusssensors (39) ausgebildet ist, mit den Schritten: Bereitstellen eines Öffnungssignals (52, 53, 54) für das Belüftungsventil (26, 27, 28), Bereitstellen eines Schließsignals (58, 59, 60) für das Belüftungsventil (26, 27, 28), Bereitstellen eines Öffnungssignals (55, 56, 57) für das Entlüftungsventil (30, 31, 32), Bereitstellen eines Schließsignals (61, 62, 63) für das Entlüftungsventil (30, 31, 32), dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitstellung des Schließsignals (58, 59, 60) für das Belüftungsventil (26, 27, 28), insbesondere zu einem ersten Schließzeitpunkt (t2, t4, t6), erfolgt, wenn am Arbeitsanschluss (42) eine vorgebbare Belüftungsdruckdifferenz (dp1, dp2, dp3) zwischen einem Istdruck (50) am Arbeitsanschluss (42) und dem vorgebbaren Belüftungszieldruck (p1, p2, p3) vorliegt und/oder dass die Bereitstellung des Schließsignals (61, 62, 63) für das Entlüftungsventil (30, 31, 32), insbesondere zu einem zweiten Schließzeitpunkt (t8, t10, t12), erfolgt, wenn am Arbeitsanschluss (42) eine vorgebbare Entlüftungsdruckdifferenz (dp4, dp5, dp6) zwischen dem Istdruck (50) am Arbeitsanschluss (42) und dem vorgebbaren Entlüftungszieldruck (p4, p5, p0) vorliegt
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) eine Anpassung der Belüftungsdruckdifferenz (dp1, dp2, dp3) und/oder der Entlüftungsdruckdifferenz (dp4, dp5, dp6) anhand eines Druckverlaufs des Drucksensors (38) oder anhand eines Durchflussverlaufs des Durchflusssensors (39) vornimmt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) eine Veränderung, insbesondere eine Vergrößerung, eines Betrags der Belüftungsdruckdifferenz (dp1, dp2, dp3) vornimmt, wenn der Istdruck (50) oder der Durchfluss am Ende eines Ventilschließvorgangs für das Belüftungsventil (26, 27, 28) unterhalb einer unteren Intervallgrenze eines vorgebbaren Belüftungswerteintervalls für den Druck oder den Durchfluss liegt und/oder eine Veränderung, insbesondere eine Vergrößerung, eines Betrags Entlüftungsdruckdifferenz (dp4, dp5, dp6) vornimmt, wenn der Istdruck (50) oder der Durchfluss am Ende eines Ventilschließvorgangs für das Entlüftungsventil (30, 31, 32) oberhalb einer oberen Intervallgrenze eines vorgebbaren Entlüftungswerteintervalls für den Druck oder den Durchfluss liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) eine Veränderung, insbesondere eine Verringerung, eines Betrags der Belüftungsdruckdifferenz (dp1, dp2, dp3) vornimmt, wenn der Istdruck (50) oder der Durchfluss vor einem Ende eines Ventilschließvorgangs für das Belüftungsventil (26, 27, 28) eine obere Intervallgrenze eines vorgebbaren Belüftungswerteintervalls für den Istdruck (50) oder den Durchfluss erreicht hat und/oder eine Veränderung, insbesondere eine Verringerung, eines Betrags der Entlüftungsdruckdifferenz (dp4, dp5, dp6) vornimmt, wenn der Istdruck (50) oder der Durchfluss vor einem Ende eines Ventilschließvorgangs für das Entlüftungsventil (30, 31, 32) eine untere Intervallgrenze eines vorgebbaren Entlüftungswerteintervalls für den Istdruck (50) oder den Durchfluss erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) einen ersten Abweichungsbetrag zwischen dem vorgebbaren Belüftungszieldruck (p1, p2, p3) und einem bei geschlossenem Belüftungsventil (26, 27, 28) gemessenen Istdruck (50) ermittelt und/oder einen zweiten Abweichungsbetrag zwischen dem vorgebbaren Entlüftungszieldruck (p4, p5, p0) und einem bei geschlossenem Entlüftungsventil (30, 31, 31) gemessenen Istdruck (50) ermittelt und ein Verschleißsignal bereitstellt, wenn der erste Abweichungsbetrag und/oder der zweite Abweichungsbetrag einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) aus mehreren sequentiell ermittelten ersten und/oder zweiten Abweichungsbeträgen einen Gradienten ermittelt und ein Verschleißsignal bereitstellt, wenn der Gradient einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidsteuereinheit (9, 10, 11, 12) wenigstens zwei Belüftungsventile (26, 27, 28) aus der Gruppe: Niederdruckbelüftungsventil, Mitteldruckbelüftungsventil, Hochdruckbelüftungsventil und wenigstens zwei Entlüftungsventile (30, 31, 32) aus der Gruppe: Niederdruckentlüftungsventil, Mitteldruckentlüftungsventil, Hochdruckentlüftungsventil umfasst und dass die Steuereinrichtung (36) bei einem Schließvorgang für wenigstens ein Belüftungsventil (26, 27, 28) das Schließsignal zu einem Ausgabezeitpunkt bereitstellt, zu dem der Istwert (50) vom vorgebbaren Belüftungszielwert (p1, p2, p3) um die jeweilige Belüftungsdruckdifferenz (dep1, dp2, dp3) abweicht und/oder dass die Steuereinrichtung bei einem Schließvorgang für wenigstens ein Entlüftungsventil (30, 31, 32) das Schließsignal zu einem Ausgabezeitpunkt bereitstellt, zu dem der Istwert (50) vom vorgebbaren Entlüftungszieldruck (p4, p5, p0) um die jeweilige Entlüftungsdruckdifferenz (dp4, dp5, dp6) abweicht.
Fluidsteuereinheit für eine Streckblasmaschine, die wenigstens ein Belüftungsventil (26, 27, 28) umfasst, das zwischen einem Versorgungsanschluss (20, 21, 22) und einem Arbeitsanschluss (42) einer Streckblasform (5, 6, 7, 8) angeordnet ist, und die wenigstens ein Entlüftungsventil (30, 31, 32) umfasst, das zwischen dem Arbeitsanschluss (42) der Streckblasform (5, 6, 7, 8) und einem Auslassanschluss (46, 47, 48) angeordnet ist, wobei dem Arbeitsanschluss (42) ein Drucksensor (38) für eine Druckermittlung am Arbeitsanschluss (42) und/oder ein Durchflusssensor (39) für eine Durchflussermittlung am Arbeitsanschluss (42) zugeordnet sind, und mit einer Steuereinrichtung (36), die elektrisch mit dem wenigstens einen Belüftungsventil (26, 27, 28) und mit dem wenigstens einen Entlüftungsventil (30, 31, 32) sowie mit dem Drucksensor (38) und/oder mit dem Durchflussensor (39) verbunden ist und die für eine Ansteuerung des Belüftungsventils (26, 27, 28) und des Entlüftungsventils (30, 31, 32) in Abhängigkeit von Sensorsignalen des Drucksensors (38) und/oder des Durchflusssensors (39) ausgebildet ist, wobei die Steuereinrichtung (36) für eine Bereitstellung eines Öffnungssignals (52, 53, 54) für das Belüftungsventil (26, 27, 28), für eine Bereitstellung eines Schließsignals (58, 59, 60) für das Belüftungsventil (26, 27, 28), für eine Bereitstellung eines Öffnungssignals (55, 56, 57) für das Entlüftungsventil (30, 31, 32) und für eine Bereitstellung eines Schließsignals (61, 62, 63) für das Entlüftungsventil (30, 31, 32) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) für eine Durchführung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
Streckblasmaschine (1) mit mehreren Streckblasformen (5, 6, 7, 8), die zur Herstellung von Kunststoffholkörpern ausgebildet sind und denen jeweils eine Fluidsteuereinheit (9, 10, 11, 12) nach Anspruch 8 zugeordnet ist.