DE19537132A1 - Blaskopf mit verstellbarer Düse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Blaskopf für rohrförmige Hohlteile aus Kunststoff und be­ zieht sich insbesondere auf einen Blaskopf mit einer verstellbaren Düse zur Steuerung der Wandstärke der Hohlteile.

Die Wandstärke von mittels eines Blaskopfs hergestellten rohrförmigen Hohl- oder Blas­ teilen aus Kunststoff wird durch den Spalt zwischen der Düse und einem im Innern der Düse angeordneten Kern bestimmt.

Bei stark gekrümmten rohrförmigen Blasteilen ist die Wandstärke an der Außenseite und an der Innenseite der Krümmung unterschiedlich, wobei dieser Unterschied mit zuneh­ mendem Krümmungswinkel des Blasteils stärker wird. Fig. 4 zeigt links ein gerades Blasteil mit konstanter, gleichmäßiger Wandstärke und rechts ein gewinkeltes Blasteil, das krümmungsaußenseitig eine dünnere sowie krümmungsinnenseitig eine dickere Wandstärke hat. Hierbei bestimmt die dünnere Wandstärke im äußeren Krümmungsra­ dius, die gleich der vorgegebenen Mindestwandstärken des herzustellenden Hohlteils sein muß, die Wandstärke des dem Blasautomaten zugeführten Blasteil-Vorformlings. Dies kann zu sehr großen Wandstärken im inneren Krümmungsradius des hergestellten Hohl­ teils führen. Fig. 5 zeigt einen Extremfall, in welchem die krümmungsinnenseitig zu gro­ ße Wandstärke dort zu örtlichem Faltenwurf der gekrümmten Wand führt. Derartige Falten schließen die Anwendbarkeit des Blasverfahrens für spezialisierte Bauelemente, wie beispielsweise Ansaugstutzen von Automobilmotoren, aus oder erzwingen zumindest eine unwirtschaftliche Nachbearbeitung der hergestellten Blasteile.

Es ist bereits bekannt, die Düse des Blaskopfs mittels hydraulisch verstellbarer Zugstan­ gen in bzw. entgegen der Vorschubrichtung des Blaskopfs verfahren. In diesem Fall wird die Wandstärke gleichmäßig entlang des gesamten Umfangs des Blasteils verändert.

Es ist auch bekannt, die Düse aus dünnem und federndem Material mittels radial in einem unteren Düsenklemmring angeordneten Schrauben zu verformen. Auf diese Weise wird ein elliptischer Düsenring erzeugt, der unterschiedliche Wandstärken über den Umfang des Vorformlings ergibt. Hierbei muß die Form der Düse jedoch vor Beginn des Herstel­ lungsvorgangs eingestellt werden, so daß für das gesamte hergestellte Blasteil nur eine einzige und gleichbleibende Einstellung möglich ist.

Ferner ist es bekannt, anstelle der Schrauben eine Anordnung von Hydraulikzylindern zu verwenden, um die Form der Düse und damit die Wandstärke während der Herstellung ändern zu können. Hierzu sind jedoch eine Vielzahl von Hydraulikzylindern erforderlich, die auch einen hohen Steuerungsaufwand erfordern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Blaskopf mit verstellbarer Düse zu schaffen, der eine einfach handhabbare Einstellung der Wandstärke eines herzustellen­ den Blasteils ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß umfaßt somit ein Blaskopf für rohrförmige Hohlteile eine relativ zu einem feststehenden Kern verschiebbare Düse, und ist gekennzeichnet durch einen er­ sten, die Düse außenseitig umschließenden und in einer ersten vorbestimmten Richtung verstellbaren Stellring, eine erste an dem ersten Stellring angreifende Stelleinrichtung zum gesteuerten Verschieben der Düse in der ersten vorbestimmten Richtung, einen zu dem ersten Stellring winkelversetzt angeordneten zweiten, die Düse außenseitig um­ schließenden und in einer zweiten vorbestimmten Richtung verschiebbaren Stellring, und eine zweite an dem zweiten Stellring angreifende Stelleinrichtung zum gesteuerten Ver­ schieben der Düse in der zweiten vorbestimmten Richtung.

Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, daß die Düse mit lediglich zwei Stelleinrich­ tungen wahlfrei und während des Herstellungsvorgangs in einer durch die zwei Ver­ schieberichtungen festgelegten Ebene verschoben werden kann und somit der hierzu er­ forderliche Steuerungs- und Kostenaufwand gering gehalten wird.

Weiter wird auf diese Weise vorteilhaft ermöglicht, die Wandstärken des Vorformlings eines gekrümmten, rohrförmigen Hohlteils so auszubilden, daß an Stellen, an welchen am inneren Krümmungsradius eine geringere Wandstärke erforderlich ist, die Wandstärke unter Beibehaltung der Mindestwandstärke an jeder Stelle des Umfangs des hergestellten Blasteils bereits vor dem Umformen herabgesetzt wird und infolgedessen eine Faltenbil­ dung zuverlässig vermieden wird.

Insbesondere vorteilhaft wird hierdurch eine deutliche Materialersparnis und Gewichts­ reduktion erreicht, da die Wandstärke über den gesamten Vorformling insgesamt gerin­ ger ausgelegt werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den beigefügten Unteransprüchen gekennzeichnet.

Insbesondere ermöglicht der Blaskopf nach den Ansprüchen 2 bis 3, die einzelnen Stell­ ringe in jeweils einer Ordinaten- bzw. Abszissenrichtung eines Koordinatensystems und damit voneinander unabhängig derart zu verfahren, daß die Öffnung der Düse bezüglich des Kerns in einer beliebigen Lage innerhalb eines durch jeweilige vorbestimmte Ver­ schiebewege des ersten und des zweiten Stellrings vorgegebenen, bevorzugt quadrati­ schen Bereichs positionierbar ist.

Ein Blaskopf nach Anspruch 4 ermöglicht auf einfache Weise die Einleitung der Ver­ schiebekraft in den Stellring und umfaßt gleichzeitig ein an dem Blaskopf angeordnetes, einfaches, zuverlässiges Gegenlager für die Stellringe.

Nach Anspruch 5 an Berührungsflächen eines der Stellringe mit der Düse und mit der Haltevorrichtung vorgesehene Gleitringe führen vorteilhaft zu einer verbesserten, weil reibungsarmen Verschiebbarkeit der Stellringe.

Als vorteilhafte Antriebe für die Stelleinrichtungen sind in den Ansprüchen 6 bzw. 7 hy­ draulische Antriebe bzw. Hydraulikzylinder angegeben.

Gemäß Anspruch 8 wird durch jeweils an der ersten und der zweiten Stelleinrichtung angeordnete Wegmeßeinrichtungen zum Erfassen des Verschiebewegs der Stelleinrich­ tungen eine genaue Steuerung der Wandstärke des herzustellenden Blasteils ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausfürungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen vereinfachten Längsschnitt durch den Blaskopf;

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht des Blaskopfs entsprechend den Pfeilen II-II in Fig. 1;

Fig. 3a und b Ansichten des Blaskopfs entsprechend Fig. 2, jedoch nach einer gerichte­ ten Verschiebung der Düse.

Fig. 4 links einen geraden Rohrstutzen mit konstanter Wandstärke, und rechts einen hier­ aus hergestellten Krümmer;

Fig. 5 einen Krümmer mit Faltenbildung am innenseitigen Radius; und

Fig. 6 links einen mit der Vorrichtung nach der Erfindung hergestellten Rohrstutzen und rechts den hieraus hergestellten Krümmer.

Gemäß Fig. 1 ist der Blaskopf über Halte- und Führungsstangen 18, die in Vorschubrich­ tung des Blaskopfs, also in oder entgegen der Materialflußrichtung durch den Blaskopf, verfahrbar sein können, mit der (nicht dargestellten) Blasmaschine verbunden. Die Hal­ testangen 18 führen einen zwischen diesen liegend angeordneten ersten Zentrierring 11. Am vorschubseitigen Ende der Haltestangen 18 ist ein Haltering 13 mit einer ringförmi­ gen Aussparung zur Aufnahme eines zweiten Zentrierrings 14 befestigt.

Eine in Vorschubrichtung des Blaskopfs nach außen öffnende Düse 17 ist mittels eines zwischen dem ersten Zentrierring 11 und dem zweiten Zentrierring 14 angeordneten und mit dem Haltering 13 verschraubten ersten Düsenklemmrings 12 und eines außenliegen­ den und ebenfalls mit dem Haltering 13 verschraubten zweiten Klemmrings 15 lös- und verschiebbar auf den Blaskopf gespannt. Die Zentrierringe 11 und 14 dienen zur Zentrie­ rung der Düse 17 während und nach deren Montage.

Ein erster Stellring 22 und ein gleichartiger, in einer zu dessen Lageebene parallelen Ebe­ ne angeordneter und um 90° zu diesem versetzter (sich in Fig. 1 in die Zeichenebene hinein erstreckender) zweiter Stellring 32 umschließen die Düse 17 entlang ihres gesam­ ten Umfangs.

Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf den Stellring 22 und die diesem zuge­ ordneten Elemente, gilt jedoch sinngemaß auch für den Stellring 32. Entsprechende Ele­ mente des Stellrings 32 sind daher nachfolgend durch Angabe der entsprechenden, aus Fig. 2 ersichtlichen Bezugszeichen in Klammern mit einbezogen, werden jedoch nicht eigens beschrieben.

Mit dem Stellring 22 (32) ist ein Arm 22a (32a) einsrückig verbunden, der über einen Bolzen 28 (38) an die Kolbenstange eines Hydraulikzylinders 23 (33) angelenkt ist, der seinerseits über einen Zylinderaufnahmebolzen 29 (39) zwischen einer oberen Lagerplatte 27 (37) und einer unteren Lagerplatte 25 (35) schwenkbar gelagert ist. Die Lagerplatten sind mit einer Zylinderhalteplatte 26 (36) verschraubt, die starr an dem Düsenklemmring 15 befestigt ist.

Der Stellring 22 (32) hat des weiteren einen Führungszapfen 21 (31), der in einer Füh­ rungsbuchse 20 (30) des Düsenklemmrings 15 angeordnet ist und das Gegenlager des Stellrings 22 (32) bildet.

Zur reibungsarmen Verschiebung der Stellringe 22 und 32 sind in die Berührungsflächen zwischen der Düse 17 und den Düsenklemmringen 12 und 15 Gleitringe 16 eingesetzt, die in verschlissenem Zustand einzeln auswechselbar sind.

Der Blaskopf hat einen ortsfesten und von der Innenwand der Düse 17 beabstandeten Kern 10. Die Wandstärke eines herzustellenden Blasteils wird durch das Spaltmaß S zwi­ schen der Innenwand der Düse 17 und der Mantelfläche des Kerns 10 bestimmt.

Die Hydraulikzylinder 23 bzw. 33 wirken längs der in Fig. 2 angegebenen Richtungen x bzw. y. Zur Erfassung der Stellwege und zur Steuerung der Hydraulikzylinder sind je­ weils an sich bekannte Wegmeßeinrichtungen 24 bzw. 34 an die Hydraulikzylinder ange­ baut, die mit der Ablaufsteuerung der Blasmaschine oder mit einer eigenen elektroni­ schen Steuerung für die Hydraulikzylinder zusammenwirken.

Um die Düse 17 in x-Richtung zu verschieben, wird der Hydraulikzylinder 33 angesteu­ ert. Dann schwenkt der Stellring 32 um die Achse der Führungsbuchse 30. Die Verschie­ bung der Düse 17 erfolgt also entlang einer durch die Achse der Führungsbuchse 20 des Stellrings 22 und den Bolzen 28 verlaufenden Linie. Bei jeder durch den Hydraulikzylin­ der 33 bewirkten Verschiebung der Düse 17 wird zwangsläufig der in y-Richtung wir­ kende Stellring 22 mitgenommen. Die durch dessen mittelbare Abstützung auf dem Zy­ linderaufnahmebolzen 29 verursachten Wegfehler sind jedoch vernachlässigbar.

Eine Verschiebung in y-Richtung erfolgt analog, wobei jeweils entsprechende Elemente der an der Verschiebung beteiligten Kinematik die jeweils entsprechenden Funktionen übernehmen. Der Hydraulikzylinder 23 verschiebt also die Düse 17 über den um die Achse der Führungsbuchse 20 schwenkenden Stellring 22 in oder entgegengesetzt zu der in Fig. 2 festgelegten y-Richtung, wobei die Verschiebung entlang der durch die Achse der Führungsbuchse 30 des Stellrings 32 und den Bolzen 38 verlaufenden Linie erfolgt.

Fig. 3a und b zeigen den gleichen Blaskopf wie Fig. 2, jedoch nach einer gerichteten Verschiebung der Düse 17 in negativer x-Richtung (Fig. 3a) bzw. in negativer y-Richtung (Fig. 3b).

Die Hydraulikzylinder 23 und 33 sind unabhängig voneinander steuer- und verfahrbar, so daß eine gleichzeitige Verschiebung in x- und y-Richtung möglich ist. Auf diese Weise kann die Düse an jeden Punkt innerhalb eines durch die Verschiebewege der Stellringe 22 und 32 festgelegten Verschiebebereichs, beispielsweise eines quadratischen Bereichs, verfahren werden.

Fig. 6 zeigt vereinfacht und ausschnittsweise ein mit dem vorstehend beschriebenen Blaskopf mit verstellbarer Düse hergestelltes rohrförmiges Blasteil. Die ansonsten kon­ stante Wandstärke des Blasteils variiert an der vorgegebenen Krümmungsstelle derart, daß das Blasteil nach dem Krümmen auch im Bereich der Krümmung eine konstante Wandstärke hat.

Claims (8)

1. Blaskopf für rohrförmige Hohlteile, mit einer relativ zu einem feststehenden Kern (10) verschiebbaren Düse (17),
gekennzeichnet durch
einen ersten, die Düse (17) außenseitig umschließenden und in einer ersten vor­ bestimmten Richtung verstellbaren Stellring (22),
eine erste an dem ersten Stellring angreifende Stelleinrichtung (20, 21, 23) zum gesteuerten Verschieben der Düse in der ersten vorbestimmten Richtung,
einen zu dem ersten Stellring winkelversetzt angeordneten zweiten, die Düse (17) außenseitig umschließenden und in einer zweiten vorbestimmten Richtung verschiebba­ ren Stellring (32), und
eine zweite an dem zweiten Stellring angreifende Stelleinrichtung (30, 31, 33) zum gesteuerten Verschieben der Düse in der zweiten vorbestimmten Richtung.

2. Blaskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stellring (22) und der zweite Stellring (32) in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind, und daß die erste und die zweite Richtung zueinander orthogonal sind.

3. Blaskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Stellring (22, 32) unabhängig voneinander so verschiebbar sind, daß die Düse (17) wahlfrei innerhalb eines durch jeweilige Stellwege des ersten und des zweiten Stell­ rings vorbestimmten Bereichs positionierbar ist.

4. Blaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellrin­ ge (22, 32) jeweils einen Arm (22a, 32a) umfassen, an welchem die jeweiligen Stellein­ richtungen angelenkt sind, und daß die Stellringe jeweils gegenüber den Armen Füh­ rungszapfen (21, 31) aufweisen, die in Führungsbuchsen (20, 30) einer Haltevorrichtung (15) zum Halten der Düse auf dem Blaskopf gelagert sind.

5. Blaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gleitflächen zwischen den Stellringen (22, 32) und der Düse (17) sowie der Haltevor­ richtung (15) Gleitringe (16) angeordnet sind.

6. Blaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stelleinrichtung und die zweite Stelleinrichtung jeweils einen hydraulischen Antrieb (23, 33) umfassen, der an dem Arm (22a, 32b) des ersten bzw. des zweiten Stellrings (22, 32) angelenkt ist.

7. Blaskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Antrieb ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder ist.

8. Blaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch jeweils an der er­ sten und der zweiten Stelleinrichtung angeordnete Wegmeßeinrichtungen (24, 34) zum Erfassen des Verschiebewegs der Stelleinrichtungen.