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Verfahren und Vorrichtung zur folgegesteuerten rTerstellung von Hohlkörpern
durch Aufblasen von Vorformlinsen Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren
zur Ilerstcllung von Hohlkörpern durch AuSblasen von durch Formspritzen aus thermoplastischem
Material hergestellten Vorformlingen mit hilfe folgegesteuerter Maschinen. Andererseits
betrifft die Erfindung aber auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern
durch Aufblasen von Vorformlingen, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens bestimmt und geeignet ist.
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Für diverse Zwecke, beispielsweise zur Herstellung von Flaschen werden
Vorformlinge, insbesondere aus thermopla stischem Material, beispielsweise aus PVC,
benötigt bzw.
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verwendet. Diese Vorformlinge werden gewöhnlich in üblicher Spritzgießtechnik
hergestellt. Das heißt, das Ausgangsmaterial wird aus einer Spritzgießeinrichtung
durch eine vorzugsweise
als Düse gestaltete Einlaßöffnung in das
Innere einer der C'ewunschten Gestalt des Vorformlinzs entsprcnden Vorform einspritzt,
Snschließend wird der Vorformling durch Aufbiasen zu der Flasche oder einem ähnlichen
Ho'nlkörper weiterverformt. Die zunächst erfolgende Herstellung des Vorformlings
und die anschließende Aufblasung desselben zu dem gevmnschten Hohlkörper erfolgen
in folgegesteuerter Weise mittels ein und derselben Vorrichtung, wobei jeweils das
binde eines Arbeitsschritts für den Beginn des nächsten Arbeitsscbritts maßgebend
ist. Dies bedeutet, daß bei einer entsprechenden Vorrichtung der hinsichtlich seiner
Dauer längste Arbeitsschritt für die Steuerung der Arbeitstakte heranzuziehen ist.
Da aber bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung weder die Herstellung
der Vorformlinge noch deren Aufblasung zu den Hohlkörpern noch etwa dazwischenliegende
Arbeitsschritte jeweils innerhalb einer konstanten Periode durchführbar sind, sondern
in Abhängigkeit von vielerlei Faktoren laufend innerhalb unterer und oberer Grenzen
variieren, ist mittels einer reinen Folgesteuerung kein gleichmäßiger Verfahrensablauf
erreichbar; das heißt die Taktzeiten schwanken laufend.
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Eine Konstanz der Taktzeiten ist nicht nur etwa in Hinblick auf eine
dem Herstellungsvorfahren nachgeschaltete Weiterbehandlung oder Weiterverarbeitung,
beispiclsweisc eine Verpackung der Hohlkörper, wünschenswert, sondern vielmehr irn
hinblick auf das für die Aufblasung der Vorformlinge notwendige Temperaturprofil
derselben von ganz erheblicher Eedeutung. Um ein einmal als optimal bestimmtes Temperaturprofil
der Vorformlinge für die Aufblasung im Laufe des fortlaufend durchgeführten Verfahrens
stets vorfinden zu können, muß die Steuerung des Arbeitsablaufs entsprechend konstant
in einer Weise durchgeführt werden, die der Erzielung bzw. Erhaltung des optimalen
Temperaturprofils entspricht.
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Von einer sich naturgemäß anbietenden reinen Konstantzeit-
Steuerung
kann'jedoch kein Gebrauch gemacht werden, und zwar deshalb nicht, weil im Rahmen
der Durchführung des Verf ahreis die Abführung des Endprodukts, d h. des aufgeblasenen
Eohlkörpers, in verhältnismäßig wenigen Einzelfällen erheblieh länger dauern kann
als im Durchschnitt gesehen. tinte Abstimmung der Konstantzeitsteuerung auf diese
wenigen Einzelfälle würde das Verfahren in Hinblick auf die Ausstoßrate der Fertigprodukte
sehr negativ beeinträchtigen.
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zinke Einstellung der Taktzeiten der Eonstantzeitsteunrung, die kürzer
wäre als die Dauer der renigen Einzelfälle, müßte zwangsläufig zur Unterbrechung
des Verfahrens infolge einer Störung der das Verfahren durchführenden Vorrichtung
führen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte
Verfahren derart zu verbessern und weiter zu entwickeln; daß im Laufe der Durchführung
des Verfahrens die zur Aufblasung zu Hohlkörpern anstehenden Vorformlinge stets
etwa identische Temperaturprofile infolge Einhaltung fast stets identischer Taktzeiten
aufweisen, wobei aber dafür SorgeZeragen ist, daß in Einzelfällen auftretenden besonderen
Verzögerungen eines einzelnen Arbeitsschritts derart Rechnung getragen wird, daß
diese Verzögerungen nicht zu einer Störung des Verfahrens führen können. Der Erfindung
liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern
durch Aufblasung -zuvor innerhalb derselben Vorrichtung hergestellter Vorformlinge
zu schaffen, mittels der es möglich ist, zunächst Vorfornlinge fast stets identischer
Temperaturprofile in Hinblick auf deren optimale Aufblasung zu Hohlkörpern zu schaffen,
wobei cles weiteren zugleich dafür Sorge zu tragen ist, daß mittels der Vorrichtung
auszuführende, in Einzelfällen mözrlicherweise nicht unbeträchtlich aber dem Durchschnitt
langdauernde Arbeitsschritte nicht zu einer Störung der Arbeitswoise der Vorriohtung
führon könnon.
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In jXinblick auf das Verfahren wird die gestellte AuBgabe orfindungsgomäß
dadurch gelöst, daß parallel zur Folgesteu erung eine gleichzeitig mit dieser anlaufende
Nonstantzeitsteuerung durchgeführt wird, deren Endpunkt dann zur Steuerung der Vorrichtung
herangezogen wird, wenn die Taktzeit der Folgesteuerung kürzer ist als die eingestellte
Taktzeit der Konstantzeitsteuerung.
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Der evidente Vorteil dieser Maßnahme wird deutlich erkenr,-bar, wenn
man sich vor Augen hält, daß durch die prallele Verwendung einer Folgesteuerung
und einer Konstanzeittaktsteuerung in der erfindungsgemäßen Weise erreicht wird,
daß vor der Einleitung eines neuen Arbeitstakts stets ein Soll/ Ist-Vergleich der
vorhergehenden Taktzeit durchgeführt wird.
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Das heißt, es wird ein Vergleich zwischen der auf die collzeit eingestellten
Konstantzeit und der tatsächlichen Taktzeit durchgeführt, wobei das Vergleichsergebnis
im Falle einer im Hinblick auf die Sollzeit kürzeren Istzeit zu Arbeitstakten in
der Länge der Konstantzeit und im Falle einer im Hinblick auf die Sollzeit längeren
Istzeit zu Arbeitstakten in der Länge der Istzeit führt. Da nun die Sollzeit vernünftigerweise
in der Regel so eingestellt wird, daß innerhalb eines derart langen Arbeitstaktes
alle normalerweise auftretenden unterschiedlichen Zeitspannen des grundsätzlich
am längsten dauernden Arbeitsschritts erfaßt werden, arbeitet das Verfahren im Normzustand
in durch die onstantzeitsteuefling vörgegebenen Arbeitstakten. Andererseits werden
aber alle über die einmal eingestellte Sollzeit hinaus länger andauernden Ausnahmefälle
durch die Folgesteuerung erfaßt, so daß insgesamt alle möglichen Fälle erfaßbar
sind und eine Störung des Verfahrensablaufs unmöglich ist. Das Verhältnis der Festsetzung
der Sollzeit zu allen möglichen Istzeiten ist eine Frage der Optimierung, dh. sie
hängt davon ab, welche Anforderungen an die Genauigeit des zu erzielenden Temperaturprofils
des Vorformlings gestellt werden.
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Imine vorteilhafte 'íeiterbildung des erfindungsgemäf'en Verfahrens
ist dadurch erreichbar, daß die Konstantzeitsteuerung mittels einer Uhr erfolgt,
die mit den Beginn einer neuen Taktzeit der Bolgesteuerung für die Dauer er eingestellten
Konstantzeit zu laufen beginnt. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß es
nunmehr möglich ist, die im Taktgeber, nämlich der Uhr, eingestellte Konstantzeit
in tatsächlichen Zeiteinheiten abzulesen und gleichzeitig die Uhr, die in der Regel
eine elektrisch arbeitende SThr snin wird, in den üblicherweise ebenfalls elektrischen
Schaltkreis der Steuerung in vorteilhafter Weise einzubeziehen.
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In Hinblick auf die den weiteren Gegenstand der Erfindung bildende
Vorrichtlleg zur Herstellung von Hohlkörpern durch Aufblasung von innerhalb derselben
Vorrichtung zuvor durch Einspritzung von thermoplastischem Material hergestellten
Vorformlingen geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung mit Folgesteuerungsmitteln
für die nacheinander auszuführenden Arbeitsschritte der Einspritzung des thermoplastischon
Materials zur Herstellung. der Vorformlinge und der aufblasung der Vorformlinge
zu Hohlkörpern und gegebenenfalls zwischen diesen liegender weiterer Arbeitsschritte.
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Von dieser Vorrichtung ausgehend wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß den Folgesteuerungsmit teln ein Konstantzeit-Steuerungsmittel
parallel geschaltet ist, dessen Endpunkt dann auf die Steuerung einwirkt, wenn die
taktzeit des Folgesteuerungsmittels kürzer ist als die eingestellte Taktzeit des
Konstantzeitsteuerungsmittels. Der Vorteil dieser Ausbildung der Vorrichtung ist
oben in Zusambehang mit der erfindungsgemäßen Verbesserung des Verfa1nrens bereits
erläutert worden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung ist dann erreichbar,
wenn das Konstantzeitsteuerungsnittel eine Uhr
ist, die zugleich
mit den Folgesteuerungsmitteln für die Dauer der eingestellten Konstantzeit zu laufen
beginnt.
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In Hinblick auf eine vorteilhafte Weitergestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung empfiehlt es sich des weiteren, elektrische Schaltmittel mit je einem
Eingang für die Steuerimpulse der Folgesteuerungsmittel und der Konstantzeitsteuerungsmittel
und mit einem Ausgang für die Ingangsetzung eines weiteren Arbeitstakts vorzusehen,
wobei der hierzu notwendige Steuerungsimpuls von den elektrischon Schaltmitteln
erst dann abgebbar ist, wenn die oteuerungsimpulse beider Steuerungsmittel eingegangen
sind.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, woraus
sich zugleich eine detaillierte Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt;
in der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und Fig. 2 einen Taktzeitvergleich für den Fall einer Folgesteuerung
und den einer Konstantzeitsteuerung.
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Zwischen einer an einer Station A zur Herstellung des Vorformlings
angeordneten Vorform 1, die über eine Sinspritzdüse 2 einer üblichen, nicht dargestellten
Spritzgiefleinrichtung nachgeschaltet ist, und einer an einer Station B zur Aufolasung
des Vorformlings angeordneten Blasforn aus zwei Halbschalenhälften 3, 4 ist ein
Dornrevolver 5 mit mehreren Dornen 6, 7, 8 und 9 vorgesehen. Der Dornrevolver 5,
die Vorform 1 und die Blasform 3, 4 sind derart bewegbar, daß jeder einzelne Dorn
6, 7, 8 und 9 nacheinander allen Arbeitsstationen der Vorrichtung zuführbar ist,
Zur Arbeitsweise der Vorrichtung ist ganz allgemein folgendes onzumorken: In dor
Station A wird plastifiziertes
ril von der Spritzgießeinrichtung
durch die Düse 2 in das Innere der Vorform 1 eingespritzt, in der koaxial r den
in Fig. 1 dargestellten Augenblick der Dorn 6 ebgebracht ist. Der auf diese Weise
hergestellte Vorformling verbleibt auf dem Dorn und wird mit diesem zusainnen nach
Trennung von Dorn 6 und Vorform 1 der nächsten Station zugeführt. Im Laufe dieser
Weiterführung gelangt der Dorn 6 und der auf ihm befindliche Vorformling schließlich
zur Blasstation B, wo die zweiteilige Blasform 3, 4 derart den Dorn zugestellt wird,
wie dies in der Zeichnung für den Dorn 8 dargestellt ist, so daß der auf dem Dorn
8 befindliche Vorformling zu dem gewüschten iiohlkörper aufblasbar ist.
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Unterhalb der Blasform 3, 4 ist ein Kontakt 10 angeordnet, auf den
der Hohlkörper am Ende eines Arbeitstaktes auftrifft, nämlich wenn er vom Dorn abgestreift
worden ist und den Bereich der Blasform verlassen hat. Durch die Schließung des
Kontakts 10 wird über eine Leitung 11 ein Steuerungsimpuis dem ersten Eingang 12
einer elektrischen Schaltung 13 übermittelt. ßter einen zweiten Eingang 14 der elektrischen
Schaltung 13 wird dieser von einer Leitung 15 ein zweiter Steuerungsimpule zugeführt.
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Letzterer stammt von einer nur schematisch dargestellten Uhr 16 als
Konstantzeitsteuerungsmittel. Der Ingangsetzungeimpuls für die Uhr 16 wird di@@@@mittels@@@@@
Leitung 17 zugeführt, die mit dem Ausgang 18 der elektrischen Schaltung 13 in Verbindung
steht. Zugleich stellt mit dem Ausgang 18 eie Leitung 19 in Verbindung, -die den
Steuerungsimpuls der elektrischen Schaltung 13 an den Antrieb 20 der Vorrichtung
weiterleitet. Die Koppelung des Antriebs 20 mit der Vorrichtung ist nur schematisch
mittels einer einfachen Linie dargestellt.
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Zu;n Funktionsablauf der erfindungsgemäßen Lombination einer Folgesteuerung
mit einer Konstantzeiteteuerung ist folgendes anzumeken. Ausgehend von dem Beginn
eines Arbeitstaktes, der
vom Auftreffon eines Kohlkörpers auf den
Kontakt 10 eingeleitet wird, wird im Augenblick des Kontaktschlusses ein Steuerungsimpuls
im Sinne einer Folgesteuerung an die elektrische Schaltung 13 weitergegeben.
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Unter der Annahme, daß es sich bei der eben angesprochenen Auswerfung
eines Hohlkörpers auf den Kontakt 10 nicht um den ers1en Arbeitstakt der Vorrichtung
handelt, kommt in der Regel nach dem Eintreffen des Stouorungsimpulses der Folgestouerung
ein weiterer Steuerungsimpuls von der Uhr 16. In der elektrischen Schaltung 13 erfolgt
nun ein Soll/ Ist-Vergleich, d.h. ein Vergleich dahingehend, welcher Steuerungsimpuls
zuerst bzw. zuletzt eingegangen ist. Während der zuerst eingegangene Steuerungsimpuls
quasi unterdrückt wird, wird der zuletzt eingegangene Steuerungsimpuls durch die
elektrische Schaltung hindurchgelasse::i und zur Ingangsetzung eines neuen Arbeitstaktes
mittels der Antrieb vorrichtung 20 an diese weitergeleitet.
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Der Geschehensablauf in der elektrischen Schaltung 13 ist in schematisch
vereinfachter Weise aus der Fig. 2 erkennbar.
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Zu Beginn eines jeden Arbeitstakts bzw. einer Jeden Taktzeit laufen
glcichzeitig die von den Bauteilen 10, 11 und 12 drgestellte Folgesteuerung und
die von den Bauteilen 16, 15, 14 dargestellte Konstantzeitsteuerung an. Während
die Konstantzeitsteuerung auf eine taktzeit K eingestellt ist, l;m das Ende der
Taktzeit der Folgesteuerung im Bereich F1 bis F2 liegen. Für den 2 all, daß die
Taktzeit der Folgesteuerung kleiner als die Taktzeit K der Konstantzeitsteuerung
ist, ist für die Weiterschaltung des Antriebs 20 ausschließlich der Steuerungsimpuls
der Uhr 16 maßgebend, der zum Zeitpunkt K durch die elektrische Schaltung 15 auf
den Antrieb 20 einwirkt. Für den Fall, daß die Taktzeit der Folgesteuerung größer
ist als die Taktzeit K der Konstantzeitsteuerung, , wird der von der Uhr 16 zur
Zeit K in der elektrischen Sohaltung
eintreffende Steuerungsimpuls
von dieser unterdrückt und der zur Seit F2 in der elektrischen Schaltung eintreffende
Steuerungsimpuls der Folgesteuerung abgewartet und an den antrieb 20 weitergeleitet.
Zugleich wird durch die Jeiterleitullr; eines Impulses an den Antrieb 20, gleichgültig
von welcher Steuerung dieser Impuls stammt, die Uhr 16 der Konstantzeitsteuerung
auf den Beginn einer neuen Taktzeit zurückgestellt. Bezüglich des Aufbaus der elektrischen
Schaltung 13 bedarf es keiner weiteren Ausführungen außer den Hinweis, daß es sich
hierbei um ein elektrisches Bauteil hendelt, das lediglich für jeden jeweils als
übernächsten Impuls eintreffenden Impuls durchlässig ist.