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Title:
EXTRUSION BLOW MOLDING METHOD AND DEVICE FOR THE PERFORMANCE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/090607
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an extrusion blow molding method, wherein during a blow molding cycle for forming a tube, the exit velocity of the tube exiting the head is detected and a melt accumulator receives part of the melt conveyed by the extruder or discharges melt in addition to the melt conveyed by the extruder in dependence on the detected exit velocity. The melt accumulator discharges melt if the detected exit velocity is less than a target value for the exit velocity and receives melt if the detected exit velocity is greater than the target value for the exit velocity. The invention further relates to a device for performing said method.

Inventors:
KLEIN MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/075127
Publication Date:
June 19, 2014
Filing Date:
November 29, 2013
Export Citation:
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Assignee:
KAUTEX MASCHINENBAU GMBH (DE)
International Classes:
B29C49/04; B29C48/325; B29C48/475; B29C48/92; B29C49/78
Foreign References:
US4444702A1984-04-24
EP0334448A21989-09-27
DE4423381A11996-01-11
US4338071A1982-07-06
EP1354692A12003-10-22
DE4226467C11993-04-29
DE2544171A11977-04-21
DE2544609A11977-04-21
DE102004015719B42006-03-23
EP1354692A12003-10-22
DE4226467C11993-04-29
DE10217311A12003-11-13
DE1554968A11970-01-29
DE1704791A11971-05-27
Attorney, Agent or Firm:
KOHLMANN, KAI (DE)
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Claims:
Extrusionsblasformverfahren umfassend die Schritte

Plastifizieren eines thermoplastischen Kunststoffs zu einer Schmelze in einem Extruder (10),

Fördern der Schmelze unter Druck von dem Extruder (10) zu einem Kopf (13) mit einer Austrittsöffnung (17) ,

Umformen der Schmelze in dem Kopf (13) zu einem

Vorformling (18),

Austreten des Vorformlings (18) aus der

Austrittöffnung (17) des Kopfs (13) mit einer

Austrittsgeschwindigkeit,

Vereinzeln des Vorformlings (18), gekennzeichnet durch die weiteren Schritte

Erfassen der Austrittsgeschwindigkeit des aus der Austrittsöffnung (17) austretenden Vorformlings (18), Steuern eines Schmelzespeichers (20) zur Aufnahme eines Teils der von dem Extruder (10) geförderten Schmelze oder zur Abgabe von zuvor aufgenommener Schmelze zusätzlich zu der geförderten Schmelze in Abhängigkeit von der erfassten

Austrittsgeschwindigkeit während des Austretens und vor dem Vereinzeln des Vorformlings (18), wobei der Schmelzespeicher (20) Schmelze abgibt, wenn die erfasste Austrittsgeschwindigkeit kleiner als ein Sollwert für die Austrittsgeschwindigkeit ist und

der Schmelzespeicher (20) Schmelze aufnimmt, wenn die erfasste Austrittsgeschwindigkeit größer als der Sollwert für die Austrittsgeschwindigkeit ist .

2. Extrusionsblasformverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsgeschwindigkeit mehrfach während des Austretens und vor dem Vereinzeln des Vorformlings (18) erfasst wird.

3. Extrusionsblasformverfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Austrittsgeschwindigkeit kontinuierlich während des Austretens und vor dem

Vereinzeln des Vorformlings (18) erfasst wird.

4. Extrusionsblasformverfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der

Austrittsgeschwindigkeit die Zeit (tXi) für den Austritt einer Teillänge des Vorformlings (18) gemessen wird.

5. Extrusionsblasformverfahren nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, dass zur Messung der Zeit (tx±) für den Austritt einer Teillänge des Vorformlings (18) eine Lichtschranke (28a-d) durch das untere Ende (18a) des austretenden Vorformlings (18) unterbrochen wird.

6. Extrusionsblasformverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzespeicher (20) hydraulisch oder elektromotorisch betätigt wird. Extrusionsblasformverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der

Austrittsöffnung (17) des Kopfs (13) während des

Austretens des Vorformlings (18) aus der Austrittöffnung (17) verändert wird.

8. Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern mittels

Blasformen, die einen Extruder (10) zum Plastifizieren eines thermoplastischen Kunststoffs zu einer Schmelze und zum Fördern der Schmelze,

einen Kopf (13) zum Umformen der Schmelze zu einem Vorformling (18) mit einer Eintrittsöffnung (15) für die Schmelze und einer Austrittsöffnung (17) durch die der Vorformling (18) austritt und

mindestens eine Blasform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Schmelzespeicher (20) zur

Aufnahme eines Teils der von dem Extruder (10) geförderten Schmelze oder zur Abgabe von zuvor aufgenommener Schmelze zusätzlich zu der von dem Extruder (10) geförderten Schmelze sowie mindestens eine Messvorrichtung (27) zum Erfassen der

Austrittsgeschwindigkeit des aus der Austrittsöffnung (17) austretenden Vorformlings (18) aufweist und eine Steuerung (26) des Schmelzespeichers (20) derart eingerichtet ist, dass der Schmelzespeicher (20) Schmelze abgibt, wenn die erfasste Austrittsgeschwindigkeit kleiner als ein Sollwert für die Austrittsgeschwindigkeit ist und der

Schmelzespeicher Schmelze aufnimmt, wenn die erfasste Austrittsgeschwindigkeit größer als der Sollwert für die Austrittsgeschwindigkeit ist.

Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzespeicher (20) und der Extruder (10) über eine Rohrleitung (12 a,b) mit der Eintrittsöffnung (15) des Kopfs (13) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzespeicher (20) als integraler Bestandteil des

Extruders ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch

gekennzeichnet, dass der Schmelzespeicher (20) als separate Baugruppe ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzespeicher (20) als integraler Bestandteil des

Kopfs (13) ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (27) mindestens einen schaltenden Sensor aufweist, um die Zeit (tXi) für den Austritt einer Teillänge des Vorformlings (18) zu erfassen . Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (17) des Kopf (13) größeneinstellbar ist.

Description:
Extrusionsblasformverfahren und Vorrichtung zu dessen

Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Extrusionsblasformverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines

Extrusionsblasformverfahrens .

Bei einem Extrusionsblasformverfahren wird in einem Extruder thermoplastischer Kunststoff zu einer Schmelze plastifiziert und unter Druck zu einem Kopf gefördert. Aus einer

Austrittsöffnung des Kopfs tritt der Vorformling

kontinuierlich mit einer Austrittsgeschwindigkeit aus. Die insbesondere unterhalb des Kopfs befindliche Blasform nimmt den am Kopf hängenden, als Schlauch ausgebildeten Vorformling auf, in der der Schlauch zum fertigen Hohlkörper aufgeweitet wird. Zum Vereinzeln des Vorformlings unterhalb der

Austrittsöffnung des Kopfs jeweils nach dem Extrudieren einer gegebenen Länge des Vorformlings kommt beispielsweise eine Schneidvorrichtung zum Einsatz. Der vereinzelte Vorformling kann auch mit einer Handhabungseinheit an die Blasform übergeben werden.

Für die Herstellung einwandfreier Hohlkörper, beispielsweise einer Flasche oder eines Kanisters, ist es erforderlich, dass der aus dem Kopf austretende Vorformling eine Mindestlänge aufweist. Andererseits sollte eine bestimmte Länge des

Vorformlings nicht überschritten werden, da sonst mehr

Material als notwendig verbraucht wird. Die Einhaltung der richtigen Länge des Vorformlings ist darüber hinaus

notwendig, da bei modernen Extrusionsblasformverfahren vielfach die Wanddicke des Vorformlings nach einem

vorgegebenen Programm geregelt wird.

Beim Extrusionsblasformverfahren kommt zu Viskositäts Förder- , Regenerat- und Material- sowi

Schüttdichteschwankungen . Aufgrund die Schwankungen es unvermeidbar, dass je Blasformzyklus unterschiedlich lange Vorformlinge extrudiert werden. Überschreitet die Länge die Soll-Länge, ist der Abfallanteil zu groß. Unterschreitet die Länge die Soll-Länge wird möglicherweise Ausschuss

produziert. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei einer programmierten Regelung der Wanddicke des Vorformlings die Bereiche mit bestimmten Wanddicken nicht ihre richtige relative Lage zu der den extrudierten Vorformling

aufnehmenden Blasform einnehmen.

Aus der DE 25 44 171 A ist es bekannt, unterhalb der Blasform eine Lichtschranke anzuordnen, die durch das untere Ende des extrudierten schlauchförmigen Vorformlings unterbrochen wird, sobald dieser eine Soll-Länge erreicht hat. Unterschreitet die bis zum Erreichen der Soll-Länge benötigte Zeit eine

Soll-Zeit, in welcher bei absolut regelmäßigem Arbeiten des Extruders der schlauchförmige Vorformling seine Soll-Länge erreicht, arbeitet der Extruder zu schnell. In diesem Fall wird mit Hilfe einer Steuerung die Drehzahl der Schnecke des Extruders reduziert. Überschreitet die Zeit bis zum Erreichen der Soll-Länge die Soll-Zeit bedeutet dies, dass der Extruder zu langsam arbeitet. In diesem Fall wird mit Hilfe der

Steuerung die Drehzahl der Schnecke des Extruders erhöht, sofern die Zeitüberschreitung außerhalb einer eingeplanten Toleranz liegt. Der Vorformling weist zum Zeitpunkt der

Abtastung durch die Lichtschranke eine Länge auf, die der Soll-Länge entspricht. Ausschuss durch zu kurze

Schlauchlängen wird hierdurch vermieden. Veränderungen der Extrusionsgeschwindigkeit durch Einstellen der

Schneckendrehzahl wirken sich jedoch erst auf den nächsten Blasformzyklus aus. Schwankungen der

Extrusionsgeschwindigkeit und damit der Zeitspanne zum

Extrudieren eines schlauchförmigen Vorformlings lassen sich daher mit der bekannten Vorrichtung nicht vermeiden. Es werden daher zur Durchführung des Extrusionsblasformverfahrens recht lange Wartezeiten

innerhalb eines Blasformzyklus benötigt.

Ferner ist es aus der DE 25 44 609 A bekannt, die Spaltbreite der Austrittsöffnung des Kopfs in Abhängigkeit von

Längenänderungen des Vorformlings zu verstellen.

Aus der DE 10 2004 015 719 B4 ist ein gattungsgemäßes

Verfahren zum Blasformen von Hohlkörpern bekannt. Das

Verfahren umfasst eine Regelung hingewiesen, welche die

Extrusionsgeschwindigkeit so korrigiert, dass der Vorformling in der Blasform eine vorgegebene Position einnimmt. Das

Regelverfahren basiert auf einem Wanddicken-Programm, das auf die Spaltbreite des Düsenspaltes in kritischen

Querschnittsbereichen einwirkt, wobei der Regelkreis das Ist- Gewicht eines aufgeteilten unteren Abfallbutzens und/oder des aufgeteilten Hohlkörpers mit einem entsprechenden Soll- Gewichts-Wert vergleicht. Das Einstellen der Lage des

nachfolgenden Vorformlings erfolgt in Abhängigkeit von dem Soll-Ist-Gewichts-Wertvergleich durch Änderung der Spaltweite des Düsenspaltes und/oder der Schneckendrehzahl des

Extruders .

Um ein Verkleben oder Verschweißen der Vorformlinge nach dem Abtrennen eines Vorformlings zu vermeiden, wird in der EP 1 354 692 AI vorgeschlagen, den Austritt des Vorformlings aus der Düse des Düsenkopfes, während des Vereinzelens der

Vorformlinge, kurzzeitig zu unterbrechen. Zur Unterbrechung des Förderns wird die Schmelze vorzugsweise von dem Extruder in einen Schmelzespeicher umgeleitet. Die während der

kontinuierlichen Extrusion zwischengespeicherte Schmelze kann der dem Düsenkopf zugeführten Schmelze nach der Unterbrechung wieder zugemischt wird. Die Steuerung des Schmelzespeichers erfolgt durch den Strömungswiderstand, der durch den Weg zum Speicherraum des Schmelzespeichers bzw. den Düsenkopf

bestimmt wird. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Extrusionsblasformverfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die

Längenschwankungen der Vorformlinge möglichst gering sind. Darüber hinaus wird angestrebt, die benötigte Schmelzemenge je Blasformzyklus so gering wie möglich zu halten. Des

Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen

Extrusionsblasformverfahrens vorzuschlagen . Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, noch während des Blasformzyklus auf die Länge des in diesem

Blasformzyklus hergestellten Vorformlings Einfluss zu nehmen.

Im Einzelnen wird die Aufgabe bei einem

Extrusionsblasformverfahren der eingangs erwähnten Art durch die weiteren Schritte

Erfassen der Austrittsgeschwindigkeit des aus der

Austrittsöffnung austretenden Vorformlings,

Steuern eines Schmelzespeichers zur Aufnahme eines Teils der von dem Extruder geförderten Schmelze oder zur Abgabe von zuvor aufgenommener Schmelze zusätzlich zu der geförderten Schmelze in Abhängigkeit von der erfassten Austrittsgeschwindigkeit während des Austretens und vor dem Vereinzeln des Vorformlings, wobei der Schmelzespeicher Schmelze abgibt, wenn die erfasste Austrittsgeschwindigkeit kleiner als ein Sollwert für die Austrittsgeschwindigkeit ist und der Schmelzespeicher Schmelze aufnimmt, wenn die erfasste Austrittsgeschwindigkeit größer als der Sollwert für die Austrittsgeschwindigkeit ist gelöst.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern im

Extrusionsblasformverfahren ergibt sich aus den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8.

Ein Blasformzyklus zum Herstellen eines Formteils umfasst das Umformen der Schmelze in dem Kopf, das Austreten des

Vorformlings aus der Austrittsöffnung des Kopfs sowie das Vereinzeln des Vorformlings nach dem Austreten. Während dieses Blasformzyklus wird die Austrittsgeschwindigkeit des aus der Austrittsöffnung austretenden Vorformlings erfasst. In Abhängigkeit von der erfassten Austrittsgeschwindigkeit wird noch während des Blasformzyklus der Schmelzespeicher gesteuert. Der Schmelzespeicher gibt während des

Blasformzyklus zuvor aufgenommene Schmelze zusätzlich zu der von dem Extruder geförderten Schmelze ab, wenn die erfasste Austrittsgeschwindigkeit kleiner als ein Soll-Wert für die Austrittsgeschwindigkeit ist. Hierdurch wird die

Austrittsgeschwindigkeit des Vorformlings, während des

Blasformzyklus erhöht. Der Soll-Wert für die

Austrittsgeschwindigkeit ist derjenige Wert, bei welchem der Vorformling seine exakte Soll-Länge in einem Blasformzyklus erreicht . Der Schmelzespeicher nimmt indes einen Teil der vom Extruder geförderten Schmelze auf, wenn die erfasste

Austrittsgeschwindigkeit des Vorformlings größer als der Soll-Wert für die Austrittsgeschwindigkeit ist. Hierdurch wird die Austrittsgeschwindigkeit des Vorformlings noch während des Blasformzyklus reduziert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die

Reproduzierbarkeit der extrudierten Länge des schlauchartigen Vorformlings , des Gewichts sowie der axialen

Wanddickenverteilung des Vorformlings verbessert.

Das Vereinzeln des Vorformlings in einem Blasformzyklus erfolgt beispielsweise durch ein Durchtrennen des

Vorformlings unterhalb der Austrittsöffnung des Kopfs. Eine andere Möglichkeit zum Vereinzeln des Vorformlings besteht darin, dass der Austritt des Vorformlings aus dem Kopf durch Steuern der Austrittsöffnung unterbrochen wird.

Um die dauerhafte Betriebsbereitschaft des Schmelzespeichers, insbesondere bei aufeinanderfolgenden Blasformzyklen mit zu hohen oder zu niedrigen Austrittsgeschwindigkeiten des

Vorformlings sicherzustellen, kann die Fördermenge des

Extruders insbesondere durch eine Drehzahländerung und /oder eine gravimetrische Durchsatzregelung des dem Extruder zugeführten Kunststoffgranulats erhöht oder abgesenkt werden. Die Fördermenge wird erhöht, um der Gefahr zu begegnen, dass sich der Schmelzespeicher bei anhaltend zu niedrigen

Austrittsgeschwindigkeiten vollständig entleert. Die

Fördermenge wird abgesenkt, um der Gefahr zu begegnen, dass der Schmelzespeicher bei anhaltend zu hohen

Austrittsgeschwindigkeiten keine Schmelze mehr aufnehmen kann .

Um die Reproduzierbarkeit der extrudierten Länge des

schlauchartigen Vorformlings weiter zu verbessern, ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die

Austrittsgeschwindigkeit mehrfach während des Austretens und vor dem Vereinzeln des schlauchförmigen Vorformlings erfasst wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, die

Austrittsgeschwindigkeit kontinuierlich während des

Austretens und vor dem Vereinzeln des Vorformlings zu

erfassen . Sofern die Austrittsgeschwindigkeit nicht kontinuierlich erfasst wird, erfolgt die Geschwindigkeitsmessung

vorzugsweise durch Zeitmessung einer Wegstrecke. Hierzu wird mindestens einmal, vorzugsweise jedoch mehrmals die Zeit für den Austritt einer Teillänge des Vorformlings vor dem

Abtrennen gemessen. Die Teillänge ist ein prozentualer Anteil der Soll-Länge des Vorformlings. Gemessen wird beispielsweise die Zeit bis zum Austritt von 20 %, 40 %, 60 % und 80 % der Soll-Länge des Vorformlings. Hierzu werden an entsprechenden Positionen unterhalb des Kopfes Lichtschranken angeordnet, die durch das aus der Austrittsöffnung des Werkzeugkopfes austretende untere Ende des Vorformlings unterbrochen werden. Sofern der Schmelzespeicher hydraulisch betätigt ist, kann dieser von der Steuerung mittels Wege- oder Proportional- Ventilen angesteuert werden. Ein elektromotorisch,

beispielsweise über einen Linearmotor, betätigter Speicher wird insbesondere über ein elektronisch arbeitendes

Schaltelement angesteuert.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich die Größe der Austrittsöffnung des Kopfs während des Austretens des Vorformlings verändert. Hierdurch kann die Wanddicke des Vorformlings nach einem vorgegebenen Programm geregelt werden. Dies geschieht insbesondere durch Änderung der Spaltbreite der Austrittsöffnung. Bei größerer

Spaltbreite nimmt die Wanddicke zu, während sich durch eine kleinere Spaltbreite eine geringere Wanddicke ergibt. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, den Vorformling über seine Länge mit unterschiedlichen Wanddicken zu versehen, wobei die Lage der einzelnen Wanddickenbereiche des

Vorformlings an Erfordernisse angepasst ist, die sich aus dem herzustellenden Hohlkörper ergeben. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich den Grundspalt der Austrittsöffnung einzustellen, um eine zusätzliche Regulierung des Vorformlings zu erreichen. Vorzugsweise wird die Regulierung durch Einstellen des Grundspaltes erst dann durchgeführt, wenn sich das Extrusionsblasformverfahren in Bezug auf die Wanddicke, das Artikelgewicht und die

Zykluszeit im eingeschwungenen Zustand befindet.

Ein als separate Baugruppe ausgebildeter Schmelzespeicher und der Extruder sind vorzugsweise über eine Rohrleitung mit der Eintrittsöffnung des Kopfs verbunden.

Der Schmelzspeicher kann als LIFO-, vorzugsweise jedoch als FIFO-Speicher ausgeführt sein. Der Vorteil des FIFO-Speichers besteht darin, dass die Verweildauer der Schmelze in dem Schmelzespeicher vergleichmässigt wird. Die bei LIFO- Speichern auftretende unterschiedlich lange thermische

Belastung in dem Schmelzespeicher kann bei der

Weiterverarbeitung der Kunststoffschmelze zu dem fertigen Hohlkörper zu Beeinträchtigungen von dessen mechanischen Eigenschaften und/oder dessen Aussehen führen. Der Aufbau eines für eine Vorrichtung zur Durchführung des

Extrusionsblasformverfahrens geeigneten FIFO-Speichers ist dem hier zuständigen Fachmann an sich bekannt und ergibt sich beispielsweise aus der DE 42 26 467 Cl . Der Aufbau eines für eine Vorrichtung zur Durchführung des

Extrusionsblasformverfahrens geeigneten LIFO-Speichers ist dem hier zuständigen Fachmann an sich bekannt und ergibt sich beispielsweise aus der DE 102 17 311 AI.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Vorrichtung zur Durchführung des Extrusionsblasformverfahrens kann der Schmelzespeicher als integraler Bestandteil des Extruders ausgebildet sein, wie dies beispielsweise bei

Schubschnecken-Extrudern der Fall ist. Der Aufbau eines

Schubschnecken-Extruders ist dem hier zuständigen Fachmann an sich bekannt und ergibt sich beispielsweise aus der DE 1 554 Schließlich kann der Schmelzespeicher als integraler

Bestandteil des Kopfs ausgebildet sein. Ein Kopf mit

integriertem FIFO-Schmelzespeicher ist dem hier zuständigen Fachmann beispielsweise aus der DE 1 704 791 A bekannt. Der Kopf weist ein Gehäuse, eine Eintrittsöffnung für die

Schmelze, einen Kern, einen Ringspalt für den Austritt der Schmelze sowie einen durch einen Ringkolben entleerbaren Speicherraum auf. Die Schmelze tritt diskontinuierlich durch den Ringspalt aus, und zwar unter der Einwirkung des

Ringkolbens, der den Speicherraum entleert. Dabei stammt ein Teil der den Vorformling bildenden Schmelze auch direkt von dem mit der Eintrittsöffnung des Kopfs verbundenen Extruder, der während des Austretens des Vorformlings kontinuierlich arbeitet. In Folge dessen kann der in dem Kopf enthaltene Schmelzespeicher zusätzlich zu der von dem Extruder

geförderten Schmelze in Abhängigkeit von der erfassten

Austrittsgeschwindigkeit Schmelze abgeben bzw. einen Teil der von dem Extruder geförderten Schmelze in dem Speicherraum aufnehmen.

Um die Zeit für den Austritt einer Teillänge des Vorformlings zu erfassen, weist die Messvorrichtung mindestens einen schaltenden Sensor auf. Der schaltende Sensor ist, wie bereits eingangs erwähnt, insbesondere Bestandteil einer

Lichtschranke. Alternativ kann der schaltende Sensor jedoch auch Bestandteil einer Ultraschallschranke oder

Mikrowellenschranke sein. Neben den berechnenden Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung durch Zeitmessung einer Wegstrecke können zur

Geschwindigkeitsmessung auch bestimmte phyikalische Effekte, wie der Doppler-Effekt genutzt werden. Wenn Schall,

Mikrowellen oder Laserstrahlen von einem Objekt reflektiert werden, hat das Echo eine höhere Frequenz, wenn sich das Objekt auf den Betrachter zu bewegt. Dieser Frequenzunterschied aufgrund des Doppler-Effektes kann zur Geschwindigkeitsmessung des austretenden Vorformlings

ausgewertet werden. Zur Geschwindigkeitsmessung können beispielsweise auch

Zeilenkameras zum Einsatz gelangen. Die einzige

lichtempfindliche Zeile, der sogenannte

http : //de . wikipedia .org/wiki/Zeilensensor Zeilensensor, wird vorzugsweise in Austrittsrichtung des Vorformlings

ausgerichtet, um dessen Austrittsgeschwindigkeit zu erfassen.

Sofern das erfindungsgemäße Extrusionsblasformverfahren mit einer trendbasierten Spaltregelung kombiniert werden soll, kann die Austrittsöffnung des Kopfs mit Hilfe eines axial in dem Kopf verschieblichen Kerns eingestellt werden. Der Kern stellt an seinem unteren Ende die innere Begrenzung eines Ringspaltes dar, der nach außen von dem Gehäuse des Kopfs begrenzt wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Figur 1 ein Schema einer Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem

Kunststoff im Extrusionsblasformverfahren .

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Vorrichtung weist einen Extruder (10) auf, dessen Schnecke (11) durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Das

Kunststoffgranulat wird dem Extruder (10) über einen nicht dargestellten Trichter zugeführt. Das zugeführte

Kunststoffgranulat wird in dem Extruder (10) plastifiziert und über eine Rohrleitung (12a) zu dem Kopf (13) gefördert. Das Gehäuse (14) des Kopfs (13) ist mit einer

Eintrittsöffnung (15) für die vom Extruder (10) kommende Schmelze versehen, die, nachdem sie die Eintrittsöffnung (15) passiert hat, einen Kanal (16) durchströmt, der an der unteren Seite des Kopfs (13) in einer ringförmigen

Austrittsöffnung (17) mündet, aus der die Schmelze als schlauchartiger Vorformling (18) kontinuierlich austritt.

An die Rohrleitung (12a) zwischen dem Extruder (10) und dem Kopf (13) ist über eine weitere Rohrleitung (12b) ein

Schmelzespeicher (20) angeschlossen. Der Schmelzespeicher (20) umfasst einen in Richtung seiner Austrittsöffnung (19) konisch zulaufenden Speicherraum (21), in dem ein

entsprechend geformter Schmelzekolben (22) hin- und

herbeweglich geführt ist. Der Schmelzekolben (22) ist über eine Kolbenstange mit einem doppelt wirkenden

Hydraulikzylinder (23) verbunden, dessen Kolben (23) mit gegenüberliegenden Kolbenflächen (23a, b) zwei aktive

Bewegungsrichtungen des Schmelzekolbens (22) ermöglicht. Die Arbeitsräume (24a, b) des doppelt wirkenden

Hydraulikzylinders (23) sind über Wege-Ventile (25a, b) mit einem Arbeitsmedium, in der Regel Hydraulikflüssigkeit, beaufschlagbar. Die Wege-Ventile (25a, b) sind elektrisch betätigt. Zu diesem Zweck sind die Steueranschlüsse der Wege- Ventile (25a, b) mit einer Steuerung (26) verbunden, deren Arbeitsweise weiter unten erläutert wird.

Unterhalb des Kopfes (13) ist eine in der Figur 1 nicht dargestellte Blasform angeordnet, die aus mindestens zwei Teilen besteht. Dieser Blasform ist eine ebenfalls in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Einrichtung für die Zuführung eines Druckmittels zugeordnet, durch welche der Vorformling (18) in der geschlossenen

Blasform zu dem gewünschten Formteil aufgeweitet wird.

Unterhalb des Kopfes (13) ist darüber hinaus eine

Messvorrichtung (27) zum Erfassen der

Austrittsgeschwindigkeit des aus der Austrittsöffnung (17) des Kopfs (13) austretenden Vorformlings (18) angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Messvorrichtung insgesamt vier Lichtschranken (28 a-d) , die in dem

Ausführungsbeispiel als Reflexlichtschranken ausgeführt sind. Das von dem Sender der Reflexlichtschranke ausgehende

Lichtsignal wird über das untere Ende (18a) des Vorformlings (A) selbst zurückgeworfen. Sender und Empfänger der

Reflexlichtschranke befinden sich parallel zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse. Die Lichtschranken (28a-d) sind in unterschiedlichen Abständen von der Austrittsöffnung (17) des Kopfs (13) ortsfest angeordnet.

Nachfolgend wird die Durchführung das

Extrusionsblasformverfahrens näher erläutert:

In dem Extruder (10) wird der thermoplastische Kunststoff zu einer Schmelze plastifiziert und von dem Extruder (10) über die Rohrleitung (12a) zu dem Kopf (13) gefördert. Des

Weiteren gelangt Schmelze über die Rohrleitung (12b) zu dem Schmelzespeicher (20) und füllt dessen Speicherraum (21), der einen Teil der von dem Extruder (10) plastifizierten und geförderten Schmelze aufnimmt.

In dem Kopf (13) wird die Schmelze in dem Kanal (16) zu dem schlauchförmigen Vorformling (18) umgeformt. Der Vorformling (18) tritt aus der Austrittsöffnung (17) des Kopfs (13) aus, wobei der Vorformling (18) in die nicht dargestellte Blasform eintritt . Während der Vorformling (18) bis zu seiner Soll-Länge

extrudiert wird, wird mit Hilfe der Messvorrichtung (27) an den durch die Positionen der Lichtschranken (28a-d)

vorgegebenen Messpunkten die Zeit für den Austritt

unterschiedlicher Teillängen des Vorformlings (18) gemessen. Die Teillänge ist dabei jeweils die Länge des Vorformlings

(18) von der Austrittsöffnung (17) bis zu dessen unterem Ende (18a) zum Zeitpunkt der Unterbrechung einer der

Lichtschranken (28a-d) . Das Ergebnis der Zeitmessung, die Zeiten t x i bis t x4 werden in der Steuerung (26) mit zuvor ermittelten Soll-Zeiten t s i bis t s4 verglichen, die bei einem absolut gleichmäßigen Betrieb des Extruders (10) zum

Erreichen der durch die Position der Lichtschranken (28a-d) vorgegebenen Messpunkte benötigt werden. Ist die gemessene Zeit t X i kleiner als die Soll-Zeit t s ± bedeutet dies, dass die Austrittsgeschwindigkeit zu hoch ist. Ist die gemessene Zeit t X i größer als die Soll-Zeit t s ± bedeutet dies, dass die

Austrittsgeschwindigkeit zu niedrig ist.

Ist die erfasste Austrittsgeschwindigkeit zu niedrig, gibt der Schmelzespeicher (20) zuvor aufgenommene Schmelze

zusätzlich zu der von dem Extruder (10) geförderten Schmelze ab. Hierdurch wird die Austrittsgeschwindigkeit des

Vorformlings (18) noch während des Blasformzyklus erhöht. Ist die erfasste Austrittsgeschwindigkeit zu hoch, nimmt der Schmelzespeicher (20) einen Teil der von dem Extruder (10) plastifizierten und geförderten Schmelze in seinem

Speicherraum (21) auf. Hierdurch wird die

Austrittsgeschwindigkeit des Vorformlings (18) noch währende des Blasformzyklus reduziert. Die Soll-Wert-Abweichung wird in der Steuerung (26) in einen Impuls variabler Dauer (K t ) und mit variablem Vorzeichen (signum) umgewandelt und an die Wegeventile (25a, b)

ausgegeben. Um aus dem Schmelzespeicher (20) Schmelze

zusätzlich zu der von dem Extruder ( 10 ) geförderten Schmelze abzugeben, bringt der Impuls das Vier-Drei-Wege-Ventil (25a) und das Vier-Zwei-Wege-Ventil (25b) jeweils in die rechte Schaltstellung, wodurch die Kolbenfläche (23a) mit der

Druckquelle (P) beaufschlagt und der Arbeitsraum (24b) mit dem Tank (T) verbunden wird. Der Schmelzekolben (22) wird hierdurch nach rechts in die in Figur 1 dargestellte Position bewegt. Zum Aufnehmen eines Teils der von dem Extruder (10) geförderten Schmelze bringt der Impuls das Vier-Drei-Wege- Ventil (25a) in die linke Schaltstellung und das Vier-Zwei- Wege-Ventil (25b) in die rechte Schaltstellung. Nunmehr ist die Kolbenfläche (23b) von der Druckquelle (P) beaufschlagt, während der Arbeitsraum (24a) mit dem Tank (T) über das Vier- Zwei-Wegeventil (25b) verbunden ist. Der Schmelzekolben (22) bewegt sich nach links und Schmelze wird in den Speicherraum (21) aufgenommen. In dem während eines Blasformzyklus zur Bildung des

schlauchförmigen Vorformlings (18) die

Austrittsgeschwindigkeit des aus dem Kopf (13) austretenden Vorformlings (18) erfasst und in Abhängigkeit von der

erfassten Austrittsgeschwindigkeit der Schmelzespeicher (20) noch während des Blasformzyklus einen Teil der von dem

Extruder (10) geförderten Schmelze aufnimmt oder zusätzlich zu der von dem Extruder (10) geförderten Schmelze abgibt, wird die Reproduzierbarkeit der Länge, des Gewichts und der Wanddickenverteilung der schlauchförmigen Vorformlinge (18) erfindungsgemäß erhöht.

Bezugszeichenliste

Nr. Bezeichnung

10 Extruder

11 Schnecke

12 a, b Rohrleitung

13 Kopf

14 Gehäuse

15 Eintrittsöffnung

16 Kanal

17 Austrittsöffnung

18 Vorformling

18a unteres Ende des Vorformlings

19 Austrittsöffnung

20 Schmelz speieher

21 Speicherraum

22 Schmelzekolben

23 Hydraulikzylinder

23a, b Kolbenflächen

24a, b Arbeitsräume

25a, b Wegeventile

26 Steuerung

27 Mess orrichtung

28a-d Lichtschranken