DE2535367A1

DE2535367A1 - Einrichtung und verfahren zum blasformen hohler gegenstaende

Info

Publication number: DE2535367A1
Application number: DE19752535367
Authority: DE
Inventors: Michael Henry Turek
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1974-08-08
Filing date: 1975-08-07
Publication date: 1976-02-26
Also published as: DE2535367B2; IT1040367B; FR2281210B1; FR2281210A1; SE398316B; SE7508889L; NL7509301A; US3943214A; JPS5141061A; GB1479251A; JPS5621583B2

Description

DR. BERG DiPL.-iNG. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45 2535367

Anwaltsakte: 26 229 { 7. AUG. 1975

Monsanto Company

St. Louie, Missouri / USA

Einrichtung und Verfahren zum Blasformen hohler Gegenstände

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Blasformen hohler Gegenstände, und insbesondere eine Einrichtung und ein Verfahren zum Abgleichen der Länge aufeinanderfolgender, hohler, thermoplastischer Külbelteile (d.h. von Teilen aus einer vorgeformten, noch flüssigen Glasmasse) , welche nacheinander zwischen Schließgliedern einer Reihe benachbarter Blasformen in einem dauernd zyklisch umlaufenden System aufgenommen sind.

Beim Blasformen von hohlen Gegenständen , wie Behältern oder

16-17-O339A GW - 2 -

Vll/XX/ha

r (019) 98 82 72 8 Manchen 80, MauerkircberstnBe 45 Banken: Bayerische Veransbtnk München 453100

987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Btnk München 3892623

983310 TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808

609809/0729

Gefäßen, durch Schließglieder einer teilbaren Form in aufeinanderfolgende Längen eines hohlen Külbels, welches an einer ringförmigen Öffnung ^an einem Strangpreß- oder Extruderkopf (im folgenden wird, da thermoplastisches Material verarbeitet wird, in diesem Zusammenhang von Extruderkopf, extrudieren, Extrudierung usw. gesprochen, womit auch alle Strangpreßvorgänge und Einrichtungen mit umfaßt sein sollen) herauskommt, wird ein ungenutzter, sogenannter "Schwanz"-Teil gebildet, welcher entfernt werden muß, bevor der Gegenstand als fertige Form betrachtet werden kann. Dieser "Schwanz" stellt den Teil des rohrförmigen Külbels dar, welcher zwischen den Formgliedern während des Schließvorgangs zu einem flächigen Teil zusammengequetscht wird, welcher über den Hohlraum hinaus vorsteht, der die Oberflächenform des hohlen Gegenstandes festlegt; dieser sogenannte "Schwanz" ist beim Stand der Technik hauptsächlich deswegen notwendig, um das Vorhandensein einer ausreichenden Materialmenge sicherzustellen, um die End- oder Stirnwandung des in der Form zu blasenden Gegenstandes zu bilden.

Die Länge eines derartigen "Schwanzes", welcher über den Hohlraum in einem fortlaufend arbeitenden Blasformsystem vorsteht, ändert sich von Form zu Form aus einer Vielzahl. Gründe. Beispielsweise können aufeinanderfolgende Polymerisatposten etwas unterschiedliche rheologische Eigenschaften aufweisen, welche dann in dem Extrudiersystem zu einem unterschiedlichen Schmelzflußverhalten führen. Änderungen in

009809/0729

dem Verhältnis rückgeführtes, fein zermahlenes Material zu

/zu frischem Material kann ebenfalls rheologischen Veränderungen in der sich ergebenden Mischung führen. Wenn die Wandstärke des «xtrudierenden Külbels programmiert ist, um eine Verteilung in dem anschließend geblasenen Behälter oder Gefäß zu optimisieren, kommen verschiedene Strömungsbilder des plastischen, formbaren Materials zwischen den külbelbildenden Flächen vor, wenn die bewegliche Form- oder Matrizenfläche der Öffnung in aufeinanderfolgenden Zyklen nicht wieder genau in die richtige Lage gebracht wird. Wenn die maximale Leistung des die Formmaschine versorgenden Extrudiersysteras annähernd erreicht ist, (ein derartiger Zustand ist vorteilhaft, um dadurch die Kosten für ein geformtes Teil in einem System mit hohem Fassungsvermögen auf ein Minimum herabzusetzen) kann eine Stoßwelle am Ausgang der Öffnung vorkommen, wodurch die Veränderlichkeit bzw. Mannigfaltigkeit noch vergrößert wird.

Eine derartige Verändern eitert in der Schwanzlänge kann beträchtliche Schwierigkeiten bei der Verarbeitung zur Folge haben. Wenn beispielsweise die Fora geschlossen ist, ohne daß sich überhaupt ein "Schwanz" bildet, wird das freie Ende des Külbels nicht zusammengedrückt und geschlossen, und die zu kurze Länge kann überhaupt nicht geblasen werden. Wenn sich ein "Schwanz" bildet, der jedoch tatsächlich etwas kurz ist, kann ihn die im Arbeitsablauf später angeordnete Einrichtung zum Entfernen des "Schwanzes", um ihn einem ganz bestimmten Längenbereich anzupassen, nicht aufnehmen, und der Gegenstand

609809/0729

kann unüberarbeitet durch das System hindurchlaufen. Wenn andererseits der "Schwanz" zu lang ist, können die Formteile nicht dicht aneinandergebracht und geschlossen werden, oder eine vorher eingestellte, im Fertigungsablauf später angeordnete Einrichtung zum Entfernen des "Schwanzes" und zur Bearbeitung des Gegenstandes kann klemmen; einer dieser Umstände kann es dann erforderlich machen, daß die ganze Fertigungsstraße stillgesetzt werden muß, was natürlich keineswegs erwünscht ist und möglichst vermieden werden sollte. Wenn, wie vorstehend angeführt, eine Programmierung der Wandstärke angewendet wird, ändert sich, wenn sich die Schwanzlänge ändert, die Programmform bzw. der -ablauf, und es kommt zu Abweichungen; infolgedessen ist dann während des anschließenden Blasvorgangs eine optimale Wandstärke nicht erreichbar.

In der US-PS 3 759 648 ist ein System zum Steuern der "Schwanz* länge" beschrieben, bei welchem die Drehzahl der Extruderschnecke in Abhängigkeit davon geändert wird, ob die gefühlte, extrudierte Külbellänge unter dem Auslaß des Extruderkopfes zu lang oder zu kurz ist. Wenn die Schneckendrehzahl geändert wird, werden jedoch auch die rheologischen Eigenschaften des thermoplastischen Polymerisats in dem Extruder geändert. Beispielsweise führt eine Erhöhung oder Verminderung der Drehoder Axialbewegung der Schnecke dementsprechend zu einer Temperaturänderung und folglich nimmt wegen der Änderung in der Energiezufuhr die Viskosität des geschmolzenen Polymerisats zu oder ab. Als Folge hiervon neigt dann ein derartiges Steu-

6038Ö9/0729

2 5 3 b 3 6 7

ersystem dazu, ständig zu pendeln, um die selbst verursachte Unstabilität zu korrigieren.

Die Steuerung der "Schwanzlänge¹¹ in einem Extrudier-Blasformsystem ist jedoch weiter verbessert worden, um dadurch diese bekannten Schwierigkeiten zu vermeiden, so daß eine derartige Länge geändert werden kann, ohne daß dies eine Störung der rheologischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials zur Folge hat, welches das Külbel bildet.

Bei einer Blasformeinrichtung mit einem nach unten gerichteten Extrudierkopf mit einer vertikal angeordneten, ringförmigen Öffnung zum Formen eines frei hängenden, hohlen, thermoplastischen Külbels, mit einem Träger, welcher eine Anzahl Formen angrenzend an den Kopf trägt, mit einer Antriebseinrichtung zur Bewegung des Trägers, so daß die Formen nacheinander unter dem Kopf in die richtige Lage gebracht werden, um zum Formblasen Teile des Külbels aufzunehmen, mit einer auf ein Steuersignal ansprechenden Einrichtung, um die Länge eines Külbelabschnittes zu regulieren, welcher über den Hohlraum der nacheinander zugeführten Formen vorsteht, und mit einer Einrichtung in oder an der Öffnung zum Abtrennen des Külbels, sind gemäß der Erfindung Verbesserungen in der Weise vorgenommen worden, daß die Länge geändert wird, ohne daß dies zu einer damit verbundenen Änderung in den rheologischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials führt, welches das Külbel bildet, und daß eine in der Drehzahl regelbare Einrich-

609809/0729

tung für die Antriebseinrichtung vorgesehen ist, welche auf das Steuersignal anspricht, um die Drehzahl des Trägers zu ändern, um dadurch wiederum die Geschwindigkeit zu ändern, mit welcher Formen fortlaufend nacheinander unter den Kopf gebracht werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drehzahl des Trägers entsprechend dem Signal geändert, um dadurch die Geschwindigkeit zu ändern, mit welcher die Formen nacheinander Külbelteile aufnehmen, und infolgedessen wird dadurch die Länge jedes Külbelteils geändert, das über die Hohlraumteile hinaus vorsteht.

Die Erfindung schafft somit zum Blasformen eine Einrichtung zum Steuern der Länge von Külbelteilen mit einem Träger, welcher eine Anzahl Blasformen trägt, mit einem Antriebsgetriebe bzw. einer -einrichtung für den Träger, um die Formen fortlaufend unter einen Extruderkopf zu bringen, mit einer logischen Einrichtung, welche auf ein Steuersignal zum Regulieren der Länge der Külbelteile anspricht, welche über den Hohlraum von aufeinanderfolgend zugeführten Formen vorsteht, und mit einer in der Drehzahl regelbaren Einrichtung, welche auf ein derartiges Signal anspricht, um die Drehbewegung des Trägers zu ändern, um dadurch die Geschwindigkeit zu ändern, mit welcher nacheinander dem Kopf Formen zugeführt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drehbewegung des Trägers entsprechend einem derartigen Signal geändert, um dadurch die Ge-

609809/0729

2b3b367

schwindigkeit zu ändern, mit welcher Formen zugeführt werden, um fortlaufend Külbelteile aufzunehmen und folglich die Länge jedes derartigen Külbelteils so zu ändern, daß er über den Hohlraum einer Form hinaus vorstehen kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.l und 2 schematische Drauf- und Seitenansichten von Teilen einer Extrudier-Blasformeinrichtung, bei welcher insbesondere die Erfindung anwendbar ist;

Fig.3 eine schematische Ansicht des Steuersystems gemäß der Erfindung in Form eines Blockbildes; und

Fig.k eine vergrößerte perspektivische Ansicht des die Külbellänge führenden Teils der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Xn Fig.l und 2 ist eine in ihrer Gesamtheit (Fig.2) mit 10 bezeichnete Extrudier-Blasformanlage dargestellt, welche eine Extrudiereinrichtung 11 mit einem nach unten gerichteten (Fig.2) Extrudierkopf 12 mit einer vertikal angeordneten, ringförmigen Auslaßöffnung (lA) an seinem unteren Ende aufweist, um in üblicher Weise ein frei hängendes, hohles, thermoplastisches Külbel l6 (Fig.4) zwischen in Abstand voneinander angeordneten,

609809/0729

ringförmigen Innen- und Außenflächen zu bilden. Eine in ihrer Gesamtheit mit 18 bezeichnete Schneideinrichtung weist ein Schneidmesser 19 mit einer scharfen Schneide auf, mittels welcher das hintere Ende des Külbels l6 an der Öffnung Ik dann in dem Formablauf abgetrennt wird, wenn zur Formung eines Gegenstandes sich eine ausreichende Külbellänge 16 zwischen den die Öffnung lk festlegenden Flächen gebildet hat. In der dargestellten Ausführungsform sind die Schneideinrichtungen 18 zwischen den Formen 26 und der Öffnung Ik angeordnet, und das Schneidmesser 19 ist an einem Ende verschwenkbar angeordnet, so daß es quer zu und in einer Ebene, welche im allgemeinen senkrecht zu den die Öffnung Ik festlegenden Flächen verläuft, an der richtigen Stelle in dem Umlauf durch eine entsprechende herkömmliche Betätigungseinrichtung, welche nicht dargestellt ist, hin- und herverschiebbar ist. Es können auch andere Formen von Külbel-Abtrennsystemen verwendet werden; bei einer bevorzugten, an dem Kopf vorgesehenen Ausführungsform ist eine nach unten hin- und herbewegbare innere Formkernspitze vorgesehen, welche kurzzeitig auf den die Außenfläche festlegenden Teil der Öffnung auftrifft, um teilweise in das plastische, verformbare Material einzudringen, welches dann an der Öffnung bei der Aufwärtsbewegung des Kopfes vollständig von einer gerade geschlossenen, darunter angeordneten Form abgetrennt wird.

Der Kopf 12 steht ständig, über einen innen vorgesehenen, gestrichelt dargestellten Durchlaß 21 in einem Zuführrohr 20 mit einem herkömmlichen Extruder 23 in Verbindung, welcher eine

- 9 - ■

609809/0729

253S367

drehbar in einem sie umgebenden Mantel gelagerte Schnecke 25 mit Schneckengängen 27 aufweist, um das thermoplastische Material in Richtung auf und durch den vertikalen Durchlaß 29 sowie die Öffnung lA in dem Kopf 12 vorzuschieben. Die Schnecke 25 in der dargestellten Ausführungsform wird über einen gesonderten Extruderschneckenantrieb gedreht, welcher nacheinander einen an einer nicht dargestellten Tragplatte befestigten Elektromotor 31, einen Riemenantrieb 33 und ein Getriebe 35 aufweist, dessen abtreibende Welle in herkömmlicher Weise mit einem Ende der Schnecke 25 verbunden ist. Der Schneckenantrieb sowie die anderen Teile, die zum Drehen der Schnecke 25 vorgesehen sind, sind in der dargestellten Form auf einem teilweise dargestellten Wagen oder Schlitten gehaltert, welcher um ein Paar gelagerter, horizontal in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneter Stummelwellen 37 schwenkbar ist, welche in vertikalen Ständern oder Stützen auf jeder Seite der Maschine gehaltert sind. (Fig.l) Die Schnecke 25 dreht sich, obwohl dies nicht wesentlich ist, vorzugsweise ständig gleichförmig, während der Extruder 23 mittels eines noch zu beschreibenden Betätigungssystems abwechselnd in eine höhere, durch Umrißlinien an der Stelle 22 (in Fig.2) dargestellten Lage verschwenkt wird, während (gleichzeitig) schrittweise eine Form in die Lagestellung unter dem Kopf 12 bewegt wird; hierauf wird dann der Extruder wieder in die untere, in Fig.2 durch ausgezogene Linien dargestellte Lage gebracht, in welcher der Külbelteil, der während der Aufwärtsbewegung extrudiert worden ist, von Formgliedern oder -abschnitten umschlossen wird, wie nachstehend noch beschrieben

- 10 -

809809/0729

wird. Die Arbeitsweise dieses Systems ist im einzelnen vollständiger und genauer in der US-PS 2 952 034 beschrieben.

Ein Teil 13 der Formeinrichtung 10 weist einen Förderträger,
beispielsweise eine horizontal angeordnete, kreisförmige Platte 24 (Fig.2) auf, welche eine Anzahl kreisförmig angeordneter Formen 26 trägt, die sich im allgemeinen unter dem Kopf 12 befinden, und entlang des Umfangs in gleichem Abstand angeordnet sind, und von welchen in Fig.1 nur drei Formen dargestellt
sind. Die Formen 26 weisen zusammenpassende Teile oder Abschnitte 39a und 39b (Fig.4) auf, die üblicherweise in Klemmbacken 28a und 28b gehaltert sind, die an einer Stelle 30 mittels eines Drehzapfens gelenkig miteinander verbunden sind.In
jedem Teil 39 ist entlang seiner Innenfläche eine Vertiefung vorgesehen, um dadurch eine Hälfte 4l eines Hohlraums mit einer Umrißlinie festzulegen, welche mit der des zu formenden Gegenstandes übereinstimmt, wenn die beiden Abschnitte aneinander
anliegen und geschlossen sind. Jede Vertiefung 4l weist an
einem Ende eine die Gegenstandunterseite festlegende Fläche 43 auf, wobei der Teil der Külbellänge über die Fläche 43 hinaus
vorsteht, welcher zwischen Wandungsteilen 6l der Abschnitte 39 beim Schließen der Form eingequetscht und zusammengedrückt
wird, wodurch der sogenannte "Schwanzteil" des Külbels gebildet ist, worauf sich die Erfindung bezieht.

Eine in ihrer Gesamtheit mit 32 in Fig.l bezeichnete Antriebseinrichtung bewegt den Träger 24 in einer horizontalen Ebene

- 11 -

S09809/0729

um eine vertikale Achse 34 und weist in der dargestellten Ausführungsfor-m mechanisch miteinander verbundene Teile auf, nämlich einen herkömmlichen Elektromotor 36, eine in der Drehzahl regelbare Antriebseinrichtung 48 mit einer Steuerwelle 40 und einer Abtriebswelle 42 unter welcher in rechtem Winkel eine Antriebseinrichtung 44 und ein Untersetzungsgetriebe 45 angeordnet ist. Eine Abtriebswelle 47 des Untersetzungsgetriebes 45 ist in üblicher Weise über eine Kupplung 46 mit einer dazwischen liegenden Antriebswelle 48 verbunden (Fig.2), welche in einem Lagerbloc.k 51 drehbar gelagert ist und deren leistungsabgebendes Ende über eine nachgiebige Kupplung 50 mit einer Eingangswelle 33 einer rechtwinklig dazu angeordneten schrittweise weiterschaltenden Einrichtung verbunden ist, deren vertikale Abtriebswelle 49 an einer Nabe an der Unterseite des Trägers 24 gehaltert ist. Die schrittweise fortschaltende Einrichtung 54 hat den üblichen Aufbau und weist im allgemeinen eine Reihe von mechanisch betätigten Steuerkurven und Mitnehmern oder Kurvenrollen in einem Gehäuse auf,wobei jede Umdrehung der Antriebswelle 33 einer vorbestimmten Winkeldrehung der Abtriebswelle 49 proportional ist, auf welche ein kurzes Stillstandsoder Schaltintervall folgt, wenn die Abtriebswelle 49 stillsteht und keine Leistung an den Träger 24 übertragen wird. Während einer derartigen Stillstandsperiode kommen die Formabschnitte oder - teile 39 einer ganz bestimmten Form 46 mit einem zu formenden Külbelteil zusammen. Zusätzlich sind eine in ihrer Gesamtheit mit 55 bezeichnete, das Anheben des Extruderkopfes steuernde Einrichtung, welche an einem nicht darge-

- 12 -

609809/0729

stellten Hebel angebracht ist, sowie eine Einrichtung 53 zum Öffnen und Schließen der Form vorgesehen, mittels welchen der Extruder und der Kopf angehoben und abgesenkt werden sowie die Formen zum richtigen Zeitpunkt während des Formungsablaufs geöffnet und geschlossen werden, welcher auf der mittels der Antriebseinrichtung 32 zugeführten Drehenergie beruht.

Durch die Antriebseinrichtung 32 wird somit der Träger oder die Trägerplatte 2k in Drehung versetzt, welche dann nacheinander die auf ihr angebrachten Formen 26 synchron mit der Auslaßöffnung l4 des Extruderkopfes 12 unter diesen in die richtige Lage bringt, wie schematisch in Fig.3 dargestellt ist, um zum Blasformen Teile des fortlaufend extrudierten Külbels 16 aufzunehmen. Verschiedene weitere Funktionen werden in üblicher Weise in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge während jedes Formungsablaufs in bekannter Weise in der Formeinrichtung 10 von anderen, nicht dargestellten Einrichtungen ausgeführt. Derartige zusätzliche Funktionen können beispielsweise das Programmieren der Wandungsstärke, eine Zufuhr von Luft zum Be- und Entlüften jeder Form, eine Bewegung des Blaskopfes, um ihn mit jeder. Form in Übereinstimmung zu bringen und wieder herawszubefordern, eine Mechanismusbewegung zur Entnahme von Gegenständen, usw. sein. Derartige Funktionen sind jedoch üblich und die Art und Weise, wie ihre Bewegung synchron zueinander und zeitlich aufeinander abgestimmt erfolgt, ist in der US-PS 2 952 034 beschrieben.

- 13 -

609809/0729

" ¹³ " 2 B 3 b 3 6 7

/in
In Fig.3 und 4 ist eine ihrer Gesamtheit mit 5" bezeichnete Einrichtung dargestellt, welche auf ein Steuersignal anspricht, das über Leitungen 58 und 60 von einer auf den Zustand ansprechenden, die Länge fühlenden Einrichtung unter dem Kopf 12 zugeführt wird, wie beispielsweise ein Paar nebeneinander angeordneter, herkömmlicher, rückstrahlender Photoelemente 62 und 64 (Fig.4) sowie einer besonderen, rückstrahlenden Fläche 80, welche die von den Photoelementen 62 und 64 auf sie auftreffenden Strahlen zu den Photoelementen zurückreflektiert. Die Photoelemente 62 und 64 werden ständig erregt, sind so angeordnet, daß sie das Vorhandensein oder Fehlen des freien Endes des Külbels 16 fühlen, und sind bezüglich der gegenüberliegenden vertikalen Wandungsflächen 6l der Formabschnitte 39 einstellbar gehaltert, welche sich von der die Gegenstandsunterseite festlegenden Fläche 43 des Hohlraums nach unten erstrekken und zwischen welchen sich während des Formvorgangs der Külbelschwanzteil ausbildet. Folglich kann durch Drehen der Welle 63« welche mit ihrem Außengewinde in einer nicht dargestellten Öffnung in einer Plattform 65 eingeschraubt ist, die vertikale Lage der letzteren und infolgedessen auch der an dieser über Tragstützen 67 angebrachten Photoelemente 62 und 64 geändert werden. Eine Sicherungsmutter 69 auf der Welle 63 sichert diese in der vorgegebenen Stellung, wenn sie gegen eine obere Platte 7I geschraubt wird, Eine verstellbare Einstellung und Anordnung in der horizontalen Ebene ist durch Schlitze 73 ih den Tragsützen 67 und über einen entsprechenden Gewindebolzen sowie Eine Welle 75 erreicht, so daß jede Tragstütze 67,

- 14 -

603809/0729

welche ein Photoelement trägt, unabhängig in horizontaler Richtung auf die Welle 63 zu und von dieser weg bewegt werden kann. Zusätzlich weisen die Photoelemente 62 und 64 jeweils nicht dargestellte, vertikale und horizontale Schlitze auf, so daß jedes Photoelement mittels herkömmlicher Gewindebolzen und Schraubenmuttern in vertikaler und horizontaler Richtung bezüglich des anderen Elements in die richtige Lage gebracht werden kann. Durch das Einstellen der Photoelemente können deren in Fig.4 bei5schematisch dargestellte Strahlen in vertikaler Richtung vorzugsweise von jeweils der anderen unteren Fläche 43 in einem bestimmten Abstand eingestellt werden, welcher gleich der zulässigen Lageänderung des Endes 75 eines Külbelteils ist, wobei die Mitte des Abstandes während aufeinanderfolgender Arbeitsvorgänge des Systems so nahe wie möglich an der geforderten Stelle des jeweiligen Endes liegt.

Gemäß der Erfindung ist eine Einrichtung mit veränderlicher bzw. regelbarer Drehzahl, welche in Fig.1 beispielsweise als Servomotor 74 dargestellt ist und welche ein herkömmliches, elektromechanisches, umlaufendes Stell- oder Betätigungsglied aufweist, mechanisch an einer Welle 40 des in der Drehzahl veränderlichen bzw. regelbaren Antriebs 38 der Antriebseinrichtung 32 befestigt. Die Einrichtung 74 spricht auf ein Signal 71 (Fig.3) an, das sie über eine Regelschaltung von einem Rechner oder einem entsprechenden logischen Bauelement 70 erhält, um die Drehzahl der Abtriebswelle 42 der Antriebseinrichtung 38 und infolgedessen schließlich auch die Drehzahl der Antriebs-

- 15 -

609809/0729

5k

welle 33 der schrittweise weiterschaltenden Einrichtung zu erhöhen, zu erniedrigen oder unverändert zu lassen. Entsprechend einer derartigen Drehzahländerung wird auch die Geschwindigkeit der schrittweisen Bewegung des Trägers 2k und infolgedessen auch die Geschwindigkeit verändert, mit welcher Formen 26 nacheinander unter den Kopf 12 gebracht werden, um einen Külbelteil l6 aufzunehmen.

Obwohl die Einrichtung 7 k mit veränderlicher bzw. regelbarer Drehzahl vorzugsweise ein Servomotor ist, welcher in Verbindung mit einer mechanisch betätigbaren Antriebseinrichtung verwendet wird, können natürlich auch andere Systeme verwendet werden, beispielsweise ein hydraulisches System, dessen Ausgang durch Verstellen der Stellung von Sicherheitsventilen in dem hydraulischen Kreis verändert wird, oder ein elektronisches Steuersystem mit einem Gleichstrommotor.

Im Hinblick auf den restlichen Teil der Einrichtung 56 in Fig.3 zur Verarbeitung der Steuersignale 58 und 60 und zur Erzeugung eines Korrektursignals 71 kann bezüglich der weiteren Einzelheiten auf Spalte 8, Zeilen l8 bis 68 sowie Spalte 9, Zeilen bis 17 der US-PS 3 759 648 verwiesen werden, in welcher ein ähnliches System beschrieben ist, das in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden kann, um die Einrichtung 7k mit veränderlicher bzw. regelbarer Drehzahl der Antriebseinrichtung 32 zu regulieren. Im allgemeinen weisen derartige Bauteile einen J-K-Flip-Flop-Sperrmechanismus, einen Entscheidungen treffen-

- 16 -

609809/0729

den Rechner oder eine herkömmliche logische Baueinheit und den zugeordneten logischen Schaltungsaufbau auf. Obwohl zwei Photoelemente 62 und 6k zur Steuerung der Stabilität bevorzugt werden, könnte auch ein Element in der Weise verwendet werden, wie in der vorerwähnten Patentschrift beschrieben ist.

Während des Betriebs wird ein frei hängender, hohler, thermoplastischer Külbelteil l6 mit einem anfangs nicht begrenzten vorderen Ende 75 fortlaufend im Auslaß ik des Kopfes 12 mit einer der linearen Extrudierung entsprechenden, konstanten vertikal· gerichteten Geschwindigkeit gebildet, (abgesehen von den oben beschriebenen unbeabsichtigten Schwankungen, welche die Veränderlichkeit und Verschiedenartigkeit zur Folge haben, die mittels der Erfindung beseitigt sind). Der Motor 36 der Antriebseinrichtung 32 hat über die zugeordneten, zwischengeschalteten, angetriebenen Teile, die vorstehend beschrieben sind, eine Form 26 unter dem Kopf Ik zusammen mit deren zusammenwirkenden und zusammenpassenden, vollständig voneinander getrennten Teilen 39 in die richtige Lage gebracht. Der Kopf 12 befindet sich zu diesem Zeitpunkt des Umlaufs in seiner unte-· ren Stellung, die Form 26 ist synchron dazu in ihre Ladestellung unter den Kopf bewegt worden, da der den Kopf 12 tragende Extruder 23 um die Stummelwellen 37 herum ruckartig nach unten geschwenkt wurde. Während der Kopf 12 nach oben in die an der Stelle 22 angegebene Lage verschwenkt wurde, nachdem sich eine Form 26 um einen Külbelteil l6 geschlossen hat, wird der Träger 2k mittels einer intermittierend arbeitenden Einrich-

- 17 -

609803/0729

tung 54 synchron weitergedreht, um die nächste Form schrittweise auf den Platz unter dem Kopf 12 zu bringen, wo der nächste Külbelteil aufgenommen wird.

Da jede Form 26 in der Ladestellung unter dem Kopf 12 zusammen mit den den Hohlraum bildenden, voneinander getrennten (Fig.4) Teilen 39 verweilt, und das vordere Ende 75 des KülbelteiLs 60 sich nach unten bewegt, wird ein zeitlich auf den schrittweise weiterschaltenden Drehtisch 24 eingestellter Schalter 77 (Fig.3) herköramlicherweise betätigt, um den Zustand der Photoelemente 62 und 64 in dem J-K-Flip-Flop-Mechanismus anzuzeigen . Der Schalter 77 wird vorzugsweise betätigt, unmittelbar bevor sich die Formteile schließen, so daß die tatsächliche Lage des Endes 75 des Külbels sich beim Schließen der Form so nahe wie möglich an der geforderten Stelle befindet. Wenn der Zustand der Photoelemente so ist, daß ihre Strahlen gleichzeitig unterbrochen werden, ist der Külbelteil für diesen speziellen Umlauf zu lang. Wenn keiner der Strählen unterbrochen wird, ist das Gegenteil richtig, d.h. der Külbelteil ist zu kur.z. Wenn der Strahl des oberen Photoelements unterbrochen und der des unteren Photoelements nicht unterbrochen wird, dann bedeutet dieser Zustand für das dargestellte System, daß die Länge des Külbelteils für diesen Umlauf bzw. Vorgang innerhalb der festgelegten Grenzen liegt und folglich auch die sogenannte "Schwanzlänge" in diesen Grenzbereichen liegt und keine Korrektur erforderlich ist. Wenn eine der beiden zuerst angeführten Bedingungen vorliegt, bewirkt das entsprechende von dem Rech-

- 18 -

609809/0729

ner oder der logischen Einheit 70 ausgelesene Signal, daß dem Servomotor 74 ein elektrisches Korrektursignal 72 zugeführt wird, um dadurch entweder die Drehzahl der Abtriebswelle 42 der Antriebseinrichtung 38 zu erhöhen oder zu erniedrigen, wodurch dann,wie bereits ausgeführt, die Geschwindigkeit des Trägers 24 in der gewünschten Richtung entsprechend geändert wird, um die Külbel auszugleichen, welche zu lang oder zu kurz sind. Dies bedeutet, daß wenn das Külbel als zu kurz gefühlt worden ist, für die späteren Umläufe die Geschwindigkeit des Trägers oder Tisches verringert wird, damit für das Extrudieren eines längeren Külbelteils l6 ausreichend Zeit zur Verfügung steht, bevor sich die Formteile um es schließen. Wenn das Külbel als zu lang gefühlt worden ist, wird die Drehbewegung des Trägers 24 erhöht, um dadurch die Frequenz zu erhöhen, mit welcher eine Form 26 unter dem Kopf erscheint, um den nächsten Külbelteil aufzunehmen oder anders ausgedrückt, um die zulässige Zeit für das Extrudieren eines Külbelteils zu beschneiden, d.h. zu verkürzen, so daß infolgedessen die Länge eines derartigen im wesentlichen mit konstanter Geschwindigkeit extrudierenden Külbelteils, welcher über den Hohlraumteil einer Form vorsteht, vermindert wird.

Die Einrichtung 70 kann, was ziemlich üblich ist, mit einer Rückkopplungsmöglichkeit ausgestattet sein, wodurch der Zustand der Photoelemente 62 und 64 überprüft wird, nachdem ein die Drehgeschwindigkeit des Tisches änderndes Signal erhalten worden ist, und wenn es genügt, nichts mehr unternommen zu werden

- 19 -

603809/0729

braucht, während wenn es nicht genügt, das System elektrisch angetrieben wird, bis die durch die logische Einrichtung eingeführte und festgelegte Stelle erreicht und getroffen ist.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen zu ersehen ist, arbeitet das vorbeschriebene System vollständig unabhängig von der Drehzahl der Extruderschnecke 25, welche getrennt mittels des Motors 31 gesteuert wird; folglich spricht das erfindungsgemäße System unabhängig von irgendeiner Änderung in den rheologischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials, welches mittels der Schnecke 25 zu dem Kopf 12 befördert wird, auf den Külbelteil an, der bereits in dem Kopf gebildet ist und von diesem herunterhängt.

Die vorstehende Beschreibung und insbesondere die Zeichnungen dienen nur der Erläuterung und stellen in keiner Weise irgendeine Beschränkung dar. Obwohl nämlich das System zur Steuerung der Külbellänge gemäß der Erfindung vorzugsweise bei dem dargestellten und beschriebenen Extrudier-Blasformsystem angewendet wird, kann es auch bei anderen Ausführungsformen von Blasoder Blasformmaschinen verwendet werden, beispielsweise Maschinen, bei welchen die Formen linear, beispielsweise seitlich oder diagonal in die Lage und aus der Lage unter dem Extruderkopf hin- und herbewegt werden. Ebenso kann der die Formen tragende Träger, dessen Bewegung durch das erfindungsgemäße System gesteuert wird, in einer vertikalen oder einer im wesentlichen vertikalen Ebene arbeiten, welche sich fortlaufend um

- 20 -

609809/0729

eine horizontale Achse dreht, wobei dann die Formen das Külbel aufnehmen, das tangential zu dem Umfang des Trägers extrudiert wird; derartige Systeme sind in der Industrie unter der Bezeichnung "Karussellmas chin en" bekannt.

Auch braucht nur eine der folgenden Einrichtungen, beispielsweise eine sich hin- und herbewegende Schneide oder ein wirksamer Teil der sich schließenden Form oder ein sich hin- und herbewegender Formkern in dem Extrudierkopf verwendet werden, um das hintere Ende des an dem Kopf gehaltenen Külbels abzutrennen, um dadurch ein frei herunterhängendes Ende zu schaffen, welches dann an der geforderten Stelle in dem Umlauf durch die Sensoren bzw. Photoelemente gefühlt werden kann. Umgekehrt ist ein Külbel, welches im Anschluß an oder gleichzeitig mit dem Schließen der Form abgetrennt wird und welches in einer zusammenhängenden Form besteht ., die im wesentlichen miteinander verbundene Abschnitte zwischen benachbarten Formen ohne ein freies Ende aufweist, in der Erfindung nicht bearbeitbar.

Patentansprüche

- 21 -

60980 9/0729

Claims

2536367

Patentansprüche

Λ .

j 1.j Einrichtung zum Blasformen hohler Gegenstände, mit einem nach unten gerichteten Extruderkopf, mit einer vertikal angeordneten, ringförmigen Öffnung zum Formen eines frei herunterhängenden, hohlen, thermoplastischen Külbels, mit einem Träger, welcher angrenzend an den Kopf eine Anzahl Formen trägt, mit einer Antriebseinrichtung zum Bewegen des Trägers, um die Formen nacheinander unter dem Kopf in die richtige Stellung zu bringen, um zum Formblasen Teile des Külbels aufzunehmen, mit einer auf ein Signal ansprechenden Steuereinrichtung zum Regulieren der Länge eines Külbelabschnittes, welcher über den Hohlraum nacheinander zugeführter Formen vorsteht, und mit einer Schneideinrichtung zum Abtrennen des Külbels an der Öffnung des Kopfes, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Einrichtung (10) die Länge des Külbels (l6) veränderbar ist, ohne daß dies eine damit verbundene Änderung in den rheologischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials zur Folge hat, indem eine auf das Steuersignal (58, 60, 71) ansprechende Einrichtung (2k) mit regelbarer Drehzahl verwendet ist, um die Geschwindigkeit zu ändern, mit welcher die Formen (26) nacheinander unter den Kopf (12) gebracht werden.
2.. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal von einem Paar Photoelementen (62,

609809/0729

" ²² " 2B35367

64) erzeugt wird, die verstellbar (63 bis 75) neben den Hohlräumen der Formen (26) angeordnet sind, wenn diese (26) sich unter dem Kopf (12) befinden.
3. Verfahren zum Blasformen hohler Gegenstände, bei welchem ein frei herunterhängendes, hohles, thermoplastisches Külbel am Auslaß eines Extruderkopfes gebildet wird, ein Träger synchron mit der Bildung des Külbels bewegt wird, um auf dem Träger angeordnete Formen nacheinander unter dem Kopf in die richtige Stellung zu bringen, um Teile des Külbels aufzunehmen, um sie in Hohlraumteilen zu den Gegenständen zu formen, ferner die Länge eines Külbelabschnitts gefühlt wird, welcher über den Hohlraum der nacheinander zugeführten Formen vorsteht, und schließlich ein Steuersignal erzeugt wird, um die Länge zu regulieren, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Verfahrens die Länge des Külbels (l6) geändert wird, ohne daß dies eine damit verbundene Änderung in den rheologischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials zur Folge hat, indem die Länge durch Ändern der Drehgeschwindigkeit des Trägers (24) entsprechend dem Signal geändert wird, um dadurch die Geschwindigkeit zu ändern, mit welcher die Formen (26) nacheinander Külbelteile (l6) aufnehmen, wobei dann die Länge jedes Külbelteüs (l6) über die Hohlraumteile (39a» 39b) vorsteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Trägers (24) im allgemeinen in einer horizontalen, um eine vertikale Achse drehbaren Ebene und wahlweise intermittierend erfolgt.

609809/0729