擠出吹塑法和用于執(zhí)行該方法的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種擠出吹塑法和一種用于執(zhí)行擠出吹塑法的裝置。
【背景技術】
[0002] 在擠出吹塑法中，在擠出機中將熱塑性塑料塑化成熔融物，并且在壓力下將其傳 送到頭部。型坯以輸出速度連續(xù)地從頭部的輸出開口輸出。尤其是位于頭部下方的吹模容 納懸掛在頭部上的、構造成軟管的型坯，在吹模中，軟管被擴寬成成品空心體。為了分別在 型坯被擠出一段給定長度以后將頭部的輸出開口下方的型坯分開，例如使用切割裝置。分 開的型坯也可以利用操作單元被轉移至吹模。
[0003] 為了制造出完美的空心體、例如瓶子或罐子，從頭部輸出的型坯必需具有最小長 度。另一方面，不應該超過型坯的特定長度，這是因為否則會消耗比必需材料要多的材料。 此外，還需要保持型坯的正確的長度，這是因為在現(xiàn)代的擠出吹塑法中，可以按照預定的程 序多次調節(jié)型坯的壁厚。
[0004] 在擠出吹塑法中會出現(xiàn)粘度波動、傳送過程波動、再生波動和材料波動以及堆積 密度波動。由于這些波動，不可避免的是：每個吹塑周期會擠出不同長度的型坯。如果長度 超過額定長度，那么廢料比例太大。如果長度低于額定長度，那么會產(chǎn)生次品。此外，還存 在以下危險：在程序化地調節(jié)型坯壁厚時，具有特定壁厚的區(qū)域不占據(jù)其相對于容納被擠 出的型坯的吹模的正確的相對位置。
[0005] 由DE 25 44 171 A公知的是，在吹模下方布置有光柵，一旦型坯達到額定長度，光 柵就通過擠出的軟管形式的型坯的下端部被中斷。如果直至達到額定長度所需要的時間少 于額定時間（在擠出機絕對勻速地工作的情況下，軟管形式的型坯在額定時間內達到其額 定長度），那么擠出機工作得太快。在這種情況下，借助控制系統(tǒng)減小擠出機的蝸桿的轉速。 如果直至達到額定長度所需要的時間超過額定時間，那么就意味著擠出機工作得太慢。在 這種情況下，只要超出時間在設定的公差之外，那么就借助控制系統(tǒng)提高擠出機的蝸桿的 轉速。型坯在被光柵掃描的時間點上具有相應于額定長度的長度。由此，避免因為軟管長 度過短而產(chǎn)生次品。然而，通過調節(jié)蝸桿轉速來改變擠出速度只會影響下一吹塑周期。因 此，利用公知的裝置不能避免擠出速度波動以及進而用于擠出軟管形式的型坯的時間間隔 的波動。因此，為了執(zhí)行擠出吹塑法需要在吹塑周期內有較長的等待時間。
[0006] 此外，由DE 25 44 609 A公知的是，依賴于型坯的長度改變來調節(jié)頭部的輸出開 口的間隙寬度。
[0007] 由DE 10 2004 015 719 B4公知了一種用于吹塑空心體的方法。該方法包括一種 調節(jié)系統(tǒng)，它會糾正擠出速度，從而使型坯在吹模中占據(jù)預定的位置。這種調節(jié)方法基于一 種壁厚程序，這個程序作用于噴嘴間隙在關鍵的橫截面區(qū)域中的間隙寬度，其中，這個調節(jié) 回路將被分開的下方的廢料塊和/或被分開的空心體的實際重量與相應的額定重量值進 行比較。依賴于額定-實際重量值的比較，通過改變噴嘴間隙的間隙寬度和/或擠出機的 蝸桿轉速來調節(jié)接下來的型坯的位置。
[0008] 為了避免在型坯分離以后的對型坯的粘接或焊接，EP I 354 692 Al建議在分開 型坯期間短暫地中斷型坯從噴頭噴嘴的輸出。為了中斷傳送，優(yōu)選由擠出機將熔融物轉移 引導到熔融物存儲器中。在連續(xù)擠出期間臨時存儲的熔融物可以在中斷以后再次混合到輸 送給噴頭的熔融物中。通過流動阻力實現(xiàn)對熔融物存儲器的控制，該流動阻力由到熔融物 存儲器的存儲室或噴頭的距離來確定。

【發(fā)明內容】

[0009] 由現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明的任務是提供開頭提及類型的擠出吹塑法，其中，使型坯 的長度波動盡可能小。此外，力求將每個吹塑周期所需要的熔融物量保持得盡可能小。此 外，本發(fā)明的任務是提出一種用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的擠出吹塑法的裝置。
[0010] 該任務的解決方案基于以下想法，即，在吹塑周期期間影響在該吹塑周期中制成 的型坯的長度。
[0011] 具體地，在開頭提及類型的擠出吹塑法中，通過以下步驟來解決該任務：
[0012] -檢測從輸出開口輸出的型坯的輸出速度，
[0013] -在型坯輸出期間和在其被分開之前，依賴于檢測到的輸出速度控制熔融物存儲 器，用以容納一部分由擠出機傳送的熔融物或者除了被傳送的熔融物之外還輸出先前容納 的熔融物，其中
[0014] -當檢測到的輸出速度小于輸出速度的額定值時，熔融物存儲器輸出熔融物，并且
[0015] -當檢測到的輸出速度大于輸出速度的額定值時，熔融物存儲器容納熔融物。
[0016] 由獨立權利要求8的特征得出用于以擠出吹塑法制造空心體的裝置。
[0017] 用于制造成形件的吹塑周期包括在頭部中重塑熔融物、型坯從頭部的輸出開口中 輸出以及在輸出之后分開型坯。在這個吹塑周期期間，檢測從輸出開口輸出的型坯的輸出 速度。依賴于檢測到的輸出速度，在吹塑周期期間就對熔融物存儲器進行控制。當檢測到 的輸出速度小于輸出速度的額定值時，在吹塑周期期間除了由擠出機傳送的熔融物之外熔 融物存儲器還輸出先前容納的熔融物。由此，在吹塑周期期間提高了型坯的輸出速度。輸 出速度的額定值是型坯在吹塑周期內達到其精確的額定長度時的值。
[0018] 當型坯的檢測到的輸出速度大于輸出速度的額定值時，熔融物存儲器在此期間容 納一部分由擠出機傳送的熔融物。由此，在吹塑周期期間就降低了型坯的輸出速度。
[0019] 通過根據(jù)本發(fā)明的方法改進了軟管形式的型坯的擠出長度、型坯的重量以及軸向 壁厚分布的可再現(xiàn)性。
[0020] 例如通過在頭部的輸出開口下方將型坯徹底分離來實現(xiàn)型坯在吹塑周期內的分 開。用于分開型坯的另一可行方案是：通過控制輸出開口來中斷型坯從頭部的輸出。
[0021] 為了尤其是在具有型坯的過快或過慢的輸出速度的連續(xù)的吹塑周期中確保熔融 物存儲器的持久的運行準備，擠出機的傳送量尤其是可以通過改變轉速和/或通過以質量 分析的方式調節(jié)輸送給擠出機的塑料顆粒的流量來提高或降低。通過提高傳送量來應對熔 融物存儲器在輸出速度持續(xù)過慢時被完全排空的危險。通過降低傳送量來應對熔融物存儲 器在輸出速度持續(xù)過快時無法再容納熔融物的危險。
[0022] 為了進一步改進軟管形式的型坯的擠出長度的可再現(xiàn)性，在本發(fā)明的一種設計方 案中設置的是，在軟管形式的型坯輸出期間和在其被分開之前多次檢測輸出速度。替選地 存在以下可行方案，即，在軟管形式的型坯輸出期間和在其被分開之前連續(xù)地檢測輸出速 度。
[0023] 如果沒有連續(xù)地檢測輸出速度，那么就優(yōu)選地通過對路程的時間測量來實現(xiàn)速度 測量。為此，至少一次但優(yōu)選地多次測量型坯在分離之前的部分長度的輸出時間。部分長 度是型坯的額定長度的按百分比計算的部分。例如測量直至輸出型坯的額定長度的20%、 40%、60%和80%的時間。為此，在頭部下方的相應位置上布置有光柵，該光柵被型還的從 工具頭部的輸出開口輸出的下端部中斷。
[0024] 如果熔融物存儲器是以液壓方式來操作的，那么熔融物存儲器就可以由控制系統(tǒng) 借助換向閥或比例閥來操控。尤其是經(jīng)由以電子方式工作的開關元件來操控通過電機、例 如線性馬達來操作的存儲器。
[0025] 在根據(jù)本發(fā)明的方法的一種變型方案中，額外地在型坯輸出期間改變頭部的輸出 開口的大小。由此，可以按照預定的程序調節(jié)型坯的壁厚。這尤其通過改變輸出開口的間隙 寬度來實現(xiàn)。在間隙寬度更大的情況下，壁厚增加，而通過更小的間隙寬度則得到更小的壁 厚。通過這種方式，型坯在其整個長度上可以設有不同的壁厚，其中，型坯的各個壁厚區(qū)域 的位置匹配于由要制造的空心體所提出的要求。但是，在本發(fā)明的框架內顯然也可以調節(jié) 輸出開口的基礎間隙，以便實現(xiàn)對型坯的額外的調整。優(yōu)選地，只有當擠出吹塑法在壁厚、 物件重量和周期時間方面處于振蕩的狀態(tài)時，才通過調芐基礎間隙來進行調整。
[0026] 構造成獨立結構組件的熔融物存儲器和擠出機優(yōu)選經(jīng)由管狀線路與頭部的輸入 開口相連。
[0027] 熔融物存儲器可以實施為LIFO存儲器，但優(yōu)選實施為FIFO存儲器。FIFO存儲器 的優(yōu)點在于熔融物在熔融物存儲器中的逗留時間被均勻化。在LIFO存儲器中出現(xiàn)的、在熔 融物存儲器中逗留不同長時間的熱負荷在將塑料熔融物進一步加工成成品空心體時可能 導致對其機械特性和/或其外觀的損壞。適用于執(zhí)行擠出吹塑法的裝置的FIFO存儲器的 結構對于在此負責的專業(yè)技術人員來說本身就是公知的，例如可以由DE 42 26 467 Cl得 出。適用于執(zhí)行擠出吹塑法的裝置的LIFO存儲器的結構對于在此負責的專業(yè)技術人員來 說本身就是公知的，例如可以由DE 102 17 311 Al得出。
[0028] 在根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行擠出吹塑法的裝置的另一種實施方式中，熔融物存儲器 可以構造成擠出機的整合的組成部分，像例如在往復式蝸桿擠出機中的情況那樣。往復式 蝸桿擠出機的結構對于在此負責的專業(yè)技術人員來說本身就是公知的，例如可以由DE 1 554 968 A 得出。
[0029] 最后，熔融物存儲器可以構造成頭部的整合的組成部分。在此負責的專業(yè)技術人 員例如由DE 1 704 781 A 了解了具有整合的FIFO熔融物存儲器的頭部。頭部具有殼體、 用于熔融物的輸入開口、芯、用于熔融物輸出的環(huán)形間隙以及可以通過環(huán)形活塞排空的存 儲室。熔融物不連續(xù)地通過環(huán)形間隙被輸出，具體而言是在排空存儲室的環(huán)形活塞的作用 下。在此，形成型坯的熔融物的一部分也直接源自與頭部的輸入開口相連的擠出機，該擠出 機在型坯輸出期間連續(xù)地工作。因此，除了由擠出機傳送的熔融物之外，包含在頭部中的熔 融物存儲器還可以依賴于檢測到的輸出速度輸出熔融物或者說在存儲室內容納一部分由 擠出機傳送的熔融物。
[0030] 為了檢測型坯的部分長度的輸出時間，測量裝置具有至少一個起開關作用的傳感 器。正如開頭已經(jīng)提及的那樣，起開關作用的傳感器尤其是光柵的組成部分。但替選地，起 開關作用的傳感器也可以是超聲波測障或微波測障的組成部分。
[0031] 除了用于通過對路程進行時間測量來實現(xiàn)速度測量的計算方法之外，為了測量速 度也可以利用特定的物理效應、例如多普勒效應。當聲波、微波或激光射線被物體反射時， 如果物體朝著觀察者運動，那么反射波具有更高的頻率。這種基于多普勒效應的頻率差可 以被評估，用于測量輸出的型坯的速度。
[0032] 為了測量速度例如也可以使用行掃描攝像機。唯一的光敏行，即所謂的行掃描傳 感器（http://de. wikipedia. org/wiki/Zeilensensor)優(yōu)選朝型還的輸出方向取向，以便 檢測其輸出速度。
[0033] 如果根據(jù)本發(fā)明的擠出吹塑法要與流行的間隙調節(jié)相組合，那么可以借助在頭部 中可沿周向移動的芯來調節(jié)頭部的輸出開