挤出吹塑法和用于执行该方法的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种挤出吹塑法和一种用于执行挤出吹塑法的装置。
【背景技术】
[0002] 在挤出吹塑法中，在挤出机中将热塑性塑料塑化成熔融物，并且在压力下将其传 送到头部。型坯以输出速度连续地从头部的输出开口输出。尤其是位于头部下方的吹模容 纳悬挂在头部上的、构造成软管的型坯，在吹模中，软管被扩宽成成品空心体。为了分别在 型坯被挤出一段给定长度以后将头部的输出开口下方的型坯分开，例如使用切割装置。分 开的型坯也可以利用操作单元被转移至吹模。
[0003] 为了制造出完美的空心体、例如瓶子或罐子，从头部输出的型坯必需具有最小长 度。另一方面，不应该超过型坯的特定长度，这是因为否则会消耗比必需材料要多的材料。 此外，还需要保持型坯的正确的长度，这是因为在现代的挤出吹塑法中，可以按照预定的程 序多次调节型坯的壁厚。
[0004] 在挤出吹塑法中会出现粘度波动、传送过程波动、再生波动和材料波动以及堆积 密度波动。由于这些波动，不可避免的是：每个吹塑周期会挤出不同长度的型坯。如果长度 超过额定长度，那么废料比例太大。如果长度低于额定长度，那么会产生次品。此外，还存 在以下危险：在程序化地调节型坯壁厚时，具有特定壁厚的区域不占据其相对于容纳被挤 出的型坯的吹模的正确的相对位置。
[0005] 由DE 25 44 171 A公知的是，在吹模下方布置有光栅，一旦型坯达到额定长度，光 栅就通过挤出的软管形式的型坯的下端部被中断。如果直至达到额定长度所需要的时间少 于额定时间（在挤出机绝对匀速地工作的情况下，软管形式的型坯在额定时间内达到其额 定长度），那么挤出机工作得太快。在这种情况下，借助控制系统减小挤出机的蜗杆的转速。 如果直至达到额定长度所需要的时间超过额定时间，那么就意味着挤出机工作得太慢。在 这种情况下，只要超出时间在设定的公差之外，那么就借助控制系统提高挤出机的蜗杆的 转速。型坯在被光栅扫描的时间点上具有相应于额定长度的长度。由此，避免因为软管长 度过短而产生次品。然而，通过调节蜗杆转速来改变挤出速度只会影响下一吹塑周期。因 此，利用公知的装置不能避免挤出速度波动以及进而用于挤出软管形式的型坯的时间间隔 的波动。因此，为了执行挤出吹塑法需要在吹塑周期内有较长的等待时间。
[0006] 此外，由DE 25 44 609 A公知的是，依赖于型坯的长度改变来调节头部的输出开 口的间隙宽度。
[0007] 由DE 10 2004 015 719 B4公知了一种用于吹塑空心体的方法。该方法包括一种 调节系统，它会纠正挤出速度，从而使型坯在吹模中占据预定的位置。这种调节方法基于一 种壁厚程序，这个程序作用于喷嘴间隙在关键的横截面区域中的间隙宽度，其中，这个调节 回路将被分开的下方的废料块和/或被分开的空心体的实际重量与相应的额定重量值进 行比较。依赖于额定-实际重量值的比较，通过改变喷嘴间隙的间隙宽度和/或挤出机的 蜗杆转速来调节接下来的型坯的位置。
[0008] 为了避免在型坯分离以后的对型坯的粘接或焊接，EP I 354 692 Al建议在分开 型坯期间短暂地中断型坯从喷头喷嘴的输出。为了中断传送，优选由挤出机将熔融物转移 引导到熔融物存储器中。在连续挤出期间临时存储的熔融物可以在中断以后再次混合到输 送给喷头的熔融物中。通过流动阻力实现对熔融物存储器的控制，该流动阻力由到熔融物 存储器的存储室或喷头的距离来确定。
【发明内容】
[0009] 由现有技术出发，本发明的任务是提供开头提及类型的挤出吹塑法，其中，使型坯 的长度波动尽可能小。此外，力求将每个吹塑周期所需要的熔融物量保持得尽可能小。此 外，本发明的任务是提出一种用于执行根据本发明的挤出吹塑法的装置。
[0010] 该任务的解决方案基于以下想法，即，在吹塑周期期间影响在该吹塑周期中制成 的型坯的长度。
[0011] 具体地，在开头提及类型的挤出吹塑法中，通过以下步骤来解决该任务：
[0012] -检测从输出开口输出的型坯的输出速度，
[0013] -在型坯输出期间和在其被分开之前，依赖于检测到的输出速度控制熔融物存储 器，用以容纳一部分由挤出机传送的熔融物或者除了被传送的熔融物之外还输出先前容纳 的熔融物，其中
[0014] -当检测到的输出速度小于输出速度的额定值时，熔融物存储器输出熔融物，并且
[0015] -当检测到的输出速度大于输出速度的额定值时，熔融物存储器容纳熔融物。
[0016] 由独立权利要求8的特征得出用于以挤出吹塑法制造空心体的装置。
[0017] 用于制造成形件的吹塑周期包括在头部中重塑熔融物、型坯从头部的输出开口中 输出以及在输出之后分开型坯。在这个吹塑周期期间，检测从输出开口输出的型坯的输出 速度。依赖于检测到的输出速度，在吹塑周期期间就对熔融物存储器进行控制。当检测到 的输出速度小于输出速度的额定值时，在吹塑周期期间除了由挤出机传送的熔融物之外熔 融物存储器还输出先前容纳的熔融物。由此，在吹塑周期期间提高了型坯的输出速度。输 出速度的额定值是型坯在吹塑周期内达到其精确的额定长度时的值。
[0018] 当型坯的检测到的输出速度大于输出速度的额定值时，熔融物存储器在此期间容 纳一部分由挤出机传送的熔融物。由此，在吹塑周期期间就降低了型坯的输出速度。
[0019] 通过根据本发明的方法改进了软管形式的型坯的挤出长度、型坯的重量以及轴向 壁厚分布的可再现性。
[0020] 例如通过在头部的输出开口下方将型坯彻底分离来实现型坯在吹塑周期内的分 开。用于分开型坯的另一可行方案是：通过控制输出开口来中断型坯从头部的输出。
[0021] 为了尤其是在具有型坯的过快或过慢的输出速度的连续的吹塑周期中确保熔融 物存储器的持久的运行准备，挤出机的传送量尤其是可以通过改变转速和/或通过以质量 分析的方式调节输送给挤出机的塑料颗粒的流量来提高或降低。通过提高传送量来应对熔 融物存储器在输出速度持续过慢时被完全排空的危险。通过降低传送量来应对熔融物存储 器在输出速度持续过快时无法再容纳熔融物的危险。
[0022] 为了进一步改进软管形式的型坯的挤出长度的可再现性，在本发明的一种设计方 案中设置的是，在软管形式的型坯输出期间和在其被分开之前多次检测输出速度。替选地 存在以下可行方案，即，在软管形式的型坯输出期间和在其被分开之前连续地检测输出速 度。
[0023] 如果没有连续地检测输出速度，那么就优选地通过对路程的时间测量来实现速度 测量。为此，至少一次但优选地多次测量型坯在分离之前的部分长度的输出时间。部分长 度是型坯的额定长度的按百分比计算的部分。例如测量直至输出型坯的额定长度的20%、 40%、60%和80%的时间。为此，在头部下方的相应位置上布置有光栅，该光栅被型还的从 工具头部的输出开口输出的下端部中断。
[0024] 如果熔融物存储器是以液压方式来操作的，那么熔融物存储器就可以由控制系统 借助换向阀或比例阀来操控。尤其是经由以电子方式工作的开关元件来操控通过电机、例 如线性马达来操作的存储器。
[0025] 在根据本发明的方法的一种变型方案中，额外地在型坯输出期间改变头部的输出 开口的大小。由此，可以按照预定的程序调节型坯的壁厚。这尤其通过改变输出开口的间隙 宽度来实现。在间隙宽度更大的情况下，壁厚增加，而通过更小的间隙宽度则得到更小的壁 厚。通过这种方式，型坯在其整个长度上可以设有不同的壁厚，其中，型坯的各个壁厚区域 的位置匹配于由要制造的空心体所提出的要求。但是，在本发明的框架内显然也可以调节 输出开口的基础间隙，以便实现对型坯的额外的调整。优选地，只有当挤出吹塑法在壁厚、 物件重量和周期时间方面处于振荡的状态时，才通过调苄基础间隙来进行调整。
[0026] 构造成独立结构组件的熔融物存储器和挤出机优选经由管状线路与头部的输入 开口相连。
[0027] 熔融物存储器可以实施为LIFO存储器，但优选实施为FIFO存储器。FIFO存储器 的优点在于熔融物在熔融物存储器中的逗留时间被均匀化。在LIFO存储器中出现的、在熔 融物存储器中逗留不同长时间的热负荷在将塑料熔融物进一步加工成成品空心体时可能 导致对其机械特性和/或其外观的损坏。适用于执行挤出吹塑法的装置的FIFO存储器的 结构对于在此负责的专业技术人员来说本身就是公知的，例如可以由DE 42 26 467 Cl得 出。适用于执行挤出吹塑法的装置的LIFO存储器的结构对于在此负责的专业技术人员来 说本身就是公知的，例如可以由DE 102 17 311 Al得出。
[0028] 在根据本发明的用于执行挤出吹塑法的装置的另一种实施方式中，熔融物存储器 可以构造成挤出机的整合的组成部分，像例如在往复式蜗杆挤出机中的情况那样。往复式 蜗杆挤出机的结构对于在此负责的专业技术人员来说本身就是公知的，例如可以由DE 1 554 968 A 得出。
[0029] 最后，熔融物存储器可以构造成头部的整合的组成部分。在此负责的专业技术人 员例如由DE 1 704 781 A 了解了具有整合的FIFO熔融物存储器的头部。头部具有壳体、 用于熔融物的输入开口、芯、用于熔融物输出的环形间隙以及可以通过环形活塞排空的存 储室。熔融物不连续地通过环形间隙被输出，具体而言是在排空存储室的环形活塞的作用 下。在此，形成型坯的熔融物的一部分也直接源自与头部的输入开口相连的挤出机，该挤出 机在型坯输出期间连续地工作。因此，除了由挤出机传送的熔融物之外，包含在头部中的熔 融物存储器还可以依赖于检测到的输出速度输出熔融物或者说在存储室内容纳一部分由 挤出机传送的熔融物。
[0030] 为了检测型坯的部分长度的输出时间，测量装置具有至少一个起开关作用的传感 器。正如开头已经提及的那样，起开关作用的传感器尤其是光栅的组成部分。但替选地，起 开关作用的传感器也可以是超声波测障或微波测障的组成部分。
[0031] 除了用于通过对路程进行时间测量来实现速度测量的计算方法之外，为了测量速 度也可以利用特定的物理效应、例如多普勒效应。当声波、微波或激光射线被物体反射时， 如果物体朝着观察者运动，那么反射波具有更高的频率。这种基于多普勒效应的频率差可 以被评估，用于测量输出的型坯的速度。
[0032] 为了测量速度例如也可以使用行扫描摄像机。唯一的光敏行，即所谓的行扫描传 感器（http://de. wikipedia. org/wiki/Zeilensensor)优选朝型还的输出方向取向，以便 检测其输出速度。
[0033] 如果根据本发明的挤出吹塑法要与流行的间隙调节相组合，那么可以借助在头部 中可沿周向移动的芯来调节头部的输出开