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    • 专利摘要:
    EinBlaskopf zum Extrudieren eines schlauchförmigen Kunststoffvorformlingsaus einem Austrittsspalt zwischen einem feststehenden Düsenkern (2)und einem Düsenkörper (10)ermöglichteine umfangsabhängigeVeränderungder Weite des Austrittsspaltes mit leichten und kleinen Betätigungsvorrichtungen,z. B. Einschraubzylindern (21, 23), wenn der Düsenkörper (10) mit seinem dem Austrittsspaltabgewandten, oberen Ende in dem Blaskopf schwenkbar gelagert undnahe dem Austrittsspalt ein Druckring (12) angeordnet ist, auf welchendie Betätigungsvorrichtungen(21, 23) wirken.
    公开号:DE102004028100A1
    申请号:DE102004028100
    申请日:2004-06-09
    公开日:2006-01-05
    发明作者:Claus-Dieter Koetke；Matthias Schindler
    申请人:THERMO-TECHNIK-SYSTEME GmbH；Thermo Technik Systeme GmbH；
    IPC主号:B29C47-22
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Extrusionsblaskopf zur Erzeugung einesschlauchförmigenVorformlings aus Kunststoff, mit einem Austrittsspalt zwischen einemfeststehenden Düsenkernund einem Düsenkörper, dermittels eines Druckringes und an diesem angreifenden Stellvorrichtungenzur umfangsabhängigenVeränderungder Weite des Austrittsspaltes verstellbar ist.
    [0002] DerAustrittsspalt zwischen dem Düsenkern unddem Düsenkörper bestimmtdie Wandstärkedes aus dem erzeugten, schlauchförmigenVorformling anschließendin einer Blasform hergestellten Hohlkörpers. Wenn es sich bei demHohlkörperum ein technisches Formteil mit einer von einer Geraden abweichendenLängsachsehandelt, das Formteil also mindestens eine Krümmung in Längsrichtung aufweist, führt einmit überseinen Umfang konstanter Wandstärkeextrudierter Vorformling dazu, dass das Formteil eine größere Wandstärke, alsoeine Materialanhäufung,im Bereich des kleineren Krümmungsradiusund umgekehrt eine geringere Wandstärke im Bereich des größeren Krümmungsradiushat. Aus Festigkeitsgründendarf jedoch eine Mindestwandstärkean keiner Stelle des Hohlkörpersunterschritten werden. Die Folge ist ein Mehrverbrauch an Kunststoffmaterialund eine Erhöhungdes Gewichtes des fertigen Hohlkörpers.Zudem kann es bei kleinen Krümmungsradiendazu kommen, dass der fertige Hohlkörper infolge der Materialanhäufung imBereich des kleineren Krümmungsradiusinnenseitig Falten und außenseitigQuermarken hat, wodurch sowohl die technische Funktion, z.B. alsLuftleitkanal, als auch das Aussehen des Artikels leiden.
    [0003] Ausder DE-A-21 28 901 ist ein Extrusionsblaskopf der einleitend angegebenenGattung bekannt, bei dem der Düsenkörper ineiner zur Längsachsedes Düsenkernsrechtwinkligen Ebene um geringe Beträge verschiebbar ist, allerdingsnicht zur gezielten Einstellung einer umfangsabhängig unterschiedlichen Wandstärke desVorformlings sondern im Gegenteil zur Erzielung eines geraden, gestrecktenAustritts des Vorformlings aus dem Austrittsspalt mit über denUmfang konstanter Wandstärke.Zu diesem Zweck hat der Düsenkörper aufseiner dem Austrittsspalt abgewandten Seite einen Flanschring, der zwischeneinem oberen und einem unteren Haltering des Blaskopfes querverschiebbarangeordnet und von einem Verschiebering umschlossen ist, der außerhalbdes Extrusionsblaskopfes mit zwei um 90° versetzt zueinander angeordnetenAugen versehen ist, an welchen zweiarmige Hebel angreifen, die über Spindelantriebeschwenkbar sind. Bei dieser Konstruktion sind zur Querverschiebungdes Düsenkörpers relativzu dem Düsenkernhohe Kräfteerforderlich, weil die Krafteinleitung am oberen Ende des Düsenkörpers, d.h.in einem Bereich, in dem die Kunststoffschmelze noch unter einemsehr hohen Druck steht, erfolgt. (Die Kunststoffschmelze tritt zwaraus dem Austrittsspalt praktisch drucklos aus, hat jedoch an derEintrittsstelle in den Blaskopf bei heutigen Maschinen einen Druckvon 400 bis 500 Bar.)
    [0004] Ausder DE-C-195 37 132 ist ein Extrusionsblaskopf bekannt, dessen Düsenkörper in ähnlicher Weise,jedoch zur Erzielung einer umfangsabhängig unterschiedlichen Wandstärke desVorformlings, mittels zweier exzentrisch gelagerter, den Düsenkörper umschließender Verschieberingeund an diesen angreifenden Hebeln in zwei zueinander orthogonalen Richtungenverschiebbar ist,d mit dem gleichen Nachteil der Einleitung derzur Verschiebung erforderlichen Kräfte in erheblichem Abstandvon dem Austrittsspalt.
    [0005] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Extrusionsblaskopf dereinleitend angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die umfangsabhängige Veränderungder Weite des Austrittsspaltes im Vergleich zu den bekannten Konstruktionenerheblich geringere Kräfteund dementsprechend einfachere, kleinere und leichtere Betätigungsvorrichtungenerfordert.
    [0006] Beieinem Blaskopf mit den einleitend angegebenen Merkmalen ist dieseAufgabe erfindungsgemäß dadurchgelöst,dass der Düsenkörper indem Blaskopf schwenkbar gelagert ist.
    [0007] ImVergleich zu einer translatorischen Verstellung des Düsenkörpers hatdies den Vorteil, dass erheblich weniger Kunststoffmasse verdrängt werdenmuss, also geringere Stellkräfteerforderlich sind. Daher sind die Stellvorrichtungen einfacher,kleiner und leichter. Ebenso könnendie die Kräfteaufnehmenden Teile des Blaskopfes mit geringeren Wandstärken ausgeführt werden.Der geringe Platzbedarf ermöglichtdie Anwendung des vorliegenden Vorschlages auch bei Maschinen mitMehrfachblaskopf.
    [0008] Besondersgering sind die Stellkräfte,wenn gemäß der bevorzugtenAusführungsformder Düsenkörper anseinem dem Austrittsspalt abgewandten oberen Ende in dem Blaskopfschwenkbar gelagert und der Druckring nahe dem Austrittsspalt angeordnetist (Anspruch 2).
    [0009] Vorzugsweisehat der Düsenkörper zuseiner schwenkbaren Lagerung eine kugelkalottenförmige Außenfläche, mit der er in einer komplementären Lagerschalein dem Blaskopf aufgenommen ist (Anspruch 3).
    [0010] Zweckmäßig bestehtder Düsenkörper aus einemOberteil mit einer kugelkalottenförmigen Außenfläche und einem mit dem Oberteilauswechselbar verbundenen Unterteil (Anspruch 4).
    [0011] ZumUmrüstendes Blaskopfs auf das Extrudieren eines Kunststoffvorformlings mitanderem Durchmesser und/oder anderer Wandstärke muss in diesem Fall nichtder komplette Düsenkörper sondernnur dessen Unterteil ausgewechselt werden.
    [0012] Beieiner in montagetechnischer Hinsicht vorteilhaften Ausführungsformbesteht die Lagerschale in dem Blaskopf aus einem Kugelpfannenoberteilund einem Kugelpfannenunterteil (Anspruch 5).
    [0013] Diean dem Druckring angreifenden Stellvorrichtungen können insbesondereaus Hydraulikzylindern, im Minimum aus drei Hydraulikzylindern,die dann um 120° umfangsmäßig gegeneinanderversetzt sind, vorzugsweise jedoch aus vier Hydraulikzylindern bestehen,von denen sich je zwei paarweise gegenüberliegen, wobei die zwei Paaregegeneinander um 90° versetztsind (Anspruch 6).
    [0014] Weildie zum Verschwenken des Düsenkörpers erforderlichenKräftevergleichsweise gering sind, könnendie Hydraulikzylinder aus in von dem Druckring beabstandeten Zylinderhalternaufgenommenen Einschraubzylindern bestehen (Anspruch 7). SolcheEinschraubzylindern bestehen im Wesentlichen nur aus einem das Einschraubgewindetragenden Zylinderkörpermit stirnseitig offenem Arbeitsraum und einem Kolben, dessen herausgeführte Kolbenstangedie Stellkraft auf den Druckring überträgt.
    [0015] DemDüsenkörper sindmindestens zwei umfangsmäßig um 90° gegeneinanderversetzte Wegaufnehmer zugeordnet (Anspruch 8), mittels derer dieIst-Lage des Düsenkörpers bestimmtwird.
    [0016] Jederder Wegaufnehmer kann einen in Richtung auf den Druckring federbelasteten,in den Zylinderhaltern verschiebbar gelagerten Taststift umfassen(Anspruch 9).
    [0017] Wieeinleitend ausgeführt,richtet sich die Verteilung und Veränderung der Wandstärke, bezogenauf den Umfang des Vorformlings, nach der Geometrie des anschließend inder Blasform fertiggeblasenen Hohlkörpers und ändert sich deshalb im Regelfall über dieLänge desextrudierten Vorformlings. Hierzu sind die Hydraulikzylinder mitder Hydraulikflüssigkeit über Ventilebeaufschlagbar, die übereinen Rechner gesteuert sind, der die Ausgangssignale der Wegaufnehmererhältund die Hydraulikventile nach einem vorgegebenen Programm in Abhängigkeitvon den Istwertsignalen der Wegaufnehmer steuert (Anspruch 10).
    [0018] DerRechner ist im Regelfall Bestandteil einer Maschinensteuerung, dieu.a. die Wandstärke desVorformlings in Abhängigkeitvon dessen Länge während desExtrudierens nach einem vorgegebenen Programm verändern kann,uzw. durch umfangssymmetrische Änderungder Weite des Austrittsspaltes, d.h. durch Heben oder Senken desDüsenkörpers relativzu dem konischen Düsenkern.
    [0019] Inder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einesExtrusionsblaskopfes nach der Erfindung schematisch vereinfachtdargestellt. Es zeigt:
    [0020] 1 einenLängsschnitt,
    [0021] 2 denunteren Teil des Blaskopfes in 1 in vergrößertem Maßstab,
    [0022] 3 eineAnsicht des Düsenkopfesvon unten,
    [0023] 4 einenQuerschnitt längsder Linie A-A in 2,
    [0024] 5 einenLängsschnittentsprechend 2, jedoch mit maximal nach rechtsverstelltem Düsenkörper und
    [0025] 6 denentsprechenden Querschnitt längsder Linie A-A in 5.
    [0026] 1 zeigtschematisch einen Extrusionsblaskopf mit einem feststehenden Kopfteil 100,mit dem ein Kernträger 101 verbundenist, der einen Kernhalter 1 trägt. Über ein Zwischenstück 102 und einenKanal in dem Kopfteil 100 wird dem den Kernträger 101 umschließenden Raumdie durch den Pfeil K symbolisierte Kunststoffschmelze aus einem üblichenExtruder unter einem Druck von einigen hundert Bar zugeführt. Anden Kernträger 101 schließt sich nachunten eine Führungsring 103 an.Auf diesem sitzt eine Führungsbüchse 104,die mit einer Grundplatte 105 verbunden ist, die die imFolgenden näher beschriebenenweiteren Teile des Blaskopfes trägt. Inan sich bekannter Weise ist die Grundplatte 105 über Führungsstangen 106 zur über denUmfang im Idealfall gleichmäßigen Ein-und Verstellung der Wandstärkedes aus dem Blaskopf extrudierten schlauchförmigen Vorformlings heb- undsenkbar.
    [0027] 2 zeigtin vergrößertem Maßstab, dass ander Grundplatte 105 übereinen Zwischenring 6 ein Gehäuse 7 befestigt ist.Das Gehäuse 7 umschließt und haltertein Kugelpfannenoberteil 8 und einen Kugelpfannenunterteil 9.Diese bilden zusammen eine ringförmigumlaufende Lagerschale füreinen Düsenkörper 10,der aus einem Oberteil 10a mit in der Lagerschale 8, 9 aufgenommener,kugelkalottenförmigerAußenfläche undeinem mit diesem auswechselbar verbundenen Unterteil 10b besteht.Der Düsenkörper 10 istvon einem Heizband 11 umgeben.
    [0028] DasDüsenunterteil 10b umschließt einenmit dem Kernhalter 1 auswechselbar verbundenen Düsenkern 2.Zwischen dem Düsenkern 2 unddem Düsenköperunterteil 10b verbleibtein Austrittsspalt S (vergleiche auch 3), dessenWeite umfangsunabhängigdurch Heben oder Senken der Grundplatte 105 mittels derStangen 106 veränderbarist.
    [0029] Zusätzlich istdie Weite des Spaltes S umfangsabhängig durch Schwenken des Düsenkörpers 10 inseiner durch die Teile 8 und 9 gebildeten Lagerschaleveränderbar.Hierzu sitzt auf dem Düsenkörperunterteil 10b nahedessen unterem Ende ein Druckring 12, der durch einen Sicherungsring 13 gehaltenist.
    [0030] Diehorizontal und bei den am häufigsten verwendetenDüsen mitKreisquerschnitt dementsprechend radial gerichteten Verstellkräfte werden mittelskleiner, einfach wirkender Arbeitszylinder 21, 22, 23, 24 erzeugt,die gemäß den 3 und 4 um90° versetztum den Umfang des Druckringes 12 verteilt angeordnet sind,so dass sie sich jeweils paarweise gegenüberliegen. Jeder Arbeitszylinder bestehtwie der Arbeitszylinder 21 aus einem Kolben 21a,dessen Kolbenstange mit ihrem freien Ende gegen den Druckring 12 anliegt.Der Kolben 21a sitzt in einem Zylindergehäuse 21b,das in einen Zylinderhalter wie 31 eingeschraubt ist. JederZylinderhalter 31, 32, 33, 34 hatAnschlüsseund Bohrungen 31a, 32a, 33a, 34a zurBeaufschlagung der Kolben 21a mit einer Hydraulikflüssigkeit.Die Zylinderhalter 31 bis 34 sind an dem Gehäuse 7 mittelsder angedeuteten Schrauben 35 befestigt.
    [0031] Über Haltewinkel 40 sindan den Zylinderhaltern 31 und 32 um 90° zueinanderversetzt zwei handelsüblicheWegaufnehmer 41, 42 befestigt. Jeder der Wegaufnehmerumfasst einen verschiebbaren Taster 41a, 42a,der gegen einen Taststift 51 bzw. 52 (s. 3)anliegt, der in dem Zylinderhalter geführt und mit seinem anderenEnde mittels einer Schraubendruckfeder wie 51a gegen denMantel des Druckringes 12 gehalten ist.
    [0032] Während die 1 bis 4 denDüsenkörper 10 ineiner zu dem Düsenkern 2 konzentrischen Lagezeigen, veranschaulichen die 5 und 6 ineiner den 2 und 4 entsprechendenDarstellung die sich aus einer maximalen Verstellung des Düsenkörpers 10 inBezug auf den Düsenkern 2 ergebende,umfangsabhängigvon nahezu Null auf einen Maximalwert und erneut auf nahezu Nullabnehmende, umfangsabhängigeWeite des Austrittsspaltes S. Zur Begrenzung des maximalen Verstellweges desDüsenkörpers 10 hatder Druckring 12 einen Ringwulst 12a (vgl. 5),mit dem er am Ende des Verstellweges gegen den betreffenden Zylinder,hier den Zylinder 23, anliegt um eine Beschädigung durch Anschlagdes Düsenkörpers 10 gegenden Düsenkern 2 zuvermeiden.
    [0033] DieKolben der Zylinder 21 bis 24 werden zur Erzielungeines in Abhängigkeitvom Umfang sich änderndenVerlaufs der Weite des Austrittsspaltes S mit Hydraulikflüssigkeit über nichtdargestellte Ventile beaufschlagt, die über den Rechner der ebenfalls nichtdargestellten Maschinensteuerung betätigt werden. Die jeweiligeIst-Stellung wird mittels der Wegaufnehmer 41, 42 gemessen,die ihre Signale an die Maschinensteuerung liefern. Diese bzw. derRechner vergleicht die Ist-Werte mit den in einem abgespeichertenProgramm in Abhängigkeitvon der jeweils extrudierten Längedes Vorformlings enthaltenen Soll-Werten und regelt durch Ansteuerungder Hydraulikventile die Stellung des Düsenkörpers 10 relativ zudem Düsenkern 2 während desExtrudierens des Vorformlings aus dem Spalt S, so dass der Vorformlingan jeder Stelle den vorgegebenen Verlauf der Wandstärke in Umfangsrichtungzusätzlichzu der bekannten globalen Wandstärkenbeeinflussung durchHeben oder Senken des Düsenkörpers 10 über dieStangen 106 hat.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Blaskopf zum Extrudieren eines schlauchförmigen Kunststoffvorformlingsaus einem Austrittsspalt (S) zwischen einem feststehenden Düsenkern (2)und einem Düsenkörper (10),der mittels eines Druckringes (12) und an diesem angreifendenStellvorrichtungen (21 bis 24) zur umfangsabhängigen Veränderungder Weite des Austrittsspaltes (S) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet,dass der Düsenkörper (10)in dem Blaskopf schwenkbar gelagert ist.
    [2] Extrusionsblaskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Düsenkörper (10)an seinem dem Austrittsspalt (S) abgewandten oberen Ende in demBlaskopf schwenkbar gelagert und der Druckring (12) nahedem Austrittsspalt (S) angeordnet ist.
    [3] Extrusionsblaskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) zuseiner schwenkbaren Lagerung eine kugelkalottenförmige Außenfläche hat, mit der er in einerkomplementärenLagerschale (8, 9) in dem Blaskopf aufgenommenist.
    [4] Extrusionsblaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (10) aus einemOberteil (10a) mit einer kugelkalottenförmigen Außenfläche und einem mit dem Oberteilauswechselbar verbundenen Unterteil (10b) besteht.
    [5] Extrusionsblaskopf nach Anspruch 3 oder 4, dadurchgekennzeichnet, dass die Lagerschale in dem Blaskopf aus einem Kugelpfannenoberteil(8) und einem Kugelpfannenunterteil (9) besteht.
    [6] Extrusionsblaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Druckring (12)angreifenden Stellvorrichtungen vier Hydraulikzylinder (21 bis 24)umfassen, von denen sich je zwei paarweise gegenüberliegen, wobei die zwei Paaregegeneinander um 90° versetztsind.
    [7] Extrusionsblaskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Hydraulikzylinder aus in von dem Druckring (12)beabstandeten Zylinderhaltern (31 bis 34) aufgenommenenEinschraubzylindern (21 bis 24) bestehen.
    [8] Extrusionsblaskopf nach einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Düsenkörper (10) mindestenszwei umfangmäßig um 90° gegeneinanderversetzte Wegaufnehmer (41, 42) zugeordnet sind.
    [9] Extrusionsblaskopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass jeder Wegaufnehmer (41, 42) einen in Richtungauf den Druckring federbelasteten, in dem Zylinderhalter verschiebbargelagerten Taststift (51, 52) umfasst.
    [10] Extrusionsblaskopf nach einem der Ansprüche 6 bis9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (21 bis 24)mit der Hydraulikflüssigkeit über Ventilebeaufschlagbar sind, die übereinen Rechner gesteuert sind, der die Ausgangssignale der Wegaufnehmererhältund die Hydraulikventile nach einem vorgegebenen Programm in Abhängigkeitvon den Istwertsignalen der Wegaufnehmer steuert.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004028100A|DE102004028100B4|2004-06-09|2004-06-09|Extrusionsblaskopf|DE102004028100A| DE102004028100B4|2004-06-09|2004-06-09|Extrusionsblaskopf|
    CA002509434A| CA2509434C|2004-06-09|2005-06-08|Extrusion blow head|
    EP05012454.4A| EP1604801B1|2004-06-09|2005-06-09|Extrusionsblaskopf|
    US11/148,800| US7278844B2|2004-06-09|2005-06-09|Extrusion head for blow molding|
    DE102005026726A| DE102005026726A1|2004-06-09|2005-06-09|Extrusionsblaskopf|
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