<Desc/Clms Page number 1>
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstellung von Verfahrensparametern bei der Herstellung von Hohlkörpern aus rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlingen, insbesondere in einer Streckblasmaschine, wobei die Vorformlinge in einer Heizvorrichtung aufgewärmt werden und nach einer Homogenisierung und Messung der Temperatur der Vorformlinge diese in einer Blasvorrichtung durch Einleitung eines Gases unter Überdruck zu Hohlkörpern geformt werden.
Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei eine Fördervorrichtung zum Transport der rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlinge durch eine Heizvorrichtung in eine Blasvorrichtung zum Formen von Hohlkörpern durch Einleiten von Gas unter Überdruck in die Vorformlinge vorgesehen ist, wobei nach der Heizvorrichtung ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur der Vorformlinge angeordnet ist.
Eine derartige Streckblasmaschine bzw. automatisierte Fertigungsstrasse zum Herstellen hohler Körper ausgehend von rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlingen ist beispielsweise der AT-E 86 177 zu entnehmen. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden rohrförmige, thermoplastische Vorformlinge in einer Heizvorrichtung erwärmt, worauf sie in einer Blasvorrichtung durch Einbringen eines Gases unter Überdruck und Ausübung einer mechanischen Beanspruchung zum Strecken der Hohlkörper auf die gewünschte Hohlform, beispielsweise Flaschenform, gebracht werden.
Um eine Überwachung des Herstellungsvorganges und eine Einstellung einiger wesentlicher Verfahrensparameter des Herstellungsvorganges zu ermöglichen, wird üblicherweise bei derartigen, bekannten Maschinen in einem Bereich unmittelbar nach der Heizvorrichtung die Temperatur der Vorformlinge in einem im wesentlichen zentralen Bereich entlang der Länge des Vorformlings gemessen und es wird davon ausgegangen, dass bei Einstellung einer für den weiteren Blasvorgang optimalen Temperatur im Messbereich entlang der Länge des Vorformlings auch eine entsprechend optimale Temperatur in den anderen Bereichen des Vorformlings vorliegt, welche nicht unmittelbar durch die Temperaturmessung erfasst sind.
Ausgehend von diesem einen ermittelten Temperaturwert kann nun bei bekannten Vorrichtungen die Heizleistung in der Heizvorrichtung entsprechend variiert
<Desc/Clms Page number 2>
werden, wobei üblicherweise in der Heizvorrichtung entlang des Durchtrittsweges der Vorformlinge mehrere Heizeinrichtungen, beispielsweise in Form von Infrarotlampen, übereinander angeordnet werden.
Bei Messung der Temperatur an lediglich einer im wesentlichen entlang der Länge des Vorformlings können somit bei Abweichungen der gemessenen Temperatur von einem Soll-Wert nur sämtliche Heizeinrichtungen gemeinsam justiert bzw. gesteuert werden, so dass eine gezielte Beieinflussung der Temperatur entlang der Länge der Vorformlinge nicht möglich ist und ein spezifisches Temperaturprofil nicht ohne weiteres eingestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren zur Einstellung von Verfahrensparametern bei der Herstellung von Hohlkörpern aus rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlingen zur Verfügung zu stellen, mit welchem es gelingt, insbesondere die Temperatur in den unterschiedlichen Bereichen eines Vorformlings zu bestimmen und in Abhängigkeit von den ermittelten Temperaturen in den einzelnen Langenabschnitten der Vorformlinge eine exakte Steuerung der Heizvorrichtung zur Erzielung einer möglichst guten Übereinstimmung der ermittelten Temperaturen mit vorgegebenen Soll-Wert-Temperaturen bzw. einem Temperaturprofil für die nachfolgende Ausbildung der Hohlkörper durch Einleitung des Gases unter Überdruck zu erzielen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemässe verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass nach Verlassen der Heizvorrichtung die Temperatur der Vorformlinge entlang ihrer Länge an wenigstens drei voneinander verschiedenen Positionen gemessen wird und dass die Zufuhr von Wärme zu den Vorformlingen in der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von den in den unter- schiedlichen Positionen gemessenen Temperaturen gesteuert wird.
Dadurch, dass erfindungsgemäss die Temperatur der Vorformlinge nach Verlassen der Heizvorrichtung entlang ihrer Länge an wenigstens drei voneinander verschiedenen Positionen gemessen wird, wird es möglich, die Temperatur der Vorformlinge in den unterschiedlichen Bereichen exakt festzustellen und in weiterer
Folge bei Nicht-Erreichung der gewünschten Temperatur (en) exakt eine entsprechende Anpassung der über die Heizvorrichtung den
Vorformlingen in den einzelnen L ngsabschnitten zugeführten
<Desc/Clms Page number 3>
wärmeenergie vorzunehmen.
Entsprechend den unterschiedlichen Positionen der Temperaturmessung relativ zur Längserstreckung der Vorformlinge werden die Heizeinrichtungen in der Heizvorrichtung in unterschiedlichen Positionen gesteuert bzw. geegelt und der Temperatur (en) in benachbarten Regionen bei Veränderung der Heizleistung in lediglich einigen Bereichen entlang der Länge der Vorformlinge berücksichtigt werden.
Für eine besonders einfache und exakte Steuerung der Heizleistungszufuhr in der Heizvorrichtung wird erfindungsgemäss das Verfahren bevorzugt so durchgeführt, dass die Zufuhr von Wärme zu den Vorformlingen in einer Mehrzahl von voneinander getrennten Bereichen entlang ihrer Länge vorgenommen wird und dass die Anzahl der Messpositionen der Temperatur der Vorformlinge entsprechend der Anzahl der voneinander getrennten Bereiche zur Zufuhr von Wärme gewählt wird.
Durch entsprechende Abstimmung der Anzahl der Temperatursensoren auf die in der Heizvorrichtung längs der Länge der Vorformlinge angeordneten, voneinander verschiedenen Heizeinrichtungen gelingt eine exakte und definierte Steuerung in den unterschiedlichen Bereichen der Vorformlinge, wobei für beispielsweise entlang der Länge der Vorformlinge acht übereinander angeordnete, bekannte Heizeinrichtungen in Form von Infrarotlampen dementsprechend acht Temperatursensoren entlang der Länge der Vorformlinge übereinander angeordnet werden.
Bekannte Fertigungsstrassen zum Herstellen von hohlen Kör- pern ausgehend von thermoplastischen Vorformlingen bzw. Streckblasmaschinen werden üblicherweise mit hohen Fördergeschwindigkeiten für die Vorformlinge zwischen den einzelnen Stationen betrieben. Für die Erzielung von ordnungsgemäss geformten Hohlkörpern beim Einbringen des Gases unter Überdruck ist es unter anderem wichtig, dass die eine relativ grosse Wandstärke aufweisenden Vorformlinge über ihren gesamten Querschnitt ausreichend und vor allem gleichmässig erwärmt sind, während die Temperaturmessung naturgemäss im wesentlichen nur die Temperatur an der Oberfläche der Vorformlinge ergeben kann.
Bei sehr raschen Fördergeschwindigkeiten der Vorformlinge durch die Heizvorrichtung und bei relativ geringem Abstand zwischen dem Ende der Heizvorrichtung und der Position der Temperatursensoren kann
<Desc/Clms Page number 4>
somit der Fall eintreten, dass eine ausreichende Homogenisierung der Temperatur über den gesamten Materialquerschnitt der Vorformlinge noch nicht eingetreten ist und dass die ermittelten Temperaturen somit nicht dem gewünschten Temperaturprofil nach einer vollständigen Homogenisierung entsprechen.
Um die Fördergeschwindigkeiten der Vorformlinge durch die einzelnen Betriebsstationen zu berücksichtigen, wird daher erfindungsgemäss bevorzugt so vorgegangen, dass die Geschwindigkeit der Bewegung der Vorformlinge in der Heizvorrichtung und zwischen der Heizvorrichtung und der Position der Temperaturmessung bestimmt wird und die gemessenen Temperaturwerte mit der ermittelten Geschwindigkeit korreliert und gegebenenfalls korrigiert werden. Dadurch wird die Geschwindigkeit bei der Bewegung der Vorformlinge entsprechend berücksichtigt, so dass für den Fall, dass bei hohen Fördergeschwindigkeiten bei Erreichen der Position der Tempera- tursensoren eine ausreichende noch nicht statt- gefunden hat, diese Tatsache entsprechend berücksichtigt und korrigiert werden kann.
Es lassen sich somit in einfacher Weise die einzusetzende Wärmeenergie als auch die Zeitkonstanten der zu überwachenden Parameter ermitteln und berücksichtigen.
Um eine vereinfachte Auswertung der Temperaturwerte der Temperatursensoren zu ermöglichen und insbesondere auch relativ einfache und daher kostengünstige Temperatursensoren, welche zumeist relativ lange Ansprechzeiten aufweisen, bei hoher Fördergeschwindigkeit einsetzen zu können, wird bevorzugt so vorgegangen, dass ein Mittelwert der Temperatur von jeweils wenigstens zwei nebeneinander liegenden Vorformlingen ermittelt wird. Die Bestimmung derartiger Mittelwerte hat hiebei auf die Verfahrensführung keinen Einfluss, da naturgemäss die Temperaturen zwischen benachbarten Vorformlingen sich nur in sehr geringem Ausmass voneinander unterscheiden, da auch bei Korrekturen der Wärmezu- fuhr in der Heizvorrichtung entsprechend grosse Ansprechzeiten im
Sinne der Veränderung der Temperatur zu erwarten sind.
Dadurch lässt sich auch die Auswertung der Temperaturmesswerte verein- fachen, da die zwischen benachbarten Vorformlingen liegenden, kälteren Bereiche nicht erfasst und berücksichtigt werden müssen. wie oben bereits angedeutet, ist für den nachfolgenden
Blasvorgang eine ausreichende Homogenisierung der Temperatur
<Desc/Clms Page number 5>
über den gesamten Materialquerschnitt der Vorformlinge wesentlich.
Um bei hohen Fördergeschwindigkeiten einen ausreichenden Zeitraum zwischen dem Verlassen der Heizvorrichtung und dem Passieren der Temperatursensoren für eine möglichst vollständige Homogenisierung der Temperatur zur Verfügung zu stellen, wird weiters das erfindungsgemässe Verfahren bevorzugt so durchgeführt, dass die Messung der Temperatur an den Vorformlingen in einem Abstand von der Heizvorrichtung vorgenommen wird, welcher wenigstens einem Drittel, vorzugsweise etwa der Hälfte der Länge der Heizvorrichtung entspricht.
Dadurch wird eine ausreichend lange Homogenisierungsstrecke zwischen dem Verlassen der Heizvorrichtung und der Position der Temperatursensoren zur Verfügung gestellt. während der Durchtritt der Vorformlinge durch die Heizvorrichtung und daran anschliessende Fördervorrichtungen im wesentlichen kontinuierlich erfolgt, müssen die Vorformlinge in der Blasvorrichtung kurzfristig angehalten bzw. diskontinuierlich bewegt werden, um durch Einbringen eines Gases unter Überdruck auf die entsprechende, gewünschte Form des Hohlkörpers gebracht zu werden.
Bei bekannten Maschinen sind hiebei im Bereich der Blasvorrichtung komplizierte und konstruktiv aufwendige Bremsund Getriebemechanismen vorgesehen, um kurzfristig ein Anhalten der Vorformlinge zum Ausbilden der Hohlkörper und eine Bewegung der eingesetzten Formelemente zu bewirken, während der Blasvorrichtung vorgeschaltete und nachgeschaltete Fördervorgänge im wesentlichen kontinuierlich bewegt werden. Für eine Vereinfachung der Steuerung des Antriebes im Bereich der Blasvorrichtung wird demgegenüber erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Antrieb zur Bewegung der Vorformlinge für den Durchtritt durch die Blasvorrichtung elektronisch gesteuert wird, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht, wodurch auf aufwendige Brems- und Getriebemechanismen verzichtet werden kann.
Im ordnungsgemässen Betrieb werden derartige Streckblasmaschinen im wesentlichen automatisch betrieben, wodurch die Kontinuität der Herstellung der Hohlkörper gesichert werden kann. Insbesondere beispielsweise beim Start der Vorrichtung oder auch in Notsituationen kann es jedoch erforderlich sein,
<Desc/Clms Page number 6>
manuell einzelne Bereiche zu überprüfen, wobei erfindungsgemäss bevorzugt so vorgegangen wird, dass der Antrieb zur Bewegung der Vorformlinge zwischen einem automatischen Betrieb und einem manuellen Betrieb elektrisch oder elektronisch gesteuert umschaltbar ist.
Bei bekannten Vorrichungen wird bei Inbetriebnahme üblicherweise so vorgegangen, dass ausgehend von Erfahrungswerten die Heizleistung der Heizvorrichtung entsprechend eingestellt wird, worauf in weiterer Folge nach Messung der Temperatur an einem im wesentlichen zentralen Bereich der Vorformlinge die Heizleistung nachjustiert wird, während bereits kontinuierlich eine grosse Menge von Vorformlingen der Blasvorrichtung zugeführt wurde. Falls das erreichte Temperaturprofil stark von dem gegebenen Soll-Wert der Temperatur abweicht, muss somit mit einem grossen Ausschuss bzw. Verlust einer grossen Menge an eingesetzten Vorformlingen gerechnet werden, da, wie oben bereits angedeutet, die Änderungen der Temperatur auch bei relativ rascher Anpassung der Heizleistung nicht abrupt erfolgt.
Um nun bei Inbetriebnahme der Vorrichtung einen möglichen Ausschuss möglichst gering zu halten, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass bei Inbetriebnahme der Vorrichtung diskontinuierlich eine geringe Anzahl von Vorformlingen, insbesondere drei Vorformlinge, aufgewärmt und deren Temperatur gemessen wird und eine weitere Zufuhr der Vorformlinge zu der Blasvorrichtung erst nach Erreichen der Betriebstemperatur vorgenommen wird.
Es kann somit bei einer sehr geringen Anzahl von Vorformlingen jeweils getestet werden, ob die für die ordnungsgemässe Herstellung der Hohlkörper notwendigen Bedingungen erzielbar sind, wobei für den Fall, dass das erforderliche Temperaturprofil nicht erreicht wurde, die Vorformlinge bereits vor Erreichen der Blasvorrichtung aus der Fertigungsstrasse ausgeschieden werden und ein Formen der Hohlkörper in der Blasvorrichtung erst nach Erreichen der gewünschen Betriebstemperatur vorgenommen wird.
Unmittelbar nach der Feststellung, dass in den Testläufen somit die erforderlichen Betriebsparameter der Vorformlinge zur Herstellung der Hohlkörper erzielt bzw. eingestellt sind, erfolgt beispielsweise ein automatisches Umschalten auf kontinuierlichen Betrieb, so dass
<Desc/Clms Page number 7>
nachfolgend kontinuierlich die Vorformlinge der Heizvorrichtung und in weiterer Folge der Blasvorrichtung zugeführt werden.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des oben genannten Verfahrens, wobei eine Fördervorrichtung zum Transport der rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlinge durch eine Heizvorrichtung in eine Blasvorrichtung zum Formen von Hohl- körpern durch von Gas unter Überdruck in die Vorform- linge vorgesehen ist, wobei nach der Heizvorrichtung ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur der Vorformlinge angeordnet ist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in Abstand von der Heizvorrichtung eine Mehrzahl von Temperatursensoren, insbesondere optische Pyrometer, entlang der Längerstreckung der Vorformlinge angeordnet sind und über eine elektrische oder elektronische Regel-und Steuereinrichtung mit der Heizvorrichtung gekoppelt sind.
Durch vorsehen einer Mehrzahl von Temperatursensoren entlang der Längserstreckung der Vorformlinge gelingt eine einfache Überprüfung der unterschiedlichen Längsbereiche der Vorformlinge und es ist weiters eine einfache Kopplung mit den unterschiedlichen Heizeinrichtungen in der Heizvorrichtung über ein elektrische oder elektronische Regel- und Steuereinrichtung möglich.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung hiebei so getroffen, dass in der Heizvorrichtung eine Mehrzahl von Heizeinrichtungen, insbesondere Infrarot-Lampen, entlang der Längserstreckung der Vorformlinge angeordnet ist und dass die Anzahl und Position der Temperatursensoren entlang der Längerstreckung der Vorformlinge entsprechend der Anzahl und Position der Heizeinrichtungen in der Heizvorrichtung gewählt ist, so dass in Abhängigkeit von der in einem eng begrenzten Längenabschnitt der Vorformlinge bestimmten Temperatur auch eine entsprechende Regelung bzw. Anpassung der zugeführten thermischen Energie sowie der Zeitkonstanten der zu erzielenden Temperaturen möglich ist.
Um eine möglichst einfache Auswertung der ermittelten Temperaturen in den unterschiedlichen Bereichen der Längserstrekkung der Vorformlinge zu ermöglichen, kann die Ausbildung weiters so getroffen sein, die Abtastrichtung der Tempera- tursensoren mit der Bewegungsrichtung der Vorformlinge einen
<Desc/Clms Page number 8>
spitzen Winkel einschliesst, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausbildung entspricht.
Dadurch, dass die Abtastrichtung der Temperatursensoren mit der Bewegungsrichtung der Vorformlinge einen spitzen Winkel einschliesst, wird vermieden, dass sich auf-
EMI8.1
ergibt, welches höhere Anforderungen an eine entsprechende Auswertung stellt als die Ermittlung von Mittelwerten von Temperaturen von einander benachbarten Vorformlingen, da, wie bereits mehrfach erwähnt, eine abrupte Änderung der Temperatur nicht möglich und wahrscheinlich ist und somit die Ermittlung von Temperaturmittelwerten ausreichend ist. um unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten der Vorformlinge in der Heizvorrichtung bzw.
zwischen der Heizvorrichtung und der Position der Temperatursensoren bei der Auswertung des gemessenen Temperaturprofils entlang der Länge der Vorformlinge berücksichtigen zu können, ist die Ausbildung weiters bevorzugt so getroffen, dass mit der Regel- und Steuereinrichtung weiters ein Sensor zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Bewegung der Vorformlinge gekoppelt ist. Dadurch ist eine Berücksichtigung einer gegebenenfalls noch nicht vollständigen Homogenisierung der Temperatur über den Materialquerschnitt der Vorformlinge insbesondere bei hohen Fördergeschwindigkeiten möglich.
Für eine einfache Steuerung des Antriebes zur Bewegung der Vorformlinge in den unterschiedlichen Abschnitten der Streckblasmaschine ist weiters die Ausbildung bevorzugt so getroffen, dass die Antriebe zur Bewegung der Vorformlinge in der Heizvorrichtung und der Homogenisierungszone sowie zur Steuerung der Bewegung der Vorformlinge in der Blasvorrichtung mit elektrischen oder elektronischen Regel- und Steuervorrichtungen gekoppelt ist.
Im Zusammenhang mit einer derartigen Steuerung des Antriebes über die elektronische oder elektrische Regel- und Steuereinrichtung kann vorgesehen sein, dass mit der (den) Regelund Steuereinrichtung (en) eine Umschaltvorrichtung zwischen automatischem und manuellem Betrieb der Antriebe für die Vorformlinge gekoppelt ist, wie dies einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht. Im manuellen Betrieb kann
<Desc/Clms Page number 9>
hiebei beispielsweise eine Untersuchung von einzelnen Abschnitten der Fertigungsstrasse bei angezeigten Fehlfunktionen in einzelnen Bereichen vorgenommen werden.
Aus Sicherheitsgründen kann hiebei bevorzugt vorgesehen sein, dass die Umschaltvorrichtung mit elektrischen und/oder elektronischen Verschluss-
EMI9.1
schluss- bzw. Sicherheitseinrichtungen sichergestellt werden kann, dass bei einem Öffnen bzw. einem Zutritt in das Innere der Streckblasmaschine zuerst ein automatisches Abstellen der Maschine erfolgt und erst dann gegebenenfalls mittels manuellem Betrieb einzelne Anlagenteile inspiziert und überprüft werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beigeschlossenen Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungbeispielen einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ; Fig. 2 ein Blockdiagramm umfassend die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Einstellung der Verfahrensparameter zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ; Fig. 3 eine schematische Ansicht der Positionierung der Temperatursensoren relativ zu den Vorformlingen gemäss dem Stand der Technik sowie gemäss der erfindungsgemässen Vorrichtung ;
Fig. 4 ein Zeit-Temperatur-Diagramm einer Messung der Temperatur der Vorformlinge bei Anordnung eines Temperatursensors gemäss dem bekannten Stand der Technik ; und Fig. 5 in einer zu Fig. 4 ähnlichen Darstellung ebenfalls ein Zeit-Temperatur-Diagramm der Messung der Durchschnittstemperatur von wenigstens zwei benachbarten Vorformlingen gemäss dem erfin- dungsgemässen Verfahren.
In Fig. l ist schematisch mit l eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern aus rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlingen in Form einer Streckblasmaschine dargestellt, wobei über eine Fördervorrichtung 2 schematisch angedeutete Vor-
<Desc/Clms Page number 10>
formlinge 3 einer Heizvorrichtung 4 zugeführt werden. In dieser Heizvorrichtung werden die Vorformlinge erwärmt und diese Vorformlinge 3 durchlaufen nach der Heizvorrichtung 4 einen Homogenisierungsabschnitt 5 zum Ausgleich der Temperatur über die gesamte Oberfläche der Vorformlinge sowie über den gesamten Materialquerschnitt derselben.
In Abstand von der Heizvorrichtung 4 ist in Fig. l schematisch die Positionierung der Temperatursensoren 6 entlang des Weges der Vorformlinge 3 angedeutet, wobei, wie dies weiter unten noch näher erläutert werden wird, mehrere übereinander liegende Temperatursensoren 6, welche sich somit entlang der
Länge der Vorformlinge 3 erstrecken, eine Bestimmung der Temperatur der Vorformlinge 3 in unterschiedlichen Längenabschnitten der Vorformlinge 3 ergeben. Wie dies insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert werden wird, werden die von den Temperatursensoren 6 gemessenen Werte einer Regel- bzw. Steuervorrichtung zugeführt und es werden in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturwerten entsprechend Heizeinrichtungen in der Heizvorrichtung 4 gesteuert.
Nach Passieren der Homogenisierungszone 5 gelangen die Vorformlinge 3 in eine schematisch mit 7 angedeutete Blasvorrichtung, in welcher die Vorformlinge 3 durch Einleitung eines Gases unter Überdruck und Anwendung eines Druckes zu Hohlkörpern, beispiels- weise Kunststoffflaschen, geformt werden, welche schematisch mit 8 angedeutet sind und aus der Streckblasmaschine l nach verlassen der Blasvorrichtung 7 ausgebracht werden.
Die Streckblasmaschine l weist ein Gehäuse 9 auf, welches im Betrieb im wesentlichen allseitig durch nicht näher dargestellte Türen oder dgl. geschlossen ist, wobei schematisch Verschluss- bzw. Sicherheitseinrichtungen mit 10 angedeutet sind, deren Funktionsweise in weiterer Folge noch näher erläutert werden wird.
Für eine Steuerung bzw. Einstellung der Temperatur der Vorformlinge wird, wie oben angedeutet, nach Verlassen der Heizvorrichtung 4 die Temperatur der Vorformlinge 3 in unterschiedlichen Längsabschnitten mit Temperatursensoren 6 gemessen, wie dies in Fig. 2 schematisch und vergrössert nochmals dargestellt ist. Jeder der Temperatursensoren 6 liefert über eine Leitung 11
<Desc/Clms Page number 11>
ein entsprechendes Messwertsignal an eine elektrische oder elektronische Regel- und Steuereinrichtung 12, welche über eine Steuerleitung 13 an einer Heizeinrichtung 14, beispielsweise in von zugeordnete Heizregler 15 ein vorgegebenes Steuersignal zur Zufuhr von ent sprechender Wärmeenergie über die einzelnen Heizlampen 14 zu den Vorformlingen 3 in der Heizvorrichtung 4 liefert.
In Abhängigkeit von dem gemessenen Temperaturwert durch die jeweilig zugeordneten Temperatursensor 6 stellt die Regel- und Steuereinrichtung 12 über eine weitere Steuerleitung 16 weiters ein entsprechendes Korrektursignal dem Heizregler 15 zur Verfügung, so dass entsprechend den Temperaturwerten in den einzelnen Längsabschnitten der Vorformlinge 3 die Heizleistung der einzelnen Heizlampen 14 eingestellt bzw. korrigiert werden kann.
Der Übersichtlichkeit halber sind hiebei in Fig. 2 die Steuer- und Regelleitungen nur jeweils für einen Temperaturensor 6 sowie in der Heizvorrichtung für die derselben Höhenlage zugeordnete Heizlampe 14 dargestellt. Für die weiteren Temperatursensoren 6 sowie die weiteren Heizlampen 14 gilt Analoges.
Darüberhinaus wird es möglich, durch die elektronische oder elektrische Regel- und Steuereinrichtung 12 bei Änderung der Wärmezufuhr über eine Heizlampe 14 die Wärmezufuhr der entsprechenden, benachbarten Heizlampen 14 ebenfalls zu justieren, um lokale Erhitzungen oder Abkühlungen zu vermeiden. Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich, sind die Temperatursensoren 6, welche sich in Abstand von der Heizvorrichtung 4 befinden, im wesentlichen auf gleicher Höhe relativ zur Längserstreckung der Vorformlinge 3 wie die Heizeinrichtungen 14 in der Heizvorrichtung 4 angeordnet und es ist die Anzahl der Temperatursensoren 6 auf die Anzahl der Heizlampen 14 abgestimmt.
Es ergibt sich somit eine exakte und einfache Möglichkeit, die Temperaturen bzw. das Temperaturprofil über die gesamte Länge der einzelnen Vorformlinge 3 zu bestimmen und entsprechend die den jeweiligen Bereichen zugeordneten Heizeinrichtungen, wie beispielsweise Infrarotlampen 14, zu speisen. wie aus Fig. l er- sichtlich, ist hiebei die Position der Temperatursensoren 6 in Abstand von der Heizvorrichtung 4, wobei dieser Abstand, der beispielsweise etwa die Hälfte der Länge der Heizvorrichtung 4
<Desc/Clms Page number 12>
beträgt, derart gewählt ist, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Homogenisierung der Temperatur der Vorformlinge 3 bereits eingetreten ist.
Da derartige Vorrichtungen zur Herstellung von Hohlkörpern aus rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlingen zumeist mit relativ hohen und unter Umständen variierenden Geschwindigkeiten betrieben werden, ist weiters vorgesehen, dass der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 12 über eine Steuerleitung 17 ein von einem Sensor 18 geliefertes Signal zugeführt wird, welches die Geschwindigkeit der Vorformlinge 3 in der Heizvorrichtung 4 bzw. zwischen der Heizvorrichtung 4 und der Position der Temperatursensoren 6 angibt. Der Motor zur Bewegung der Vorformlinge 3 im Bereich der Heizvorrichtung und der anschliessenden Homogensierungszone 5 ist schematich mit 19 angedeutet.
Es kann somit auf diese weise berücksichtigt werden, dass aufgrund unterschiedlicher Fördergeschwindigkeiten der Vorformlingen unter Umständen eine noch nicht vollkommene Homogenisierung der Temperatur aufgrund des kurzen Zeitintervalles zwischen dem Verlassen der Heizvorrichtung 4 und dem Erreichen der Position der Temperatursensoren 6 eingetreten ist, so dass die ermittelten Temperaturwerte entsprechend mit der ermittelten Geschwindigkeit der Bewegung der Vorformlinge 3 korreliert und gegebenenfalls korrigiert werden können.
Derart lässt sich vermeiden, dass aufgrund der bei noch nicht vollständiger Homogenisierung festgestellten Temperaturwerte, welche naturgemäss im wesentlichen lediglich die Oberflächentemperatur der Vorformlinge 3 darstellen, eine nicht korrekte Justierung der Wärmezufuhr zu den einzelnen Heizlampen 14 sowie der Einstellung der Zeikonstanten vorgenommen wird.
Um eine Vornahme der Bewegung der Vorformlinge 3 durch die Blasvorrichtung 7 der Streckblasmaschine l durch einen einfach steuerbaren, schematisch mit 28 bezeichneten Motor zu ermöglichen, ist auch der Motor 28 über eine Steuerleitung 20 mit einer Regel- bzw. Steuereinrichtung 29 gekoppelt.
Dadurch lässt sich eine einfache Regelung des Antriebes 28 in der Blasvorrichtung 7 durchführen, in welcher die bis zum Eintritt in die Blasvorrichtung 7 kontinuierlich geförderten bzw. bewegten Vorformlinge 3 kurzfristig für das Einleiten des Gases unter Überdruck sowie die Bewegung der Formteile für die mechanische
<Desc/Clms Page number 13>
Formgebung der Hohlkörper 8 angehalten werden müssen und somit kurzfristig ein diskontinuierlicher Bewegungsvorgang erzielt werden muss. Über die zusätzliche Regel- bzw. Steuereinrichtung 29 lässt sich ein derartiges Anhalten der Fördereinheiten bzw. Anlagenteile im der 7 und ohne Zuhilfenahme komplizierter und aufwendiger mechanischer Bremsbzw. Getriebeeinrichtungen bewerkstelligen.
Für eine Kopplung der Steuereinrichtungen 12 und 29 und somit die Abstimmung der Antriebe 19 und 28 ist eine Steuerleitung 30 vorgesehen.
Im Fall von Notfällen bzw. zu Inspektionszwecken ist es für derartige Vorrichtungen zumeist erforderlich, den im allgemeinen automatischen Betrieb zu unterbrechen bzw. einen manuell gesteuerten Betrieb von auch nur lediglich einzelnen Abschnitten der Vorrichtung durchzuführen. Zu diesem Zweck sind die Regelbzw. Steuereinrichtungen 12 und 29 über eine Steuerleitung 21 mit einer Umschaltvorrichtung 22 gekoppelt, welche ein Umschalten zwischen einem automatischen und einem manuellen Betrieb ermöglicht und welche weiters über entsprechende Steuerteile, welche schematisch mit 23 angedeutet sind, einen Handbetrieb ermöglicht. Aus Sicherheitsgründen ist hiebei die Umschaltvorrichtung 22 über eine Signalleitung 24 mit den Verschluss-bzw.
Sicherheitseinrichtungen 10 am Maschinengehäuse gekoppelt, um beispielsweise bei Öffnen einer Tür zu dem Inneren der Streckblasmaschine 1 automatisch ein Unterbrechen des Betriebes aus Sicherheitsgründen zu erzielen. In weiterer Folge kann ein Umschalten auf einen manuellen Betrieb vorgenommen werden, wobei beispielsweise folgende vorgangsweise gewählt werden kann.
In dem bei Normalbetrieb automatischen Betriebszustand muss das Gehäuse der Streckblasmaschine l vollkommen geschlossen sein und es dürfen für eine störungsfreie Funktion auch keine unge- wöhnlichen Betriebszustände durch entsprechend vorgesehene Sensoren bzw. Überwachungseinrichtungen angezeigt werden. Über die Verschluss-bzw. Sicherheitseinrichtungen 10 sind hiebei die Zugänge zu der Maschine 1 geschlossen, so dass ein entsprechender Schutz des Bedienungspersonals gewährleistet ist. Sollte ein Zugang zur Maschine geöffnet werden, so wird dies über die Verschluss-bzw.
Sicherheitseinrichtungen 10 unmittelbar ange-
<Desc/Clms Page number 14>
zeigt und es erfolgt durch die Umschaltvorrichtung 22 die An- zeige eines Notfalles, wodurch automatisch der Betrieb der gesamten Maschine unterbrochen wird. Derart ruht die Maschine l und es kann beispielsweise durch ein Umschalten auf einen Handbetrieb und ein entsprechendes Ausschalten der Notfallsanzeige die Maschine manuell gesteuert werden, wobei aus Sicherheitsgründen beispielsweise jeweils nur einzelne Abschnitte bzw. Sektionen der Maschine betrieben werden können.
Die händische Steuerung erfolgt über die Handsteuerung 23, welche beispiels- weise aus Schutzgründen im Maschine untergebracht ist, so dass die Handsteuerung 23 erst bei Öffnen des Gehäuses 9 und somit einem über die Umschaltvorrichtung 22 bzw. die Regelbzw. Steuereinrichtungen 12 und 29 automatisch erfolgenden Stillstand der Maschine zugängig ist und in Betrieb genommen werden kann. Hiebei kann vorgesehen sein, jeweils die Handsteuerung 23 im Bereich der einzelnen Abschnitte bzw. Sektionen der Streckblasmaschine l für eine genauere Überwachung derselben anzuschliessen.
Nach Beendigung des Handbetriebes kann in weiterer Folge nach Schliessen des Gehäuses 9 der Streckblasmaschine 1 und entsprechender Rückmeldung der Sicherheits- bzw. Verschlusseinrichtungen 10 wiederum ein automatischer Betrieb der Maschine l gewählt werden.
In Fig. 3 ist schematisch die Positionierung der Temperatursensoren 6 relativ zu den Vorformlingen 3 in einer Draufsicht dargestellt. Gemäss dem bekannten Stand der Technik ist jeweils ein Temperatursensor 25 auf einen im wesentlichen zentralen Bereich des Vorformlings 3 gerichtet, wobei die Abtastrichtung 26 des Sensors 25 im wesentlichen normal auf die Bewegungsrichtung 27 der Vorformlinge 3 verläuft. Derart ergibt sich ein in Fig. 4 schematisch dargestelltes Zeit-Temperatur-Profil, welches bei Passieren eines Vorformlings einen maximalen Wert der Temperatur ergibt, während zwischen den Vorformlingen entsprechend kühlere Bereiche angezeigt werden. Eine Auswertung derartiger Zeit- bzw. Temperaturprofile erfordert einen zusätzlichen elektrischen oder elektronischen Schaltungsaufwand und es müssen insbesondere bei hohen Förder-bzw.
Bandgeschwindigkeiten der Vorformlinge 3 Sensoren 25 mit sehr kurzen Ansprechzeiten verwendet werden.
<Desc/Clms Page number 15>
Um den Aufwerteaufwand zu verringern, sind daher die Temperatursensoren 6 relativ zu den Vorformlingen 3 derart angeordnet, dass deren Abtastrichtung 26 mit der Bewegungsrichtung 27 der Vorformlinge 3 einen spitzen Winkel einschiesst, so dass jeweils der Mittelwert der Temperatur zwischen wenigstens zwei benachbarten Vorformlingen 3 in dem jeweiligen Längenabschnitt ermittelt wird. Derart ergibt sich ein Zeit-Temperatur-Profil, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, welches einen im wesentlichen stetigen Verlauf zeigt, da aufgrund der grossen Regelzeiten der Heizvorrichtung 4 abrupte Temperaturänderungen bzw.
- schwankungen bei benachbarten Vorformlingen 3 nicht zu erwarten sind. Es können somit auch Temperatursensoren 6, beispielsweise optische Pyrometer, mit relativ grossen Ansprechzeiten eingesetzt werden, welche dementsprechend einfach und kostengünstig herstellbar sind.
Durch die exakte Erfassung von unterschiedlichen Verfahrensparametern bei der Herstellung von Hohlkörpern 8 aus rohrförmigen, thermoplastischen Vorformlingen 3, beispielsweise der Temperatur in unterschiedlichen Längsabschnitten der Vorformlinge 3, der Geschwindigkeit der Bewegung der Vorformlinge 3 und ähnliches lassen sich insbesondere bei Inbetriebnahme der Streckblasmaschine 1 auch in einfacher Weise über die elektrische oder elektronische Regel- bzw. Steuereinrichtung 12 Testläufe durchführen, in welchen mit einer jeweils geringen Anzahl von Vorformlingen 3 die einzelnen Verfahrensparameter entsprechend eingestellt werden können, um erst nach Erreichen von für ein Blasen ausreichende Temperaturen oder dgl. eine kontinuierliche Zufuhr von Verformlingen 3 zu der Streckblasmaschine 1 und durch diese hindurch vorzunehmen.
Derart lassen sich bei Inbetriebnahme durch beispielsweise nicht korrekt justierte Verfahrensparameter grosse Menget von zu verwerfenden Vorformlingen bzw. nicht ordnungsgemäss hergestellten Hohlkörpern 8 vermeiden, so dass ein entsprechender Ausschuss möglichst gering gehalten werden kann. Zu diesem Zweck werden beispielsweise jeweils drei Vorformlinge 3 durch die Heizvorrichtung 4 geführt, es wird in weiterer Folge deren Temperatur bei den Temperatursensoren 6 ermittelt und es werden die Vorformlinge 3 nur dann der Streckblasvorrichtung 7 zugeführt, wenn ein entspre-
<Desc/Clms Page number 16>
chendes Temperaturprofil erhalten wurde. Sollte dies nicht der Fall sein, wird über die Steuer-bzw.
Regeleinrichtung 12 eine Justierung der einzelnen Heizregler 15 der Heizlampen 14 vorgenommen und wiederum mit einer nur sehr geringen Anzahl von Vorformlingen 3 die neue Justierung der Verfahrensparameter überprüft. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis die Verfahrensparameter für einen ordnungsgemässen Betrieb der Streckblasmaschine l erreicht sind, worauf unmittelbar in einem automatischen Betrieb eine kontinuierliche Zufuhr von Vorformlingen 3'vorgenommen werden kann.