[发明专利]用于在吹塑成型容器时控制吹塑流体流量的设备和方法

说明书

本发明涉及用于在吹塑成型容器时控制吹塑流体流量的设备和方法。应当创造一种控制设备和一种控制方法，它们实现了由膨胀的预成形坯件形成的容器气泡在吹塑成型过程的预吹塑阶段中的受控制的或限定的增长以及限定的扩展，而不用预先给定具体的额定值轮廓线或额定值曲线。该任务通过控制设备（1）和控制方法解决，其具有带能改变的通流横截面的比例阀（2）、用于操纵比例阀（2）的执行机构、用于检测执行机构的位置的器件、用于检测阀输入端压力和阀输出端压力的传感器器件，其中，能预先给定用于达到预成形坯件的拉伸器件的时间点（t₃）、容器体积和用于达到容器体积的时间段，并且借助数字的控制（25）在预吹塑阶段期间从达到拉伸极限起在运行中自动循环地计算用于操纵执行机构以在预先给定的时间段内达到预先给定的容器体积的控制值，并且对应所计算出的控制值来操纵执行机构，其中，在每个计算循环中，在考虑到直至相应的计算循环所达到的、能借助到目前为止的执行机构位置和到目前为止的压力变化曲线计算的容器体积的情况下，分别计算下一个控制值。

技术领域

本发明涉及用于在吹塑成型容器时控制吹塑流体流量的设备和方法。

背景技术

在现有技术中，公知作为吹塑成型或吹塑成形的是用热塑性塑料借助吹塑流体（吹塑空气、吹塑气体或者液体）制造中空体。在此，预先热处理的（加热的）预成形坯件（在现有技术中也称为预成形坯）在能流动的状态下通过将有限定的吹塑压力的吹塑介质（吹塑流体）导入给吹塑工具（吹塑模具）的内侧的轮廓而成形。以这种方式可以制造包装件如瓶、罐或桶。在拉伸吹塑成型中，在中空体的玻璃转变温度或晶体熔点之上同时沿圆周方向和纵向进行对该中空体的拉伸。在此，达到了基于塑料的高分子的同时的双轴的重新定向而改进的机械的特性（在较低的壁厚下的较高的强度、渗透减少、较强的表面光洁度）。加热的预成形坯件在这种方法中与圆周拉伸同时地借助吹塑流体机械地通过冲模或拉伸杆（Reckstange）沿纵向被拉伸。吹塑流体到加热的预成形坯件中的导入在吹塑成型或拉伸吹塑成型时通常以两个阶段完成，即有在约5至10 bar范围内的较低的压力水平的预吹塑阶段和有在约25至40 bar范围内的较高的压力水平的最终吹塑阶段（主吹塑阶段）。预吹塑阶段用于预成形坯件在吹塑模具内的尽可能均匀的膨胀和该预成形坯件沿着吹塑模具的内侧轮廓的成形。在最终吹塑阶段中进行容器的最终的压力成形（也称为“停吹（Ausblasen）”），在最终的压力成形中，膨胀的预成形坯件被压向吹塑模具的壁并且获得其最终的轮廓。在拉伸吹塑成型中，在预吹塑阶段期间同时进行通过冲模或拉伸杆的线性移出的纵向拉伸和通过吹塑流体的圆周拉伸。在同时尽可能能量有效和材料有效的制造中对空间上总是较为复杂的容器形状的实际需求在吹塑成型过程的预吹塑阶段中就已经要求尽可能精确地控制或调节吹塑流体到预成形坯件的导入。在预吹塑阶段期间，应当达到在膨胀的预成形坯件中的容器气泡的限定的增长和尽可能均匀的或限定的材料分布，所述材料分布在主吹塑阶段或最终吹塑阶段中不再能作重大修正。膨胀的容器气泡在此应当要遵守到吹塑工具（吹塑模具）的内侧的轮廓的尽可能恒定不变地窄小的间距，而不会接触工具壁，但要么在预吹塑阶段结束时仅在限定的区域内贴靠到这个工具壁上。

为了控制或调节吹塑流体的导入，在现有技术中建议了不同的解决方案和解决途径。

在DE 198 43 053 A1的现有技术中说明了用于用热塑性材料拉伸吹塑成型容器的设备和方法。此外，DE 198 43 053 A1还公开了参数控制，由该参数控制以如下方式为至少两个在时间上前后相继地处理的预成形坯件不同于彼此地预先给定至少一个影响成形过程的参数，即，例如为两个容器相对彼此不同地预先给定预吹塑阶段和主吹塑阶段的压力变化曲线。这用于补偿在预成形坯件的材料内的相对彼此不同的温度分布。DE 198 43053 A1没有公开任何用于在容器的预吹塑阶段期间对压力介质流量进行与容器的特殊的造型匹配的控制或调节的器件。

由DE 20 2004 018 237 U1已知一种用于在吹塑制造塑料瓶时进行压缩空气控制的阀装置，该阀装置带有能可变地调整的节流阀，所述节流阀将通流率的特定于应用的可变的预先给定实现为开放的作用链。