DE19946689A1 - Mehrschichten-Querkopf - Google Patents
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Abstract
In einem herkömmlichen Mehrschichten-Querkopf ist nur ein Drucksensor in dem Einlass des ringförmigen Durchlasses angeordnet, was die Überwachung von Membrandiskontinuitäten verhindert; die Dicke des Vorformlings ist nicht konstant; da der Querkopfkörper nicht gekühlt wird und die Temperatur des Vorformlings hoch ist, ist während des Blasformens eine lange Zeit zum Kühlen erforderlich, was die Verkürzung des Formzyklus verhindert. Ein Mehrschichten-Querkopf nach der vorliegenden Erfindung enthält Drucksensoren, die an wenigstens zwei Positionen des ringförmigen Durchlasses angeordnet sind, so dass die Fließgeschwindigkeit zum Beseitigen von Druckdifferenzen zwischen den Drucksensoren überwacht und gesteuert wird, und die Temperatur des Vorformlings wird im größeren Umfang durch einen im Querkopfkörper angeordneten Kühlmantel mit eingebauter Heizung verringert, so dass ein Blasformzyklus verkürzt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrschichten-
Querkopf für eine Blasformmaschine, insbesondere eine, in der
eine Membrandiskontinuität in einem ringförmigen
Mehrschichten-Durchlass durch eine Mehrzahl von Drucksensoren
überwacht wird, die Schichtdicke durch Ausstatten eines
Zuflusseinlasses des ringförmigen Durchlasses mit einem
Drosselventil konstant gehalten wird, die Temperatur eines
Vorformlings durch Ausrüsten des Querkopfkörpers mit einem
Kühlmantel mit eingebauter Heizung herabgesetzt wird, so dass
ein Blasformzyklus verkürzt wird, und die Haftfestigkeit
einer zwischen Hauptmaterialschicht und Sperrschicht
befindlichen Klebschicht durch Verlängern der Weglänge der
Schichten nach dem Verschmelzen zu einer Mehrschicht
vergrößert wird.
Als ein konventioneller Querkopf für eine Blasformmaschine
ist zum Beispiel ein im offengelegten Japanischen Patent Nr.
4-316808 offenbarter Aufbau bekannt, in welchem eine
Hauptmaterialschicht, eine Sperrschicht, eine Klebschicht,
etc., von jedem der unabhängigen Extruder in jedem
ringförmigen Durchlass eines Querkopfes extrudiert wird, so
dass die Schichten zu einer Mehrschicht verschmolzen werden,
um als Vorformling über einen Düsen-Abgabe-Auslass von einem
Düsenschlitz ausgestoßen zu werden. Ein konventioneller, wie
oben zusammengesetzter, Mehrschichten-Querkopf für eine
Blasformmaschine hat die folgenden Probleme: Da nur ein
Drucksensor für ein zum ringförmigen Durchlass geliefertes
Hauptmaterial, etc., am Sammler eines Extruders oder am
Einlass des die Mehrschicht formenden Abschnitts angeordnet
ist, gibt es das Problem, dass die Druckdifferenz zwischen
einem Zufluss-Einlass des rohrförmigen Durchlasses und einem
Schweißabschnitt gegenüber dem Zufluss-Einlass nicht komplett
gemessen werden kann. Ist daher der Druck im Schweißabschnitt
niedrig, können im Schweißabschnitt Membrandiskontinuitäten
auftreten; wenn zum Beispiel ein Vorformling zum Blasformen
eines Behälters, wie zum Beispiel eines Kraftstofftanks,
geformt wird, gibt es keine Produktionsverfahrensmethode zum
Registrieren von Membrandiskontinuitäten.
Da kein Ventil zum Einstellen einer Strömungsrate des
Materials in einem Zufluss-Einlass des ringförmigen
Durchlasses angeordnet ist, werden voneinander abweichende
Schichtdicken hergestellt, weshalb eine beabsichtigte
Festigkeit nicht erreicht wird.
Ist ein Querkopf nicht mit einer Kühlvorrichtung ausgerüstet
und wird ein Vorformling mit hoher Temperatur einer
Metallform zugeführt, ist während des Blasformens zum Kühlen
des Formteils in der Metallform eine lange Zeit erforderlich,
wodurch ein Formzyklus nicht verkürzt wird.
Da weiterhin eine Entfernung zwischen der Mischposition der
im Querkopf von dem ringförmigen Durchlass herabfließenden
Materialien und den Düsen-Abgabe-Auslass nicht in besonderer
Übereinstimmung mit einer Klebeigenschaft des Mehrschichten-
Vorformlings berücksichtigt wurde, während eine
Materialgeschwindigkeit im Düsenschlitz in Übereinstimmung
mit der Verringerung eines Formzyklus erhöht wird, wird
ausreichend Zeit und Druck zum festen Aneinanderhaften von
Sperr- und Klebschicht nicht erreicht, deshalb ist die
Klebkraft zwischen den Schichten eines geformten Vorformlings
ungenügend.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die oben
beschriebenen Probleme zu lösen, insbesondere einen
Mehrschichten-Querkopf zu schaffen, in dem eine
Membrandiskontinuität in einem ringförmigen Mehrschichten-
Durchlass durch mehrere Drucksensoren vermieden wird, die
Schichtdicke durch Ausrüsten eines Zufluss-Einlasses des
ringförmigen Durchlasses mit einem Drosselventil konstant
gehalten wird und eine Vorformling-Temperatur durch Ausrüsten
des Querkopfkörpers mit einem Kühlmantel herabgesetzt wird,
so dass ein Blasformzyklus verkürzt wird, und die Klebkraft
zwischen einer Hauptmaterialschicht, einer Sperrschicht und
Klebschichten durch Verlängern der Weglänge der Düse
vergrößert wird.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst ein
Mehrschichten-Querkopf mehrere Extruder; einen
Querkopfkörper; mehrere im Querkopfkörper geformte
ringförmigen Durchlässen; eine in einem unteren Abschnitt des
Querkopfkörpers angeordnete Düse inklusive eines
Düsenschlitzes mit einem mit den ringförmigen Durchlässen in
Verbindung stehenden Düsen-Abgabe-Auslaß; wobei mehrere
voneinander verschiedene Materialien, die durch mehrere
Extruder extrudiert werden, an mehrere ringförmige Durchlässe
zugeführt werden, so dass sie von dem Düsenschlitz zum Bilden
eines Vorformlings herabfließen, der Mehrschichten-Querkopf
umfasst ferner in einem Zufluss-Einlass des ringförmigen
Durchlasses und in einem den Zufluss-Einlass
gegenüberliegenden Schweißabschnitt des rohrförmigen
Durchlasses angeordnete Drucksensoren, so dass der
Druckunterschied zwischen den Drucksensoren gemessen wird.
Jeder der Drucksensoren kann einen, in einem konkaven, an dem
ringförmigen Durchlass angrenzenden Abschnitt angeordneten
Druckmeß-Abschnitt und einen außerhalb des Querkopfes
angeordneten und mit dem Druckmeß-Abschnitt durch einen
Bleidraht verbundenen Signalumwandler haben. Ein
Mehrschichten-Querkopf kann ferner ein in dem Zufluss-Einlass
eines jeden ringförmigen Durchlasses zum Anpassen der
Strömungsrate des Materials angeordnetes Drosselventil und
einen Block mit den ringförmigen Durchlässen haben, wobei das
Drosselventil und der Block abnehmbar im Querkopfkörper
angeordnet sind. Der Querkopf kann mit einem Kühlmantel mit
eingebauter Heizung ausgestattet sein. Die Kühlmäntel mit
eingebauter Heizung sind innerhalb und außerhalb des
Querkopfkörpers, außerhalb der Düse und innerhalb des Kerns
angeordnet. Als Materialien können wenigstens eine
Hauptmaterialschicht, eine Sperrschicht, eine pulverisierte
Schicht und Klebschichten benutzt werden, wobei eine Länge
zwischen einer Position, in welcher diese Schichten
zusammenfließen, und dem Abgabe-Auslass des Düsenschlitzes so
eingerichtet werden kann, dass diese Schichten miteinander
einheitlich verklebt werden.
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines
Mehrschichten-Querkopfes nach der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 ist eine detaillierte Schnittansicht, die die in Fig.
1 gezeigten Drucksensoren am Zufluss-Einlass,
veranschaulicht;
Fig. 3 ist eine schematische Wiedergabe, die den wesentlichen
Teil von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den
wesentlichen Teil von Fig. 1 zeigt; und
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm von einem Mehrschichten-
Querkopf nach einer anderen Ausführungsform der
gegenwärtigen Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nun eine bevorzugte
Ausführungsform eines Mehrschichten-Querkopfes nach der
gegenwärtigen Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine
Gesamtstruktur eines Mehrschichten-Querkopfes nach der
gegenwärtigen Erfindung zeigt. Erster bis sechster Extruder,
2 bis 7, steht mit dem den Querkopf bildenden Querkopfkörper
1 in Verbindung, wobei eine Hauptmaterial-Außenschicht 2a,
eine Hauptmaterial-Innenschicht 3a, eine pulverisierte
Materialschicht 4a, eine Sperrschicht 5a, eine innere
Klebschicht 6a und eine äußere Klebschicht 7a, vom ersten
Extruder 2, dem zweiten Extruder 3, dem dritten Extruder 4,
dem vierten Extruder 5, dem fünften Extruder 6 bzw. dem
sechsten Extruder 7 zugeführt werden.
Erster bis sechster ringförmiger Durchlass, 8 bis 13, ist in
dem Querkopfkörper 1 gebildet, wobei die Hauptmaterial-
Außenschicht 2a, die Hauptmaterial-Innenschicht 3a, die
pulverisierte Materialschicht 4a, die Sperrschicht 5a, die
innere Klebschicht 6a und die äußere Klebschicht 7a zum
ersten ringförmigen Durchlass 8, zum zweiten ringförmigen
Durchlass 9, zum dritten ringförmigen Durchlass 10, zum
vierten ringförmigen Durchlass 11, zum fünften ringförmigen
Durchlass 12 bzw. zum sechsten ringförmigen Durchlass 13
zugeführt werden, so dass ein Vorformling 20 (nicht gezeigt)
von der Außenseite her aus der Hauptmaterial-Außenschicht 2a,
der pulverisierten Schicht 4a, der äußeren Klebschicht 7a,
der Sperrschicht 5a, der inneren Klebschicht 6a, und der
Hauptmaterial-Innenschicht 3a, die, nachdem sie von einem
Düsenschlitz 22 und einem Düsenschlitz-Abgabe-Auslass 23
einer Düse 21 abgegeben wurden, mit einer konstanten
Geschwindigkeit herabfließen, gebildet wird. Wie auf der
rechten Seite von Fig. 1 gezeigt, ist der Querkopfkörper 1
senkrecht aus einem Durchlass 1A, einem Mehrschicht-
Bildungsabschnitt 1B und einem Klebeigenschaft-
Aktivierungsabschnitt 1C zum Kleben, aufgebaut.
Der zweite und dritte ringförmige Durchlass 9 und 10 der
ringförmigen Durchlässe 8 bis 13 ist in einer
doppelringförmigen Gestalt gebildet. Das stationäre
Drosselventil 30 mit vorbestimmten Drosselzuständen ist, wie
in den Fig. 1 und 4 gezeigt, in den genannten ringförmigen
Durchlässen 9 und 10 angeordnet. Die
Gleichgewichtseinstellung ist im voraus eingestellt, so dass
eine Dicke jeder Schicht im Doppelring an einer
Vereinigungsstelle "G" ausgeglichen ist. Diese Drosselventile
30 sind mit Bolzen 50 abnehmbar in einem Block 1a, der
abnehmbar in dem oberen Teil des Querkopfkörpers 1 gebildet
ist, angeordnet.
Die ringförmigen Durchlässe 8 bis 13 sind, von oben
betrachtet, in einer kompletten Ringgestalt gebildet, so dass
ein Material ringförmig von dem Zufluss-Einlass 40 zu einem
Schweißabschnitt 41 zugeführt wird. Da der Druck in den
Durchlässen so bemessen ist, dass ein Druck von einem
Harzmaterial im Zufluss-Einlass 40, nachdem das fließende
Harzmaterial weiter entlang des Durchlasses fließt, dem in
dem Schweißabschnitt 41 gleichgemacht wird, produziert eine
Druckdifferenz zwischen dem Zufluss-Einlass 40 und dem
Schweißabschnitt 41 Membrandiskontinuitäten im
Schweißabschnitt 41. Um Variationen in der Membrandicke des
Vorformlings 20 zu verhindern, sind Drucksensoren 60 in dem
Zufluss-Einlass 40 und dem Schweißabschnitt 41 angeordnet.
Drucknachweis-Abschnitte 61 der Drucksensoren 60 sind in
konkaven Abschnitten 70 in an die ringförmigen Durchlässe, 8
bis 13, angrenzenden Wänden angeordnet. An diesem
Drucknachweis-Abschnitten 61 über Bleikabel 62 in Verbindung
stehende Signalumwandler 63 sind ausserhalb des
Querkopfkörpers 1 angeordnet.
Kühlmäntel 90 mit eingebauten Heizungen sind im inneren
Abschnitt 80 und an der Außenseite 81 des Querkopfkörpers 1,
ausserhalb der Düse 21 und im inneren Abschnitt des Kerns 82
angeordnet, um den ausgestoßenen Vorformling zu kühlen, so
dass die während des Blasformens in einer Metallform (nicht
gezeigt) zum Kühlen des Vorformlings benötigte Zeit, zum
Verkürzen des Formzyklus, reduziert wird.
Die Durchlasslänge "L" der einheitlichen Mischposition "G"
der Schichten, 2a bis 7a, aus Materialien, die von den
ringförmigen Durchlässen 8 bis 13 zu dem Düsenschlitz-Abgabe-
Auslass 23 geliefert wird, stimmt mit dem Klebeigenschaft-
Aktivierungsabschnitt 1C in Fig. 1 überein. Um die Schichten
2a bis 7a durch Klebstoffe und Selbstadhäsion eines jeden
Materials in der Durchlasslänge "L" zu verbinden, wird ein
Innendruck hinreichend aufrecht erhalten, eine Temperatur des
Harzes in den genannten Durchlässen ungefähr bei 20°C
gehalten und die Verweilzeit in den Durchlässen bei mehr als
20 Sekunden gehalten, so dass die hinreichende
Klebeigenschaft entlang der Durchlasslänge "L" erreicht wird.
Als ein Beispiel werden zusätzlich Schichten 2a bis 7a in der
oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben, die Zahl an
Schichten kann verändert werden.
Wird ein Mehrschichten-Querkopf nach der gegenwärtigen
Erfindung, wie oben beschrieben, gebildet, dann können die
nachfolgenden Wirkungen erreicht werden. Da mehrere
Drucksensoren in einem Zufluss-Einlass und einem
Schweißabschnitt des ringförmigen Durchlasses angeordnet
sind, kann das Formen durch Überwachen der Drücke der Harze
in dem Zufluss-Einlass und dem Schweißabschnitt ausgeführt
werden, so dass eine stetige Bildung des Vorformlings ohne
Membrandiskontinuitäten erreicht wird. In einem zwischen den
ringförmigen Durchlässen in Gestalt eines Doppelrings
geformten Durchlasses wird die Schichtdicke durch Ausrüsten
des Zufluss-Einlasses mit einem Drosselventil, konstant
gehalten, was die beabsichtigte Festigkeit des Formpressteils
ergibt. Die Länge des am Boden des Querkopfkörpers
angeordneten Düsenabschnitts wird so eingestellt, dass für
die Adhäsion zwischen den Schichten eine ausreichende
Klebeigenschaft sichergestellt ist.
Claims (13)
1. Mehrschichten-Querkopf mit:
mehreren Extrudern zum Extrudieren mehrerer verschiedener Materialien;
einem Querkopfkörper mit mehreren darin gebildeten ringförmigen Durchlässen; und
eine am unteren Abschnitt des Querkopfes angeordnete, mit jedem der ringförmigen Durchlässe in Verbindung stehende Düse mit einem Düsenschlitz mit einem Düsen- Abgabe-Auslass;
wobei mehrere Materialien, die von mehreren der Extruder extrudiert werden, zu den mehreren ringförmigen Durchlässen derart zugeführt werden, dass sie aus dem Düsenschlitz zu fließen; wobei der Mehrschichten- Querkopf ferner in einem Zufluss-Einlass des ringförmigen Durchlasses und im Schweißabschnitt des ringförmigen Durchlasses gegenüber dem Zufluss-Einlass angeordnete Drucksensoren aufweist, so dass die Druckdifferenz zwischen den Drucksensoren gemessen wird.
mehreren Extrudern zum Extrudieren mehrerer verschiedener Materialien;
einem Querkopfkörper mit mehreren darin gebildeten ringförmigen Durchlässen; und
eine am unteren Abschnitt des Querkopfes angeordnete, mit jedem der ringförmigen Durchlässe in Verbindung stehende Düse mit einem Düsenschlitz mit einem Düsen- Abgabe-Auslass;
wobei mehrere Materialien, die von mehreren der Extruder extrudiert werden, zu den mehreren ringförmigen Durchlässen derart zugeführt werden, dass sie aus dem Düsenschlitz zu fließen; wobei der Mehrschichten- Querkopf ferner in einem Zufluss-Einlass des ringförmigen Durchlasses und im Schweißabschnitt des ringförmigen Durchlasses gegenüber dem Zufluss-Einlass angeordnete Drucksensoren aufweist, so dass die Druckdifferenz zwischen den Drucksensoren gemessen wird.
2. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 1, wobei jeder
Druckmessabschnitt der Drucksensoren in einem konkaven
Abschnitt der ringförmigen Durchlässen anliegend
angeordnet, und ein durch einen Bleidraht mit dem
Druckmessabschnitt verbundener Signalwandler ausserhalb
des Querkopfkörpers angeordnet ist.
3. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 1 mit:
einem in dem Zufluss-Einlass eines jeden ringförmigen Durchlässes zum Anpassen der Strömungsrate des Materials angeordnetes Drosselventil, und
einem Block, der die ringförmigen Durchlässe beinhaltet, wobei das Drosselventil und der Block abnehmbar in dem Querkopfkörper angeordnet sind.
einem in dem Zufluss-Einlass eines jeden ringförmigen Durchlässes zum Anpassen der Strömungsrate des Materials angeordnetes Drosselventil, und
einem Block, der die ringförmigen Durchlässe beinhaltet, wobei das Drosselventil und der Block abnehmbar in dem Querkopfkörper angeordnet sind.
4. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 2 mit:
einem an jedem Zustrom-Einlass eines jeden ringförmigen Durchlässes zum Anpassen der Strömungsrate des Materials angeordnetes Drosselventil und
einem Block, der die ringförmigen Durchlässe beinhaltet, wobei das Drosselventil und der Block abnehmbar in dem Querkopfkörper angeordnet sind.
einem an jedem Zustrom-Einlass eines jeden ringförmigen Durchlässes zum Anpassen der Strömungsrate des Materials angeordnetes Drosselventil und
einem Block, der die ringförmigen Durchlässe beinhaltet, wobei das Drosselventil und der Block abnehmbar in dem Querkopfkörper angeordnet sind.
5. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 1, wobei der
Querkopfkörper mit wenigstens einem Kühlmantel mit
eingebauter Heizung ausgestattet ist.
6. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 2, wobei der
Querkopfkörper mit wenigstens einem Kühlmantel mit
eingebauter Heizung ausgestattet ist.
7. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 3, wobei der
Querkopfkörper mit wenigstens einem Kühlmantel mit
eingebauter Heizung ausgestattet ist.
8. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 5, wobei die
Kühlmäntel mit eingebauter Heizung innerhalb des
Querkopfkörpers, ausserhalb des Querkopfkörpers,
ausserhalb der Düse und innerhalb eines Kerns angeordnet
sind.
9. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 1, wobei als
Materialien wenigstens Hauptmaterialschichten, eine
Sperrschicht, eine pulverisierte Schicht und eine
Klebschichten benutzt werden, und wobei eine Länge, von
einer Position, in der diese Schichten zusammenfließen,
bis zu dem Düsen-Abgabe-Auslass des Düsenschlitzes, es
den Schichten erlaubt, aneinanderzuhaften.
10. Ein Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 2, wobei als
Materialien wenigstens Hauptmaterialschichten, eine
Sperrschicht, eine pulverisierte Schicht und
Klebschichten benutzt werden, und wobei eine Länge, von
einer Position, in der diese Schichten zusammenfließen
bis zu dem Düsen-Abgabe-Auslass des Düsenschlitzes, es
den Schichten erlaubt, aneinanderzuhaften.
11. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 3, wobei als
Materialien wenigstens Hauptmaterialschichten, eine
Sperrschicht, eine pulverisierte Schicht und
Klebschichten benutzt werden, und wobei eine Länge, von
einer Position, in der diese Schichten zusammenfließen
bis zu dem Düsen-Abgabe-Auslass des Düsenschlitzes, es
den Schichten erlaubt, aneinanderzuhaften.
12. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 5, wobei als
Materialien wenigstens Hauptmaterialschichten, eine
Sperrschicht, eine pulverisierte Schicht und
Klebschichten benutzt werden, und wobei eine Länge, von
einer Position, in der diese Schichten zusammenfließen
bis zu dem Düsen-Abgabe-Auslass des Düsenschlitzes, es
den Schichten erlaubt, aneinanderzuhaften.
13. Mehrschichten-Querkopf nach Anspruch 6, wobei als
Materialien wenigstens Hauptmaterialschichten, eine
Sperrschicht, eine pulverisierte Schicht und
Klebschichten benutzt werden, und wobei eine Länge, von
einer Position, in der diese Schichten zusammenfließen
bis zu dem Düsen-Abgabe-Auslass des Düsenschlitzes, es
dem Schichten erlaubt, aneinanderzuhaften.
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