DE10140906A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausblasen von Vorformlingen aus Kunststoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Ausblasen von Vorformlingen aus Kunststoff

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Reinigen von hohlen Vorformlingen aus Kunststoff mit einem offenen und einem geschlossenen Ende wird ionisierte Luft mittels einer in den Vorformling eingeführten Blasdüse in der Nähe des geschlossenen Endes ins Innere des Vorformlings eingeleitet. Hierdurch ergibt sich unabhängig von der Lage des Vorformlings ein äußerst intensiver Ionisations- und Reinigungseffekt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausblasen von Vorformlingen aus Kunststoff mit ionisierter Luft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Es ist bereits bekannt, in die mit ihrem offenen Ende nach unten weisend in einer Förderschnecke kontinuierlich transportierten Vorformlinge durch mehrere stationäre Düsen ionisierte Luft einzublasen (EP 0 895 816 A1). Die durch einen gemeinsamen Ionisator versorgten Düsen sind mit Abstand zu den vorbeilaufenden Öffnungen der Vorformlinge angeordnet. Die Reinigungswirkung dieser bekannten Vorrichtung ist dürftig, da sich keine geordnete Strömung im Inneren der Vorformlinge einstellen kann und die Einwirkungszeit der Düsen äußerst kurz ist. Hinzu kommt, dass die Vorformlinge vor dem Ausblasen umständlich gewendet werden müssen und nach dem Ausblasen ggf. ein Zurückschwenken in ihre Normalposition erforderlich ist, bevor sie in eine Blasmaschine einlaufen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen das Innere der Vorformlinge unabhängig von deren Lage intensiv gereinigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich auf Grund der Zuführung der ionisierten Luft in der Nähe des geschlossenen Endes der Vorformlinge eine gezielte, starke Strömung zum offenen Ende hin, so dass das gesamte Innere der Vorformlinge intensiv mit ionisierter Luft behandelt und dadurch zuverlässig entladen und von Fremdkörpern und Schmutzteilchen befreit wird.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, die alle zu einer intensiven Ionisation und Reinigung der Vorformlinge sowie zu einer hohen Leistung beitragen, sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 die Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Ausblasen von Vorformlingen,
  • Fig. 2 den Schnitt A, B nach Fig. 1,
  • Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Schnitt nach Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,
  • Fig. 4 die Ansicht einer einzelnen Blasdüse, teilweise im Schnitt.
  • Die Vorrichtung V nach den Fig. 1 bis 4 ist zum Ausblasen von Vorformlingen 1 mit ionisierter Luft eingerichtet und in eine nicht weiter dargestellte Streckblasmaschine zum Herstellen von Flaschen integriert. Die Vorformlinge 1 bestehen aus spritzgegossenem PET und weisen ein halbkugelförmig geschlossenes unteres Ende 1a und ein offenes oberes Ende 1b auf, in dessen Nähe ein Gewinde ausgebildet ist. Unterhalb des Gewindes ist ein Halskragen 1c und darunter eine Ringnut 1d ausgebildet, die den Transport der Vorformlinge sowie der daraus geblasenen PET-Flaschen erleichtern (Neck-Handling).
  • Die Vorrichtung V besitzt ein zentrales Sternrad 2 mit senkrechter Drehachse 3, das durch einen Motor 4 und ein Getriebe 5 kontinuierlich in Pfeilrichtung antreibbar ist. Die halbkreisförmigen Taschen 6 des Sternrads 2 greifen unterhalb der Halskragen bzw. Tragringe 1c oder in den Ringnuten 1d der Vorformlinge 1 an, wobei die Vorformlinge durch einen stationären, auf gleicher Höhe wie die Taschen 6 angeordneten Führungsbogen 7 in diesen gehalten werden. Auf diese Weise werden die Vorformlinge 1 wie beim Neck-Handling üblich in aufrechter Normalposition mit nach oben weisendem offenen Ende 1b kontinuierlich durch die Vorrichtung V transportiert.
  • Dem Sternrad 2 ist ein Einlaufstern 8 mit sägezahnartigen Taschen 9 und einem stationären Führungsbogen 10 vorgeschaltet, der durch ein Getriebe 11 in Pfeilrichtung synchron zum Sternrad 2 antreibbar ist. Der Einlaufstern 8 übernimmt die Vorformlinge 1 in Normalposition aus einer Förderrinne F, vereinzelt sie und führt sie teilungsgerecht in die Taschen 6 des Sternrads 2 ein.
  • Weiter ist dem Sternrad 2 ein Auslaufstern 12 nachgeschaltet, von dem nur der Teilkreis dargestellt ist. Dieser wird in Pfeilrichtung synchron zum Sternrad 2 angetrieben und übernimmt die ausgeblasenen, gereinigten Vorformlinge 1 vom Sternrad 2 und übergibt sie beispielsweise an die Förderkette 13 des Linearofens der nachgeschalteten Streckblasmaschine.
  • Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind an der Oberseite des Sternrads 2 mehrere senkrechte Führungsstangen 14 befestigt, jeweils zwei an jeder Tasche 6. Auf den zusammengehörigen zwei Führungsstangen 14 ist jeweils ein Schlitten 15 höhenbeweglich gelagert, der durch auf den Führungsstangen 14 aufgefädelte Druckfedern 16 nach unten gedrückt wird. An der radial nach innen weisenden Seite jedes Schlittens 15 ist eine Kurvenrolle 17 drehbar gelagert, die mit einer stationären Hubkurve 18 zusammenwirkt. Die Hubkurve 18 ist an der Unterseite einer stationären Platte 19 befestigt, die ihrerseits über drei senkrechte Gewindespindeln 20 parallel zu sich selbst höhenverstellbar ist. Die synchrone Drehung der auf die Gewindespindeln 20 einwirkenden Muttern 21 wird durch einen Motor 22 und einen Kettentrieb 23 realisiert. Mit Hilfe der Gewindespindeln 20 bzw. der durch diese gehobenen und gesenkten Hubkurve 18 kann die untere Endposition der Schlitten 15, die diese unter Einwirkung der Druckfedern 16 einnehmen, eingestellt werden. Die Hubhöhe bleibt dabei unverändert.
  • An der radial nach außen weisenden Seite jedes Schlittens 15 ist ein Halter 24 befestigt, in dessen Unterseite ein senkrechtes Rohr 25 konzentrisch zur zugehörigen Tasche 6 bzw. einem darin gehaltenen Vorformling 1 eingesetzt ist. Das untere, offene Ende des Rohres 25 bildet eine Blasdüse 26, während das offene obere Ende durch einen Kanal 27 im Halter 24 und eine an diesen angeschlossene flexible Schlauchleitung 28 mit dem Anschlussstutzen 29 eines Drehverteilers D verbunden ist. Für jeden Halter 24 ist an der Antriebswelle 32 des Sternrads 2 ein eigener Anschlussstutzen 29 befestigt. Alle Anschlussstutzen wirken mit einer horizontalen Steuernut 30 zusammen, die stationär innerhalb der hohlen Antriebswelle 32 angeordnet ist und durch eine konzentrisch zur Drehachse 3 angeordnete Rohrleitung 31 mit vorzugsweise steriler Druckluft von ca. 3 Bar versorgt wird. Die stationäre Steuernut 30 und die umlaufenden Anschlussstutzen 29 bilden zusammen den Drehverteiler D, durch den die Düsen 26 im Umlaufbereich zwischen Einlaufstern 8 und Auslaufstern 12 gezielt mit Druckluft beaufschlagt werden.
  • Wie Fig. 3 und 4 zeigen, ist der Außendurchmesser der Rohre 25 wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der Vorformlinge 1. Es liegt somit ein ausreichender Strömungsquerschnitt vor, wenn das Rohr 25 mit der Düse 26 in den Vorformling 1 bis in die Nähe des geschlossenen Endes 1a eintaucht.
  • Im Inneren jedes Rohres 25 ist konzentrisch eine nadelförmige Ionisationselektrode 33 befestigt, deren Außendurchmesser zur Freihaltung eines ausreichenden Strömungsquerschnitts wiederum spürbar kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 25. Die Ionisationselektrode 33 ist über den größten Teil ihrer Länge elektrisch isoliert; lediglich das untere, spitz zulaufende freie Ende ist blank und endet kurz vor der Blasdüse 26. Das obere Ende ist im Halter 24 befestigt und über eine flexible elektrische Leitung mit einem nicht gezeigten Hochspannungsgenerator auf dem Sternrad 2 verbunden. Die durch das Rohr 25 strömende Druckluft wird so kurz vor dem Austritt aus der Blasdüse 26 stark ionisiert, wobei der Ionisationsvorgang innerhalb des Vorformling 1 erfolgt.
  • Über dem Führungsbogen 7 ist ein kreisbogenförmiger Absaugkanal 35 befestigt, der an ein nicht gezeigtes Sauggebläse angeschlossen ist. Der Absaugkanal 35 weist eine in Richtung Drehachse 3 weisende schlitzförmige Öffnung 36 auf, die dicht am offenen Ende 1b der Vorformlinge 1 liegt.
  • Die Funktionsweise der vorbeschriebenen Vorrichtung V bzw. das mit ihr durchführbare Verfahren ist wie folgt:
    Als erstes werden die durch die Förderrinne F in einer Reihe nacheinander zugeführten Vorformlinge 1 durch den Einlaufstern 8 vereinzelt und - ohne Wendung - unter den angehobenen Blasdüsen 26 hindurch in die Taschen 6 des Sternrads 2 eingeführt. Von diesen werden sie in Zusammenwirkung mit dem Führungsbogen 7 in aufrechter Normalposition, d. h. mit unten liegendem geschlossenen Ende, kontinuierlich auf einer horizontalen, kreisbogenförmigen Behandlungsbahn transportiert. Im Anfangsbereich dieser Behandlungsbahn werden die Blasdüsen 26 aus ihrer oberen, mit Abstand über den Vorformlingen 1 befindlichen Neutralposition durch einen entsprechenden Abfall der Hubkurve 18 unter Einwirkung der Druckfedern 16 in die Vorformlinge 1 eingeführt, bis sie ihre in Fig. 4 gezeigte Arbeitsposition erreicht haben. Dabei liegt die Blasdüse der tiefsten Stelle des geschlossenen Endes 1a mit einem Abstand von ca. 5 Millimetern mittig gegenüber. Diese Arbeitsposition wird über den größten Teil der Behandlungsbahn unverändert beibehalten. Im Endbereich der Behandlungsbahn werden dann die Blasdüsen 26 durch einen entsprechenden Anstieg der Hubkurve 18 entgegen der Kraft der Druckfedern 16 wieder angehoben und in ihre oberen Neutralposition verfahren, so dass die Vorformlinge 1 ungehindert vom Auslaufstern 12 aus den Taschen 6 des Sternrads 2 heraus bewegt werden können.
  • Sobald die Blasdüse 26 in das offene Ende 1b eingefahren ist oder kurz zuvor wird durch die Steuernut 30 die Blasluftzufuhr eingeschaltet und erst wieder abgesperrt wenn die Blasdüsen 26 im Endbereich der Behandlungsbahn das offene Ende 1b der Vorformlinge 1 erreicht haben. Während des größten Teils der insgesamt ca. 2 bis 3 Sekunden dauernden Behandlungszeit nimmt die Blasdüse 26 somit die in Fig. 4 gezeigte Arbeitsposition ein. Dabei strömt durch die Ionisationselektrode 33 ionisierte Luft durch die Blasdüse 26gezielt gegen das benachbarte geschlossene Ende 1a des Vorformling 1, wird durch dessen Rundung nach oben hin umgelenkt, strömt durch den Ringraum zwischen dem Rohr 25 und dem Vorformling 1 entlang zu dessen offenem Ende 1b und wird schließlich vom Absaugkanal 35 angesaugt und, ggf. nach vorheriger Filterung, in die Umgebung abgeleitet. Dabei wird durch die erst kurz vorher erfolgte starke Ionisierung der Luft ein Ladungsausgleich am Vorformling 1 bzw. den daran haftenden Schmutzteilchen erreicht, so dass sich diese leicht lösen lassen und von der Luft mitgerissen werden können. Durch die gezielte Strömung ergibt sich ein hoher Mitnahmeeffekt und insgesamt eine äußerst wirkungsvolle Reinigung, ohne dass die Vorformlinge 1 gewendet werden müssen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Vorformlinge aller Art geeignet. Ist kein Tragring vorhanden, so kann das Sternrad in Vertiefungen am Vorformling eingreifen. Fehlen auch diese, so können die Vorformlinge durch Klemmgreifer im Sternrad gehalten werden. Selbstverständlich können die Vorformlinge vor dem Ausblasen auch gewendet werden, so dass die Blasdüsen von unten nach oben in die Vorformlinge einfahren.

Claims (14)

1. Verfahren zum Ausblasen von hohlen Vorformlingen aus Kunststoff mit einem offenen und einem geschlossenen Ende mittels ionisierter Luft, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierte Luft in der Nähe des geschlossenen Endes ins Innere der Vorformlinge eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierte Luft während einer vorgegebenen Zeitspanne in der Nähe des geschlossenen Endes ins Innere des Vorformlings eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierte Luft mittig gegen den Boden des Vorformlings gerichtet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ionisierte Luft mittels einer in den Vorformling bis in die Nähe des geschlossenen Endes eingeführten Blasdüse ins Innere des Vorformlings eingeleitet, durch den zwischen der Blasdüse und der Innenwand des Vorformlings gebildeten Ringraum zum offenen Ende hin und durch dieses heraus geleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Nähe des geschlossenen Endes eingeleitete Luft im Inneren der Vorformlinge ionisiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformlinge und die in diese eingeführten Blasdüsen während des Einleitens der ionisierten Luft kontinuierlich transportiert werden.
7. Vorrichtung zum Ausblasen von hohlen Vorformlingen (1) aus Kunststoff mit einem offenen und einem geschlossenen Ende mittels ionisierter Luft, die eine Transporteinrichtung (2) für die Vorformlinge sowie mindestens eine Blasdüse (26) für ionisierte Luft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüse (26) in axialer Richtung der Vorformlinge (1) gesteuert bewegbar angeordnet ist und bis in die Nähe des geschlossenen Endes (1a) in die Vorformlinge (1) einfahrbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüse (26) am Ende eines Rohrstücks (25) ausgebildet ist, in dessen Inneren eine mit einer Spannungsquelle verbundene Ionisationselektrode (33) sitzt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung ein antreibbares Sternrad (2) zum hängenden Transport der Vorformlinge (1) aufweist und dass jeder Tasche (6) des Sternrads (2) eine zusammen mit dieser umlaufende, parallel zur Drehachse (3) des Sternrads (2) gesteuert bewegbare Blasdüse (26) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Blasdüse (26) an einem längsbeweglichen Schlitten (15) befestigt ist, an dem eine Kurvenrolle (17) drehbar gelagert ist, welche mit einer stationären Hubkurve (18) zusammenwirkt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasdüsen (26) über einen Drehverteiler (D) gesteuert mit Druckluft versorgbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkurve (18) zur Anpassung an verschiedene Vorformlinge (1) verstellbar ist, so dass sie bei Vorformlingen (1) mit unterschiedlicher Länge jeweils bis in die Nähe des Bodens einfahrbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sternrad (2) ein drehbarer Einteilstern (10) zugeordnet ist, der die Vorformlinge (1) aus einer Zuführrinne (F) übernimmt und teilungsgerecht in die Taschen (6) des Sternrads (2) einführt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des offenen Endes (1a) der Vorformlinge (1) eine Absaugvorrichtung (35) für die aus den Vorformlingen (1) austretende Luft angeordnet ist.
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