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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Blasformung von Behältern, bei
dem ein Vorformling nach einer thermischen Konditionierung innerhalb
einer Blasform von einer Reckstange gereckt und durch Blasdruckeinwirkung
in den Behälter
umgeformt wird und bei dem unter Druck stehendes Gas durch die Reckstange
hindurch in den Behälter
eingeleitet wird.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern, die mindestens eine
Blasstation mit einer Blasform sowie mindestens einer Reckstange
aufweist, sowie bei der die Reckstange an eine Versorgungseinrichtung
zur Zufuhr von unter Druck stehendem Gas angeschlossen ist.
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Bei
einer Behälterformung
durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen
Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat),
innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbeitungsstationen
zugeführt.
Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung
sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte
Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert
wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den
zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische
Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der
DE-OS 43 40 291 erläutert. Die einleitend
erwähnte
Einleitung des unter Druck stehenden Gases umfaßt auch die Druckgaseinleitung in
die sich entwickelnde Behälterblase
sowie die Druckgaseinleitung in den Vorformling zu Beginn des Blasvorganges.
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Der
grundsätzliche
Aufbau einer Blasstation zur Behälterformung
wird in der
DE-OS 42 12 583 beschrieben.
Möglichkeiten
zur Temperierung der Vorformlinge werden in der
DE-OS 23 52 926 erläutert.
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Innerhalb
der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie
die geblasenen Behälter
mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert
werden. Bewährt
hat sich insbesondere die Verwendung von Transportdornen, auf die
die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber
auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung
von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen und die Verwendung
von Spreizdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings
einführbar
sind, gehören
ebenfalls zu den verfügbaren
Konstruktionen.
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Eine
Handhabung von Behältern
unter Verwendung von Übergaberädern wird
beispielsweise in der
DE-OS
199 06 438 bei einer Anordnung des Übergaberades zwischen einem
Blasrad und einer Ausgabestrecke beschrieben.
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Die
bereits erläuterte
Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren,
bei denen die Vorformlinge zunächst
in einem Spritzgußverfahren
hergestellt, anschließend
zwischengelagert und erst später
hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen
werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren,
bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtechnischen
Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert
und anschließend
aufgeblasen werden.
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Im
Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche
Ausführungsformen
bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet
sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen.
Es ist aber auch möglich,
relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei
ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur
Behälterformung
aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete
Platten als Formträger
verwendet.
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Eine
detaillierte Beschreibung eines Recksystems einer Blasstation mit
zugeordneter Reckstange erfolgt in der
DE-OS 101 45 579 . Die Reckstange
ist hier als ein massiver Stab ausgebildet und die Blasluft wird
der Blasform durch einen Anschlußkolben hindurch zugeführt, der
einen größeren Innendurchmesser
aufweist, als der Außendurchmesser
der Reckstange beträgt.
Hierdurch wird zwischen der Reckstange und einer Innenfläche des
Anschlußkolbens
ein Ringspalt bereitgestellt, durch den das unter Druck stehende
Gas hindurchströmen
kann.
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Die
Verwendung einer hohlen Reckstange ist beispielsweise aus der
DE-OS 28 14 952 bekannt. Ein
Anschluß für das unter
Druck stehende Gas erfolgt hier über
ein einer Reckstangenkuppe abgewandtes Ende der rohrartig ausgebildeten
Reckstange. Eine Druckgaszuführung über das
Ende einer hohlen Reckstange wird darüber hinaus in der
DE 34 08 740 C2 beschrieben.
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Die
bekannten Druckgaszuführungen
können
bislang noch nicht alle Anforderungen gemeinsam erfüllen, die
bei ständig
zunehmenden Produktionsraten gestellt werden. Die Druckgaszuführungen erfolgen
gemäß dem Stand
der Technik bislang derart, daß entweder
das gesamte für
die Expansion des Vorformlings benötigte Druckgas durch einen
die Reckstange umgebenden Ringspalt oder bei der Verwendung von
hohlen Reckstangen durch die Reckstange hindurch erfolgt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend
genannten Art derart anzugeben, daß eine verringerte Prozeßzeit bei
der Behälterformung
erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
unter Druck stehende Gas über
mindestens zwei unterschiedliche Strömungswege in den Behälter eingeleitet
wird.
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Weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der
einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine gesteigerte
Produktivität
je verwendeter Blasstation erreicht werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Blasstation mindestens zwei unterschiedliche bis in den von der
Blasform umschlossenen Raum hineinführende Strömungswege für das unter Druck stehende
Gas aufweist.
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Durch
die Verwendung von zwei unterschiedlichen Strömungswegen für das zur
Blasverformung des Vorformlings in den Behälter verwendete Druckgas ist
es möglich,
im Hinblick auf die Umformung des thermoplastischen Materials optimierte Prozeßbedingungen
zu erreichen. Die in den Behälter
einströmende
Druckluft führt
nicht nur zu einer Expansion des Vorformlings, sondern gleichzeitig
erfolgt durch das am Material des Vorformlings sowie an der sich
entwickelnden Behälterblase
vorbeiströmende
Druckgas eine Abkühlung
des Behältermaterials.
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Die
Abkühlung
des Behältermaterials
ist in denjenigen Bereichen erwünscht,
wo der Vorformling zumindest bereits näherungsweise die endgültige Gestaltung
des Behälters
angenommen hat. Unerwünscht
ist eine Abkühlung
des Behältermaterials
jedoch in denjenigen Bereichen, in denen noch eine stärkere Verformung
des Materials erforderlich ist. Durch die in die Blasform hineinführenden
getrennten Strömungswege
ist es möglich,
die Druckgaseinströmung
in den Behälter
derart zu steuern, daß eine zeitliche
Optimierung der durch die Druckgaseinströmung erreichten Abkühlung des
Behältermaterials bei
gleichzeitig kurzer Füllzeit
erreicht wird.
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Eine örtlich und
zeitlich optimierte Kühlwirkung
durch das einströmende
Druckgas wird dadurch unterstützt,
daß das
unter Druck stehende Gas wenigstens zeitweise über nur einen der Strömungswege
zugeführt
wird.
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Unter
Berücksichtigung
der Geometrie einer sich entwickelnden Behälterblase erweist es sich als vorteilhaft,
daß das
unter Druck stehende Gas in einer ersten Prozeßphase in der Nähe des Mündungsabschnittes
in den Vorformling eingeleitet wird.
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Ein
geringer Strömungswiderstand
während einer
Vorblasphase wird dadurch erreicht, daß das unter Druck stehende
Gas während
der ersten Prozeßphase
durch einen die Reckstange umgebenden Strömungsweg eingeleitet wird.
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Eine örtlich exakt
definierte Druckgaszuführung
wird auch dadurch unterstützt,
daß das
unter Druck stehende Gas in einer zweiten Prozeßphase durch die Reckstange
hindurch eingeleitet wird.
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Unter
Berücksichtigung
einer sich bei der Blasverformung ergebenden Materialverteilung
erweist es sich als besonders zweckmäßig, daß das unter Druck stehende
Gas während
der zweiten Prozeßphase
in der Nähe
eines Bodens des Behälters eingeleitet
wird.
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Eine
weitere Prozeßoptimierung
kann dadurch erfolgen, daß während der
zweiten Prozeßphase
das unter Druck stehende Gas mit einem höheren Druck als während der
ersten Prozeßphase eingeleitet
wird.
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Ein
sehr kurzfristiger Druckabbau nach einer erfolgten Behälterformung
wird dadurch erreicht, daß eine
Druckableitung nach einem vorhergehenden Zurückziehen der Reckstange durchgeführt wird.
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Eine
weitere Variante zur Unterstützung
der Kühlwirkung
besteht darin, daß eine
Druckableitung mindestens teilweise durch die Reckstange hindurch erfolgt.
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Eine
erhöhte
mechanische Stabilität
der Reckstange durch Vergrößerung des
Stangendurchmessers kann dadurch erreicht werden, daß mindestens
zwei Strömungswege
durch die Reckstange hindurch verlaufen.
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Ein
erster Strömungsweg
kann dadurch bereitgestellt werden, daß ein Strömungsweg in der Nähe einer
Zugangsöffnung
der Blasform in die Blasform einmündet.
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Weitere
Möglichkeiten
zur zeitlichen Prozeßoptimierung
werden dadurch bereitgestellt, daß ein Strömungsweg wenigstens zeitweise
in der Nähe
eines Bodenteiles der Blasform in einen von der Blasform umschlossenen
Innenraum einmündet.
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Eine
typische Ausführungsform
besteht darin, daß der
erste Strömungsweg
zur Zufuhr von Druckgas für
die Behälterformung
ausgebildet ist.
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Ebenfalls
ist typischerweise daran gedacht, daß der zweite Strömungsweg
für die
Zufuhr von Druckgas zur Behälterformung
ausgebildet ist.
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Insbesondere
erweist es sich als zweckmäßig, daß mindestens
zwei Strömungswege
zur Zufuhr von unter Druck stehendem Gas mit unterschiedlichen Druckhöhen ausgebildet
sind.
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Ein
verschleißarmer
Anschluß des
Reckstangeninnenraumes an die bereitgestellten Versorgungskanäle kann
dadurch erfolgen, daß die
Reckstange einen von Seitenwandungen umschlossenen Innenraum aufweist
und daß der
Innenraum durch eine Mehrzahl von Ausnehmungen in der Wandung an
eine Druckgasversorgung angeschlossen ist.
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Eine
gesteuerte Vorgabe der jeweiligen Strömungswege sowie der Strömungszeiten
kann dadurch erfolgen, daß im
Bereich jedes Strömungsweges
mindestens ein Stellelement zur Realisierung einer Ventilfunktion
angeordnet ist.
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In
den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung . schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 Eine
perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von
Behältern
aus Vorformlingen,
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2 einen
Längsschnitt
durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
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3 eine
Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung
zur Blasformung von Behältern,
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4 eine
modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität,
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5 eine
Seitenansicht einer Blasstation, bei der eine Reckstange von einem
Reckstangenträger
positioniert wird,
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6 eine
vergrößerte und
teilweise geschnittene Darstellung eines oberen Bereiches der Reckstangenführung der
Reckstange,
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7 eine
vergrößerte Darstellung
der Einzelheit VII in 6,
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8 eine
vergrößerte Darstellung
der Einzelheit VIII in 6,
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9 eine
gegenüber 2 stärker detaillierte
Darstellung eines Längsschnittes
durch die Blasstation zur Veranschaulichung von zwei unterschiedlichen
Strömungswegen
für das
Druckgas und
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10 ein
Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Druckluftversorgung der
Blasstation.
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Der
prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen
(1) in Behälter
(2) ist in 1 und in 2 dargestellt.
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Die
Vorrichtung zur Formung des Behälters (2)
besteht im' wesentlichen
aus einer Blasstation (3), die mit einer Blasform (4)
versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetzbar ist.
Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus
Polyethylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des
Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung
eines Herausnehmens des fertigen Behälters (2) besteht
die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und
einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8)
positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich
der Blasstation (3) von einem Transportdorn (9)
gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine
Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es
ist aber auch möglich,
den Vorformling (1) beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel
direkt in die Blasform (4) einzusetzen.
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Zur
Ermöglichung
einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (9)
ein Anschlußkolben
(10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft
zuführt
und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9)
vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar,
feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
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Eine
Reckung des Vorformlings (1) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel
mit Hilfe einer Reckstange (11), die von einem Zylinder
(12) positioniert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform
wird eine mechanische Positionierung der Reckstange (11) über Kurvensegmente
durchgeführt,
die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten
ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn
eine Mehrzahl von Blasstationen (3) auf einem rotierenden
Blasrad angeordnet sind Bei der in 1 dargestellten
Ausführungsform
ist das Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem-Anordnung von
zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. von einem Primärzylinder
(13) wird die Reckstange (11) zunächst vor
Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens
(14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des
eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit
ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder
(13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder
(16) oder über
eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht,
den Sekundärzylinder
(16) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer
Führungsrolle
(17), die während der
Durchführung
des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle
Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird
vom Sekundärzylinder
(16) gegen die Führungsbahn
gedrückt.
Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen
(18).
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Nach
einem Schließen
der im Bereich von Trägern
(19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6)
erfolgt eine Verriegelung der Träger
(19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (20).
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zur
Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (21)
des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die Verwendung
separater Gewindeeinsätze
(22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
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2 zeigt
zusätzlich
zum geblasenen Behälter
(2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1)
und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
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3 zeigt
den grundsätzlichen
Aufbau einer Blasmaschine, die mit einer Heizstrecke (24)
sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend
von einer Vorformlingseingabe (26) werden die Vorformlinge
(1) von Übergaberädern (27, 28, 29)
in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang
der Heizstrecke (24) sind Heizstrahler (30) sowie
Gebläse
(31) angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren.
Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1)
werden diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich
die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen
Behälter
(2) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (32)
zugeführt.
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Um
einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (2)
umformen zu können,
daß der
Behälter
(2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit
von innerhalb des Behälters
(2) abgefüllten
Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle
Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge
(1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte
Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften
erzielt werden.
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Als
thermoplastisches Material können
unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. einsatzfähig sind
beispiels weise PET, PEN oder PP.
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Die
Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges
erfolgt durch Druckluftzuführung.
Die Druckluftzuführung
ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft, mit
einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase
unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird.
Während
der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im
Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft
mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.
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Aus 3 ist
ebenfalls erkennbar, daß bei der
dargestellten Ausführungsform
die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente
(33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht
und entlang von Umlenkrädern
(34) geführt
sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung
eine im wesentlichen rechteckförmige
Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform
werden im Bereich der dem Übergaberad
(29) und einem Eingaberad (35) zugewandten Ausdehnung
der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes
Umlenkrad (34) und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei
vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet.
Grundsätzlich
sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
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Zur
Ermöglichung
einer möglichst
dichten Anordnung des Übergaberades
(29) und des Eingaberades (35) relativ zueinander
erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im
Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24)
drei Umlenkräder
(34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die
kleineren Umlenkräder
(36) im Bereich der Überleitung
zu den linearen Verläufen
der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34)
im unmittelbaren Übergabebereich
zum Übergaberad
(29) und zum Eingaberad (35). Alternativ zur Verwendung
von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise
auch möglich,
ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
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Nach
einem fertigen Blasen der Behälter
(2) werden diese von einem Entnahmerad (37) aus
dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und über das Übergaberad
(28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke
(32) transportiert.
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In
der in 4 dargestellten modifizierten Heizstrecke (24)
können
durch die größere Anzahl von
Heizstrahlern (30) eine größere Menge von Vorformlingen
(1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (31)
leiten hier Kühlluft
in den Bereich von Kühlluftkanälen (39)
ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen
und über
Ausströmöffnungen
die Kühlluft
abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen wird eine Strömungsrichtung
für die
Kühlluft
im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge
(1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39)
können
im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden
Oberflächen
Reflektoren für
die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die
abgegebene Kühlluft
auch eine Kühlung
der Heizstrahler (30) zu realisieren.
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5 zeigt
eine gegenüber
der Darstellung in 1 abgewandelte Darstellung der
Blasstation (3) bei einer Blickrichtung von vorne. Insbesondere ist
aus dieser Darstellung erkennbar, daß die Reckstange (11)
von einem Reckstangenträger
(41) gehaltert ist, der aus einem Trägersockel (40) und
einem über
ein Kupplungselement (42) mit dem Träger sockel (40) verbundenen
Rollenträger
(43) ausgebildet ist. Der Rollenträger (43) haltert die
Führungsrolle
(17), die zur Positionierung des Recksystems dient. Die
Führungsrolle
(17) wird entlang einer nicht dargestellten Kurvenbahn
geführt.
Es ist hier eine vollständige
mechanische Steuerung des Reckvorganges realisiert.
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Das
in 5 veranschaulichte Kupplungselement (42)
kann auch bei der Ausführungsform
gemäß 1 zur
Ermöglichung
einer vollständigen
mechanischen Entkopplung der Zylinder (12) voneinander
bzw. von einem Tragelement für
die Führungsrolle
(17) eingesetzt werden.
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5 veranschaulicht
einen eingerasteten Zustand des Kupplungselementes (42),
in dem der Trägersockel
(40) und der Rollenträger
(43) miteinander durch das Kupplungselement (42)
verbunden sind. Es liegt hierdurch eine starre mechanische Kopplung
vor, die dazu führt,
daß eine
Positionierung der Führungsrolle
(17) direkt und unmittelbar in eine Positionierung der
Reckstange (11) umgesetzt wird. Es liegt hierdurch in jedem
Bewegungszustand des Blasrades (25) eine exakt vorgegebene
Positionierung der Reckstange (11) vor und die Positionierung der
Reckstange (11) wird bei einer Mehrzahl von auf dem Blasrad
(25) angeordneten Blasstationen (3) bei jeder
Blasstation (3) exakt reproduziert. Diese exakte mechanische
Vorgabe der Positionierung der Reckstange (11) trägt zu einer
hohen Produktqualität
sowie zu einer hohen Gleichmäßigkeit
der hergestellten Behälter
(2) bei.
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5 zeigt
ebenfalls die Anordnung eines Pneumatikblockes (46) zur
Blasdruckversorgung der Blasstation (3). Der Pneumatikblock
(46) ist mit Hochdruckventilen (47) ausgestattet,
die über
Anschlüsse
(48) an eine oder mehrere Druckversorgungen angeschlossen
werden können.
Nach einer Blasformung der Behälter
(2) wird in eine Umgebung abzuleitende Blasluft wird über den
Pneumatikblock (46) zunächst
einem Schalldämpfer
(49) zugeführt.
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6 veranschaulicht,
daß die
Reckstange (11) mit einem Stangeninnenraum (50)
versehen ist, in den Druchgangsöffnungen
(53) einmünden,
die in einem zwischen einer Reckstangenkuppe (51) und einem
der Reckstangenkuppe (51) abgewandt angeordneten Reckstangenende
(52) positioniert sind. Bei der in 6 veranschaulichten
Positionierung der Reckstange (10) stellen die Durchgangsöffnungen (53)
eine Verbindung zwischen dem Stangeninnenraum (50) und
einer Druckkammer (54) her.
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Im
Bereich eines der Reckstangenkuppe (51) zugewandten Bereiches
der Reckstange (11) sind Ausströmöffnungen (55) positioniert.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich im Bereich des Anschlußkolbens (10) um die Reckstange
(11) herum ein Ringspalt (56), so daß bei dieser
Ausführungsform
eine Druckgaszuführung
sowohl durch den Stangeninnenraum (50) als auch durch den
Ringspalt (56) hindurch erfolgen kann.
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Im
Bereich eines Ventilblockes (61) ist ein Zufuhrkanal angeordnet,
der ein Steuerventil (63) mit einer Gaszuführung (64)
verbindet. Über
das Steuerventil (63) wird die Gaszufuhr zur Druckkammer
(54) gesteuert.
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Eine
Abdichtung der Reckstange (11) hinsichtlich einer Umgebung
erfolgt über
Stangendichtungen (65, 66). Innerhalb des von
den Stangendichtungen (65, 66) begrenzten Druckraumes
ist eine abgedichtete Führung
des mit den Durchgangsöffnungen
(53) versehenen Bereiches der Reckstange (11) möglich.
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Aus 7 ist
der Aufbau der Reckstange (11) im Bereich der Durchgangsöffnungen
(53) sowie die konstruktive Gestaltung der Druckkammer
(54) in einer vergrößerten Darstellung
zu erkennen. Die Durchgangsöffnungen
(53) sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung
einer Längsachse (57)
der Reckstange (11) reihenartig hintereinander angeordnet.
Mehrere derartige Reihen sind entlang des Umfanges der Reckstange
(11) relativ zueinander mit einem Abstand angeordnet. Insbesondere
ist daran gedacht, die gebildeten Reihen in Richtung der Längsachse
(57) derart relativ zueinender versetzt anzuordnen, daß ein Versatz
um die Hälfte
eines Mittellinienabstandes der Durchgangsöffnungen (53) vorliegt.
Hierdurch werden die Durchgangsöffnungen (53)
einer Reihe von Durchgangsöffnungen
(53) jeweils im Schwerpunkt von rechteckförmigen Bezugsflächen angeordnet,
die von jeweils zwei Durchgangsöffnungen
(53) benachbarter Reihen aufgespannt werden. Diese Anordnung
unterstützt
eine gleichmäßige Strömung.
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Aus
der vergrößerten Darstellung
in 8 ist die abgedichtete Führung der Reckstange (11)
im Bereich eines Trägers
(58) zu erkennen. Es werden hierzu Dichtungen (59, 60)
verwendet, wobei die Dichtung (59) als Stangendichtung
und die Dichtung (60) als O-Ring ausgebildet sein kann.
Eine Stangendichtung besteht aus einem harten Ring und einen O-Ring aus Weichmetall.
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9 veranschaulicht
nochmals die Anordnung der Ausströmöffnungen (55) der
Reckstange (11) in einem der Reckstangenkuppe (51)
zugewandten Bereich der Reckstange (11) sowie die Anordnung
des Ringspaltes (56) im Bereich des Mündungsabschnittes (21).
Durch diese Anordnung ist es insbesondere möglich, zu Beginn des Blasformungsvorganges
durch den Ringspalt (56) Druckluft in den Vorformling (1)
bzw. die sich entwickelnde Behälterblase
(23) einzuleiten und an schließend die Druckgaseinleitung
durch die Ausströmöffnungen
(55) der Reckstange (11) hindurch fortzusetzen.
Die Anordnung der Ausströmöffnungen
(55) erfolgt vorzugsweise in einem sich an die Reckstangenkuppe
(51) anschließenden
Bereich der Reckstange (11) mit einer Bereichsausdehnung
von etwa 10 cm in Richtung der Längsachse
(57).
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9 veranschaulicht,
daß bei
einer typischen Behälterblase
(23) diese sich bereits in einem relativ frühen Formungszustand
in einer Umgebung des Mündungsabschnittes
(21) der Blasform (4) nähert bzw. bereits an der Blasform
(4) anliegt. In Abhängigkeit
von der Geometrie des jeweils blaszuformenden Behälters (2)
kann im Anschluß an
die Druckgaszuführung
nur über
den Ringspalt (56) die weitere Druckgaseinleitung allein über die
Ausströmöffnungen
(55) der Reckstange (11) erfolgen, es ist aber
auch möglich,
zumindest zeitweilig das Druckgas sowohl über den Ringspalt (56)
als auch über
die Ausströmöffnungen
(55) zuzuführen.
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Eine
Druckgaszuführung
gleichzeitig über die
Ausströmöffnungen
(55) und den Ringspalt (56) ermöglicht aufgrund
der Parallelschaltung der Strömungswege
eine Druckgaszuführung
mit geringerem Strömungswiderstand
und somit geringerem Zeitbedarf. Eine Druckgaszuführung im
zweiten zeitlichen Abschnitt der Blasverformung allein über die
Ausströmöffnung (55)
unterstützt
eine Kühlung
im Bereich des Bodens des Behälters
(2), der prozeßbedingt
wesentlich dicker als die Seitenwände des Behälters (2) ausgebildet
wird und hierdurch stärker
gekühlt
werden muß,
um eine ausreichende Materialstabilität zu erreichen.
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Grundsätzlich ist
es somit möglich,
zunächst das
Druckgas ausschließlich über den
ersten Strömungsweg
und anschließend über den
zweiten Strömungsweg
zuzuführen,
es ist aber auch möglich, während der
zweiten Phase der Blasverformung die Druckgaszuführung über beide Strömungswege
vorzunehmen oder zunächst
eine Zwischenphase mit gleichzeitiger Druckgaszuführung durch
beide Strömungswege
und anschließend
eine Umformungsphase mit ausschließlicher Druckgaszuführung über den
zweiten Strömungsweg
durchzuführen.
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Gemäß einer
bevorzugten Verfahrensvariante wird über den ersten Strömungsweg
Druck eines niedrigeren Druckniveaus, beispielsweise mit einem Druck
im Bereich von 5 bis 20 bar, und im Bereich des zweiten Strömungsweges
Druckgas eines höheren
Druckniveaus, beispielsweise mit einem Druck von etwa 40 bar zugeführt. Der
niedrigere Druck kann aus dem höheren
Druck über
einen Druckwandler abgeleitet werden. Prinzipiell ist es auch möglich, die Querschnittgestaltung
des ersten Strömungsweges derart
zu gestalten, daß auch
der erste Strömungsweg
an den höheren
Druck angeschlossen wird und der bereitgestellte Strömungswiderstand
die beabsichtigte Druckreduzierung verursacht.
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Alternativ
zu der in 9 dargestellten Anordnung des
ersten Strömungsweges
als die Reckstange (11) umgebender Ringspalt (56)
ist es auch möglich,
die Reckstange (11) mit einem größeren Durchmesser zu versehen
und im Inneren der Reckstange (11) die getrennten Strömungswege
anzuordnen. Die Reckstange würde
hierzu vorteilhafter Weise bei der in 9 dargestellten
Positionierung oberhalb des Mündungsabschnittes
(21) mit Ausströmöffnungen
versehen werden, die in den ersten Strömungsweg einmünden. Die
in 9 dargestellten Ausführungsform weist aber den Vorteil
auf, daß nur ein
relativ kleiner Anteil der Querschnittfläche des Mündungsabschnittes (21)
vom Wandungsmaterial der Reckstange (11) ausgefüllt ist
und hierdurch der vergleichsweise große Rest der Querschnittfläche für die beiden
Strömungswege
zur Verfügung
steht.
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Alternativ
oder ergänzend
zur Zuführung
von Druckgas mit unterschiedlichen Druckhöhen über die beiden Strömungswege
ist es auch möglich,
eine Zuführung
von Druckgas mit unterschiedlichen Temperaturen vorzunehmen. Insbesondere
ist daran gedacht, während
einer ersten Prozeßphase
Druckgas einer höheren
Temperatur als während
einer zweiten Prozeßphase
zuzuführen.
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Eine
Kühlwirkung
während
der zweiten Prozeßphase
kann durch eine geeignete Gestaltung der Strömungswege sowie der Ausströmöffnungen
(55) unterstützt
werden. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß die geometrische
Gestaltung der Strömungswege
derart gewählt
wird, daß während der Druckgasströmung durch
die Reckstange hindurch im Stangeninnenraum (50) ein möglichst
hohes Druckniveau beibehalten wird und sich entlang der Ausströmöffnungen
(55) ein großer
Druckgradient einstellt. Es erfolgt hierdurch eine Gasexpansion
in den Behälter
hinein örtlich
dicht am Boden des Behälters
(2), so daß die
Expansionskälte
zusätzlich
zu einer Kühlung
des Behälterbodens
genutzt werden kann.
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Vor
einem Ablassen des Druckgases aus dem Innenraum des Behälters (2)
ist es möglich,
zunächst
die Reckstange (11) vollständig aus dem Innenraum der
Blasform (4) zurückzuziehen
und hierdurch die gesamte Querschnittfläche des Mündungsabschnittes (21)
für das
ausströmende
Gas zur Verfügung
zu stellen. Hierdurch wird eine schnelle Druckabsenkung unterstützt, die
zu einer Abkühlung des
innerhalb des Behälters
(2) befindlichen Gases und hierdurch zu einer zusätzlichen
Kühlung
des Wandungsmaterials des Behälters
(2) führt.
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Alternativ
ist es aber ebenfalls denkbar, die Reckstange wenigstens während eines
Teiles der für die
Druckgasableitung erforderlichen Zeitspanne in der in 9 dargestell ten
Positionierung oder in einer geringfügig abgesenkten Positionierung
zu belassen und zumindest einen Teil des Druckgases durch die Ausströmöffnungen
(55) in den Innenraum der Reckstange (11) zurückzuleiten.
Hierdurch wird innerhalb des Behälters
(2) bei der Druckgasableitung eine Gasströmung in
Richtung auf den Boden des Behälters
(2) erzeugt und ein zusätzlicher
Kühleffekt
erreicht. Die jeweils optimale Verfahrensvariante wird auch hier
in Abhängigkeit
von der konkret vorliegenden Geometrie des Behälters (2) gewählt.
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10 zeigt
schematisch ein Blockschaltbild der Druckgasversorgung. Der eingezeichnete
Behälter
(2) wurde gleichzeitig auch stellvertretend für den Vorformling
(1) sowie die Behälterblase
(23) abgebildet. Über
einen Kompressor (67) wird Druck eines Ausgangsdruckniveaus,
beispielsweise oberhalb von 40 bar bereitgestellt. Über einen
oder mehrere Druckwandler (68) erfolgt beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine Druckabsenkung auf zwei unterschiedliche Versorgungsdruckniveaus.
Das höhere
Druckniveau beträgt
hier etwa 40 bar, das niedrigere Druckniveau etwa 20 bar.
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Über Kessel
(69, 70) wird ein Vorratsvolumen für die jeweiligen
Drücke
bereitgestellt, so daß auch
bei einer getakteten Druckentnahme das jeweilige Druckniveau zumindest
näherungsweise
aufrecht erhalten bleibt. Die gesteuerte Druckgaszuführung erfolgt
unter Verwendung von Ventilen (71, 72). Die Ventile
(71, 72) sind an eine Steuerung (73)
angeschlossen, die die jeweiligen Schaltzeiten der Ventile (71, 72)
koordiniert.