DE102005011804A1

DE102005011804A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Blasformung von Behältern

Info

Publication number: DE102005011804A1
Application number: DE102005011804A
Authority: DE
Inventors: Rolf Baumgarte; Michael Linke; Michael Litzenberg
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-03-16
Also published as: DE102005011804B4

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Blasformung von Behältern. Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material werden im Bereich einer Heizstrecke erwärmt und anschließend an eine Blaseinrichtung übergeben. Die Blaseinrichtung ist mit mindestens einer Blasstation zur Umformung der Vorformlinge in die Behälter versehen. Die Vorformlinge werden im Bereich der Blaseinrichtung von einem Dichtelement abgedichtet, das mindestens bereichsweise lose in einen Mündungsabschnitt des Vorformlings eingeführt und nach seiner Einführung innerhalb des Mündungsabschnittes verspannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Blasformung von Behältern, bei dem Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material im Bereich einer Heizstrecke erwärmt und anschließend an eine Blaseinrichtung übergeben werden, in der die Vorformlinge durch Einwirkung eines Blasdruckes innerhalb von Blasformen zu den Behältern umgeformt werden.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern, die eine Heizstrecke zur Erwärmung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material aufweist und die mit einer Blaseinrichtung versehen ist, die mindestens eine Blasstation zur Umformung der Vorformlinge in die Behälter aufweist.

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.

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.

Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bekannt ist 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 Klemmdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings ein führbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.

Eine Handhabung von Behältern und Vorformlingen unter Verwendung von Über-gaberädern wird beispielsweise in der DE-OS 199 06 438 bei einer Anordnung eines Übergaberades zwischen einem Blasrad und einer Ausgabestrecke und eines weiteren Übergaberades zwischen der Heizstrecke und dem Blasrad beschrieben.

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.

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.

Bei einem Einsetzen der Vorformlinge in die Blasstation sind mehrere Anforderungen einzuhalten. Zum einen muß eine ausreichende Positioniergenauigkeit gegeben sein, darüber hinaus ist es erforderlich, eine Abdichtung des Innenraumes des Vorformlings gegenüber einer Umgebung vorzunehmen, da bei der Blasverformung ein Innendruck bis zu 40 bar im Behälter herrscht. Darüber hinaus ist dafür zu sorgen, daß nur diejenigen Bereiche des Vorformlings durch den Blasdruck verformt werden, die dafür vorgesehen sind, eine von der Kontur des Vorformlings abweichende Behälterkontur einzunehmen.

Die bislang bekannten Vorrichtungen zur Handhabung der Vorformlinge sowie zum Einsetzen der Vorformlinge in die Blasstation sind noch nicht dafür geeignet, alle aufgeführten Anforderungen in gleicher Weise und gleichzeitig zufriedenstellend zu erfüllen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine materialschonende, zuverlässige und zugleich eine hohe Qualität der geblasenen Behälter unterstützende Handhabung der Vorformling im Bereich der Blaseinrichtung unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich der Blaseinrichtung ein Dichtelement lose in einen Mündungsabschnitt der Vorformlinge eingeführt wird und daß das Dichtelement nach seiner Einführung innerhalb des Mündungsabschnittes verspannt wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine zuverlässige Abdichtung der Vorformlinge bei hoher Produktionsgeschwindigkeit unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Dichtelement zur Abdichtung der Vorformlinge im Bereich eines in einen Mündungsabschnitt des Vorformlings einführbaren Kopfes mindestens ein spreizbares Klemmelement aufweist.

Durch die lose Einführung des Dichtelementes in den Mündungsabschnitt sowie die nach der Einführung erfolgende ak tive Verspannung wird eine schonende und zugleich zuverlässige Materialhandhabung unterstützt. Darüber hinaus erfolgt durch das Verspannen des Dichtelementes eine Abdichtung des Innenraumes des Vorformlings gegenüber einer Umgebung, so daß ein Druckaufbau innerhalb des Vorformlings bei dessen Umformung zum Behälter gewährleistet ist. Der Bereich der Blasstation umfaßt hierbei ein Einführen des Dichtelementes sowohl in als auch neben der Blasstation.

Gemäß einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die Verspannung zwischen dem Dichtelement und dem Vorformling durch eine am Dichtelement angreifende Zugkraft vorgegeben wird.

Ebenfalls ist daran gedacht, daß die Verspannung zwischen dem Dichtelement und dem Vorformling durch eine am Dichtelement angreifende Druckkraft vorgegeben wird.

Eine zuverlässige Abdichtung der Vorformlinge kann dadurch erfolgen, daß das Dichtelement den Vorformling in einem Grundzustand abdichtet und nur durch eine aktive Stellkraft eine Freigabe des Vorformlings hervorgerufen wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist es auch möglich, daß eine Abdichtung des Vorformlings vom Dichtelement durch eine aktive Stellkraft hervorgerufen wird.

Eine dauerhaft zuverlässige und zugleich preiswerte Ausführungsform wird dadurch bereitgestellt, daß der Vorformling von einem elastomeren Teil des Dichtelementes mit einer Spannkraft beaufschlagt wird.

Eine hohe Reproduktionsgenauigkeit wird dadurch unterstützt, daß eine Abdichtung und Freigabe des Vorformlings über eine das Dichtelement beaufschlagende Drucksteuerung vorgegeben wird.

Geringe mechanische Belastungen bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit können dadurch erreicht werden, daß vom Dichtelement eine in einer Längsrichtung des Dichtelementes wirkende Stellkraft in eine im Vergleich zur Stellkraft größere und die Vorformlinge abdichtende Querkraft transformiert wird.

Eine kompakte und robuste Ausführungsform wird dadurch bereitgestellt, daß das Dichtelement ein hülsenförmiges Basiselement und ein im Basiselement geführtes und den Kopf tragendes Positionierelement aufweist.

Ein einfacher Materialumlauf wird dadurch unterstützt, daß die Vorformlinge mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach oben orientiert vom Dichtelement beaufschlagt werden.

Eine Verformung des Vorformlings durch einwirkende Dichtkräfte wird dadurch vermieden, daß das Dichtelement mit einem Klemmelement den Mündungsabschnitt des Vorformlings in einem Bereich abdichtet, der benachbart zu einem außenseitig am Mündungsabschnitt angeordneten Stützring positioniert ist.

Ebenfalls erweist es sich als vorteilhaft, daß das Klemmelement durch einen Innendruck im Vorformling zusätzlich verspannt wird.

Eine vorteilhafte Einbringung von Dichtkräften wird auch dadurch unterstützt, daß das Andrückelement in Richtung der Längsachse eine Ausdehnung aufweist, die geringer als die Länge des Mündungsabschnittes dimensioniert ist.

Eine einfache konstruktive Realisierung wird dadurch unterstützt, daß das Dichtelement in einer vertikalen Richtung positionierbar angeordnet ist.

Die Durchführung einer Zuleitung von Vorformlingen und Ableitung von geblasenen Behältern wird dadurch erleichtert, daß das Dichtelement gemeinsam mit dem Vorformling in einer horizontalen Richtung positionierbar angeordnet ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 Eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen,
2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,
4 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität,
5 eine Prinzipskizze einer Blasmaschine, bei der die Vorformlinge sowohl im Bereich einer Zuführung als auch im Bereich der Heizstrecke sowie des Blas rades mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach oben transportiert werden und bei der die Heizstrecke unmittelbar mit dem Blasrad gekoppelt ist,
6 einen Vertikalschnitt durch eine Blasstation mit eingesetztem Vorformling und in den Mündungs abschnitt des Vorformlings eingeführtem Dichtelement und
7 eine vergrößerte und stärker detaillierte Darstellung eines in den Mündungsabschnitt des Vorformlings eingeführten Dichtelementes in einem unverspannten Zustand.
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Behälter (2) ist in 1 und in 2 dargestellt. Die Anordnung kann dabei wie dargestellt oder in einer vertikalen Ebene um 180° gedreht erfolgen.
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 Halteelement (9) fixiert sein. Es ist beispielsweise möglich, den Vorformling (1) über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen.
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb der Blasform (4) ein Anschlußkolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
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 (25) 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).
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).
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungs abschnittes (21) des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
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 einem Übergaberad (27) 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 einem weiteren Übergaberad (38) einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
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.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.
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.
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 (27) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34) und im Bereich von benach-barten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimension-ierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (27) und des Blasrades (25) 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 Heiz strecke (24) und das größere Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (27) und zum Blasrad (25). Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
Nach einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden diese vom Übergaberad (38) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und zur Ausgabestrecke (32) transportiert.
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.
Ein Transport der Vorformlinge (1) und der Behälter (2) durch die Blasmaschine kann in unterschiedlicher Art und weise erfolgen. Gemäß einer Ausführungsvariante werden die Vorformlinge zumindest entlang des wesentlichen Teiles ihres Transportweges von Transportdornen getragen. Es ist aber auch möglich, einen Transport der Vorformlinge unter Verwendung von Zangen durchzuführen, die außenseitig am Vorformling angreifen, oder Innendorne zu verwenden, die in einen Mündungsbereich des Vorformlings eingeführt werden.
Ebenfalls sind hinsichtlich der räumlichen Orientierung der Vorformlinge unterschiedliche Varianten denkbar.
Gemäß einer Variante wird der Vorformling im Bereich der Vorformlingseingabe (26) mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert zugeführt, anschließend gedreht, entlang der Heizstrecke (24) und des Blasrades (25) mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach unten orientiert gefördert und vor einem Erreichen der Ausgabestrecke (32) wieder gedreht. Gemäß einer anderen Variante wird der Vorformling (2) im Bereich der Heizstrecke (24) mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach unten orientiert beheizt, vor Erreichen des Blasrades (25) jedoch wieder um 180° gedreht.
Gemäß einer dritten Ausführungsvariante durchläuft der Vorformling den gesamten Bereich der Blasmaschine ohne Durchführung von Wendevorgängen mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert.
Ein Ausführungsbeispiel, bei der ein entsprechender Durchlauf des Vorformlings (1) durch die gesamte Blasmaschine mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert vorgesehen ist, ist in 5 dargestellt.
Die Vorformlinge (1) werden hierbei zunächst entlang der Vorformlingseingabe (26) zum Übergaberad (27) geführt, das entweder mit rotierenden und steuerbaren Ausgabearmen aus, gestattet sein kann, oder entsprechend der in 5 dargestellten vereinfachten Ausführung lediglich im Bereich seines Außenumfanges mit Ausnehmungen versehen ist, in die die Vorformlinge (1) einsetzbar sind. Das Übergaberad (27) führt hierbei eine Vereinzelung der Vorformlinge (1) und die Übergabe an die Heizstrecke (24) durch.
Bei einem Durchlaufen der Heizstrecke (24) werden die beheizten Vorformlinge (1) von einer Übergabeeinrichtung (41) direkt von der Heizstrecke (24) zum Blasrad (25) transportiert. Die direkte Übergabe der Vorformlinge (1) an das Blasrad (25) erfolgt ohne Verwendung eines konventionellen rotierenden separaten Übergaberades. Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform ist jede der Blasstationen (3) mit einer eigenen Übergabeeinrichtung (41) versehen. Die Übergabeeinrichtung (41) ist hierbei als ein teleskopierbarer und verschwenkbarer Tragarm (42) ausgebildet. Der Tragarm (42) ist im Bereich seiner einem Zentrum (43) des Blasrades (25) zugewandten Ausdehnung von einem Schwenkgelenk (44) drehbeweglich gelagert. Im Bereich seiner der Heizstrecke (24) zugewandten Ausdehnung weist der Tragarm (42) eine Haltezange (45) auf.
Zur Durchführung einer geeigneten Übergabebewegung ist der Tragarm (42) mit einer Kurvensteuerung gekoppelt, die zu einem Übergabezeitpunkt der Vorformlinge (1) von der Heizstrecke (24) zur Übergabeeinrichtung (41) für geeignete Relativbewegungen und Relativgeschwindigkeiten zwischen der Haltezange (45) und dem zu übergebenden Vorformling (1) sorgt. Aufgrund der relativ großen Drehgeschwindigkeit des Blasrades (25) wird der Tragarm (42) bei der Durchführung eines Übergabevorganges zunächst entgegen der Bewegungsrichtung des Blasrades (25) zurückgeschwenkt, um die Geschwindigkeit der Haltezange (45) zu vermindern. Nach einer Durchführung des Übergabevorganges wird der Tragarm (42) in Bewegungsrichtung des Blasrades (25) in seine Ausgangsposition zurückgeschwenkt.
Ein zum eben beschriebenen Übergabevorgang entgegengesetzter Übergabevorgang erfolgt nach einer vollständigen Umformung des Vorformlings (1) in den Behälter (2), um eine Übergabe zum Übergaberad (38) durchzuführen. während des gesamten Durchlaufes von der Vorformlingseingabe (26) bis zum Ausgabestrecke (32) wird der Vorformling (1) bzw. der Behälter (2) mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert und somit ohne die Durchführung von Schwenkvorgängen transportiert. Gemäß dem Stand der Technik verwendete Schwenkeinrichtungen werden hierdurch vermieden.
Alternativ zu der in 5 dargestellten Ausführungsform, bei der die Übergabeeinrichtungen (41) jeweils den Blasstationen (3) zugeordnet sind, ist es ebenfalls denkbar, im Übergangsbereich von der Heizstrecke (24) zum Blasrad (25) sowie im Übergangsbereich vom Blasrad (25) zum Übergaberad (38) stationäre Übergabeeinrichtungen (41) anzuordnen. Auch hier können die Übergabeeinrichtungen (41) im wesentlichen als Tragarme (42) mit der vorstehend beschriebenen Ausbildung konstruiert werden. Es wird hierdurch die Anzahl der erforderlichen Übergabeeinrichtungen (41) vermindert, es sind andererseits aber schnellere Bewegungsabläufe erforderlich.
6 zeigt eine Seitenansicht eines Vorformlings (1), der im Bereich einer Blasstation (3) angeordnet und in dessen Mündungsabschnitt (21) bereichsweise ein Dichtelement (46) eingeführt ist. Das Dichtelement (46) weist im Bereich seines dem Vorformling (1) zugewandten Endes ein Andrückelement (47) auf, das an einem hülsenförmigen Basiselement (48) befestigt ist. Innerhalb des Basiselementes (48) ist ein Positionierelement (49) geführt, das in Richtung einer Längsachse (50) relativ zum Basiselement (48) beweglich ist. Das Basiselement (48) haltert ein Abschlußelement (51), das beim Ausführungsbeispiel gemäß 6 als ein Verschlußstopfen ausgebildet ist. Gegenüber dem Abschlußelement (51) stützt sich ein Kolben (52) des Positionierelementes (49) über eine Feder (53) ab. Die Feder (53) ist als eine Druckfeder ausgebildet und ermöglicht eine Ver schiebung des Positionierelementes (49) innerhalb des Basiselementes (48) in Richtung auf den Vorformling (1) und von diesem weg.
In 6 ist ebenfalls zu erkennen, daß der Mündungsabschnitt (21) mit einer oberen Begrenzung (54) gegen das Basiselement (48) geführt ist. Das Positionierelement (49) greift mit einem Kopf (55) in den Mündungsabschnitt (21) ein. Der Kopf (55) besteht im wesentlichen aus einem Spannelement (56) sowie einem zwischen dem Spannelement (56) und dem Andrückelement (47) angeordneten Klemmelement (57). Das Klemmelement (57) kann aus einem elastomeren Material ausgebildet sein.
Gemäß der Ausführungsform in 6 ist der Kolben (52) fest mit dem Positionierelement (49) verbunden. In einem der Blasform (4) abgewandten Bereich des Kolbens (52) ist zwischen dem Kolben (52) und dem Anschlußelement (51) ein Druckraum (60) angeordnet, der über einen Anschluß (61) mit einer Steuereinheit verbindbar ist. Über die Steuereinheit kann ein Druckmedium, beispielsweise Druckluft, in den Druckraum (60) zugeführt werden. 6 veranschaulicht eine Anordnung des Positionierelementes (49), bei der innerhalb des Druckraumes (60) ein Steuerdruck anliegt und der Kolben (52) entgegen der Kraft einer Feder (62) in Richtung auf die Blasform (4) verfahren ist. Der Kolben (52) liegt zur Begrenzung eines Hubweges in dieser Positionierung auf einem Anschlag (63) des Basiselementes (48) auf. Gegenüber dem Basiselement (48) ist der Kolben (52) von einer Dichtung (64) abgedichtet. In dieser Positionierung des Kolbens (52) ist das Klemmelement (57) entspannt und das Positionierelement (49) kann reibungsarm in den Mündungsbereich (21) eingeführt werden.
Bei einer Beendigung einer Druckbeaufschlagung des Druckraumes (60) wird der Kolben von der Feder (62) in eine der. Blasform (4) abgewandte Richtung gedrückt und das Klemmelement (57) wird zwischen dem Spannelement (56) und dem Andruckelement (47) verformt. Hierdurch wird eine Abdichtung eines Innenraumes (65) des Vorformlings (1) bzw. des geblasenen Behälters (2) gegenüber einer Umgebung erreicht.
Das Positionierelement (49) ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel rohrförmig ausgebildet und mit einem Innenraum (66) versehen. Als Verlängerung des Innenraumes (66) weist das Basiselement (48) eine Ausnehmung (67) auf. Durch die Ausnehmung (67) und den Innenraum (66) hindurch können in den Vorformling (1) die Reckstange (11) sowie die zur Verformung des Vorformlings (1) benötigte Druckluft zugeführt werden.
Bei der in 7 dargestellten Einführpositionierung ist die Feder (62) durch den Kolben (52) teilweise zusammengedrückt und zwischen dem Klemmelement (57) und einer inneren Begrenzung des Mündungsabschnittes (21) erstreckt sich ein Spalt (58). Das Positionierelement (49) ist in diesem Zustand reibungsfrei bzw. zumindest reibungsarm in den Mündungsabschnitt (21) einführbar. Zur Durchführung einer Verspannung des Klemmelementes (57) relativ zum Vorformling (1) wird das Positionierelement (49) nach einem Ablassen des Druckes aus dem Druckraum (60) durch die Kraft der Feder (62) ein Stück innerhalb des Basiselementes (48) in eine dem Vorformling (1) abgewandte Richtung verschoben. Das Klemmelement (57) wird hierdurch zwischen dem Andrückelement (47) und dem Spannelement (56) verformt und in Richtung auf die Innenwand des Vorformlings (1) nach außen gedrückt. Hierdurch erfolgt ein Spreizen des Klemmelementes (57) und eine entsprechende Fixierung des Vorformlings (1).
Nach einer Verspannung des Klemmelementes (57) ist der Innenraum (65) des Vorformlings (1) bzw. des geblasenen Behälters (2) gegenüber einer Umgebung abgedichtet. Der Spalt (58) ist lediglich gering dimensioniert, so daß auch bei einem relativ hohen Innendruck im Bereich des Vorformlings (1) nur eine relativ geringe Kraftbelastung des Klemmeelementes (57) in Richtung der Längsachse (50) auftritt. Es reichen somit vergleichsweise geringe Querkräfte aus, um die erforderliche Abdichtung hervorzurufen.
Mit zunehmendem Innendruck im Vorformling (1) wird darüber hinaus die Dichtwirkung erhöht, da die durch den Innendruck hervorgerufene Kraftbeaufschlagung des Spannelementes (56) dazu führt, daß eine zusätzliche Vorformung des Klemmelementes (57) auftritt. Die Anordnung hat somit zusätzlich zu der aktiv gesteuerten Dichtwirkung eine selbstwirkende Dichteigenschaft.
Ein Zusammenfügen der Blasform (4), des Vorformlings (1) sowie des Positionierelementes (49) kann in unterschiedlichen Varianten erfolgen. Gemäß einer Variante ist das Basiselement (48) mit in diesem geführten Positionierelement (49) lediglich entlang der Längsachse (50) beweglich. Der Vorformling (1) wird bei dieser Ausführungsform zunächst in die Blasform (4) eingesetzt, anschließend erfolgt ein Einführen des Andrückelementes (47) sowie des Positionierelementes (49) in den Mündungsabschnitt (21).
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Basiselement (48) querbeweglich angeordnet und der Vorformling (1) wird zunächst auf das Andrückelement (47) und das Positionierelement (49) aufgesetzt und dann gemeinsam mit diesen Elementen in den Bereich der Blasform (4) bewegt, beispielsweise verschoben oder verschwenkt.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Blasform (4) derart angeordnet, daß der Vorformling (1) mit seinem Mündungsabschnitt (21) in lotrechter Richtung nach oben orientiert angeordnet ist. Grundsätzlich ist aber auch bei einer Verwendung des Basiselementes (48) mit zugeordnetem Positionierelement (49) entsprechend der Ausführungsform in 2 eine Anordnung der Vorformlinge (1) mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach unten orientiert möglich.

Claims

Verfahren zur Blasformung von Behältern, bei dem Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material im Bereich einer Heizstrecke erwärmt und anschließend an eine Blaseinrichtung übergeben werden, in der die Vorformlinge durch Einwirkung eines Blasdruckes innerhalb von Blasformen zu den Behältern umgeformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Blaseinrichtung ein Dichtelement (46) lose in einen Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) eingeführt wird und daß das Dichtelement (46) nach seiner Einführung innerhalb des Mündungsabschnittes (21) verspannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge mit ihren Mündungen in lotrechter Richtung nach oben orientiert vom Dichtelement (46) beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung zwischen dem Dichtelement (46) und dem Vorformling (1) durch eine am Dichtelement (46) angreifende Zugkraft vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung zwischen dem Dichtelement (46) und dem Vorformling (1) durch eine am Dichtelement (46) angreifende Druckkraft vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) den Vorformling (1) in einem Grundzustand abdichtet und nur durch eine aktive Stellkraft eine Freigabe des Vorformlings (1) hervorgerufen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdichtung des Vorformlings (1) vom Dichtelement (46) durch eine aktive Stellkraft hervorgerufen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (1) von einem elastomeren Teil des Dichtelementes (46) mit einer Spannkraft beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdichtung und Freigabe des Vorformlings (1) über eine das Dichtelement (46) beaufschlagende Drucksteuerung vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vom Dichtelement (46) eine in einer Längsrichtung des Dichtelementes (46) wirkende Stellkraft in eine im Vergleich zur Stellkraft größere und die vorformlinge (1) abdichtende Querkraft transformiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) mit einem Klemmelement (57) den Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) in einem Bereich abdichtet, der benachbart zu einem außenseitig am Mündungsabschnitt (21) angeordneten Stützring positioniert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (57) durch einen Innendruck im Vorformling (1) zusätzlich verspannt wird.
Vorrichtung zur Blasformung von Behältern, die eine Heizstrecke zur Erwärmung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material aufweist und die mit einer Blaseinrichtung versehen ist, die mindestens eine Blasstation zur Umformung der Vorformlinge in die Behälter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtelement (46) zur Abdichtung der Vorformlinge (1) im Bereich eines in einen Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) einführbaren Kopfes (55) mindestens ein spreizbares Klemmelement (57) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) zur Abdichtung eines mit seinem Mündungsabschnitt (21) in lotrechter Richtung nach oben ausgerichteten Vorformlings (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (57) durch eine in Richtung einer Längsachse (50) des Dichtelementes (46) wirkende Zugkraft spreizbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (57) durch eine in Richtung einer Längsachse (50) des Dichtelementes (46) wirkende Druckkraft spreizbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) mindestens eine Feder (53) aufweist, die ohne Einwirkung einer Stellkraft das Klemmelement (57) relativ zum Vorformling (1) verspannt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) eine Feder (53) aufweist, die das Klemmelement (57) in einem Grundzustand in einer entspannten Positionierung anordnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (57) aus einem Elastomer ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einbringung einer Stellkraft in das Dichtelement (46) mindestens entlang eines Teiles eines vorgesehenen Transportweges eine Kurvensteuerung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einbringung einer Stell kraft in das Dichtelement (46) mindestens entlang eines Teiles eines vorgesehenen Transportweges eine Drucksteuerung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (57) eine Gestaltung zur Transformation einer in Richtung der Längsachse (50) wirkenden Stellkraft in einer relativ zur Stellkraft größere den Vorformling (1) abdichtende Klemmkraft aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) ein hülsenförmiges Basiselement (48) und ein im Basiselement (48) geführtes und den Kopf (55) tragendes Positionierelement (49) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrückelement (47) in Richtung der Längsachse (50) eine Ausdehnung aufweist, die geringer als die Länge des Mündungsabschnittes (21) dimensioniert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) in einer vertikalen Richtung positionierbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (46) gemeinsam mit dem Vorformling (1) in einer horizontalen Richtung positionierbar angeordnet ist.