DE102005032403A1

DE102005032403A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Blasformung von Behältern

Info

Publication number: DE102005032403A1
Application number: DE102005032403A
Authority: DE
Inventors: Michael Linke; Michael Litzenberg; Rolf Baumgarte; Frank Lewin
Original assignee: SIG Technology AG
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2007-01-25

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 entlang mindestens eines Teiles ihres Transportweges von einem Tragelement gehalten, durch das mindestens bereichsweise sowie mindestens zeitweise ein Kühlmedium hindurchgeleitet wird. Der Kühlkörper ist hierzu mit mindestens einem Strömungskanal versehen.

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 einführbar 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 Transport der Vorformlinge entlang der verwendeten Heizstrecke tritt das Problem auf, daß sich die eingesetzten Halteelemente für die Vorformlinge, beispielsweise die Transportdorne, erwärmen und die Wärme an den Mündungsbereich der Vorformlinge übertragen. Der Mündungsbereich wird in der Regel zusätzlich durch parasitäre Wärmestrahlung oder Streustrahlung oder durch Warmluft aufgeheizt.

Die Erwärmung des Mündungsbereiches der Vorformlinge ist in der Regel unerwünscht, da der Gewindebereich bei der auf die Beheizung folgenden Blasverformung in der Regel unverändert bleiben soll. Erwärmungen des Mündungsbereiches können zu Formveränderung führen, die bei einer Befüllung der blasgeformten Behälter nachteilig sind. Ebenfalls können Formveränderungen im Bereich eines Gewindes erfolgen, das in der Regel außenseitig am Mündungsabschnitt angeformt ist. Derartige Gewindeveränderungen führen zu Problemen bei einem späteren Verschließen des geblasenen Behälters mit einem Schraubdeckel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß eine zuverlässige und zugleich schonende Halterung der Vorformlinge unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorformlinge mindestens entlang eines Teiles ihres Transportweges von einem Tragelement gehalten werden, durch das mindestens bereichsweise sowie mindestens zeitweise ein Kühlmedium hindurchgeleitet wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß ein zuverlässiger und schonender Transport der Vorformlinge unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Tragelement zum Transport der Vorformlinge mit einem Kühlkörper versehen ist, der mindestens einen Strömungskanal für ein Kühlmedium aufweist.

Durch die Anordnung eines Kühlkörpers am Tragelement für die vorformlinge und die Hindurchleitung eines Kühlmediums durch einen Strömungskanal des Kühlkörpers hindurch wird eine ungünstige Erwärmung des Tragelementes und hierdurch auch eine Wärmeübertragung vom Tragelement zum Vorformling vermieden. Es wird hierdurch sichergestellt, daß sich die Temperatur insbesondere des Mündungsabschnittes des Vorformlings in einem Bereich bewegt, der ungewollte vorformungen ausschließt.

Ein Transport der Vorformlinge ohne Durchführung von Wendevorgängen wird dadurch unterstützt, daß die Vorformlinge mindestens entlang eines Teiles ihres Transportweges vom Tragelement mit ihren Mündungsabschnitten in lotrechter Richtung nach oben orientiert transportiert werden.

Eine besonders effektive Kühlung kann dadurch erreicht werden, daß der Kühlkörper im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung des Tragelementes vom Kühlmedium durchströmt wird.

Ein wirksamer Wärmeaustausch wird dadurch unterstützt, daß das Kühlmedium durch Kühlkanäle des Kühlkörpers hindurchströmt.

Insbesondere wird eine günstige Strömungsführung dadurch unterstützt, daß das Kühlmedium durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Kühlkanäle hindurchströmt.

Ein großflächiger Kontakt zwischen dem Kühlkörper und dem Kühlmedium kann dadurch erreicht werden, daß das Kühlmedium durch mindestens einen im wesentlichen rechteckförmigen Kühlkanal hindurchgeleitet wird.

Eine preiswerte Herstellung des Kühlkörpers aus einem extrudierten Strang wird dadurch ermöglicht, daß das Kühlmedium durch einen als Profilkörper ausgebildeten Kühlkörper hindurchgeleitet wird.

Eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig guten Wärmeübertragungseigenschaften wird dadurch erreicht, daß das Kühlmedium durch einen mindestens teilweise aus Metall bestehenden Kühlkörper hindurchgeleitet wird.

Eine bevorzugte Werkstoffauswahl besteht darin, daß das Kühlmedium durch einen mindestens bereichsweise aus Aluminium bestehenden Kühlkörper hindurchgeleitet wird.

Eine bevorzugte Anwendung besteht darin, daß das Tragelement gemeinsam mit dem Kühlkörper entlang einer Heizstrecke bewegt wird.

Eine kombinatorische Wirkung von Abschirmung und Kühlung wird dadurch erreicht, daß ein Mündungsabschnitt des Vorformlings mindestens bereichsweise sowie mindestens zeitweise vom Kühlkörper umschlossen wird.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß der Mündungsbereich einschließlich eines Gewindebereiches und eines Stützringes vom Kühlkörper umschlossen wird.

Die Gefahr einer unerwünschten Aufheizung des Tragelementes kann dadurch weiter vermindert werden, daß das Kühlmedium an außenseitig am Tragelement angeordneten Kühlrippen vorbeigeleitet wird.

Eine kompakte und gleichzeitig zuverlässige Konstruktion wird dadurch bereitgestellt, daß das Tragelement mit einem Kopf in den Mündungsabschnitt zur Halterung des Vorformlings hineingeführt wird.

Zur Erleichterung einer Durchführung der Handhabung der Vorformlinge und Behälter, insbesondere zur Erleichterung einer Erfassung und Freigabe dieser Werkstücke, wird vorge schlagen, daß der mit den Kühlrippen versehene Teil des Tragelementes relativ zum Kühlkörper verschieblich angeordnet ist. Als besonders bevorzugt erweist sich eine Gestaltung des Kühlkörpers derart, daß der mit den Kühlrippen versehene Teil des Tragelementes (41) in eine Ausnehmung des Kühlkörpers hinein verfahrbar 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 perspektivische Darstellung eines von einem Vorformling gehalterten Tragelementes, wobei das Tragelement mit einem Kühlkörper versehen ist,
6 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VI in 5,
7 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Blickrichtung VII in 5,
8 einen Längsschnitt gemäß Schnittlinie VIII-VIII in 7,
9 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit IX in 8,
10 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie X-X in 7,
11 eine Seitenansicht von vier nebeneinander angeordneten Tragelementen mit jeweils zugeordnetem Kühlkörper und Vorformlingen,
12 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie XII-XII in 11 und
13 einen Längsschnitt durch vier nebeneinander angeordnete Halteeinrichtungen mit jeweils zugeordnetem Vorformling in vier unterschiedlichen Arbeitspositionierungen.
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 Mündungsabschnittes (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 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 einem weiteren Übergaberad (38) einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (2) umformen zu können, daß der Behälter (2) Materialeigen schaften 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 (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.
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 (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 von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt über das Übergaberad (28) und ein Ausgaberad (38) 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.
5 zeigt eine perspektivische Seitendarstellung eines Tragelementes (41) für Vorformlinge (1) und/oder Behälter (2). Dargestellt ist ein gehalterter Vorformling (1). Im Bereich seiner dem Vorformling (1) zugewandten Ausdehnung ist das Tragelement (41) mit einem Kühlkörper (42) versehen. Durch den Kühlkörper (42) hindurch erstrecken sich eine Mehrzahl von Kühlkanälen (43), durch die ein Kühlmedium hindurchgeleitet werden kann. Zusätzlich zum Kühlkörper (42) weist das Tragelement (41) Kühlrippen (44) auf, die benachbart zum Kühlkörper (42) angeordnet sind.
6 zeigt die Einzelheit VI aus 5 in einer vergrößerten Darstellung. Es ist insbesondere zu erkennen, daß in Richtung einer Längsachse (45) mehrere Kühlkanäle (43) übereinander angeordnet sind. Der Kühlkörper (42) kann aus einem Ausgangsprofil hergestellt werden, das in entsprechende Segmente für den Kühlkörper (42) unterteilt wird. Insbesondere ist an die Verwendung eines Ausgangsprofils aus einem extrudierten Metallstrang gedacht. Als Metall ist insbesondere Aluminium geeignet.
Der Kühlkörper (42) besteht im wesentlichen aus einem rechteckförmigen Rahmen (46) und Stegen (47), die die einzelnen Kühlkanäle (43) voneinander trennen. Die Stege (47) verlaufen hierbei vorzugsweise quer zur Längsachse (45) und beim dargestellten Ausführungsbeispiel in einer horizontalen Richtung.
Bei einer Verwendung der mit den Kühlkörpern (42) versehenen Tragelemente (41) im Bereich einer Heizstrecke (24) sind die Heizstrahler (30) entlang der Längsachse (45) auf einem Höhenniveau der Vorformlinge (1) angeordnet. Der Kühlkörper (42) führt hierbei mechanisch eine Abschirmung gegenüber eine Ausbreitung der Heizstrahlung durch, darüber hinaus wird auf den Kühlkörper (42) auftreffende Heizstrahlung in eine Materialerwärmung des Kühlkörpers (42) umgesetzt. Die Erwärmung wird durch das durch die Kühlkanäle (43) hindurchströmende Kühlmedium auf einen relativ geringen Temperaturanstieg begrenzt. Insbesondere ist daran gedacht, die Kühlkanäle (42) bezüglich einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) quer anzuordnen. Hierdurch ist es möglich, quer zur Transportrichtung das Kühlmedium durch den Kühlkörper (42) hindurchzuleiten und die anfallende Wärme abzuführen. Als Kühlmedium kann beispielsweise Luft verwendet werden.
Sollte durch den Kühlkörper (42) eine Erwärmung des Tragelementes (41) nicht bereits auf ein zulässiges Temperaturniveau begrenzt werden können, so erfolgt eine weitere Wärmeabfuhr unter Verwendung der Kühlrippen (44). Auch die Kühlrippen (44) können von einem vorbeiströmenden Kühlmedium beaufschlagt werden, auch hier ist an die Verwendung von Kühlluft gedacht.
7 zeigt das Tragelement (41) gemäß 5 in einer Seitenansicht. Durch die Kühlkanäle (43) hindurch ist der Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) zu erkennen, der mindestens bereichsweise vom Kühlkörper (42) umgeben ist. Das durch die Kühlkanäle (43) hindurchgeleitete Kühlmedium strömt somit gegen den Mündungsabschnitt (21) und führt eine direkte Kühlung dieses Mündungsabschnittes (21) durch.
Eine in der Regel unerwünschte Erhitzung des Mündungsabschnittes (21) wird somit durch drei in Kombination miteinander auftretende Effekte vermieden bzw. vermindert. Zum einen schirmt der Kühlkörper (42) den Mündungsabschnitt gegenüber auftreffender Wärmestrahlung ab und verhindert eine Umströmung des Mündungsabschnittes (21) mit erhitzter Luft der Heizstrecke (24), darüber hinaus wird der Kühlkörper (42) durch das Kühlmedium selbst gekühlt und verhindert eine Erwärmung des Mündungsabschnittes (21). Schließlich er folgt auch eine direkte Kühlung des Mündungsabschnittes (21) durch das Kühlmedium, das durch die Kühlkanäle (43) hindurchgeleitet wird und auf den Mündungsabschnitt (21) auftrifft.
8 zeigt einen Längsschnitt durch den Vorformling (1), in dessen Mündungsabschnitt (21) bereichsweise das Tragelement (41) eingeführt ist. Das Tragelement (41) weist im Bereich seines dem Vorformling (1) zugewandten Endes ein Andruckelement (48) auf, das an einem hülsenförmigen Basiselement (49) befestigt ist. Innerhalb des Basiselementes (49) ist ein Positionierelement (50) geführt, das in Richtung der Längsachse (45) relativ zum Basiselement (49) beweglich ist. Im Bereich seiner dem Vorformling abgewandten Ausdehnung haltert das Basiselement (49) ein Abschlußelement (51).
In 8 ist zu erkennen, daß der Mündungsabschnitt (21) mit einer oberen Begrenzung (52) gegen das Andrückelement (48) geführt ist. Das Positionierelement (50) greift mit einem Kopf (53) in den Mündungsabschnitt (21) ein. Der Kopf (53) besteht im wesentlichen aus einem Spannelement (54) sowie einem zwischen dem Spannelement (54) und einem Gegenlager (55) angeordneten Klemmelement (56). Das Klemmelement (56) kann aus einem elastomeren Material ausgebildet sein.
Am Basiselement (49) ist außenseitig ein Zahnrad (57) angeordnet, um eine Rotationsbewegung vorgeben zu können. Das Positionierelement (50) ist im Bereich seiner dem Kopf (53) abgewandten Ausdehnung mit einem Abschlußelement (58) versehen.
8 veranschaulicht, daß die Kühlrippen (44) außenseitig am Andruckelement (48) angeordnet sind. Das Gegenlager (55) ist starr mit dem Andruckelement (48) verbunden und weist eine Außenkontur auf, die ein Einführen in den Mündungsabschnitt (21) ermöglicht.
9 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Einzelheit IX aus 8. Es ist zu erkennen, daß das Spannelement (54) beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Innengewinde (59) auf ein Außengewinde des Positionierelementes (50) aufgeschraubt ist. Hierdurch wird eine einfache Montage und gegebenenfalls ein Auswechseln des Spannelementes (54) unterstützt. Der Kühlkörper (42) ist über ein Befestigungselement (61) mit einer Positioniereinrichtung (62) verbunden, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Stange ausgebildet ist.
Aus der Querschnittdarstellung in 9 ist zu erkennen, daß der Kühlkörper (42) eine Ausnehmung (63) aufweist, die sich in Richtung der Längsachse (45) erstreckt und derart dimensioniert ist, daß eine Relativbewegung zwischen dem Kühlkörper (42) und dem mit den Kühlrippen (44) versehenen Andrückelement (48) ermöglicht wird. Die entsprechende Bewegungsdurchführung wird später noch anhand von 13 im Detail erläutert.
10 zeigt in einem Horizontalschnitt den weiteren Aufbau des Kühlkörpers (42). Der Schnitt erfolgt durch einen der Kühlkanäle (43) hindurch und ermöglicht einen Blick auf einen der Stege (47), die vom Rahmen (46) gehaltert und positioniert sind. Zu erkennen ist auch die im wesentlichen kreisförmige Umfangsgestaltung des Spannelementes (54) sowie die Ausbildung des Klemmelementes (56) als ein O-Ring aus einem elastomeren Material.
Darüber hinaus veranschaulicht 10 die im wesentlichen kreisförmige Querschnittgestaltung der Ausnehmung (63) sowie die Anordnung von jeweils zwei Positioniereinrichtungen (62) in jeweils korrespondierenden Ausnehmungen (64) des Kühlkörpers (42).
Die Seitenansicht gemäß 11 veranschaulicht vier nebeneinander angeordnete Tragelemente (41) mit jeweils zugeordnetem Vorformling (1). Die in 11 im rechten Zeichnungsteil dargestellten drei Tragelemente (41) sind mit ihren Kühlkörpern (42) unmittelbar nebeneinander angeordnet. Das in 11 im linken Zeichnungsteil dargestellte Tragelement (41) ist aufgrund einer Transportbewegung entlang eines gekrümmten Weges relativ zu den anderen Tragelementen (41) leicht verschwenkt, so daß der zugeordnete Kühlkörper (42) einen geringen Abstand zu den weiteren Kühlkörpern (42) aufweist. Zur Unterstützung eines umlaufenden Transportes der Tragelemente (41) entlang der Heizstrecke (24) ist insbesondere daran gedacht, die Tragelemente (41) ketteartig miteinander zu verbinden.
12 zeigt einen Horizontalschnitt durch die Kühlkörper (42) der Tragelemente (41) gemäß 11 in einer vergrößerten Darstellung. Es ist zu erkennen, daß die entlang eines geraden Teiles des Transportweges fortbewegten Kühlkörper (42) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Dies ermöglicht eine Beheizung der Vorformlinge (1) mit einem geringen Abstand relativ zueinander. Die den Kühlkörpern (42) zugeordneten Tragelemente (41) werden derart entlang des Transportweges geführt und gegebenenfalls miteinander verbunden, daß die in 12 dargestellte Bewegung der Kühlkörper (42) entlang einer gebogenen Transportstrecke ohne Kollision der Kühlkörper (42) miteinander möglich ist. Die Kühlkörper werden hierzu vorzugsweise um Drehachsen verschwenkt, die relativ zum Krümmungsverlauf des Transportweges innenliegend positioniert sind.
13 zeigt für vier nebeneinander angeordnete Tragele mente unterschiedliche Positionierungen des Positionierelementes (50). Die in 13 links dargestellte Positionierung des Positionierelementes (50) entspricht der Positionierung in 9 und zeigt den Vorformling (1) in einer Grundpositionierung, in der dieser entlang der Heizstrecke (24) transportiert wird. Der Vorformling (1) ist hierbei mit seinem Mündungsabschnitt (21) vom Kühlkörper (42) umschlossen. Das Positionierelement (50) ist mit dem Spannelement (54) gegen das Gegenlager (55) geführt und verpreßt hierdurch das Klemmelement (56). Der Vorformling ist hierdurch fixiert.
Gemäß der in 13 benachbart zur ersten Positionierung der dargestellten zweiten Positionierung wird der Vorformling (1) weiterhin vom Klemmelement (56) fixiert und wurde gemeinsam mit dem Positionierelement (50), dem Andrückelement (48) und dem Kopf (53) des Positionierelementes (50) soweit abgesenkt, daß der Mündungsabschnitt (21) nicht mehr vom Kühlkörper (42) umschlossen ist. Das Andrückelement (48) ist hierzu mit seinen Kühlrippen (44) in die Ausnehmung (63) des Kühlkörpers (42) hineingefahren.
In der nächsten in 13 dargestellten Positionierung erfolgt eine Verschiebung des Positionierelementes (50) mit dem Spannelement (54) in Richtung der Längsachse (45) derart, daß ein Abstand zwischen dem Gegenlager (55) und dem Spannelement (54) vorliegt. Hierdurch wird das Klemmelement (56) entlastet und gibt den Vorformling (1) frei.
In der in 13 ganz rechts dargestellten Positionierung wurde das Positionierelement (50) gemeinsam mit dem Basiselement (59) wieder derart angehoben, daß der Vorformling (1) ohne Hinterschneidungen freigegeben ist und seitlich entnommen werden kann. In dieser Positionierung des Tragelementes (41) wird dann der nächste zu beheizende Vorform ling (1) zugeführt und die in 13 dargestellten Handhabungsvorgänge werden zur Fixierung des Vorformlings in der Reihenfolge von rechts nach links durchlaufen.
Alternativ zu der in 5 bis 13 veranschaulichten Verwendung von Kühlkörpern (42) in Kombination mit Tragelementen (41), die Vorformlinge (1) bzw. Behälter (2) mit den Mündungsabschnitten (21) in lotrechter Richtung nach oben orientiert haltern bzw. transportieren, ist es auch möglich, derartige Kühlkörper (42) im Zusammenhang mit der Halterung und/oder dem Transport von Vorformlingen (1) oder Behältern (2) mit den Mündungsabschnitten (21) in lotrechter Richtung nach unten orientiert zu verwenden. Darüber hinaus ist auch daran gedacht, eine Kombination des Kühlkörpers (42) mit dem in 2 veranschaulichten Transportdorn (9) zu realisieren.

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 die Vorformlinge (1) mindestens entlang eines Teiles ihres Transportweges von einem Tragelement (46) gehalten werden, durch das mindestens bereichsweise sowie mindestens zeitweise ein Kühlmedium hindurchgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge (1) mindestens entlang eines Teiles ihres Transportweges vom Tragelement (41) mit ihren Mündungsabschnitten (21) in lotrechter Richtung nach oben orientiert transportiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung des Tragelementes (41) vom Kühlmedium durchströmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium durch Kühlkanäle (42) des Kühlkörpers (42) hindurchströmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium durch mindestens zwei nebeneinander angeordnete Kühlkanäle (43) hindurchströmt.
verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium durch mindestens einen im wesentlichen rechteckförmigen Kühlkanal (43) hindurchgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium durch einen als Profilkörper ausgebildeten Kühlkörper (42) hindurchgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium durch einen mindestens teilweise aus Metall bestehenden Kühlkörper (42) hindurchgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium durch einen min destens bereichsweise aus Aluminium bestehenden Kühlkörper (42) hindurchgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (41) gemeinsam mit dem Kühlkörper (42) entlang einer Heizstrecke (24) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) mindestens bereichsweise sowie mindestens zeitweise vom Kühlkörper (42) umschlossen wird.
verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsbereich (21) einschließlich eines Gewindebereiches und eines Stützringes vom Kühlkörper (42) umschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmedium an außenseitig am Tragelement (41) angeordneten Kühlrippen (44) vorbeigeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (41) mit einem Kopf (53) in den Mündungsabschnitt (21) zur Halterung des Vorformlings (1) hineingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Kühlrippen (44) versehene Teil des Tragelementes (41) relativ zum Kühlkörper (42) verschieblich angeordnet ist.
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 Tragelement (41) zum Transport der Vorformlinge (1) mit einem Kühlkörper (42) versehen ist, der mindestens einen Strömungskanal (43) für ein Kühlmedium aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (41) zur Halterung eines mit seinem Mündungsabschnitt (21) in lotrechter Richtung nach oben ausgerichteten Vorformlings (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (43) im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung des Tragelementes (41) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Strömungskanäle (43) nebeneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Strömungskanäle (43) übereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Strömungskanäle (43) eine im wesentlichen rechteckförmige Querschnittfläche aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) als ein Profilkörper ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) mindestens bereichsweise aus Metall ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) mindestens bereichsweise aus Aluminium ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Transporteinrichtung für die Tragelemente (41) entlang einer Heizstrecke (24) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) zur mindestens bereichsweisen Umschließung des Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper (42) zur Umschließung eines Gewindebereiches des Mündungsabschnittes (21) einschließlich eines Stützringes ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (41) mindestens bereichsweise außenseitige Kühlrippen (44) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (41) einen mindestens bereichsweise in den Mündungsabschnitt (21) einführbaren Kopf (53) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Kühlrippen (44) versehene Teil des Tragelementes (41) relativ zum Kühlkörper (42) positionierbar angeordnet ist.