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Die
Erfindung betrifft eine Spritzblasmaschine der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 14 angegebenen Art.
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In
einer aus
DE 197 37
697 A bekannnten Spritzblasmaschine sind dem Transferrotor
zwei Spritzrotoren zugeordnet, die aus einem gemeinsamen Extruder
mit plastifiziertem Kunststoff versorgt werden und jeweils mehrere
einzelne Formnester enthalten. Die Gesamtzahl der Formnester in
beiden Spritzrotoren entspricht der Anzahl der Blasformen am Blasrotor.
Jeweils ein Spritzrotor wird drehangetrieben, während der andere steht. In
dem stehenden Spritzrotor werden die Preforms gespritzt, während der
rotierende andere Spritzrotor die fertigen Preforms einzeln über den
Transferrotor an den Blasrotor übermittelt.
Vor dem Transfer werden die Preforms im Spritzrotor abgekühlt. Die
Temperatur bzw. Temperaturverteilung in jeder Preform kann durch Temperieren
bis zum Blasvorgang konditioniert werden. Bei dem in der Spritzblasmaschine
durchgeführten,
einstufigen Verfahren ist die Blaszyklusdauer erheblich kürzer als
die Zyklusdauer zum Herstellen und Temperieren der Preforms. Da
die Gesamtanzahl der Formnester der Anzahl der Spritzformen entspricht,
ist es schwierig, die Leistungsfähigkeit
des Blasrotors optimal zu nutzen. Außerdem ist der Energieeinsatz
für das
nachträgliche
Konditionieren der Preforms hoch.
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Bei
einer aus
DE 31 24 523
C bekannten Spritzblasmaschine sind einem zentralen, mehrere Formnestergruppen
enthaltenden Spritzrotor mit Versorgung durch einen einzigen Extruder
peripher insgesamt vier Blasrotoren zum gruppenweisen Streckblasen
der Behälter
zugeordnet.
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Aus
US 3 357 046 A ist
es bekannt, stationären
Blasformen eine rotierende Extruderanordnung zuzuordnen, die Preforms
durch Trennen von einem Strang zu bilden, und gleich mit dem späteren Behälterinhalt
zu füllen
und in die Behälter
umzuformen.
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Bei
der aus
DE 195 28 695
A bekannten Streckblasmaschine sind in einer Spritzstation
zwei Spritzgussformeinheiten jeweils mit mehreren Formnestern relativ
zu Spritzzylindern bewegbar. Die Preformgruppen werden in Richtung
ihrer Längsachsen aus
den Formnestern gezogen und dann quer zu Blasformgruppen transferiert.
Die Preformgruppe kann mit einem mehrere Halsformteile enthaltenden Transferwerkzeug
in die Blasformgruppe transferiert und in diese eingesetzt werden,
oder es wird das Transferwerkzeug zwischen der Spritzgießformeinheit
und den Blasformgruppen gegen ein anderes Blasform-Halsformwerkzeug
für gleichzeitig
mehrere Preforms gewechselt. Die fertigen Behälter werden aus den Halsform-Werkzeugen
entnommen und abgeführt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzblasmaschine und
ein Verfahren zum Streckblasen von Kunststoffbehältern, insbesondere Flaschen
anzugeben, mit denen kontinuierlich und einstufig ein hoher Ausstoß qualitativ
hochwertiger Kunststoffbehälter
erzielbar ist. Teil der Aufgabe ist es, trotz der gegenüber der Blaszykluszeit
längeren Spritzzykluszeit
die mögliche
Ausstoßleistung
des Blasrotors optimal nutzen zu können.
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Der
Kunstgriff, jede Preform im Halsformteil herzustellen, im Halsformteil
zu transferieren, den Kunststoffbehälter im selben Halsformteil
zu bilden, und diesen auch mit dem Halsformteil zu entnehmen, und
dabei die Bewegungsschritte im Wesentlichen parallel zur Arbeitsebene
durchzuführen,
verringert den apparativen Aufwand und stellt sicher, dass die gegebenenfalls
empfindlichen Preforms und auch die Kunststoffbehälter bei
Manipulationen nicht beschädigt
werden. Die Halsformteile sind neben Formfunktionskomponenten auch
einzelne Komponenten des Transfer- und Entnahmesystems.
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Die
gestellte Aufgabe wird vorrichtungstechnisch mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 und verfahrenstechnisch mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 14 gelöst.
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Das
Verfahren kann kontinuierlich ablaufen, weil die Halsformteile nicht
nur eine Formfunktion beim Spritzgießen und beim Streckblasen haben, sondern
auch eine Transfer- und Entnahmefunktion. Dies vereinfacht die Handhabung
nach der Herstellung der Preforms und nach dem Streckblasen der Kunststoffbehälter erheblich,
und resultiert in einer hohen Qualität der Preforms und der späteren Kunststoffbehälter.
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Obwohl
in der Spritzblasmaschine die Rotoren kontinuierlich und synchron
laufen, ist der Ausstoß aus
Behältern
aus dem Blasrotor nicht durch die längeren Spritzzykluszeiten beschränkt, sondern kann
die mögliche
Ausstoßleistung
des Blasrotors optimal genutzt werden, da dank der Überzahl
der Formnester bei einer zweckmäßigen Ausführungsform
fortlaufend so viele Preforms hergestellt werden, dass der Blasrotor
mit optimaler Ausstoßleistung
arbeitet. Dazu kommt, dass jede Preform relativ schnell an die Blasform
transferiert wird und so eine optimale Temperatur und/oder Temperaturverteilung zum
Streckblasen hat. Ferner ist die Zeitspanne zwischen der Herstellung
und dem Streckblasen für
jede Preform gleich lang.
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Trotz
der kontinuierlichen Herstellung einzelner Preforms jeweils mit
einer längeren
Spritzzykluszeit als der Blaszykluszeit lässt sich der Blasrotor bei einer
zweckmäßigen Verfahrensvariante
mit voller Ausstoßleistung
betreiben, da die Überzahl
der hergestellten Performs den Zeitunterschied zwischen der Blaszykluszeit
und der Spritzzykluszeit ausgleicht.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform entspricht
die Anzahl der Spritzformeinheiten der Anzahl der Blasformen am
Blasrotor. Jedoch weist jede Spritzformeinheit mehr als nur ein
Formnest auf, um trotz des kontinuierlichen Betriebs zu einer Überzahl an
Preformen zu kommen, wie sie zur optimalen Nutzung der Ausstoßleistung
des Blasrotors zweckmäßig ist.
Die Steuerung jeder Spritzgussformeinheit ist baulich einfach und
kann die Drehbewegung des Spritzrotors nutzen. In der Transferposition
ist das Formnest geöffnet,
so dass die fertige Preform mit dem Halsformteil entnommen und transferiert
wird, wobei die Preform sich weiter setzen oder entspannen kann,
da sie nur in Kontakt mit dem noch temperierten Halsformteil steht
und von keinem anderen Manipulationselement kontaktiert wird.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform umfasst
jede Spritzformeinheit drei geteilte Spritzformen, die sternförmig an
einer relativ zum Spritzrotor intermittierend drehbaren Welle angeordnet
sind. Jede Spritzform bildet ein Formnest zur Herstellung einer
Preform. Die Welle führt
bei jeder vollen Umdrehung des Spritzrotors nur eine Teilumdrehung
aus, um eine fertige Preform zum Transfer anzubieten. Gleichzeitig
ist für
eine weitere Preform derselben Spritzformeinheit eine Nachdruckphase
gegeben, die für
die Qualität
der Preform wichtig ist, und ist für eine noch weitere Preform
ein zeitlich nicht besonders beschränkter Spritzgießvorgang
möglich.
Auf diese Weise wird eine gegenseitige Abstimmung zwischen den Spritzzykluszeiten
und den Blaszykluszeiten erzielt, derart, dass selbst im kontinuierlichen
Ablauf trotz der kürzeren
Spritzzykluszeit die volle Ausstoßleistung des Blasrotors nutzbar
ist.
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Im
Spritzrotor ist jeder Spritzformeinheit eine eigene, mit dem Spritzrotor
rotierende Plastifizierschnecke zugeordnet. Vorzugsweise ist ferner
zumindest ein von der Plastifizierschnecke versorgbarer Spritzzylinder
vorgesehen. Hierbei ist es möglich, für jedes
Formnest einen Spritzzylinder einzusetzen, oder für die Formnester
der Spritzformeinheit einen gemeinsamen Spritzzylinder, der aus
der Plastifizierschnecke mit Kunststoff gefüllt wird und eine exakt vorbestimtme
Dosis mit hohem Druck in das Formnest bringt. Es liegt eine zweckmäßige Funktionstrennung
vor, weil die Plastifizierschnecke für die Zufuhr und den optimalen
Plastifizierungsgrad, hingegen der Spritzzylinder für die richtige
Dosis und den richtigen Einspritzdruck sorgen.
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Im
Hinblick auf eine kompakte, niedrige Bauweise liegen die Plastifizierschnecken
im Wesentlichen parallel zur Arbeitsebene und radial zur Achse des
Spritzrotors. Sie werden zentral aus einem gemeinsamen Materialverteiler
mit dem Kunststoffmaterial versorgt.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform wird
jedes Formnest von einer Spritzform mit zwei Formhälften, dem
geteilten bzw. zu öffnenden
Halsformteil und einem Dorn gebildet. Eine Formhälfte, und vorzugsweise der
Dorn, können
relativ zu der Welle der Spritzformeinheit fixiert sein, während die andere
Formhälfte
an der einen Formhälfte
oder in einer Formträgerhälfte schwenkgelagert
ist. Wie üblich,
können
dabei Mittel eingesetzt werden, um die Spritzform beim Spritzvorgang
zu fixieren oder zu arretieren.
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Der
mit der Spritz- und Blasformfunktion und der Transfer- sowie Entnahmefunktion
betraute Halsformteil weist zweckmäßig ein Innengewinde auf, um einen
Gewindehals zu formen, und vorzugsweise, zumindest eine Ringnut
zum Formen eines Behälterhals-Halterings,
wie es beispielsweise für
PET-Flaschen üblich ist.
Allerdings können
auch Halsformteile mit anderen Formgebung verwendet werden, abhängig vom
Typ des hergestellten Kunststoffbehälters. So sind auch Halsformteile
mit glatter Innenwand und/oder Wulstformteilen für andere Verschlüsse verwendbar.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausführungsform trägt der Halsformteil
außenseitig
und übereinander liegend
zwei Führungskonen.
Ein oberer Führungskonus
ist zum Angriff der Transfer- und Entnahmeelemente vorgesehen, während ein
unterer Führungskonus
zum Positionieren und Fixieren des Halsformteils im Formnest bzw.
in der Blasform dient.
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Bei
einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform
der Spritzblasmaschine sind der Transferrotor und der Entnahmerotor übereinander
liegend und koaxial in einem einzigen Rotor kombiniert. Dies verringert
den Platzbedarf in der Spritzblasmaschine. Ein wichtiger Gesichtspunkt
ist hierbei, dass für
die Transfer- und die Entnahmeelemente Kurvensteuerungen vorgesehen
sind, welche eine wechselweise Überholfunktion
für die
Transfer- und Entnahmeelemente steuern. Die Transfer- und Entnahmeelemente
sind zweckmäßig aus-
und einfahrbare und dabei ggfs. schwenkbare Klammerpaare, wobei
jede Klammer entweder federvorgespannt ist und sich bei Angriff
am jeweiligen Element selbsttätig öffnet und schließt, oder
es sich um gesteuert zu öffnende
und zu schließende
Klammern handelt.
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Eine
zweckmäßige Ausführungsform
der Spritzblasmaschine mit optimalem Ausstoß weist am Blasrotor acht Blasformen
auf, am Spritzrotor acht Spritzformeinheiten mit jeweils drei Spritzformen,
am Transferrotor vier Transferelemente, und am Entnahmerotor vier
Entnahmeelemente. Die Rotoren sind so angetrieben, dass sich das
in der Transferposition befindliche Formnest, jede Klammer und jede
Blasform in etwa mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit bewegen.
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Zusätzlich ist
es zweckmäßig, zum Öffnen bzw.
Schließen
jedes Halsformteils Steuereinrichtungen vorzusehen, vorzugsweise
Kurvensteuerungen am Transfer- bzw. im Entnahmerotor. Dabei wird
jeder Halsformteil erst dann geöffnet,
wenn der fertige Kunststoffbehälter
zu entnehmen ist, und dann wieder unmittelbar geschlossen, um ihn
das Formnest eingebracht zu werden. Gegebenenfalls wird der Halsformteil
sogar in geöffnetem
Zustand in das offene Formnest eingebracht und erst mit dem Schließen des
Formnests geschlossen.
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Um
eine saubere Übergabe
der fertigen Kunststoffbehälter
an einen Abförderer
sicherzustellen, ist es zweckmäßig, zum
vorübergehenden
Sichern und zum Abführen
jedes Kunststoffbehälters einen
Dorn vorzusehen, der zumindest bereichsweise in den Behälterhals
einführbar
und darin expandierbar ist, wenn der den Kunststoffbehälter anliefernde
Halsformteil geöffnet
wird. Es wäre
aber auch möglich,
den Behälter
bodenseitig zu greifen, oder auf andere Weise, sobald der Halsformteil
geöffnet wird.
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Bei
einer günstigen
Verfahrensvariante wird jedes Formnest während einer vollen Umdrehung des
Spritzrotors aus einer Spritzposition zunächst über eine Dritteldrehung in
eine Nachdruckposition gestellt. Es erfolgt dann ein Nachdrucken
bzw. Setzen des Kunststoffs im Formnest, um die Preform optimal
auszubilden. Das Formnest kann in der Nachdruckposition vorübergehend
angehalten werden, muss jedoch nicht. Über die nächste volle Umdrehung des Spritzrotors
wird das Formnest über
eine Dritteldrehung in eine Transferposition gedreht und geöffnet, derart,
dass bei Zusammentreffen mit einem Transferelement die Preform mit
dem geschlossenen Halsformteil aus dem Formnest entnommen und zugig
zur Blasform transferiert wird. Über
die nächste
volle Umdrehung des Spritzrotors wird dann das Formnest wieder geschlossen
und in die Spritzposition gestellt. In der Spritzposition kann das
geschlossene und verriegelte Formnest am sich drehenden Spritzrotor
vorübergehend
angehalten werden, während
sich der Spritzrotor weiterdreht.
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Bei
einer weiteren Verfahrensvariante wird der jeweilige Halsformteil
durch eine Klammer eines kombinierten Transfer- und Entnahmerotors aus dem Formnest
transferiert bzw. aus der Blasform entnommen. Es ist an dem kombinierten
Rotor jeweils ein Klammerpaar vorgesehen, wobei das Klammerpaar in
Rotordrehrichtung derart gesteuert wird, dass eine in Umlaufrichtung
hintere Klammer die andere vordere Klammer des Paares beim Transferieren,
und auch beim Entnehmen jeweils einmal überholt, und zwar zwischen
den Positionen der Spritz- und
Blasrotoren. Mit diesem Überhol-Schritt
wird beim Transferieren die zunächst
voreilende Klammer mit dem Halsformteil und der darin gehaltenen
Preform von der leeren Klammer überholt,
die den Halsformteil in das Formnest eingebracht hat, damit die
leere Klammer dann voreilend den geschlossenen Halsformteil mit
dem fertigen Kunststoffbehälter
aus der Blasform entnimmt, ehe die dann die nacheilende Klammer
mit der Preform die Preform mit dem Halsformteil einbringt. Ähnlich wird
zwischen dem Blasrotor und dem Spritzrotor die zunächst voreilende
Klammer mit dem Halsformteil und dem Kunststoffbehälter von
der leeren Klammer überholt,
die die Preform in die Blasform transferierte, damit die dann voreilende
leere Klammer wiederum den Halsformteil mit der Preform aus dem
Formnest entnimmt, ehe die Klammer mit dem dann des Kunststoffbehälters entledigten
Halsformteil diesen in das Formnest einbringt. Die Überholvorgänge sind
einfach steuerbar, ermöglichen
jedoch die Verwendung eines kombinierten Transfer- und Entnahmerotors
anstelle zweier getrennter und getrennt angetriebener und gesteuerter
Transfer- und Entnahmerotoren.
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Schließlich wird
verfahrensgemäß die Spritzformeinheit-Drehung am sich weiterhin
drehenden Spritzrotor zumindest in den Spritz- und den Transferpositionen
jedes Formnests vorübergehend
unterbrochen, damit der Spritzvorgang und der Transfervorgang sauber
gesteuert ablaufen. Es ist aber auch denkbar, die Spritzformeinheit-Drehung
nur vorübergehend
zu verlangsamen, oder sogar kontinuierlich fortzusetzen.
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Dem
Halsformteil wird zweckmäßig in der Blasform
eine noch weitere Funktion zugewiesen, indem er zum Ansetzen der
Blasdüse
benutzt wird. Das bedeutet, dass die Blasdüse an dem Halsformteil abdichtet,
wofür an
der Blasdüse
und/oder am Halsformteil entsprechende Dichtmaßnahmen vorgesehen sind, und
für diese
Zweck nicht die Preform benutzt und dabei ggfs. beschädigt wird.
Dies bedeutet eine Erhöhung
der Flexibilität
bei der Blasformung.
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Anhand
der Zeichnungen werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes und des Verfahrens erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Schemadraufsicht auf Rotoren-Komponenten einer Spritzblasmaschine
(erste Ausführungsform),
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2 eine
schematische Draufsicht auf eine Spritzformeinheit eines Spritzrotors
der Spritzblasmaschine von 1 (und 6),
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3 einen
Achsschnitt mit einer Teildraufsicht einer Spritzgießform der
Spritzformeinheiten der 1,
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4 eine
schematische Seitenansicht eines Verfahrensschrittes bei der Entnahme
von Kunststoffbehältern
aus dem Blasrotor von 1,
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5 eine
schematische Seitenansicht eines Details des Spritzrotors in 1 bzw. 6,
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6 eine
Schemadraufsicht auf eine zweite Ausführungsform der Spritzblasmaschine,
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7 eine
schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Blasform
des Blasrotors in 1 bzw. 6, und
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8 einen
Axialschnitt einer Spritzform mit einem Spritzzylinder und einer
Plastifizierschnecke des Spritzrotors in 1 bzw. 6.
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In 1 werden
von einer Spritzblasmaschine M zum Herstellen von Kunststoffbehältern F,
insbesondere PET-Flaschen,
aus Preforms R ohne detailliertes Eingehen auf Antriebe und Zusatzeinrichtungen
ein Spritzrotor S, ein davon beabstandeter Blasrotor B und mit den
Rotoren S, B zusammenarbeitende Transfer- und Entnahmerotoren E
gezeigt. Die Rotoren S, B, T, E arbeiten im Wesentlichen in einer
gemeinsamen Arbeitsebene, zu der die Achsen der Rotoren im Wesentlichen
senkrecht sind. Am Spritzrotor S sind beispielsweise acht Spritzformeinheiten 1 in
gleichmäßigen Umfangsabständen angeordnet.
Der Blasrotor B weist ebenfalls acht Blasformen 11 auf.
Jeder Transfer- und Entnahmerotor T, E weist vier Transfer- bzw.
Entnahmeelemente 8, 9, 15, 16, 18 auf.
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Jede
Spritzformeinheit 1 umfasst bei der gezeigten Ausführungsform
in 1 drei sternförmig an
einer Welle 6 am Spritzrotors S angebrachte Spritzformen 1a, 1b und 1c,
deren jede ein Formnest 2 zum Herstellen einer Preform
R definiert. Jeder Spritzformeinheit 1 ist eine Plastifizierschnecke
P im Spritzrotor S zugeordnet. Die Plastifizierschnecken P rotieren
mit dem Spritzrotor und sind liegend und im Wesentlichen radial
angeordnet und werden von einem zentralen Materialverteiler 7 versorgt.
Jede Spritzform 1a, 1b, 1c ist in einer
zur Achse des Spritzrotors S parallelen Ebene geteilt, so dass zwei Formhälften 4, 5 entstehen,
die relativ zueinander verschwenkbar sind, gegebenenfalls in einem
Formträger.
Ein wichtiger Teil des Formnests 2 ist ein geteilter Halsformteil 3,
der ebenfalls geteilt ist.
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Die
Transferelemente 8, 9 am Transferrotor T sind
zumindest in Richtung eines Doppelpfeils 10 ausfahrbare
bzw. einfahrbare Klammern zum Ergreifen nur des jeweiligen Halsformteils 3.
Die Klammern können
federvorgespannt sein und sich bei Ansetzen am Halsformteil 3 selbständig öffnen oder
schließen, oder
sie werden gesteuert geöffnet
und geschlossen.
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Jede
Blasform 11 am Blasrotor B ist ebenfalls geteilt und weist
zwei Formhälften 12, 13 sowie eine
nur gestrichelt angedeutete Bodenform 14 auf. Jede Blasform 11 arbeitet
mit einer in 1 nicht angedeuteten Blasdüse zusammen.
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Die
Entnahmeelemente 15, 16 am Entnahmerotor E sind
ebenfalls zumindest in Richtung eines Doppelpfeils 17 hin-
und herfahrbare Klammern, ähnlich
denen am Transferrotor T. Zusätzlich
sind Dorne 18 vorgesehen, deren Zweck und Funktion später erläutert wird.
Der Entnahmerotor E arbeitet mit einem Abführer 19 (z.B. Entnahmeband
oder Lufttransporteur) für
die fertigen Kunststoffbehälter
F zusammen. Die Drehrichtungen der Rotoren sind durch Pfeile hervorgehoben.
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Die
drei Spritzformen 1a, 1b, 1c sind mit
der Welle 6 in 1 und 2 jeweils
um eine Dritteldrehung relativ zum Spritzrotor S drehbar, während sich der
Spritzrotor über
eine volle Umdrehung dreht. Auf diese Weise wird jede Spritzform 1a, 1b, 1c über drei volle
Umdrehungen des Spritzrotors S zwischen einer Spritzposition I,
einer Nachdruckposition II und einer Transferposition III weiter
gedreht. Diese Drehung kann kontinuierlich erfolgen oder intermittierend.
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Während sich
die Rotoren kontinuierlich drehen und im Blasrotor B unter Nutzen
der vollen Ausstoßkapazität die einzelnen
Kunststoffbehälter
F streckgeblasen und ausgeformt werden, wird im Spritzrotor S z.B.
eine gegenüber
der Anzahl der Blasformen 11 am Blasrotor B größere Anzahl
Preforms R hergestellt. Jede Preform R verweilt z.B. länger als
eine volle Umdrehung am Spritzrotor S, nämlich z.B. über drei volle Umdrehungen,
so dass trotz der wie üblich
kürzeren
Zykluszeit für
das Streckblasen des Kunststoffbehälters F gegenüber der
Zykluszeit für
das Spritzgießen
der Preform die Ausstoßleistung
des Blasrotors B nicht durch die längere Zykluszeit für das Spritzgießen der
Preforms eingeschränkt wird.
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2 verdeutlicht
die Anordnung der drei Spritzgießformen 1a, 1b, 1c an
der Welle 6. In 2 ist im übrigen angedeutet, dass jede
in der Draufsicht annähernd
quadratische Spritzform diametral in die Formhälften 4, 5 geteilt
sein könnte.
Die Welle 6 ist im Spritzrotor S verankert und wird durch
eine Steuerung 21 schrittweise oder kontinuierlich im Verhältnis 1:3
zur Umdrehung des Spritzrotors S angetrieben. D.h., bei drei vollen
Umdrehungen des Spritzrotors S führt
die Spritzformeinheit 1 eine 360° Drehung über drei Drittel-Drehungen
durch. Dabei wird jedes Formnest 2 an der Transferposition
III geöffnet,
so dass die Preform R mit dem geschlossenen Halsformteil 2 zur Entnahme
aus dem Formnest 2 bereit ist. Zumindest eine der Formhälften 4, 5 kann
fest an der Welle 6 angebracht sein, während die andere Formhälfte an
der einen Formhälfte
oder an einem nicht gezeigten Formträger schwenkgelagert sein kann.
Die Drehsteuerung 21 der Welle 6 kann auch die Öffnungs- und
Schließbewegungen
der Spritzformen 1a, 1b und 1c steuern.
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3 zeigt
einen Schnitt durch die Spritzform 1a senkrecht zur Formteilebene 24.
Das Formnest 2 in den Formhälften 4, 5 ist
mit der Form der Preform ausgebildet und besitzt unten eine Einspritzöffnung 25.
In einem oberen Bereich des Formnestes 2 ist eine umlaufende
konische Aufnahme 26 eingeformt, die zum Positionieren
und Fixieren des Halsformteils 3 dient. Der Halsformteil 3 ist
ebenfalls in der Formteilebene 24 zu öffnen und umfasst zwei Schalen 25,
die ein Innengewinde 30 und z.B. eine umlaufende Ringnut 27 (für den Haltering
des Behälterhalses)
aufweisen. Am Außenumfang
der Schalen sind übereinander
ein oberen Führungskonus 28 zum
Angreifen der Transfer- und Entnahmeelemente, und ein unterer Führungskonus 29 zum
Einsetzen in die Nut 26 (und eine entsprechende Nut in
der jeweiligen Blasform 11 bzw. in einem Blasformträger) angeformt.
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Der
Halsformteil 3 dient einerseits zum Ausformen des Mündungsbereiches
der Preform R, andererseits zum Ausformen des Kunststoffbehälters F, und
zusätzlich
zum Transferieren der Preform bzw. Entnehmen des Kunststoffbehälters. Eine
weitere Funktion des Halsformteils 3 kann darin bestehen, dass
er mit der Blasdüse
der Blasform zusammenarbeitet, die direkt an den Halsformteil 3 angesetzt
wird.
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4 zeigt
die Vorgangsweise beim Entnehmen der fertigen Kunststoffbehälter F aus
dem Blasrotor R. Jeder Kunststoffbehälter F wird mit dem geschlossenen
Halsformteil 3 aus der Blasform entnommen und entlang des
Entnahmerotors E zum Abförderer 19 gebracht.
Bei dieser Bewegung hält
das Entnahmeelement 16 den geschlossenen Halsformteil 3,
bis der Kunststoffbehälter
F mit einem mitlaufenden Dorn 18 ausgerichtet ist, an dessen
Schaft 32 unten ein expandierbarer Kopf 33 angeordnet
ist. Der Kopf 33 wird durch eine Kurvensteuerung 34 in
den Hals des Kunststoffbehälters
F eingeführt
und expandiert, bis der Kunststoffbehälter F am Dorn 18 hängt. Gleichzeitig
wird über
nicht näher
hervorgehobene Kurvensteuerungen der Halsformteil 3, z.B.
durch das Entnahmeelement 16, geöffnet, bis auch der Haltering 31 des
Kunststoffbehälters
F frei ist und der Kunststoffbehälter
abgefördert
werden kann. Der Halsformteil 3 wird dann in geöffnetem
Zustand weiter bewegt oder wieder geschlossen und dann erneut in
ein Formnest 2 einer Spritzgießform 1a, 1b, 1c eingebracht.
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5 verdeutlicht
ein Detail des Spritzrotors S mit der Welle 6, die in einem
Portal 38 drehbar gelagert ist und über ein Steuerungszahnrad 35 drehantreibbar
ist. Die Welle 6 trägt
Formträger 36 für die Spritzformen 1a, 1b, 1c der
Spritzformeinheit 1. Von jeder Spritzform ist der Halsformteil 3 im
Formnest 2 gezeigt, und die Einspritzöffnung 25 des Formnestes, die
bei der Spritzform 1a mit einem Einspritzelement 37 der
Plastifizierschnecke P ausgerichtet ist. Ferner ist von oben durch
den Halsformteil 3 ein Dorn 20 eingeschoben. Zur
Herstellung der Preform R wird der plastifizierte Kunststoff in
das Formnest 2 eingespritzt, entweder aus der Plastifizierschnecke
oder durch Verwenden eines anhand der 8 erläuterten
Spritzylinders 42. Die Drehung der Welle 6 kann dabei
vorübergehend
angehalten sein, während
sich der Spritzrotor S jedoch weiter dreht. Der nicht gezeigte Spritzzylinder
könnte
sich dann zusammen mit der Spritzgießform 1a um die Achse
der Welle 6 mitdrehen, bis die Spritzgießform 1a die
Nachdruckposition II erreicht hat. Dann wird die Welle 6 weiter
gedreht, bis die Spritzgießform 1a schließlich die
Transferposition III in 2 erreicht hat und geöffnet wird.
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6 verdeutlicht
analog zu 1 eine Draufsicht auf eine zweite
Ausführungsform
der Spritzblasmaschine, die sich dadurch auszeichnet, dass die Transfer-
und Entnahmerotoren T, E der 1 übereinanderliegend
in einem Rotor T kombiniert sind, E, der mit insgesamt acht Paaren
Transfer- und Entnahmeelementen 8, 9, 15, 16 und
den Dornen 18 (nicht gezeigt) ausgestattet ist, wobei die Transfer-
und Entnahmeelemente nicht nur aus- und einfahrbar sind, sondern
auch schwenkbeweglich sein können.
In dem kombinierten Transfer- und Entnahmerotor sind Kurvensteuerungen
K1, K2 vorgesehen, mit denen jeweils eine Überholfunktion durchführbar ist,
wenn sich die Elemente vom Spritzrotor S zum Blasrotor B, und umgekehrt,
bewegen.
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Die
Transfer- und Entnahmeelemente 9, 16 sind z.B.
je ein Paar Klammern. Bei der Überholfunktion
beispielsweise während
des Transfers vom Spritzrotor S zum Blasrotor B überholt aufgrund der Funktion
der Kurvensteuerung K1 die zunächst
in Umlaufrichtung nacheilende Klammer 16 die vorauseilende
Klammer 9 einmal, so dass schließlich die Klammer 16 in
Umlaufrichtung vor der Klammer 9 bei der geöffneten
Blasform 11 ankommt und den fertigen Kunststoffbehälter F mit
seinem Halsformteil 3 entnimmt, ehe die dann nacheilende
Klammer 9 einen Halsformteil 3 und eine Preform
R in die Blasform 11 transferiert.
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In ähnlicher
Weise steuert die Kurvensteuerung K2 einmal eine Überholfunktion
auf dem Entnahmeweg zwischen dem Blasrotor B und dem Spritzrotor
S. Die zunächst
in Umlaufrichtung nacheilende Klammer 9 überholt
die den Halsformteil 3 mit dem Kunststoffbehälter F haltende
andere Klammer 16 des Paares, so dass die leere Klammer 9 beim
geöffneten
Formnest 2 voreilend ankommt, um den Halsformteil 3 mit
der Preform R zu entnehmen, ehe die dann des Kunststoffbehälters F
entledigte Klammer 16 mit dem Halsformteil 3 beim
Formnest 2 ankommt. Jeder Kunststoffbehälter F wird hierbei durch den
nicht gezeigten Dorn 18 nach Öffnen des Halsformteils 3 entnommen
und dem Abförderer 19 zugeführt. Der
Halsformteil 3 wird geschlossen, z.B. durch die Klammer 16,
ehe er in die in der Transferposition III befindliche, geöffnete Spritzform, 1a, 1b, 1e der Spritzformeinheit 1 eingebracht
wird.
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7 verdeutlicht
schematisch eine Blasform 11 mit einem Blasformträger 39 und
den Blasformhälften 12, 13 in
geöffnetem
Zustand. Auch die Bodenform 14 wird im Formträger 39 positioniert,
wie auch der Halsformteil 3 mit dem Führungskonus 29. Die
Blasdüse 40 wird
direkt an den Halsformteil 3 angesetzt, sobald der Halsformteil 3 geschlossen
und verriegelt ist. Hierzu können
an der Blasdüse 40 und/oder
am Halsformteil 3 entsprechende, nicht näher hervorgehobene
Anschluss- und Dichteinrichtungen vorgesehen sein.
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8 verdeutlicht
schließlich
nochmals die geschlossene Spritzform 1a der Spritzformeinheit 1 im
Spritzrotor S beim Zusammenarbeiten mit der Plastifizierschnecke
P und dem Spritzgießzylinder 42,
um das Formnest 2 durch die Einspritzöffnung 25 mit plastifiziertem
Kunststoff zu füllen
und die Preform R herzustellen. Die Formhälften (nur die Formhälfte 5 ist
angedeutet) der Spritzform 1a sind in einem Formträger 41 enthalten,
mit dem bei dieser Ausführungsform
der Führungskonus 29 des
Halsformteils 3 zusammenwirkt. Zum Festlegen des Führungskonus 29 ist
im Formträger 41 eine
entsprechende Aufnahmenut 26' geformt.
Der obere Führungskonus 28 für die Transfer-
und Entnahmeelemente liegt frei. Der Dorn 20 ist in das
Formnest 2 eingeführt,
bis ein Ringflansch 20a des Dorns 20 auf der Oberseite
des Halsformteils 3 aufsitzt.
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Der
Einspritzzylinder 42 enthält einen beispielsweise hydraulisch
betätigbaren
Dosierkolben 45 in einem Zylinderrohr 43, das
in den Formträger 41 eingeführt ist
und an der Spritzgießform 1a unterseitig
abdichtet. Der Dosierkolben 45 ist in eine untere Ladeposition
zurückgezogen,
ehe die Plastifizierschnecke P durch einen Einlass 46 plastifiziertes Kunststoffmaterial
in eine Dosierkammer 44 einbringt. Danach wird der Kolben 45 nach
oben verfahren, bis er den Einlass 46 verschließt und eine
voreingestellte Dosis in das Formnest 2 presst. Dabei wird vorübergehend
der Einlass 46 abgedichtet, bis der Kolben 45 zu
einem späteren
Zeitpunkt wieder nach unten verfahren wird. Der Spritzzylinder 42 kann
bis in die Nachdruckposition II der Spritzform 1a angesetzt
bleiben. Dann wird entweder der Formträger 41 etwas angehoben,
oder wird der Spritzzylinder 42 etwas abgesenkt, ehe die
Spritzgießform 1a um
die Welle 6 weitergedreht wird.
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Durch
den kontinuierlichen Verfahrensablauf ist die Zeitdauer jeweils
für jede
Preform gleich, bis diese nach ihrer Herstellung in die Blasform
eingebracht wird. Die Preform hat eine ausreichend lange Verweildauer
im Spritzrotor S, um optimal ausgeformt, nachgedrückt und
entspannt zu werden, und um eine optimale Temperatur bzw. Temperaturverteilung
in der Preform zu erzielen. Gegebenenfalls wird hierbei oder zu
einer späteren
Phase gekühlt
oder thermisch konditioniert. Eine solche thermische Konditionierung
der Preform könnte
auch bei der Bewegung entlang des Transferrotors T in die Blasform durchgeführt werden.
Die Preform R kommt zu keiner Zeit mit anderen Manipulierelementen
in Kontakt, da der Halsformteil 3 nicht nur Formfunktionen
beim Spritzgießen
und Streckblasen zu erfüllen
hat, sondern auch die Transfer- und Entnahmefunktionen, und sogar
gegebenenfalls die Anschlussfunktion für die Blasdüse 40 und die Aufsetzfunktion
für den
Dorn 20. Bei jedem Blasvorgang wird wie üblich nach
Beginn gereckt und vorgeblasen, und erst nachher fertig geblasen,
während
sich der Blasrotor dreht. Zum Öffnen
und Schließen
der Klammern können
Kurvenführungen
vorgesehen sein, oder andere Hilfsmittel. Da der Blasrotor und der
Spritzrotor im Wesentlichen gleich schnell laufen können, ist
auch die Bewegung der Transfer- und Entnahmerotoren gleichmäßig und ruhig.
Es könnten
zumindest theoretisch acht verschiedene Blasformen eingebaut werden,
die unterschiedlich große
Kunststoffbehälter
herstellen lassen, da jede Blasform sozusagen aus einer eigenen Spritzformeinheit 1 versorgt
wird, die die Preform entsprechend den Anforderungen in der Blasform
herstellt.
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Eine
Erhöhung
der Variante ist zusätzlich möglich, wenn
nicht nur acht verschiedene Blasformer Verwendung finden, sondern
auch noch verschiedene Gewindeeinsätze (Halsformteile) zum Einsatz
kommen. Insgesamt ist eine wesentlich flexiblere Produktion möglich, da
auch eigene (eigenartige) Formen (z.B. eckige Behälter aus
eckigen Preforms) hergestellt werden können.