DE102010028984A1

DE102010028984A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Aussondern von Vorformlingen

Info

Publication number: DE102010028984A1
Application number: DE102010028984A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schönberger; Thomas Spitzer
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2011-11-17

Abstract

Beschrieben werden Vorrichtungen und ein Verfahren zum Aussondern von Vorformlingen aus einem Produktstrom längs einer Förderstrecke. Dadurch, dass die Vorformlinge an einem Dorn gehalten werden und e Abstoßen des Vorformlings vorgesehen ist sowie eider das Stellglied eines an dem Stellantrieb vorbeilaufenden Halters betätigen kann, lassen sich fehlerhaft gehaltene Vorformlinge zuverlässig und mit geringem apparativen Aufwand aussondern. Dieser Vorteil lässt sich auch mit einer Vorrichtung erzielen, bei der ein Druckkopf einem Vorformling zum Einleiten eines Gases unter Überdruck nachgeführt werden kann, um den Vorformling durch den Gasdruck abzustoßen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aussondern von Vorformlingen und ein entsprechendes Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erwärmen von Vorformlingen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Vorformlinge für Kunststoffflaschen durchlaufen vor der Weiterverarbeitung in einer Blasmaschine eine Heizstrecke, in der die Vorformlinge unter Einhaltung einer vorgegebenen Position auf einem Haltedorn sitzend an Heizstrahlern unter möglichst geringem Bestrahlungsabstand entlang geführt werden, um die Vorformlinge gezielt zu erwärmen. Hierbei werden die Vorformlinge üblicherweise um ihre Längsachse gedreht. Fehlerhafte Vorformlinge, die sich nicht ordnungsgemäß auf die Halter schieben lassen, sitzen beim Vorbeilaufen an den Heizstrahlern dann gegebenenfalls so schief und/oder locker, dass sie mit den Heizstrahlern in Berührung kommen können und/oder sich in der Heizstrecke aufgrund einer taumelnden Bewegung vom Halter lösen. Um eine Beschädigung der Heizstrahler und/oder einen Produktionsstillstand während des Entfernens herab gefallener Vorformlinge zu vermeiden, ist der korrekte Sitz der Vorformlinge auf ihren Haltern möglichst vor dem Einlaufen in die Heizstrecke zu überprüfen, und es sind nicht korrekt positionierte Vorformlinge aus dem Produktstrom auszusondern.
Aus der DE 20114032 U1 ist es bekannt, einen kontinuierlichen Strom einlaufender Vorformlinge auf korrekte Formgebung zu inspizieren und die Vorformlinge von ihrem Tragring gestützt über eine Leitschiene bestehend aus zwei nach unten wegklappbaren Leitblechen zu leiten. Bei Erkennen eines fehlerhaften Vorformlings wird der Vorformling durch einen Stößel von oben durch die Leitschiene gedrückt oder von unten mit einer Klammer durch die Leitschiene gezogen und ausgesondert. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht dazu geeignet, einen fehlerhaften Sitz des Vorformlings auf einem Haltedorn zu erkennen.
Aus der US 2008/0044510 A1 ist ein Transportrad für Vorformlinge bekannt, bei dem die Vorformlinge von außen an ihrem Tragring abgestützt und zusätzlich von einem in den Vorformling einführbaren Dorn gehalten werden. Lässt sich der Haltedorn nicht ordnungsgemäß in den Vorformling einführen, so kann dies anhand der axialen Position des Dorns erkannt werden und der Vorformling ausgesondert werden. Die Vorrichtung eignet sich aufgrund der Halterung am Tragring jedoch nicht für das Fördern durch eine Heizstrecke. Außerdem ist an jedem Dorn ein aufwändiger Hubmechanismus über eine Kurvensteuerung erforderlich.
Die WO 2009/071792 schlägt eine pneumatische Abstoßvorrichtung für Vorformlinge vor, bei der ein fehlerhafter Vorformling von seinem Halter durch Einleiten von Druckluft in das Innere des Vorformlings abgestoßen wird. Dabei wird eine Öffnung des Halters an einer feststehenden Düse vorbeigeführt, um die Druckluft beim Vorbeilaufen des Halters in diesen einzuleiten. Problematisch ist, dass nur ein sehr kurzer Zeitraum zum Einleiten der Druckluft zur Verfügung steht und dass ein dichter Übergang von der Düse zu der Öffnung des Halters nicht oder nur mit großem Aufwand möglich ist.
Es besteht daher Bedarf für eine Vorrichtung zum Aussondern von an einem Haltedorn hängenden Vorformlingen aus einem Produktstrom unter Ermöglichung eines schnellen. und zuverlässigen Aussonderns mit einem geringen apparativen Aufwand.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung: mehrere entlang einer Förderstrecke zum Fördern der Vorformlinge hintereinander bewegbare Halter, an denen jeweils ein Dorn zum Halten eines Vorformlings und ein gegenüber dem Dorn und parallel zur Hauptachse des Dorns verstellbares Stellglied zum Abstoßen des Vorformlings von dem Dorn vorgesehen ist. Ein solches Stellglied ist kostengünstig und Platz sparend in die Halter für die Vorformlinge zu integrieren. Außerdem umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen an der Förderstrecke angeordneten Stellantrieb, der derart ausgebildet ist, dass er das Stellglied eines an dem Stellantrieb vorbeilaufenden Halters betätigen kann. Es ist somit nur ein einziger Stellantrieb nötig, um die Stellglieder der Halter bei Bedarf nacheinander zu betätigen und fehlerhafte oder fehlerhaft gehaltene Vorformlinge auszusondern. Es ist daher nur eine minimale Anzahl aktiver Komponenten nötig, so dass das Auslösen des Abstoßvorgangs vereinfacht wird. Die Förderstrecke ist vorzugsweise einer Heizstrecke zum Erwärmen der Vorformlinge vorgelagert und kann einen Abschnitt eines endlos umlaufenden Transportmittels umfassen. Die Förderstrecke kann linear ausgebildet sein und/oder einen kurvenförmigen Verlauf haben.
Vorzugsweise ist das Stellglied eine Hülse, die gegen einen Mündungsbereich des Vorformlings, insbesondere gegen die Stirnfläche des Mündungsbereichs, geschoben werden kann. Dadurch kann ein besonders zuverlässig wirkendes und für verschiedene Durchmesser der Vorformlinge geeignetes Stellglied auf besonders Platz sparende und kostengünstige Weise realisiert werden. Die Hülse kann mehrere umfängliche Teilsegmente umfassen und/oder geschlitzt sein. An der Hülse kann eine ringförmige Verbreiterung ausgebildet sein, die als Andruckfläche zum Übertragen einer Stellkraft auf die Hülse dient.
Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung umfasst der Stellantrieb eine Andruckrolle zur Übertragung einer Stellkraft auf das Stellglied. Dadurch kann die Reibung zwischen dem stationären Stellantrieb und den bewegten Stellgliedern beim Betätigen des Stellglieds minimiert werden. Dies verringert den Verschleiß der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Andruckrolle könnte auch durch eine Gleitfläche ersetzt werden.
Vorzugsweise umfasst der Stellantrieb einen Kipphebel, wobei die Andruckrolle an einem Ende des Kipphebels gelagert ist. Dadurch kann der Stellantrieb Platz sparend neben den vorbei laufenden Stellgliedern angeordnet werden.
Vorzugsweise umfasst der Stellantrieb ein pneumatisches Schnellventil. Ein solcher Stellantrieb ist besonders robust und einfach anzusteuern. Er ermöglicht ferner eine besonders schnelle und präzise Betätigung des Stellglieds.
Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung ist an dem Halter ein elastisches Element vorgesehen, insbesondere eine Druckfeder, um das Stellglied in einer Position zum Fördern des Vorformlings zu halten. Dadurch kann auf eine einfache Weise ein definierter Ausgangszustand vor dem Abstoßen eines Vorformlings hergestellt werden. Außerdem kann das elastische Element so ausgebildet sein, dass das Stellglied nach dem Abstoßen eines Vorformlings durch die Rückstellkraft des elastischen Elements automatisch wieder in die Förderposition zurückkehrt.
Die gestellte Aufgabe wird außerdem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Demnach umfasst eine alternative erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aussondern von Vorformlingen: mehrere entlang einer Förderstrecke zum Fördern der Vorformlinge hintereinander bewegbare Halter, an denen jeweils ein Dorn zum Halten eines Vorformlings vorgesehen ist, wobei in dem Dorn ein Kanal ausgebildet ist, durch den ein Gas unter Überdruck in den Vorformling eingeleitet werden kann, um den Vorformling vom Dorn abzustoßen; und eine Gaszufuhreinheit zum Zuführen des Gases, wobei die Gaszufuhreinheit mindestens einen entlang eines Abschnitts der Förderstrecke beweglichen Druckkopf zum Einleiten des Gases in den Kanal umfasst. Dadurch kann die zum Einleiten des Gases verfügbare Zeit gegenüber einem feststehenden Druckkopf verlängert und das Gas mit geringerem Verlust in den Kanal und in den Vorformling eingeleitet werden. An den Haltern sind keine beweglichen Bauteile von Nöten. Die Halter lassen sich einfach an unterschiedlich große Vorformlinge anpassen. Die Gaszufuhreinheit kann auch zwei in Transportrichtung hintereinander angeordnete Druckköpfe umfassen. In diesem Fall lassen sich bei Bedarf beide Druckköpfe gemeinsam und/oder gleichzeitig je einem Halter nachführen und zwei Vorformlinge im Wesentlichen gleichzeitig abstoßen. Mit steigender Anzahl gleichzeitig entlang der Förderstrecke bewegbarer Druckköpfe lässt sich die Fördergeschwindigkeit der Vorrichtung erhöhen.
Bei einer besonders günstigen Variante der alternativen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Gaszufuhreinheit so ausgebildet, dass sie aus einem Wartezustand in einen Abstoßzustand gebracht werden kann, in dem der Druckkopf einem Halter entlang der Förderstrecke derart folgt, dass das Gas in den Kanal eingeleitet werden kann. Dadurch kann der Druckkopf gezielt nur bei Bedarf einem Halter nachgeführt und der Verschleiß der Gaszufuhreinheit minimiert werden. Der Wartezustand ist ein Ruhezustand der Gaszufuhreinheit während der kontinuierlichen Förderung der Vorformlinge. Er ermöglicht eine reproduzierbare Ausgangsstellung des Druckkopfs und einen raschen Wechsel in den Abstoßzustand.
Vorzugsweise können der Halter und der Druckkopf im Abstoßzustand mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden. Dies erleichtert ein gasdichtes Aufsetzen des Druckkopfs auf den Halter und ein besonders effektives und schnelles Abstoßen des Vorformlings.
Besonders günstige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfassen ferner eine Inspektionseinrichtung zum Erkennen eines fehlerhaften Vorformlings und/oder eines fehlerhaft im Halter gehaltenen Vorformlings. Dadurch kann der erkannte Vorformling automatisiert einem Halter und somit einer Position auf dem Transportmittel zugeordnet werden und anschließend gezielt ausgesondert werden.
Besonders günstige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfassen ferner ein Transportmittel, an dem die Halter befestigt sind, insbesondere in Form einer endlos umlaufenden Kette. Dadurch können die Halter unter identischen und zeitlich konstanten Abständen zueinander angeordnet werden und die Vorformlinge auf einfache Weise einer nachfolgenden Behandlungseinheit, beispielsweise einer Heizstrecke, zugeführt werden.
Die gestellte Aufgabe wird ferner mit einer Vorrichtung zum Erwärmen von Vorformlingen gelöst, die eine Heizstrecke umfasst sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aussondern von Vorformlingen, wobei diese im Produktstrom vor der Heizstrecke angeordnet ist. Dadurch kann auf einfache und zuverlässige Weise verhindert werden, dass fehlerhafte Vorformlinge oder fehlerhaft gehaltene Vorformlinge in die Heizstrecke einlaufen und diese verunreinigen oder beschädigen können.
Die gestellte Aufgabe wird ferner mit einem Verfahren zum Aussondern von Vorformlingen mit den Merkmalen des Anspruchs 13 unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Fördern von Vorformlingen entlang der Förderstrecke; b) Erkennen eines fehlerhaften Vorformlings und/oder eines fehlerhaft gehaltenen Vorformlings; und c) Betätigen des Stellantriebs, wenn der Vorformling an dem Stellantrieb vorbei läuft, um das Stellglied gegenüber dem Dorn derart zu verstellen, dass der Vorformling von dem Dorn abgestoßen wird.
Die gestellte Aufgabe wird ferner mit einem Verfahren zum Aussondern von Vorformlingen mit den Merkmalen des Anspruchs 14 unter Verwendung der alternativen erfindungsgemäßen Vorrichtung gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Fördern von Vorformlingen entlang der Förderstrecke; b) Erkennen eines fehlerhaften Vorformlings und/oder eines fehlerhaft gehaltenen Vorformlings; c) Bewegen des Druckkopfs entlang eines Abschnitts der Förderstrecke und Einleiten eines Gases unter Überdruck in den Vorformling; und d) Erzeugen eines Überdrucks in dem Vorformling, um diesen abzustoßen.
Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung dieses Verfahrens umfasst ein Abstoßzyklus die Schritte c) und d) sowie einen weiteren Schritt e), in dem die Gaszufuhreinheit in einen Wartezustand für einen nachfolgenden Abstoßzyklus versetzt wird, und die Dauer T des Abstoßzyklus folgende Bedingung erfüllt: T ≤ 2s/v, und insbesondere die Bedingung: T ≤ s/v, wobei s den Abstand der Längsachsen benachbarter Vorformlinge bezeichnet und v die mittlere Geschwindigkeit der Vorformlinge während des Abstoßzyklus. Damit kann sicher gestellt werden, dass von dem Abstoßzustand rechtzeitig wieder in den Wartezustand gewechselt werden kann, so dass auch ein direkt nachfolgender fehlerhafter Vorformling ausgesondert werden kann.
Unter dem Wartezustand ist hierbei ein Ruhezustand der Vorrichtung bei laufendem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verstehen. Der Wartezustand ist somit im Wesentlichen ein stationärer Zustand des Druckkopfs. Dem gegenüber folgt der Druckkopf im Abstoßzustand einem Halter. Somit ist der Abstoßzustand ein Bewegungszustand des Druckkopfs. Der mechanische Verschleiß der Vorrichtung ist vergleichsweise gering, da der Druckkopf nur beim Erkennen eines nicht ordnungsgemäß auf dem Halter positionierten Vorformlings oder eines fehlerhaften Vorformlings bewegt werden muss. Dadurch, dass der Druckkopf dem Halter entlang der Förderstrecke folgen kann, wird ein präzises Aufsetzen des Druckkopfs erleichtert. Die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Druckkopf und dem Halter kann somit reduziert oder gar eliminiert werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform;
2 einen Halter der ersten Ausführungsform im Schnitt und einen schematisierten Stell-Antrieb;
3 eine schematische Draufsicht auf eine Behandlungseinheit für Vorformlinge einschließlich der ersten Ausführungsform; und
4 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform.
Wie 1 erkennen lässt, umfasst die erste Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Aussondern von Vorformlingen 2 aus einem kontinuierlichen Produktionsstrom, nachfolgend auch Abstoßvorrichtung genannt, eine Vielzahl in einer Förderrichtung A kettenförmig hintereinander angeordneter Halter 3 für die Vorformlinge 2, wobei in 1 der Einfachheit halber nur fünf Halter 3 dargestellt sind, die an einem lediglich schematisch angedeuteten Transportmittel 4, wie beispielsweise einer endlos umlaufenden Kette befestigt sind. Die Halter 3 können in bekannter Weise um ihre Längsachse drehbar sein, beispielsweise um die Vorformlinge 2 beim Durchlaufen einer Förderstrecke 5 oder Heizstrecke kontinuierlich zu drehen. Dies ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Die Halter 3 umfassen an ihrer Unterseite jeweils einen Haltedorn 6, der den Vorformling 2 kraftschlüssig an dessen Innenwand 2a hält. Der Halter 3 umfasst eine oberhalb des Vorformlings 2 angeordnete und parallel zur Hauptachse 6a des Haltedorns 6, in Richtung des Vorformlings 2, verschiebbare Hülse 7. Im dem Vorformling 2 abgewandten Bereich der Hülse 7 ist eine Andruckfläche 7a vorgesehen, so dass die Hülse 7 bei Einwirken einer Stellkraft F auf die Andruckfläche 7a in Richtung des Vorformlings 2 auf diesen zu bewegt werden kann, um eine der Andruckfläche 7a gegenüberliegende Stirnfläche 7b der Hülse 7 mit dem Mündungsbereich 2b des Vorformlings 2, insbesondere mit einer der Stirnfläche 7b gegenüber liegende Stirnfläche 2c des Vorformlings 2 in Kontakt zu bringen und den Vorformling durch weiteres Verschieben der Hülse 7 vom Haltedorn 6 abzulösen.
Die Hülse 7 wirkt als ein Stellglied, das von einem der Einfachheit halber vorzugsweise feststehenden Stellantrieb 9 beim Vorbeilaufen des Stellglieds am Stellantrieb 9 betätigt werden kann. Die Hülse 7, die beispielsweise auch geschlitzt sein könnte, lässt sich besonders einfach in den Halter 3 integrieren. Das Stellglied könnte aber auch ein anderes Bauteil mit vergleichbarer Funktion sein, beispielsweise ein Stößel oder Nocken. Vorteilhafterweise ist die Stirnfläche 7b der Hülse 7 so ausgebildet, dass sie Vorformlinge 2 mit unterschiedlichen Außen- und Innendurchmessern des jeweiligen Mündungsbereichs 2b vom Dorn 6 abstoßen kann.
Der in 1 lediglich schematisch angedeutete Stellantrieb 9 umfasst eine Andruckrolle 11, die die Stellkraft F auf die Andruckfläche 7a in Richtung des Vorformlings 2 überträgt. Die Andruckrolle 11 minimiert die Reibung beim Übertragen der Stellkraft F zwischen dem feststehenden Stellantrieb 9 und dem vorbeilaufenden Stellglied. An Stelle der Andruckrolle 11 könnte auch eine Andruckfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff, an dem Stellantrieb 9 vorgesehen sein.
Die Funktionsweise des Stellantriebs 9 wird aus 2 deutlich, die eine Perspektive zeigt, bei der die Förderrichtung A in die Zeichenebene hinein weist. In 2 ist der Halter 3 in einer Förderstellung mit einem korrekt auf dem Haltedorn 6 sitzenden Vorformling 2 ohne das Transportmittel 4 dargestellt, an dem der Halter 3 beispielsweise mit einer Schnellwechselkupplung 3a befestigt werden kann.
Der Stellantrieb 9 umfasst im Beispiel einen Kipphebel 13, an dessen einem Ende die Andruckrolle 11 gelagert ist, und dessen anderes Ende mit einem Pneumatikzylinder 9a oder einer anderen Antriebseinheit, wie beispielsweise einer elektromagnetischen Antriebseinheit verbunden ist. Die Darstellung des Stellantriebs 9 in 2 ist rein schematisch. Befestigungselemente für den Stellantrieb 9, beispielsweise zur Befestigung an einem Rahmen der Abstoßvorrichtung 1, sind der Einfachheit halber nicht gezeigt. Es versteht sich von selbst, dass der Stellantrieb 9 auf einer beliebigen Seite der Halter 3 angeordnet werden kann, solange diese in der Förderstellung nicht mit dem Stellantrieb 9 kollidieren. Entsprechend laufen die Andruckflächen 7a der Hülsen 7 in der Förderstellung des Halters 3 unter der Andruckrolle 11 mit einem Abstand D hindurch.
Der dargestellte, seitlich angeordnete Kipphebelmechanismus lässt sich besonders einfach und Platz sparend an der Transportstrecke 5 anordnen und erlaubt eine flexible Anpassung der Stellkraft F und des zum Abstoßen des Vorformlings 2 benötigten Stellwegs S der Antriebseinheit 9a, beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung der Hebellängen zu beiden Seiten des Kipphebels 13. Die Hebelanordnung des Stellantriebs 9 ermöglicht ein besonders schnelles Betätigen des Stellglieds 7, insbesondere in Verbindung mit einer Antriebseinheit 9a in Form eines pneumatischen Schnellventils. Es sind aber auch lineare Stellantriebe 9 denkbar.
Wie die 2 ferner zeigt, ist im Halter 3 eine Druckfeder 15 vorgesehen, die die Hülse 7 von dem Vorformling 2 weg gegen einen Anschlag 16 drückt und die Hülse 7 auf diese Weise in der Förderstellung hält. in dieser sitzt der Vorformling 2, wie 2 zeigt, auf dem Dorn 6 kraftschlüssig auf und ist vorzugsweise nicht mit der Hülse 7 in Kontakt. Der in 2 angedeutete Abstand zwischen der unteren Stirnfläche 7b der Hülse 7 und der Stirnfläche 2c des Vorformlings 2 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. An Stelle der Druckfeder 15 könnten auch andere elastische Elemente zum Einsatz kommen. Es wäre auch denkbar, im Halter 3 einen Rastmechanismus vorzusehen, der die Hülse 7 in der Förderstellung hält.
Die Hülse umfasst vorzugsweise eine ringförmige Verbreiterung 7c, an der die Andruckfläche 7a ausgebildet ist. Dadurch kann eine ausreichend große und vorzugsweise rotationssymmetrische Andruckfläche 7a bereitgestellt und gleichzeitig die Abmessungen und die Masse der Hülse 7 minimiert werden. Dies ist vorteilhaft für ein schnelles und zuverlässiges Abstoßen des Vorformlings 2. Außerdem können so die Rückstellkraft des elastischen Elements 15 und die Stellkraft F minimiert werden.
Am Haltedorn 6 können elastische Halteringe 17 zum Halten des Vorformlings 2 vorgesehen sein. Das im Beispiel angedeutete hängende Fördern der Vorformlinge 2 ist für eine anschließende Weiterverarbeitung, beispielsweise in einer Heizstrecke, vorteilhaft und erleichtert das Abstoßen der Vorformlinge 2 von dem Dorn 6. Entsprechend beziehen sich alle Angaben zur räumlichen Orientierung auf diese bevorzugte Anordnung. Generell sind aber auch um beliebige Winkel verkippte Anordnungen denkbar, solange gewährleistet bleibt, dass eine im Wesentlichen parallel zur Hauptachse 6a des Dorns 6 wirkende Stellkraft F erzeugt werden kann, um den Vorformling 2 vom Dorn 6 herunter zu schieben.
3 verdeutlicht die Anwendung der erfindungsgemäßen Abstoßvorrichtung 1 in einer Produktionseinheit 21 zum Erwärmen der Vorformlinge 2 für einen anschließenden Blasprozess. Demnach ist die Abstoßvorrichtung 1 am Einlauf einer Heizstrecke 23 angeordnet, die beispielsweise auf wenigstens einer Seite des Transportmittels 4 verlaufende Infrarotstrahler enthält. Die Produktionseinheit 21 umfasst ferner eine Inspektionseinheit 25 zum Erkennen fehlerhafter Vorformlinge 2 und/oder fehlerhaft auf den Haltern 3 sitzender Vorformlinge 2. Die Inspektionseinheit 25 kann zu diesem Zweck eine (nicht gezeigten) Klappe umfassen, an der eine Ausnehmung derart ausgebildet ist, dass ein korrekt auf dem Haltedorn 6 sitzender Vorformling 2 durch die Ausnehmung läuft und ein nicht korrekt sitzender Vorformling 2 mit der Klappe kollidiert, diese auslenkt und ein Signal auslöst, mit dem der zugehörige Halter 3 in einer Steuereinheit 27 identifiziert werden kann. Diese kann dann den Stellantrieb 9 der im Produktstrom nachfolgend angeordneten Abstoßvorrichtung 1 ansteuern, um den als fehlerhaft erkannten Vorformling 2 gezielt aus dem Produktstrom auszusondern. Damit kann verhindert werden, dass nicht korrekt sitzende Vorformlinge 2 mit der Heizstrecke 23 in Berührung kommen und/oder in dieser vom Haltedorn 6 herabfallen. Verunreinigungen der Heizstrecke 23 und Produktionsausfälle der Produktionseinheit 21 können auf diese Weise minimiert werden.
Der Vollständigkeit halber sind in 3 noch ein Einlaufsternrad 28 und ein Auslaufsternrad 29 für die Vorformlinge 2 angedeutet sowie eine optionale auslaufseitige Vorrichtung 1' zum Aussondern fehlerhaft in der Heizstrecke 23 behandelter Vorformlinge 2 und eine zugehörige Inspektionseinheit 25'. Letztere könnte nach dem gleichen Prinzip arbeiten wie die einlaufseitige Inspektionsvorrichtung 25. Sie könnte aber auch spezielle Detektoren zur Qualitätskontrolle der in der Heizstrecke 23 erwärmten Vorformlinge 2 umfassen.
Wie 4 zeigt, umfasst eine zweite Ausführungsform 31 der erfindungsgemäßen Abstoßvorrichtung ebenfalls kettenförmig an einem Transportmittel 4 angeordnete Halter 33 für die Vorformlinge 2.
Die Unterschiede zur ersten Ausführungsform liegen zum Ersten darin, dass ein fehlerhafter Vorformling 2 von dem Haltedorn 36 der zweiten Ausführungsform mittels Überdruck eines durch einen im Halter 33 ausgebildeten Kanal 37 in den Vorformling 2 einzuleitenden Gases 38 abgestoßen wird. Es versteht sich hierbei von selbst, dass unter dem Gas 38 auch Gasgemische, wie beispielsweise Druckluft, Dämpfe oder jegliches ähnlich fließfähige Medium zu verstehen sind.
Zum Zweiten unterscheidet sich die zweite Ausführungsform 31 darin, dass sie eine Gaszufuhreinheit 39 mit einem beweglichen Druckkopf 41 umfasst, um diesen entlang einem in 4 lediglich symbolisch angedeuteten Abschnitt 5a der Förderstrecke 5 einem Halter 33 mit einem als fehlerhaft erkannten Vorformling 2 nachzuführen und so an dem Halter 33 zu positionieren, dass der Druckkopf 41 das Medium 38 durch den Kanal 37 in den fehlerhaften oder fehlerhaft gehaltenen Vorformling 2 einleiten kann.
Die Gaszufuhreinheit 39 ist stationär und umfasst mindestens einen Linearantrieb 44 mit einem Schlitten 45 zur Halterung mindestens eines Druckkopfs 41. Wie 4 ferner verdeutlicht, hat die Gaszufuhreinheit 39 zwei Betriebszustände bei laufendem Transportmittel 4, nämlich einen Abstoßzustand 47, in dem der Druckkopf 41 auf den Kanal 37 aufgesetzt werden kann, um das Gas 38 in den Kanal 37 einzuleiten, und einen in 4 gestrichelt angedeuteten Wartezustand 49, bei dem die Halter 33 unter dem Druckkopf 41 kontinuierlich hindurch laufen.
Der Wartezustand 49 ist ein Zustand, aus dem der Druckkopf 41 möglichst schnell und reproduzierbar in der Transportrichtung A beschleunigt werden kann, um den Abstoßzustand 47 zu erreichen. Während des Wartezustands 49 ist der Druckkopf 41 daher vorzugsweise in Ruhe. Hierunter ist ein statischer Zustand des Druckkopfs 41 während des kontinuierlichen und gleichmäßigen Förderns der Vorformlinge 2 zu verstehen.
Im Abstoßzustand 47 folgt der Druckkopf 41 der Halterung 33 in der Transportrichtung A derart, dass der Druckkopf 41 eine vorzugsweise gasdichte Verbindung mit dem Kanal 37 herstellen kann. Zu diesem Zweck ist am Druckkopf 41 beispielsweise ein in Richtung des Halters 33 verstellbares Ventil 41a ausgebildet, das im Abstoßzustand 47 durch den Überdruck des Gases 38 um die Einlassöffnung des Kanals 37 herum angepresst wird, wie in 4 angedeutet. Im Abstoßzustand 47 hat der Druckkopf 41 in Transportrichtung A vorzugsweise die gleiche Geschwindigkeit wie ein abzustoßender Vorformling 2 und dessen Halterung 33.
Dadurch lässt sich ein als fehlerhaft erkannter Vorformling 2 besonders schnell und zuverlässig aus dem Produktstrom aussondern. Eine exakt übereinstimmende Geschwindigkeit ist jedoch nicht zwingend notwendig. Es ist jedoch zumindest eine definierte Relativgeschwindigkeit und/oder Relativposition des Druckkopfs 41 und des Halters 33 gewährleistet, um eine ausreichend lange überlappende Position des Druckkopfs 41 und des Kanals 37 zu erzielen.
Im Abstoßzustand 47 wird das Gas 38 über eine Druckleitung 49, den Druckkopf 41 und den Kanal 37 in den Vorformling 2 eingeleitet, so dass der Gasdruck den Vorformling 2 vom Haltedorn 36 ablöst. Somit wird in beiden Ausführungsformen 1, 31 der Abstoßvorrichtung der Abstoßvorgang durch Druckeinwirkung induziert, wobei das Gas 38 im Fall der ersten Ausführungsform 1 indirekt über den Stellantrieb 9 und die Hülse 7 auf den Vorformling 2 einwirkt, bei der zweiten Ausführungsform 31 unmittelbar.
Nach dem Abstoßen des Vorformlings 2 kann der Druckkopf 41 vom Halter 33 beispielsweise durch Zurückziehen des Ventils 41a gelöst werden, so dass nachfolgende Halterungen 33 mit dem Druckkopf 41 nicht kollidieren können und der Schlitten 45 den Druckkopf 41 wieder in die Ausgangsposition des Wartezustands 49 zurückfahren kann.
Ansonsten entspricht die zweite Ausführungsform 31 in ihrer Wirkungsweise der ersten Ausführungsform 1. Insbesondere kann die zweite Ausführungsform 31 an Stelle der Abstoßvorrichtungen 1 und/oder 1' in die Produktionseinheit 21 integriert werden.
Mit der zweiten Ausführungsform 31 der erfindungsgemäßen Abstoßvorrichtung kann wie folgt gearbeitet werden:
Ein kontinuierlicher Strom zu bearbeitender Vorformlinge 2 wird von dem Einlaufsternrad 28 an die Halter 33 durch Aufstecken je eines Vorformlings 2 auf einen Dorn 36 übergeben und von dem Transportmittel 4 der Inspektionseinheit 25 zugeführt. Korrekt auf dem Dorn 36 sitzende Vorformlinge 2 passieren die Inspektionseinheit 25 und die im Wartezustand 49 befindliche Vorrichtung 31 zum Aussondern fehlerhafter Vorformlinge 2 und werden von dem Transportmittel 4 der weiteren Bearbeitung zugeführt, beispielsweise der Erwärmung in der Heizstrecke 23. Nicht korrekt auf ihrem Dorn 36 sitzende Vorformlinge 2 werden von der Inspektionseinheit 25 erkannt. Diese sendet daraufhin ein Signal an die Steuereinheit 27, so dass diese die Gaszufuhreinheit 39 beim Vorbeilaufen des Vorformlings 2 zu einem Wechsel in den Abstoßzustand 47 anweist und der Druckkopf 41 auf die zugehörige Halterung 33 aufgesetzt wird. Das Gas 38 wird folglich in den Vorformling 2 eingeleitet und dieser durch den Überdruck des Gases 38 von seinem Dorn 36 abgestoßen. Danach wird der Druckkopf 41 von dem Halter 33 zurückgezogen und die Gaszufuhreinheit 39 wieder in den Wartezustand 49 versetzt.
Die Betriebsweise der Abstoßvorrichtung 31 lässt sich durch einen Abstoßzyklus charakterisieren, der mit dem Verlassen des Wartezustands 49 beginnt, den Wechsel in den Abstoßzustand 47 einschließt und mit dem erneuten Erreichen des Wartezustands 39 endet. Die Dauer T des Abstoßzyklus erfüllt im Falle der Anordnung aus 4, bei der ein einzelner Druckkopf 41 vorgesehen ist, vorzugsweise folgende Bedingung: T ≤ s/v, wobei s den Abstand der Längsachsen 36a benachbarter Dorne 36 bezeichnet und v die mittlere Geschwindigkeit der Dorne 36 während des Abstoßzyklus. Bildlich gesprochen ist der Druckkopf 41 mindestens so schnell wieder in den Wartezustand 49 zurückgekehrt, dass ein direkt nachfolgender Vorformling 2 im Falle einer Fehlererkennung von seinem Dorn 36 abgelöst werden könnte.
Bei der Abstoßvorrichtung 31 können auch zwei Druckköpfe 41 vorgesehen sein, beispielsweise zwei in gleichen Abstand voneinander wie der Halter 3 auf einem gemeinsamen Schlitten 45 angeordnete oder auf separaten Schlitten 45 unabhängig voneinander bewegliche Druckköpfe 41. Dann erfüllt die Dauer T vorzugsweise folgende Bedingung: T ≤ 2s/v. Dies ist insbesondere bei hohen Fördergeschwindigkeiten des Transportmittels 4 von Vorteil.
Mit der ersten Ausführungsform 1 kann im Prinzip in gleicher Weise gearbeitet werden. Es entfällt lediglich der Wechsel zwischen dem Wartezustand 49 und dem Abstoßzustand 47. Bei der ersten Ausführungsform 1 steuert die Steuereinheit 27 den Stellantrieb 9 vorzugsweise derart synchronisiert an, dass dieser das Stellglied 7 jedes Mal beim Vorbeilaufen eines als fehlerhaft oder fehlerhaft sitzend erkannten Vorformlings 2 an dem Stellantrieb 9 betätigt, um den Vorformling 2 von seinem Halter 3 abzustoßen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20114032 U1 [0003]
US 2008/0044510 A1 [0004]
WO 2009/071792 [0005]

Claims

Vorrichtung (1) zum Aussondern von Vorformlingen (2), mit – mehreren entlang einer Förderstrecke (5) zum Fördern der Vorformlinge hintereinander bewegbaren Haltern (3), an denen jeweils ein Dorn (6) zum Halten eines Vorformlings und ein gegenüber dem Dorn und parallel zur Hauptachse (6a) des Dorns verstellbares Stellglied (7) zum Abstoßen des Vorformlings von dem Dorn vorgesehen ist; und mit – einem an der Förderstrecke angeordneten Stellantrieb (9), der derart ausgebildet ist, dass er das Stellglied eines an dem Stellantrieb vorbeilaufenden Halters betätigen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (7) eine Hülse ist, die gegen einen Mündungsbereich (2b) des Vorformlings (2), insbesondere gegen die Stirnfläche (2c) des Mündungsbereichs, geschoben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (9) eine Andruckrolle (11) zum Übertragen einer Stellkraft (F) auf das Stellglied (7) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (9) einen Kipphebel (13) umfasst, an dessen einem Ende die Andruckrolle (11) gelagert ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (9) ein pneumatisches Schnellventil umfasst.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Halter (3) ein elastisches Element vorgesehen ist, insbesondere eine Druckfeder (15), um das Stellglied (7) in einer Position zum Fördern des Vorformlings (2) zu halten.
Vorrichtung (31) zum Aussondern von Vorformlingen (2), mit – mehreren entlang einer Förderstrecke (5) zum Fördern der Vorformlinge hintereinander bewegbaren Haltern (33), an denen jeweils ein Dorn (36) zum Halten eines Vorformlings vorgesehen ist, wobei in dem Dorn ein Kanal (37) ausgebildet ist, durch den ein Gas (38) unter Überdruck in den Vorformling eingeleitet werden kann, um den Vorformling vom Dorn abzustoßen; und mit – einer Gaszufuhreinheit (39) zum Zuführen des Gases, wobei die Gaszufuhreinheit mindestens einen entlang eines Abschnitts (5a) der Förderstrecke (5) beweglichen Druckkopf (41) zum Einleiten des Gases in den Kanal umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhreinheit (39) so ausgebildet ist, dass sie aus einem Wartezustand (49) in einen Abstoßzustand (47) gebracht werden kann, in dem der Druckkopf (41) einem Halter (33) entlang des Abschnitts (5a) der Förderstrecke (5) derart folgt, dass das Gas (38) in den Kanal (37) eingeleitet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (33) und der Druckkopf (41) im Abstoßzustand (47) mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden können.
Vorrichtung (1, 31) nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, ferner mit einer Inspektionseinrichtung (25) zum Erkennen eines fehlerhaften Vorformlings (2) und/oder eines fehlerhaft im Halter (3, 33) gehaltenen Vorformlings.
Vorrichtung (1, 31) nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, ferner mit einem Transportmittel (4), an dem die Halter (3, 33) befestigt sind, insbesondere in Form einer endlos umlaufenden Kette.
Vorrichtung (21) zum Erwärmen von Vorformlingen, mit einer Heizstrecke (23) und der Vorrichtung (1, 31) zum Aussondern von Vorformlingen nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, die im Produktstrom vor der Heizstrecke angeordnet ist.
Verfahren zum Aussondern von Vorformlingen unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere in Kombination mit Anspruch 10 und/oder 11, mit den Schritten: a) Fördern von Vorformlingen (2) entlang der Förderstrecke (5); b) Erkennen eines fehlerhaften Vorformlings und/oder eines fehlerhaft gehaltenen Vorformlings; c) Betätigen des Stellantriebs (9), wenn der Vorformling an dem Stellantrieb vorbei läuft, um das Stellglied (7) gegenüber dem Dorn (6) derart zu verstellen, dass der Vorformling von dem Dorn abgestoßen wird.
Verfahren zum Aussondern von Vorformlingen unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, insbesondere in Kombination mit Anspruch 10 und/oder 11, mit den Schritten: a) Fördern von Vorformlingen (2) entlang der Förderstrecke (5); b) Erkennen eines fehlerhaften Vorformlings und/oder eines fehlerhaft gehaltenen Vorformlings; c) Bewegen des Druckkopfs (41) entlang des Abschnitts (5a) der Förderstrecke und Einleiten des Gases (38) unter Überdruck in den Vorformling; d) Erzeugen eines Überdrucks in dem Vorformling und Abstoßen des Vorformlings.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem ein Abstoßzyklus die Schritte c) und d) sowie einen weiteren Schritt e) umfasst, in dem die Gaszufuhreinheit (39) in einen Wartezustand (49) für einen nachfolgenden Abstoßzyklus versetzt wird, und die Dauer T des Abstoßzyklus folgende Bedingung erfüllt: T ≤ 2s/v, und insbesondere die Bedingung: T ≤ s/v, wobei s den Abstand der Längsachsen benachbarter Vorformlinge bezeichnet und v die mittlere Geschwindigkeit der Vorformlinge während des Abstoßzyklus.