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Die Erfindung bezieht sich auf eine Resonatoreinheit für eine Vorrichtung zum Erwärmen von Behältnissen, wie zum Beispiel Vorformlingen, insbesondere Kunststoffvorformlingen, ein Expansionsverfahren, bei welchem eine solche Resonatoreinheit eingesetzt wird, und eine solche Vorrichtung zum Erwärmen von Behältnissen.
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Im Bereich der Getränke herstellenden Industrie ist man verstärkt dazu übergegangen, anstelle von Glasflaschen andere Behältnisse, wie beispielsweise Kunststoffbehältnisse und insbesondere Behältnisse aus PET (PET = Polyethylenterephthalat), für Getränke zu verwenden. Bei der Herstellung dieser Behältnisse werden zunächst Vorformlinge zur Verfügung gestellt, diese erwärmt und einem Expansionsverfahren, beispielsweise einem Streckblasverfahren, zugeführt, um auf diese Weise fertige Getränkebehältnisse zu erhalten. Dabei ist es im Stand der Technik üblich, die Vorformlinge durch eine Heizstrecke laufen zu lassen, innerhalb derer sie üblicherweise mit einer Infrarotstrahlung erwärmt werden.
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Daneben ist es jedoch im Stand der Technik auch bekannt, zur Erwärmung von Vorformlingen Mikrowellenstrahlung einzusetzen. Eine Vorrichtung hierfür ist schematisch in 6A in der Draufsicht und in 6B im Querschnitt gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist eine Mikrowellenerzeugungseinrichtung bzw. Magnetron 4 auf, in welches bereits eine nicht abgebildete Heizeinrichtung integriert sein kann. In dem Magnetron 4 werden die Mikrowellen erzeugt und in einen Zirkulator 32 geleitet. Ausgehend von diesem Zirkulator 32 werden die Mikrowellen mit Hilfe einer nicht abgebildeten Einkoppeleinrichtung in eine Leitungseinrichtung 6 in Form eines Mikrowellenhohlleiters bzw. Rechteckhohlleiters eingeleitet. Von dort gelangen die Mikrowellen über einen Einkoppelbereich 12 in eine Resonatoreinheit 16 und zu den innerhalb der Resonatoreinheit 16 angeordneten Vorformlingen 10.
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Die Temperatur der Vorformlinge 10 kann mittels eines nicht abgebildeten Temperatursensors, wie beispielsweise einem Pyrometer, gemessen werden, welches an der Resonatoreinheit angeordnet ist und insbesondere berührungslos die Temperatur der Vorformlinge 10 misst. Die von den Vorformlingen zurück kommenden Mikrowellen gelangen wiederum in den Zirkulator 32 und von dort in eine Wasserlast 38. Die Wasserlast 38 dient zum Dämpfen der Mikrowellen. Die rücklaufende Mikrowellenenergie kann mit Hilfe einer nicht abgebildeten Sensoreinrichtung, wie beispielsweise einer Diode, gemessen werden. Die gemessenen Werte können von einer ebenfalls nicht abgebildeten Steuereinrichtung aufgenommen und zur Leistungs- bzw. Energieabstimmung der Mikrowellenleistung bzw. -energie verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, neben oder anstelle der von der Sensoreinrichtung gemessenen Werte die von dem Temperatursensor zur Messung der Temperatur der Vorformlinge 10 ausgegebenen Werte zur Leistungs- bzw. Energieabstimmung zu verwenden. Daneben könnten die von dem Temperatursensor gemessenen Werte auch zur Veränderung der Erwärmungsphase der Vorformlinge 10 herangezogen werden.
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Die Leistungs- bzw. Energieabstimmung der auf die Vorformlinge gelangenden Mikrowellenleistung bzw. -energie erfolgt im Einzelnen mittels Energieabstimmeinheiten 14, welche jeweils aus einer Antriebseinrichtung 26, beispielsweise in der Form eines Linearmotors, und einem Regulierkörper bzw. Tuning-Stift 24 bestehen. Die Regulierkörper bzw. Tuning-Stifte 24 sind an der Leitungseinrichtung 6 derart angeordnet, dass sie in variabler Länge in die Leitungseinrichtung 6 hineinragen können. Die Länge der in die Leitungseinrichtung 6 hineinragenden Regulierkörper bzw. Tuning-Stifte 24 kann durch die zuvor genannte Steuereinrichtung während des laufenden Betriebs der Vorrichtung, das heißt einer stattfindenden Erwärmung der Vorformlinge 10, je nach Bedarf geändert werden, um so die auf die Vorformlinge aufgebrachte Mikrowellenenergie zu regeln. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen 1 sind üblicherweise mindestens drei Regulierkörper bzw. Tuning-Stifte 24 zur Regelung der Mikrowellenleistung bzw. -energie eingesetzt.
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Üblicherweise wird die auf die Vorformlinge 10 aufgebrachte Leistung vor Inbetriebnahme der Vorrichtung 1 eingestellt und anschließend wird die Vorrichtung 1 mit dieser festgesetzten Leistung betrieben. Bei den Energieabstimmeinheiten 14 handelt es sich üblicherweise um Impedanzabstimmeinheiten.
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Hierdurch werden die Vorformlinge 10 zur Erwärmung in der Resonatoreinheit 16 mit einem elektromagnetischen Wechselfeld beaufschlagt, welches im Inneren des Materials der Vorformlinge 10 eine Anregung von Dipolen bewirkt, was zur Aufheizung der Vorformlinge 10 führt.
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Aus der
DE 10 2007 022 386 A1 ist eine Erwärmungsvorrichtung für Kunststoffvorformlinge bekannt. Dabei wird der zu erwärmende Bereich der Kunststoffvorformlinge zumindest während eines Teils der zeitlichen Dauer der Erwärmung in einem Resonator mit Mikrowellen beaufschlagt.
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Die
DE 10 2006 015 475 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperierung von Vorformlingen. Bei diesem Verfahren werden zylindrisch aufgebaute Resonatoreinheiten verwendet, die in ihrem Aufbau vergleichsweise hohe Wandstromverluste aufweisen.
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In 6A und 6B ist ebenfalls eine zylindrisch aufgebaute Resonatoreinheit 16 dargestellt, bei welcher ein Vorformling 10 im Wesentlichen in das Zentrum der Resonatoreinheit 16 eingebracht ist. Ist nun die Öffnung für den Vorformling 10 in dem Zentrum der Resonatoreinheit und wird der Vorformling 10 durch Mikrowellen in der Resonatoreinheit 16 erwärmt, ist die Feldverteilung des sich ausbildenden elektromagnetischen Felds in dem Vorformling 10 asymmetrisch, wie in 6C gezeigt. Dies hat auch eine asymmetrische Erwärmung des Vorformlings 10 zur Folge. Das heißt, die dem Einkoppelbereich 12 zugeordnete Seite des Vorformlings wird stärker beheizt. Eine solche Erwärmung führt zu einem asymmetrischen bzw. ungleichmäßig ausgeformten fertigen Getränkebehältnis, was teilweise unvorteilhaft ist.
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Aus der
EP 2208507 A2 ist eine Resonatoreinheit zur Erwärmung von Behältnissen bzw. Kunststoffvorformlingen bekannt. In diesem Dokument wird beschrieben, dass in einem Arbeitsbetrieb ein stehendes elektrisches Feld in einem Resonator bezüglich des Behältnisses symmetrisch ist oder die Impedanz der mit einem Behältnis bestückten Resonatoreinheit für Behältnisse verschiedener Ausgestaltungen annähernd konstant ist. Der Offenbarungsgehalt der
EP 2208507 A2 wird hiermit durch Bezugnahme auch vollständig zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht.
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Bei bestimmten Geometrien der Kunststoffvorformlinge kann es jedoch vorkommen, dass beim Eintauchen der Kunststoffvorformlinge die Resonatoreinheit so stark verstimmt wird, dass die Resonanzfrequenz nicht mehr mit der Nennfrequenz des Magnetrons übereinstimmt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Resonatoreinheit und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche auch bei unterschiedlichsten zu erwärmenden Kunststoffvorformlingen eine derartige Verstimmung der Resonatoreinheit verhindern. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Resonatoreinheit nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Resonatoreinheit zum Erwärmen von Behältnissen weist einen Resonatorraum auf, der widerum eine erste Öffnung zur Aufnahme eines Behältnisses an einer ersten Position zur Erwärmung des Behältnisses aufweist, wobei diese Erwärmung mittels in dem Resonatorraum eingekoppelten Mikrowellen erreicht wird. Hierzu ist eine zweite Öffnung vorgesehen, über welche die Mikrowellen in den Resonatorraum einkoppelbar sind sowie eine erste Transporteinrichtung bzw. eine Antriebseinrichtung zum Einführen des Behältnisses in den Resonatorraum. Weiterhin ist in dem Resonatorraum ein Abstimmelement zum Abstimmen der Resonatoreinheit angeordnet und eine Position dieses Abstimmelements ist gegenüber dem Resonatorraum veränderbar.
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Durch diese Veränderung der Position des Abstimmelements kann insbesondere eine Resonanzfrequenz des Resonators verändert bzw. abgestimmt werden. Durch diese Vorgehensweise kann auf Änderungen, die sich im Arbeitsbetrieb der Anlage ergeben, reagiert werden.
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Erfindungsgemäß hängt eine Bewegung des Abstimmelements gegenüber den Resonatoren von einer Bewegung des Behältnisses gegenüber dem Resonatorraum ab.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Resonatoreinheit eine Antriebseinrichtung zum Bewegen des Abstimmelements auf. Bei dieser Antriebseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Servomotor handeln, es wäre jedoch auch möglich, dass eine Kopplungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Antriebseinrichtung zum Bewegen des Abstimmelements mit der oben erwähnten Antriebseinheit für die Kunststoffvorformlinge koppelt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche eine Bewegung des Abstimmelements in Abhängigkeit von einer Bewegung des Behältnisses gegenüber dem Resonatorraum steuert. Dies bedeutet, dass eine Abstimmung der Resonatoreinheit insbesondere während des Einführens und bevorzugt auch während des Ausführens des Behältnisses aus dem Resonatorraum durchgeführt wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Antriebseinrichtung und die Antriebseinheit bzw. Transporteinrichtung für die Kunststoffvorformlinge miteinander gekoppelt. Dabei ist es möglich, dass der Antrieb für das Abstimmelement mechanisch an den Vorschub des Kunststoffvorformlings gekoppelt ist oder auch elektrisch (z. B. als Schrittmotor, Linearmotor oder Piezostepper) oder durch eine pneumatische Kopplung. Bei diesen Vorgehensweisen wird das Abstimmelement in dem Resonator bzw. dem Resonatorraum bewegt. Die Bewegung des Abstimmelements hängt dabei unmittelbar mit der Bewegung des Kunststoffvorformlings zusammen. Je nach Eintauchtiefe des Kunststoffvorformlings verstimmt sich der Hohlraumresonator.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Bewegung des Abstimmelements auch in Abhängigkeit von einer Temperatur des Kunststoffvorformlings gesteuert. Auch die Temperatur des Kunststoffvorformlings hat Einflüsse auf die Abstimmung des Resonators. Vorteilhaft weist die Vorrichtung daher eine Temperaturmesseinrichtung zur Messung der Temperatur des Kunststoffvorformlings auf. Die Bewegung der Abstimmeinrichtung (in Abhängigkeit von der Bewegung des Kunststoffbehältnisses) wird nach Möglichkeit so ausgewählt, dass sich die Resonanzfrequenz des Resonators mit dem Kunststoffvorformling vorzugsweise stets mit der Frequenz des Magnetrons deckt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Abstimmelement um eine vorgegebene Drehachse drehbar. Auf diese Weise kann durch die entsprechende Drehung des Abstimmelements die Resonatoreinheit gestimmt werden.
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Vorzugsweise wird die Eintauchtiefe des Abstimmelements in den Resonatorraum nicht verändert sondern lediglich dessen Position.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Abstimmelement einen stiftartigen Körper auf, der in den Resonatorraum hineinragt, wobei sich dieser stiftartige Körper im Wesentlichen senkrecht zu den parallelen Seiten bzw. Wänden des Resonatorraums erstreckt. Mit anderen Worten erstreckt sich der stiftartige Körper vorzugsweise auch in der Bewegungsrichtung der Kunststoffvorformlinge bzw. bevorzugt in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge.
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Dabei kann das Abstimmelement auch als Kurzschlussschieber oder dielektrische Masse oder als metallischer Stift ausgebildet sein, der in den Resonator hineinragt. Vorteilhaft ist der stiftartige Körper exzentrisch um seine Drehachse ausgebildet.
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Die hier beschriebene Ausführungsform bedarf relativ wenig Platz und weist gleichzeitig eine hohe Abstimmwirkung auf und damit auch ein hohes Maß an Mikrowellensicherheit, ohne dass hierzu eine komplizierte Kontaktierung nötig ist. Weiterhin kann mit einer sehr geringen Antriebsleistung ausgekommen werden.
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Vorzugsweise ist der stiftartige Körper, der insbesondere als Metallstift ausgeführt sein kann, drehbar in einer Wandung des Resonators bzw. des Aufnahmeraums gelagert und ist, wie erwähnt, asymmetrisch ausgeprägt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Resonatoreinheit eine Auskopplungsverhinderungseinrichtung auf, welche ein Auskoppeln von Mikrowellen verhindert. Um dieses Auskoppeln der Mikrowelle zu verhindern, kann dabei eine Auskopplungsverhinderungseinrichtung in Form einer sogenannten Lambda-¼-Falle vorgesehen sein. Dabei kann diese Lambda-¼-Falle auch direkt in dem stift- oder stangenförmigen Körper angeordnet sein.
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Diese Falle soll dabei ein Austreten insbesondere in den Bereichen verhindern, in denen das Abstimmelement durch eine Wand des Resonatorraums hindurchgeführt ist.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Erwärmungseinrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen mit einer Resonatoreinheit der oben beschriebenen Art gerichtet. Weiterhin weist die Erwärmungseinrichtung eine Mikrowellen-Erzeugungseinrichtung auf.
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Vorteilhaft ist dabei eine Vielzahl von Resonatoreinheiten an einem gemeinsamen Träger wie beispielsweise einem gemeinsamen Heizrat angeordnet. Damit werden hier die Kunststoffvorformlinge während ihrer Erwärmung vorzugsweise jeweils einzeln in Heizelementen bewegt.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen gerichtet, bei dem die Kunststoffbehältnisse mit einer ersten Transporteinrichtung in einen Resonatorraum einer Resonatoreinrichtung eingeführt werden und in diesem Resonatorraum mit Mikrowellen beaufschlagt werden. Erfindungsgemäß wird die Resonatoreinheit während der Bewegung des Kunststoffbehältnisses mittels eines in den Resonatorraum ragenden Abstimmelements abgestimmt.
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Damit wird auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass eine Abstimmung der Resonatoreinheit insbesondere auch während der Bewegung des Kunststoffbehältnisses in diese Resonatoreinheit hinein vorgenommen wird. Vorteilhaft erfolgt dabei die Abstimmung der Resonatoreinheit durch eine Bewegung des Abstimmelements gegenüber diesem Resonatorraum. Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird der Kunststoffvorformling in seiner Längsrichtung bewegt.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
Darin zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erwärmen von Behältnissen nach dem Stand der Technik;
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2a–2c schematische Ansichten einer Resonatoreinheit nach dem Stand der Technik;
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3a, 3b Darstellungen einer erfindungsgemäßen Resonatoreinheit;
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4 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Resonatoreinheit;
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5a eine Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Resonatoreinheit;
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5b eine weitere Darstellung eines Resonators;
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6a eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Erwärmung von Behältnissen gemäß dem Stand der Technik;
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6b einen schematischen Querschnitt einer Vorrichtung zur Erwärmung von Behältnissen gemäß dem Stand der Technik; und
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6c eine schematische Darstellung der Feldverteilung des elektromagnetischen Felds in der in 6B gezeigten Resonatoreinheit im Betrieb.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Erwärmung von Behältnissen 10 bzw. Vorformlingen 10 für Behältnisse. Im Folgenden wird die Funktion der Vorrichtung 1 an dem Beispiel von Vorformlingen 10 beschrieben, auch wenn die Vorrichtung 1 auch zur Erwärmung von bereits fertig gestellten Behältnissen 10 verwendet werden kann.
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Wie in 1 dargestellt, weist die Vorrichtung 1 eine Vielzahl von Mikrowellenerzeugungseinrichtungen 4, beispielsweise ein Magnetron, auf. Die von den Mikrowellenerzeugungseinrichtungen 4 erzeugten Mikrowellen gelangen über Leitungseinrichtungen zu Resonatoreinheiten 16 und von diesen aus in Vorformlinge 10. Die Vorformlinge 10 werden mittels der Energie der Mikrowellen erwärmt, wie zuvor beschrieben, und durch beispielsweise ein Expansionsverfahren in fertige Behältnisse für beispielsweise Getränke geformt.
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Das Bezugszeichen 2 in 1 bezeichnet eine Transporteinrichtung, welche bewirkt, dass die einzelnen Behältnissen bzw. Vorformlinge 10 um eine Drehachse X gedreht werden. Das Bezugszeichen 14 bezieht sich in seiner Gesamtheit auf Energieabstimmeinheiten, welche zur Regulierung der auf die Vorformlinge 10 aufgebrachten Energien dienen, wie im Zusammenhang mit dem Stand der Technik in Bezug auf 6A bis 6C beschrieben. Mit Hilfe von Antriebseinheiten 28 kann die Position der Vorformlinge 10 gegenüber den Resonatoreinheiten 16 in der Richtung Y, welche parallel zu der Drehachse X verläuft, verschoben werden.
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Im Übrigen ist die Vorrichtung 1 mit Ausnahme der Resonatoreinheit 16 auf die gleiche Weise aufgebaut wie die Vorrichtung des Standes der Technik, die in 6A bis 6C veranschaulicht ist.
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Die Resonatoreinheit 16 gemäß dem Stand der Technik in 2A in der Draufsicht und in 2B im Querschnitt dargestellt. Wie in 2B gezeigt, hat die Resonatoreinheit 16 einen Resonatorraum 40 mit einer ersten Öffnung 42, über welche ein Behältnis bzw. Vorformling 10 in den Resonatorraum 40, insbesondere durch Bewegen des Vorformlings entlang seiner Längsrichtung L, eingebracht werden kann. Der Vorformling 10 wird an einer vorbestimmten Position in der ersten Öffnung 42 angeordnet. Es wäre jedoch auch möglich, dass sich die Position des Vorformlings innerhalb des Resonatorraums während des Erwärmungsvorgangs ändert. So könnte der Vorformling während des Erwärmungsvorgangs entlang seiner Längsachse bewegt und/oder um diese Längsachse gedreht werden.
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Die erste Öffnung 42 hat einen geringeren Durchmesser als der Resonatorraum 40. Zudem hat der Resonatorraum eine zweite Öffnung 44, welche an die Leitungseinrichtung 6 angeschlossen werden kann, wie in 6B gezeigt. Die zweite Öffnung 44 kann als Blende ausgeführt sein. Der Resonatorraum 40 ist gleich dem Mikrowellenwirkbereich der Resonatoreinheit 16, das heißt dem Bereich, in welchem ein in die Resonatoreinheit 16 bzw. den Resonatorraum 40 aufgenommener Vorformling 10 durch Mikrowellen erwärmt werden kann. Wie in 2B gezeigt, muss der Resonatorraum 40 nicht vollständig durch Wände 45 abgeschlossen sein. Es wäre jedoch auch möglich, dass ein Öffnungsquerschnitt der zweiten Öffnung 44 variabel ist oder eine die zweite Öffnung bildende Blende austauschbar ist. Weiterhin wäre es auch möglich, dass vor der zweiten Öffnung 44 eine weitere Blende mit veränderbarem Querschnitt angeordnet ist. Diese weitere Blende könnte dabei innerhalb des Hohlleiters 6 vorgesehen sein (vgl. 6b). Weiterhin könnte eine entsprechende Blende auch innerhalb des Resonatorraums 40 angeordnet sein.
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Wie außerdem in 2B gezeigt, ist in dem von der zweiten Öffnung 44 abgewandten Teil der Resonatoreinheit 16 ein Ausgleichsdielektrikum 46 vorgesehen. Das Material des Ausgleichsdielektrikums 46 kann aus einem Polymer, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem Polyolefin, wie beispielsweise Polypropylen (PP) gefertigt sein. Ein solches Material hat einen niedrigen Verlustfaktor, wodurch sich das Ausgleichsdielektrikum 46 bei Beaufschlagung mit Mikrowellen nicht erwärmt oder nur geringfügig. In dem Ausgleichsdielektrikum 46 ist die Wellenlänge der Mikrowellen kürzer als in dem mit Raumluft gefüllten Resonatorraum 40, so dass der Resonatorraum 40 in dem Teil der Resonatoreinheit 16, in welchem sich das Ausgleichsdielektrikum 46 befindet, größer wirkt.
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Das Ausgleichsdielektrikum 46 bewirkt, dass die Impedanz der mit einem Vorformling 10 bestückten Resonatoreinheit 16 bei Verwendung von Vorformlingen 10 mit verschiedenen Geometrien und Wanddicken annähernd konstant gehalten wird. Das heißt, das Ausgleichsdielektrikum 46 ist eine Einrichtung zur Änderung der Geometrie des Resonatorraums 40. Insbesondere kann auf diese Weise die gleiche Resonatoreinheit 16 Verwendung finden, wenn das Ausgleichsdielektrikum 46 beim Wechsel von einem dickwandigen zu einem dünnwandigen Vorformling 10 in die Resonatoreinheit 16 eingebracht wird. Wie aus 2A und 2B ersichtlich, kann auf diese Weise auch der Vorformling 10 zentrisch in die zweite Öffnung 44 aufgenommen werden.
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3a zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Resonatoreinheit 16. Diese Resonatoreinheit bildet dabei einen Aufnahmeraum 40 für die Kunststoffvorformlinge aus. Über die Öffnung 44 können Mikrowellen aus dem Hohlleiter 6 in den Resonatorraum 40 geführt werden. Mittels einer (nur schematisch gezeigten) Transporteinrichtung 28 können die Kunststoffvorformlinge hier entlang der Achse Y befördert werden. Gleichzeitig ist es möglich, die Kunststoffvorformlinge bezüglich dieser Achse Y zu drehen. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet eine Öffnung der Resonatoreinheit, über welche die Kunststoffvorformlinge in den Resonatorraum 40 eingeführt werden können. Das Bezugszeichen 29 bezieht sich auf ein Halteelement wie etwa einen Dorn zum Halten des Kunststoffvorformlings.
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Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet in seiner Gesamtheit ein Abstimmelement, welches die Resonanzfrequenz innerhalb des Resonatorraums 40 abstimmt. Dieses Abstimmelement 20 weist dabei hier einen stangen- oder stiftartigen Körper 17 auf, der um eine Drehachse Z drehbar ist und damit in seiner Gesamtheit gegenüber den Resonatorraum 40 und insbesondere senkrecht zu der Richtung Y bewegbar ist. Das Bezugszeichen 3 kennzeichnet eine Antriebseinrichtung, welche eine Drehung dieses stiftartigen Körpers bewirkt.
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Die untere Darstellung in 3a zeigt eine Draufsicht auf die obere Darstellung. Man erkennt, dass hier der stangenartige Körper 17 maximal weit von der Öffnung 42 beabstandet ist. Während der Kunststoffvorformling in den Resonatorraum einfährt, kann auch die Position des stangenartigen Körpers 17 verändert werden. Der stiftartige Körper verläuft hier also im Wesentlichen senkrecht zu den parallelen Wänden 45 der Resonatoreinheit und ist auch drehbar gegenüber der Wand 45 angeordnet. Weiterhin ist der stiftartige Körper vorteilhaft asymmetrisch ausgeprägt.
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3b zeigt zwei Darstellungen einer Resonatoreinheit in einer anderen Position. Hier ist insbesondere der stangenartige Körper 17 an einer anderen Position bzw. die Antriebseinrichtung 3 hat hier den stangenartigen Körper 17 gedreht. Dieser stangenartige Körper 17 ist hier nunmehr näher an der Einführöffnung 42 und damit auch näher an dem Kunststoffvorformling 10 angeordnet. Durch diese Bewegung ergibt sich eine geänderte Abstimmung der Resonatoreinheit.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Resonatoreinheit. Hier sind zwei stangenartige Körper vorgesehen, die beide drehbar angeordnet sind und auf diese Weise sich beispielsweise symmetrisch und gleichartig auf die Öffnung 42 zu bewegen bzw. sich von dieser Öffnung 42 weg bewegen können. Vorzugsweise sind die Bewegungen dieser stangenartigen Körper 17 miteinander gekoppelt.
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Die in der 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sehr wenig Platz benötigen und gleichwohl eine hohe Abstimmwirkung erreichen. Auch wird nur eine sehr geringe Antriebsleistung zum Drehen des Abstimmelements 20 bzw. zum Bewegen des stangenartigen Körpers 17 benötigt. Der stangenartige Körper 17 kann als Metallstift ausgeführt sein. Eine (nur schematisch dargestellte) Steuerungseinrichtung 25 bewirkt, dass der Antrieb 3 und die Antriebseinheit 28 aufeinander abgestimmt gesteuert werden und damit eine Bewegung des stangenartigen Körpers wenigstens zeitweise an eine Bewegung des Kunststoffvorformlings gegenüber dem Resonatorraum gekoppelt ist.
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5a zeigt eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorstellung. Man erkennt, dass hier der Abstimmkörper 17 drehbar in einer Wandung 45 der Resonatoreinheit angeordnet ist.
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Das Bezugszeichen 15 kennzeichnet in seiner Gesamtheit eine sogenannte Lambda-¼-Falle, welche hier einen labyrinthartigen Kanal 27 aufweist. Durch diese Vorgehensweise kann ein Auskoppeln der Mikrowellen aus dem Resonatorraum 40 verhindert werden.
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Grundsätzlich würde der stiftartige Körper 17, bei dem es beispielsweise um einen Alustift handeln kann, in Zusammenspiel mit dem Gehäuse 50 wie ein wie ein Koaxialhohlleiter wirken, so das das Feld von dem Innenraum I (in dem ein sehr hohes Feld vorliegt) in den Außenbereich A dringen würde.
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Daher weist die Vorrichtung ein Abschirmungselement 48, bei dem es sich hier um ein Teflonelement handelt, auf, welches sich zwischen dem Gehäuse 50 und dem Stift 17 bzw. der gesamten Anordnung, an der der Stift angeordnet ist, befindet. Das Abschirmungselement 48 kann dabei beispielsweise als doppelzylinderförmiger Körper mit einem Verbindungssteg ausgebildet sein, welches das Gehäuse 50 von den drehenden Bereichen abtrennt. In 5a weist das Teflonelement im Querschnitt in etwa die Gestalt eines umgedrehten U auf. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Berücksichtigung der Abmessungen l1, l2, b1. Bei idealer Auslegung überlagern sich die Felder im Teflonteil 48, so dass an dem kritischen Punkt P bzw. dem kritischen Bereich nichts in den Luftspalt S einkoppelt. Die Länge l1 entspricht dabei im Wesentlichen ¼ der Resonatorwellenlänge, woher auch der Name Lambda-¼-Falle stammt. Es wäre auch denkbar, auf das Teflonelement zu verzichten und den Kanal 27, in dem sich dieses in 5a befindet, leer zu lassen.
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5b zeigt eine weitere Darstellung des Resonators mit der daran angeordneten Lambda-¼-Falle 15.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Transporteinrichtung
- 3
- Antriebseinrichtung
- 4
- Mikrowellenerzeugungseinrichtung
- 5
- Transporteinrichtung
- 6
- Leitungseinrichtung
- 10
- Behältnis, Vorformling
- 12
- Einkoppelbereich
- 14
- Energieabstimmeinheit
- 15
- Auskopplungsverhinderungseinrichtung. Lambda ¼-Falle
- 16
- Resonatoreinheit
- 17
- stiftartiger Körper; stangenartiger Körper
- 20
- Abstimmelement
- 24
- Tuning-Stifte
- 25
- Steuerungseinrichtung
- 26
- Antriebseinrichtung für Tuning-Stifte
- 27
- Kanal
- 28
- Antriebseinheit
- 29
- Halteelement
- 32
- Zirkulator
- 38
- Wasserlast
- 40
- Resonatorraum
- 42
- erste Öffnung
- 44
- zweite Öffnung, Blende
- 45
- Wand
- 46
- Ausgleichsdielektrikum
- 48
- Teflonelement
- 50
- Gehäuse
- X
- Drehachse
- Y
- Drehachse des Kunststoffvorformlings
- Z
- Drehachse des Abstimmelements
- E
- elektrisches Feld
- L
- Längsrichtung
- I
- Innenraum
- A
- Aussenbereich
- l1,l2
- Abmessung
- b1
- Abmessung
- S
- Luftspalt
- P
- kritischer Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007022386 A1 [0008]
- DE 102006015475 A1 [0009]
- EP 2208507 A2 [0011, 0011]
