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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizstrecke zur Erwärmung von Vorformlingen sowie ein Verfahren zum Transportieren von Vorformlingen durch eine Heizstrecke gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes der Ansprüche 1 und 9.
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Stand der Technik
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Beim Herstellen von Behältern aus einem thermoplastischen Material werden so genannte Vorformlinge verwendet, die durch Blasformen in die gewünschte Form gebracht werden. Die Vorformlinge werden zuerst entlang eines Transportweges im Bereich einer Heizstrecke thermisch konditioniert. D. h. die Vorformlinge werden erwärmt, bevor der anschließende Blasformprozess durchgeführt wird, bei dem die Vorformlinge durch Drucklufteinwirkung in den gewünschten Behälter umgeformt werden.
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Die Vorformlinge kommen in definierten Abständen aus der Heizstrecke und werden im Allgemeinen über so genannte Transfersterne an die nachfolgende Blasmaschine übergeben. Der Abstand zwischen den Vorformlingen muss gegebenenfalls vor dem Streckblasen entsprechend der Größe und dem Abstand der verwendeten Blasformen angepasst werden.
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Aktuell wird beispielsweise je nach Mündungsdurchmesser der größten vom Kunden gefahrenen Vorformlinge entweder eine Förderkette mit einer so genannten Ofenkettenteilung mit 40 mm oder 50 mm Abstand zwischen den transportierten Vorformlingen im Heizmodul der Blasmaschine eingesetzt.
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Gewünscht wird die Verwendung einer möglichst kleinen Teilung, d. h. eines möglichst kleinen Abstands der Vorformlinge zueinander innerhalb der Heizstrecke, um möglichst schnell und platzsparend Vorformlinge durch den Ofen bewegen zu können.
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Der Nachteil bei der Verwendung der kleinen 40 mm Teilung besteht insbesondere darin, dass nur Vorformlinge mit Mundstücken bis zu einer gewissen Größe verarbeitet werden können. Sollen Vorformlinge mit größerem Mündungsdurchmesser verwendet werden, muss ein anderes Heizmodul verwendet werden oder das bestehende Heizmodul entsprechend umgerüstet werden, was arbeitsintensiv ist und größere Stillstandzeiten bewirkt.
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Die
US 7 435 076 B2 beschreibt allgemein das Konditionieren eines Vorformlings während dem Durchlaufen von Heiz- und Kühlstrecken. Dabei sind die Vorformlinge auf einer Förderkette angeordnet und durchlaufen bestimmte Konditionierungsstationen. Die Halter für die Vorformlinge sind über ein Gelenk in einem fest definierten Abstand miteinander gekoppelt.
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Die
DE 39 10 293 C2 offenbart eine Transporteinrichtung mit wenigstens einer Transportkette, die die Vorformlinge intermittierend an Heizstrahlern vorbei zu der Abnahmestation bewegt. Der Takt des Vorschubs der Vorformlinge ist dabei den jeweiligen Verhältnissen entsprechend einstellbar. Auf jeweils zwei benachbarten Kettengliedern der Transportkette ist eine Halterung lösbar befestigt, die bei Umrüstung der Transportvorrichtung zur Bearbeitung größerer Vorformlinge leicht abbaubar sein sollte. Mit einer derartigen Umrüstung ist der Abstand der Halterungen für die Vorformlinge in Transportrichtung veränderbar, so dass unterschiedliche Durchmesser von zu erwärmenden Vorformlingen transportiert werden können und die Zwischenräume beim Transport durch die Heizstation minimiert werden. Insbesondere kann die Transportkette auf einfache manuelle Weise derart umgerüstet werden, dass unter Verwendung derselben Halterungen jeweils ein Kettenglied zwischen benachbarten Halterungen frei bleibt, so dass die Mittelpunkte der Halterungen einen Abstand von 66 mm haben können.
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Die
WO 02/053 350 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Blasformen von Behältern, wobei zuerst die Vorformlinge in einem Spritzgussmodul hergestellt und im Anschluss an ein Blasmodul übergeben werden. Die Vorformlinge werden durch Halterungselemente entlang eines Umlaufweges bewegt, wobei der Abstand zwischen benachbarten Halterungselementen relativ zueinander veränderbar ist.
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DE 693 01 192 T2 offenbart eine Vorrichtung für die thermische Behandlung von PET-Behältern während der Herstellung. In einer verbesserten Anordnung werden eine Erwärmung eines Zwischenstufenbehälters, eine Kristallisationserhitzung des Behälterhalses und eine kontrollierte Abkühlung des gesamten Behälters kombiniert, wobei ein besserer thermischer Wirkungsgrad erzielt wird.
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Die
DE 10 2009 044 104 A1 beschreibt eine Einrichtung und ein Verfahren zum Transfer von Behältern zwischen zwei Bearbeitungsstationen. Dabei ist ein Puffer mit individuell steuerbaren Transporteinheiten vorgesehen, bei dem die Übergabe der Behälter vom Puffer zur zweiten Bearbeitungsstation zeitsynchron erfolgt, um eine Lücke in der nachfolgenden Bearbeitungsstation zu verhindern.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine einfache Anpassung der Abstände von Halterungen für Artikel zu ermöglichen, wobei vorzugsweise kein manuelles Umrüsten erforderlich ist.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Heizstrecke und ein Verfahren gelöst, die die Merkmale in den Patentansprüche 1 und 9 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Förderkette für Artikel. Eine solche Förderkette kann beispielsweise dazu verwendet werden, beliebige Artikel von einer ersten Verarbeitungsvorrichtung zu einer zweiten Verarbeitungsvorrichtung zu transportieren. Eine solche Förderkette wird zum Transport von Artikeln oder Behältnissen, insbesondere von Vorformlingen oder fertig geformten Flaschen in der Lebensmittelindustrie, insbesondere also bei der Fertigung von Behältnissen zur Verpackung von Getränken eingesetzt. Vorzugsweise wird eine solche Förderkette verwendet, um Vorformlinge durch eine Heizstrecke zu transportieren, bevor diese einem Blasformmodul zugeführt werden. Weiterhin kann eine solche Kette eingesetzt werden, um Vorformlinge oder fertige Flaschen in einem Puffer bereitzustellen, bevor die Abfüllung der Getränke erfolgt. Auch eine Anwendung in einer Pasteurisierungsvorrichtung o. ä. ist denkbar.
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Eine Förderkette besteht aus Kettengliedern, an denen Halteeinrichtungen für die Artikel angeordnet sind. Die Halteeinrichtungen können sowohl an jedem Kettenglied, an jedem zweiten Kettenglied, an jedem dritten Kettenglied etc. angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Halteeinrichtungen in regelmäßigen Abständen an der Förderkette angeordnet, d. h. die Halteeinrichtungen weisen einen definierten Abstand zueinander auf. Dadurch, dass die Halteeinrichtungen nicht zwingend an jedem Kettenglied angeordnet sein müssen, sondern auch eine Anordnung an jedem zweiten Kettenglied o. ä. möglich ist, sind die Abstände zwischen den Halteeinrichtungen einfach einstellbar bzw. veränderbar.
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Erfindungsgemäß weist die Förderkette mechanisch verstellbare Mittel zur Änderung der Abstände zwischen den Halteeinrichtungen auf, die zwischen den Kettengliedern oder den Halteeinrichtungen angeordnet sind. Insbesondere werden an den Mitteln zur Änderung der Abstände keine Halteeinrichtungen angeordnet. Insbesondere sind die mechanisch verstellbaren Mittel zur Änderung der Abstände mitlaufend.
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Die Änderung der Abstände – dies wird auch als Teilung bezeichnet – ist insbesondere notwendig, um die Förderkette an unterschiedliche Größen der beförderten Artikel anzupassen. Werden beispielsweise Vorformlinge durch eine Heizstrecke befördert, dann ist eine Anpassung der Abstände zwischen den Halteeinrichtungen an den größten Durchmesser der verwendeten Vorformlinge notwendig. Die Form und Größe der Vorformlinge ist davon abhängig, welche Behälter aus diesen hergestellt werden sollen. Insbesondere spielen Größe und Wandstärke der herzustellenden Behälter eine Rolle.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Mitteln zur Änderung der Abstände zwischen den Halteeinrichtungen um Steuernocken, die in ihrer Anordnung oder Ausrichtung veränderbar sind und aufgrund ihrer Form dazu führen, dass der Abstand zwischen den angrenzenden Kettengliedern verändert wird. Die Änderung der Anordnung der Steuernocken kann durch eine über eine Antriebseinrichtung, beispielsweise einen Zylinder oder Elektromotor (Servo), durch eine zustellbare Steuerkurve o. ä. erfolgen.
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Insbesondere sind sie Steuernocken drehbar ausgeführt und weisen ein Führungselement auf, das in die Steuerkurve eingreifen und innerhalb dieser verlaufen kann, so dass seine Position veränderbar ist. Die Position des Führungselementes korreliert über ein Drehgelenk direkt mit der räumlichen Anordnung der Steuernocke. Beispielsweise kann das Führungselement eine erste Arbeitsposition aufweisen, in der die Steuernocke platzsparend zwischen den Kettengliedern angeordnet ist, so dass der minimal mögliche Teilungsabstand eingestellt ist. Wird ein größerer Teilungsabstand benötigt, wird die Steuerkurve zugestellt und das Führungselement in der Steuerkurve in eine entsprechende zweite Arbeitsposition gebracht. Durch Drehung der Steuernocke um das Drehgelenk erzeugt diese nun die maximal mögliche Distanz zwischen den beiden Kettengliedern. Weiterhin sind natürlich Zwischenpositionen möglich, die es ermöglichen, den Teilungsabstand zwischen dem maximal und dem minimal Möglichen variabel einzustellen.
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Zwischen den Kettengliedern kann jeweils ein Federelement, beispielsweise eine Zugfeder, angeordnet sein, um das Verstellen des Teilungsabstandes zu unterstützen. Auf Federelemente kann auch verzichtet werden, wenn die Steuernocken in einer Zwangsführung, beispielsweise in einer Kulisse oder Nut, an den Kettengliedern angeordnet sind. Anstatt des Steuernockens kann das mechanisch verstellbare Mittel zur Änderung der Abstände auch mindestens eine stationär angeordnete Schnecke sein. Diese greift insbesondere nicht an den Vorformlingen an, sondern an den Kettengliedern bzw. Transportwagen.
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Der zu transportierende Vorformling weist unterhalb eines Mündungsbereiches einen Tragring auf und wird in diesem Bereich durch das am Kettenglied der Förderkette befestigte Haltemittel gehalten. Der Mündungsbereich weist ein Gewinde auf, das sich beim Erwärmen in der Heizstrecke nicht zu stark erwärmen darf, damit dieser sich im anschließenden Blasformverfahren nicht deformiert. Aus diesem Grund muss der Mündungsbereich vor zu starker Strahlung geschützt werden. Deswegen sind zwischen den Kettengliedern so genannte Abschirmplatten (s. o.) angeordnet, die die Halterungen und/oder den Mündungsbereich der Vorformlinge vor der Strahlungswärme schützen.
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Die Abschirmplatten stellen insbesondere Blenden mit einem quadratischen Umfang dar und bestehen im Wesentlichen aus einem ebenen Stück Blech mit einer Dicke von mehreren Millimetern oder aus einem profilierten Formteil o. ä. Sie weisen eine zentrale Bohrung auf, die konzentrisch zum Haltedorn für den Vorformling angeordnet ist. Die Abschirmplatte ist an der Trennstelle zwischen dem zu verformenden und dem nicht zu verformenden Bereich der Vorformlinge angeordnet. Die Verstellung der Abstände der Abschirmplatten ist vorzugsweise mit der Verstellung der Halteeinrichtung gekoppelt, insbesondere wenn die Abschirmplatten fest gegenüber den Halteeinrichtungen angeordnet sind. Die Abschirmplatten sind direkt an den Transportwagen für die Vorformlinge befestigt. In diesem Fall verursacht der Steuernocken sowohl die Änderung der Abstände der Halteeinrichtungen als auch automatisch die Änderung des Abstands der Abschirmplatten. Die ausziehbaren oder elastischen Elemente dienen zur Abschirmung von den durch die Vergrößerung der Abstände verursachten Lücken zwischen den Halteelementen.
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Vorzugsweise erfolgt das Verstellen aller Abstände zwischen allen Kettengliedern einer Förderkette gleichzeitig und koordiniert, insbesondere werden alle Verstellmittel gemeinsam angesteuert und verfahren. Gemäß einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Einstellung der verschiedenen Verstellmittel schrittweise.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den Mitteln zur Änderung der Abstände zwischen den Halteeinrichtungen der Förderkette um mindestens so ein ausziehbares oder elastisches Element, das zwischen zwei Abschirmplatten integriert ist.
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Gemäß dieser alternativen Ausführungsform ist das ausziehbare und/oder elastische Element so zwischen zwei benachbarten Abschirmplatten angeordnet, dass durch Verstellung des ausziehbaren und/oder elastischen Elements der Abstand zwischen den benachbarten Kettengliedern und somit der Abstand zwischen den benachbarten Haltemitteln verändert wird.
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Das ausziehbare und/oder elastische Element ist insbesondere so zwischen zwei benachbarten Abschirmplatten angeordnet, dass durch Verstellung des ausziehbaren und/oder elastischen Elements der Mündungsbereich der Vorformlinge weiterhin optimal von der Heizstrahlung abgeschottet wird. Das Element besteht dabei insbesondere aus dem gleichen Material wie die Abschirmplatte. Insbesondere handelt es sich um ein reflektierendes Material, wie Edelstahl oder Aluminium.
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In einer ersten Arbeitsstellung befindet sich das ausziehbare und/oder elastische Element beispielsweise im eingezogenen Zustand, so dass der Abstand zwischen den Kettengliedern nur durch die Größe der Abschirmplatten bestimmt ist. Dies entspricht der minimalen Teilung. Durch Verschieben der Abschirmplatten entlang des ausziehbaren und/oder elastischen Elements kann der Abstand zwischen den Kettengliedern der Förderkette beliebig bis zu einer maximalen Teilung in einer zweiten Arbeitsstellung eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Verstellung der Abschirmplatten mit Hilfe von so genannten Distanzierelementen, die dazu dienen, die ausziehbaren oder elastischen Elemente entsprechend einzustellen. Vorzugsweise können die Distanzierelemente automatisiert verfahren werden.
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Weiterhin umfasst die Erfindung eine Heizstrecke zur Erwärmung von Vorformlingen zur Verarbeitung in einer Streckblasvorrichtung. Die Heizstrecke weist mindestens ein Transportmittel für die Bewegung der Vorformlinge entlang einer Transportstrecke auf. Das mindestens eine Transportmittel umfasst eine Förderkette, die aus Kettengliedern besteht und die bereits beschriebenen Eigenschaften aufweist.
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Durch die Änderung des Teilungsabstands zwischen den Haltemitteln ändert sich die Länge der Förderkette. Die Verarbeitungsvorrichtung, beispielsweise die Heizstrecke, muss deshalb an die veränderte Länge der Förderkette angepasst werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Länge der Heizstrecke verändert. Insbesondere ist es möglich, die Heizstrecke auseinander zu ziehen bzw. zusammen zu schieben. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Heizstrecke eine Umstell strecke, deren Länge einstellbar/veränderbar ist und über die die Veränderung der Länge der Förderkette werden kann. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Länge der Umstellstrecke fest.
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Damit die Vorformlinge trotzdem über die gesamte Länge der Heizstrecke erwärmt werden, muss die verwendete Heizeinrichtung gegebenenfalls ebenfalls angepasst werden. Werden Heiztaschen verwendet, bei denen jedem Vorformling eine Heiztasche mit Strahlungselementen, insbesondere IR-Strahlern, zugeordnet ist, dann ist dies unproblematisch, da somit jedem Vorformling eine eigene Heizeinrichtung zugeordnet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die verwendeten Heiztaschen an die Größe der transportierten/mit Wärme zu beaufschlagenden Vorformlinge angepasst werden. Dies ist vorteilhaft, da die Aufnahme der von den Strahlern abgegebenen Wärme vom Abstand zwischen Strahler und Vorformling abhängt. Es ist also vorteilhaft, wenn bei Vorformlingen mit einem kleinen Durchmesser auch die Heiztaschen einen kleineren Durchmesser haben, so dass die Strahlungselemente näher am zu erwärmenden Vorformling angeordnet sind und somit für die Erwärmung eine geringere Strahlungsleistung notwendig ist.
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Unter Heiztasche kann eine den Vorformling vollumfänglich umgebende Kammer mit daran angeordneten Heizstrahlern oder ein Mikrowellenresonator verstanden werden.
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Da die Heiztaschen ebenfalls an der Förderkette angeordnet sind, kann bei kleineren Vorformlingen und kleineren Heiztaschen eine Förderkette mit geringerer Teilung verwendet werden. In diesem Fall können die Glieder der Förderkette die Heiztaschen selbst sein. Dann kann auf mechanisch einstellbare Mittel verzichtet und die Änderung des Abstands durch die Antriebsmittel vorgenommen werden, die jeder Heiztasche einzeln zugeordnet sind. Antriebsmittel können beispielsweise Linearmotoren (Läufer) sein, die auf einem Stator am Heizrad umlaufend angebracht sind, stationäre Steuerkurven, an der Drehachse angebrachte Servomotoren o. ä.
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Beispielsweise weisen die Heiztaschen bewegliche Wände mit Strahlungselementen auf, wobei die Wände über Klappscharniere o. ä. verbunden sind und entsprechend dem Durchmesser der Vorformlinge Wände dazu genommen werden können. Weisen die Heiztaschen anstelle von Klappwänden zylinderförmige Kammern mit Strahlungselementen auf, so kann ebenfalls vorgesehen sein, dass diese an den Durchmesser der Vorformlinge anpassbar sind, um eine optimale Ausnutzung der Strahlungswärme zu erreichen. Eine zylinderförmige Kammer besteht aus einem aufwickelbaren Blech, dass mittels eines eigenen Antriebs auf- und abgewickelt und somit im Durchmesser verändert werden kann. Benachbarte zylinderförmigen Kammern sind insbesondere mit einem leichten Höhenversatz zueinander angeordnet, um bei einer Änderung des Abstands der benachbarten zylinderförmigen Kammern Überschneidungen der nicht anpassbaren Bleche (Unter- und Oberseite) zu vermeiden.
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Werden dagegen Heizkästen mit Strahlungselementen zur Erwärmung der Vorformlinge verwendet, die entlang von linearen Bereichen der Förderkette angeordnet sind, dann sind unter Umständen bei einer in der Länge verkürzten Förderstrecke zu viele Heizkästen vorhanden, so dass unnötig Energie verbraucht werden würde. Aus diesem Grund sind die Heizkästen vorzugsweise abschaltbar und/oder aus dem Wirkungsbereich der Heizstrecke bringbar. Dies kann beispielsweise durch Herausschieben oder Wegklappen der Heizkästen geschehen, weiterhin können die Heizkästen mittels einer Hubeinrichtung aus dem Wirkungsbereich der Heizstrecke entfernt werden o. ä. Dies stellt insbesondere einen Vorteil dar, weil auf diese Weise der benötigte Platz der Heizstrecke in einer Abfülllinie verringert werden kann. Somit kann die gleiche Heizstrecke für verschiedene Anwendungen oder Abfülllinien Verwendung finden.
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Weiterhin umfasst eine Heizstrecke im Allgemeinen eine Kette zur Erzeugung der Drehung der Vorformlinge, damit diese um ihren gesamten Umfang herum gleichmäßig erwärmt werden. Auch diese Kette muss entsprechend der Länge der Heizstrecke angepasst werden und ist deswegen vorzugsweise in ihrer Länge veränderbar.
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Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Veränderung der Teilung einer Förderkette, wobei die Förderkette in einer Heizstrecke zur Erwärmung von Vorformlingen zur Verarbeitung in einer Streckblasvorrichtung verwendet wird. Die Förderkette weist die oben beschriebenen Eigenschaften auf. Bei dem Verfahren ändert sich die Länge der Förderkette und die Heizstrecke wird automatisiert der Länge der Förderkette angepasst.
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Weiterhin kann eine erfindungsgemäße Änderung der Teilung verwendet werden, wenn beispielsweise in einer Abfülllinie weniger produziert werden soll. Hierbei ist es nicht immer einfach möglich den Durchsatz zu verringern, da es bei einigen Maschinen mechanisch nicht möglich ist, einfach die Maschinenleistung herunterzufahren. Beispielsweise erlaubt die Riemenvorspannung im Getriebe zum Transferstern und Blasrad nur einen gewissen Bereich in der Ausbringleistung (Flaschen pro Stunde). Ein geringerer Durchsatz ist nicht realisierbar, da sonst die Übergabepunkte der Vorformlinge an das Blasrad nicht mehr stimmen.
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Beispielsweise geschieht eine Anpassung bei dieser Problematik herkömmlicherweise dadurch, dass nur jeder zweite Heizdorn bestückt wird und somit auch nur an jeden zweiten Transferarm des Transfersterns bzw. an jede zweite Blasform des Blasformmoduls übergeben wird. Hierbei besteht der große Nachteil darin, dass die unbestückten Heizdorne mit einem Abschirmelement geschützt werden müssen, da ansonsten die Gummi-gefederte Lagerung der Greifbacken Schaden nimmt.
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Zur Lösung dieses Problems umfasst die Erfindung deswegen auch ein Verfahren zur Anpassung der Abstände von Haltemitteln für Artikel an einer Förderkette in einer ersten Verarbeitungsvorrichtung an die Abstände von Haltemitteln für Artikel an einer Transfervorrichtung oder in einer zweiten Verarbeitungsvorrichtung. Dabei wird in der ersten Verarbeitungsvorrichtung eine oben beschriebene Förderkette verwendet. Die Abstände der Haltemittel an der Förderkette werden so eingestellt, dass die Artikel nur an jedes zweite Haltemittel der Transfervorrichtung oder der zweiten Verarbeitungsvorrichtung übergeben werden.
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Es kann also jeder Heizdorn an der Förderkette einer Heizstrecke bestückt werden. Es erfolgt jedoch nur eine Übergabe an jeden zweiten Transferarm bzw. jede zweite Blasform.
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Die Halteeinrichtung für die Artikel kann im Falle der Verwendung der Förderkette in einer Heizstrecke ein so genannter Heizdorn sein. Ein solcher Heizdorn umfasst vorzugsweise mindestens zwei, besonders bevorzugt mindestens drei oder mindestens fünf bewegliche Schenkel. Jeder Schenkel besteht aus einem beweglichen unteren Schenkelteil und einem beweglichen oberen Schenkelteil. Der obere und der untere Schenkelteil sind vorzugsweise über ein erstes Verbindungselement beweglich miteinander verbunden. Bei dem ersten Verbindungselement handelt es sich vorzugsweise um ein drehbewegliches Scharnier oder ein anderes Verbindungselement, das eine bewegliche Verbindung zwischen den beiden Schenkelteilen herstellen kann. Weiterhin stehen die mindestens zwei Schenkel an ihrem oberen Ende über ein zweites Verbindungselement mit einem Federelement in Wirkverbindung. Dadurch ist eine reibschlüssige Verbindung zwischen den beweglichen unteren Schenkelteilen und dem Eingriffsbereich des zu transportierenden Artikels möglich. Handelt es sich bei dem transportierten Artikel um einen Vorformling, so wird beispielsweise eine reibschlüssige Verbindung zwischen den beweglichen unteren Schenkelteilen und dem Mündungsbereich des Vorformlings hergestellt. Diese Halteeinrichtung erlaubt eine sehr große Spanne an verarbeitbaren Durchmessern der zu transportierenden Artikel, so dass kein Wechsel der Heizdorne erforderlich ist, wenn auf Vorformlinge mit einem anderen Mündungsdurchmesser umgestellt wird.
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Der Heizdorn stellt insbesondere eine selbstständig beanspruchbare Erfindung dar, die nicht nur bei einer erfindungsgemäßen Förderkette bzw. Heizstrecke eingesetzt werden kann, sondern auch in anderen Vorrichtungen zum sicheren Haltern von Artikeln verwendet werden kann. In der Heizstrecke könnten anstatt diesen Dorns auch schnellwechselbare Dorne zum Einsatz kommen, wie sie aus der
DE 10 2007 037 400 A1 bekannt sind. Es wäre auch ein Einsatz eines Schnellwechselautomaten für die Heizdorne oder Abschirmplatten denkbar.
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Figurenbeschreibung
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechend nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
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1 und 2 zeigen einen schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform einer mechanischen Verstelleinheit.
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3 bis 6 zeigen einen schematischen Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer mechanischen Verstelleinheit.
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7 bis 9 zeigen eine Möglichkeit zur Verstellung der zweiten Ausführungsform.
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10 bis 12 zeigen einen schematischen Aufbau einer dritten Ausführungsform.
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13 bis 20 zeigen Möglichkeiten zur Anpassung einer Heizstrecke an die veränderte Länge der Förderkette.
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21 und 22 zeigen die Anpassung einer Heiztasche an die Größe des behandelten Vorformlings.
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23 zeigt eine Halterung für Vorformlinge.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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1 und 2 zeigen einen schematischen Aufbau einer ersten Ausführungsform einer mechanischen Verstelleinheit 10.
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In einer Transportkette 14 befinden sich Transportwagen 16 für die zu transportierenden Artikel. Die Transportwagen 16 weisen Haltevorrichtungen 18 zur Halterung der zu transportierenden Artikel und Abschirmplatten zur Abschirmung der zu transportierenden Artikel (nicht dargestellt, vgl. 3) auf. Werden mit der Transportkette 14 beispielsweise Vorformlinge durch eine Heizstrecke transportiert, kann es sich bei den Haltevorrichtungen beispielsweise um so genannte Halte- oder Heizdorne handeln.
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Zwischen zwei Transportwagen 16 sind jeweils eine Verstelleinheit 10 und eine Zugfeder 12 angeordnet. Die Verstelleinheit 10 besteht aus einer ovalen oder ellipsoidförmigen Nocke 20, die über eine von einem Zylinder 23 zustellbare Kurve 24 betätigt wird. Durch Schwenken der Nocke 20 um einen Winkel von weitgehend 90° kann zwischen einer minimalen Teilung (1) und einer maximalen Teilung (2) umgeschaltet werden. Durch entsprechende Zwischenstellungen kann jeder beliebige Zwischenabstand eingestellt werden.
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Das Schwenken der Nocken 20 wird über ein Führungselement 21 erreicht, das in die Steuerkurve 24 eingreift und durch diese verstellbar ist. Die Position des Führungselementes 21 innerhalb der Steuerkurve 24 korreliert über ein Drehgelenk 22 direkt mit der räumlichen Anordnung der Steuernocke 20.
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In 1 ist die Verstelleinheit 10 in einer ersten Arbeitsstellung AS1 dargestellt. Hierbei ist die Steuernocke 20 platzsparend zwischen den Kettengliedern 16 angeordnet ist, so dass der minimal mögliche Teilungsabstand eingestellt ist. Wird ein größerer Teilungsabstand benötigt, wird die Steuerkurve 24 zugestellt und das Führungselement 21 über die Steuerkurve 24 in eine entsprechende zweite Arbeitsposition AS2 gebracht. Durch Drehung der Steuernocke 20 um das Drehgelenk 22 erzeugt diese nun die maximal mögliche Distanz zwischen den beiden Kettengliedern 16. Weiterhin ist es möglich, Zwischenpositionen der Steuernocke 20 einzustellen, die es ermöglichen, den Teilungsabstand zu variieren.
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Das zwischen den Kettengliedern angeordnete Federelement 12 dient der erleichterten Einstellung des Teilungsabstandes.
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Desweiteren kann ein nicht gezeigter Anschlag für die Steuernocke 20 am Transportwagen 16 oder der Transportkette 14 vorgesehen sein, der eine Drehung der Steuernocke 20 bis kurz nach einem Übergang eines Todpunkts stoppt. Auf diese Weise ist eine Sicherstellung eines definierten Abstands realisierbar. Der Anschlag kann auch für Zwischenstellungen einstellbar sein.
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3 bis 6 zeigen jeweils einen schematischen Aufbau einer zweiten Ausführungsform 10. Hierbei wird ein ausziehbares oder elastisches Element 40 verwendet, dass zwischen zwei Abschirmplatten 42a, 42b integriert ist.
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Der zu transportierende Vorformling 30 weist unterhalb eines Mündungsbereiches 32 einen Tragring 34 auf und wird im Bereich des Tragringes 34 durch das Haltemittel 18 des Transportwagens 16 (nicht dargestellt, vgl. 1) gehaltert. Der Mündungsbereich 32 weist einen Stützring 34 und ein darüber liegendes Gewinde 36 auf, welche sich beim Erwärmen des Vorformlings 30 in der Heizstrecke nicht zu stark erwärmen dürfen, damit sie sich im anschließenden Blasformverfahren nicht deformieren. Aus diesem Grund muss der Mündungsbereich 32 vor zu starker Strahlung geschützt werden. Deshalb sind an den Kettengliedern mit den Transportwagen 16 (nicht dar gestellt, vgl. 1) Abschirmplatten 42 angeordnet, die ein Eindringen der Heizstrahlung zwischen den Vorformlingen bzw. den Haltedornen zu einer Ebene, in der die Mündungsbereiche transportiert werden, verhindern. Gemäß der hier dargestellten Ausführungsform befindet sich zwischen der Abschirmplatte 42a eines ersten Transportwagens 16a und der Abschirmplatte 42b eines zweiten Transportwagens 16b ein ausziehbares und/oder elastisches Element 40 zur Abschirmung des Abstands zwischen zwei Abschirmplatten 42a, 42b bei einer Vergrößerung des Abstands zweier Transportwagen 16a, 16b.
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3 und 5 zeigen jeweils eine erste Arbeitsstellung AS1, bei der der Abstand zwischen den Abschirmplatten 42a, 42b benachbarter Transportwagen 16a, 16b (nicht dargestellt) bzw. Haltevorrichtungen 18a, 18b minimiert ist. Dies ist für Artikel, insbesondere für Vorformlinge 30 mit kleinem Durchmesser, vorteilhaft, um eine möglichst enge Anordnung herzustellen. Wird ein größere Abstand zwischen den transportierten Artikeln benötigt, so werden die Abschirmplatten 42a, 42b benachbarter Transportwagen 16a, 16b (nicht dargestellt) bzw. Haltevorrichtungen 18a, 18b durch den Steuernocken 20 voneinander distanziert.
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Die 3 bis 6 stellen dabei eine Variante dar, bei der die Abschirmplatten 42a, 42b neben den Haltedornen (nicht dargestellt) fest auf den Transportwagen 16a, 16b gehaltert sind und sozusagen über diese Verbindung zusammen mit den Haltedornen gleichzeitig verstellt oder auseinandergezogen werden können.
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Denkbar wäre auch, dass die Abschirmplatten 42a, 42b nicht fest an den Transportwägen 16a, 16b angebracht sind und separat verstellt werden müssen. Hierzu können die Abschirmplatten 42a, 42b durch das dazwischen angeordnete elastische Element 40 sozusagen aktiv voneinander distanziert werden, indem die Abschirmplatten 42a, 42b – wie in 7 bis 9 dargestellt – beispielsweise entlang des elastischen Verstellelements 40 verschoben werden.
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Ein möglicher Mechanismus zur Verstellung ist in den 7 bis 9 dargestellt. Hierbei sind dem ausziehbaren Verstellelement 40 so genannte Distanzierelemente 44 zugeordnet, die auseinander und zusammen gefahren werden können, wodurch sich der Abstand zwischen den Abschirmplatten 42a, 42b und/oder den transportierten Vorformlingen 30 bzw. den Haltedornen (nicht dargestellt) verändert. Die Distanzierelemente 44 werden nach Bedarf vorzugsweise gemeinsam angesteuert und verfahren. Wenn die Abschirmplatten 42a, 42b fest mit den Transportwagen 16a, 16b verbunden sind, könnte auch auf die Steuernocken (nicht dargestellt) verzichtet werden, indem man die Distanzierelemente 44 zur Verstellung einsetzt.
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Denkbar wäre ebenfalls, dass die Abschirmung durch zwei Schienen vorgenommen wird, die stationär an der Heizstrecke angeordnet sind und sich ebenfalls in Höhe des Tragrings 34 des Vorformlings 30 befindet. In diesem Fall werden die Zwischenbereiche („Lücken”) nicht abgeschirmt, was zwar nicht so günstig, jedoch in bestimmten Anwendungsfällen möglich ist.
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10 bis 12 zeigen eine Ausführungsform, bei der das ausziehbare Verstellelement 40 so geformt ist, dass es die Garnitur im eingefahrenen Zustand mit abschirmt. Insbesondere zeigt diese Ausführungsform, dass im eingefahrenen Zustand des Verstellelementes 40 nur Vorformlinge 30k mit einem kleinen Durchmesser befördert werden können (11). Befindet sich dagegen das Verstellelement 40 im ausgezogenen Zustand, dann können Vorformlinge 30g mit einem größeren Durchmesser befördert werden (12). In diesem Fall ist das ausziehbare Verstellelement mit mindestens einer halbkreisförmigen Ausbuchtung für die Vorformlinge 30g und 30k versehen.
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Durch das Verstellen der Ofenteilung ändert sich die Länge der Offenkette. Dementsprechend muss der Ofen angepasst werden. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten, die in den 13 bis 20 beispielhaft dargestellt sind.
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13 und 14 zeigen eine in ihrer Länge veränderbare Heizstrecke 1 mit Heizkästen 3, bei der die Heizstrecke 1 an die entsprechende Länge der Ofenkette 2 angepasst werden kann. Die zu erwärmenden Vorformlinge laufen über einen Einlaufstern 4 in die Heizstrecke 1 ein und werden über eine Ofenkette 2 an Heizkästen 3 mit IR-Strahlern und/oder Reflektoren entlang transportiert. Dabei werden die Vorformlinge vorzugsweise um ihre eigene Längsachse rotiert, um ein gleichmäßiges Erwärmen zu gewährleisten. Dies geschieht vorzugsweise mit Hilfe mindestens einer Kette 6, die eine Drehung der Heizdorne, an denen die Vorformlinge gehaltert sind, bewirkt.
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Um nur die wirklich notwendige Heizenergie aufzubringen, kann vorgesehen sein, dass nur die IR-Strahler in den benötigten Heizkästen 3 angeschaltet sind, während die Strahler in den nicht benötigten Heizkästen 3nn ausgeschaltet sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Heizkästen 3nn und die Reflektoren und/oder der Maschinenschutz (nicht dargestellt) wegklappbar ausgestaltet sind und nur bei Bedarf dazu geklappt werden.
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Durch einen nicht dargestellten Antrieb ist bei der Verlängerung der Kette 2 das Umlenkrad 2U der Ofen- bzw. Transportkette 2 verfahrbar, um die Kettenverlängerung auszugleichen. Der im Eingriff mit den Haltedornen (nicht dargestellt) befindliche Teil der Kette 6 zur Erzeugung der Drehung der Heizdorne kann hier über Umlenkrollen 6U mit einem nicht gezeigten Antrieb zum Verfahren der Umlenkrollen 6U verlängert oder verkürzt werden.
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15 und 16 zeigen jeweils eine weitere Variante eines Ofens 1, der auseinanderziehbar ausgestaltet ist, wobei die Anpassung der Länge der Ofenkette 2 bzw. Transportkette 14 über eine Umstellstrecke 7 (15) oder ein Abstellgleis 7A (16) erfolgt. In 15 kann die Transportkette 14 bzw. die Ofenkette 2, analog zur Kette 6 zur Erzeugung der Drehung der Heizdorne (vgl. 14), über das Verfahren zweier oder dreier Umlenkräder 7U verlängert werden (gestrichelte Linien). Denkbar wäre auch ein Verfahren eines Umlenkrads und des Einlaufsterns (volle Linien). In der Umstellstrecke 7 befinden sich insbesondere keine Vorformlinge zur Erwärmung. Bei Bedarf können vom Abstellgleis 7A in 16 zur Verlängerung der Ofenkette 2 auch zusätzliche Heizdorne 8 oder Transportwagen bzw. Kettengliedern 16 zur Halterung der Vorformlinge eingefahren werden. Hier ist es insbesondere von Vorteil, wenn zwischen den Transportwagen keine mechanischen Verbindungen wie Federn bestehen. Denkbar wäre aber auch, dass diese über einen nicht gezeigten Antrieb an der Ofenkette 2 angebracht werden. Weithin können hier nicht gezeigte Antriebe zum Ein- und Auskuppeln der Heizdorne 8 oder Transportwagen bzw. Kettengliedern 16 zur Halterung der Vorformlinge an bzw. von der Ofenkette 2 vorgesehen sein. Als Antrieb für den Vorschub der Heizdorne 8 durch den Ofen 1 kann insbesondere auch eine nicht gezeigte Schnecke dienen.
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17 beschreibt eine weitere Alternative mittels derer der Abstand der aus der Heizstrecke entnommenen Vorformlinge den Anforderungen der nachfolgenden Verarbeitungsvorrichtung angepasst werden kann. Erfolgt ein Teilungsverzug am Ende der Heizstrecke, beispielsweise durch eine zusätzliche Beschleunigung der Vorformlinge im Endbereich, so ist es nicht nötig, die notwendige Teilung mit Hilfe eines Transfer-Auslaufsterns 5 herzustellen. Stattdessen kann für die Übergabe an die nachfolgende Verarbeitungsvorrichtung ein Übergabestern 9 mit konstanter Teilung verwendet werden. Insbesondere wird der Abstand der Vorformlinge nach oder noch kurz vor dem Verlassen des linearen Bereichs am Ende der Heizstrecke 1 vergrößert. Vorzugsweise wird der Abstand der Vorformlinge nach neun Zehnteln der Heizstrecke 1 vergrößert. Der Abstand der Haltedorne 8 wird nach der Abgabe des Vorformlings und noch vor der neuen Aufnahme eines Vorformlings wieder verringert. Zur Einstellung des Abstands kann hier alternativ auch eine Schnecke verwendet werden. Insbesondere umfasst diese mindestens eine in der Längsachse im Abstand größer werdende Nut, die im Eingriff mit den Haltedornen 8 bzw. Transportwagen steht, um deren Abstand mittels Drehung um ihre Längsachse zu vergrößern.
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Die in den 13 bis 17 dargestellten Möglichkeiten zur Veränderung der Heizstrecken sind auch bei Rundläuferöfen einsetzbar. Die einzelnen Transportwagen bzw. Kettenglieder zur Halterung der Vorformlinge entsprächen hier insbesondere den einzelnen Kavitäten wie z. B. Resonatoren oder Heiztaschen. Weiterhin ist anzumerken, dass die in den 13 bis 17 dargestellte Ofenkette 2 insbesondere eine Transportkette 14, wie sie vorher beschrieben wurde, darstellen kann.
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18 stellt einen Rundläuferofen 1R dar, bei dem die Vorformlinge entweder mit Hilfe von Mikrowellen in Resonatoren oder in einzelnen Heiztaschen erwärmt werden. Hierbei erfolgt ein Teilungsverzug der Vorformlinge kurz vor Übergabe derselben durch einen Auslaufstern 5 an ein Blasrad BR. Der Teilungsverzug wird sozusagen noch im Rundläuferofen vollzogen. Die Heiztaschen 60 und Dorne 8 (vgl. 21 und 22) oder zylinderförmige Kammern 75 können dabei kurvengesteuert durch den Ofen 1R laufen. Bei der Kurvensteuerung können insbesondere noch Hebel 87, die wiederum in einer separaten Kurve entlang des Umfangs des Ofens 1R verlaufen, zum Einsatz kommen, die die Abstände der einzelnen Kavitäten des Rundläuferofens steuern. Der Übersichtlichkeit wegen ist hier nur ein Hebel 87 für eine Kavität dargestellt.
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19 und 20 stellen eine Variante eines Rundläuferofens 1R mit Heizkavitäten 60 und mit einem Abstellgleis analog zu den in den 15 und 16 gezeigten Varianten einer Heizstrecke 1 dar.
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21 und 22 stellen die Möglichkeit dar, eine Heiztasche/Heizkavität 60 an unterschiedliche Durchmesser von Vorformlingen 30k, 30g anzupassen. Die Vorformlinge 30g, 30k werden in der Heiztasche 60 jeweils über einen Heizdorn 8 gehaltert. Der benötigte Durchmesser der Heiztasche 60 hängt insbesondere vom Durchmesser des Vorformlings 30k, 30g im Bereich des Tragrings 34k, 34g ab. Die Vorformlinge 30k, 30g werden in der Heiztasche 60k, 60g mittels Heizstrahler 70 erwärmt. Die Umstellung von einer Heiztasche 60k für Vorformlinge 30k mit einem kleinen/geringen Durchmesser (21) zu einer Heiztasche 60g für Vorformlinge 30g mit einem großen Durchmesser (22) erfolgt beispielsweise durch die Zustellung zweier Wände 64 mit Heizstrahlern 70. Dies erfolgt vorzugsweise über ein Scharnier 62. Der Vorteil der Anpassung der Heiztasche 60 an den Durchmesser des Vorformlings 30 besteht insbesondere darin, dass der Abstand der Heizstrahler 70 vom Vorformling 30 dadurch minimiert ist, wodurch die Wärmeeinbringung verbessert wird, so dass die Strahler mit einer geringeren Leistung betrieben werden können, was sich positiv in der Energiebilanz auswirkt. Die Anpassung der Heiztasche 60 kann entweder manuell oder durch eine zustellbare Kurve durchgeführt werden.
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23 stellt einen Heizdorn 80 mit einer zusätzlichen Federung 82 zur sicheren Halterung der Vorformlinge 30 in einem Ofen 1, 1R (vgl. 13 bis 19) oder in einer Heiztasche 60 dar. Der Heizdorn 80 umfasst insbesondere bewegliche Schenkel 84, die in den Mündungsbereich 32 des Vorformlings 30 eingreifen. Die Schenkel 84 sind vorzugsweise aus einem unteren Teil 84a und einem oberen Teil 84b aufgebaut, wobei der untere Teil 84a und der obere Teil 84b eines Schenkels jeweils über ein Scharnier 85 beweglich miteinander verbunden sind. Die beiden Schenkel 84 sind wiederum an ihrem obersten Punkt der oberen Schenkel 84b miteinander und mit einer Feder 82 über ein zweites Scharnier 86 beweglich verbunden. Durch eine Auf- und Abbewegung der Feder 82 können die unteren Schenkel 84a so eingestellt werden, dass sie reibschlüssig in den Mündungsbereich 32 des Vorformlings 30 eingreifen. Mit einem solchen Heizdorn 80 können größere Unterschiede bei Mündungsdurchmessern verschiedener Vorformlinge 30 kompensiert werden.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
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Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Förderkette bzw. Heizstrecke auch eingesetzt werden, um Vorformlinge mit einer vertieften Ringnut anstelle eines Tragrings oder anders ausgebildete Vorformlinge oder Behälter zu transportieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ofen/Heizstrecke
- 1R
- Rundläuferofen
- 2
- Ofenkette
- 2U
- Umlenkrad
- 3
- Heizkasten
- 3nn
- nicht benötigter Heizkasten
- 4
- Einlaufstern
- 5
- Auslaufstern
- 6
- Kette zur Erzeugung der Drehung der Heizdorne
- 6U
- Umlenkrad
- 7
- Umstellstrecke
- 7A
- Abstellgleis
- 7U
- Umlenkrad
- 8
- Haltedorn/Heizdorn
- 9
- Übergabestern
- 10
- Verstelleinheit
- 12
- Zugfeder
- 14
- Transportkette
- 16
- Transportwagen
- 16a/b
- Transportwagen
- 18
- Haltevorrichtung
- 18a/b
- Haltevorrichtung
- 20
- Nocke
- 21
- Führungselement
- 22
- Drehgelenk
- 23
- Zylinder
- 24
- Zustellbare Kurve
- 30
- Vorformling
- 30g/k
- Vorformling groß/klein
- 32
- Mündungsbereich
- 34
- Tragring
- 36
- Gewinde
- 40
- ausziehbares/elastisches Element
- 42
- Abschirmplatte
- 42a/b
- Abschirmplatte
- 44
- Distanzierelement
- 60
- Heiztasche/Heizkavität
- 60g/k
- Heiztasche groß/klein
- 62
- Scharnier
- 64
- Wände
- 70
- Heizstrahler
- 75
- zylinderförmige Kammer
- 80
- Heizdorn
- 82
- Feder
- 84
- beweglicher Schenkel
- 84a
- unterer Teil des beweglichen Schenkels
- 84b
- oberer Teil des beweglichen Schenkels
- 85
- Scharnier
- 86
- Scharnier
- 87
- Hebel
- AS1
- erste Arbeitsstellung
- AS2
- zweite Arbeitsstellung
- BR
- Blasrad