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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Transportieren von Kunststoffvorformlingen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Dabei ist es beispielsweise bekannt, dass Kunststoffvorformlinge durch einen Ofen gefahren werden um dort erwärmt zu werden und anschließend die so erwärmten Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen umgeformt werden. Bei einem derartigen Transport der Kunststoffvorformlinge können diverse Fehler auftreten. So ist es beispielsweise bekannt, dass die Kunststoffvorformlinge nicht vollständig auf ihren Haltedornen sitzen bzw. diese Haltedorne nicht vollständig in die Mündung der Kunststoffvorformlinge eingetaucht ist. In diesen Fällen ist es bekannt, dass ein derartiger falscher Sitz über eine Schaltwippe erkannt werden kann, die bei einem falsch sitzenden Kunststoffvorformling umfällt und damit ein Signal, z.B. über einen Näherungsschalter, auslöst.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass oftmals auch Kunststoffvorformlinge Fehler verursachen können, obwohl sie nicht unzureichend von den Trägern gehalten wurden. Derartige Kunststoffvorformlinge können während des Heizvorganges in den Ofen fallen und dort verbrennen. Dies hätte einen aufwendigen Störfall in der gesamten Anlage zu Folge.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welche die Betriebssicherheit derartiger Transporteinrichtungen für Kunststoffvorformlinge verbessern. Insbesondere soll eine Möglichkeit geschaffen werden, um unterschiedliche Fehlerzustände der von den Halteeinrichtungen transportierten Kunststoffvorformlinge zu erkennen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von Kunststoffvorformlingen weist eine Transporteinrichtung zum Transportieren der Kunststoffvorformlinge auf, welche die Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfades transportiert. Dabei ist die Transporteinrichtung derart gestaltet, dass sie die Kunststoffvorformlinge in einer vorgegebenen und insbesondere auch einheitlichen Ausrichtung deren Längsachse transportiert. Dabei weist die Transporteinrichtung eine Vielzahl von Halteelementen zum Halten der Kunststoffvorformlinge auf.
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Weiterhin weist die Vorrichtung eine Erwärmungseinrichtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge während ihres Transportes entlang des Transportpfades erwärmt.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung auf, welche eine Schrägstellung der an den Halteelementen angeordneten Kunststoffvorformlinge bezüglich deren vorgegebener Ausrichtung erfasst.
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Im Rahmen der Erfindung wird also vorgeschlagen, dass erfasst wird, ob die Kunststoffvorformlinge gegebenenfalls schräg an den Halteelementen sitzen. Falls beispielsweise, was auch bevorzugt ist, die Kunststoffvorformlinge vertikal transportiert werden, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, dass eine Schrägstellung gegenüber dieser vertikalen Ausrichtung erfasst wird. Üblicherweise werden die Kunststoffvorformlinge im Rahmen ihres Transportes auch um ihre Längsachse gedreht. Falls diese nun schief auf den Halteelementen sitzen, kann es vorkommen, dass die Vorformlinge an Wandungen des Ofens stoßen und auf diese Weise Beschädigungen eintreten können. Auch kann es zu einem Herabfallen der Kunststoffvorformlinge kommen.
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Unter dem Behandeln der Behältnisse wird eine beliebige Einwirkung auf diese Behältnisse verstanden, wie insbesondere aber nicht ausschließlich ein Erwärmen der Behältnisse, ein Sterilisieren der Behältnisse, ein Spülen der Behältnisse, ein Blasformen der Behältnisse und dergleichen.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird hingegen vorgeschlagen, dass eine derartige Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge erfasst wird. Für einen fehlerhaften sicheren Betrieb der Maschine ist eine exakte Lage der Kunststoffvorformlinge erforderlich. Jedoch kann es aufgrund unterschiedlicher Gründe zu einer Fehlstellung der Kunststoffvorformlinge kommen.
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Die Erfindung ermöglicht das sichere und bevorzugt auch berührungslose Erkennen von schief sitzenden Kunststoffvorformlingen. Daneben kann die Vorrichtung zusätzlich auch eine Erkennungseinrichtung aufweisen, die erfasst, ob ein Kunststoffvorformling in der vorgesehenen Weise an seiner Halteeinrichtung angeordnet ist, beispielsweise, ob ein Haltedorn ausreichend tief in den Kunststoffvorformling eintaucht. Unter einer Schrägstellung wird insbesondere eine fehlerhafte Ausrichtung wenigstens eines Bereiches des Behältnisses, insbesondere dessen Grundkörpers gegenüber dem es haltenden Haltelement verstanden. Daneben kann der Kunststoffvorformling auch selbst die besagte Schrägstellung aufweisen also insbesondere in seiner äußeren Form nicht exakt gerade sein und einen Taumelschlag/Perpendikularitat aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, dass der Kunststoffvorformling zwar an sich korrekt auf seinem Halteelement sitzt, gleichwohl jedoch (insbesondere ein Grundkörper des Vorformlings schräg steht.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Halteelemente Dorne auf, welche in die Mündungen der Behältnisse eingreifen. Auf diese Weise werden die Kunststoffvorformlinge von innen gehalten.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung, genauer die Erfassungseinrichtung, wenigstens eine Lichtschrankeneinheit auf. Es wird daher hier vorgeschlagen, dass ein Schrägsitzen der Kunststoffvorformlinge berührungslos und insbesondere optisch erfasst wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Ausschleuseinrichtung zum Ausschleusen insbesondere fehlerhaft sitzender Kunststoffvorformlinge auf.
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Diese Ausschleuseinrichtung ist dabei vorteilhaft in der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge stromabwärts bezüglich der Erfassungseinrichtung angeordnet.
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Vorteilhaft erlaubt diese Ausschleuseinrichtung ein individuelles Ausschleusen einzelner Kunststoffvorformlinge. Vorteilhaft weist die Ausschleuseinrichtung ein Abriebelement auf, welches fehlerhaft bzw. schräg sitzende Kunststoffvorformlinge von den sie haltenden Halteelementen abzieht.
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Besonders bevorzugt wird dabei die Ausschleuseinrichtung in Abhängigkeit von einem Signal der Erfassungseinrichtung gesteuert, insbesondere in Abhängigkeit von einem Signal, welches einen fehlerhaft sitzenden Kunststoffvorformling anzeigt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung eine erste Strahlungsquelle auf, sowie eine erste Detektoreinrichtung, welche die von der ersten Strahlungsquelle ausgehende Strahlung erfasst. Somit weist bei dieser Ausführungsform die Erfassungseinrichtung wenigstens eine Lichtschrankeneinheit auf. Vorteilhaft gibt die Strahlungsquelle Licht und insbesondere sichtbares Licht ab. Vorteilhaft weist die Strahlungsquelle eine Leuchtdiode und/oder eine Lasereinheit auf.
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Bevorzugt kreuzt ein von der ersten Strahlungsquelle zu der ersten Detektoreinrichtung gelangender erster Strahlungspfad den Transportpfad der Behältnisse derart, dass der erste Strahlungspfad von den Behältnissen unterbrochen werden kann. Es wäre jedoch auch möglich, dass der Strahl parallel zu dem Transportpfad der Kunststoffvorformlinge verläuft und auf diese Weise beispielsweise von schräg sitzenden Kunststoffvorformlingen unterbrochen wird. Dabei wäre es auch möglich, dass die Kunststoffvorformlinge während ihres Transportes bezüglich ihrer Längsrichtung gedreht werden, so dass ein derart schief sitzender Kunststoffvorformling zu irgendeinem Zeitpunkt eine derartige Lichtschrankeneinheit bzw. den Strahlungspfad unterbricht.
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Daneben wäre es jedoch auch denkbar, dass zum Erfassen der Schrägstellung mechanische Mittel wie beispielsweise Schaltwippen oder dergleichen eingesetzt werden. Auch wäre es möglich, dass zur Erfassung einer Schrägstellung eine oder mehrere Bildaufnahmeeinrichtungen wie Kameras eingesetzt werden, welche die Behältnisse beobachten, beispielsweise auch aus mehreren Richtungen beobachten, um so schnell ein Schrägsitzen der Kunststoffvorformlinge erfassen zu können. Die Verwendung einer Lichtschrankeneinheit ist jedoch besonders einfach und kostengünstig zu realisieren.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine zweite Strahlungsquelle auf, wobei ein von der zweiten Strahlungsquelle zu wenigstens einer Detektoreinrichtung gelangender zweiter Strahlungspfad den Transportpfad der Behältnisse derart kreuzt, dass der zweite Strahlungspfad von den Behältnissen unterbrochen werden kann. Bei dieser Ausführungsform werden daher zwei gekreuzte Strahlungen eingesetzt, die auch den Transportpfad der Kunststoffbehältnisse kreuzen. Vorteilhaft kreuzen dabei die Ebenen, in der diese Strahlungspfade verlaufen, einen Bereich des Transportpfades der Kunststoffvorformlinge, durch den sich dessen Grundkörper bzw. ein Abschnitt des Grundkörpers des Kunststoffvorformlings (d.h. ein anderer Bereich als die Mündung des Kunststoffvorformlings) bewegt.
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Es wäre jedoch auch denkbar, dass nur eine Strahlungseinrichtung und zwei Detektoreinrichtungen vorgesehen sind, wobei beispielsweise Spiegel eingesetzt werden könnten, welche den zweiten Strahl erzeugen. Auch wäre es möglich, dass zwei Strahlungseinrichtungen und eine Detektoreinrichtung vorgesehen sind.
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Es wäre weiterhin auch möglich, dass die zweite Strahlungseinrichtung parallel zu der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge einstrahlt, um auf diese Weise ein Schrägsitzen der Kunststoffvorformlinge zu erfassen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung eine zweite Strahlungsquelle und eine zweite Detektoreinrichtung zum Erfassen der von der zweiten Strahlungsquelle ausgehenden Strahlung auf. Dabei kreuzt ein von der zweiten Strahlungsquelle zu der zweiten Detektoreinrichtung gelangender erster Strahlungspfad den Transportpfad der Behältnisse bzw. Kunststoffvorformlinge derart, dass der zweite Strahlungspfad von den Behältnissen unterbrochen werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kreuzen sich die Ebene, in welcher der erste Strahlungspfad verläuft, und die Ebene, in welcher der zweite Strahlungspfad verläuft, unter einem vorgegebenen Winkel. Die Strahlungspfade können auch in der Längsrichtung der Behältnisse zueinander versetzt sein.
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Dabei ist ein kleinerer Winkel im Bereich dieser Kreuzung zwischen 10° und 45°, bevorzugt zwischen 20° und 40°.
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Vorteilhaft sind die beiden Strahlungseinrichtungen in der Transportrichtung der Behältnisse und/oder einer hierzu senkrecht stehenden Richtung zueinander beabstandet.
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Vorteilhaft verläuft durch den größeren der beiden Kreuzungswinkel auch der Transportpfad. Besonders bevorzugt bildet der Transportpfad eine Winkelhalbierende dieses größeren Winkels. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform treffen die Strahlungspfade auf der Transportbahn der Kunststoffvorformlinge zusammen. Dabei wäre es jedoch auch möglich, dass diese Strahlungspfade zueinander höhenversetzt, d.h. in einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge zueinander versetzt sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine Zeiterfassungseinrichtung auf, welche geeignet und dazu bestimmt ist, den Zeitpunkt und/oder Zeitraum, in dem ein Kunststoffvorformling wenigstens einen der beiden Strahlungspfade unterbricht, festzustellen.
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Vorteilhaft ist diese Zeiterfassungseinrichtung auch in der Lage, den Zeitpunkt zu erfassen, in dem der Kunststoffvorformling wieder aus dem Strahl heraustritt. Wie unten genauer gezeigt wird, verschieben sich diese jeweiligen Zeitpunkte, falls die Kunststoffvorformlinge schief an ihren Halteelementen sitzen. Durch diese Verschiebung der Zeiträume bezüglich eines Referenzzeitraumes kann auf ein Schiefsitzen der Kunststoffvorformlinge geschlossen werden.
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Vorteilhaft ist die Zeiterfassungseinrichtung auch geeignet, um die Zeitpunkte zu erfassen, während derer ein Kunststoffvorformling die beiden Strahlungspfade unterbricht. Auf diese Weise kann ein Schrägsitzen der Kunststoffvorformlinge in beliebigen Richtungen erfasst werden, d.h. auch, falls er beispielsweise in Richtung des Transportpfades oder senkrecht hierzu schräg sitzt. Genauer gesagt kann dabei ein Schrägsitzen, wie unten genauer erläutert wird, über die Schaltpunkte erfasst werden bzw. aus den gemessenen Zeitdauern bzw. einer Abweichung der Zeitdauern kann geschlossen werden, ob ein Behältnis gerade (bzw. korrekt) oder schräg (bzw. fehlerhaft) an seinem Halteelement angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Ausrichtung von mittels einer Transporteinrichtung transportierten Behältnissen gerichtet.
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Dabei weist die Erfassungseinrichtung erfindungsgemäß eine erste Strahlungsquelle auf, sowie eine erste Detektoreinrichtung zum Erfassen der von der ersten Strahlungsquelle ausgehenden Strahlung, wobei ein von der ersten Strahlungsquelle zu der ersten Detektoreinrichtung gelangender erster Strahlungspfad den Transportpfad der Behältnisse derart kreuzt, dass der erste Strahlungspfad von den Behältnissen unterbrochen werden kann. Weiterhin bildet die Erfassungseinrichtung wenigstens einen zweiten von einer Strahlungsquelle zu einer Detektoreinrichtung gelangenden Strahlungspfad aus, der den Transportpfad der Behältnisse derart kreuzt, dass auch der zweite Strahlungspfad von den Behältnissen unterbrochen werden kann.
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Insbesondere sind dabei zwei Strahlungsquellen und zwei Detektoreinrichtungen vorgesehen. Es wird daher eine optisch und damit berührungslos arbeitende Erfassungseinrichtung vorgeschlagen, über die erfasst werden kann, ob Behältnisse erfindungsgemäß oder schräg an ihren Halteeinrichtungen sitzen. Damit dient bevorzugt diese Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Transportes von Kunststoffvorformlingen. Es wäre jedoch auch denkbar, die hier vorgeschlagene Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Schrägsitzens anderer Stückgüter, wie beispielsweise Kunststoffflaschen, Glasflaschen oder dergleichen zu verwenden. Vorteilhaft ist die Erfassungseinrichtung derart gestaltet, dass sie ein Schrägsitzen der Behältnisse während der Bewegung entlang deren Transportpfad erfasst.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Behandeln von Kunststoffvorformlingen gerichtet, wobei die Kunststoffvorformlinge von einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Transportpfades transportiert werden und wobei hierzu die Kunststoffvorformlinge mit einer Vielzahl von Haltelementen in einer vorgegebenen Ausrichtung bzw. Ausrichtungsrichtung ihrer Längsachse gehalten werden.
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Erfindungsgemäß wird mittels einer Erfassungseinrichtung eine Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge gegenüber ihrer Ausrichtungsrichtung erfasst.
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Bei einem bevorzugten Verfahren wird in Reaktion auf ein Erfassen einer Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge gegenüber ihrer Ausrichtungsrichtung ein Ausschleusen des betreffenden (als fehlerhaft ausgerichtet erfassten) Kunststoffvorformlings aus seinem Transportpfad eingeleitet.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird eine Schrägstellung der Kunststoffbehältnisse wenigstens zeitweise während deren Bewegung in deren Transportpfad erfasst und besonders bevorzugt wird die Schrägstellung ausschließlich während einer Bewegung der Kunststoffvorformlinge entlang deren Transportpfad erfasst.
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Vorteilhaft werden die Kunststoffvorformlinge mittels einer Erwärmungseinrichtung erwärmt. Vorteilhaft wird die Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge vor dem Ende der Erwärmungseinrichtung erfasst. Besonders bevorzugt wird die Schrägstellung in oder vor den ersten 2/3 des Erwärmungspfades erfasst, vorteilhaft in oder vor der ersten Hälfte des Transportpfades, vorteilhaft im ersten Drittel des Erwärmungspfades (d.h. des Teils des Transportpfades, in dem tatsächlich eine Erwärmung stattfindet). Vorteilhaft wird die Schrägstellung vor dem Beginn der Erwärmung der Kunststoffvorformlinge erfasst.
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Vorteilhaft folgt dabei eine Ausschleusung, sobald erfasst wird, dass die Kunststoffvorformlinge in einem Winkel schräg sitzen, der von der idealen (insbesondere vertikalen) Ausrichtung um mehr als 20°, bevorzugt um mehr als 10°, besonders bevorzugt um mehr als 5° und besonders bevorzugt um mehr als 3° abweicht.
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Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden die Kunststoffvorformlinge mit einer Vielzahl von Halteelementen transportiert und besonders bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge mit einem vorgegebenen Abstand und insbesondere mit einem vorgegebenen konstanten Abstand zueinander transportiert. Vorteilhaft sind daher die Halteelemente äquidistant zueinander angeordnet.
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Durch diesen Transport der Kunststoffvorformlinge mit konstantem Abstand kann bei einem Schrägsitzen der Kunststoffvorformlinge über die oben genannten Lichtschranken schnell erkannt werden, ob diese schräg sitzen.
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Vorteilhaft wird daher eine Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge erfasst, indem wenigstens ein Zeitpunkt des Durchtretens der Kunststoffvorformlinge durch eine Lichtschrankeneinheit erfasst wird. Dies wurde im Detail oben beschrieben und wird auch unter Bezugnahme auf die Figuren eingehender beschrieben.
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Dabei ist es insbesondere auch möglich, eine Zeitdauer zu messen, in der zwei aufeinanderfolgende Kunststoffvorformlinge eintreten um diese mit der Zeit zu vergleichen, die dem Abstand (korrekt gehaltener Kunststoffbehältnisse) entspricht. Vorteilhaft wird daher bei der Ermittlung einer Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge auch eine Transportgeschwindigkeit der Kunststoffvorformlinge entlang des Transportpfades berücksichtigt. Falls die erfasste Zeit kürzer ist als die sich aus der Transportgeschwindigkeit ergebende Zeit bzw. länger, kann hieraus geschlossen werden, dass der betreffende Kunststoffvorformling schräg an seiner Halteeinrichtung sitzt. Vorteilhaft wird die Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge berührungslos und besonders bevorzugt optisch, insbesondere mittels wenigstens einer Lichtschrankeneinheit erfasst. Vorteilhaft wird dabei optisch bzw. mittels der Lichtschrankeneinheit ein Bereich eines Grundkörpers der Kunststoffvorformlinge erfasst.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
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1 eine Vorrichtung zum Behandeln von Kunststoffvorformlingen;
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2 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Übernahme der Kunststoffvorformlinge;
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3 eine Veranschaulichung eines von einer Halteeinrichtung gehaltenen Kunststoffvorformlings;
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4 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung;
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5a–c drei Darstellungen zur Veranschaulichung der Erfassung eines Schrägsitzens; und
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6 eine Darstellung zur Veranschaulichung eines zeitlichen Signalverlaufes.
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1 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Behandeln von Kunststoffvorformlingen. Dabei werden die Kunststoffvorformlinge 10 zunächst über eine Zuführschiene 32 einem Sägezahnstern 34 zugeführt und mit diesem vereinzelt. Anschließend gelangen die Kunststoffvorformlinge 10 in eine in ihrer Gesamtheit mit 4 bezeichnete Erwärmungseinrichtung, welche hier als Durchlaufofen mit einer Vielzahl von stationären Heizelementen 42 ausgeführt ist, an denen vorbei die Kunststoffvorformlinge 10 entlang des Transportpfades P transportiert werden. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet die Transporteinrichtung in ihrer Gesamtheit, welche hier als umlaufende Kette mit einer Vielzahl von Haltelementen 12 zum Halten der Kunststoffvorformlinge 10 ausgebildet ist. Nach der Erwärmungseinrichtung 4 schließt sich, wie im Stand der Technik bekannt, eine Transporteinrichtung 50 zum Transportieren von Kunststoffvorformlingen an. Diese Transporteinrichtung weist dabei einen drehbaren Träger 54 auf, an dem eine Vielzahl von Transportarmen 52 angeordnet ist. Diese Transportarme können dabei schwenkbar gegenüber dem Träger 54 angeordnet sein. Die Transportarme weisen weiterhin bevorzugt Greifelemente zum Greifen der Kunststoffvorformlinge auf. Vorteilhaft kann diese Transporteinrichtung 50 auch als sog. Teilungsverzugsstern ausgeführt sein, der neben dem Transport der Kunststoffvorformlinge auch eine Änderung einer Teilung bzw. eines Abstandes zwischen den Kunststoffvorformlingen ermöglicht.
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Diese Transporteinrichtung 50 kann die Kunststoffvorformlinge wiederum an eine Umformungseinrichtung (nicht gezeigt) übergeben, welche die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit Druckluft zu Kunststoffbehältnissen umformt. Auch eine derartige Umformungseinrichtung kann dabei einen drehbaren Träger aufweisen, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen angeordnet ist. Vorteilhaft handelt es sich bei dieser Umformungseinrichtung um eine (Streck)blasmaschine.
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Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet hier grob schematisch eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Schrägstellung der Kunststoffvorformlinge 10. Diese Erfassungseinrichtung 20 ist hier kurz nach dem Kopfstück der Transporteinrichtung 6 angeordnet und damit unmittelbar nach dem Sägezahnstern 34. Eine Erfassungseinrichtung könnte jedoch auch entlang des unteren Geradstückes vorgesehen sein oder auch in einem Bereich des Sägezahnsterns 34, in dem die Kunststoffvorformlinge entlang eines kreisförmigen Transportpfads transportiert werden (durch das gestrichelt eingezeichnete Rechteck angedeutet).
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Wie in 1 gezeigt, durchlaufen hier die Kunststoffvorformlinge 10 zunächst eine lineare Heizstrecke, in der sie an dem Umfang gleichmäßig erwärmt werden. Nach dem rechts in der Figur gezeigten Umlenkbereich am Ende der Erwärmungseinrichtung 4 werden die Kunststoffvorformlinge 10 einer zweiten geraden Strecke zurückgeführt und auf die endgültige Temperatur gebracht. Damit erfolgt hier die Übergabe der Kunststoffvorformlinge 10 von dem Sägezahnstern 34 vor dem Einlauf in die erste gerade Heizstrecke, damit ein fehlerhaft sitzender Kunststoffvorformling 10 noch durch einen weiteren Schritt bzw. eine (nicht gezeigte) Ausschleuseinrichtung ausgestoßen werden kann. Diese Ausstoßung kann aber ebenfalls noch im Kopfstück oder in dem unteren geraden Stück nach dem Kopfstück erfolgen.
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Es wäre jedoch auch möglich, dass die Vorrichtung eine weitere Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Schrägstellung aufweist sowie vorteilhaft auch eine weitere Ausschleuseinrichtung, die vorteilhaft entlang der zweiten geraden Strecke angeordnet ist/sind.
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2 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung des Halts bzw. Transportes der Kunststoffvorformlinge 10. Dabei wird der Kunststoffvorformling 10 über einen Reibschluss an der Halteeinrichtung 12 gehalten. Bei der Übergabe des Kunststoffvorformlings 10 von dem Sägezahnstern 34 an den Ofen 4 taucht ein Heizdorn von oben in die Kunststoffvorformlinge 10 ein und fährt dann zusammen mit den Kunststoffvorformlingen 10 wieder nach oben. Entsprechend kennzeichnet das Bezugszeichen 62 eine Führungsrolle, welche durch eine entsprechende Führungskurve bzw. Führung nach unten geführt werden kann. Das Bezugszeichen 64 kennzeichnet eine Folgeeinrichtung, welche der Bewegung der Führungsrolle 64 in vertikaler Richtung folgt und auf diese Weise Halteelemente 12 nach oben oder unten bewegt. Über ein Federelement 65 kann die Bewegung der Halteelemente 12 wieder nach oben rückgestellt werden. Das Bezugszeichen 66 kennzeichnet ein Zahnrad, welches auch eine Drehung der Kunststoffvorformlinge 10 während ihrer Bewegung erlaubt. Dabei ist es möglich, dass eine entsprechende Gegenverzahnung stationär angeordnet ist. Das Bezugszeichen 69 kennzeichnet ein Führungsglied, welches die Vertikalbewegung des Halteelementes 12 führt. Das Bezugszeichen 68 kennzeichnet ein Abschirmelement, welches bei der Erwärmung der Kunststoffvorformlinge die Wärmestrahlung abschirmt, so dass nicht auch das Gewinde der Kunststoffvorformlinge 10 übermäßig erwärmt wird. Das Bezugszeichen 67 kennzeichnet ein endseitiges Rad, an dem die Kette mit den einzelnen Halteelementen 12 angetrieben wird.
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Vorteilhaft sind daher die Halteelemente 12 in einer Längsrichtung L der Behältnisse 10 relativ zu den Behältnissen beweglich. Vorteilhaft sind die Halteelemente 12 auch bezüglich einer Längsrichtung L der Behältnisse 10 beweglich.
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Ein Problem bei dem Betrieb einer derartigen Maschine stellen schräg sitzende Kunststoffvorformlinge dar. Dabei liegt die Stirnfläche der Kunststoffvorformlinge nicht exakt über der Anschlagkante des Heiz- bzw. Haltedorns und die Rotationssymmetrieachse des Haltedorns weist daher einen Winkel gegenüber derjenigen des Kunststoffvorformlings 10 auf. Dies kann auch auf unterschiedliche Art und Weise bei der oben beschriebenen Übergabe geschehen. Zudem kann auch der Kunststoffvorformling 10 in seiner äußeren Form nicht exakt rotationssymmetrisch ausgeführt sein. Diese Schiefstellung führt zu einem ungleichmäßigen Erhitzungsprofil. Daneben werden die Kunststoffvorformlinge 10 bei der Erwärmung in eine Rotationsbewegung versetzt, wodurch es zu einer zusätzlichen Taumelbewegung der schrägsitzenden Kunststoffvorformlinge 10 kommen kann. Dies kann zur Beschädigung der Heizstrahler 42 führen. Auch kann sich ein Kunststoffvorformling 10, wie auch bei einem zu tief sitzenden Kunststoffvorformling, schlimmstenfalls von dem Halteelement 12 lösen und im Heiztunnel eine Beschädigung oder sogar einen Brand verursachen.
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Es wird jedoch an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die hier beschriebene Erfindung nicht nur auf die hier gezeigten Linearöfen Anwendung finden kann, sondern auch auf andere Öfen, wie beispielsweise Mikrowellenöfen und dass weiterhin auch eine Anwendung auf andere Behältnisse, wie etwa Flaschen, denkbar ist.
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Die Erfindung ermöglicht das sichere und effiziente Erkennen von schiefsitzenden oder allgemein schief bzw. schräg gegenüber einer Sollausrichtung ausgerichteten Kunststoffvorformlingen 10.
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3 zeigt eine Anordnung eines ordnungsgemäß an einem Halteelement 12 bzw. einem Haltedorn 72 sitzenden Kunststoffvorformlings 10. Dieser Kunststoffvorformling 10 weist dabei einen Grundkörper 10a auf, sowie auch einen Gewindebereich 10b. Für die Erfindung wird insbesondere die Bewegung des Grundkörpers 10a bevorzugt mittels Lichtschranken erfasst. Das Bezugszeichen 74 kennzeichnet einen Träger, an dem der Haltedorn 72 angeordnet ist. Das Bezugszeichen L kennzeichnet eine Längsrichtung des Kunststoffvorformlings 10 und bei ordnungsgemäßem Transport auch die ideale Ausrichtung dieses Kunststoffvorformlings 10. Dies bedeutet, dass die Kunststoffvorformlinge 10 bei dieser Ausführungsform idealerweise in genau vertikaler Richtung gefördert werden.
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Die Erfindung ermöglicht daher das sichere und effiziente Erkennen von den beschriebenen schiefsitzenden Kunststoffvorformlingen 10. Im Folgenden wird diese Funktion an einem Geradstück der Maschine beschrieben. Entsprechend ist jedoch auch eine Anwendung bei der Fahrt der Kunststoffvorformlinge 10 durch das Kopfstück, also dem Umlenkbereich der Erwärmungseinrichtung 4, bei dem diese anstelle einer geradlinigen Bewegung eine Kreisbahn ausführen, möglich.
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4 zeigt entsprechend eine erfindungsgemäße Anordnung einer Erfassungseinrichtung 20. Diese Erfassungseinrichtung 20 weist hier zwei Lichtschrankensysteme 22, 23 und 26 einerseits und 24, 25 und 28 andererseits auf. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 22 auf eine (nicht im Detail dargestellte) Strahlungseinrichtung bzw. Strahlungsquelle, welche Strahlung und insbesondere Licht ausgibt. Dieses Licht wird von einem Spiegel 23 reflektiert und gelangt an eine Detektoreinrichtung 26 zurück, die ebenfalls im Bereich der Strahlungseinrichtung 22 angeordnet ist. Damit kreuzt der Strahlungspfad (bzw. eine Ebene in der dieser Strahlungspfad verläuft) den Transportpfad P der Kunststoffbehältnisse, genauer deren Grundkörper 10a.
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Entsprechend kennzeichnet das Bezugszeichen 24 eine zweite Strahlungseinrichtung, das Bezugszeichen 25 einen zweiten Spiegel und das Bezugszeichen 28 eine zweite Detektoreinrichtung. Auch der Strahlungspfad dieser zweiten Strahlungseinrichtung 24 (bzw. eine Ebene, in der dieser Strahlungspfad verläuft) schneidet hier den Transportpfad P der Behältnisse, genauer gesagt eine Transportebene, in der die Kunststoffvorformlinge 10 bzw. deren Grundkörper 10a gefördert werden.
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Damit weist bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Erfassungseinrichtung 20 zwei Lichtschranken auf, wobei es jedoch unwesentlich ist, ob hierzu wie im dargestellten Beispiel Reflexionslichtschranken oder Einwegelichtschranken (mit Empfängern statt einem Spiegel) genutzt werden. Anstelle einer Lichtstrahlung könnten auch andere Strahlungsquellen wie beispielsweise Laser oder Ultraschall verstanden werden. Es wird in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass der Begriff „Strahlung“ im Rahmen dieser Patentanmeldung auch in Hinblick auf andere Emissionen als Licht zu verstehen ist, wie beispielsweise in Hinblick auf Ultraschall.
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Die Kunststoffvorformlinge 10 fahren hier linear durch die Erkennung und passieren dabei die beiden Lichtschranken.
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Die 5a–c veranschaulichen das Auftreten von unterschiedlichen Signalen. Dabei ist jeweils wieder der Grundkörper 10a der Kunststoffvorformlinge dargestellt, der durch die jeweiligen Lichtstrahlen S1 und S2 fährt. Während in dem oberen Teilbild 5a der vordere Kunststoffvorformling 10a gerade beginnt, die Strahlen S1 und S2 zu unterbrechen, tritt er bei Bild 5b wieder aus den beiden Strahlen heraus. Bei Bild 5c tritt der nachfolgende Kunststoffvorformling in die beiden Strahlen S1 und S2 ein.
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Für die folgende Erläuterung wird davon ausgegangen, dass die beiden Erfassungseinrichtungen bzw. Detektoreinrichtungen 26, 28 im Falle einer Unterbrechung des Strahls den Wert 1 und bei einem durchgehenden Strahl den Wert 0 liefern. Dies könnte jedoch auch umgekehrt geschaltet werden.
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In 5a erkennt man in der Draufsicht bei den geschnittenen Kunststoffvorformlingen 10 die erste Stellung bei der Erkennung der Lage. Hier treffen die beiden Lichtstrahlen S1 und S2 genau auf der gedachten Bewegungsbahn der Kunststoffvorformlinge 10 aufeinander. Die Bewegungsbahn bzw. der Transportpfad P bildet hier zudem die Winkelhalbierende zwischen den beiden Lichtstrahlen S1 uns S2. Damit tangiert der Kunststoffvorformling 10 bei einer korrekten Lage gleichzeitig die Lichtbahnen bzw. Lichtstrahlen S1 und S2. Falls also der Kunststoffvorformling 10 korrekt sitzt, müssten die beiden Lichtstrahlen im Wesentlichen gleichzeitig unterbrochen werden und das Signal der beiden Lichtschranken würde sich auf 1 setzen.
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Falls jedoch der Kunststoffvorformling schräg sitzt, wie beispielsweise schräg in einer senkrecht zur Richtung des Transportpfades stehenden Richtung, würde einer der beiden Lichtstrahlen früher unterbrochen werden als der andere. Falls beispielsweise der Grundkörper 10a anders als in 5a gezeigt nach links geneigt ist, würde zunächst der Strahl S1 und erst dann der Strahl S2 unterbrochen werden. Auf diese Weise kann durch eine Auswertung der Signaländerung auf ein Schrägsitzen der Kunststoffvorformlinge 10 geschlossen werden. Auf diese Weise lassen sich beliebige Schrägstellungen erfassen, welche eine Komponente in einer senkrecht zu dem Transportpfad stehenden Richtung aufweisen.
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Mit dieser Anordnung würde jedoch eine Schrägstellung nicht erfasst werden, die entlang des Transportpfades auftritt. Zu diesem Zwecke werden die Signale für zwei aufeinanderfolgende Kunststoffvorformlinge ausgewertet. Dies wird unter Bezugnahme auch auf 6 erläutert. Dabei ist als durchgezogene Linie der Signalverlauf bei einem korrekt sitzenden Kunststoffvorformling dargestellt. Die strichpunktierte Linie zeigt den Verlauf des Signals bei einem fehlerhaft sitzenden Kunststoffvorformling, d.h. einem Kunststoffvorformling, der hier entlang des Transportpfades der Kunststoffvorformlinge nach vorne geneigt ist. Dieser passiert im Vergleich zu seinem vorhergehenden Kunststoffvorformling die Lichtschrankeneinheiten früher als der jeweils andere Kunststoffvorformling, so dass auf ein Schrägsitzen geschlossen werden kann. Wie oben erwähnt, bewegt sich der betrachtete Kunststoffvorformling in der Bahnrichtung weiter.
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Die beiden Strahlen S1 und S2 sind so lange unterbrochen, bis diese wieder die Rückseite der Kunststoffvorformlinge 10 tangieren. Jetzt springt das Signal der beiden Lichtschranken wieder auf den Wert 0 und dies kann an eine Auswertesoftware weitergegeben werden. Bis der nachfolgende Kunststoffvorformling die Lichtstrahlen S1 und S2 erreicht, bleibt der Wert konstant. Aufgrund der festen Teilung und abhängig vom Durchmesser des Grundkörpers weisen die beiden Kunststoffvorformlinge immer einen bestimmten Abstand auf. Auf diese Weise ist auch die Zeit, in der die Lichtstrahlen S1 und S2 nicht unterbrochen sind, bestimmt. Diese ist abhängig von der Maschinenteilung und Geschwindigkeit, aber auch dem Außendurchmesser der Kunststoffvorformlinge. Sitzt nun ein Kunststoffvorformling schräg auf seinem Halteelement oder ist er anderweitig in seiner äußeren Form nicht rotationssymmetrisch, weichen die gemessenen Schaltzeiten von den theoretischen Werten ab.
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Vorteilhaft ist es möglich, dass zur Anpassung auf unterschiedliche Höhen von Kunststoffvorformlingen auch die Erfassungseinrichtung 20 in ihrer Gesamtheit in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge verschiebbar ist. Auch wäre es möglich, dass die Anordnung der einzelnen Strahlungseinrichtungen 22, 26 sowie der Detektoreinrichtungen 24, 28 veränderbar ist, um so auch die Verläufe der Strahlen S1 und S2 verändern zu können (um so beispielsweise eine Anpassung an unterschiedliche Behältnisquerschnitte zu erreichen.
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Das in 6 dargestellte Diagramm beschreibt den Schaltzyklus. Wie gesagt zeigt die durchgezogene Linie den Sollverlauf des Schaltsignals. Jedes Mal, wenn ein Kunststoffvorformling die Lichtschranken unterbricht, steigt der Wert auf 1 bzw. fällt beim Verlassen der Kunststoffvorformlinge wieder auf den Wert 0. Interessant sind hierbei insbesondere die Zeitpunkte, in denen die Lichtschranken schalten. Sind die Schaltpunkte um eine gewisse Zeitspanne (hier zwischen der Vorgabe und dem gemessenen Zeitpunkt) verschieden, ist dies ein eindeutiges Zeichen dafür, dass der Kunststoffvorformling eine falsche Lage aufweist.
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Der Zeitpunkt t1 kennzeichnet den Zeitpunkt, in dem ein korrekt sitzender Kunststoffvorformling gerade in den Lichtstrahl (S1 und/oder S2) eintritt (das Signal schaltet entsprechend von 0 auf 1), der Zeitpunkt t2 kennzeichnet den Zeitpunkt, in dem dieses Behältnis wieder aus dem Lichtstrahl austritt (hier schaltet das Signal wieder von 1 auf 0. Die Zeitpunkt t1‘ und t2‘ sind die im Falle eines schief sitzenden Behältnisses verschobenen Zeitpunkte.
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Weiterhin wäre es auch möglich, für eine Abweichung eines Sollzeitpunkts t1 von einem Istzeitpunkt t1‘ Grenzwerte zu definieren ab denen von einer zu großen Schrägstellung des Behältnisses ausgegangen wird, um dieses bevorzugt anschließend zu entfernen.
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Die strichpunktierte Linie zeigt damit beispielhaft einen Verlauf für einen fehlerhaften Sitz des Kunststoffvorformlings. Da die beiden Lichtstrahlen den Kunststoffvorformling an insgesamt vier Punkten vermessen (zwei Punkte beim Durchbrechen und zwei Punkte beim Verlassen des Kunststoffvorformlings), wird, egal, in welche Richtung die Schrägstellung zeigt, diese erkannt.
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Die Vorgabepunkte, an denen theoretisch geschaltet werden müsste, können auf unterschiedliche Weise ermittelt werden. Beispielsweise wäre eine Taktabfrage der Maschine möglich über einen Geber, eine Lichtschranke oder einen Näherungsschalter oder auch könnte eine Ermittlung anhand mathematischer oder geometrischer Zusammenhänge erfolgen.
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Eine weitere Möglichkeit wäre eine Vergleichsmessung zwischen zwei Lichtstrahlen, die genau oberhalb der beschriebenen Lichtschranken entweder direkt unter dem Tragring der Kunststoffvorformlinge oder an einer Vergleichsstelle an dem Haltedorn messen. Diese beiden zusätzlichen Strahlen würden also gleichzeitig parallel zu den vorhanden verlaufen und in der Höhe verschoben sein. Dadurch müssten sie bei einem korrekt sitzenden Kunststoffvorformling gleichzeitig schalten. In diesem Falle würde der Vergleichsmesspunkt sozusagen in dem oberen Diagramm den Sollverlauf mit den theoretischen Schaltpunkten ergeben. In diesem Fall müssen noch die beiden Schaltpunkte der unteren und oberen Lichtschranken verglichen werden. Bei einer Zeitdifferenz kann von einem Schrägsitzen des Kunststoffvorformlings ausgegangen werden.
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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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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 4
- Erwärmungseinrichtung
- 6
- Transporteinrichtung
- 10
- Kunststoffvorformling, Behältnis
- 10a
- Grundkörper
- 10b
- Gewindebereich
- 11
- Längsrichtung des Kunststoffvorformlings
- 12
- Halteelement, Halteeinrichtung
- 20
- Erfassungseinrichtung
- 22
- erste Strahlungseinrichtung, Strahlungsquelle
- 23
- Spiegel
- 24
- zweite Strahlungseinrichtung, Strahlungsquelle
- 25
- Spiegel
- 26
- erste Detektoreinrichtung
- 28
- zweite Detektoreinrichtung
- 30
- Zeiterfassungseinrichtung
- 32
- Zuführschiene
- 34
- Sägezahnstern
- 42
- stationäre Heizelemente, Heizstrahler
- 50
- Transporteinrichtung, Teilungsverzugsstern
- 52
- Transportarm → Schwenkarm mit Greifer
- 54
- drehbarer Träger
- 62
- Führungsrolle
- 64
- Folgeeinrichtung
- 65
- Federelement
- 66
- Zahnrad
- 68
- Abschirmelement
- 69
- Führungsglied
- 72
- Haltedorn
- 74
- Träger
- P
- Transportpfad
- S1
- erster Lichtstrahl
- S2
- zweiter Lichtstrahl
- t1, t2, t1‘, t2‘
- Zeitpunkte
- L
- Längsrichtung
