DE102012217457A1

DE102012217457A1 - Förderabschnitt mit rotierendem einteil- und/oder förderstern zur herstellung eines teilungsverzugs zwischen aufeinander folgenden behältern

Info

Publication number: DE102012217457A1
Application number: DE201210217457
Authority: DE
Inventors: Frank Winzinger; Konrad Senn
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2014-05-15

Abstract

Es ist ein Förderabschnitt (50) einer Anlage (10) zur Behälterförderung, -behandlung und/oder -handhabung offenbart. Im Förderabschnitt (50) befindet sich ein rotierender Einteil- und/oder Förderstern (22) zur regelmäßigen sequenziellen Beförderung einer Vielzahl von regelmäßig zugeführten Behältern entlang eines Umfangssegments mittels rotierender Schubelemente (58), die jeweils definierte Abstände voneinander aufweisen, die größer sind als die Behälterabstände in einem Zuführabschnitt (20). Weiterhin umfasst der Förderabschnitt (50) einen ungefähr tangential an das Umfangssegment anschließenden Ausleitungsbereich (68), von dem aus die Behälter an eine nachgeordnete Förder- und/oder Behandlungsstation übergeben werden. Eine rotierende Schubeinrichtung (56, 88) beschleunigt jeden einzelnen Behälter zumindest im Ausleitungsbereich (68) und vergrößert dessen Abstand zum jeweils nachfolgenden, im Einteil- und/oder Förderstern (22) rotierenden Behälter.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Förderabschnitt einer Anlage zur Behälterförderung, -behandlung und/oder -handhabung, mit einem rotierenden Einteil- und/oder Förderstern zur regelmäßigen sequenziellen Beförderung einer Vielzahl von regelmäßig zugeführten Behältern entlang eines Umfangssegments mittels rotierender Schubelemente gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1. In dem Förderabschnitt mit dem rotierenden Einteil- und/oder Förderstern soll insbesondere ein Teilungsverzug, also eine Abstandsveränderung, zwischen aufeinander folgend beförderten Behältern hergestellt werden.
In integrierten Anlagen zur Behälterhandhabung und/oder Getränkeabfüllung werden spritzgegossene Vorformlinge über eine Heizstation zu einer Blasstation befördert, wo sie mittels einer Streckblastechnik zu Kunststoffbehältern umgeformt werden, die anschließend zu einer Abfüllanlage weiter transportiert werden. Während die relativ kompakten Vorformlinge meist ohne Abstände voneinander in die Anlage gefördert werden, ist für nachfolgende Behandlungs- und Handhabungsschritte meist ein bestimmter Mindestabstand der Vorformlinge voneinander unabdingbar, da bspw. die einzelnen Blasformen so voluminös sind, dass unmittelbar aufeinander folgende Vorformlinge nicht sinnvoll zu handhaben sind. Aus diesem Grund werden bei herkömmlichen Transportverfahren die Kunststoffbehältnisse in einem Bereich der Behälterbehandlungsmaschine, welcher eine Heizeinrichtung für die Kunststoffbehältnisse bzw. Vorformlinge aufweist, typischerweise in äquidistanter Folge entlang eines Transportpfades befördert. Sofern sich dieser Transportpfad mit konstantem Teilungsabstand auch auf die Heizeinrichtung erstreckt, ist es möglich, die in der Heizeinrichtung temperierten Behältnisse oder Vorformlinge ohne weiteren Teilungsverzug direkt an die Streckblaseinrichtung zu übergeben. Bei einer solchen Ausgestaltung der Anlage benötigt die Streckblaseinrichtung keine Einrichtung zur Anpassung des Teilungsabstandes, welche die bereits erwärmten und dadurch relativ weichen und empfindlichen Behälter oder Vorformlinge beschädigen könnte. Es gibt auch Bestrebungen, bei sog. aseptischen Abfüllanlagen Sterilisationsmittel einzusparen, weshalb teilweise dazu übergegangen wird, nicht mehr die einzelnen Flaschen zu sterilisieren, sondern nur noch deren Vorprodukte, die sog. Vorformlinge („Preforms“). Es kann auch die Hitze der Spritzgussmaschine für die Herstellung von Vorformlingen zur Sterilisation ausgenutzt werden. Hierfür ist es allerdings notwendig, eine erneute Verkeimung während des Transportes der Vorformlinge zu vermeiden, weshalb der komplette Transport nach der Herstellung von sterilen Bedingungen unter Reinraumbedingungen zu erfolgen hat.
Bei bekannten Anlagen gibt es verschiedene Varianten von Kavitäten, in denen die Vorformlinge aus thermoplastischem Kunststoff individuell erwärmt werden, um den nachfolgenden Umformvorgang zu optimieren. Eine Erwärmungsvorrichtung für Kunststoffrohlinge aus thermoplastischem Material, bei dem die sog. Vorformlinge nach ihrer Erwärmung einem Umformvorgang unterzogen werden, geht bspw. aus der DE 10 2007 022 386 A1 hervor. Die Vorwärmung wird hierbei mittels Mikrowellenstrahlung durchgeführt, mit der die Vorformlinge in einem Resonator beaufschlagt werden. Die DE 10 2009 047 536 A1 offenbart weiterhin einen Ofen zum Konditionieren von Vorformlingen mittels Infrarotstrahlung, mit der die einzelnen Vorformlinge in Heizkammern beaufschlagt werden. Solche bekannten Vorwärmeinrichtungen erfordern einen ausreichenden Abstand der Vorformlinge voneinander entlang ihres Förderwegs.
Ein Einteilstern, mit dem ein gewisser Teilungsverzug hergestellt werden kann, geht bspw. aus der DE 10 2008 020 116 A1 hervor. Die DE 10 2008 022 705 A1 offenbart einen sog. Sägezahnstern zur Flaschenbeförderung in einer Flaschenabfüllanlage, der ebenfalls dazu geeignet ist, einen Teilungsverzug herzustellen. Ein solcher Sägezahnstern zur Behälterförderung ist auch in der EP 0 907 595 A1 offenbart.
Die DE 101 54 203 A1 beschreibt eine flaschenverarbeitende Maschine mit einem Einlaufstern zur Vereinzelung herangeführter Flaschen, dem eine Beschleunigungsstrecke nachgeordnet ist. Der Beschleunigungsstrecke ist weiterhin ein Übergabeelement mit Mitnehmern nachgeordnet, die einen der Teilung entsprechenden Abstand aufweisen.
Die bekannten Maßnahmen und Vorrichtungen zur Vergrößerung eines Teilungsabstandes von Behältern innerhalb eines Förderabschnittes erfordern meist mehrere aufeinanderfolgende rotierende oder linear fördernde Transportelemente, die in abgestufter Weise die Behälterabstände vergrößern. Da die Teilungsabstände meist in mehreren Stufen vergrößert werden, erfordern die Transportelemente einen relativ großen Bauraum.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen Förderabschnitt einer Anlage zur Behälterförderung, -behandlung und/oder -handhabung mit einem rotierenden Einteil- und/oder Förderstern zur regelmäßigen sequenziellen Beförderung einer Vielzahl von regelmäßig zugeführten Behältern entlang eines Umfangssegments mittels rotierender Schubelemente zur Verfügung zu stellen, in dem auf möglichst kleinem Raum ein ausreichender Teilungsverzug hergestellt wird. Dieser Teilungsverzug soll auf einfache Weise mit mechanischen Mitteln und möglichst wenig bewegten Teilen herstellbar sein. Zudem soll die Einrichtung zur Herstellung des Teilungsverzugs möglichst leicht zu reinigen sein.
Das genannte Ziel wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen. So schlägt die Erfindung zur Erreichung des oben genannten Ziels einen Förderabschnitt einer Anlage zur Behälterförderung, -behandlung und/oder -handhabung mit einem rotierenden Einteil- und/oder Förderstern zur regelmäßigen sequenziellen Beförderung einer Vielzahl von regelmäßig zugeführten Behältern entlang eines Umfangssegments mittels rotierender Schubelemente vor, bei dem Behälter jeweils in definierten Abständen voneinander befördert werden, die größer sind als die Behälterabstände in einem Zuführabschnitt. Der rotierende Einteil- und/oder Förderstern weist einen ungefähr tangential an das Umfangssegment anschließenden Ausleitungsbereich auf, von dem aus die Behälter an eine nachgeordnete Förder- und/oder Behandlungsstation übergeben werden. Der erfindungsgemäße Förderabschnitt ist gekennzeichnet durch eine rotierende Schubeinrichtung, welche jeden einzelnen Behälter zumindest im Ausleitungsbereich beschleunigt und seinen Abstand zum jeweils nachfolgenden, im Einteil- und/oder Förderstern rotierenden Behälter, vergrößert.
Im vorliegenden Zusammenhang und in der nachfolgenden Beschreibung soll unter dem allgemeinen Begriff des Behälters u.a. ein Vorformling, eine Flasche o. dgl. verstanden werden.
Besonders vorteilhaft kann die rotierende Schubeinrichtung einen Teil des Einteil- und/oder Fördersterns bilden, dessen Schubelemente in radialer Richtung verlängert sind und in den Ausleitungsbereich hineinreichen. Wahlweise kann der Einteil- und/oder Förderstern eine exzentrische Lagerung gegenüber dem Umfangssegment zur Lenkung der (außen geführten) Behälter aufweisen. Der erfindungsgemäße Förderabschnitt eignet sich besonders zur Realisierung eines Teilungsverzugs beim Transport von Behältern in sog. Reinräumen, wie sie besonders bei der weitgehend keimfreien Getränkeabfüllung eingesetzt werden. Der Förderabschnitt kann an den unterschiedlichsten Stellen einer solchen Behälterhandhabungs- und/oder -abfüllmaschine eingesetzt werden, so bspw. bei einer Übergabe von Vorformlingen aus spritzgegossenem Kunststoff von einem Sterilisationsmodul zu einer Heizeinrichtung, wo die Vorformlinge für einen nachfolgenden Streckblasvorgang temperiert werden. Der Förderabschnitt mit dem Teilungsverzug kann sich auch zwischen einer Spritzmaschine und der Heizeinrichtung befinden, wahlweise auch zwischen der Heizeinrichtung und einer Blasvorrichtung oder Streckblasvorrichtung, zwischen der Spritzmaschine und der Blas- oder Streckblasvorrichtung oder auch zwischen der Heizeinrichtung und einer Sterilisationseinrichtung. Wahlweise kann sich der Förderabschnitt jedoch auch zwischen der Blas- oder Streckblasvorrichtung und einer Füllstation, zwischen der Blas- oder Streckblasstation und einer Etikettierstation oder auch zwischen der Blas- oder Streckblasstation und einem Rinser befinden.
Insbesondere werden die Behälter auf zwei gegenüberliegenden, eine Gasse bildenden Schienen an deren Trag- bzw. Transportring hängend transportiert. Der Teil der Behälter unterhalb des Tragrings befindet sich abschnittsweise zwischen den zwei Schienen, also in der Gasse, und ist schwerer als das Mundstück, welches oberhalb des Tragrings angeordnet ist. Die Schubeinrichtung kann dabei am Mundstück und/oder am Körper unterhalb der Schienen angreifen.
Sollten bereits temperierte Vorformlinge zwischen einer Temperierstation und der Blasvorrichtung auf Schienen mittels der Schubeinrichtungen transportiert werden, so können die Schienen auch beheizt werden, um die in der Heizvorrichtung aufgebrachte Temperatur unterhalb des Tragrings halten zu können. Dabei können die Schienen mit Bohrungen versehen sein, durch die ein Temperiermedium, insbesondere Wasser oder Öl, fließt. Es ist aber auch eine elektrische Beheizung der Schienen denkbar, bei welcher Strom durch die Schienen geleitet wird oder bei der an den Schienen zusätzliche elektrische Heizelemente angebracht werden. Bei den Heizelementen kann es sich beispielsweise um Peltierelemente handeln, deren warme Seite in Richtung der Preformseitenwand zeigt bzw. diese berührt und deren kalte Seite in Richtung eines Gewindes oder Tragrings zeigt bzw. diesen berührt. Somit kann die Seitenwand bei gleichzeitiger Kühlung des Tragrings warm gehalten werden.
Die Schubkörper können für einen Transport zwischen Ofen und Blasmaschine auch temperiert sein.
Wenn die Schubelemente oberhalb der Schienen angreifen, können diese beispielsweise gekühlt werden, um die Gefahr einer Verformung des Gewinde- und/oder Mündungsbereichs der Vorformlinge zu reduzieren. Dies ist aber nicht so wichtig, da der Mündungsbereich meistens stabil genug ist. Wenn die Schubelemente unterhalb der Schienen angreifen sind diese insbesondere beheizt, dies kann analog zu den Schienen (siehe oben) geschehen.
Es kann darüber hinaus auch eine Regelung vorhanden sein, bei welcher die Temperatur der Vorformlinge kurz vor dem Eintritt in die Schienen gemessen wird und die Temperatur der Schienen nach diesem Messergebnis eingestellt wird. Ebenso kann alternativ oder zusätzlich auch ein Temperatursensor nach den Schienen vorhanden sein, welcher den Messwert an eine Steuerung übergibt, welche den Messwert mit einem Sollwert vergleicht und die Schienen dementsprechend temperiert werden, so dass die Temperaturen nachfolgender Vorformlinge auf den Sollwert gebracht werden können. Bei diesen Regelungen können die Schienen und/oder die Schubelemente berücksichtigt werden. Insbesondere wird die Temperatur an den Vorformlingen hierfür an den Stellen gemessen, welche auch in Kontakt mit den Schienen oder Schubelementen treten. Als Sensor kann bspw. ein Pyrometer verwendet werden. Als Messgröße könnte alternativ oder zusätzlich auch eine Wanddicke der fertig geblasenen Behälter an den entsprechenden Stellen (kurz unterhalb des Tragrings) verwendet werden.
Kühlkanäle können in die Schiene auch derart eingebracht werden, indem die Schiene aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, wobei in mindestens ein Teil ein offener Kühlkanal an der Seite eingebracht ist, welche nach dem Fügen den anderen Teil der Schiene kontaktiert. Somit wird beim Fügen der Kühlkanal vom anderen Teil der Schiene verschlossen. Somit kann der Kühlkanal sehr einfach gestaltet sein und sehr nah an den mit den Vorformlingen in Kontakt stehenden Außenflächen der Schiene angebracht werden. Bei Bohrungen wäre das Problem zu lösen, dass der Kanal im Zick-Zack-Muster eingebracht werden müsste und die Abstände des Kühlkanals vom Kontaktbereich variieren würden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die obigen Absätze bzgl. temperierter Schienen und Schubelemente auch als eine von der vorliegenden Anmeldung unabhängige Erfindung angesehen werden können.
Die Behälterförderung mittels eines Einteil-, Förder- oder sog. Sägezahnsterns ermöglicht eine Integration mit einem Reinraum, da die beweglichen Teile relativ leicht abzudichten sind. Insbesondere weisen die beweglichen Teile wie bspw. die Schieber und dergleichen kaum Hinterschnitte auf, was die Reinigung mittels eines „CIP-Verfahrens“ für die Außenoberflächen der in einer Maschine befindlichen Teile („cleaning-in-place“ – d.h., ohne Demontage) erleichtert. D.h., die Anlage und insbesondere der erfindungsgemäße Förderabschnitt kann vollautomatisch in regelmäßig Zyklen gereinigt werden, so dass der Reinraum, in dem sich zum Teil die Anlage befindet, mit einem hohen Grad von Keimfreiheit betrieben werden kann. Der Reinraum kann zusätzlich eine Einblasung für sterile Luft aufweisen und somit unter einem geringen Überdruck gehalten werden.
Unter Reinigung wird auch eine Sterilisation der im Reinraum befindlichen Teile bzw. deren Oberflächen verstanden, beispielsweise mit gasförmigem Wasserstoffperoxid.
Bei einer alternativen Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Förderabschnittes kann die rotierende Schubeinrichtung wahlweise auch einen separaten Mitnehmerstern umfassen, dessen Schubelemente mit dem Einteil- und/oder Förderstern kämmen und/oder dessen Bewegungsradius schneiden. Auf diese Weise können die rotierenden Schubeinrichtungen des separaten Mitnehmersterns die Behälter bei Erreichen des Ausleitungsbereichs übernehmen und beschleunigen. Hierbei kann die Schubeinrichtung insbesondere durch Fingerpaare gebildet sein, die die Behälter jeweils übernehmen und in rotierenden Förderbewegungen mitnehmen. Jedes Fingerpaar kann bspw. einen Schubfinger und einen Anlagefinger oder Stopperfinger umfassen, zwischen denen der jeweils beförderte Behälter geklemmt ist.
Als Ausleitungsbereich ist insbesondere der Bereich anzusehen, der mit dem Punkt beginnt, in welchem das zu transportierende Behältnis bereits einen Teil des Transportwegs im Einteil- und/oder Förderstern zurückgelegt hat und der bis zu einem Punkt reicht, an dem das zu transportierende Behältnis von der nachfolgenden Förder- und/oder Behandlungseinrichtung aufgenommen wird.
Der Transportpfad des Förderabschnitts ist insbesondere im Wesentlichen mäanderförmig bzw. besteht aus zwei kreisförmigen Abschnitten, welche im Wesentlichen tangential ineinander übergehen und eine unterschiedliche Krümmung, insbesondere ein unterschiedliches Krümmungsvorzeichen, aufweisen. Es können zur Beschleunigung der Vorformlinge beispielsweise aber auch Pfade – insbesondere mittels Schienen – gewählt werden, welche von der Kreisform abweichen. So ist es möglich, dass der Transportpfad zuerst spiralförmig ist und die Spirale in einen kreisförmigen Abschnitt anderer Krümmung, insbesondere eines anderen Krümmungsvorzeichens, übergeht.
Insbesondere können zum Handling hier auch drehende Schubelemente verwendet werden, deren durchlaufener Kreis insbesondere dasselbe Krümmungsvorzeichen aufweist wie der Spiralabschnitt. Der Ausdruck Spirale oder spiralförmig ist hier so zu verstehen, dass sich der Krümmungswert verändert; diese Änderung kann gleichmäßig sein, aber auch ungleichmäßig. Mit anderen Worten: der Radius des gekrümmten Transportpfades verändert sich.
Die Erfindung soll zudem eine Variante umfassen, die zwei oder mehr sich drehende Schubelemente verwendet, welche sich um unterschiedliche und voneinander beabstandete Mittelpunkte drehen. Dabei werden die Behälter zuerst von einem der ersten Schubelemente übernommen und danach von einem, auf einem zweiten Kreis laufenden Schubelement weitergeführt. Auf diese Weise kann eine schrittweise Beschleunigung der Behälter durchgeführt werden, insbesondere dann, wenn das zweite Schubelement mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit umläuft als das erste. Zur Kollisionsvermeidung untereinander können die Schubelemente auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sein. Insbesondere handelt es sich hier um mindestens zwei Sterne, an denen jeweils mehrere Schubelemente in gleichen Winkelabständen entlang des Umfangs angebracht sind.
Wie bereits erwähnt, kann der Förderabschnitt bspw. Teil einer Anlage zur Herstellung von Kunststoffbehältern aus Vorformlingen und/oder zur Abfüllung von Flüssigkeiten in die Behälter sein. Hierbei umfasst der Förderabschnitt einen rotierenden Einteil- und/oder Förderstern zur regelmäßigen sequenziellen Beförderung einer Vielzahl von Vorformlingen zwischen einer Zuführschiene und einer Ofenzuleitung. Die Schubeinrichtung kann bspw. durch ein Heizrad mit Heizdornen zur Aufnahme der Vorformlinge vom Einteil- und/oder Förderstern („Sägezahnstern“) gebildet sein.
Weiterhin können die Zuführschiene, der Einteil- und/oder Förderstern sowie das Heizrad einer Blasstation zur Blasformung oder Streckblasformung von Kunststoffbehältern aus den Vorformlingen vorgeordnet sein.
Der erfindungsgemäße Förderabschnitt eignet sich besonders gut für einen Einsatz in einem Reinraum, da nur wenige bewegte Teile erforderlich sind, die zudem keine komplexen Oberflächen aufweisen, so dass eine zyklische Reinigung und/oder Sterilisation der Anlagenbereiche problemlos möglich ist, bspw. mit dem oben erwähnten sog. CIP-Verfahren. Die beförderten Behälter, insbesondere Vorformlinge werden jeweils im Ausleitungsbereich des Förder- oder Einteilsterns mittels einer rotierenden Schubeinrichtung beschleunigt, so dass die Behälterabstände bei der Übergabe in den nachgeordneten Transportabschnitt vergrößert werden können. Die gesamte Handhabung erfolgt dabei in stetiger Rotation der fördernden Teile, so dass keinerlei Risiken hinsichtlich einer Klemmung der Förderbehälter oder anderer Störungen bestehen.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch als Verfahren zur Behälterförderung, -behandlung und/oder -handhabung aufgefasst werden kann, so dass sich alle oben genannten Aspekte und Varianten des erfindungsgemäßen Förderabschnittes gleichermaßen als Verfahrensaspekte und Verfahrensvarianten verstehen lassen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beförderung, Behandlung und/oder Handhabung von Behältern oder Vorformlingen in einem Förderabschnitt bzw. entlang eines Förderabschnittes sieht eine regelmäßige und sequenzielle Beförderung einer Vielzahl von regelmäßig zugeführten Behältern oder Vorformlingen entlang eines Umfangssegments eines rotierenden Einteil- und/oder Fördersterns mittels rotierender Schubelemente vor. Diese Schubelemente weisen jeweils definierte Abstände voneinander auf, die größer sind als die Behälterabstände in einem Zuführabschnitt. Der Zuführabschnitt kann bspw. eine Förder- oder Zuführrutsche sein, mit deren Hilfe die Behälter oder Vorformlinge durch Unterstützung der Schwerkraft dem Einteil- oder Förderstern tangential zugeführt werden. Die Behälter oder Vorformlinge werden in tangentialer Richtung aus dem Einteil- und/oder Förderstern ausgeleitet und an eine nachgeordnete Förder- und/oder Behandlungsstation übergeben. Eine rotierende Schubeinrichtung sorgt für eine kurzzeitige Beschleunigung jedes einzelnen Behälters oder Vorformlings im Ausleitungsbereich und sorgt dadurch gleichzeitig für eine Vergrößerung des Abstandes zum nachfolgenden Behälter, was auch als Teilungsverzug bzw. als vergrößerter Teilungsverzugs bezeichnet werden kann.
Der Teilungsverzug wird dadurch erreicht, dass die rotierenden Schubeinrichtungen des Einteil- und/oder Fördersterns und/oder des separaten Mitnehmersterns die Behälter oder Vorformlinge vor Erreichen des Ausleitungsbereichs übernehmen und beschleunigen. Wahlweise kann die Schubeinrichtung jeweils Fingerpaare aufweisen, zwischen denen die Behälter befördert werden. Der Einteil- und/oder Förderstern und/oder der separate Mitnehmerstern können zumindest teilweise in einem weitgehend keimfrei gehaltenen Reinraum rotieren und/oder in diesen eintauchen. Dieser Reinraum kann insbesondere Teil einer Heizeinrichtung oder auch dieser zugeordnet sein.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teiles einer Maschine zur Herstellung von blasgeformten Behältern aus Vorformlingen mit ihren aufeinander folgenden Maschinenteilen.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Variante der Maschine gemäß 1, bei der wesentliche Komponenten und Förderabschnitte jeweils als Teile eines Reinraums ausgestaltet sind.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Förderabschnittes der Maschine gemäß 1 oder 2, bei dem die Vorformlinge in rotatorischer Förderbewegung mit einem Teilungsverzug aus einer linearen Zuführung übernommen werden.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Förderabschnittes der Maschine gemäß 1 oder 2, bei dem die Vorformlinge in rotatorischer Förderbewegung mit einem Teilungsverzug aus einer linearen Zuführung übernommen werden und an ein Heizrad größeren Durchmessers übergeben werden.
5 zeigt eine Variante des Förderabschnittes gemäß 4, bei dem der Teilungsverzug bei der Übergabe an das Heizrad vergrößert wird.
6 zeigt eine weitere Variante des Förderabschnittes mit sich parabel- oder kurvenförmig vergrößerndem Radius des Führungsbereiches für die Vorformlinge.
7 zeigt eine Variante des Förderabschnittes mit zwei gestaffelten Fördersternen, die in Zusammenwirkung mit einem veränderlich gekrümmten Führungsbereich für einen vergrößerten Teilungsverzug zwischen aufeinander folgenden Vorformlingen sorgen.
8 zeigt verschiedene Ausführungsvarianten von Schieberkonturen, die Teil des rotierenden Fördersterns gemäß 5 sind.
9 zeigt eine weitere Variante des Förderabschnittes gemäß 4, bei dem der Teilungsverzug bei der Übergabe an das Heizrad durch exzentrische Anordnung des rotierenden Fördersterns vergrößert wird.
10 zeigt in zwei schematischen Darstellungen eine weitere Variante des Förderabschnittes, bei dem der Teilungsverzug bei der Übernahme durch das Heizrad vergrößert wird.
11 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Teils des Förderabschnittes, bei dem der Transport der Vorformlinge in einem abgeschirmten Reinraum erfolgt.
12 zeigt in einer weiteren Schnittansicht eine Variante des Förderabschnittes gemäß 11 mit Einrichtungen zur Sterilisation des Reinraums mit allen darin befindlichen Förderbehältern und Maschinenkomponenten.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung verwendet die nachfolgende Figurenbeschreibung jeweils identische Bezugszeichen. 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.
Die schematische Darstellung der 1 zeigt einen Teil einer Maschine oder Anlage 10 zur Herstellung von blasgeformten Behältern bzw. Getränkebehältern aus Vorformlingen mit ihren aufeinander folgenden Maschinenteilen. Die gezeigte Maschine oder Anlage 10 kann mehrere Zuführeinrichtungen 12, 14 und 16 für unterschiedliche oder gleiche Vorformlinge aufweisen, die jeweils in einer Sortiereinheit 18 münden, von der aus eine Zuführschiene 20 zu rotierenden Fördereinrichtungen führt, welche die Vorformlinge zu Heizeinrichtungen und zu einer Blasstation führen, in der die Vorformlinge mittels eines Blasform- oder Streckblasvorganges zu Kunststoffbehältern umgeformt werden. Die Zuführeinrichtungen 12, 14 und 16 können bspw. jeweils durch Schütteinheiten o. dgl. gebildet sein, in welche die spritzgegossenen Vorformlinge eingefüllt werden können, um mit Hilfe der Sortiereinheit 18 in einen stetigen Behälterstrom überführt zu werden, der über die Zuführschiene 20 und nachfolgende Fördereinrichtungen einer weiteren Behandlung zugeführt werden kann. Die Sortiereinheit 18 kann bspw. durch einen Rollen- oder Scheibensortierer gebildet sein.
So mündet die Zuführschiene 20 im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem ersten Förderstern 22, der bspw. als sog. Sägezahnstern (vgl. 3 oder 4) o. dgl. ausgebildet sein kann. Der erste Förderstern 22 mündet in eine Heizeinrichtung 24, die durch ein rotierendes Heizrad 26 mit Heizdornen zur Aufnahme der Vorformlinge aus dem ersten Förderstern 22 bzw. Sägezahnstern gebildet sein kann. Die Heizeinrichtung 24 bzw. das Heizrad 26 mit mehreren am Umfang angeordneter Heizeinrichtungen 24 übergibt die während eines Umlaufes temperierten Vorformlinge nach einem Aufheizvorgang an einen zweiten Förderstern 28, der die temperierten Vorformlinge an eine Blas- oder Streckblaseinrichtung 30 übergibt, die insbesondere durch ein sog. Blasrad gebildet sein kann, das an seinem Umfang mehrere Blasstationen 32 oder Streckblasformstationen zur Aufnahme der Vorformlinge und zu deren Umformung zu Getränkebehältern aufweist. Nach den erfolgten Blas- oder Streckblasumformungen in den einzelnen Blasstationen 32 werden die Kunststoffbehälter nacheinander an dritte, vierte, fünfte und sechste Fördersterne 34, 36, 38 und 40 übergeben, die für den weiteren Transport der Behälter zu einer Füllstation 42 sorgen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ist die Heizeinrichtung 24 mit einem ringförmigen Reinraumbereich 44 ausgestattet, der so ausgebildet ist, dass sich zumindest ein Teil des Heizrades 26 mit den Heizdornen und den darin aufgenommenen Vorformlingen in dem Reinraumbereich 44 bewegen können. Der Reinraumbereich 44 der Heizeinrichtung erstreckt sich auf einen tangentialen Übergangsbereich zum ersten Förderstern 22 oder Sägezahnstern sowie auf einen tangentialen Übergangsbereich zum zweiten Förderstern 28. Der Beginn des Reinraums ist typisch für eine Sterilisation von Vorformlingen in der Heizeinrichtung 26 bzw. während des Heizprozesses. Aufgrund der relativ geringen effektiven Oberflächen der Vorformlinge, die keimfrei gehalten werden müssen, kann auch der eng begrenzte Reinraumbereich 44 mit vertretbarem Aufwand keimfrei gehalten werden. Auch der angrenzende Förderstern 22 kann in den Reinraumbereich 44 hineinreichen, wenn er keine aufwändig abzudichtenden Bewegungsabläufe durchzuführen hat. Durch Vermeidung von komplexen Bauteilformen und Hinterschnitte kann die Reinigung des Reinraumbereichs 44 erleichtert werden, so dass dessen Reinigung bspw. in einem sog. CIP-Verfahren („cleaning in place“, ohne Demontage von Bauteilen) erfolgen kann (vgl. auch 12).
Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 kann es sich bei dem Reinraum 44 um einen ring- oder torusförmigen Reinraum 44 handeln, in dem die Heizeinrichtungen 24 rotieren können.
Der Reinraum 44 gemäß 1 umfasst zudem das Blasrad und die Transportsterne 28, 34, 36, 38, 40 sowie den Füller und den Verschließer.
Die schematische Darstellung der 2 zeigt eine Variante der Maschine oder Anlage 10 entsprechend 1, bei der wesentliche Komponenten und Förderabschnitte jeweils als Teile eines größeren Reinraums 46 ausgestaltet sind. Dieser Reinraum 46 erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel weitgehend über alle oben erwähnten Anlagenteile, die von der Zuführschiene 20 über den Stern 22 bis zum Verschließer reichen. Um die Keimfreiheit des Reinraums 46 sicherstellen zu können, kann der Zuführbereich 20 mit einer Spritzgussmaschine 48 zur Herstellung der Vorformlinge ausgestattet sein, was den unkontrollierten Eintrag von Keimen durch die bspw. als Schüttbereiche ausgebildeten ersten, zweiten und dritten Zuführbereiche 12, 14 und 16 (vgl. 1) vermeiden kann. Die Spritzgussmaschine 48 oder Teile von ihr (insbesondere die Vorformling formenden und transportierenden Bereiche) können ebenfalls im Reinraum 44 angeordnet sein. In diesem Fall könnte durch die beim Spritzgussprozess vorhandene Wärme gänzlich auf eine Sterilisation der Behälter verzichtet werden. Durch eine Integration des Spritzgussprozesses in eine Abfüllanlage muss die in dem Vorformling vorhandene Wärme nicht nochmals zusätzlich im Ofen 26 in den Vorformling eingebracht werden. Der Ofen dient dann nunmehr nur noch dem Auftragen eines Temperaturprofils auf den Preform oder Vorformling. Allgemein kann man hier auch von einer Temperiereinheit sprechen, da es u.U. auch möglich ist, dass nur noch bestimmte Teile des Preforms/Vorformlings abgekühlt werden müssen, wenn noch genügend Wärme vom Spritzgussprozess übrig ist. Insbesondere sind dann auch hier die Schienen der Zuführung 20 temperiert.
Auch bei den übrigen Komponenten gilt der oben erwähnte Grundsatz, dass die Vermeidung komplexerer Formen und Gestaltungen bei allen Förder- und Anlagenkomponenten die CIP-Reinigung bzw. Sterilisation erleichtert und die Handhabung des sich über weite Anlagenabschnitte erstreckenden Reinraums 46 ermöglicht. Sowohl für die in 1 gezeigte Variante mit ringförmigem Reinraum 44 im Bereich des Heizrades 26 als auch für die in 2 gezeigte Variante mit umfassendem Reinraumbereich 46 sorgt der erste Förderstern 22 vorzugsweise für den notwendigen Teilungsverzug der Vorformlinge, so dass deren Abstand im Bereich der Heizeinrichtung 24 nicht mehr vergrößert werden muss. Sinnvollerweise entspricht die im Heizrad 26 bestehende Teilung der für die nachfolgende Blas- oder Streckblaseinrichtung 30 erforderlichen Teilung, was den Vorteil hat, dass der Streckblaseinrichtung 30 keine separate Abstandserzeugungseinrichtung vorgeschaltet werden muss, welche die bereits erwärmten Behältnisse oder Vorformlige beeinträchtigen oder ggf. beschädigen könnte. Bei Bedarf kann der zweite Förderstern 28 für eine weitere Vergrößerung des Teilungsverzugs sorgen, sofern dies aufgrund der Abstände der Blasstationen 32 am Umfang des Blasrades 30 erforderlich ist.
Der erste Förderstern 22 und/oder der zweite Förderstern 28 können insbesondere eine Gestaltung gemäß einer der 3 bis 10 aufweisen. Das Heizrad 26 kann wahlweise darüber hinaus eine zweite rotierende Schubeinrichtung 88 gemäß 10a und/oder 10b aufweisen. Um ein im Ofen 26 aufgetragenes Wärmeprofil auf die Vorformlinge nicht zu stark zu beeinflussen oder gar zu zerstören, kann der Stern 28 vor dem Blasrad 30 auch anders als gezeigt ausgestaltet sein. So kann der Stern 28 bspw. Mittel aufweisen, mit deren Hilfe die Vorformlinge ausschließlich im Bereich oberhalb eines Tragrings kontaktiert werden.
Neben der in 2 gezeigten Variante ist es auch möglich, die Vorformlinge „offline“ in einer Spritzgussmaschine herzustellen und bspw. im Ofen 26 zu sterilisieren. Zudem ist es möglich, dass eine Sterilisation vor dem Eintritt in den Ofen (bspw. im Sägezahnstern oder in einem weiteren separaten Förderstern direkt vorher) erfolgt oder in einer Vorrichtung zur Sterilisation zwischen dem Ofen 26 und dem Blasrad 30. Der Reinraum muss bei allen Varianten erst an dem Punkt beginnen, ab dem ein steriler Zustand der Behälter vorliegt. Da die Integration der Spritzgussmaschine in die Abfüllanlage sowohl eine Energieeinsparung bzgl. benötigter Wärmeleistung als auch den Vorteil bringt, nur noch wenig Sterilisationsmittel – oder im besten Fall gar keins – einsetzen zu müssen, stellt die Variante nach 2 die günstigste von mehreren möglichen dar.
Die schematische Ansicht der 3 zeigt einen Förderabschnitt 50 der Maschine oder Anlage 10 gemäß 1 oder 2, bei dem die Vorformlinge 52 in rotatorischer Förderbewegung mit einem Teilungsverzug aus der linearen Zuführung der Zuführschiene 20 übernommen werden. Ein solchermaßen ausgestalteter Förderabschnitt ist Stand der Technik bei Maschinen, die nur einen kleinen Teilungsverzug benötigen, da der Abstand der Heizdorne im Ofen relativ klein ist. Auf der schräg nach unten in Richtung zum ersten Förderstern 22 geneigten Zuführschiene 20 werden die Vorformlinge 52 normalerweise mittels der Schwerkraft befördert und rutschen jeweils in den Förderstern 22 nach. Die Zuführschiene 20 mündet annähernd tangential in den ersten Förderstern 22, der einen äußeren Führungsring 54 und eine rotierende Schubeinrichtung 56 mit sägezahnförmigen, regelmäßig voneinander beabstandeten Schubelementen 58 aufweist, deren Abstand für einen Teilungsverzug 60 der in der Zuführschiene 20 ohne Abstände voneinander beförderten Vorformlinge 52 sorgt. Die rotierende Bewegung der Schubelemente 58 entlang des äußeren Führungsrings 54 sorgt mit nur wenigen bewegten Teilen für die Beförderung der Vorformlinge 52 von der antriebslosen Zuführschiene 20 zur Heizeinrichtung 24 (vgl. 1, 2), wobei die Übergabe an einem Aufnahmepunkt 62, an dem typischerweise ein Heizdorn von oben zugeführt wird (nicht dargestellt), ebenfalls in annähernd tangentialer Bewegung 64 vom ersten Förderstern 22 zum nachgeordneten Heizrad 26 erfolgt.
Die 4 verdeutlicht einen erfindungsgemäßen Förderabschnitt 50 der Anlage 10 in schematischer Ansicht, der ebenfalls in den Anlagen gemäß 1 oder 2 eingesetzt werden kann, bei dem die Vorformlinge 52 mittels der rotierenden Schubeinrichtung 56 des ersten Fördersterns 22 in rotatorischer Förderbewegung mit dem Teilungsverzug 60 aus der linearen Zuführschiene 20 übernommen werden und in tangentialer Übergabe 64 an das Heizrad 26 übergeben werden. Dort ist erkennbar, dass das Heizrad 26 einen deutlich größeren Teilkreisdurchmesser 66 aufweist als der erste Förderstern 22. Erkennbar ist zudem auch ein Übergabe- oder Ausleitungsbereich 68, der mit dem Absenkpunkt 62 beginnt, an dem der Heizdorn (hier nicht dargestellt) beginnt, sich auf den Vorformling 52 abzusenken, und der aus dem ersten Förderstern 22 heraus mündet, ggf. unterstützt durch einen optionalen Leitsteg 70, der die Vorformlinge 52 jeweils aus dem Förderbereich des Fördersterns 22 heraus und in den Teilkreis des Heizrades 26 einleitet. Auf dem Abschnitt 68 werden die Vorformlinge beschleunigt und auf einen größeren Abstand zu dem jeweiligen nacheilenden Vorformling gebracht. Nach Erreichen des nötigen Abstandes (der Abstand der Aufnahmen auf dem nachfolgenden Karussell 26) tauchen die sich absenkenden Aufnahmen in die Vorformlinge ein (Ende Bereich 68) und werden aus der Schiene 70, 74 herausgehoben. Insbesondere haben die Schienen 70, 72, 74 im Auslaufbereich 68 jeweils denselben Radius und Radiusmittelpunkt wie das nachfolgende Behandlungskarussell 26. Im Bereich nach dem Abschnitt 68 werden die Vorformlinge angehoben und nur noch von den Aufnahmen des Ofens 26 mit dem Abstand 78 transportiert, welcher größer ist als der Abstand 60. Sowohl der Stern 56 als auch das Behandlungskarussel 26 rotieren insbesondere kontinuierlich.
Es erfolgt hier sozusagen ein doppelter Teilungsverzug der Vorformlinge 52. Einmal im Einlaufbereich in den Förderabschnitt 50 nach der Zuführschiene 20, dem ein weiterer Teilungsverzug nach einem Zurücklegen eines bestimmten Weges innerhalb des Förderabschnitts 50 folgt, wobei der erste Teilungsverzug wie gesagt, Stand der Technik ist und der zweite erfindungswesentlich ist. Der zweite Teilungsverzug kann direkt nach dem ersten Teilungsverzug beginnen oder bspw. erst nach einem Zwanzigstel des Weges, bevorzugt nach einem Zehntel und noch bevorzugter nach einem Drittel des Durchlaufwegs des Förderers 22. Auf den ersten Teilungsverzug kann ggf. auch verzichtet werden; wesentlich ist der Teilungsverzug nach der Übernahme in den Förderabschnitt 50.
Die schematische Draufsicht der 5 zeigt eine Variante des Förderabschnittes 50 gemäß 4, bei der der Teilungsverzug 60 bei der Übergabe der Vorformlinge 52 an das Heizrad 26 im Übergabebereich 68 vergrößert wird. Auch bei dieser Variante werden die Vorformlinge 52 mittels der rotierenden Schubeinrichtung 56 des ersten Fördersterns 22 in rotatorischer Förderbewegung mit dem Teilungsverzug 60 aus der linearen Zuführschiene 20 übernommen und in annähernd tangentialer Übergabe 64 an das Heizrad 26 übergeben. Auch hier schließt sich wiederum der Ausleitungsbereich 68 ungefähr tangential an den äußeren Führungsring 54 des ersten Fördersterns 22 an, so dass die Vorformlinge 52 an das nachgeordnete Heizrad 26 übergeben werden. Die rotierende Schubeinrichtung 56 beschleunigt durch seine Gestaltung jeden einzelnen Vorformling 52 im Ausleitungsbereich 68 und vergrößert seinen Abstand zum jeweils nachfolgenden, im Einteil- und/oder Förderstern 22 rotierenden Vorformling 52, so dass entlang des weiteren Förderwegs des Heizrades 26 ein vergrößerter Teilungsverzug 78 gebildet ist. Die rotierende Schubeinrichtung 56, die wie bei den zuvor gezeigten Ausführungsvarianten ein Teil des Einteil- und/oder Fördersterns 22 ist, weist Schubelemente 58 auf, die jeweils in radialer Richtung verlängert sind und in den Ausleitungsbereich 68 hineinreichen, so dass die Vorformlinge 52 dort durch die gleitende Abwälzbewegung der verlängerten Schubelemente 58 beschleunigt und mit größerem Teilungsverzug 78 in das Heizrad 26 abgegeben werden. Das Teilstück des Schubelements, auf dem die Abwälzbewegung erfolgt, ist insbesondere länger als der Durchmesser des Vorformlings und insbesondere länger als der doppelte Durchmesser des Vorformlings, aber auf jeden Fall so kurz, dass keine Kraft auf einen Vorformling vom Schubelement ausgeübt wird, die ausschließlich senkrecht zur Förderrichtung wirkt. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Elemente 58, zumindest im Moment der Übernahme von Vorformlingen aus der Schiene 20, nur so lang gewählt werden, dass sie nur einen einzigen Behälter mitnehmen. Um längere Schubelemente bereitzustellen, welche auch eine längere Beschleunigungsstrecke und damit einen größeren Teilungsverzug zur Verfügung stellen können, kann ein zusätzliches Stoppelement (nicht gezeigt) vorhanden sein, welches eine Einführung der Behälter in das Karussell 56 intermittierend bewerkstelligt, so dass durch die längeren Schieber nicht zwei Vorformlinge mitgenommen werden. Es wäre aber auch denkbar, die Schubelemente teleskopierbar auszugestalten (nicht gezeigt), so dass sich ihre Länge von der Behälteraufnahme bis hin zum Übergabebereich verlängert. Die Enden der Teleskope könnten jeweils mit Kurvenrollen verbunden sein, welche entlang einer Steuerkurve zur Längenänderung abrollen. Insbesondere könnten diese Kurve und die Kurvenrollen außerhalb eines möglichen Reinraums angeordnet sein und mit entsprechenden Dichtungen abgedichtet werden.
Der übrige Aufbau der in 5 gezeigten Variante des Förderabschnittes 50 mit dem Übergabe- oder Ausleitungsbereich 68 und dem optionalen Leitsteg 70, der die Vorformlinge 52 jeweils aus dem Förderbereich des Fördersterns 22 heraus und in den Teilkreis des Heizrades 26 einleitet, entspricht weitgehend den zuvor gezeigten Varianten. Der weitere Förderweg der Vorformlinge 52 entlang des äußeren Umfangs 72 des Heizrades 26 mit dessen Teilkreisdurchmessers 66 kann wahlweise durch eine äußere Führung 74 und/oder eine innere Führung 76 bzw. durch entsprechende Führungsstege oder -schienen definiert sein, wie dies in 5 angedeutet ist.
Die rotierende Schubeinrichtung 56 unterscheidet sich jedoch in der Gestaltung seiner stabförmigen und sternförmig angeordneten Schubelemente 58, die als Schieber 80 oder Mitnehmer arbeiten und die jeweils eine Länge aufweisen, die deutlich über den äußeren Führungsring 54 des ersten Fördersterns 22 hinausreicht, so dass sich bei der tangentialen Übergabe 64 im Ausleitungsbereich 68 die gewünschte Beschleunigung der Vorformlinge 52 unter Ausbildung des vergrößerten Teilungsverzugs 78 erreichen lässt.
Diese Beschleunigung der Vorformlinge 52 im Ausleitungsbereich 68 lässt sich durch die Länge sowie die Kontur der Schieber 80 beeinflussen, die je nach Bedarf zu gestalten sind, um einerseits die gewünschte Vergrößerung des Teilungsverzugs 60 zu erzielen. Andererseits sollte die Übergabe der Vorformlinge im Ausleitungsbereich 68 an die entsprechenden Schub- oder Förderelemente im Heizrad 26 harmonisch und ohne deutlichen Sprung erfolgen, was durch eine gekrümmte Kontur der Schieber 80 gemäß 8a oder gemäß 8b begünstigt werden kann. Durch eine Krümmung (8a) oder eine winkelige Anstellung (8b) des äußeren Abschnittes 82 jedes Schieber 80 kann sich eine abgeschwächte und weiche Beschleunigung der Vorformlinge 52 im Ausleitungsbereich 68 ergeben, so dass sich der gewünschte größere Teilungsverzug 78 ohne deutlichen Sprung im Bewegungsverlauf der Vorformlinge 52 bei deren Übergabe in das Heizrad 26 herstellen lässt. Insbesondere wird durch eine in den 8a und 8b gezeigte Form des Schiebers zuerst eine beschleunigende Phase der Vorformlinge erreicht mit einer darauf folgenden Phase konstanter Geschwindigkeit. In der Phase mit konstanter Geschwindigkeit werden die Vorformlinge von den Förderelementen des folgenden Karussells 26 übernommen. Die Geschwindigkeit in der zweiten Phase soll insbesondere der Umfangsgeschwindigkeit der Förderelemente des Karussells 26 entsprechen. Weitere, in 8 nicht dargestellte Ausführungsvarianten von Schieberkonturen, die Teil des rotierenden Fördersterns gemäß 5 sind, sind denkbar.
Bei den 3 bis 8b sitzen die Schubelemente bevorzugt etwas unterhalb der inneren „Auflageführung“ 56, so dass gegenüberliegende Seiten der Tragringe der Vorformlinge ständig auf gleicher Höhe aufliegen können und reibungslos an die Schienen 70 und 76 übergeben werden können. Die Schiene 70 kann hierzu dann auf gleicher Höhe unmittelbar an die „Auflageführung“ 56 angrenzen.
Die schematische Darstellung der 6 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Förderabschnittes 50, bei welcher sich der Krümmungsradius des äußeren Führungsringes 54 in Richtung zum Ausleitungsbereich bzw. zum Übergabebereich 68 vergrößert und öffnet, was im Zusammenhang mit den verlängerten Schubelementen 58 bzw. Mitnehmern 80 für den gewünschten Teilungsverzug 60 vor der tangentialen Übergabe 64 sorgt. Der äußere Führungsring 54, ggf. ausgestaltet als Führungsblech 57, kann bspw. eine sich parabelförmig öffnende Kontur entsprechend 6 aufweisen, wodurch die Vorformlinge 52 in der gewünschten Weise in Richtung zur Übergabe 64 an eine nachfolgende Behandlungsmaschine (nicht dargestellt) beschleunigt werden. Nicht gezeigt, aber optional vorhanden, ist auch hier eine innere Schiene, welche die Vorformlinge 52 während und/oder nach Verlassen des Bereichs des Sterns 56 auf der Innenseite führt. Die innere Schiene hätte dann einen konstanten Abstand zur Schiene 54, 57.
Die schematische Darstellung der 7 zeigt eine Variante des Förderabschnittes 50 mit zwei gestaffelten Fördersternen 22 und 56, die in Zusammenwirkung mit einem veränderlich gekrümmten Führungsbereich 54, 57 für einen vergrößerten Teilungsverzug zwischen aufeinander folgenden Vorformlingen 52 sorgen. Die Vorformlinge 52 werden mit einer ersten Teilung I bzw. einem ersten Teilungsabstand I über die gerade verlaufende Führungsschiene 20 dem Förderabschnitt 50 zugeführt, wo sie von einem kleineren Förderstern 22 oder einem Sägezahnstern übernommen und entlang der nicht gleichmäßig gekrümmten Führungsschiene 54 – ggf. als Führungsblech 57 o. dgl. ausgestaltet – befördert werden. Die hierbei gebildete zweite Teilung II ist größer als die erste Teilung I im Zuführbereich 20. Da sich der Krümmungsradius des Führungsbereichs 54 weiter öffnet, kann die dem kleineren Förder- oder Sägezahnstern 22 nachgeordnete rotierende Schubeinrichtung 56 für eine nochmals vergrößerte dritte Teilung III sorgen, die größer ist als die zweite Teilung II, bevor die Vorformlinge 52 in den Übergabebereich 68 geleitet werden und in tangentialer Übergabe 64 an das Heizrad 26 mit seinem Teilkreisdurchmesser 66 oder an eine andere Behälterbehandlungsstation übergeben werden. Nicht gezeigt, aber optional vorhanden, ist auch hier eine innere Schiene, welche die Vorformlinge 52 während und/oder nach Verlassen des Bereichs des Sterns 56 auf der Innenseite führt. Die innere Schiene hätte dann einen konstanten Abstand zur Schiene 54, 57. Die Schubelemente beider Förderer 22 und 56 sind hier insbesondere auf unterschiedlichen Höhen angebracht.
Die schematische Darstellung der 9 zeigt eine weitere Variante des Förderabschnittes 50, bei dem der Teilungsverzug 78 bei der Übergabe der Vorformlinge 52 im Ausleitungsbereich 68 an das Heizrad 26 durch eine exzentrische Anordnung der Drehachse 84 der rotierenden Schubeinrichtung 56 des ersten Fördersterns 22 vergrößert ist. Die gewählte Exzentrizität 86 der rotierenden Schubeinrichtung 56 definiert die effektive Länge der Schubelemente 58 bzw. Schieber 80 im Ausleitungsbereich 68, mit der diese über den Durchmesser des äußeren Führungsrings 54 des ersten Fördersterns 22 ragen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 9 ist die Drehachse 84 mit der Exzentrizität 86 in Richtung zum Ausleitungsbereich 68, d.h. weg vom Zuleitungsbereich der Zuführschiene 20 verschoben, so dass die Beschleunigungsphase der Vorformlinge 52 im Ausleitungsbereich 68 aufgrund der längeren Mitnehmer 80 verlängert ist, wodurch sich ein nochmals vergrößerter Teilungsverzug 78 ergibt.
Grundsätzlich kann der gewünschte Effekt durch Verschiebung der Drehachse 84 der rotierenden Schubeinrichtung 56 in der gezeigten Richtung (Exzentrizität 86) erreicht werden. Die Verschiebung der Drehachse 84 kann wahlweise jedoch auch in Richtung zur Mittelachse des Heizrades 26 erfolgen, was durch die Exzentrizität 86a angedeutet ist. Auch eine ungefähr in die Übergaberichtung 64 verschobene Drehachse 84 (Exzentrizität 86b) kann den gewünschten Effekt erzielen, der sich im Wesentlichen auf die Verlängerung der Mitnehmer 80 im Ausleitungsbereich 68 begründet.
Durch eine Verschiebung der Drehachse 86 der Schubeinrichtung kann zusätzlich erreicht werden, dass nur ein Vorformling aus der Schiene entnommen wird, ohne dass dabei der verlängerte Schieber (vgl. 5, 8) eingefahren oder einzelne Vorformlinge aufgehalten werden müssten. Um hierfür einen maximalen Effekt zu erzielen, kann die Drehachse 86 genau entlang der Linie verschoben werden, die von der Verbindung des Mittelpunkts 84 der Schiene 54 und des Einlaufpunktes der Schiene 20 gebildet wird.
Hier handelt es sich bei dem Bezugszeichen 57 insbesondere nur um ein nicht angetriebenes Führungsblech. Die Schieber 58, 80 werden durch die Schubeinrichtung 56 unterhalb (nicht gezeigt) dieses Bleches 57 rotierend angetrieben. Im Gegensatz dazu können bei den 3 bis 8b die Scheibe 56 und die Schubelemente fest miteinander verbunden werden. Als Variante könnte dort das Blech 57 aber auch feststehend sein.
Die beiden schematischen Darstellungen der 10 zeigen eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Förderabschnittes 50, bei dem der Teilungsverzug 78 im Ausleitungsbereich 68 bei der Übergabe der Vorformlinge 52 an das Heizrad 26 mittels einer alternativen Ausführungsvariante einer rotierenden Schubeinrichtung 88 vergrößert wird. Hierbei umfasst die rotierende Schubeinrichtung 88 einen separaten Mitnehmerstern 90, insbesondere die nachgeordnete Förder- und/oder Behandlungsstation, dessen Schubelemente 90 jeweils mit dem Einteil- und/oder Förderstern 22 kämmen und dessen Bewegungsradius schneiden, so dass die Vorformlinge 52 bereits vor Erreichen des Ausleitungsbereichs 68 von den Schubelementen 90 erfasst und beschleunigt werden und im weiteren Förderverlauf im Bereich des Heizrades 26 entlang dessen Führungen 74 und 76 befördert werden. Die zweite rotierende Schubeinrichtung 88 mit den sternförmig angeordneten Schubelementen 90, deren Abstand voneinander im Bereich der inneren Führung 76 des Heizrades 26 den Teilungsverzug 78 der Vorformlinge definiert, kann wahlweise Teil des Heizrades 26 sein und eine gemeinsame Drehachse mit diesem aufweisen, wie dies in der 10a und der 10b angedeutet ist. Alternativ hierzu sind auch Gestaltungen möglich, bei denen die rotierende Schubeinrichtung 88 eine abweichende Lagerung aufweist, um bspw. mit einer definierten Exzentrizität eine modifizierte Beschleunigung im Ausleitungsbereich 68 zu erzielen.
Gemäß 10b kann die rotierende Schubeinrichtung 88 jeweils Fingerpaare aufweisen, wobei jedem der Schubelemente 90 ein vorauseilendes Anlageelement 92 zugeordnet ist, so dass die Vorformlinge 52 jeweils mit geringem Spiel oder auch annähernd spielfrei zwischen den Schub- und Anlageelementen 90 und 92 geführt sind, wenn sie in Richtung des Ausleitungsbereichs 68 beschleunigt werden. Die Anlageelemente 92 sind wie die Schubelemente 90 jeweils als sternförmig angeordnete Finger ausgebildet, wobei die Schubelemente 90 auch als Schubfinger bezeichnet werden können, während die Anlageelemente 92 auch als Stopperfinger bezeichnet werden können. Die Anlageelemente 92 der zweiten rotierenden Schubeinrichtung 88 sorgen dafür, die Vorformlinge 52 in definierte Lage oder Laufrichtung zu bringen und verhindern, dass der Stoß bei der Kontaktierung des Vorformlings 52 durch den Schubfinger 90 den Vorformling 52 zu weit nach vorne drängt und dadurch ein teilweise undefinierter Vorschub entsteht. Die Anlageelemente 92 können federnd gelagert sein und die Behälter oder Vorformlinge 52 in Richtung des Schubelements 90 drängen.
Die schematische Schnittansicht der 11 zeigt einen Teil des Förderabschnittes 50, bei dem der Transport der Vorformlinge 52 in einem abgeschirmten, ringförmigen Reinraum 44 erfolgt (vgl. hierzu auch 1). Erkennbar ist hier im rechten Bereich der Darstellung die rotierende Schubeinrichtung 56 mit ihren Schubelementen 58 zur rotierenden Förderung der Vorformlinge 52 innerhalb des äußeren Führungsrings 54. Ein Halter 94 für diesen äußeren Führungsring 54 bzw. die Führungsschiene, die den Bewegungsradius der Vorformlinge 52 nach außen begrenzt, kann bspw. unterhalb der Vorformlinge 52 verlaufen und in einer zylindrischen Wand 96 oder einer senkrechten Abstützung des ersten Fördersterns 22 (stehender Teil) gehalten sein. Ein Antriebsmotor 98 treibt über eine vertikale Welle 100 die rotierende Schubeinrichtung 56 an, die je nach Ausgestaltung auch als Sägezahnstern bezeichnet werden kann. Eine fluidische Ringdichtung 102 schirmt die Lagerteile sowie den Antriebsmotor 98 des Antriebes der Schubeinrichtung 56 gegen den Reinraum 44 ab.
Der linke Bereich der Darstellung zeigt Teile des Heizrades 26, wobei die Schnittebene der 11 den Anfang des Ausleitungsbereichs 68 verdeutlicht. Das gezeigte Schubelement 90, das am Vorformling 52 von außen (von links) angreift, ist Teil der (optional zu verstehenden) zweiten rotierenden Schubeinrichtung 88 gemäß 10, die konzentrisch mit dem Heizrad 26 rotiert und die Vorformlinge 52 im Ausleitungsbereich 68 und bei der Übergabe 64 (3) an das Heizrad 26 der Heizeinrichtung 24 beschleunigt, um den vergrößerten Teilungsverzug 78 zu realisieren, der für das Temperieren und Beheizen der Vorformlinge 52 mittels relativ voluminöser Heiztaschen 104 oder Resonatoren o. dgl. erforderlich ist. Die Vorformlinge 52 werden im Heizrad 26 in anderer Position in Umfangsrichtung mittels der von oben in die Mündungsöffnungen der Vorformlinge 52 eintauchenden Heizdorne 106 nach unten in die Heiztaschen 104 abgesenkt, was aufgrund deren Baugröße den vergrößerten Teilungsverzug 78 erforderlich macht. Der Heizdorn 106 ist über einen Faltenbalg 108 gegenüber dem ringförmigen Reinraum 44 abgeschirmt, während für die Abtrennung des im Heizrad 26 angeordneten Reinraumes 44 gegen die Wand 96 bzw. die übrigen Baugruppen des Förderabschnittes 50 weitere fluidische Dichtungen 110 und 112 vorgesehen sind. Der Faltenbalg 108 sorgt für die Abtrennung des Heizdorns 106 vom Reinraum 44, wenn der Vorformling 52 nach unten in den Eintauchbereich der Heiztasche 104 bzw. des Resonators abgesenkt wird.
Die 12 zeigt in einer weiteren Schnittansicht den Förderabschnitt 50 gemäß 11 mit verschiedenen Einrichtungen und Komponenten zur Sterilisation des ringförmigen Reinraums 44 (1) bzw. von Abschnitten des umfassenden Reinraums 46 (2) mit allen darin befindlichen Förderbehältern und Maschinenkomponenten. Da der übrige Aufbau der Darstellung der 11 entspricht, werden die dort gezeigten Komponenten nicht nochmals im Detail erläutert.
Wie es die 12 zeigt, ist der Heizdorn 106 mit einem zentralen Kanal 114 zum Einführen von Sterilisationsflüssigkeit in den Vorformling 52 ausgestattet. Eine um die Mündung des Heizdorns 106 angeordnete Glocke 116 sorgt für eine Umleitung des Sterilisationsmittels, insbesondere Wasserstoffperoxid, vom Innenraum des Vorformlings 52 auf dessen Außenflächen sowie auf dessen Gewinde, wodurch eine umfassende Sterilisation ermöglicht ist. Eine im Heizrad 26 angeordnete zusätzliche Sprüheinrichtung 118 bzw. Sprühdüse ergänzt die Außenentkeimung des Vorformlings 52 und kann zudem für eine Sterilisation und Reinigung der Mitnehmerelemente 90 und 92 der zweiten rotierenden Schubeinrichtung 88 sowie der Schubelemente 58 der ersten rotierenden Schubeinrichtung 56. Unterhalb der schräg nach oben gerichteten Sprüheinrichtung 118 befindet sich eine geneigte Ablauffläche 120, die für ein Ablaufen der Reinigungsflüssigkeit und/oder Sterilwasser nach unten sorgen kann. Wie es die 12 andeutet, befindet sich die geneigte Ablauffläche 120 vorzugsweise zu beiden Seiten der Heiztasche 104 und umgibt diese in konischer Form, wodurch die Reinigungsflüssigkeit insbesondere in den Eintauchbereich 122 der Heiztasche 104 geleitet werden kann, an deren Unterseite sich eine weitere geneigte Ablauffläche 124 befindet, so dass die Reinigungsflüssigkeit gesammelt und zu einer Ringleitung 126 geführt werden kann, die vorzugsweise mit allen Heizstationen verbunden sein kann, so dass eine zentrale Ableitung der Reinigungsmittel erfolgen kann.
Weitere Sprüheinrichtungen 128 und 130 befinden sich in Nähe der Antriebsachse des ersten Fördersterns 22, wobei eine der Sprüheinrichtungen 128 an einer oberen Abdeckung angeordnet und nach unten gerichtet ist, während die andere Sprüheinrichtung 130 innerhalb der Motorwelle 100 angeordnet ist. Beide Sprüheinrichtungen 128 und 130 dienen dem Einleiten von Sterilisationsmittel und zur Sterilisation des ersten Fördersterns 22 im Sterilisationsmodus der Anlage 10. Ein solcher Sterilisationsmodus kann in regelmäßigen Zeitabständen von z.B. vierundzwanzig oder achtundvierzig Stunden für einen begrenzten Zeitraum von bspw. ca. zwei Stunden für eine komplette Sterilisation der Reinraumbereiche 44 bzw. 46 mit einer geeigneten Sterilisationsflüssigkeit sorgen, die typischerweise unter erhöhter Temperatur durch die Kanäle 114 und Sprüheinrichtungen 118, 128 und 130 eingebracht und durch die Ringleitung 126 weitgehend vollständig wieder abgeleitet wird. Alternativ oder zusätzlich kann durch die gleichen oder andere Düsen eine Schaumreinigung mit anschließender Sterilwasserbeaufschlagung des Reinraums erfolgen. Für die Vorformlinge wird jedoch in erster Linie Wasserstoffperoxid verwendet, was insbesondere in dampfförmigem Zustand aufgetragen wird.
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.
Bezugszeichenliste

10: Anlage, Maschine
12: erste Zuführeinheit
14: zweite Zuführeinheit
16: dritte Zuführeinheit
18: Sortiereinheit
20: Zuführschiene
22: erster Förderstern
24: Heizeinrichtung
26: Heizrad
28: zweiter Förderstern
30: Blas-/Streckblaseinrichtung
32: Blasstation
34: weiterer Förderstern
36: weiterer Förderstern
38: weiterer Förderstern
40: weiterer Förderstern
42: Füllstation
44: Reinraum, ringförmiger Reinraumbereich
46: Reinraum, vergrößerter Reinraumbereich
48: Spritzgussmaschine
50: Förderabschnitt
52: Vorformling
54: äußerer Führungsring, stationäre Schiene
56: rotierende Schubeinrichtung, Auflageführung
57: Führungsblech
58: Schubelement
60: Teilungsverzug
62: Aufnahmepunkt, Absenkpunkt
64: tangentiale Übergabe
66: Teilkreisdurchmesser (Heizrad)
68: Ausleitungsbereich, Übergabebereich
70: Leitsteg
72: äußerer Umfang (Heizrad)
74: äußere Führung (Heizrad)
76: innere Führung (Heizrad)
78: vergrößerter Teilungsverzug
80: Mitnehmer, Mitnehmerelement, Schieber
82: äußerer Abschnitt (Mitnehmer)
84: Drehachse
86: Exzentrizität
86a: Exzentrizität
86b: Exzentrizität
88: zweite rotierende Schubeinrichtung
90: Schubelement
92: Anlageelement, Stopperelement
94: Halter
96: Wand, Wandabschnitt
98: Antriebsmotor
100: Welle
102: fluidische Dichtung
104: Heiztasche
106: Heizdorn
108: Faltenbalg
110: fluidische Dichtung
112: fluidische Dichtung
114: Kanal
116: Glocke
118: Sprüheinrichtung
120: Ablauffläche
122: Eintauchbereich
124: Schrägfläche
126: Ringleitung
128: Sprüheinrichtung
130: Sprüheinrichtung
I: erste Teilung, erster Teilungsabstand, erster Teilungsverzug
II: zweite Teilung, zweiter Teilungsabstand, zweiter Teilungsverzug
III: dritte Teilung, dritter Teilungsabstand, dritter Teilungsverzug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 2007022386 A1 [0003]
DE 102009047536 A1 [0003]
DE 102008020116 A1 [0004]
DE 102008022705 A1 [0004]
EP 0907595 A1 [0004]
DE 10154203 A1 [0005]

Claims

Förderabschnitt (50) einer Anlage (10) zur Behälterförderung, -behandlung und/oder -handhabung, mit einem rotierenden Einteil- und/oder Förderstern (22) zur regelmäßigen sequenziellen Beförderung einer Vielzahl von regelmäßig zugeführten Behältern entlang eines Umfangssegments mittels rotierender Schubelemente (58, 90), die jeweils definierte Abstände voneinander aufweisen, die größer sind als die Behälterabstände in einem Zuführabschnitt (20), mit einem ungefähr tangential an das Umfangssegment anschließenden Ausleitungsbereich (68), von dem aus die Behälter an eine nachgeordnete Förder- und/oder Behandlungsstation übergeben werden, gekennzeichnet durch eine rotierende Schubeinrichtung (56, 88), welche jeden einzelnen Behälter zumindest im Ausleitungsbereich (68) bzw. Übergabebereich beschleunigt und seinen Abstand zum jeweils nachfolgenden, im Einteil- und/oder Förderstern (22) rotierenden Behälter verändert, insbesondere vergrößert.
Förderabschnitt nach Anspruch 1, der mindestens eine stationäre Schiene (54) aufweist, auf der sich ein an den Behältern angeformter Flansch, insbesondere ein Tragring, bei der Förderung abstützt, wobei die Schiene (54) mindestens zwei Bereiche mit jeweils unterschiedlichen Krümmungen aufweist, wobei der erste Krümmungsbereich einen Krümmungsradius aufweist, dessen Mittelpunkt ungefähr mit einem Zentrum des Einteil- und/oder Fördersterns (22) zusammenfällt, und wobei der zweite Krümmungsbereich einen Krümmungsradius aufweist, dessen Mittelpunkt ungefähr mit einem Zentrum der nachgeordneten Förder- und/oder Behandlungsstation zusammenfällt.
Förderabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die rotierende Schubeinrichtung (56) ein Teil des Einteil- und/oder Fördersterns (22) ist, dessen Schubelemente (58) in radialer Richtung verlängert sind und in den Ausleitungsbereich (68) hineinreichen.
Förderabschnitt nach Anspruch 3, bei dem der Einteil- und/oder Förderstern (22) eine exzentrische Lagerung (86, 86a, 86b) gegenüber dem Umfangssegment zur Lenkung der Behälter aufweist.
Förderabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die rotierende Schubeinrichtung (88) einen separaten Mitnehmerstern umfasst, dessen Schubelemente (90) mit dem Einteil- und/oder Förderstern (22) kämmen und/oder dessen Bewegungsradius schneiden.
Förderabschnitt nach Anspruch 5, bei dem die rotierenden Schubeinrichtungen (90) des separaten Mitnehmersterns (88) die Behälter vor Erreichen des Ausleitungsbereichs (68) übernehmen und beschleunigen.
Förderabschnitt nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Schubeinrichtung (88) jeweils Fingerpaare (90, 92) aufweist, zwischen denen die Behälter befördert werden.
Förderabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der Teil einer Anlage (10) zur Herstellung von Kunststoffbehältern aus Vorformlingen (52) und/oder zur Abfüllung von Flüssigkeiten in die Behälter ist und einen rotierenden Einteil- und/oder Förderstern (22) zur regelmäßigen sequenziellen Beförderung einer Vielzahl von Vorformlingen (52) zwischen einer Zuführschiene (20) und einer Ofenzuleitung umfasst.
Förderabschnitt nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die Schubeinrichtung (88) durch ein Heizrad (26) mit Heizdornen (106) zur Aufnahme der Vorformlinge (52) vom Einteil- und/oder Förderstern (22) gebildet ist.
Förderabschnitt nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die Zuführschiene (20), der Einteil- und/oder Förderstern (22) sowie das Heizrad (26) einer Blasstation (32) zur Blasformung oder Streckblasformung von Kunststoffbehältern aus den Vorformlingen (52) vorgeordnet sind.
Förderabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Kontaktpunkte der Schubelemente (58, 90) zu den Behältern und Haltemittel (106) der nachgeordneten Förder- und/oder Behandlungsstation zumindest bereichsweise eine in Umfangsrichtung des Einteil- und/oder Fördersterns (22) weitgehend gleiche Position und Geschwindigkeit aufweisen.
Förderabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Einteil- und/oder Förderstern (22) zumindest teilweise in einem weitgehend keimfrei gehaltenen Reinraum (44, 46) rotiert und/oder in diesen eintaucht, welcher Reinraum (44, 46) insbesondere Teil einer Heizeinrichtung (24) oder dieser zugeordnet ist.
Förderabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem ein Antrieb (98) des Einteil- und/oder Fördersterns (22) außerhalb des Reinraums (44, 46) angeordnet ist.
Förderabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem mindestens ein Mittel zur Beaufschlagung des Einteil- und/oder Fördersterns (22) mit einem Reinigungs- oder Sterilisationsmedium, insbesondere eine Düse (118, 128), innerhalb des Reinraums (44, 46) zur Reinigung und/oder Sterilisation des Einteil- und/oder Fördersterns (22) angeordnet ist.
Förderanlage mit einer Einrichtung zum thermischen konditionieren von Vorformlingen, einer Einrichtung zum Umformen von Vorformlingen zu Behältern und einer Einrichtung zum Befüllen und Verschließen von umgeformten Behältern, wobei sowohl die Einrichtung zum thermischen konditionieren und die Einrichtung zum Umformen von Vorformlingen zu Behältern als auch die Einrichtung zum Befüllen und Verschließen der Behälter in einem Reinraum angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage einen Förderabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst.
Förderanlage nach Anspruch 15, die eine zusätzliche Sterilisationseinheit zum Sterilisieren der Vorformlinge aufweist.