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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hohlkörperherstellungsmaschine zur Herstellung von Hohlkörpern gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1, 14.
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Stand der Technik
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Hohlkörperherstellungsmaschinen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Beispielsweise gibt es Blasmaschinen zur Herstellung von Kunststoffbehältnissen, z. B. PET-Flaschen, bei welchen eine Vielzahl von Blasstationen auf einem rundlaufenden Transportrad angeordnet sind und bei welchen erwärmte Vorformlinge kontinuierlich in die Blasstationen eingegeben werden, um diese – nach dem Schließen der Blasform und dem Abdichten mittels einer Blasdüse – gegen die Innenwände der Blasform mittels Druckluft zu expandieren. Hierbei kann grundsätzlich nochmals unterschieden werden, ob es sich um einen sog. Einstufenprozess handelt, bei dem eine Blasmaschine derart mit einer Vorformlingsherstellungsmaschine (z. B. durch einen Spritzguss-, Compression-Molding- oder Extrusionsprozess) verbunden ist, sodass die Vorformlinge ohne eine weitere Abkühlung direkt nach ihrer Formgebung in einer Blasmaschine weiterverarbeitet werden können oder ob es sich um einen sog. Zweistufenprozess handelt, bei dem die Vorformlinge nach ihrem Herstellungsverfahren zunächst zwischengelagert werden und somit in kaltem Zustand vorliegen und in einem weiteren davon getrennten Prozessschritt zunächst unmittelbar vor dem eigentlichen Blasprozess durch eine Heizeinrichtung erwärmt werden. Ebenfalls sind stationäre Blasmaschinen zur Herstellung von Kunststoffbehältnissen aus dem Stand der Technik bekannt, welche im Taktbetrieb arbeiten.
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Zur Bereitstellung von Druckluft befindet sich üblicherweise auf jeder Blasstation eine Ventileinheit, die die Zuleitung und auch (meistens) die Ableitung von Blasluft zu und aus den Hohlkörpern mittels Ventilen steuert.
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Ebenfalls ist es bekannt, besagte Vorformlinge zunächst mit einem ersten Druck und zumindest zeitweise gleichzeitigem Recken mittels einer Reckstange vorzublasen und die Vorformlinge anschließend mit einem zweiten Druck, der größer ist als der erste Druck, fertigzublasen, wobei hierzu meistens zwei Druckluftspeicher, für den ersten und den zweiten Druck, vorhanden sind und zwei den jeweiligen Druckluftspeichern zugeordnete Ventile zum Freigeben der Leitung vom Druckluftspeicher in den zu formenden Vorformling an der jeweiligen Ventileinheit an der Blasstation angebracht sind. Üblicherweise ist auch ein zusätzliches Ventil zur Ableitung der Druckluft in einen Schalldämpfer vorgesehen.
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Die drei Ventile sind üblicherweise in der Ventileinheit derart angeordnet, dass sie alle an einen gemeinsamen Hohlraum angrenzen, welcher mit dem Hohlkörper verbunden ist, dem sogenannten Totraumvolumen. Mit dieser Anordnung muss sowohl beim Vorblasen mit geringem Druck als auch beim Fertigblasen mit hohem Druck immer der gemeinsame Totraum mit „nicht genutzter” Druckluft befüllt werden. Da die Ventile durch den für sich selbst benötigten Platz auseinander gelegt werden müssen, ist der Totraum derzeit relativ groß. Aufgrund dieser Größe des Totraums ist somit auch der Luftverbrauch hoch.
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Unter anderem werden beim sogenannten Heatset-Prozess hohle Reckstangen eingesetzt, durch welche Luft unter hohem Druck während und/oder nach dem Blasprozess gegen den (materialreichen) Boden des Behälters geblasen wird, um diesen zu kühlen. Die Luftzufuhr in die Reckstangen wird ebenfalls von Ventilen gesteuert, welche beispielsweise ebenfalls Bestandteil der Ventileinheit sind.
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Weiterhin ist es aus der
WO 2011/079917 A1 bereits bekannt, ein Ventil in der Reckstangenspitze einer Reckstange anbringen. Dieses Ventil wird dabei über einen in der hohlen Reckstange angeordneten Stößel betätigt. Zudem ist in der Blasform ein Drucksensor vorhanden, der die Bewegung des Stößels steuert. Das Ventil an der Reckstangenspitze ist auch hinsichtlich des Totraums günstig.
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Auch in der
DE 10 2011 012 751 A1 ist ein Ventil in einer Reckstangenspitze offenbart, bei welchem es sich um ein Rückschlagventil mit Kugel und Druckfeder handelt.
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In der
WO 12104019 A1 hingegen ist ein in einer Reckstange angebrachtes Steuerventil gezeigt, welches eine Betätigungseinrichtung in Form einer in der Reckstange untergebrachten Magnetspule umfasst, durch die ein Verschlussring gegen die Wirkung einer Feder bewegt werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hohlkörperherstellungsmaschine zur Verfügung zu stellen, bei welcher ein Ventil in der Reckstangenspitze möglichst einfach betätigt werden kann.
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Die obige Aufgabe wird durch eine Hohlkörperherstellungsmaschine und ein Verfahren gelöst, die die Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 14 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprüche beschrieben.
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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hohlkörperherstellungsmaschine umfassend mindestens eine Blasform, innerhalb derer Hohlkörper mittels Beaufschlagung durch ein unter Druck stehendes Medium herstellbar sind, mindestens eine Ventileinheit, welche mit der Blasform derart in Wirkverbindung steht, dass das Medium zu einem sich in der Blasform befindenden, zu formenden Vorformling von mindestens zwei Ventilen zu- bzw. ableitbar ist, mindestens einer zumindest bereichsweise hohlen Reckstange zur Dehnung der Vorformlinge in Richtung ihrer Längsachse, wobei die Reckstange in Fluidverbindung mit einem Druckspeicher oder einem Auslass steht und von einem Antrieb positionierbar ist und mindestens einem in einer Reckstangenspitze angeordneten Ventil.
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Erfindungsgemäß ist das Ventil durch den Antrieb der Reckstange betätigbar.
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Der Antrieb für die Reckstange ist insbesondere außerhalb der Blasform angeordnet und ist insbesondere ca. im Bereich der Höhe des dem Blasformboden abgewandten Endes der Reckstange angeordnet.
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Unter einem Hohlkörper wird dabei eine Flasche, ein Vorformling oder irgendeine Zwischenstufe bei der Herstellung einer Flasche aus einem Vorformling verstanden. Weiterhin sind ebenso andere Container, Dosen, Kanister, Spritzen, Tanks, Bälle, Tassen, Becher und der gleichen umfasst. Der Hohlkörper besteht dabei insbesondere aus Kunststoff, insbesondere aus PET, PP oder aus einem anderen Kunststoff.
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Unter Reckstangenspitze ist nicht nur das unmittelbare Ende, das dem Blasformboden zugewandt ist, zu verstehen, sondern der Bereich der Reckstange, welcher sich während des Umformvorgangs zumindest zeitweise innerhalb der Blasform befindet. Um den Totraum innerhalb der Reckstange zu minimieren ist das Ventil insbesondere in einem Bereich von 10 cm, bevorzugt 5 cm, besonders bevorzugt 3 cm, angeordnet, welcher beim unmittelbaren Ende der Reckstange beginnt und sich entlang der Längsachse in Richtung Ventileinheit erstreckt.
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Als Blasform bezeichnet man in der Regel zumindest die beiden Blasformhälften, die in ihrem Inneren eine Kavität ausbilden, welche zumindest einen Teil der Negativform des fertigen Hohlkörpers, insbesondere einer gewünschten Flasche, darstellen. Bevorzugt stellt der (Blasform-)Boden einen dritten Teil dar, der die Kontur des Flaschenbodens vorgibt und ebenfalls zur Blasform gezählt wird. Die Blasform besteht also insbesondere aus drei Hauptteilen. In manchen Fällen kann der Boden aber auch in ein Seitenteil oder in beide Seitenteile integriert sein.
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Unter einer zumindest bereichsweise hohlen Reckstange ist eine Reckstange zu verstehen, die zumindest bereichsweise einen im wesentlichen rohrförmigen Körper darstellt, so dass durch den Hohlraum im Inneren der Reckstange ein gasförmiges oder flüssiges Medium in Richtung des Flaschenbodens geleitet werden kann. Das von der Blasform abgewandte Ende der Reckstange ist in der Längsrichtung der Stange bevorzugt geschlossen.
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Als Längsachse wird sowohl die Längsachse der Reckstange als auch die Längsachse des Hohlkörpers bezeichnet. Es handelt sich hierbei insbesondere zumindest zeitweise um dieselbe Achse.
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Vorteilhaft ist das Ventil austauschbar, insbesondere derart, dass die Reckstangenspitze lösbar mit dem Rest der Reckstange verbunden ist.
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Dies hat den Vorteil, dass ein defektes Ventil leicht durch ein neues ersetzt werden kann ohne dass hierbei die gesamte Reckstange erneuert werden muss.
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Vorteilhafterweise ist die Reckstangenspitze durch einen Schnellwechselmechanismus, wie z. B. einen Bajonette-Verschluss mit der Reckstange selbst verbunden. Es kann aber auch eine Schraubverbindung vorgesehen sein. Insbesondere befindet sich ein Dichtelement zwischen den austauschbaren Teilen.
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Es kann alternativ oder zusätzlich auch nur das Ventil sein, welches austauschbar ist – insbesondere derart, dass ein Ventilkolben und/oder ein Teil, an welchem eine Dichtfläche des Kolbens vorhanden ist, austauschbar ist. Ebenfalls können auch sowohl der Kolben als auch das die Dichtfläche aufweisende Teil zusammen in einer Einhausung vorgesehen werden. In dem Fall ist insbesondere die ganze Einhausung austauschbar gestaltet.
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Bevorzugt ist ein Steuerkolben des Ventils durch eine Feder, insbesondere durch eine Druckfeder, vorgespannt.
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Bei der Feder kann es sich um einen pneumatischen Druck, eine magnetische oder um eine mechanische Feder, insbesondere um eine Stahlfeder handeln.
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Der Steuerkolben ist insbesondere in Längsachsenrichtung zum Öffnen und Schließen des Ventils beweglich gelagert.
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Dadurch dass der Steuerkolben durch eine Feder vorgespannt ist und somit das Ventil im Regelfall geschlossen ist („normally closed”), kann u. a. verhindert werden, dass das Ventil durch den in der Flasche anstehenden Druck oder durch die Resultierende Kraft aus der auf den Vorformling wirkenden Reckkraft (sofern nicht gewünscht) betätigt werden kann. Insbesondere ist die Feder derart ausgelegt, dass sie beiden Kräften derart entgegenwirkt, dass das Ventil normal geschlossen bleibt.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Ventil derart ausgelegt sein, dass es durch einen in der Reckstange anstehenden Druck des Blas- oder Spülmediums in der Schließstellung gehalten wird. Bei der Alternativvariante ist die Reckstange bevorzugt mit dem Druckspeicher höchsten Drucks verbunden.
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Insbesondere steht der relativ zur Reckstange bewegliche Ventilkolben des Ventils oder ein mit ihm verbundenes Teil aus dem Ende der Reckstange heraus und kann somit durch Berührung mit dem Vorformling oder dem Blasformboden betätigt (bewegt) werden, insbesondere um einen Hub, welcher so groß wie der Überstand des Kolbens oder des Teils relativ zum Reckstangenende ist.
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Insbesondere weisen die Reckstange bzw. das Ventil mindestens einen Austrittskanal zum Leiten des Mediums in Richtung des Hohlkörpers auf.
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Die Reckstange bzw. das Ventil weisen vorteilhafterweise mindestens zwei Austrittskanäle auf, die bevorzugt gegenüberliegend und/oder ringförmig um die Längsachse der Reckstange angeordnet sind.
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Bevorzugt wird das Medium durch den Austrittsaustrittskanal in Richtung des Bodens der Flasche geleitet. Besonders bevorzugt leiten die Austrittskanäle das Medium in Richtung der Füße des Bodens der Flasche bzw. in Richtung der Stellen des Bodens der Flasche, die schnell bzw. intensiv gekühlt werden müssen (beispielsweise der Anspritzpunkt und/oder Zugbänder). Die Kühlung kann während und/oder bevorzugt nach dem eigentlichen Formvorgang einsetzen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Ventil nach dem Blasvorgang betätigbar, wobei das Ventil insbesondere ein Recyclingventil darstellt.
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Insbesondere fährt die Reckstange beispielsweise nach Beendigung des Reckvorgangs noch weiter nach unten, so dass sie schließlich auf dem Blasformboden auftritt, wobei natürlich der Flaschenboden zwischen Reckstange und Blasformboden eingeklemmt wird. Bei dem Auftreffen wird der Steuerkolben gegen die Federkraft in Richtung der Feder (oder des Drucks bei der Alternativvariante) bewegt, so dass sich das Ventil in seiner geöffneten Stellung befindet. Das Ventil bleibt dabei so lange geöffnet, bis die Reckstange wieder zurück gefahren wird und somit der Steuerkolben nicht mehr von der Bodenform in das Innere der Reckstange gedrückt wird. In dieser Zeit kann beispielsweise der Recyclingprozess oder ein Spülprozess stattfinden. Der Steuerkolben sitzt demnach wieder auf dem Ventilsitz des Ventils, wodurch der Austrittskanal verschlossen wird.
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Weiterhin können zwei Ventile in der Reckstange, insbesondere in der Reckstangenspitze vorgesehen sein, wobei die Ventile ringförmig und/oder koaxial zueinander angeordnet sind.
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Bei einer koaxialen Anordnung können die Ventile auch versetzt entlang der Reckstangenlängsrichtung angeordnet werden. Die Kolben der Ventile können dabei mit unterschiedlichen Federkräften beaufschlagt werden, so dass sie zeitlich nacheinander geöffnet werden. Die beiden Ventile sind in diesem Fall vom selben (Reckstangen-)Antrieb betätigbar.
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Es können insbesondere auch drei oder vier Ventile in der Reckstange vorgesehen sein.
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Bevorzugt ist das Ventil durch Berührung des Steuerkolbens mit dem Hohlkörper betätigbar, wobei der Hohlkörper gleichzeitig den Blasformboden berührt.
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Der Steuerkolben des Ventils wird demnach durch Berührung mit dem Boden, welcher hierbei aus dem Boden des Hohlkörpers und dem Blasformboden besteht, betätigt. Durch das Auftreffen des in der Reckstangenspitze angeordneten Steuerkolbens auf dem Boden wird dieser in das Innere der Reckstange entlang ihrer Längsachse geschoben, so dass die Austrittskanäle freigegeben werden. Daraufhin kann das Medium aus der Reckstange nach außen treten, um den Flaschenboden oder die Flasche selbst zu kühlen beziehungsweise alternativ um das unter Druck stehende Medium in der Flasche durch die Reckstange hindurch zu recyceln.
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Vorteilhafterweise ist das Ventil ein von einem Sensor auslösbares Ventil.
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Bei dem Sensor handelt es sich vorzugsweise um einen berührungsfreien Näherungssensor. Das Ventil ist beispielsweise ein Magnetventil. Das Ventil wird bei Verwendung eines Sensors geschalten ohne dass der Steuerkolben den Flaschenboden bzw. den Blasformboden berührt. Die Ansteuerung des Ventils findet bei einem bestimmten, vorgegebenen Abstand zwischen der Reckstangenspitze und dem Flaschenboden bzw. dem Blasformboden statt. Der Sensor kann kapazitiv ausgelegt sein oder durch Infrarotstrahlung auslösbar oder auch mittels einer Lichtschranke. In diesem Fall wird das Ventil nur mittelbar über den Antrieb der Reckstange betätigt.
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In einer Blasdüse ist beispielsweise ein weiteres Ventil vorhanden, welches durch den Antrieb der Blasdüse betätig bar ist.
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Insbesondere kann zusätzlich der Antrieb der Blasdüse für ein Öffnen eines Ventils verwendet werden. Das Ventil in der Blasdüse kann analog zum Ventil in der Reckstangespitze betätigt werden, indem der Steuerkolben des Ventils durch eine Feder vorgespannt ist und das Ventil durch Berührung des Steuerkolbens mit dem Vorformling, genauer gesagt mit der Oberkante des Necks oder mit dem Tragring, oder mit der Blasform betätigt wird. Zusätzlich zur Federkraft wird das Ventil noch durch den innen anstehenden Druck des Mediums geschlossen gehalten, bis die Betätigung des Ventils erfolgt.
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Die Betätigung bei Berührung mit dem Vorformling hat den Vorteil, dass das Ventil nicht geöffnet wird, sofern kein Vorformling in der Blasform ist. Somit kann verhindert werden, dass das Medium verschwendet wird.
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Es ist auch daran gedacht, das Ventil als Blasdüse auszuführen, welche sowohl den Vorformling als auch eine Mediumzufuhr abdichten kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Blasdüse und die Reckstange gekoppelt, so dass nur ein gemeinsamer Antrieb vorhanden ist, wobei das Ventil in der Blasdüse und das Ventil in der Reckstangenspitze von dem gemeinsamen Antrieb betätigbar sind.
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Um einen gemeinsamen Antrieb zu ermöglichen, müssen Blasdüse und Reckstange gekoppelt sein, so dass sie gemeinsam bewegt werden können. Dies kann beispielsweise durch einen an der Reckstange angeordneten Mitnehmer für die Blasdüse erfolgen. Der Mitnehmer koppelt sich insbesondere nach einem bestimmten Hub der Reckstange in Richtung des Vorformlings aus. Insbesondere ist die Blasdüse in Richtung des Vorformlings federvorgespannt. Die Vorspannung kann mechanisch, magnetisch oder pneumatisch erfolgen.
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Vorteilhaft sind der Antrieb der Reckstange und/oder der Antrieb der Blasdüse kraftgesteuert und/oder weggesteuert, bevorzugt ein elektrischer bzw. elektromagnetischer Antrieb, besonders bevorzugt ein Linearmotor oder ein drehender Servomotor mit Kopplungselement für eine lineare Bewegung, beispielsweise eine Kugelgewindespindel.
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Bei der Hohlkörpermaschine handelt es sich bevorzugt um eine kontinuierlich rotierende Maschine, welche insbesondere um eine vertikale Achse rotiert, und auf welcher entlang des Umfangs eine Vielzahl von Blasstationen angeordnet ist.
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Bei der Hohlkörperherstellungsmaschine handelt es sich insbesondere um eine kontinuierlich arbeitende Streckblasmaschine, an der eine Vielzahl von Blasstationen angeordnet sind und in die temperierte, reagenzglasförmige Vorformlinge aus Kunststoff, insbesondere PET, eingegeben und in den Blasstationen zu Flaschen umgeformt werden. Die Blasstationen können hierbei gleichmäßig verteilt entlang des Umfangs eines Blasrades angeordnet sein. Die Vorformlinge werden während des Blasens kontinuierlich in der Form der Blasstation entlang eines kreisförmigen Transportpfads transportiert. Bei solchen Hohlkörperherstellungsmaschinen wird die Druckluft von einem stationär angeordneten Kompressor über einen Kanal einer Drehverbindung in einen drehenden Teil der Maschine hineingeführt und insbesondere bei Nutzung eines reinen Wiedergewinnungsspeichers über einen weiteren Kanal in der Drehverbindung zur weiteren Verwendung wieder hinausgeführt. Der Kompressor kann sich in manchen Ausführungsformen auch auf dem Blasrad befinden.
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Bei dem Ventil in der Reckstange handelt es sich bevorzugt um ein Sitzventil, ein Kolbenventil oder ein Wegeventil. Insbesondere ist das Ventil als steuerbares Sitzventil ausgebildet.
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Es wäre auch möglich, dass das Ventil lediglich als steuerbares Rückschlagventil ausgebildet ist. Beispielsweise könnte eine Steuerung durch einen im Blasformboden eingebrachten Magneten erfolgen.
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Insbesondere kann beim Einsatz der Erfindung auf schlecht in der relativ dünnen Reckstange anzubringende Ventilansteuerungen, wie z. B. große Vorsteuerventile, verzichtet werden.
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Als Medium kann beispielsweise ein kompressibles Gas verwendet werden. Insbesondere kann Luft, gefilterte Luft, Sterilluft, entzündbare Gase wie Wasserstoff, ein Wasserdampf-Luftgemisch, Stickstoff, ein Gemisch aus Sterilisationsmittel und Luft oder dergleichen verwendet werden. Es können aber auch inkompressible Medien wie Wasser, Sterilwasser oder Produkt (Cola, Bier, Tee) zum Einsatz kommen. Ebenso sind Kombinationen aus den genannten Medien möglich. Ein Hohlkörper kann auch mit verschiedenen Medien nacheinander geformt werden. So können sich die Medien in unterschiedlichen Druckspeichern unterscheiden.
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Insbesondere werden zwei Strömungswege für das Medium in den Bereich des Hohlkörpers bereitgestellt, wobei ein Strömungsweg im Bereich einer Mündung des Hohlkörpers endet und von der Blasdüse gebildet wird und ein weiterer Strömungsweg in der Nähe des der Mündung des Hohlkörpers gegenüberliegenden Endes, insbesondere des Bodens, endet und durch eine in den Hohlkörper einfahrbare Stange, insbesondere eine Reckstange, bereitgestellt wird.
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Insbesondere ist das erfindungsgemäße Ventil in der Reckstange unmittelbar mit einem Druckspeicher verbunden. Unmittelbar heißt in diesem Fall, dass keine weiteren steuerbaren Ventile zwischen dem Ventil und dem Druckspeicher vorhanden sind.
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Bei einem Druckspeicher kann es sich um einen Ringkanal handeln, welcher das Medium hauptsächlich auf verschiedene Blasstationen verteilt. Das Speichervolumen kann also sehr begrenzt sein.
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Bei einem Druckspeicher kann es sich auch um einen reinen Verteiler handeln.
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Neben dem erfindungsgemäßen Ventil in der Reckstange können noch weitere Ventile zur Druckmediumzufuhr bzw. -abfuhr in einer Ventileinheit angeordnet werden, welche mit der Blasdüse verbunden ist.
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Insbesondere befindet sich die Ventileinheit in Längsrichtung der Reckstange gesehen auf einer Höhe zwischen dem dem Boden zugewandten Ende und dem dem Boden abgewandten Ende der Reckstange. Sie befindet sich insbesondere höhenmäßig zwischen dem Antrieb der Reckstange und der Blasform. Insbesondere ist die Ventileinheit als Block ausgebildet, in oder an dem eine Vielzahl von Ventilen angeordnet ist. Insbesondere ist innerhalb des Blocks ein insbesondere vertikales Loch vorgesehen, durch welches die Reckstange zumindest zeitweise ragt. Es wäre aber auch denkbar, den Ventilblock seitlich an der Blasstation anzuordnen, so dass die Reckstange seitlich an diesem Block vorbeigeführt wird.
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Die Blasdüse ist insbesondere rohrförmig ausgebildet. Insbesondere ist die Reckstange koaxial zur Blasdüse angeordnet und durchstößt diese in deren Mitte.
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Bei den Antrieben für die Ventile der Ventileinheit kann es sich um pneumatische, elektrische, elektromagnetische, magnetische oder um mechanische Antriebe handeln. Es können hierzu Direktantriebe, Linearmotoren, Servomotoren, Piezoelemente, Kurvensteuerungen oder als pneumatischer Antrieb ausgestaltete Vorsteuerventile verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Ventil an der Reckstangenspitze kann nicht nur zum Spülen oder Kühlen oder zu Recyclingzwecken eingesetzt werden, sondern auch zum ganz normalen Expansion des Hohlkörpers.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Umformen eines Vorformlings in eine Flasche mittels eines unter Druck stehenden Mediums gelöst, welches folgende Schritte, insbesondere der Reihenfolge nach, umfasst:
- a) Einbringen eines Vorformlings in eine Blasform
- b) Öffnen eines zweiten Ventils und Leiten eines unter einem zweiten Druck stehenden Mediums von einem zweiten Druckspeicher zu dem Vorformling
- c) Bewegen einer zumindest bereichsweise hohlen Reckstange entlang ihrer Längsachse in Richtung des Blasformbodens mittels eines Antriebs
- d) Absperren der Verbindung vom zweiten Druckspeicher zu dem Vorformling durch das zweite Ventil
- e) Öffnen eines ersten Ventils und Leiten eines unter einem ersten Druck stehenden Mediums von einem ersten Druckspeicher zu dem Vorformling
- f) Absperren der Verbindung vom ersten Druckspeicher zu dem Vorformling durch das erste Ventil
- g) Öffnen des ersten, des zweiten und/oder eines dritten Ventils und Leiten eines in der Flasche unter Druck stehenden Mediums durch eines der drei Ventile zurück in einen Druckspeicher oder in einen Auslass in die Atmosphäre
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Erfindungsgemäß wird zumindest eines der Ventile durch den Antrieb der Reckstange betätigt.
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Beim ersten und beim dritten Ventil handelt es sich insbesondere um ein Hochdruckventil, beim zweiten Ventil um ein Niederdruckventil. Die konstruktive Ausgestaltung kann aber bei allen Ventilen gleich sein. Beim zweiten Ventil kann es sich auch um ein Hochdruckventil handeln.
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Das Ventil, welches durch den Antrieb der Reckstange betätigt wird, befindet sich insbesondere an der Reckstangenspitze.
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Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Antrieb der Reckstange um einen kraftgesteuerten und/oder weggesteuerten Antrieb, bevorzugt um einen elektrischen bzw. elektromagnetischen Antrieb, besonders bevorzugt einen magnetisch wirkenden Linearmotor oder einen Servomotor.
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Insbesondere ist parallel zum zweiten Ventil ein Ventil angeordnet, welches mit einem Auslass für das Medium in die Atmosphäre (bevorzugt über einen Schalldämpfer) verbunden ist.
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Insbesondere handelt es sich beim Reckstangenventil um das erste Ventil. Auf diese Weise kann ein Spülen bzw. Kühlen und/oder ein vollständiges Ausformen des Hohlkörpers unter sehr hohem Druck erfolgen.
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Gleichzeitig zu einem Spülen oder Kühlen über ein Ventil in der Reckstange kann ein weiteres Ventil geöffnet sein, welches insbesondere mit der Blasdüse verbunden ist, um so einen Durchfluss über den Hohlkörper zu erzeugen.
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Insbesondere wird durch die hohle Reckstange ein Druck zugeführt, welcher höher ist als der Druck des zweiten Mediums von einem zweiten Druckspeicher.
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Bei dem Druck handelt es sich beispielsweise um den Fertigblasdruck, welcher typischerweise in einem Bereich von 5 bis 45, insbesondere von 15 bis 35 bar liegt.
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Bevorzugt ist die hohle Reckstange eine Spülstange, wobei ein unter einem ersten Druck stehendes Medium in Richtung durch einen Austrittskanal geleitet wird, um den Boden der Flasche zu kühlen.
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Unter einer Spülstange ist eine Reckstange zu verstehen, die hohl ist und durch welche ein Medium in Richtung des Bodens der Flasche geleitet wird, um diesen zu kühlen. Der Austrittskanal bzw. die Austrittskanäle sind dabei bevorzugt derart angeordnet, dass gezielt bestimmte Bereiche des Flaschenbodens gekühlt werden, wie z. B. die Füße und/oder der Bereich des Anspritzpunkts des Flaschenbodens. Es können aber auch andere Bereiche des Hohlkörpers gekühlt werden, wie z. B. ein Griffbereich bei einer Flasche.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird in einer Reckstangenspitze ein Ventil angebracht und ein Durchfluss des Mediums durch die Reckstange ist durch die Position der Reckstange steuerbar. Dies wird insbesondere durch unterschiedliche Positionen des Ventilkolbens des Reckstangenventils erreicht, über welche der Querschnitt der Ventilöffnung eingestellt werden kann.
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Insbesondere sind folgende Verfahrensschritte durchführbar:
- – Fahren der Reckstange in eine erste Position innerhalb des Hohlkörpers zur Reckung des Hohlkörpers
- – Fahren in eine zweite Position innerhalb der Blasform, welche näher am Blasformboden liegt als die erste Position, wodurch das Ventil der Reckstange um einen Wert zwischen (einschließlich) 1% und 99% geöffnet wird
- – Fahren in eine dritte Position innerhalb der Blasform, welche näher am Blasformboden liegt als die zweite Position, wodurch das Ventil der Reckstange weiter geöffnet wird als in der zweiten Position Das Einnehmen der zweiten und dritten Position ist in der Reihenfolge variabel.
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Das Fahrprofil der Reckstange ist insbesondere über eine Steuerung frei vorgebbar und kann bei der Herstellung unterschiedlicher Hohlkörper variieren. Insbesondere ist für jede Art von Hohlkörper ein eigenes Verfahrprofil der Reckstange in der Steuerung hinterleg- und abrufbar. Das Verfahrprofil kann sich aus Wegen oder Kräften oder Kombinationen davon zusammensetzen.
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Es wäre auch denkbar, die eingesetzte Blasform mittels eines Durchflussmessers zu erkennen
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Insbesondere ist der Antrieb der Reckstange mit der Steuerung des Ventils derart gekoppelt, dass möglichst wenig Medium verbraucht wird bzw. dass möglichst viel Medium recycelt wird. Beim Recyclen muss das Ventil beispielsweise möglichst lange bzw. mit einem möglichst großen Durchfluss offen gehalten werden, so dass das in der Flasche enthaltene Medium durch die Reckstange in den zweiten Druckspeicher oder einen Recyclingdruckspeicher geleitet werden kann.
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Wenn die Reckstange mit einem Druckspeicher verbunden ist, dessen Druck zwischen dem des ersten Druckspeichers (Fertigblasen) und dem des zweiten Druckspeichers (Vorblasen) liegt, so wäre folgendes Verfahren denkbar:
- – Fahren der Reckstange in eine erste Position innerhalb der Blasform zur Reckung des Hohlkörpers bei zumindest zeitweise gleichzeitiger Herstellung einer Verbindung des zweiten Druckspeichers mit dem Hohlkörper zum Vorblasen
- – Fahren der Reckstange in eine zweite Position innerhalb der Blasform, welche näher am Blasformboden liegt als die erste Position, wodurch das Ventil der Reckstange geöffnet wird und wodurch der Hohlkörper weiter expandiert wird
- – Fahren der Reckstange in eine dritte Position innerhalb der Blasform, welche weiter vom Blasformboden entfernt ist als die zweite Position, wodurch das Reckstangenventil geschlossen wird
- – Herstellung einer Verbindung vom ersten Druckspeicher zum Hohlkörper, wobei der Hohlkörper voll ausgeformt wird
- – Fahren der Reckstange in eine vierte oder die zweite Position innerhalb der Blasform, welche näher am Blasformboden liegt als die erste und die dritte Position, wodurch das Ventil der Reckstange geöffnet wird und wodurch ein Anteil des Blasmediums in den Druckspeicher mittleren Drucks zurückgeführt wird
- – Optional kann noch das erste Ventil vor einem Ablass des Mediums in die Atmosphäre geöffnet werden, um in zwei Stufen zu recyceln.
- – Herausfahren der Reckstange aus dem Hohlkörper
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Die Schritte erfolgen insbesondere in der angegebenen Reihenfolge.
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Das Medium im ersten Druckspeicher befindet sich im Fall der Formung von PET-Flaschen im Zweistufenprozess typischerweise unter einem Druck von 5 bis 45, insbesondere von 15 bis 35 bar. Der Druck im ersten Druckspeicher ist höher als der Druck im zweiten Druckspeicher oder der Atmosphäre. Wird das eingangs erwähnte Vorblasen verwendet und dafür ein Druckspeicher bereitgestellt, so beträgt dieser Druck typischerweise zwischen 3 und 25 bar, insbesondere zwischen 5 und 20 bar. Die Druckangaben sind nicht einschränkend und können je nach den Ausprägungen des fertigen Hohlkörpers sehr stark variieren.
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Die Verwendung von Druckspeichern niedrigeren Drucks ist nicht nur zur Steuerung des Aufblasprozesses (Vorblasen) nötig, sondern kann insbesondere zusätzlich relevant zur Druckmediumwiederverwendung sein – insbesondere bei kompressiblen Medien wie Luft. Nach dem Fertigformen des Hohlkörpers unter dem höchsten Druck aus dem ersten Druckspeicher kann – nach vorhergehender Öffnung des Verbindungsventils und bevorzugt Schließen des ersten Ventils – durch Öffnung eines Ventils, welches mit einem Druckspeicher geringeren Drucks verbunden ist, das Medium von dem Hohlkörper in einen Druckspeicher geringeren Drucks zurückströmen, bevor am Ende des Blasvorgangs der verbleibende Rest des Mediums im Hohlkörper (und den Kanälen) in die Atmosphäre entlassen wird. Während der Wiedergewinnung von Druckmedium in einen Druckspeicher niedrigeren Drucks ist das erste Ventil insbesondere geschlossen, es kann aber auch geöffnet werden (bzw. eine Zeit lang offen bleiben), wenn ein Durchströmen von Medium im Hohlkörper, beispielsweise zu Kühlungszwecken, gewünscht ist.
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Letztere Variante kann insbesondere dann eingesetzt werden, wenn auch zwei Strömungswege bereitgestellt werden, die an unterschiedlichen Positionen innerhalb des zu formenden Hohlkörpers münden. Bei Streckblasmaschinen kann ein Durchströmen des Hohlkörpers mit Medium mittels einer hohlen, insbesondere unten offenen, Reckstange erfolgen, durch welche das Medium zuerst zum Boden des Hohlkörpers gelangt und anschließend über einen zweiten Strömungsweg, insbesondere eine die Reckstange ringförmig umgebende Blasdüse im Bereich einer Mündung des Hohlkörpers, weiterströmt, bis zum Erreichen des Druckspeichers geringeren Drucks. Es kann auch ein Durchspülen des Hohlkörpers von einem Druckspeicher hohen oder niedrigen Drucks gegen den Auslass erfolgen, bevorzugt soll jedoch beim Spülen ein gewisser Druck im Hohlkörper vorhanden sein, weswegen bevorzugt ein Spülen von einem Druckspeicher in einen Druckspeicher niedrigeren Drucks realisiert wird. Die Varianten in diesem Absatz sind auch möglich, wenn wie oben beschrieben, nur ein zweites Ventil an einen Druckspeicher angeschlossen ist oder aber auch wenn beliebig viele zweite Ventile, also das dritte etc. an weitere Druckspeicher angeschlossen sind.
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Unabhängig davon, ob ein zeitweise kontinuierliches Durchströmen von Medium im Hohlkörper realisiert wird, kann ein Recycling von dem Medium entweder einstufig oder mehrstufig stattfinden. Beim mehrstufigen Recycling wird nach dem Formen des Hohlkörpers unter dem höchsten Druck insbesondere das Ventil geöffnet, dessen zugeordneter Druckspeicher den zweithöchsten Druck aufweist, anschließend das Ventil, dessen zugeordneter Druckspeicher den dritthöchsten Druck u. s. w.. Es findet in anderen Worten ausgedrückt ein kaskadenförmiger Druckabbau im Hohlkörper statt.
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Bei der Zuleitung von recyceltem Medium von den Druckspeichern beim nächsten Hohlkörper einer anderen Blasstation der Hohlkörperherstellungsmaschine (wenn die Druckspeicher von zwei Blasstationen verbunden sind), kann der Blasdruck wieder kaskadenförmig im Hohlkörper aufgebaut werden. Die Ventile werden dann im Vergleich zur Wiedergewinnung in umgekehrter Reihenfolge geöffnet. Wenn zwischen dem Vorblasen und dem Fertigblasen noch Medium aus einem weiteren Druckspeicher in den Hohlkörper geleitet wird, spricht man von dem oben genannten Zwischenblasen. Auf diese Weise wird immer ein Druckluftgefälle bereitgestellt, durch welches das Medium in den Hohlkörper strömen kann.
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Insbesondere kann auch ein, insbesondere zweites, Ventil vorhanden sein, welches an einen reinen Wiedergewinnungsspeicher angeschlossen ist. Aus diesem kann das Medium beispielsweise anderen Druckspeichern zugeführt werden, wenn diese nicht einen nötigen Solldruck aufweisen, oder beispielsweise einer Druckluftquelle, insbesondere in eine Vorstufe eines mehrstufigen Druckluftkompressors, oder beispielsweise einer Flaschenbodennachkühlungseinheit, welche mittels Druckluftdüsen den fertigen Hohlkörper, insbesondere an dessen Boden kühlt. Ebenfalls können Antriebe der Maschine selbst oder Antriebe anderer Maschinen einer Abfüllanlage beispielsweise mit dem Druckmedium versorgt werden. Insbesondere weist der reine Wiedergewinnungsspeicher einen niedrigeren Druck im Vergleich zu allen Druckspeichern, aus denen das Medium zum Formen verwendet wird, auf. In dem Fall kann das Medium keinem anderen solchen Druckspeicher zugeführt werden.
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Insbesondere sind alle ersten Ventile mit Druckspeichern verbunden, die alle höhere Drücke aufweisen als die zweiten Druckspeicher, mit denen die zweiten Ventile verbunden sind.
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Weiterhin können auch zwei Ventile als Auslass dienen, welche gleichzeitig öffenbar sind. Eines dient zur Sicherheit, falls das andere ausfällt.
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Wenn eine schnelle Entlüftung zur Senkung der Prozesszeit gewünscht ist, kann (können) ein (oder zwei) Auslassventil(e) auch als ein erstes Ventil ausgeprägt sein, bevorzugt werden Auslassventile aber als zweite Ventile eingesetzt.
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Insbesondere ist das erste Ventil ein Sitzventil mit einem beweglichen Kolben, welcher auf einer Seite eine mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Dichtfläche aufweist, mit welcher ein Strömen des Mediums von einem Druckspeicher in den zu formenden Hohlkörper in mindestens einem Betriebszustand unterbrochen wird und welcher eine der Dichtfläche gegenüberliegende Steuerfläche aufweist, über welche der Kolben mittels Beaufschlagung durch einen Steuerdruck bewegbar ist.
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Insbesondere ist die Hubbewegung zumindest eines der Ventile der Schaltungseinheit parallel zu einer Vorformlingslängsachse und/oder zu einer Längsachse bzw. Bewegungsrichtung einer Reckstange.
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Figurenbeschreibung
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Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Hohlkörperherstellungsmaschine.
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2a und 2b zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht.
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3a und 3b zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht.
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4 zeigt eine Blasstation der erfindungsgemäßen Hohlkörperherstellungsmaschine in einer Schnittansicht Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet sein kann und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Hohlkörperherstellungsmaschine 100. In diesem Ausführungsbeispiel ist sie als kontinuierlich arbeitende Streckblasmaschine ausgeführt. Vorformlinge V werden über einen sogenannten Sägezahnstern 140 einer Vorrichtung zur Temperierung 150 zugeführt, in der die Vorformlinge V mittels auf einer umlaufenden Kette angeordneten Heizdornen durch einen nicht näher dargestellten Heiztunnel, bestehend aus einer Vielzahl von Infrarotheizstrahlern und gegenüberliegenden Reflektoren, kontinuierlich durchgeführt werden. Bei der Vorrichtung zum Temperieren 150 kann es sich auch um einen Rundläufer handeln, an dessen Umfang eine Vielzahl von Erwärmungsstationen wie Mikrowellenresonatoren oder Heiztaschen angebracht sind (nicht gezeigt). Nach der Temperierung werden die Vorformlinge V von Greifern 131, welche auf einem Einlaufstern 130 umlaufen, an ein Blasrad 170 übergeben, auf dessen Umfang eine Vielzahl von Blasstationen Bs angeordnet ist, wobei jede Blasstation eine Blasform 4 aufweist. Nach dem Formgebungsprozess in der Blasstation Bs werden die fertig geblasenen Flaschen F von einem Entnahmestern 120 entnommen. Anschließend erfolgt ein Transport der Flaschen F zu einer nicht gezeigten Etikettierung, Abfüllung und Verpackung. Die Transportwege der Vorformlinge V und der Flaschen F sind jeweils mit Pfeilen angedeutet.
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Die einzelnen Blasstationen Bs werden über einen Kompressor 160 mit mehreren Kompressorstufen 161, mit einem gasförmigen Medium, hier Druckluft, versorgt. In der ersten Stufe (rechts dargestellt) wird Luft auf einen Druck von beispielsweise 5 bar komprimiert, in der nächsten Stufe auf 10 bar und so weiter, bis sie nach der Endstufe einen Druck von 45 bar aufweist. Sodann wird die Luft über eine Zuführleitung 162 einem Drehverteiler 165 zugeführt, welcher den stationären Teil der Hohlkörperherstellungsmaschine 100 mit dem drehenden Teil (Blasrad 170) verbindet. Auf dem Drehverteiler 165 sitzen ebenfalls mehrere nicht dargestellte Druckminderer, welche den vom Kompressor 160 bereitgestellten Druck auf unterschiedliche Druckniveaus für ebenfalls auf dem Blasrad 170 angebrachte Ringleitungen S1 bis S3 reduzieren. Die Ringleitungen S1, S2, S3 dienen als Druckspeicher und -verteiler für die einzelnen Blasstationen Bs auf dem Blasrad 170. In Ringleitung S3 wird ein Vorblasdruck von beispielsweise 10 bar bereitgestellt, in Ringleitung S2 ein Zwischenblasdruck von beispielsweise 20 bar und in Ringleitung S1 ein Fertigblasdruck von beispielsweise 35 bar. Jede Blasstation Bs umfasst dabei eine Ventileinheit 5, welche mit den einzelnen Ringleitungen S1, S2, S3 verbunden ist und welche die einzelnen Ringleitungen S1, S2, S3 mit dem aufzublasenden Vorformling V verbindet. Nach dem Abdichten des Vorformlings V mittels einer Blasdüse (nicht gezeigt) wird dieser nacheinander und in folgender Reihenfolge mit den einzelnen Ringkanälen verbunden: S1, S2, S3. Nach dem fertigen Expandieren wird die Luft aus der Flasche F – immer noch unter dem Fertigblasdruck stehend – zuerst wieder in den Ringkanal S2 zurückgeführt, vorteilhafterweise so lang, bis der Druck in der Flasche F annähernd den Druck im Ringkanal S2 erreicht hat. Anschließend wird die Luft in der Flasche F – jetzt annähernd unter dem Druck des Ringkanals S2 stehend – dem Kanal S3 zugeführt. Es kann auch vorteilhaft sein, zuerst den Vorblaskanal S3 für eine Rückführung der Luft zu nutzen, wenn sichergestellt werden soll, dass in diesem immer ein Mindestdruck bereitgestellt werden soll. Auch kann die Rückführzeit über den Druck in einem Kanal S2, S3, S4 mittels eines nicht dargestellten Drucksensors geregelt werden. Auf die Druckminderer, welche den Druck für die Kanäle S2 und S3 zur Verfügung stellen, könnte während der Produktion auch verzichtet werden, wenn genügend Luftmenge recycelt wird, für ein Anfahren der Blasmaschine sind sie jedoch von Vorteil.
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Anstatt nun die verbleibende Luft über einen Auslass E an die Atmosphäre entweichen zu lassen, wird die Blasluft anschließend nochmals bis zu einem Niveau von 3–5 bar in den Kanal S4 zurückgespeist. Da das Vorblasen aus Kanal S3 unter einem gewissen Druck von hier 10 bar den ersten Schritt in der Herstellung des Hohlkörpers darstellen muss, dient der Ringkanal S4 aufgrund seines niedrigeren Druckniveaus in diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich der (Zwischen-)Speicherung von rückgeführter Blasluft aus der Flasche F und nicht zum Blasen. Von dort aus kann die Luft entweder noch auf dem Blasrad 170 beispielsweise Vorsteuerventilen oder anderen Antrieben der Blasstationen (z. B. einem Antrieb für Reckstangen) zur Verfügung gestellt werden oder über eine weitere Leitung und durch den Drehverteiler 165 zurück in den stationären Teil der Maschine über Leitung 163 überführt werden. Von dort kann die Luft beispielsweise in eine Zwischenstufe des Kompressors 161 zurückgespeist oder über Leitung 164 dem Hallendruckluftnetz oder anderen Verwendungen wie einer Flaschenbodennachkühlung oder einer Etikettier- oder Füllmaschine zugeführt werden.
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Die Ringleitungen S1, S2, S3, S4 können auch nur bereichsweise ringförmig ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Ringkanal S1, S2, S3, S4 auch durch zwei halbkreisförmige Hälften gebildet werden. Allgemein sollen im Folgenden die Druckspeicher mit S bezeichnet werden.
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Der bereits erwähnte Auslass E ist an jeder Station Bs vorhanden und dient dem Auslass der verbleibenden 3–5 bar in der Flasche F, bevor die (nicht gezeigte) Blasdüse wieder hochgefahren und die Flasche F entnommen wird.
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2a zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Genauer gesagt ist dabei eine Reckstange 8 dargestellt. Während des Reckvorgangs wird die Reckstange 8 durch einen nicht gezeigten Antrieb, insbesondere durch einen Linearmotor bzw. einen Servomotor, in Richtung ihrer Längsachse X bewegt.
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Schematisch sind weiterhin der Boden 6 einer Blasform sowie der Vorformling V bzw. die (werdende) Flasche F darstellt. Asp kennzeichnet den Anspritzpunkt des Vorformlings in dessen Bodenzentrum. Die Reckstange 8 weist eine Reckstangenbohrung 34 auf, die sich insbesondere entlang der Längsachse X der Reckstange 8 erstreckt. Durch sie kann insbesondere der Boden der Flasche F in einem weiteren Prozessschritt gekühlt werden. Dieser Schritt kann bevorzugt das Fertigblasen darstellen oder auch zusätzlich oder alternativ nach dem Fertigblasen stattfinden. Die Bohrung 34 der Reckstange kann hierfür entweder an einen Druckspeicher S1, S2, S3, S4 oder an den Auslass E angeschlossen werden, je nachdem, welches Druckniveau während des Blas- oder Kühl- bzw. Spülschritts in der Flasche aufrecht erhalten werden soll und in welcher Richtung das kühlende Medium fließen soll. Während des Kühlens wird der oben an der Reckstange 8 anliegende Druckspeicher oder Auslass S1, S2, S3, S4, E mit einem anderen über den Hohlkörper verbunden. Beim Kühlen nach dem Fertigblasen verbleibt die Reckstange 8 eine Zeit lang bevorzugt unten in der Nähe des Bodens der Flasche F.
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Am unteren Ende der Reckstange 8, also am dem Boden 6 der Blasform zugewandten Ende der Reckstange 8, ist das Ventil 20 angebracht. Das Ventil 20 stellt einen Teil der Reckstange 8, insbesondere die Reckstangenspitze 9, dar. An der Reckstangenspitze 9, im Wesentlichen parallel zum Boden 6 der Blasform, ist der Ventilsitz 26 angebracht. Der Steuerkolben 22, welcher vorteilhafterweise im Querschnitt T-förmig ist, ragt dabei in Richtung des Bodens 6 aus der Reckstangenbohrung 34 heraus, welche sich in Richtung der Längsachse X erstreckt. Genauer gesagt befindet sich der senkrecht zur Reckstange angeordnete Bereich des Steuerkolbens 22 innerhalb der Reckstange 8 und der parallel angeordnete ragt durch die Reckstangenbohrung 34 in Richtung des Bodens 6 der Blasform, wobei sich zumindest ein Teil des Steuerkolbens 22 in Richtung der Längsachse X näher am Blasformboden 6 befindet als die Reckstangenspitze 9. In anderen Worten ist der Steuerkolben 22 pilzförmig ausgebildet. Der dickere Teil befindet sich komplett im Volumen der Reckstangenspitze 9 und der Pilzschaft ragt zumindest bereichsweise aus der Reckstangenspitze 9 in Richtung des Bodens 6 heraus. Die innere und äußere Mantelfläche der Reckstange 8 sind im Wesentlichen zylinderförmig.
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Der Bereich des Steuerkolbens 22, der senkrecht zur Längsachse X angeordnet ist, liegt auf der Abdichtfläche 32 des Ventilsitzes 26 auf. Vorteilhafterweise wird die abdichtende Wirkung der Abdichtfläche 32 noch durch eine Dichtung 30 unterstützt, die am Ventilsitz 26 oder am Steuerkolben 22 angebracht ist. Die Abdichtwirkung kann aber auch durch insbesondere verschiedene Materialien von Steuerkolben 22 und Ventilsitz 26 erreicht werden, beispielsweise durch das Zusammenwirken von Stahl und Kunststoff. Insbesondere ist der Kolben 22 aus Kunststoff, insbesondere PET, und die Reckstange 8, 9 aus Stahl gefertigt.
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Das obere Ende des Steuerkolbens 22 ist mit einer Feder 24, insbesondere einer Druckfeder, verbunden. Das andere Ende der Feder ist am Befestigungsring 28 angebracht. Die Federvorspannung ist vorteilhafterweise so groß, dass der Druck, der von außen an der unteren Seite des Kolbens ansteht, nicht ausreicht, um den Steuerkolben 22 zu bewegen und somit das Ventil 20 zu öffnen.
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Der Befestigungsring 28 befindet sich an der Innenseite der Reckstange 8, also ringförmig um die Längsachse X der Reckstange herum. Es handelt sich vorteilhafterweise um einen in der Mitte offenen Befestigungsring 28, der im Bereich der Längsachse X ein Druckluftdurchlass ermöglicht. Am unteren Ende der Reckstange 8 ist weiterhin zumindest ein Austrittsaustrittskanal 10 vorgesehen, durch den die Druckluft in Richtung des Bodens der Flasche F geleitet werden kann. Vorteilhafterweise sind zwei oder mehrere Austrittskanäle 10 angebracht, die ringförmig um die Längsachse X verteilt sind. Besonders bevorzugt zeigen die Austrittskanäle in Richtung der Füße und/oder der Zugbänder des Bodens der Flasche F bzw. in Richtung der Stellen des Bodens der Flasche F, die schnell bzw. intensiv gekühlt werden muss. Wenn mit der gezeigten Konstruktion die Reckstangenspitze 9 nicht auf Anschlag gefahren wird, sondern nur so weit, dass sich das Ventil 20 nicht ganz öffnet, könnte man auch auf die Austrittskanäle 10 verzichten, um Luft aus der Reckstange 8 herauszubekommen.
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In 2b ist eine zweite Position der in 2a dargestellten Reckstange 8 gezeigt. Um von der in 2a gezeigten Position in die in 2b gezeigte Position zu gelangen, wird die Reckstange 8 durch einen nicht gezeigten Antrieb, insbesondere durch einen Linearmotor bzw. einen Servomotor, in Richtung ihrer Längsachse X bewegt und zwar bis die Reckstange 8 den Blasformboden 6 erreicht. Genauer gesagt wird die Reckstange so weit in Richtung ihrer Längsachse X auf den Blasformboden 6 zubewegt, bis das untere Ende der Reckstange 8 auf Boden der Flasche F auftrifft und dieser gleichzeitig am Blasformboden 6 anliegt. Dadurch wird der Steuerkolben 22 entgegen der Federkraft der Feder 24 vom Blasformboden 6 weg bewegt, so dass das Ende der Reckstangenspitze 9 und das untere Ende des Steuerkolbens 22 in einer gemeinsamen Ebene Ey liegen, die senkrecht zur Längsachse X ist. Somit ist der Druckluftweg 12 von der Reckstange 8 durch das Ventil 20 in Richtung des Bodens der Flasche F freigegeben.
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Vorteilhafterweise wird dieses Ventil 20 zum Fertigblasen, zum Kühlen und/oder zum Recyclen verwendet. Beim Recycling strömt die Luft allerdings in die entgegengesetzte Richtung, also aus dem Innenraum der Flasche F durch das Ventil 20 in die Reckstange 8 hinein und wird von dort in eine (nicht gezeigte) Ringleitung S1, S2, S3, S4 weitergeleitet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass zum Vorblasen bzw. zum Fertigblasen normale Ventile der Ventileinheit 5 verwendet werden können und das Ventil 20 in der Reckstangenspitze 9 auch nur für das Recycling. Dies funktioniert, indem die Reckstange 8 erst nach Beendigung des Fertigblasens mit Hilfe ihres Antriebs, der vorzugsweise ein Linearmotor oder ein Servomotor ist, in die in 2b gezeigte Position gefahren wird, so dass die Druckluft aus der Flasche F durch das Ventil 20 in die Reckstange 8 strömen kann.
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Allgemein ist es bei allen Ausführungsformen auch zweckdienlich, die Reckstange 8 immer erst dann hochzuziehen, wenn alle Druckmedium zuführenden Ventile wieder geschlossen sind. So kann der sich in der Flasche F befindliche Raum um das Volumen der Reckstange 8, welches sich auch in der Flasche F befindet, verringert werden.
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Bei dem in den 2a und 2b gezeigten Ventil in der Reckstangenspitze handelt es sich bevorzugt um ein Sitzventil.
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Allgemein ist es auch möglich, die Reckstange 8 mit einem Pneumatikzylinder anzutreiben. In diesem Fall ist man relativ begrenzt, was die Öffnungszeiten des Ventils 20 angeht. Für einen normalen Blasprozess würde es aber ausreichen, wenn das Ventil 20 in der Reckstange 8 mit dem ersten Druckspeicher S in Verbindung steht, da die Verbindung des Hohlkörpers F, V auch ungefähr dann ausgelöst werden soll, wenn die Reckstange 8 am Boden 6 angekommen ist.
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3a zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, welche im Wesentlichen analog zur ersten Ausführungsform ausgebildet ist. Im Unterschied dazu sind die Luftaustrittskanäle 10 nicht unten an der Reckstangenspitze 9 angebracht, um die Druckluft in Richtung des Flaschenbodens zu leiten, sondern beabstandet zur Reckstangenspitze 9, so dass die Druckluft seitlich in Richtung der Wand der Flasche F geleitet werden kann. Ein weiterer Unterschied ist in der Ausbildung des Steuerkolbens 22 zu finden. Der Steuerkolben weist im unteren Bereich ein T-Profil auf, welches ebenso wie im Vorherigen Ausführungsbeispiel im geschlossenen Zustand auf dem Ventilsitz 26 aufliegt. Oberhalb des T-Profils ist der Steuerkolben 22 rohrförmig ausgebildet, wobei im Steuerkolben ringförmige Austrittskanäle 11 vorgesehen sind. Abgedichtet wird das Ventil 20 im geschlossenen Zustand allerdings durch drei ringförmige Dichtungen 36, die derart zwischen dem rohrförmigen Bereich des Steuerkolbens 22 und der Innenseite der Reckstange 8 angebracht sind, dass die sich innerhalb der Reckstange 8 befindliche Druckluft nicht entweichen kann, solange das Ventil 20 geschlossen ist. Es wäre auch denkbar, die Austrittsöffnungen 10 schräg in die Reckstange 8 einzubringen (zwischen einem Winkel von 10 und 80°) in Richtung von Standfüßen einer Flasche F.
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3b zeigt das in 3a dargestellte Ventil 20 in der geöffneten Stellung. Wie auch in der vorherigen Ausführungsform wird die Reckstange 8 durch ihren Antrieb so weit nach unten gefahren, bis die Reckstangenspitze 9 den Flaschenboden berührt und dieser wiederum am Blasformboden 6 anliegt. Bei dieser Bewegung wird der Steuerkolben 22 gegen die Federkraft der Feder 24 entgegen der Bewegungsrichtung der Reckstange 8 bewegt bis die Unterseite der Reckstangenspitze 9 und das untere Ende des Steuerkolbens in der Ebene Ey liegen. Die Ebene Ey ist insbesondere horizontal und wird durch das unterste Ende der Reckstangenspitze definiert, kann aber auch durch die Innenseite des Blasformbodens und durch die Materialdicke des Hohlkörpers definiert werden. Dadurch wird eine Strömungsverbindung zwischen dem Druckluftkanal 11 des Steuerkolbens und dem Druckluftkanälen 10 der Reckstange 8 hergestellt, so dass die Luft aus der Reckstange 8 durch das Ventil 20 austreten kann.
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Bei dem in den 3a und 3b gezeigten Ventil in der Reckstangenspitze handelt es sich bevorzugt um ein Kolbenventil. Es kann aber alternativ auch ein Wegeventil sein, so dass durch die Stellung der Reckstange beeinflusst werden kann, welche Bereiche des Hohlkörpers mit dem Medium beaufschlagt werden. Diese könnten nacheinander mit einer gewünschten Verweildauer angefahren werden.
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4 zeigt eine Blasstation Bs mit einem Antrieb 82 für die Reckstange 8. Der Antrieb 82 ist ein kraft- und weggesteuerter Linearmotor mit vielen Spulen. Die Reckstange ist am Läufer 83 des Linearmotors 82 angebracht, welcher entlang der Längsachse der Reckstange 8 verfahrbar ist. Die Reckstange ist an Druckspeicher S1 angeschlossen, die Ventile des Ventilblocks 5 sind an die Druckluftspeicher 52 bis 54 angeschlossen. Ein weiteres Ventil des Ventilblocks ist an einen nicht gezeigten Schalldämpfer der Blasstation Bs angeschlossen. Die Speicher 52 bis 54 können einzeln über die Ventile des Ventilblocks 5 und die gemeinsam genutzte, rohrförmige Blasdüse 85 mit dem Hohlkörper verbunden werden. Speicher S1 ist über einen Schlauch an die Reckstange 8 angeschlossen. Die Blasform ist mit Zeichen 4, der Blasformboden ist mit Zeichen 6 versehen.
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Gezeigt ist nur eine Blasstation auf dem Blasrad 170, es ist aber eine Vielzahl vorhanden.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- Blasform
- 5
- Ventileinheit
- 6
- Boden, Blasformboden
- 8
- Reckstange
- 9
- Reckstangenspitze
- 10
- Austrittskanal
- 11
- Austrittskanal
- 12
- Druckluftweg
- 20
- Ventil
- 22
- Steuerkolben
- 24
- Feder
- 26
- Ventilsitz
- 28
- Befestigungsring
- 30
- Dichtung
- 32
- Abdichtfläche
- 34
- Reckstangenbohrung
- 36
- Dichtung
- 100
- Hohlkörperherstellungsmaschine
- 120
- Entnahmestern
- 139
- Einlaufstern
- 131
- Greifer
- 140
- Sägezahnstern
- 150
- Temperierung
- 160
- Kompressor
- 161
- Kompressorstufen
- 162
- Zuführleitung
- 163
- Leitung
- 164
- Leitung
- 165
- Drehverteiler
- 170
- Blasrad
- Bs
- Blasstation
- E
- Auslass
- Ey
- Ebene
- F
- Flasche
- S
- Druckspeicher
- S1
- Ringleitung
- S2
- Ringleitung
- S3
- Ringleitung
- S4
- Ringleitung
- V
- Vorformling
- X
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/079917 A1 [0007]
- DE 102011012751 A1 [0008]
- WO 12104019 A1 [0009]
