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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Haltern von Werkstücken, wobei die Anordnung einen Behälter als Werkstück umfasst, der einen Mündungsbereich aufweist, nämlich einen Behälter aus einem thermoplastischen Kunststoff, nämlich einen Vorformling, und wobei die Anordnung weiterhin eine Haltevorrichtung zum hängenden Haltern des Vorformlings umfasst, wobei die Haltevorrichtung einen wenigstens teilweise in den Mündungsbereich des Vorformlings einführbaren Kopf aufweist, an dem umfangsbeabstandet mehrere Klemmelemente zum Aufbringen einer Haltekraft zwischen dem Kopf und einer inneren Oberfläche des Vorformlings im Mündungsbereich angeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur blasformenden Herstellung von Fertigbehältern aus Behältervorformlingen aus einem thermoplastischen Material, mit wenigstens einer Heizeinrichtung zum thermischen Konditionieren der Behältervorformlinge entlang einer Transportstrecke und mit wenigstens einer Umformeinrichtung zum Umformen thermisch konditionierter Behältervorformlinge in den Fertigbehälter unter Einsatz eines druckbeaufschlagten Fluids, und mit einer Anordnung wie im ersten Absatz der Beschreibung angegeben.
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Schließlich betrifft die Erfindung Verwendungen von Anordnungen.
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Der Begriff „Behälter“ umfasst sowohl Behältervorformlinge, nachfolgend auch kurz Vorformlinge oder Preform genannt, als auch die daraus hergestellten Produkte, die zur besseren Abgrenzung gegenüber dem allgemeineren Begriff des Behälters als Fertigbehälter bezeichnet werden.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung sowie gattungsgemäße Haltevorrichtungen und Anordnungen sind aus der
EP 2 753 465 B1 bekannt. Diese Vorrichtung zur Blasformung von Fertigbehältern weist eine Heizstrecke zur Erwärmung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material mit mehreren entlang der Heizstrecke angeordneten Heizeinrichtungen auf und ist mit einer Blaseinrichtung als Umformeinrichtung versehen. Die Blaseinrichtung weist mehrere auf einem rotierbaren Blasrad angeordnete Blasstationen zur Umformung der Vorformlinge in die Fertigbehälter auf, sowie Haltevorrichtungen zum Haltern und zum Transport der Vorformlinge. Die in der
EP 2 753 465 B1 gezeigten Haltevorrichtungen weisen im Bereich ihres in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbaren Kopfes mehrere, nämlich mindestens zwei positionierbare Klemmelemente auf, die mindestens bereichsweise gerundet ausgebildet sind und die entlang eines Außenumfanges des Kopfes relativ zueinander mit einem Abstand angeordnet sind, die also umfangsbeabstandet zueinander angeordnet sind. Mindestens eines der Klemmelemente ist in einer bezüglich einer Längsachse der Haltevorrichtung seitlich am Kopf angeordneten Vertiefung positioniert, wobei die Vertiefung schräg zur Längsachse verlaufende obere und untere Gleitflächen zur Beaufschlagung des Klemmelementes aufweist und wobei der Kopf ein mit der unteren Gleitfläche versehenes Kopfunterteil und ein mit der oberen Gleitfläche versehenes Kopfoberteil aufweist. Diese geschilderten Details der Ausbildung der Klemmelemente und der Haltevorrichtung können optional und mit den in der
EP 2 753 465 B1 angegebenen Vorteilen auch bei der nachfolgend erläuterten Erfindung vorgesehen sein. Der Vorformling ist dabei im Bereich seines Mündungsbereiches im wesentlichen mit einer zylindrischen Innenoberfläche ausgebildet.
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Die
US 4 199 183 A offenbart einen Greifer für Behälter, dessen Kopf in den Behälter eingeführt wird und bei dem am eingeführten Kopfbereich Schwenkhebel angeordnet sind, die sich im ausgeschwenkten Zustand von innen gegen die Behälterschulter abstützen.
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Die
US 3 830 893 A zeigt eine Vorrichtung zum Umformen von Vorformlingen in Behälter.
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Bei einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat), innerhalb einer Blasmaschine, also innerhalb einer Vorrichtung zur blasformenden Herstellung von Fertigbehältern aus Vorformlingen, unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Fertigbehälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der
DE 43 40 291 A1 erläutert. Die einleitend erwähnte Einleitung des unter Druck stehenden Gases umfasst auch die Druckgaseinleitung in die sich entwickelnde Behälterblase sowie die Druckgaseinleitung in den Vorformling zu Beginn des Blasvorganges. Es sind auch andere Fluide zur Blasformung bekannt, insbesondere auch die Verwendung des in den Fertigbehälter abzufüllenden Füllgutes als Blasfluid. Die nachfolgende allgemeine Beschreibung erfolgt gleichwohl am Beispiel einer mit Druckgas arbeitenden Blasmaschine, ohne dass sich die Erfindung auf solche Blasmaschinen beschränkt.
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Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälterformung wird in der
DE 42 12 583 A1 beschrieben. Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der
DE 23 52 926 A1 erläutert.
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Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Fertigbehälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bekannt ist die Verwendung von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen und die Verwendung von Klemmdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.
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Eine Handhabung von Fertigbehältern und Vorformlingen unter Verwendung von Übergaberädern wird beispielsweise in der
DE 199 06 438 A1 bei einer Anordnung eines Übergaberades zwischen einem Blasrad und einer Ausgabestrecke und eines weiteren Übergaberades zwischen der Heizstrecke und dem Blasrad beschrieben.
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Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgussverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Fertigbehälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgusstechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.
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Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, nämlich auf einem sogenannten Blasrad, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.
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Die für einen Transport der Vorformlinge verwendeten Transportdorne können noch nicht allen Anforderungen gerecht werden, die an einen sicheren Transport der Vorformlinge mit hoher Transportgeschwindigkeit gestellt werden. Insbesondere die Transportdorne, die in einen Mündungsbereich der Vorformlinge eingeführt werden, besitzen noch eine Reihe von Mängeln. Bekannte Klemmdorne sind in der Regel aus einem harten Kern ausgebildet, auf den außenseitig ein O-Ring aus einem Elastomer aufgesteckt ist. Bei einem Einführen des Klemmdornes in den Mündungsbereich des Vorformlings hinein wird der O-Ring elastisch verformt und führt zu einer Fixierung des Vorformlings am Klemmdorn.
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Eine derartige Halterung der Vorformlinge erweist sich bei zunehmender Betriebsdauer als unzuverlässig. Zum einen unterliegen die Innendurchmesser der Vorformlinge Fertigungstoleranzen, die zu unterschiedlichen Klemmkräften fuhren. Darüber hinaus verändert sich die Elastizität und somit die erzeugte federnde Kraft des elastomeren Materials mit zunehmender Alterung sowie in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Temperatur. Es ist auch nicht möglich, vorsorglich eine zu große Spannung auf den Mündungsbereich aufzubringen, da eine derartig große Spannung zu Verformungen des Mündungsbereiches führen würde. Aufgrund dieser Eigenschaften der elastomeren Materialien ist damit zu rechnen, dass eine mehr oder weniger große Anzahl von Vorformlingen von den Klemmdornen herunterfällt und nicht für eine nachfolgende Blasverformung zur Verfügung steht.
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In der
DE 10 2005 011 805 A1 wird bereits ein steuerbares Klemmelement beschrieben, das aus einem elastomeren Material besteht und als federartiges Hohlprofil ausgebildet ist. Gegenüber der Verwendung von Vollprofilen, beispielsweise in der Form von O-Ringen, konnten hiermit zwar bereits wesentliche Verbesserungen erreicht werden, die Anforderungen an eine über einen langen Betriebszeitraum gleichmäßige und reproduzierbare Entfaltung von Klemmkräften konnten aber trotzdem noch nicht in zufriedenstellender Art und Weise erfüllt werden. Die in diesem Stand der Technik gezeigte Haltevorrichtung ist eine aktive Haltevorrichtung, da über einen steuernden Eingriff das Klemmelement betätigt wird, nämlich durch eine Kurvensteuerung.
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In der
DE 10 2008 023 701 A1 wird ein steuerbares Klemmelement beschrieben, das aus einem keramischen Material ausgebildet ist. Diese Konstruktion erweist sich zwar als äußerst funktionell, verursacht aufgrund der realisierten aktiven Steuerbarkeit aber relativ hohe Fertigungskosten. Auch in diesem Stand der Technik erfolgt die Steuerung des Klemmelementes über eine Steuerkurve, sodass eine aktive Haltevorrichtung vorliegt.
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Eine passive Haltevorrichtung zeigt die bereits weiter oben angesprochene
EP 2 753 465 B1 . Die dort gezeigten Klemmelemente sind federkraftbeaufschlagt und werden passiv betätigt beim Einführen des Kopfes der Haltevorrichtung in den Mündungsbereich des Vorformlings.
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Aus dem Stand der Technik sind somit bereits sowohl aktive, steuerbare als auch passive Klemmelemente bekannt. Der Stand der Technik stellt jedoch noch keine mit Klemmelementen versehene Haltevorrichtung bereit, die als gleichzeitig zufriedenstellend im Hinblick auf hohe Funktionalität, Klemmsicherheit und preiswerter Fertigung angesehen wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass ein zuverlässiges Halten der Vorformlinge bei hoher Transportgeschwindigkeit gewährleistet wird und zusätzlich eine preiswerte Fertigung erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Anordnung bestehend aus einem Behälter und einer Haltevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 6. Weiter wird die Aufgabe gelöst mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie durch die Verwendung einer Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus vorteilhaften Weiterbildungen, die in der Figurenbeschreibung angegeben sind, insbesondere zu den 5 bis 11.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zum Haltern von Werkstücken weist der Behälter, nämlich der Vorformling, innenseitig an dem Mündungsbereich einen Hinterschnitt auf und die Klemmelemente sind wenigstens abschnittsweise formkomplementär zu dem Hinterschnitt ausgebildet. Weiterhin sind der Hinterschnitt und die formkomplementär ausgebildeten Abschnitte der Klemmelemente so ausgebildet und angeordnet, dass sie in Gebrauchsstellung miteinander in Eingriff bringbar sind. Bei diesem Eingriff erfolgt dann zumindest teilweise eine formschlüssige Halterung, so dass dadurch geringere Klemmkräfte notwendig sind, um eine gleiche Halterungszuverlässigkeit zu erreichen. Dieser Hinterschnitt kann z.B. wahlweise als eine umlaufende Nut oder eine umlaufende Wulst am Vorformling ausgebildet sein mit entsprechend komplementär ausgebildeter Wulst oder Nut am Klemmelement. Die genannten Hinterschnitte müssen aber nicht unbedingt vollständig umlaufend ausgebildet sein, sondern es können sich in Umfangsrichtung hinterschnittene und nicht hinterschnittene Bereiche auf der Vorformlingsinnenseite abwechseln. Bevorzugt ist allerdings eine umlaufende Ausbildung des Hinterschnittes, und hier insbesondere eine umlaufende Ausbildung als radial nach innen ragende Wulst auf der Vorformlingsinnenseite, weiter bevorzugt im mündungsseitigen Endbereich des Vorformlings, insbesondere unmittelbar in der Mündungsöffnung, da dies diesem Bereich des Vorformlings zusätzliche Stabilität verleiht.
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Mit Vorteil sind die Klemmelemente am Kopf der Haltevorrichtung in radialer Richtung beweglich angeordnet, wobei die Haltevorrichtung ferner eine Spanneinrichtung zum Beaufschlagen der Klemmelemente mit einer Spannkraft aufweist. Insbesondere erzeugt die Spannkraft bei Anlage der Klemmelemente am Mündungsbereich des Behälters die Klemmkraft bzw. Haltekraft zwischen den Klemmelementen und dem Behälter.
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Bevorzugt weist die Spanneinrichtung eine Feder und/oder ein federndes Bauteil zum Aufbringen der Spannkraft auf. Diese Feder kann z.B. ohne äußeren Betätigungseingriff die Klemmelemente radial nach außen drückend angeordnet und ausgebildet sein, und es könnte gegen diese Feder eine Auslösekraft, z.B. durch eine Kurvensteuerung oder durch einen anderen Steuerungseingriff, zum Entspannen der Klemmelemente aufgebracht werden. Dies wäre ein Beispiel für eine aktive Haltevorrichtung. Die Feder kann je nach Anordnung und Konstruktion z.B. als Druckfeder ausgebildet sein.
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Dabei ist weiter bevorzugt, dass die Spanneinrichtung die Klemmelemente dauerhaft mit der Spannkraft beaufschlagt. Dadurch werden die Klemmelemente beim Einführen des Kopfes in den Mündungsbereich gegen die Klemmkraft zurückgeschoben und schnappen zurück, sobald der Hinterschnitt und die hierzu formkomplementären Abschnitte am Klemmelement in Eingriff gelangen. Die Ausbildung als passive Haltevorrichtung ist dadurch ermöglicht.
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In Alternative dazu ist die Spanneinrichtung lösbar ausgebildet, wobei insbesondere in einer gelösten Konfiguration der Spanneinrichtung keine wesentliche Spannkraft auf die Klemmelemente und somit keine Haltekraft auf den Behälter ausübt. Auf diese Weise wird eine aktive Haltevorrichtung zur Verfügung gestellt.
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Schließlich ist eine Anordnung bevorzugt, bei der der Kopf der Haltevorrichtung eine Anlagefläche für eine stirnseitig am Mündungsbereich des Behälters angeordnete Fläche, insbesondere für eine Dichtfläche, aufweist.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur blasformenden Herstellung von Fertigbehältern sowie die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendungen ergeben sich aus den oben dargestellten Vorteilen der Anordnung. Insbesondere ist dabei von Vorteil, dass eine Anwendung im Bereich der Heizeinrichtung erfolgt zum Haltern von Vorformlingen während der thermischen Konditionierung.
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Ein Transport der Vorformlinge ohne Durchführung von Wendevorgängen wird dadurch unterstützt, dass die Vorformlinge mindestens entlang eines Teiles ihres Transportweges vom Haltevorrichtungen mit ihren Mündungsbereichen in lotrechter Richtung nach oben orientiert transportiert werden.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Fertigbehältern aus Vorformlingen,
- 2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
- 3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Fertigbehältern,
- 4 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität,
- 5 eine Seitenansicht einer Haltevorrichtung aus dem Stand der Technik,
- 6 einen Vertikalschnitt gemäß Schnittlinie VI in 5,
- 7 eine perspektivische Darstellung eines Kopfes der Haltevorrichrtung,
- 8 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VIII in 6,
- 9 einen Horizontalschnitt gemäß Schnittlinie IX in 8,
- 10 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung, und
- 11 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.
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Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Fertigbehälter (2) ist in 1 und in 2 dargestellt. Die Anordnung kann dabei wie dargestellt oder in einer vertikalen Ebene um 180° gedreht erfolgen.
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Die Vorrichtung zur Formung des Fertigbehälters (2) besteht im Wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer Blasform (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetzbar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des Fertigbehälters (2) besteht die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8) positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blasstation (3) von einem Halteelement (9) fixiert sein. Dieses Halteelement (9) kann z.B. erfindungsgemäß oder wie im Stand der Technik bekannt ausgebildet sein. Es ist beispielsweise möglich, den Vorformling (1) über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen. Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb der Blasform (4) ein Anschlusskolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
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Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Reckstange (11), die von einem Zylinder (12) positioniert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine mechanische Positionierung der Reckstange (11) über Kurvensegmente durchgeführt, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn mehrere Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad (25) angeordnet sind.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, dass eine Tandemanordnung von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (13) wird die Reckstange (11) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder (16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (16) derart kurvengesteuert einzusetzen, dass von einer Führungsrolle (17), die während der Durchführung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom Sekundärzylinder (16) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen (18).
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Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt eine Verriegelung der Träger (19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (40). Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsbereiches (21) des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
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2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Fertigbehälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
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3 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingabe (26) werden die Vorformlinge (1) von Übergaberädern (27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang der Heizstrecke (24) sind Heizstrahler (30) als Heizeinrichtungen sowie Gebläse (31) angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese von einem Übergaberad (35) an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Fertigbehälter (2) werden von weiteren Übergaberädern (37, 28, 38) einer Ausgabestrecke (32) zugeführt. Das Übergaberad (37) ist dabei als ein Entnahmerad und das Übergaberad (38) als ein Ausgaberad ausgebildet.
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Um einen Vorformling (1) derart in einen Fertigbehälter (2) umformen zu können, dass der Fertigbehälter (2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Fertigbehälters (2) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften erzielt werden. Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.
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Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Pressluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.
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Aus 3 ist ebenfalls erkennbar, dass bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Umlenkrädern (34, 36) geführt sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (27) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34) und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
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Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (27) und des Blasrades (25) relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (27) und zum Blasrad (25). Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
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Nach einem fertigen Blasen der Fertigbehälter (2) werden diese vom Übergaberad (38) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und zur Ausgabestrecke (32) transportiert.
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In der in 4 dargestellten modifizierten Heizstrecke (24) können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern (30) eine größere Menge von Vorformlingen (1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (31) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen (39) ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen wird eine Strömungsrichtung für die Kühlluft im Wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39) können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (30) zu realisieren.
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Ein Transport der Vorformlinge (1) und der Fertigbehälter (2) durch die Blasmaschine kann in unterschiedlicher Art und Weise erfolgen. Gemäß einer Ausführungsvariante werden die Vorformlinge zumindest entlang des wesentlichen Teiles ihres Transportweges von Transportdornen getragen. Es ist aber auch möglich, einen Transport der Vorformlinge unter Verwendung von Zangen durchzuführen, die außenseitig am Vorformling angreifen, oder Innendorne zu verwenden, die in einen Mündungsbereich des Vorformlings eingeführt werden. Ebenfalls sind hinsichtlich der räumlichen Orientierung der Vorformlinge unterschiedliche Varianten denkbar.
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Gemäß einer Variante wird der Vorformling im Bereich der Vorformlingseingabe (26) mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert zugeführt, anschließend gedreht, entlang der Heizstrecke (24) und des Blasrades (25) mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach unten orientiert gefördert und vor einem Erreichen der Ausgabestrecke (32) wieder gedreht. Gemäß einer anderen Variante wird der Vorformling (1) im Bereich der Heizstrecke (24) mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach unten orientiert beheizt, vor Erreichen des Blasrades (25) jedoch wieder um 180° gedreht.
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Gemäß einer dritten Ausführungsvariante durchläuft der Vorformling den gesamten Bereich der Blasmaschine ohne Durchführung von Wendevorgängen mit seiner Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert.
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5 zeigt eine teilweise Darstellung einer Seitenansicht eines Vorformlings (1), in dessen Mündungsbereich (21) bereichsweise eine aus dem Stand der Technik bekannte Haltevorrichtung (41) eingeführt ist.
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Die Haltevorrichtung (41) weist eine Elementbasis (42), einen dem Vorformling (1) zugewandten Kopf (43) sowie einen mit dem Kopf (43) verbundenen Schaft (44) auf. Der Schaft (44) mit dem Kopf (43) ist relativ zur Elementbasis (42) in Richtung einer Elementlängsachse (45) beweglich. Eine Grundposition des Schaftes (44) relativ zur Elementbasis (42) kann von einer Feder (46) vorgegeben werden. Die Feder (46) ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen einer Oberseite (47) der Elementbasis (42) und einem seitlich über den Schaft (44) überstehenden Endsegment (48) angeordnet.
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Gemäß einem typischen Ausführungsbeispiel können eine Mehrzahl von Elementbasen (42) kettenartig miteinander verbunden werden oder mit einer umlaufenden Transportkette verbunden werden. Die Haltevorrichtung (41) kann aber auch an umlaufenden Übergaberädern oder sonstigen Einrichtungen angebracht sein. Ebenfalls erfolgt gemäß einem typischen Ausführungsbeispiel eine Positionierung des Schaftes (44) relativ zur Elementbasis (42) kurvengesteuert über eine Kurve, die sich zumindest abschnittweise entlang eines Transportweges des Tragelementes (41) erstreckt.
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6 zeigt in einem Längsschnitt die Positionierung des Kopfes (43) innerhalb eines Mündungsbereiches (21) eines Vorformlings (1) oder eines Fertigbehälters (2). Es ist zu erkennen, dass der Kopf (43) Vertiefungen (49) aufweist, in denen Klemmelemente (50) angeordnet sind. Außerhalb des in den Mündungsbereich (21) einführbaren Bereiches kann der Kopf (43) einen Kühlkörper (51) aufweisen, der mit Kühlrippen zur Wärmeabstrahlung versehen ist.
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7 zeigt eine perspektivische Darstellung des Kopfes (43) zur weiteren Veranschaulichung insbesondere der Anordnung der Klemmelemente (50) in den Vertiefungen (49). Es ist zu erkennen, dass die Klemmelemente (50) eine walzenartige Grundkontur mit sich verjüngenden Endsegmenten besitzen. Die Endsegmente können beispielsweise kegelstumpfartig ausgeführt sein.
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8 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit VIII in 6. Aus 8 ist zu erkennen, dass der Kopf (43) aus einem Kopfoberteil (52) und einem Kopfunterteil (53) besteht. Das Kopfunterteil (53) ist mit dem Schaft (44) verbunden. Der Schaft (44) erstreckt sich durch das Kopfoberteil (52) hindurch. Während das Kopfunterteil (53) in seiner Bewegung starr mit dem Schaft (44) verbunden ist, ist das Kopfoberteil (52) am Schaft mit einer Feder (56) abgestützt. Da die Feder (56) eine Druckfeder ist und das Kopfoberteil (52) an der dem Kopfunterteil abgewandten Seite mit einer Federkraft beaufschlagt, werden Kopfoberteil (52) und Kopfunterteil (53) aufeinander zu gedrückt.
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Ebenfalls veranschaulicht 8, dass das Kopfunterteil (53) zur bereichsweisen Begrenzung der Vertiefung (49) eine untere Gleitfläche (54) aufweist. Das Kopfoberteil (52) ist ebenfalls zur bereichsweisen Begrenzung der Vertiefung (49) mit einer oberen Gleitfläche (55) versehen. Bei einer Anordnung einer Mehrzahl von Vertiefungen (49) entlang des Außenumfanges des Kopfes (43) sind eine einer Anzahl der Vertiefungen (49) entsprechende Anzahl von oberen und unteren Gleitflächen (54, 55) verwendet.
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In Richtung der Elementlängsachse (45) ist auf einer dem Kopfunterteil (53) abgewandten Seite des Kopfoberteiles (52) eine Feder (56) angeordnet, die das Kopfoberteil (52) relativ zum Schaft (44) verspannt. Als Stützfläche für die Feder (56) weist der Schaft (44) hierzu einen Absatz (57) auf. Alternativ können aber auch andere Abstützungselemente für die Feder (56) verwendet werden.
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Der Absatz (57) kann in einer einfachen Weise durch eine zweiteilige Ausbildung des Schaftes (44) erreicht werden. Im Bereich seiner dem Kopf (43) zugewandten Ausdehnung besteht der Schaft (44) hierzu aus einem Stab (58), der in ein rohrförmiges Au-ßenteil (59) eingeführt ist. Im Bereich des Endes des rohrförmigen Teiles wird der Absatz (57) bereitgestellt.
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Die Gleitflächen (54, 55) sind jeweils geneigt zur Elementlängsachse (45) angeordnet. Ebenfalls geneigt zur Elementlängsachse (45) verlaufen Begrenzungsflächen der Verjüngungen der Klemmelemente (50). Vorzugsweise sind die Neigungswinkel der Begrenzungsflächen der Verjüngungen im Wesentlichen gleich den Neigungswinkeln der Gleitflächen (54, 55) relativ zur Elementlängsachse (45) gewählt.
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9 veranschaulicht in einem Horizontalschnitt die Anordnung einer Mehrzahl von Klemmelementen (50) jeweils in zugeordneten Vertiefungen (49). Das Ausführungsbeispiel in 9 zeigt die Verwendung von sechs Klemmelementen (50) in sechs Vertiefungen (49). Die Klemmelemente (50) beaufschlagen eine Innenseite des Mündungsbereiches (21). Als vorteilhaft erweist es sich, dass die Klemmelemente (50) den Mündungsbereich (21) von innen her beaufschlagen. Ein äußerer Bereich des Mündungsbereiches (21) bleibt hierdurch für eine Handhabung, beispielsweise durch Zangen, frei. Darüber hinaus wird eine Beschädigung des empfindlichen Gewindebereiches des Mündungsbereiches (21) vermieden. Das Gewinde dient zu einem späteren Aufschrauben von Verschlusskappen eines befüllten Behälters (2) und Beschädigungen würden hierzu Undichtigkeiten führen.
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Die bis hierher beschriebenen Haltevorrichtungen (41) entsprechen dem Stand der Technik, wie er in der
EP 2 753 465 B1 angegeben ist. Nachfolgend werden anhand der in den
10 und
11 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele im Wesentlichen die Unterschiede zu diesem Stand der Technik erläutert. Die Haltevorrichtung kann in seinen übrigen Merkmalen wie im zuvor beschriebenen oder im sonstigen Stand der Technik ausgebildet sein.
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10 zeigt im linksseitigen Bild eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung (41) mit erfindungsgemäß ausgebildeten Klemmelementen (50), die im mittleren Bild der 10 in vergrößerter Ansicht dargestellt sind. Die rechtsseitige Darstellung zeigt eine Schnittansicht der Haltevorrichtung (41) in der Gebrauchsstellung, nämlich in Haltestellung innerhalb des Mündungsbereiches (21) eines Vorformlings (1).
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Gegenüber der Haltevorrichtung (41) aus den 5 bis 9 zeichnet sich die Haltevorrichtung (41) der 10 insbesondere durch die radial außenseitig auf den Klemmelementen (50) eingebrachten Nuten (60) aus. Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung zur Gebrauchsstellung ersichtlich sind diese Nuten (60) in ihrer Höhe und ihrer Dimensionierung so gewählt, dass sie komplementär zu einem wulstartigen Hinterschnitt (61) am öffnungsseitigen Ende des Vorformlings (1) ausgebildet sind. Die Höhenlage der Nuten (60) ist dabei so gewählt, dass bei Erreichen der Anlagestellung zwischen dem Vorformling (1) und einer vorformlingsseitigen Anlagefläche des Kopfes (43) der Haltevorrichtung (41) der wulstartige Hinterschnitt (61) auf Höhe der Nuten (60) liegt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der zweiteilig ausgebildete Kopf (43) fünf Klemmelemente (50) auf, die gleichmäßig über den Außenumfang des Kopfes (43) verteilt angeordnet sind. Der Kopf (43) besteht dabei aus einem Kopfinnenteil (65) und aus einem Kopfaußenteil (66), die über einen Querstift (67) miteinander lösbar verbunden sind. Die Klemmelemente (50) sind durch zwei in Richtung der Elementlängsachse (45) voneinander beabstandet angeordnete O-Ringe (68) elastisch am Kopfinnenteil (65) abgestützt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die O-Ringe (68) in Aufnahmenuten des Kopfinnenteils (65). In ihrer Ruhestellung überragen die Klemmelemente (50) in radialer Richtung den Außenumfang des Kopfaußenteils (66) und die O-Ringe (68) üben eine in radialer Richtung nach außen gerichtete Kraft aus, wenn die Klemmelemente (50) in Richtung auf den Kopfinnenteil (65) gedrückt werden, z.B. beim Einführen des Kopfes (43) in eine Vorformlingsmündung (21). Die Haltevorrichtung (41) gemäß 10 arbeitet also passiv, das heißt es muss kein steuernder Eingriff erfolgen. Beim Einführen des Kopfes (43) in den Vorformling (1) werden die Klemmelemente (50), unterstützt durch ihre endständigen Verjüngungen, radial nach innen verschoben, sodass die O-Ringe (68) zusammengedrückt werden und eine radial nach außen wirkende Kraft auf die Klemmelemente ausüben. Bei Erreichen der Gebrauchsstellung, wie im rechten Bild der 10 dargestellt, greift die Wulst (61) in die Nut (60) ein. Bevorzugt sollte auch in diesem Zustand weiterhin von den O-Ringen (68) eine radial nach außen wirkende Kraft auf die Klemmelemente (50) einwirken, die mit dieser Kraft dann gegen die Innenwand des Vorformlings (1) gedrückt werden.
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Das Ausführungsbeispiel der 11 entspricht nahezu vollständig dem Ausführungsbeispiel der 5 bis 9. Die Bewegung des Kopfunterteils (53) erfolgt hier aber nicht über eine Feder (56), sondern über den Schaft (44), der z.B. kurvengesteuert in der Höhe bewegt wird. Bei dieser dargestellten Ausführungsvariante liegt also eine aktive Haltevorrichtung (41) vor, die bei analoger Ausbildung mit einer Feder (56) wie in 8 dargestellt auch in eine ebenfalls erfindungsgemäße und dann passive Haltevorrichtung (41) umgewandelt werden kann.
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Das Ausführungsbeispiel der 11 weist 6 umfangsverteilte Klemmelemente (50) auf, die umlaufende Nuten (60) zeigen, die komplementär zu einer Wulst (61) auf der Innenseite des Vorformlings (1) ausgebildet sind und in Gebrauchsstellung mit der Wulst (61) in Eingriff stehen. Diese Gebrauchsstellung ist im rechten Bild der 11 gezeigt.
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Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Wulst (61) haltevorrichtungsseitig anzuordnen, nämlich die Klemmelemente (50) mit radial nach außen vorstehenden Wülsten (61) auszubilden, und die Nuten (60) vorformlingsseitig anzuordnen, nämlich auf der Vorformlingsinnenseite eine Nut (60) vorzusehen. Dies wird aber als weniger vorteilhaft angesehen, weil dies zu einer Schwächung im Mündungsbereich (21) des Vorformlings (1) führt. Von der Erfindung ist diese Lösung dennoch mit umfasst.
