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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft das Spritzgießen und Kühlen hohler Gegenstände. Genauer betrifft diese Erfindung ein Verfahren zum Spritzgießen und eine Vorrichtung zum Spritzgießen und Kühlen von zum Blasformen geeigneter gegossener Vorformlinge, wobei die Vorformlinge einen mit einem Gewinde versehenen Halsabschlussbereich aufweisen, wobei die Kühlschritte erst durchgeführt werden nachdem die Vorformlinge von den Spritzgießkernen entfernt sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Es wird viel Aufwand betrieben, um die Zykluszeit zur Herstellung von zum Blasformen geeigneten gegossenen Vorformlingen, welche aus einer Vielzahl von Kunststoffen wie beispielsweise PET hergestellt werden, zu reduzieren. Die Form der Vorformlinge weist üblicherweise einen geschlossenen Bereich und einen offenen Bereich am anderen Ende des Vorformlings auf. Der offene Bereich heißt Halsabschluss und weist meistens ein besonderes Gewinde auf.
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Eine bekannte Möglichkeit ist eine Reduzierung der Zykluszeit durch ein Verkürzen der Kühlzeit der gegossenen Vorformlinge in der geschlossenen Gießform, wobei der Kühlvorgang der Vorformlinge fortgesetzt wird, nachdem diese aus der Form entnommen sind.
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Es gibt viele bekannte Verfahren und Vorrichtungen zum Kühlen von Vorformlingen wie PET-Vorformlingen nach dem Verfahrensschritt des Spritzgießens und nachdem die Vorformlinge von den Spritzgießkernen entfernt sind.
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In dieser Hinsicht wird auf mehrere Patentschriften Bezug genommen, welche Lösungen zum Kühlen von PET-Vorformlingen im allgemeinen und des Halsbereichs von PET-Vorformlingen im speziellen darstellen, wie zum Beispiel
US 4,836,767 ;
US 4,950,152 ;
US 6,171,541 ;
US 6,299,431 ;
US 6,393,244 ;
US 6,802,705 ;
US 8,057,728 ;
EP 1 019 234 ;
US 2012/0038075 ;
WO 2012/172489 ;
WO 2012/037686 .
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Es besteht weiterhin ein Bedarf für eine verbesserte Kühlung aller Bereiche der Vorformlinge.
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Es besteht weiterhin ein Bedarf für eine verbesserte Temperierung des Halsbereiches von gegossen Vorformlingen.
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Es besteht weiterhin ein Bedarf den Halsbereich der gegossen Vorformlinge besser zu kühlen, nachdem die Vorformlinge von den Spritzgießkernen entfernt wurden.
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Bei manchen Anwendungen besteht weiterhin ein Bedarf für eine verbesserte Kristallisierung des Halsbereiches der gegossenen Vorformlinge.
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Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung wie in den unabhängigen Ansprüchen 1 bis 4 definiert ist.
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Gemäß dieser Erfindung weisen gegossene Vorformlinge, welche nachfolgend blasgeformt werden, einen Körper mit einem geschlossenen Bereich und mit einem offenen Bereich am anderen Ende auf. Der offene Bereich wird Halsabschluss genannt und in einigen Ausführungsformen der Erfindung ist der Halsabschluss mit einem besonderen Gewinde versehen.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Halsabschluss der gegossenen Vorformlinge, der ein besonderes Halsabschlussgewinde aufweist, nach dem Entfernen der Vorformlinge von den Spritzgießkernen durch direkten Kontakt mit Temperiereinsätzen temperiert, welche mit einer Vorformling-Fördereinrichtung verbunden sind.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Halsabschluss der gegossenen Vorformlinge, der ein besonderes Halsabschlussgewinde aufweist, nach dem Entfernen der Vorformlinge von den Spritzgießkernen durch direkten Kontakt mit Kühleinsätzen gekühlt, welche mit einer Vorformling-Fördereinrichtung verbunden sind.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Halsabschluss der gegossenen Vorformlinge, der ein besonderes Halsabschlussgewinde aufweist, nach dem Entfernen der Vorformlinge von den Spritzgießkernen durch direkten Kontakt mit Heizeinsätzen geheizt, welche mit einer Vorformling-Fördereinrichtung verbunden sind.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung Vorformling-Kühl-Kavitäten für das äußerliche Kühlen der gegossenen Vorformlinge auf.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung Vorformling-Kühl-Stifte oder Vorformling-Kühl-Kerne für das innere Kühlen der gegossenen Vorformlinge auf.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung eine Kombination von Vorformling-Kühl-Stiften oder Vorformling-Kühl-Kernen für das innere Kühlen der gegossenen Vorformlinge und Vorformling-Kühl-Kavitäten für das äußerliche Kühlen der gegossenen Vorformlinge auf.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung eine Kombination von einer Vorformling-Halsbereich-Kühlung für einige Sätze von Vorformlingen und einer Vorformling-Halsbereich-Heizung für einige andere Sätze von Vorformlingen auf.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein erster Satz solcher gegossener Vorformlinge von den Spritzgießkernen entfernt und auf eine linear oder rotierend bewegliche Entnahmeplatte transferiert. Die Entnahmeplatte weist Kühlrohre oder Kühlkavitäten und temperierende Halseinsätze auf, welche entweder zum Kühlen oder zum Heizen des Halsbereiches der Vorformlinge dienen.
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Die gegossenen Vorformlinge sind auf der Entnahmeplatte in Form eines geordneten Feldes von Vorformlingen angeordnet. In einigen Ausführungsformen der Erfindung entspricht der Abstand zwischen den Vorformlingen, welche das geordnete Feld bilden, hinsichtlich des Abstands dem Abstand der Spritzgießkerne und Kavitäten der Form, welche zum Herstellen der Vorformlinge verwendet wird. Das heißt, dass die Kühlrohre oder Kühlkavitäten so angeordnet sind, dass sie bezüglich der Spritzgießkerne ausgerichtet sind.
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In einigen anderen Ausführungsformen der Erfindung entspricht der Abstand zwischen den Vorformlingen, welche das geordnete Feld bilden, hinsichtlich des Abstands nicht dem Abstand der Spritzgießkerne und Kavitäten der Form, welche zum Herstellen der Vorformlinge verwendet werden.
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Die Kühlrohre umgeben den geschlossenen Bereich des Körpers der gegossenen Vorformlinge und stellen eine direkte Kontaktkühlung oder eine kontaktlose Kühlung der äußeren Flächen der Vorformlinge, welche Teil des geschlossenen Körperbereichs der gegossenen Vorformlinge sind, zur Verfügung.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Halsabschlussbereich der gegossenen Vorformlinge, welcher ein Gewinde ausweist, von den Kühlrohren ausgenommen. Ein Satz von Halskühleinsätzen, welche zu den Kühlrohren oder den Kühlkavitäten gehören und benachbart dazu angeordnet sind, werden zum Kühlen des Halsbereiches der Vorformlinge durch direkten Kontakt mit dem Halsabschluss verwendet. Die Halskühleinsätze weisen eine mit einem Gewinde versehene innere Fläche auf, welche zur Oberfläche des Halsabschlusses der Vorformlinge passt. Die Halskühleinsätze bestehen aus mehreren Abschnitten, welche getrennt werden können, um den Halsbereich der Vorformlinge zu erfassen oder nicht zu erfassen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung verwendet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung und in eine Transporteinrichtung verwendet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung und in eine zweite Kühleinrichtung verwendet, welche Kühlkerne oder Kühlstifte aufweist. In dieser Kühleinrichtung werden zusätzliche Kühleinsätze verändert, um den Halsbereich entweder durch Kühlen oder durch Heizen zu Temperieren. Geheizt wird in dem Fall, wenn ein Bedarf an einem kristallisierten Hals für PET-Vorformlinge besteht.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung und in eine Vorformling-Handling-Fördereinrichtung verwendet, welche die Vorformlinge mittelbar oder unmittelbar in eine Blasformeinrichtung transferiert, welche an das Spritzgießverfahren gekoppelt ist, wie ein einstufiges Einspritz- und Blasformverfahren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt einen Vorformling, welcher nachfolgend blasgeformt wird.
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1A zeigt einen bekannten PET-Vorformling für Wasserflaschen.
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1B zeigt einen weiteren bekannten PET-Vorformling für Wasserflaschen.
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2 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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4 zeigt eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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5–5A–5B–5C zeigen einen Schnitt eines Details der Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der 1–2–3–4.
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6–6A–6B zeigen einen Schnitt eines Details der Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsformen der 1–2–3–4 und 5–5A–5B–5C.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Eine Einspritzgieß- und Kühlvorrichtung für hohle blasformbare Vorformlinge verwendet Temperiereinsätze, welche bezüglich der Gestalt dem mit einem Gewinde versehenen Halsabschluss der Vorformlinge entsprechen. Die Temperiereinsätze sind mit einer Entnahmeplatte, einem Entnahmerahmen oder einer ähnlichen Vorformling-Fördereinrichtung gekoppelt, die frisch gegossene Vorformlinge mittelbar oder unmittelbar von den Spritzgießkernen aufnimmt, die zum Herstellen der Vorformlinge verwendet werden. Die Temperiereinsätze können den Halsabschluss kühlen oder heizen. Diese Temperiereinsätze sind mit Kühlrohren oder mit Kühlkernen verbunden, welche außerhalb der Spritzgießformkavitäten angeordnet sind und zum Kühlen des restlichen Bereichs des Vorformlings dienen, der kein Gewinde aufweist. Die Temperiereinsätze können mit einem Auswerfmechanismus verbunden sein, welcher das Entfernen der Vorformlinge von den Kühlrohren/ Kühlkavitäten oder den Kühlkernen ermöglicht.
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Diese Erfindung zeigt in den 1 bis 6 einen blasformbaren Vorformling 2 mit einem geschlossenen Körperbereich 4, einen kuppelförmigen Bereich 6 und einen mit einem Gewinde versehenen Halsbereich 8.
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Der mit einem Gewinde versehene Halsbereich 8 muss sehr genau ausgeformt sein, wie bei den bekannten Vorformlingen in den 1A und 1B gezeigt ist. Die mit einem Gewinde versehenen Halsabschlüsse dieser beiden Vorformlinge weisen die gleichen Abmessungen auf, aber der Vorformling der 1A ist leichter als der Vorformling der 1B, und weist auch eine dünnere Wandung im Bereich 4 der 1 auf.
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Eine größere Ausbringung von gegossenen Vorformlingen aus der gleichen Gießform ermöglicht höhere Erträge mit der gleichen Ausrüstung. Eine Möglichkeit zum Erhöhen der Ausbringung ist es, die Zykluszeit für das Kühlen nach dem Einspritzen und für das Entnehmen der Vorformlinge 2 (hier nicht gezeigt) aus den Formhälften 16 bis 22, die in 2 gezeigt sind, zu reduzieren. In dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Vorformlinge 31 von den Spritzgießkernen 22 entfernt und sofort auf die Entnahmeplatte/ den Entnahmerahmen 30 transferiert, welcher mittels der Betätigungsmittel 33–38 zwischen die Formhälften 20/16 gebracht wurde. Die Entnahmeplatte/der Entnahmerahmen 30 weist ein Feld oder Matrix von Kühlrohren/ Kühlkavitäten 32 auf.
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Die Entnahmeplatte/der Entnahmerahmen 30 ist in den 5, 5A, 5B und 5C detaillierter und im Schnitt gezeigt, welche Teil der Erfindung sind, die in Verbindung mit den 1, 2, 3 und 4 gezeigt ist.
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In 5 ist die Entnahmeplatte 30 durch die Entnahmeplatte/ den Entnahmerahmen 530 dargestellt, und stellt einen Teil der Entnahmeanordnung 500 dar. In dieser Anordnung sind die Kühlrohre/ die Kühlkavitäten 533 leer und dazu vorbereitet, die Vorformlinge 502 direkt von den Spritzgießkernen 22 der 2 oder von den Gießkernen 122, die in 3 gezeigt sind, aufzunehmen. Die Entnahmeplatte 530 weist ferner Temperiereinsätze 560 auf, welche in dieser Ausführungsform aus zwei beweglichen und (spiegelbildlich) identischen Einsätzen 560‘ und 560‘‘ gebildet sind. Die Einsätze 560‘ und 560‘‘ weisen einen mit einem Gewinde versehenen Bereich 561‘ und 561‘‘ auf, um einen guten Kontakt mit dem Halsbereich der Vorformlinge herzustellen. Die Entnahmeplatte/ der Entnahmerahmen 530 weist auch eine Vorformling-Entfernungs-/ Vorformling-Auswurf-Einrichtung 564 auf, mit Auswurfstangen 568, welche entlang der Kühlrohre 533 bewegbar sind. In 5 befinden sich die Einsätze 560‘ und 560‘‘ in einer ersten geöffneten Position, welche den Vorformlingen erlaubt, in die Kühlrohre einzutreten. Wie in den 5B–5C gezeigt ist, werden, sobald die Vorformlinge in den Kühlrohren sind, die Temperiereinsätze in eine Schließposition bewegt, in welcher ein direkter Kontakt mit dem, mit einem Gewinde versehenen Halsbereich der Vorformlinge besteht.
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Abhängig von der Anwendung, der Verfahrensdauer und der Bestimmung der Vorformlinge werden die Einsätze 560 zur weiteren Kühlung oder zum Heizen des Halsabschlusses der Vorformlinge verwendet. Der Heizvorgang ist weniger gebräuchlich jedoch wesentlich um den Halsabschluss außerhalb der Gießform zu kristallisieren.
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Wie in 5C gezeigt ist, wird wenn die Vorformlinge gekühlt sind, das Auswerfen der Vorformlinge durch die Auswurfstangen 568 durchgeführt, welche vom Zylinder 566 betätigt werden und das Trennen der Vorformlinge von den Einsätzen geschieht durch seitliches Öffnen der Einsätze 560‘ und 560‘‘ mittels Steuernocken (nicht gezeigt) oder mittels anderer Mechanismen, welche mit den Auswerfern zusammenwirken.
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Es ist ebenso möglich die Vorformlinge auf Kühlkerne zu transferieren. Geeignete Kühlkerne 52 sind in 2 gezeigt, oder ebenfalls geeignete Kühlkerne 422 sind in 4 gezeigt.
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Solche Kühlkerne 52 und 422 sind detaillierter in den 6, 6A und 6B gezeigt, in welchen der Halsabschluss der Vorformlinge auch gekühlt oder manchmal geheizt wird unter Verwendung einer Temperierung 660‘ und 660‘‘.
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In der Ausführungsform der 2 werden die Kavität 32 und die Entnahmeplatte/ der Entnahmerahmen 30 aus dem Einspritzraum hinaus transferiert, welcher zwischen den Formhälften 20–16 definiert ist, zur weiteren Förderung und Kühlung. Beispielsweise können nicht gezeigte Vorformlinge 2 von den Kühlrohren transferiert werden.
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Wie in 5 gezeigt sind Temperatursensoren wie Thermoelemente in verschiedenen Positionen auf der Entnahmeplatte angeordnet, um die Temperatur jedes Vorformlings oder die Temperatur der Kühlrohre oder Kühleinsätze 560 zu überwachen. Diese Informationen hinsichtlich der Temperatur der Vorformlinge kann zum Einstellen von Spritzgießparametern verwendet werden, wie beispielsweise der Temperatur des geschmolzenen Materials, welches aus einem Heißkanaldüsensystem 18 austritt, das in der Formhälfte 16 angeordnet ist.
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Gemäß dieser Erfindung weisen gegossene Vorformlinge, welche nachfolgend blasgeformt werden, einen Körper mit einem geschlossenen Bereich und mit einem offenen Bereich am anderen Ende auf. Der offene Bereich wird Halsabschluss genannt und in einigen Ausführungsformen der Erfindung ist der Halsabschluss mit einem besonderen Gewinde versehen.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Halsabschluss der gegossenen Vorformlinge, der ein besonderes Halsabschlussgewinde aufweist, nach dem Entfernen der Vorformlinge von den Spritzgießkernen durch direkten Kontakt mit Temperiereinsätzen temperiert, welche mit einer Vorformling-Fördereinrichtung verbunden sind.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Halsabschluss der gegossenen Vorformlinge, der ein besonderes Halsabschlussgewinde aufweist, nach dem Entfernen der Vorformlinge von den Spritzgießkernen durch direkten Kontakt mit Kühleinsätzen gekühlt, welche mit einer Vorformling-Fördereinrichtung verbunden sind.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird der Halsabschluss der gegossenen Vorformlinge, der ein besonderes Halsabschlussgewinde aufweist, nach dem Entfernen der Vorformlinge von den Spritzgießkernen durch direkten Kontakt mit Heizeinsätzen geheizt, welche mit einer Vorformling-Fördereinrichtung verbunden sind.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung Vorformling-Kühl-Kavitäten für das äußerliche Kühlen der gegossenen Vorformlinge auf.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung Vorformling-Kühl-Stifte oder Vorformling-Kühl-Kerne für das innere Kühlen der gegossenen Vorformlinge auf.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung eine Kombination von Vorformling-Kühl-Stiften oder Vorformling-Kühl-Kernen für das innere Kühlen der gegossenen Vorformlinge und Vorformling-Kühl-Kavitäten für das äußerliche Kühlen der gegossenen Vorformlinge auf.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung weist die Fördereinrichtung eine Kombination von einer Vorformling-Halsbereich-Kühlung für einige Sätze von Vorformlingen und einer Vorformling-Halsbereich-Heizung für einige andere Sätze von Vorformlingen auf.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein erster Satz solcher gegossener Vorformlinge von den Spritzgießkernen entfernt und auf eine linear oder rotierend bewegliche Entnahmeplatte transferiert. Die Entnahmeplatte weist Kühlrohre oder Kühlkavitäten und temperierende Halseinsätze auf, welche entweder zum Kühlen oder zum Heizen des Halsbereiches der Vorformlinge dienen.
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Die gegossenen Vorformlinge sind auf der Entnahmeplatte in Form eines geordneten Feldes von Vorformlingen angeordnet. In einigen Ausführungsformen der Erfindung entspricht der Abstand zwischen den Vorformlingen, welche das geordnete Feld bilden, hinsichtlich des Abstands dem Abstand der Spritzgießkerne und Kavitäten der Form, welche zum Herstellen der Vorformlinge verwendet wird. Das heißt, dass die Kühlrohre oder Kühlkavitäten so angeordnet sind, dass sie bezüglich der Spritzgießkerne ausgerichtet sind.
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In einigen anderen Ausführungsformen der Erfindung entspricht der Abstand zwischen den Vorformlingen, welche das geordnete Feld bilden, hinsichtlich des Abstands nicht dem Abstand der Spritzgießkerne und Kavitäten der Form, welche zum Herstellen der Vorformlinge verwendet werden.
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Die Kühlrohre umgeben den geschlossenen Bereich des Körpers der gegossenen Vorformlinge und stellen eine direkte Kontaktkühlung oder eine kontaktlose Kühlung der äußeren Flächen der Vorformlinge, welche Teil des geschlossenen Körperbereichs der gegossenen Vorformlinge sind, zur Verfügung.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Halsabschlussbereich der gegossenen Vorformlinge, welcher ein Gewinde ausweist, von den Kühlrohren ausgenommen. Ein Satz von Halskühleinsätzen, welche zu den Kühlrohren oder den Kühlkavitäten gehören und benachbart dazu angeordnet sind, werden zum Kühlen des Halsbereiches der Vorformlinge durch direkten Kontakt mit dem Halsabschluss verwendet. Die Halskühleinsätze weisen eine mit einem Gewinde versehene innere Fläche auf, welche zur Oberfläche des Halsabschlusses der Vorformlinge passt. Die Halskühleinsätze bestehen aus mehreren Abschnitten, welche getrennt werden können, um den Halsbereich der Vorformlinge zu erfassen oder nicht zu erfassen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung verwendet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung und in eine Transporteinrichtung verwendet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung und in eine zweite Kühleinrichtung verwendet, welche Kühlkerne oder Kühlstifte aufweist. In dieser Kühleinrichtung werden zusätzliche Kühleinsätze verändert, um den Halsbereich entweder durch Kühlen oder durch Heizen zu Temperieren. Geheizt wird in dem Fall, wenn ein Bedarf an einem kristallisierten Hals für PET-Vorformlinge besteht.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Halskühleinsätze zum Ausstoßen, zum Entfernen oder Transferieren der gegossenen Vorformlinge aus den Kühlrohren/ Kühlkavitäten der Vorformling-Fördereinrichtung und in eine Vorformling-Handling-Fördereinrichtung verwendet, welche die Vorformlinge mittelbar oder unmittelbar in eine Blasformeinrichtung transferiert, welche an das Spritzgießverfahren gekoppelt ist, wie ein einstufiges Einspritz- und Blasformverfahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4836767 [0005]
- US 4950152 [0005]
- US 6171541 [0005]
- US 6299431 [0005]
- US 6393244 [0005]
- US 6802705 [0005]
- US 8057728 [0005]
- EP 1019234 [0005]
- US 2012/0038075 [0005]
- WO 2012/172489 [0005]
- WO 2012/037686 [0005]
