DE102015102722A1

DE102015102722A1 - Apparatus for heating plastic preforms with optical fibers and process heating of plastic preforms

Info

Publication number: DE102015102722A1
Application number: DE102015102722.4A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schönberger
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2016-08-25

Abstract

Vorrichtung (1) zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen (10) mit einer Transporteinrichtung (2), welche die zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads (P) transportiert und mit wenigstens einer Erwärmungseinrichtung (4), welche die Kunststoffvorformlinge (10) wenigstens zeitweise während ihres Transports entlang des vorgegebenen Transportpfads (P) erwärmt. Erfindungsgemäß weist die Erwärmungseinrichtung (4) wenigstens eine Strahlungsquelle (48) auf, welche Infrarotstrahlung abgibt, wenigstens ein Strahlungsaustrittselement (44) aus welchem Strahlung austritt und wenigstens ein Lichtleiterelement (52), welches die von der Strahlungsquelle (48) abgegebene Strahlung zu dem Strahlungsaustrittselement (44) leitet.Device (1) for heating plastic preforms (10) with a transport device (2), which transports the plastic preforms (10) to be heated along a predetermined transport path (P), and at least one heating device (4), which the plastic preforms (10) at least temporarily heated during their transport along the predetermined transport path (P). According to the invention, the heating device (4) has at least one radiation source (48) which emits infrared radiation, at least one radiation exit element (44) from which radiation emerges and at least one light guide element (52) which transmits the radiation emitted by the radiation source (48) to the radiation exit element (44) conducts.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen. Im Bereich insbesondere der getränkeherstellenden Industrie ist es aus dem Stand der Technik seit langem bekannt, dass Kunststoffvorformlinge mittels sogenannter Blasformmaschinen zu Kunststoffbehältnissen expandiert werden. Dabei werden zunächst diese Kunststoffvorformlinge erwärmt und anschließend in einem erwärmten und somit weichem Zustand durch Beaufschlagung mit Blasluft expandiert. The present invention relates to a device for heating plastic preforms. In the field of, in particular, the beverage-producing industry, it has long been known from the prior art that plastic preforms are expanded into plastic containers by means of so-called blow molding machines. In this case, these plastic preforms are first heated and then expanded in a heated and thus soft state by applying blown air.

Derartige Vorrichtungen zum Erwärmen der Kunststoffvorformlinge weisen im Stand der Technik üblicherweise Strahlungsquellen mit langgestreckten und beidseitig gesockelten Infrarotlampen auf. Derartige Infrarotlampen haben ihre Anschlüsse üblicherweise koaxial zum Glaskörper. In einem Heizofen sind mehrere dieser Lampen parallel nebeneinander angeordnet. Mit einer solchen Strahlungsquelle lässt sich eine breite Bestrahlungszone mit über ihrer Breite annähernd konstanter Strahlungsdichte realisieren, die wiederum über die entsprechende Breite des Arbeitsbereiches einheitliche Prozessbedingungen schafft. Allerdings fällt am Ende dieser Halogenlampen bzw. Infrarotlampen, also in der Nachbarschaft der Sockel, die Strahlungsflussdichte erheblich ab, was zu unerwünschten Dunkelfeldern führt. Darüber hinaus erwärmen sich die Strahlerenden ungewollt und müssen aufwendig gekühlt werden. Such devices for heating the plastic preforms usually have in the prior art radiation sources with elongated and double ended infrared lamps. Such infrared lamps usually have their connections coaxial with the glass body. In a heating furnace several of these lamps are arranged parallel next to each other. With such a radiation source, it is possible to realize a broad irradiation zone with approximately constant radiation density over its width, which in turn creates uniform process conditions over the corresponding width of the working area. However, at the end of these halogen lamps or infrared lamps, ie in the vicinity of the base, the radiation flux density drops considerably, which leads to undesired dark fields. In addition, the radiator ends heat up unintentionally and must be cooled consuming.

Dies erfolgt derzeit über einen zwischen den Strahlerenden eingebrachten Kühlluftstrom. Die gezielte Einbringung des Kühlluftstroms führt zu einer weiteren Aufweitung des Strahlungsfeldes, das heißt in diesen Bereichen (im Folgenden als Dunkelfelder bezeichnet) kann keine Erwärmungsenergie eingebracht werden. Um die Dunkelfelder auszugleichen muss in der Praxis der Heiztunnel verlängert werden. This is currently done via a introduced between the radiator ends cooling air flow. The targeted introduction of the cooling air flow leads to a further widening of the radiation field, that is, in these areas (hereinafter referred to as dark fields) no heating energy can be introduced. In order to compensate for the dark fields, in practice the heating tunnel has to be extended.

Auch die prozesstechnisch nutzbare Breite der Strahlerzone ist kleiner als die Länge der Strahlungsquelle selbst. Dies führt bei der Erwärmung der Kunststoffvorformlinge zu unterschiedlichen Strahlungsflussdichten und beeinträchtigt die Qualität der gleichmäßigen Erwärmung der Kunststoffvorformlinge am Umfang nachteilig. Vorrichtungen aus dem Stand der Technik weisen Dunkelfelder mit bis zu 30 % des Heiztunnels auf. Dies bedeutet, dass im Umkehrschluss durch eine Egalisierung dieser Dunkelfelder ca. 30 % der Ofenlänge eingespart werden könnten. The process technology usable width of the radiator zone is smaller than the length of the radiation source itself. This leads to the heating of the plastic preforms to different radiation flux densities and adversely affects the quality of the uniform heating of the plastic preforms on the periphery. Prior art devices have dark fields with up to 30% of the heating tunnel. This means that, by contrast, approx. 30% of the kiln length could be saved by equalizing these dark fields.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, derartige Vorrichtungen zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen effizienter zu gestalten, insbesondere auch im Hinblick auf die nötige Länge derartiger Erwärmungsvorrichtungen. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. The present invention is therefore based on the object to make such devices for heating plastic preforms more efficient, especially with regard to the necessary length of such heating devices. These objects are achieved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen weist eine Transporteinrichtung auf, welche die zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert. Daneben weist die Vorrichtung wenigstens eine Erwärmungseinrichtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge wenigstens zeitweise während ihres Transports entlang des vorgegebenen Transportpfads erwärmt. A device according to the invention for heating plastic preforms has a transport device which transports the plastic preforms to be heated along a predetermined transport path. In addition, the device has at least one heating device which heats the plastic preforms at least temporarily during their transport along the predetermined transport path.

Erfindungsgemäß weist die Erwärmungseinrichtung wenigstens eine Strahlungseinrichtung und/oder eine Strahlungsquelle auf, welche Infrarotstrahlung abgibt, sowie wenigstens ein Strahlungsaustrittselement, aus welchem Strahlung austritt und wenigstens ein Lichtleiterelement, welches die von der Strahlungseinrichtung und/oder Strahlungsquelle abgegebene Strahlung zu dem Strahlungsaustrittselement leitet. Im Gegensatz zu Vorrichtungen aus dem Stand der Technik wird daher vorgeschlagen, dass die Erwärmung nicht unmittelbar durch die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung erfolgt sondern diese Strahlung über Lichtleiter zu den Strahlungsaustrittselementen geleitet wird. According to the invention, the heating device has at least one radiation device and / or a radiation source which emits infrared radiation and at least one radiation outlet element from which radiation emerges and at least one optical fiber element which directs the radiation emitted by the radiation device and / or radiation source to the radiation exit element. In contrast to devices of the prior art, it is therefore proposed that the heating does not take place directly through the radiation emanating from the radiation source but that this radiation is conducted via optical fibers to the radiation exit elements.

Im Stand der Technik sind die genannten Strahler üblicherweise direkt in einer Heizgasse angeordnet. Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, diese eigentlichen Strahler an anderer Position und insbesondere nicht in der jeweiligen Heizgasse anzuordnen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Transporteinrichtung (bzw. dem Transportmittel) um eine umlaufende Transporteinrichtung. Diese kann beispielsweise eine Kette aufweisen, welche umgelenkt ist und an der einzelne Halteelemente zum Halten der Kunststoffvorformlinge angeordnet sind. Bei diesen Halteelementen kann es sich beispielsweise um Heizdorne handeln, welche in Mündungen der Kunststoffvorformlinge einführbar sind und diese so halten. Bevorzugt erlaubt die Transporteinrichtung einen vereinzelten Transport der Kunststoffvorformlinge. In the prior art, said radiators are usually arranged directly in a heating lane. In the context of the invention it is proposed to arrange these actual radiators at a different position and in particular not in the respective heating lane. In an advantageous embodiment, the transport device (or the means of transport) is a circulating transport device. This can for example have a chain, which is deflected and are arranged on the individual holding elements for holding the plastic preforms. These retaining elements can be, for example, heating mandrels, which can be introduced into openings of the plastic preforms and hold them in this way. The transport device preferably allows a singular transport of the plastic preforms.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Einlauf auf, über welchen die Kunststoffvorformlinge zugeführt werden. Weiterhin weist bevorzugt die Transporteinrichtung einen Auslauf auf, über den die erwärmten Kunststoffvorformlinge aus der Transporteinrichtung bzw. aus der Vorrichtung zum Erwärmen abgeführt werden. In a further advantageous embodiment, the device has an inlet, via which the plastic preforms are supplied. Furthermore, the transport device preferably has an outlet, via which the heated plastic preforms are removed from the transport device or from the device for heating.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung einen Heiztunnel auf, durch welchen hindurch die zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge gefördert werden. Bevorzugt weist die Vorrichtung Reflektoreinrichtungen auf, die bezüglich des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge an der gegenüberliegenden Seite der Heizeinrichtungen angeordnet sind. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung Abschirmelemente auf, welche Strahlung von den Mündungsbereichen der Kunststoffvorformlinge abschirmen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Mündungen der Kunststoffvorformlinge bzw. auch die Gewinde nicht erwärmt werden sollen, sondern lediglich die Grundkörper der Kunststoffvorformlinge. Advantageously, the device has a heating tunnel, through which the plastic preforms to be heated are conveyed. The device preferably has reflector devices which are arranged on the opposite side of the heating devices with respect to the transport path of the plastic preforms. In a further advantageous embodiment, the device has shielding elements which shield radiation from the mouth regions of the plastic preforms. It should be noted that the mouths of the plastic preforms or the thread should not be heated, but only the main body of the plastic preforms.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Heizelemente stationär angeordnet und die Kunststoffvorformlinge werden an diesen Heizelementen vorbeigeführt. In a further advantageous embodiment, the heating elements are arranged stationary and the plastic preforms are guided past these heating elements.

Vorteilhaft sind die Heizelemente seitlich neben dem Transportpfad der Kunststoffvorformlinge angeordnet. Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung auch weitere Reflektorelemente auf, die an der Unterseite des Transportpfads bzw. unterhalb der zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge angeordnet sind. Advantageously, the heating elements are arranged laterally next to the transport path of the plastic preforms. In a further embodiment, the device also has further reflector elements, which are arranged on the underside of the transport path or below the plastic preforms to be heated.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Dreheinrichtung auf, um die Kunststoffvorformlinge zu drehen und insbesondere um deren Längsachsen zu drehen. Auf diese Weise kann eine gleichförmige Erwärmung der Kunststoffvorformlinge in deren Umfangsrichtung erreicht werden. Dabei ist es möglich, dass die Dreheinrichtung derart gestaltet ist, dass die einzelnen Kunststoffvorformlinge unabhängig von einander gedreht werden können. Auf diese Weise ist es auch leichter möglich, in Umfangsrichtung der Kunststoffvorformlinge ein Temperaturprofil auf diese aufzubringen. In a further advantageous embodiment, the device has a rotating device in order to rotate the plastic preforms and in particular to rotate about their longitudinal axes. In this way, a uniform heating of the plastic preforms can be achieved in the circumferential direction. It is possible that the rotating device is designed such that the individual plastic preforms can be rotated independently of each other. In this way it is also easier possible to apply a temperature profile in the circumferential direction of the plastic preforms.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Vorrichtung zum Erwärmen der Kunststoffvorformlinge eine Umformungseinrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen, insbesondere eine Blasmaschine und besonders bevorzugt eine Streckblasmaschine nachgeordnet. In a further advantageous embodiment, the device for heating the plastic preforms is followed by a forming device for forming plastic preforms into plastic containers, in particular a blow molding machine and particularly preferably a stretch blow molding machine.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vereinzelungseinrichtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge vereinzelt, bevor sie in den Erwärmungsbereich transportiert werden. In a further advantageous embodiment, the device has a separating device, which separates the plastic preforms before they are transported into the heating area.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Strahlungseinrichtung von dem Transportpfad der Kunststoffvorformlinge beabstandet. Insbesondere ist die Strahlungseinrichtung bzw. die Strahlungsquelle außerhalb einer Heizgasse angeordnet, durch welche die Kunststoffvorformlinge transportiert werden. Dabei ist es möglich, dass diese Strahlungsaustrittselemente nebeneinander angeordnet sind und so insgesamt ein Array ausbilden. In a further advantageous embodiment, the radiation device is spaced from the transport path of the plastic preforms. In particular, the radiation device or the radiation source is arranged outside a heating lane, through which the plastic preforms are transported. It is possible that these radiation outlet elements are arranged side by side and thus form an array as a whole.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Strahlungseinrichtung eine Strahlungsquelle auf, welche infrarote Strahlung ausgibt und/oder eine Reflektoreinrichtung, welche die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung in Richtung des wenigstens einen Lichtleiterelements reflektiert. Bei dieser Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass insbesondere als Strahlungsquelle eine herkömmliche Infrarotlichtquelle eingesetzt wird und bevorzugt diese Reflektoreinrichtung einen Großteil der Strahlung in den Lichtleiter bzw. in das Lichtleiterelement einkoppelt. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Strahlungsquelle eine Kühleinrichtung auf. So kann es sich bei der Strahlungsquelle beispielsweise um eine Lichtquelle in der Art einer Glühlampe oder einer Halogenlampe handeln. Dabei ist die Verwendung von Halogenlichtquellen bevorzugt. In a further advantageous embodiment, the radiation device has a radiation source which emits infrared radiation and / or a reflector device which reflects the radiation emitted by the radiation source in the direction of the at least one light guide element. In this embodiment, it is proposed that, in particular, a conventional infrared light source is used as radiation source, and preferably this reflector device couples a majority of the radiation into the light guide or into the light guide element. In a further advantageous embodiment, the radiation source has a cooling device. For example, the radiation source may be a light source such as an incandescent lamp or a halogen lamp. The use of halogen light sources is preferred.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gibt die Strahlungsquelle Strahlung mit Wellenlängen von mehr als 700nm, bevorzugt von mehr als 900nm, bevorzugt von mehr als 1000nm ab. Vorteilhaft gibt die Strahlungsquelle Strahlung mit Wellenlängen von weniger als 3000nm, bevorzugt von weniger als 2500nm und besonders bevorzugt von weniger als 2000nm ab. In a further advantageous embodiment, the radiation source emits radiation with wavelengths of more than 700 nm, preferably of more than 900 nm, preferably of more than 1000 nm. Advantageously, the radiation source emits radiation having wavelengths of less than 3000 nm, preferably less than 2500 nm and particularly preferably less than 2000 nm.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Strahlungsquelle eine (insb. gekrümmte) Reflektoreinrichtung auf, die Strahlung, insbesondere auch zum Zwecke des Einkoppelns, fokussiert. Dabei ist es möglich, dass die eigentliche Strahlungs- bzw. die Lichtquelle in einem ersten Fokus dieser Reflektoreinrichtung angeordnet ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Reflektoreinrichtung wenigstens zwei und bevorzugt eine Vielzahl von bezüglich einander abgewinkelten Oberflächenbereichen aufweist, welche die Strahlung auf einen Einkoppelbereich des Lichtleiters lenken. Daneben oder alternativ könnten auch optische Elemente, insbesondere Brechungselemente wie beispielsweise Linsen vorgesehen sein, welche die Strahlung zu den Lichtleiterelementen insbesondere zu Stirnflächen dieser Lichtleiterelemente leiten. In a further advantageous embodiment, the radiation source has a (especially curved) reflector device, which focuses radiation, in particular also for the purpose of coupling. It is possible that the actual radiation or the light source is arranged in a first focus of this reflector device. However, it would also be possible for the reflector device to have at least two and preferably a multiplicity of surface regions which are angled relative to one another and direct the radiation onto a coupling region of the optical waveguide. In addition or as an alternative, it would also be possible to provide optical elements, in particular refractive elements such as, for example, lenses, which guide the radiation to the light guide elements, in particular to end faces of these light guide elements.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Strahlungseinrichtung eine Vielzahl von Lichtquellen auf. Besonders bevorzugt sind diese Lichtquellen zumindest teilweise unabhängig voneinander schaltbar. Auf diese Weise können auch unterschiedliche Strahlungsbereiche innerhalb des Heiztunnels aktiviert oder deaktiviert werden und so ein Erwärmungsprofil auf den Kunststoffvorformlingen aufgebracht werden. In a further advantageous embodiment, the radiation device has a multiplicity of light sources. Particularly preferably, these light sources are at least partially independently switchable. In this way, different radiation areas within the heating tunnel can be activated or deactivated and so a heating profile can be applied to the plastic preforms.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann auf diese Weise sowohl in einer Längsrichtung als auch in einer Umfangsrichtung ein Strahlungsprofil auf der Wandung des Kunststoffvorformlings bzw. ein Temperaturprofil erzeugt werden. Bevorzugt weist die Vorrichtung bzw. die Erwärmungseinrichtung eine Vielzahl von Strahlungsaustrittselementen auf. Die Strahlungsaustrittselemente können dabei bevorzugt Endabschnitte des Lichtleiterelements sein und/oder diese aufweisen. Bevorzugt sind die Strahlungsaustrittselemente einteilig mit den Lichtleiterelementen ausgebildet. So könnten die Strahlungsaustrittselemente insbesondere auch die Stirnflächen der Lichtleiterelemente aufweisen oder sein. In a further advantageous embodiment, a radiation profile on the wall of the plastic preform or a temperature profile can be generated in this way both in a longitudinal direction and in a circumferential direction. The device or the heating device preferably has a multiplicity of radiation outlet elements. The radiation exit elements can preferably be end sections of the light guide element and / or have these. Preferably, the radiation outlet elements are integrally formed with the light guide elements. Thus, the radiation outlet elements could in particular also have or be the end faces of the light guide elements.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Strahlungsaustrittelemente bzw. Lichtaustrittelemente in einem Array angeordnet. Dabei handelt es sich insbesondere um ein zweidimensionales Array, bei dem sich eine Erstreckungsrichtung (dieser Arrays) bevorzugt parallel zur Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge erstreckt. Vorteilhaft erstreckt sich die zweite Richtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung der zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge. In a further advantageous embodiment, the radiation exit elements or light exit elements are arranged in an array. This is in particular a two-dimensional array, in which an extension direction (of these arrays) preferably extends parallel to the transport direction of the plastic preforms. Advantageously, the second direction extends parallel or substantially parallel to a longitudinal direction of the plastic preforms to be heated.

Bevorzugt ist eine Vielzahl von Lichtaustrittselementen in einer gemeinsamen Halteeinrichtung angeordnet. Dabei ist es möglich, dass diese Halteeinrichtung wiederum gefedert bzw. bewegbar angeordnet ist und insbesondere bewegbar in einer Richtung die zu dem oben genannten zweidimensionalen Array senkrecht steht. Auf diese Weise kann das Array im Falle von Kollisionen mit Kunststoffvorformlingen geschützt werden. Daneben sind die Endabschnitte der Lichtleiterelemente weniger anfällig gegen mechanische Belastungen als die im Stand der Technik verwendeten IR-Röhren. Preferably, a plurality of light exit elements is arranged in a common holding device. It is possible that this holding device is in turn sprung or movably arranged and in particular movable in a direction which is perpendicular to the above-mentioned two-dimensional array. In this way, the array can be protected in the event of collisions with plastic preforms. In addition, the end portions of the light guide elements are less susceptible to mechanical stress than the IR tubes used in the prior art.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens ein Strahlungseinkoppelelement und/oder einen Strahlungseinkoppelbereich auf, welches die von der Strahlungseinrichtung ausgehende Strahlung in die Lichtleiterelemente einkoppelt. Bei diesem Strahlungseinkoppelelement bzw. Strahlungseinkoppelbereich kann es sich insbesondere um eine Stirnfläche des Lichtleiterelements handeln. Bevorzugt ist damit das Strahlungseinkoppelelement ein Bestandteil des Lichtleiterelements, beispielsweise eine Stirnfläche, über welche das Licht bzw. die Strahlung in das Lichtleiterelement eingekoppelt wird. In a further advantageous embodiment, the device has at least one radiation coupling element and / or a radiation coupling region which couples the radiation emanating from the radiation device into the light guide elements. This radiation coupling element or radiation coupling region may in particular be an end face of the light guide element. Thus, the radiation coupling element is preferably a component of the light guide element, for example an end face, via which the light or the radiation is coupled into the light guide element.

Daneben weist bevorzugt die Vorrichtung eine Strahlungseinkoppeleinrichtung auf, um die Strahlung in das Lichtleiterelement einzukoppeln und/oder um die Strahlung in Richtung des Lichtleiterelements zu lenken. Diese Strahlungseinkoppeleinrichtung kann dabei ein oder mehrere optische Elemente aufweisen, welche die Strahlung in Richtung des Strahlungseinkoppelelements lenken, wie etwa Linsen oder dergleichen. Bevorzugt ist diese Strahlungseinkoppeleinrichtung kein Bestandteil oder Bereich des Lichtleiterelements. Bevorzugt weist die Strahlungseinkoppeleinrichtung auch optische Elemente zwischen der Lichtquelle und der Lichteintrittsstelle d.h. dem Strahlungseinkoppelelement auf wie insbesondere auch nicht ausschließlich Linsen oder Blendenelemente. In addition, the device preferably has a radiation coupling device in order to couple the radiation into the light guide element and / or to direct the radiation in the direction of the light guide element. This radiation coupling device can have one or more optical elements which direct the radiation in the direction of the radiation coupling element, such as lenses or the like. This radiation coupling device is preferably not a component or region of the light guide element. Preferably, the radiation coupling device also comprises optical elements between the light source and the light entry point, i. the radiation coupling element on in particular not exclusively lenses or diaphragm elements.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Strahlungseinkoppelelementen und/oder Strahlungseinkoppeleinrichtungen auf, die nebeneinander angeordnet sind. So könnten eine Vielzahl von Lichtleiterelementen vorgesehen sein, die jeweils Strahlungseinkoppelelemente bzw. Strahlungseinkoppelbereiche aufweisen. Auf diese Weise kann in mehrere Lichtleiterelemente gleichzeitig Strahlung eingekoppelt werden. In a further advantageous embodiment, the device has a plurality of radiation coupling elements and / or radiation coupling devices which are arranged next to one another. Thus, a multiplicity of optical waveguide elements could be provided which each have radiation coupling-in elements or radiation coupling-in regions. In this way, radiation can be coupled into several light guide elements at the same time.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist diese Vielzahl an Strahlungseinkoppelelementen in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet. Bevorzugt sind diese Strahlungseinkoppelelemente unmittelbar aneinander liegend angeordnet. Diese Anordnung kann dabei beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. In a further advantageous embodiment, this plurality of radiation coupling elements is arranged in a two-dimensional arrangement. Preferably, these radiation coupling elements are arranged directly adjacent to each other. This arrangement may have, for example, a circular cross-section.

Vorteilhaft werden mehrere Lichtleiter von einer Lichtquelle versorgt. Es wäre jedoch auch möglich, dass mehrere der oben genannten Arrays vorgesehen sind. Vorteilhaft erfolgt eine Einkopplung der Strahlung in die einzelnen Arrays. Advantageously, several optical fibers are powered by a light source. However, it would also be possible to provide several of the above-mentioned arrays. Advantageously, the radiation is coupled into the individual arrays.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Position wenigstens eines Strahlungseinkoppelelements gegenüber der Strahlungsquelle veränderbar. Auf diese Weise kann insbesondere die einzukoppelnde Strahlung justiert werden, beispielsweise im Bezug auf die ausgehende Leistung einjustiert werden. In a further advantageous embodiment, the position of at least one radiation coupling element relative to the radiation source is variable. In this way, in particular the radiation to be coupled in can be adjusted, for example adjusted in relation to the outgoing power.

Bevorzugt ist die Position des wenigstens einen Strahlungseinkoppelelements gegenüber der Strahlungsquelle in wenigstens einer Richtung und bevorzugt wenigstens zwei Richtungen und besonders bevorzugt in drei insbesondere aufeinander senkrecht stehenden Richtungen veränderbar. Dabei wäre es möglich, dass die Position des Strahlungseinkoppelelements veränderbar ist, es wäre jedoch auch denkbar, dass die Position der Lichtquelle und/oder der Strahlungseinkoppeleinrichtung veränderbar ist. Auch könnten beide Einrichtungen hinsichtlich ihrer Position veränderbar sein. Beispielsweise könnte durch eine Verschiebung eines Linsenelements, welches sich im Strahlengang zwischen der Lichtqeulle und dem Strahlungseintrittselement befindet, eine Justierung der Strahlung bezüglich des Strahlungseinkoppelelements erreicht werden. Auf diese Weise kann auch eine Justierung der Strahlungseinkoppeleinrichtung erfolgen. Preferably, the position of the at least one radiation coupling element relative to the radiation source in at least one direction, and preferably at least two directions and more preferably in three, in particular mutually perpendicular directions changeable. It would be possible that the position of the radiation coupling element is variable, but it would also be conceivable that the position of the light source and / or the radiation coupling device is variable. Also, both devices could be variable in position. For example, by a displacement of a lens element, which is located in the beam path between the Lichtqeulle and the radiation inlet element, an adjustment of the radiation with respect to the Radiation coupling element can be achieved. In this way, an adjustment of the radiation coupling device can take place.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Messeinrichtung auf, welche wenigstens einen Messwert bestimmt, der für die aus den Strahlungsaustrittskörpern austretende Strahlung charakteristisch ist. Dabei kann insbesondere eine Intensität dieser Strahlung bestimmt werden. Auf diese Weise wäre es möglich, eine automatische oder halbautomatische Justage der Strahlungseinkoppelung zu realisieren. So kann die besagte Messeinrichtung Strahlung aufnehmen und in Abhängigkeit von den gemessenen Werten kann eine Justage der Strahlungseinkoppeleinrichtung erfolgen, und/oder ein Verschieben der Strahlungseinkoppeleinrichtung gegenüber den Lichtleitern in wenigstens einer bevorzugt in zwei bevorzugt in drei Richtungen. In a further advantageous embodiment, the device has a measuring device which determines at least one measured value that is characteristic of the radiation emerging from the radiation outlet bodies. In particular, an intensity of this radiation can be determined. In this way it would be possible to realize an automatic or semi-automatic adjustment of the radiation coupling. Thus, said measuring device can receive radiation and, depending on the measured values, an adjustment of the radiation coupling device can take place, and / or a displacement of the radiation coupling device relative to the optical fibers in at least one, preferably in two, preferably in three directions.

Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Messeinrichtung außerhalb des Heiztunnels angeordnet ist und beispielsweise ein Spiegel von den Lichtaustrittskörpern austretende Strahlung zu der Messeinrichtung lenkt. Es wäre weiterhin möglich, dass mehrere Messeinrichtungen vorgesehen sind, die (insbesondere in unterschiedlichen Bereichen) die aus den Strahlungsaustrittskörpern austretende Strahlungsintensität bestimmen. Auf diese Weise kann die Einkopplung der Strahlung in mehrere Lichtleiterelemente überprüft werden. However, it would also be conceivable that the measuring device is arranged outside the heating tunnel and, for example, a mirror directs radiation emerging from the light exit bodies to the measuring device. It would also be possible to provide a plurality of measuring devices which (in particular in different areas) determine the radiation intensity emerging from the radiation outlet bodies. In this way, the coupling of the radiation can be checked in several light guide elements.

Dabei können Antriebe vorgesehen sein, welche die Lichtquelle und/oder die Strahlungseinkoppeleinrichtung gegenüber den Strahlungseinkoppelelementen bzw. den Lichtleiterelementen verschieben. Bei diesen Antriebseinrichtungen kann es sich beispielsweise um Schrittmotoren handeln. Die Messeinrichtung kann dabei in dem Heiztunnel angeordnet sein. In this case, it is possible to provide drives which displace the light source and / or the radiation coupling device with respect to the radiation coupling elements or the light guide elements. These drive devices may be, for example, stepper motors. The measuring device can be arranged in the heating tunnel.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche wenigstens einen für die Einkopplung des Lichts in die Lichtleiter charakteristischen Parameter in Abhängigkeit von einem von oben erwähnter Messeinrichtung ermittelten Wert anpasst. Dieser Parameter kann etwa eine Relativposition der Lichtquelle oder Strahungseinkoppeleinrichtung gegenüber dem Lichtleiterelement oder dem Strahlungseinkoppelelement sein. Auf diese Weise kann beispielsweise auf ein Leistungsmaximum justiert werden. In a further advantageous embodiment, the device has a control device which adapts at least one parameter which is characteristic of the coupling of the light into the light guides as a function of a value determined by the above-mentioned measuring device. This parameter can be approximately a relative position of the light source or radiation coupling device with respect to the light guide element or the radiation coupling element. In this way, for example, can be adjusted to a power maximum.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Lichtleiterelemente flexibel. Auf diese Weise können die Freiheitsgrade bei der Platzierung der Lichtquelle erhöht werden. In a further advantageous embodiment, the light guide elements are flexible. In this way, the degrees of freedom in the placement of the light source can be increased.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei wenigstens einem Lichtleiterelement um ein Flüssigkeits-Lichtleiterelement. Derartige Flüssigkeits-Lichtleiterelemente weisen teilweise ähnliche physikalische Eigenschaften wie Festkörper-Lichtleiterelemente auf, der lichtleitende Kern dieser Lichtleiterelemente wird jedoch durch eine Flüssigkeit gebildet. Diese Flüssigkeit kann dabei in einem flexiblen Schlauch, etwa einem Kunststoffschlauch angeordnet sein. Bevorzugt weist dabei dieser Schlauch einen niedrigeren Brechungsindex auf als die Flüssigkeit. Die Totalreflexion, die zur Lichtleitung dient, wird hier an der Wand dieses Schlauchs erzeugt. In a further advantageous embodiment, at least one light guide element is a liquid light guide element. Such liquid optical waveguide elements have partially similar physical properties as solid-state light guide elements, but the photoconductive core of these optical waveguide elements is formed by a liquid. This liquid can be arranged in a flexible hose, such as a plastic tube. Preferably, this tube has a lower refractive index than the liquid. The total reflection, which serves for the light pipe, is here generated on the wall of this hose.

Derartige Flüssigkeits-Lichtleiterelemente eignen sich insbesondere, wenn Lichtleiterquerschnitte von mehr als 2mm benötigt werden In diesen Fällen müssen nicht eine Vielzahl von Lichtleitern gebündelt werden sondern eine einzige „Faser“ eines derartigen Flüssigkeits Lichtleiters mit großem Querschnitt kann verwendet werden. Damit entfällt auch die Notwendigkeit, mehrere derartige Fasern aneinander zu befestigen. Such liquid optical waveguide elements are particularly suitable if optical fiber cross sections of more than 2 mm are required. In these cases, a multiplicity of optical waveguides need not be bundled, but a single "fiber" of such a liquid optical waveguide with a large cross section can be used. This eliminates the need to attach several such fibers together.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen gerichtet. Dabei werden die Kunststoffvorformlinge mittels einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und mittels einer Erwärmungseinrichtung wenigstens zeitweise während dieses Transports erwärmt. The present invention is further directed to a method for heating plastic preforms. The plastic preforms are transported by means of a transport device along a predetermined transport path and heated by means of a heating device at least temporarily during this transport.

Erfindungsgemäß gibt eine Strahlungsquelle Strahlung und insbesondere Infrarotstrahlung zur Erwärmung der Kunststoffvorformlinge ab und diese Infrarotstrahlung wird mittels Lichtleiterelementen zu Lichtaustrittskörpern geleitet und wird von diesen Lichtaustrittskörpern auf die zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge gerichtet. According to the invention, a radiation source emits radiation and, in particular, infrared radiation for heating the plastic preforms, and this infrared radiation is conducted by light conductor elements to light emission bodies and is directed by these light emission bodies onto the plastic preforms to be heated.

Es wird daher auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass die Strahlung beabstandet zu den Kunststoffvorformlingen erzeugt und mittels Lichtleitern zu den Kunststoffvorformlingen geleitet wird. It is therefore also proposed on the method side that the radiation is generated at a distance from the plastic preforms and conducted by means of optical fibers to the plastic preforms.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Patent zeigen: Further advantages and embodiments will become apparent from the attached drawings: Patent show:

1 Eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen; 1 A schematic representation of an apparatus for heating plastic preforms;

2 Eine Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung; 2 An illustration of a device known from the prior art;

3 Eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Strahlungsverteilung bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen; 3 A representation for illustrating a radiation distribution in known from the prior art devices;

4 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen; 4 A schematic representation of an apparatus according to the invention for heating plastic preforms;

5 Eine weitere schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen; 5 Another schematic representation of an apparatus according to the invention for heating plastic preforms;

6 Eine Gegenüberstellung einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 6 A comparison of a device of the prior art and a device according to the invention;

7 Eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Lichteinkopplung in einen Lichtleiter; 7 A representation for illustrating a light coupling into a light guide;

8 Eine Vergrößerung der in 7 gezeigten Darstellung; 8th An enlargement of the in 7 shown illustration;

9 Eine Darstellung einer Strahlungsverteilung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung; 9 A representation of a radiation distribution for a device according to the invention;

10 Eine Darstellung einer Strahlungseinrichtung mit Reflektoreinrichtung; 10 An illustration of a radiation device with reflector device;

11 Eine Darstellung eines Lichtleiterelements; 11 A representation of a light guide element;

12 Eine Darstellung zur Veranschaulichung der Einkoppelung von Licht; 12 A representation for illustrating the coupling of light;

13 Eine weitere Darstellung zur Veranschaulichung der Einkoppelung von Licht; und 13 Another illustration to illustrate the coupling of light; and

14 Eine Darstellung zur Veranschaulichung der Einkopplung von Licht in einen Lichtleiter. 14 A representation to illustrate the coupling of light in a light guide.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen 10. Dabei werden die Kunststoffvorformlinge zunächst vereinzelt und einer umlaufenden Transporteinrichtung 2, wie hier einer Transportkette, zugeführt. Das Bezugszeichen 26 bezieht sich auf einen Umlenkbereich, in dem die Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge 10 geändert wird. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet eine Halteeinrichtung, welche zum Halten der einzelnen Kunststoffvorformlinge 10 dient. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine Kühleinrichtung, die zur Kühlung der Außenoberfläche der Kunststoffvorformlinge dient. Das Bezugszeichen P kennzeichnet den Transportpfad der Kunststoffvorformlinge. Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet grob schematisch eine Dreheinrichtung, welche eine Drehung der Kunststoffvorformlinge um deren Längsrichtung bewirkt. 1 shows a schematic representation of a device 1 for heating plastic preforms 10 , The plastic preforms are first isolated and a circulating transport device 2 , as here a transport chain supplied. The reference number 26 refers to a deflection area in which the transport direction of the plastic preforms 10 will be changed. The reference number 6 indicates a holding device, which for holding the individual plastic preforms 10 serves. The reference number 8th indicates a cooling device which serves to cool the outer surface of the plastic preforms. The reference symbol P denotes the transport path of the plastic preforms. The reference number 12 Characterized roughly schematically a rotating device, which causes a rotation of the plastic preforms around their longitudinal direction.

2 zeigt eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik. Dabei sind langgestreckte Infrarotlampen 142 vorgesehen, welche jeweils mit Strahlerendensockeln 144 montiert sind. Das Bezugszeichen 146 kennzeichnet eine Strahlerendenkühleinrichtung. Das Bezugszeichen Le kennzeichnet die Strahlungsintensität bzw. Lichtleistung. Man erkennt, dass Hellfelder und Dunkelfelder auftreten, und im Bereich dieser Dunkelfelder eine wesentlich geringere Strahlungsintensität auftritt. 2 shows a device according to the prior art. These are elongated infrared lamps 142 provided, each with Strahlerendensockeln 144 are mounted. The reference number 146 denotes a radiator end cooling device. Reference symbol Le denotes the radiation intensity or light output. It can be seen that bright fields and dark fields occur, and a significantly lower radiation intensity occurs in the area of these dark fields.

3 zeigt eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Ausgestaltung. Auch hier sind einzelne Strahlelemente 142 vorgesehen. Das Bezugszeichen 152 kennzeichnet einen Rückenreflektor und das Bezugszeichen 156 kennzeichnet eine Abschirmeinrichtung, welche verhindert, dass die Mündungen der Kunststoffvorformlinge 10 zu stark erwärmt werden. Dabei ist es jedoch bei diesen Strahlungsquellen problematisch, dass sich die Strahlung kugelförmig bis hin zu kegelförmig ausbreitet. Dadurch trifft ein Großteil der emittierten Strahlung nicht direkt auf das Bestrahlgut, das heißt den Kunststoffvorformling 10 sondern auch auf benachbarte Bauteile oder Kunststoffvorformlingsbereiche, die nicht aufgeheizt werden sollen, wie z. B. die Preformmündung. 3 shows a further known from the prior art embodiment. Again, there are individual radiating elements 142 intended. The reference number 152 indicates a back reflector and the reference numeral 156 indicates a shielding device which prevents the mouths of the plastic preforms 10 to be heated too much. However, it is problematic in these radiation sources that the radiation propagates spherically up to conical. As a result, a large part of the emitted radiation does not impinge directly on the material to be irradiated, that is to say the plastic preform 10 but also on adjacent components or Kunststoffvorformlingsbereiche that should not be heated, such. B. the Preformmündung.

Auch muss der Abstand zwischen den einzelnen Strahlern 142 und den Kunststoffvorformlingen 10 mitunter relativ groß gewählt werden, da sich Quarzglasröhren und Strahlersockel bauartbedingt als Kollisionsstellen mit den Kunststoffvorformlingen ergeben. Dies führt weiterhin zu schlechten Wirkungsgraden bei der Erwärmung. Also, the distance between the individual emitters needs to be 142 and the plastic preforms 10 sometimes chosen to be relatively large, since quartz glass tubes and radiator socket arise due to design as collision points with the plastic preforms. This further leads to poor efficiencies in the heating.

4 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform weist die Heizeinrichtung bzw. Erwärmungseinrichtung 4 eine Vielzahl von Lichtleiterelementen 52, beispielsweise Faserkabeln 52 auf, welche Strahlung, insbesondere Licht zu Lichtaustrittskörpern 44 leiten. Diese Lichtaustrittskörper 44 sind hier in der Längsrichtung L der Kunststoffvorformlinge 10 nebeneinander, beziehungsweise übereinander angeordnet. Das Bezugszeichen 10b kennzeichnet einen Grundkörper des Kunststoffvorformlings und des Bezugszeichen 10a einen Mündungsbereich (der nicht erwärmt werden soll). 4 shows an illustration of an embodiment of the invention. In this embodiment, the heating device or heating device 4 a plurality of optical fiber elements 52 , for example fiber cables 52 on which radiation, in particular light to Lichtaustrittskörpern 44 conduct. This light emission body 44 are here in the longitudinal direction L of the plastic preforms 10 next to each other or arranged one above the other. The reference number 10b indicates a main body of the plastic preform and the reference numeral 10a a mouth area (which should not be heated).

Aus dem Stand der Technik sind zwar Laserlichtquellen beziehungsweise Laserdioden bekannt, wobei Strahlungsenergie mittels Lichtwellenleitern von der Energiequelle beliebig zum beliebigen Bestrahlungsgut geleitet werden kann. Da Laserlichtquellen zum heutigen Stand sehr hochpreisig sind, könnte diese Methode zwar Anwendung finden, es sollen jedoch gleichwohl Alternativen vorgeschlagen werden. Verwendet man nämlich IR-Strahler als Energiequelle, so ergibt sich eine interessante und zum Lasersystem sehr preisgünstige Anwendung. Although laser light sources or laser diodes are known from the state of the art, radiation energy can be conducted by means of optical waveguides from the energy source as desired to the desired irradiation material. Since laser light sources are very expensive at the present time, this method could indeed apply, however, alternatives should nevertheless be proposed. If one uses namely IR emitters as an energy source, so there is an interesting and the laser system very inexpensive application.

Die im Stand der Technik bekannten und in 2 gezeigten eher sperrigen und großdimensionierten IR-Strahler können mit Hilfe von Lichtwellenleitern 52 vom Heiztunnel weg hin zu den Bereichen, in denen wesentlich mehr Bauraum zur Verfügung steht, verlegt werden. Dadurch können optimal dimensionierte IR-Strahlungsquellen verwendet werden. Auch kann so die Bauteilkühlung beziehungsweise die Strahlersockelkühlung besser ausgeführt, und vor allem so ausgeführt werden, dass diese Kühlung keinen schädlichen Einfluss auf die Preformerwärmung und somit auch die Prozessführung mehr hat. Those known in the art and in 2 shown rather bulky and large-sized IR emitters can with the help of Optical fibers 52 from the heating tunnel to the areas where much more space is available. As a result, optimally dimensioned IR radiation sources can be used. Also, the component cooling or the radiator base cooling can be carried out better, and above all carried out so that this cooling has no harmful influence on the preform heating and thus the process control more.

Ebenso ist es dadurch möglich, die Enden der Lichtquellenleiter zu einem durchgehenden Strahlungsfeld in Richtung Kunststoffvorformling zusammenzufassen. Auf diese Weise können die in 2 gezeigten Dunkelfelder innerhalb des Heiztunnels vermieden oder konstruktiv komplett ausgeschlossen werden. Likewise, it is thereby possible to combine the ends of the light source conductors into a continuous radiation field in the direction of the plastic preform. In this way, the in 2 shown dark fields within the heating tunnel avoided or completely excluded structurally.

Durch die gezieltere Einbringung der Strahlung, vor allem in den Grundkörper 10b des Kunststoffvorformlings und weniger in dessen Mündung, ergeben sich insgesamt weniger Energieverluste. Auch kann die Kühlung hier anteilig verringert werden, oder stellenweise sogar gänzlich entfallen. Through the more targeted introduction of radiation, especially in the body 10b the plastic preform and less in the mouth, resulting in less energy losses. Also, the cooling can be proportionally reduced here, or even eliminated in places.

Auch alternative IR-Lampen, die einen paraboloiden Reflektor besitzen wären denkbar sowie eine bessere Abstrahlung der Energiedichte nach vorne und eine ideale Sockelkühlung sind möglich. Durch die geringere Erwärmung kann diese gegebenenfalls sogar überflüssig werden (da die Strahlerenden hier hinterhalb des Reflektors liegen). Also alternative IR lamps, which possess a paraboloiden reflector would be conceivable as well as a better radiation of the energy density forward and an ideal base cooling are possible. Due to the lower heating, this may possibly even be superfluous (since the radiator ends are located here behind the reflector).

Des Weiteren kann durch die Entkopplung der direkten Strahlungsquelle das Ende des Licht(wellen)leiters sehr nahe an die Kunststoffvorformlinge herangeführt werden, da kein störender Glaskolben und keine störende Strahlerenden vorhanden sind. Dies wirkt sich wiederum positiv auf den energetischen Wirkungsgrad aus. Furthermore, by decoupling the direct radiation source, the end of the light (waveguide) conductor can be brought very close to the plastic preforms, since no disturbing glass bulb and no interfering radiator ends are present. This in turn has a positive effect on the energy efficiency.

Folglich sind extrem kurze Heizstrecken realisierbar, was den Vorteil von insgesamt weniger Bauteilen, weniger Formatteilen, und weniger Kosten mit sich bringt. Consequently, extremely short heating distances can be realized, which brings the advantage of fewer components, fewer format parts, and less costs.

Auch als Einzelstrahlersystem für den Hals- und Schulterbereich könnte die Erfindung zur Anwendung kommen, wie beispielsweise als Strahlerleisten oder Linienstrahler. Ideal steuerbar könnten eventuell pulsbare Ausführungsformen vorgesehen sein, in denen sich das Strahlerfeld mit dem Kunststoffvorformling mitbewegt. Auf diese Weise könnten Kettenteilungsverluste nahezu eliminiert werden. Je enger im Allgemeinen die Kettenverteilung beziehungsweise die Teilung zwischen den Kunststoffvorformlingen 10 ist, desto energieeffizienter ist die gesamte Anlage. The invention could also be used as a single radiator system for the neck and shoulder region, for example as radiator strips or line radiators. If desired, pulsable embodiments could be provided, in which the emitter field moves with the plastic preform. In this way, chain pitch losses could be almost eliminated. The narrower the chain distribution or the division between the plastic preforms in general 10 the more energy efficient the whole system is.

5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Man erkennt, dass hier die Lichtaustrittselemente 44 in Form eines zweidimensionalen Arrays ausgebildet sind, welches sich sowohl entlang der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge als auch entlang der Transportrichtung P erstreckt. Als Lichtquellen werden, wie in 5 gezeigt, herkömmliche Infrarotstrahlungsquellen eingesetzt. 5 shows a further embodiment of the device according to the invention. It can be seen that here the light exit elements 44 are formed in the form of a two-dimensional array, which extends both along the longitudinal direction of the plastic preforms and along the transport direction P. As light sources, as in 5 shown, used conventional infrared radiation sources.

Durch die Verwendung dieser Lichtaustrittselemente ist es möglich, dass ein nur kleiner Strahlungskegel vorgesehen ist, beziehungsweise ein nur kleiner Austrittswinkel beim Auskoppeln der Strahlung aus dem Lichtwellenleiter. Auf diese Weise können die Strahlungsstreuverluste gering gehalten werden. Es wird hier darauf hingewiesen, dass die Lichtaustrittskörper ebenfalls Bestandteile des Lichtleiters 52 sein können. Auf diese Weise können Streustrahlungsverluste vermieden werden. By using these light exit elements, it is possible that only a small cone of radiation is provided, or only a small exit angle when coupling the radiation from the optical waveguide. In this way, the radiation leakage can be kept low. It should be noted here that the light exit body also components of the light guide 52 could be. In this way, stray radiation losses can be avoided.

Ebenso ist es dadurch möglich, die Enden der Lichtwellenleiter zu einem durchgängigen Strahlungsfeld in Richtung der Kunststoffvorformlinge 10 zusammenzufassen. Auf diese Weise ist es möglich, unerwünschte Dunkelfelder innerhalb des Heiztunnels zu vermeiden, beziehungsweise konstruktiv komplett auszuschließen. Likewise, it is thereby possible, the ends of the optical waveguide to a continuous radiation field in the direction of the plastic preforms 10 summarize. In this way, it is possible to avoid unwanted dark fields within the heating tunnel, or completely exclude constructive.

6 zeigt nochmals eine Gegenüberstellung hinsichtlich der Strahlungseffizienz. Dabei ist im oberen Teilbild wiederum der Stand der Technik gezeigt und im unteren Teilbild der Gegenstand der Erfindung. Man erkennt, dass die Lichtintensitätsverteilung Le im Falle der erfinderischen Ausführungsform entlang des Transportpfads P wesentlich, beziehungsweise vollständig gleichförmig ist, und dem gegenüber im Stand der Technik, wie oben bereits erwähnt, variiert. 6 again shows a comparison with regard to the radiation efficiency. In this case, the prior art is again shown in the upper part of the picture and in the lower part of the subject of the invention. It can be seen that the light intensity distribution Le in the case of the inventive embodiment along the transport path P is substantially, or completely uniform, and compared to the prior art, as already mentioned above, varies.

7 veranschaulicht ein Beispiel für die Einkopplung von Licht in die Lichtleiterelemente 52. Dabei ist eine Lichtquelle 48 wie hier eine Infrarotquelle 48 vorgehsehen, die in einem Gehäuse angeordnet ist. Diese Lichtquelle fokussiert beziehungsweise bündelt Strahlung in das Lichtleiterelement 52, genauer gesagt in das Strahlungseinkoppelelement 58 des Lichtleiterelements 52. Das Bezugszeichen 65 kennzeichnet eine Halterung für das Lichtleiterelement 52. Es wäre jedoch hier auch möglich, dass die Strahlung einer Lichtquelle 48 in mehrere Lichtleiterelemente 52, welche nebeneinander (hier insbesondere senkrecht zur Figurenebene) angeordnet sind, eingekoppelt wird. 7 illustrates an example of the coupling of light into the light guide elements 52 , There is a light source 48 like here an infrared source 48 vorgehsehen, which is arranged in a housing. This light source focuses or focuses radiation into the light guide element 52 more precisely in the radiation coupling element 58 of the light guide element 52 , The reference number 65 indicates a holder for the light guide element 52 , However, it would also be possible here for the radiation of a light source 48 in several light guide elements 52 , which are arranged side by side (in particular perpendicular to the plane of the figure), is coupled.

Allgemein wäre es möglich, dass die Lichtstrahlen der hier gezeigten Infrarothalogenlampe 48 über einen Reflektor 66, insbesondere einen paraboloiden und elliptischen Reflektor in einem zweiten Brennpunkt gebündelt werden. In general, it would be possible for the light rays of the infrared halogen lamp shown here 48 over a reflector 66 , in particular a paraboloidal and elliptical reflector are focused in a second focal point.

Dieser zweite Brennpunkt liegt bevorzugt am Einkopplungspunkt des Lichtwellenleiters. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass der Akzeptanzwinkel, beziehungsweise die numerische Apertur NA (das heißt der maximale Winkel, unter dem Licht beziehungsweise Lichtwellen auf einen Lichtleiter fallen darf, um in diesem noch durch Totalreflektion fortgeführt zu werden) eine gewisse Größe nicht überschreitet. Dies kann durch unterschiedliche Formen von Reflektoren beispielsweise in Form von Ellipsen oder Parabolreflektoren erreicht werden. Diese Parabolreflektoren können dabei paraboloidisch aber auch rinnenförmig ausgeführt sein. Daneben sind auch Spiegel oder vorgesetzte Linsen denkbar, um die Strahlung entsprechend zu verjüngen beziehungsweise zu bündeln. Auch ist es denkbar, dass einer Strahlungsquelle, wie oben erwähnt, mehrere Lichtwellenleiter 52, die zu einem Faserbündel zusammengefasst sind, zugeordnet sind. This second focus is preferably at the point of insertion of the optical waveguide. In this case, it can be taken into account that the acceptance angle, or the numerical aperture NA (that is to say the maximum angle at which light or light waves may fall on a light guide in order to be continued in this by total reflection) does not exceed a certain size. This can be achieved by different forms of reflectors, for example in the form of ellipses or parabolic reflectors. These parabolic reflectors can be designed paraboloidally but also channel-shaped. In addition, mirrors or superior lenses are conceivable in order to rejuvenate or bundle the radiation accordingly. It is also conceivable that a radiation source, as mentioned above, a plurality of optical waveguides 52 , which are combined into a fiber bundle assigned.

8 zeigt eine entsprechend vergrößerte Ausgestaltung der Einkopplung. Auch hier ist wieder die Lichtquelle 48 erkennbar sowie ein Reflektorelement bzw. eine Reflektorwandung 66, welche bewirkt, dass Lichtstrahlung in das Ende 58 des Lichtleiters d.h. in das Strahlungseinkopplungselement eingekoppelt wird. 8th shows a correspondingly enlarged embodiment of the coupling. Again, the light source is here 48 recognizable as well as a reflector element or a reflector wall 66 which causes light radiation in the end 58 of the light guide that is coupled into the radiation coupling element.

9 veranschaulicht eine IR-Strahlungsquelle mit einem rinnenförmigen, elliptischen Reflektor, der beispielsweise für länglich ausgeprägte Infrarotstrahler vorgesehen sein kann. Die Strahlungsquelle 48 selbst erstreckt sich hier senkrecht zur Figurenebene und ebenfalls die Reflektoreinrichtung 66. Das Bezugszeichen S kennzeichnet die austretende Strahlung. 9 illustrates an IR radiation source with a channel-shaped, elliptical reflector, which may be provided for example for elongated infrared radiators. The radiation source 48 itself extends perpendicular to the plane of the figure and also the reflector device 66 , The reference symbol S denotes the emerging radiation.

10 zeigt die Veranschaulichung eines parabolförmigen Reflektors und eines Faserbündels, in welchem mehrere Fasern nebeneinander zusammengefasst sind. Hier kann das Licht der einen Lichtquelle 48 in mehrere einzelne Fasern 59a des Faserbündels 59 (vgl. 11) eingekoppelt werden. Dabei kann der Reflektor eine Ausnehmung aufweisen, in welcher die Lichtquelle zumindest teilweise angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann die Strahlung gezielter in Richtung der Lichtleiterelemente geführt werden. Bevorzugt weist der Reflektor wenigstens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Krümmungen bzw. Krümmungsverläufen auf. 10 shows the illustration of a parabolic reflector and a fiber bundle in which a plurality of fibers are grouped together. Here is the light of a light source 48 into several individual fibers 59a of the fiber bundle 59 (see. 11 ) are coupled. In this case, the reflector may have a recess in which the light source is at least partially arranged. By this arrangement, the radiation can be guided more selectively in the direction of the light guide elements. The reflector preferably has at least two sections with different curvatures or curves of curvature.

Die 12–14 zeigen mehrere mögliche Darstellungen, welche zusätzlich auch optische Elemente wie Linsen vorsehen. Derartige Linsen 64 können vorgesehen sein, um das Einkoppeln der Strahlung in die einzelnen Fasern des Lichtwellenleiters zu verbessern. Bei der in 14 gezeigten Ausführungsform ist neben der IR-Strahlungsquelle mit dem Reflektor 66 auch eine Sammellinse 64 und ein Lichtwellenleiter-Bündel mit einem Strahlerfeld am Lichtwellenleiterausgang dargestellt. The 12 - 14 show several possible representations, which also provide optical elements such as lenses. Such lenses 64 may be provided to improve the coupling of the radiation into the individual fibers of the optical waveguide. At the in 14 shown embodiment is in addition to the IR radiation source with the reflector 66 also a condensing lens 64 and an optical fiber bundle with a radiator array at the fiber optic output shown.

Weiterhin kann eine nur schematisch dargestellte Antriebseinrichtung 72 vorgesehen sein, welche eine Bewegung der Linse 64 in den Richtungen x, y, z ermöglicht, um eine Justierung zu ermöglichen. Daneben könnte jedoch die Linse auch manuell verschiebbar sein. Auch könnten die Position der Lichtquelle 48 und oder der Strahlungseinkoppelelemente bzw. der Endabschnitte der Lichtleiterelemente verschiebbar sein. Das Bezugszeichen 74 kennzeichnet eine Messeinrichtung, welche eine Intensität der aus den Lichtaustrittselementen austretenden Strahlung bestimmt. Auch mit Hilfe dieser Messeinrichtung kann eine Einjustierung erfolgen. Furthermore, a drive device shown only schematically 72 be provided, which is a movement of the lens 64 in the directions x, y, z, to allow adjustment. In addition, however, the lens could also be manually displaceable. Also, the position of the light source could be 48 and or the radiation coupling elements or the end portions of the light guide elements to be displaced. The reference number 74 denotes a measuring device which determines an intensity of the radiation emerging from the light exit elements. Even with the help of this measuring device can be done Einjustierung.

Durch die geschickte Anordnung von Reflektoren oder Linsen, beziehungsweise Kombinationen aus beidem, können Einkopplungsverluste minimiert werden. An den Licht- beziehungsweise Strahlungseintritts- und Austrittsflächen treten jeweils 4%ige Einkopplungs- und Auskopplungsverluste auf. Im Lichtwellenleiter sind dagegen auch über längere Distanzen nahezu keine Verluste (ca. 0,5%) zu erwarten. Geht man von bis zu 40% Streustrahlungsverlusten bei der heutigen Anwendung aus, so könnte man durch die hier vorgeschlagene Neuerung über 30% an Strahlungsverlusten einsparen. By the clever arrangement of reflectors or lenses, or combinations of both, coupling losses can be minimized. At the light or radiation entrance and exit surfaces in each case 4% coupling and decoupling losses occur. In the optical waveguide, on the other hand, almost no losses (approx. 0.5%) are to be expected over longer distances. Assuming up to 40% of stray radiation losses in today's application, one could save over 30% of radiation losses by the innovation proposed here.

Insgesamt kann daher eine konstante Strahlungsdichte über die komplette Heizgassenlänge erreicht werden. Daneben können, wie oben erwähnt, auch Dunkelfelder minimiert werden und es ist weiterhin ein verbesserter Halsauszug bei konzentrierter starker Erwärmung unterhalb des Tragrings möglich, ohne dabei die Mündung der Kunststoffvorformlinge selbst zu stark zu erwärmen. Darüber hinaus ergeben sich auch energetische Vorteile durch ein gezieltes Einbringen der Infrarotstrahlung in den Grundkörperbereich der Kunststoffvorformlinge. Daneben kann auch die Prozessführung vereinfacht werden, da eine Kühlluftzuführung für die Strahlerendenkühlung nicht mehr in der Heizgasse angebracht werden muss. Daneben ist auch ein einfacher und kostengünstiger Einsatz durch eine herkömmliche IR-Technologie denkbar. Die Energiequelle und der Bearbeitungsort können über einen biegsamen Lichtwellenleiter örtlich entkoppelt werden. Overall, therefore, a constant radiation density can be achieved over the entire Heizgassenlänge. In addition, as mentioned above, also dark fields can be minimized and it is also an improved neckline with concentrated strong heating below the support ring possible without causing the mouth of the plastic preforms themselves to overheat. In addition, there are also energetic advantages through a targeted introduction of the infrared radiation in the body region of the plastic preforms. In addition, the process management can be simplified because a cooling air supply for the radiator end cooling no longer needs to be installed in the heating lane. In addition, a simple and inexpensive use by a conventional IR technology is conceivable. The energy source and the processing site can be locally decoupled via a flexible optical fiber.

Daneben ist auch eine Aufteilung des Strahlenfeldes nach Belieben in Intensität und Aufteilung möglich. Mit Hilfe einer Heiztunneltechnologie kann auch jeder Kunststoffvorformling mit einer sehr konstanten Qualität erwärmt werden. Dadurch wäre es möglich, die hier gezeigte Erfindung auch mit Erwärmungsmöglichkeiten nach dem Stand der Technik zu kombinieren. So könnte in einem Abschnitt der Heizvorrichtung die erfindungsgemäße Erwärmungseinstufung vorgesehen sein und in anderen Abschnitten aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine erste Strahlerzone, welche eine erste Erwärmung der Kunststoffvorformlinge bewirkt. In addition, a division of the radiation field at will in intensity and distribution is possible. With the help of a heating tunneling technology, every plastic preform can be heated with a very constant quality. This would make it possible to combine the invention shown here with heating possibilities according to the prior art. Thus, in a section of the heating device, the heating grading according to the invention could be provided and devices known in other sections of the prior art. The device according to the invention is particularly suitable for a first radiator zone, which effects a first heating of the plastic preforms.

Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können. The Applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided that they are novel individually or in combination with respect to the prior art. It is further pointed out that features have also been described in the individual figures, which in themselves can be advantageous. The person skilled in the art immediately recognizes that a particular feature described in one figure can also be advantageous without taking over further features from this figure. Furthermore, the person skilled in the art recognizes that advantages can also result from a combination of several features shown in individual or in different figures.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Vorrichtung contraption
2 2: Transporteinrichtung transport means
4 4: Heizeinrichtung heater
6 6: Halteeinrichtung holder
8 8th: Kühleinrichtung cooling device
10 10: Kunststoffvorformling Plastic preform
10a 10a: Mündungsbereich mouth area
10b 10b: Grundkörper body
12 12: Dreheinrichtung rotator
26 26: Umlenkbereich deflection
42 42: Strahlungsquelle, Strahlungseinrichtung Radiation source, radiation device
44 44: Lichtaustrittselement Light-emitting element
48 48: Strahlungsquelle, Lichtquelle Radiation source, light source
52 52: Lichtleiterelement Optical fiber element
58 58: Strahlungseinkoppelement Strahlungseinkoppelement
59 59: Faserbündel fiber bundles
59a 59a: Faser fiber
64 64: Linse lens
66 66: Reflektorelement reflector element
72 72: Antriebseinrichtung driving means
74 74: Messeinrichtungen measuring equipment
142 142: Strahlelemente, Infrarotlampen (Stand der Technik) Radiating elements, infrared lamps (prior art)
144 144: Strahlerendensockel (Stand der Technik) Radiator base (prior art)
146 146: Strahlerendenkühleinrichtung (Stand der Technik) Radiator end cooling device (prior art)
152 152: Rückenreflektor (Stand der Technik) Back reflector (prior art)
156 156: Abschirmeinrichtung (Stand der Technik) Shielding device (prior art)
L L: Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge Longitudinal direction of the plastic preforms
T T: Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge Transport direction of the plastic preforms
x, y, z x, y, z: Bewegungsrichtungen directions of movement
Le Le: Lichtleistung light output

Claims

Contraption ( 1 ) for heating plastic preforms ( 10 ) with a transport device ( 2 ), which the plastic preforms ( 10 ) transported along a predetermined transport path (P) and with at least one heating device ( 4 ), which the plastic preforms ( 10 ) at least temporarily during their transport along the predetermined transport path (P), characterized in that the heating device ( 4 ) at least one radiation source ( 48 ), which emits infrared radiation, at least one radiation exit element ( 44 ) from which radiation emerges and at least one light guide element ( 52 ), which depends on the radiation source ( 48 ) emitted radiation to the radiation outlet element ( 44 ).

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the heating device ( 4 ) a plurality of radiation exit elements ( 44 ) having.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radiation source ( 48 ) emits infrared radiation and a reflector device ( 66 ) provided by the radiation source ( 48 ) outgoing radiation in the direction of the at least one light guide element ( 52 ) reflected.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device has a plurality of radiation exit elements ( 44 ) having.

Contraption ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the radiation outlet elements ( 44 ) are arranged in a two-dimensional array.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device comprises at least one radiation coupling element ( 58 ), which transmits the radiation emanating from the radiation source into the optical waveguide elements ( 52 ).

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a plurality of radiation coupling devices ( 64 . 66 ), which are arranged side by side.

Contraption ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the position of the at least one radiation coupling element ( 58 ) relative to the radiation source ( 48 ) is changeable.

Contraption ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device has a measuring device which determines at least one measured value which is suitable for the radiation emission elements ( 44 ) radiation is characteristic.

Method for heating plastic preforms ( 10 ), wherein the plastic preforms ( 10 ) by means of a transport device ( 2 ) are transported along a predetermined transport path and by means of a heating device ( 4 ) are heated at least temporarily during this transport, characterized in that a radiation source ( 48 ) Infrared radiation for heating the plastic preforms ( 10 ) and this infrared radiation by means of light guide elements ( 52 ) to light emitting bodies ( 44 ) and from these light emission bodies ( 44 ) on the plastic preforms to be heated ( 10 ).