DE102018114880A1

DE102018114880A1 - Heizvorrichtung und Blasmaschine mit Abführeinrichtung zur Abführung erwärmter Heizungsabluft und Verfahren zur thermischen Konditionierung von Blasformen

Info

Publication number: DE102018114880A1
Application number: DE102018114880.1A
Authority: DE
Inventors: Oliver Seel
Original assignee: KHS Corpoplast GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2019-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Blasmaschine, insbesondere Streck-Blasmaschine, mit einer Heizvorrichtung zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil, wobei die Heizvorrichtung Heizeinrichtungen zur Erzeugung der auf die Vorformlinge zu übertragenden Heizenergie aufweist, wobei die Blasmaschine weiterhin einen Heizkreislauf zur Erhitzung von Blasformen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkreislauf einen Wärmeübertrager umfasst, der mit Wärmeenergie von Abwärme aus der Heizvorrichtung versorgt ist und der ein in dem Heizkreislauf zirkulierendes Heizfluid erhitzt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine Heizvorrichtung für eine solche Blasmaschine und ein Verfahren zur Bereitstellung einer Beheizung für Blasformen für eine solche Blasmaschine.

Description

Hintergrund
Die Erfindung betrifft eine Blasmaschine, insbesondere eine Streck-Blasmaschine, mit einer Heizvorrichtung zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil. Die Heizvorrichtung ist dazu mit Heizeinrichtungen zur Erzeugung der auf die Vorformlinge zu übertragenden Heizenergie ausgestattet. Darüber hinaus weist die Blasmaschine einen Heizkreislauf zur Erhitzung von Blasformen für z. B. sogenannte Hotfill- und Relax-Prozesse auf.
Die Erfindung betrifft auch eine Heizvorrichtung für eine Blasmaschine, insbesondere für eine Streck-Blasmaschine, zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil. Die Heizvorrichtung weist Heizeinrichtungen zur Erzeugung der auf die Vorformlinge zu übertragenden Heizenergie auf.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung einer Heizung für Blasformen in einer Blasmaschine, insbesondere in einer Streck-Blasmaschine, mit einer Heizvorrichtung zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil. Die Heizvorrichtung weist Heizeinrichtungen zur Erzeugung der auf die Vorformlinge zu übertragenden Heizenergie auf. Ferner weist die Blasmaschine einen Heizkreislauf zur Erhitzung von Blasformen auf.
Generell liegt die Erfindung auf dem technischen Gebiet der Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung. Dabei werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat), innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizvorrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE 43 40 291 A erläutert. Bekannt sind aber auch Blasmaschinen, die mit anderen Medien als Druckluft arbeiten, z. B. sind Blasmaschinen bekannt, die das abzufüllende Füllgut zur Behälterexpansion verwenden und simultan die Behälterformung und die Behälterbefüllung bewirken. Die Erfindung betrifft gleichermaßen alle diese Blasmaschinen, auch wenn nachfolgend im Wesentlichen mit Druckluft oder einem anderem gasförmigen Medium arbeitende Blasmaschinen exemplarisch besprochen werden.
Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälterformung mittels Druckluft wird in der DE 42 12 583 A1 beschrieben. Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der DE 23 52 926 A1 erläutert.
Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bewährt hat sich insbesondere die Verwendung von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen und die Verwendung von Spreizdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen. Für eine Temperierung haben Transportdorne Vorteile, die in den inneren Mündungsbereich eines Vorformlings klemmend eingreifen, da die Vorformlinge für eine Temperierung frei zugänglich sind.
Eine Handhabung von Behältern unter Verwendung von Übergaberädern wird beispielsweise in der DE 199 06 438 A1 bei einer Anordnung des Übergaberades zwischen einem Blasrad und einer Ausgabestrecke beschrieben.
Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgussverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgusstechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.
Neben der Temperierung der Vorformlinge besteht für einige Anwendungen die Notwendigkeit, auch die Blasformen in den Blasstationen auf eine hohe Temperatur zu bringen, zum Beispiel um für sogenannte „Hotfill“- und „Relax“-Anwendungen geeignete Flaschen aus Vorformlingen blasen zu können. Bei diesen Blasprozessen werden die Blasformen der Blasstationen auf Temperaturen z. B. oberhalb von 80°C gehalten, z. B. bei 120°C. Durch eine solche Vortemperierung der Blasformen wird verhindert, dass in den geblasenen Behältern Spannungen entstehen. Daher neigen die derart hergestellten Behälter bei Befüllung mit heißen Füllgütern weniger stark zu einer Verformung und zu einer Rückschrumpfung.
Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet.
Für die Erwärmung der Vorformlinge weisen die Heizvorrichtungen bekannter Blasmaschinen Heizeinrichtungen auf. Solche Heizeinrichtungen können z.B. sogenannte Heizkästen mit Heizstrahlern sein, die Wärmestrahlung in Richtung auf die Vorformlinge emittieren. Ein solcher Heizkasten kann z. B. auf einer Seite mehrere linienförmige Heizstrahler aufweisen, die in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind. Dieser mit Heizstrahlern bestückten Seite liegt z. B. eine mit einem Reflektor versehene Seite gegenüber, und Vorformlinge werden zum Zwecke ihrer Temperierung durch den von diesen beiden Heizkastenseiten seitlich begrenzten Tunnel hindurchgeführt. Es sind auch Heizkästen bekannt, die auf beiden Seiten mit Heizstrahlern ausgestattet sind. Mehrere dieser beispielhaften Heizkästen sind in der Regel zur Ausbildung eines Linearofens entlang einer Heizstrecke angeordnet und die Vorformlinge werden zur Temperierung entlang der Heizstrecke durch die Heizkästen hindurchgeführt. Dies erfolgt typischerweise in aufrechter Vorformlingsorientierung mit der Mündung nach oben, wobei die Vorformlinge dabei von Transportdornen gehaltert sind, z. B. von Klemmdornen, die innenseitig in den Mündungsbereich des Vorformlings klemmend eingreifen.
Im Bereich der Heizkästen werden die Transportdorne typischerweise in Rotation versetzt, zum Beispiel indem der Transportdorn an einem Zahnriemen derart vorbeigeführt wird, dass eine an dem Transportdorn befestigte Zahnscheibe in den Zahnriemen greift und dabei zwangsgedreht wird. Durch eine derartige Rotation können die Vorformlinge in Umfangsrichtung gleichmäßig temperiert werden. Gegebenenfalls kann die Rotation streckenweise ausgesetzt werden, um zum Beispiel in Umfangsrichtung ein bestimmtes Temperaturprofil im Vorformling zu erzeugen.
Innerhalb der Heizkästen sind üblicherweise Nahinfrarot-Heizstrahler (NIR) für die Erzeugung einer Heizstrahlung vorgesehen. Bekannt ist auch, Infrarot-Heizstrahler (IR) zu verwenden. Gewählt werden üblicherweise solche Wellenlängenbereiche, in denen Vorformlinge günstige Absorptionseigenschaften zeigen. Ein typischer Heizkasten enthält darüber hinaus Wärmestrahlung reflektierende Reflexionsstrukturen, um Strahlungsverluste zu reduzieren und um eine geeignete Verteilung der Wärmestrahlung innerhalb des Heizkastens zu ermöglichen.
Hinter den Strahlern, zuweilen auch im Bodenbereich des Heizkastens und zuweilen auch an der der Strahlerebene gegenüber liegenden Seite des Heizkastens, können Wärmestrahlung reflektierende Reflektoren angeordnet sein, die für eine effektive beziehungsweise für eine gewünschte Verteilung der Wärmestrahlung innerhalb des Heizkastens sorgen. Derartige Reflektoren können aus Metall, zum Beispiel aus einem Blech oder aus poliertem Aluminium, oder aus keramischen oder anderen Materialien hergestellt sein. Je nach Anwendungsfall sind die Reflektoren in unterschiedlichen Geometrien ausgebildet.
Die bisher üblichen Heizvorrichtungen können nur deutlich weniger als 50% der von den Heizeinrichtungen erzeugten Wärmeenergie in die Vorformlinge einbringen. Die übrige Energie führt zur Erwärmung von umgebenden Elementen der Blasmaschine und zur Erwärmung der Luft im Heizstreckenbereich. Zur Vermeidung einer zu starken Erwärmung weisen die Heizvorrichtungen deshalb in der Regel Abführeinrichtungen zur Abführung erwärmter Abluft aus der Heizvorrichtung auf. Zum Zwecke einer ausreichenden Abluftabführung wird z. B. eine Absaugung realisiert. In der Regel wird die heiße Abluft in die Umgebung abgeblasen.
Zur Erwärmung der Blasformen für „Hotfill“- und „Relax“-Prozesse weisen bekannte Blasmaschinen einen zusätzlichen Heizkreislauf auf, in dem ein Heizfluid zirkuliert, das die Blasformen beheizt. Innerhalb dieses Heizkreislaufes ist in der Regel eine Heizeinrichtung vorgesehen, die das Heizfluid auf eine bestimmte Temperatur aufheizt. Mit dieser Temperatur läuft das Heizfluid aus dem beheizten Bereich in Richtung der Blasformen und gibt dort einen Teil der Wärmeenergie an die Blasformen ab um anschließend mit verringerter Temperatur wieder zurück in den Heizbereich zu fließen.
Ein anderes Problem bei Blasmaschinen stellt die Notwendigkeit dar, dass bestimmte Elemente einer Blasmaschine einer Kühlung bedürfen. Dies können z.B. temperaturempfindliche elektronische Bauteile sein, die z. B. in Schaltschränken untergebracht sind, oder auch Komponenten der Heizkästen, wie z. B. die Reflektoren. Zur aktiven Kühlung werden hierfür Kühlkreisläufe realisiert mit einem darin umlaufend geführten Kühlmittel, z.B. Wasser. Bestandteil des Kühlkreislaufes ist in der Regel eine elektrisch betriebene Kühleinrichtung, die z. B. das im Kühlkreislauf geführte Kühlmittel abkühlt. So ist bekannt, dass eine Kühlung im Bereich der Heizkästen, z. B. der dort angeordneten Reflektoren, erfolgen kann. Auch hierzu wird im Stand der Technik auf elektrisch betriebene Kühleinrichtungen zurückgegriffen. Derartige Kühleinrichtungen benötigen je nach Maschinengröße und je nach Umgebungstemperatur elektrische Leistungen von ca. 10 kW bis zu 100 kW.
Es wird als nachteilig angesehen, dass trotz bereits erfolgter Verbesserungen und Optimierungen noch immer ein großer Teil der für die Beheizung der Vorformlinge aufgewendeten Heizenergie nicht von den Vorformlingen aufgenommen werden kann, sondern als Abwärme abzuführen ist. Bei Heizleistungen von z. B. 100 kW werden selbst in optimalen Fällen lediglich 30 bis maximal 40 kW als Erwärmung in die Vorformlinge eingebracht, während die übrige Leistung über die Abwärme abgeführt werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Vorrichtungen und Verfahren zur blasformenden Herstellung von Behältern bereitzustellen, die eine verbesserte Energieeffizienz im Bereich der Heizenergie aufweisen.
Beschreibung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Abwärme aus der Heizvorrichtung, z. B. die erwärmte Abluft aus einer Abführeinrichtung, dazu verwendet wird, die Blasformen für Hotfill- und Relax-Anwendungen vorzuwärmen.
Die Erfindung betrifft somit in einem ersten Aspekt eine Blasmaschine, insbesondere Streck-Blasmaschine, mit einer Heizvorrichtung zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil, wobei die Heizvorrichtung Heizeinrichtungen zur Erzeugung der auf die Vorformlinge zu übertragenden Heizenergie aufweist, wobei die Blasmaschine weiterhin einen Heizkreislauf zur Erhitzung von Blasformen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkreislauf einen Wärmeübertrager umfasst, der mit Wärmeenergie von Abwärme aus der Heizvorrichtung versorgt ist und der ein in dem Heizkreislauf zirkulierendes Heizfluid erhitzt.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erreicht, dass die in der abgeführten Abwärme, z. B. der Abluft, noch enthaltene Wärmeenergie zumindest teilweise nutzbringend verwendet wird, indem diese Wärmeenergie einer Heizeinrichtung für die Blasformen zugeführt wird. Gleichzeitig können sensiblere und stark erhitzte Komponenten der Heizvorrichtung auf diese Weise energie- und kostensparend gekühlt werden. Insgesamt ergibt sich eine verbesserte Energiebilanz. Es ist dadurch auch möglich, die bisher verwendeten, z. B. mit elektrischer Energie arbeitenden, Heizeinrichtungen kleiner auszubilden oder vollständig zu ersetzen, da mindestens ein Teil der benötigten Heizleistung über den anspruchsgemäßen Wärmeübertrager zur Verfügung gestellt wird. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass weniger überschüssige Wärmeenergie über die abgelassene Abluft in die Produktionshalle abzulassen ist, in der die Blasmaschine steht. Es ergeben sich dadurch Vorteile dahingehend, dass zum Beispiel die Produktionshalle weniger stark klimatisiert werden muss.
Die anspruchsgemäßen Wärmeübertrager arbeiten anders als übliche Heizeinrichtungen indem sie die Abwärme der Heizkästen einer Blasmaschine verwenden. Ein Wärmeübertrager im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Übertragung von Wärmeenergie auf den Heizkreislauf, vorzugsweise eine Vorrichtung zur Übertragung von Wärmeenergie von einem geschlossenen Heiz- oder Kühlkreislauf auf den erfindungsgemäßen Heizkreislauf, der zur Erhitzung der Blasformen verwendet wird, d. h. dessen Heizfluid die Blasform durchströmt oder anströmt oder unmittelbar zur Beheizung der Blasformen verwendet wird.
Der Wärmeübertrager erhitzt mittels der aus Abwärme aus der Heizvorrichtung gewonnenen Wärmeenergie, mit der er versorgt ist, ein in dem erfindungsgemäßen Heizkreislauf zirkulierendes Heizfluid. Das Heizfluid kann z. B. Wasser oder Öl sein, wobei Öl besonders für Hotfill-Prozesse und somit eine starke Aufheizung des Heizfluids (z. B. bis 160°C, was einer möglichen Formtemperatur in Hotfill-Prozessen entspricht) und der Blasformen geeignet ist. Für die Aufheizung von Blasformen für Relax-Prozesse beträgt die Formtemperatur z. B. 120°C, wodurch Wasser ein geeignetes Heizfluid für diese Relax-Prozesse darstellt. Weitere geeignete Heizfluide sind Fachleuten bekannt. Darüber hinaus ist der Fachmann in der Lage, ein geeignetes Heizfluid für bestimmte Formtemperaturen auszuwählen.
Erfindungsgemäß wird die Abwärme aus der Heizvorrichtung genutzt, um zunächst ein Heizfluid im Heizkreislauf und anschließend hiermit die Blasformen zu erhitzen. Die Gewinnung der Abwärme aus der Heizvorrichtung kann über die erhitzte Abluft oder unmittelbar an übermäßig erhitzten Komponenten der Heizvorrichtung vorgenommen werden (z. B. an den Reflektoren).
Die Blasmaschine kann z. B. eine Abführeinrichtung zur Abführung von erhitzter Abluft aus der Heizvorrichtung aufweisen, wobei der Wärmeübertrager von der Abführeinrichtung mit erhitzter Abluft versorgt ist.
Die Abführeinrichtung kann z. B. eine haubenartige Einrichtung umfassen, in welche die erhitzte Abluft hineingesogen oder hineingeblasen wird. Das Hineinblasen kann z. B. durch ein Gebläse erfolgen, das auf der der Abführeinrichtung gegenüberliegenden Seite der Heizkästen angeordnet ist.
Die Abführeinrichtung wird ferner einen Wärmeübertrager umfassen, der die erhitzte Abluft derart mit dem Heizfluid in Kontakt bringen kann, dass eine Übertragung von Wärmeenergie aus der Luft auf das Heizfluid stattfinden kann. Für diesen Zweck geeignete Wärmeübertrager sind handelsübliche Luft/Wasser-Wärmeübertrager. In dem Wärmeübertrager werden der Luftstrom und der Strom des Heizfluids in der Regel nach dem Gegenstromprinzip oder dem Gleichstromprinzip angeordnet sein und räumlich durch eine wärmedurchlässige Wand getrennt sein. Der Wärmeübertrager ist mit anderen Worten vorzugsweise ein Rekuperator.
Alternativ oder zusätzlich zu der Abführeinrichtung zur Abführung von erhitzter Abluft kann die Blasmaschine auch eine Einrichtung zur Gewinnung der Abwärme unmittelbar an übermäßig erhitzten Komponenten der Heizvorrichtung, insbesondere der Heizkästen, umfassen. Solch eine Einrichtung ist bevorzugt eine Kühlung zur Abführung von Abwärme aus der Heizvorrichtung, insbesondere der Heizkästen. Die Kühlung kann z. B. eine Wasserkühlung sein. Alternativ kann die Kühlung aber auch ein anderes Kühlfluid, z. B. ein gasförmiges Kühlfluid, enthalten.
Die Kühlung kann z. B. in Form eines (geschlossenen) Kühlkreislaufs ausgebildet sein. In diesem Falle würde die durch die Erwärmung des Kühlfluids, z. B. in Form von Wasser oder einem gasförmigen Kühlfluid, gewonnene Wärmeenergie über einen Wärmeübertrager auf den Heizkreislauf übertragen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Heizvorrichtung somit einen Wärmeübertrager, der den Kühlkreislauf der Kühlung und den Heizkreislauf energetisch miteinander verbindet und somit insbesondere in der Lage ist, das in dem Heizkreislauf enthaltene Heizfluid zu erhitzen. Geeignete Wärmeübertrager sind an anderer Stelle hierin beschrieben.
Vorzugsweise wird das im Kühlkreislauf zirkulierende Kühlfluid durch die Abwärme der Heizkästen auf eine Temperatur erhitzt, die zwischen 50°C und 150°C liegt, stärker bevorzugt zwischen 70°C und 100°C. Diese Temperatur ist die Temperatur des Rücklaufs von den Heizkästen zu dem Wärmeübertrager. Das Kühlfluid im Vorlauf wird eine geringere Temperatur aufweisen.
Die Kühlung wird insbesondere zur Kühlung besonders temperaturempfindlicher und/oder stark aufgeheizter Bestandteile der Heizvorrichtung ausgebildet sein. Solche Bestandteile sind z. B. die Reflektoren der Heizkästen und die W-Profile. Dies bedeutet, dass die Kühlung, insbesondere der von der Kühlung umfasste Kühlkreislauf, mit diesem Bestandteilen derart in Kontakt gebracht wird, dass ein Austausch von Wärmeenergie zwischen der Kühlung und den zu kühlenden Komponenten der Heizvorrichtung stattfinden kann. Dies kann z. B. passiv durch das Anbringen von Kühlschleifen und entlangströmen des Kühlfluids entlang der zu kühlenden Komponenten geschehen.
Ein Wärmeübertrager, der Teil des erfindungsgemäßen Heizkreislaufs ist, ist somit von der Kühlung mit Wärmeenergie versorgt. Geeignete Wärmeübertrager sind an anderer Stelle hierin beschrieben. Sofern die Abwärme sowohl aus der Abluft als auch unmittelbar an den erhitzten Komponenten der Heizkästen durch eine Kühlung gewonnen wird, und/oder weitere Wege zur Erhitzung des Heizfluids vorgesehen sind, kann der erfindungsgemäße Heizkreislauf mehr als einen Wärmeübertrager umfassen. So kann der Heizkreislauf z. B. einen Wärmeübertrager umfassen, der an den Kühlkreislauf der Kühlung angeschlossen ist, und einen weiteren Wärmeübertrager, der von der Abführeinrichtung zur Abführung von erhitzter Abluft umfasst ist. Dabei können die Wärmeübertrager gleicher oder unterschiedlicher Bauart sein.
Der Wärmeübertrager kann z. B. einen Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe umfassen. Geeignete Wärmetauscher und Wärmepumpen sind Fachleuten bekannt und schließen z. B. die an anderer Stelle beschriebenen Rekuperatoren ein.
Der Heizkreislauf kann neben dem Wärmeübertrager eine oder mehrere weitere Heizeinrichtungen umfassen. Dies wird insbesondere in Fällen von Nutzen sein, in denen die Abwärme aus der Heizvorrichtung nicht ausreicht, um die Blasformen auf die benötigte Ausgangstemperatur zu erhitzen, z. B. bei besonders hohen Ausgangstemperaturen. Wie einleitend beschrieben, ist das Aufheizen von Blasformen mittels solcher, z. B. strombetriebener, Heizeinrichtungen bekannt.
An dem Heizkreislauf kann von dem Heizfluid durchströmt eine Blasform angeschlossen sein. Zusätzlich können weitere einer Erhitzung bedürfende Maschinenelemente von dem Heizfluid durchströmt werden. Der Begriff „durchströmt“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Heizfluid, durch eine wärmedurchlässige Wand von der Blasform getrennt, auf der Blasform (z. B. in Schleifen), an der Blasform entlang und/oder im Inneren der Blasform fließt. Das Heizfluid ist somit vorzugsweise nach Art eines Wärmeübertragers mit der Blasform verbunden.
Alternativ oder zusätzlich kann an dem Heizkreislauf auch ein Schaltschrank der Blasmaschine angeschlossen sein. Mittels dieses Schaltschranks wird der Heizkreislauf, insbesondere die Wärmeübertrager und Heizeinrichtungen, und/oder die Heizvorrichtung gesteuert. Dabei werden über den Schaltschrank vorzugsweise die Temperaturen in den einzelnen Komponenten der Blasmaschine überwacht und gegebenenfalls geregelt.
Bei der erfindungsgemäßen Blasmaschine kann es sich um eine Blasmaschine mit einem rotierenden Blasrad handeln, wobei insbesondere der Heizkreislauf über einen Drehverteiler auf den drehenden Teil der Blasmaschine geführt ist.
Die Erfindung ist gleichermaßen für Blasmaschinen in linearer Bauweise als auch für nach dem Rundläuferprinzip arbeitende Blasmaschinen einsetzbar. Letztere weisen z. B. auf einem Blasrad angeordnete Blasstationen auf. Mit Rundläufermaschinen lassen sich in der Regel kürzere Prozesszeiten realisieren. Zusätzlich kann die Restwärme der Blasformen nach der Entnahme der blasgeformten Behälter vom Blasrad für eine weitere Reduzierung der für die Erhitzung benötigten Wärmeenergie genutzt werden. Insbesondere könnte über einen Drehverteiler der Heizkreislauf auch auf das rotierende Blasrad geführt sein, z. B. um dort die Blasformen mit einem Heizfluid zu erhitzen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Heizvorrichtung für eine Blasmaschine, insbesondere für eine Streck-Blasmaschine, zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil, wobei die Heizvorrichtung Heizeinrichtungen zur Erzeugung der auf die Vorformlinge zu übertragenden Heizenergie aufweist, wobei die Heizvorrichtung a) eine Abführeinrichtung zur Abführung von erhitzter Abluft aus der Heizvorrichtung aufweist, wobei ein Wärmeübertrager von der Abführeinrichtung mit erhitzter Abluft versorgt ist; und/oder b) eine Kühlung, z. B. eine Wasserkühlung, zur Abführung von Abwärme aus der Heizvorrichtung aufweist, wobei ein Wärmeübertrager von der Kühlung mit Wärmeenergie versorgt ist; wobei der Wärmeübertrager insbesondere einen Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe umfasst.
Die Vorteile dieser Heizvorrichtung ergeben sich aus den obigen Erläuterungen zu der erfindungsgemäßen Blasmaschine.
In noch einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung einer Beheizung für Blasformen in einer Blasmaschine, insbesondere in einer Streck-Blasmaschine, mit einer Heizvorrichtung zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil, wobei die Heizvorrichtung Heizeinrichtungen zur Erzeugung der auf die Vorformlinge zu übertragenden Heizenergie aufweist, wobei die Blasmaschine weiterhin einen Heizkreislauf zur Erhitzung von Blasformen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein in dem Heizkreislauf zirkulierendes Heizfluid mittels eines Wärmeübertragers im Heizkreislauf, der mit Wärmeenergie von Abwärme aus der Heizvorrichtung versorgt ist, erhitzt wird; und b) das Heizfluid mit Vorlauftemperatur von dem Wärmeübertrager zu einer Blasform geführt wird, wobei der Wärmeübertrager insbesondere einen Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe umfasst.
Auch hier ergeben sich die Vorteile in Analogie zu den Vorteilen der oben diskutierten erfindungsgemäßen Blasmaschine. Auch bezüglich des Verfahrens lassen sich die in den abhängigen Vorrichtungsansprüchen 2 bis 8 angegebenen Weiterbildungen mit Vorteil vorsehen.
Figurenliste
In Verbindung mit den nachfolgenden Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden anhand von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen,
2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,
4 eine Skizze zur Veranschaulichung eines Heizkreislaufs zur Erhitzung einer Blasform aus dem Stand der Technik,
5 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizkreislaufs zur Erhitzung einer Blasform, bei welcher der Heizkreislauf einen Wärmetauscher umfasst,
6 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizkreislaufs zur Erhitzung einer Blasform, bei welcher der Heizkreislauf eine Wärmepumpe umfasst,
7 eine Skizze einer Ausführungsform des in 6 dargestellten Heizkreislaufs, bei der die Wärmepumpe in größerem Detail dargestellt ist,
8 eine Skizze einer erfindungsgemäßen Alternative zu der in 6 dargestellten Ausführungsform, wobei der Heizkreislauf neben der Wärmepumpe auch eine Heizeinrichtung umfasst,
9 eine schematisierte Prinzipskizze zu einem Ausführungsbeispiel der Blasmaschine gemäß vorliegenden Erfindung,
10 eine Skizze einer Einrichtung zur Abfuhr der erhitzen Abluft von den Heizkästen, die einen Wärmetauscher umfasst, und
11 eine Skizze einer alternativen oder komplementierenden Einrichtung zur Abfuhr der überschüssigen Wärme von den Heizkästen, die eine Wasserkühlung der Heizkästen umfasst.

Ausführungsbeispiele
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Behälter (2) ist in 1 und in 2 dargestellt. Anhand dieser Figuren soll lediglich in grundsätzlicher Art der Prozess der Blasformung von Behältern (2) aus Vorformlingen (1) erläutert werden.
Die dargestellte Vorrichtung zur Formung des Behälters (2) besteht im Wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer Blasform (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetzbar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat (PET) sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des fertigen Behälters (2) besteht die Blasform (4) typischerweise aus Formhälften (5, 6) und aus einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8) positionierbar ist, nämlich im vorliegenden Beispiel absenk- und anhebbar. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blasstation (3) von einem Transportdorn (9) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen. Im gezeigten Beispiel erfolgt die Blasformung von mit Mündung nach unten weisend eingesetzten Vorformlingen. Ebenso üblich sind Blasstationen, in die Vorformlinge mit nach oben gerichteter Mündung eingesetzt werden.
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (9) ein Anschlusskolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Reckstange (11), die von einem Zylinder (12) positioniert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine mechanische Positionierung der Reckstange (11) über Kurvensegmente durchgeführt, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind. Im Stand der Technik auch bekannt sind Reckstangen mit linearmotorischem Antrieb.
Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, dass eine Tandem-Anordnung von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (13) wird die Reckstange (11) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder (16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (16) derart kurvengesteuert einzusetzen, dass von einer Führungsrolle (17), die während der Durchführung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom Sekundärzylinder (16) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen (18).
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt eine Verriegelung der Träger (19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (40).
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
3 zeigt zum allgemeinen Verständnis des technischen Umfeldes der Erfindung den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine (B), die mit einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingabe (26) werden die Vorformlinge (1) von Übergaberädern (27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang der Heizstrecke (24) sind Heizstrahler (30) sowie Gebläse (31) angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich die z.B. wie zu den 1 und 2 erläutert ausgebildeten Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (2) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
Um einen Vorformling (1) derart in einen Behälter (2) umformen zu können, dass der Behälter (2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (2) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften erzielt werden.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.
Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Pressluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druckniveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt.
Aus 3 ist ebenfalls erkennbar, dass bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Umlenkrädern (34) geführt sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (29) und einem Eingaberad (35) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34), das Kopfrad, und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Heizstreckenkonturen denkbar.
Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (29) und des Eingaberades (35) relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Umlaufabschnitten der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34, Kopfrad) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (29) und zum Eingaberad (35). Alternativ zur Verwendung von kettenartig verbundenen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
Nach einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden diese von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und über das Übergaberad (28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke (32) transportiert.
Die in 3 dargestellte Heizstrecke (24) der Heizvorrichtung (H) kann z.B. durch das Vorsehen einer größeren Anzahl von Heizstrahlern (30) modifiziert werden, um z.B. eine größere Menge von Vorformlingen (1) je Zeiteinheit temperieren zu können. Die Gebläse (31) können z. B. Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen einblasen, die zugeordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen kann eine Strömungsrichtung für die Kühlluft im Wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) realisiert werden. Die Kühlluftkanäle können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (30) zu realisieren.
Die vorstehend geschilderten Heizstrahler (30) sind ebenfalls lediglich als Beispiele für verwendbare Heizeinrichtungen zu verstehen. Es sind im Stand der Technik eine Vielzahl alternativer Konstruktionen bekannt, z.B. als Heizräder ausgebildete Konstruktionen mit Einzelplatzbeheizung. Es sind im Stand der Technik auch andere Heizverfahren bekannt, z.B. Beheizung der Vorformlinge durch Mikrowellenbestrahlung. Die Erfindung ist unabhängig vom konkreten Aussehen der Heizeinrichtungen.
4 zeigt einen Heizkreislauf (80) aus dem Stand der Technik, der üblicherweise zur Erhitzung von Blasformen (4) für Hotfill- und Relax-Prozesse eingesetzt wird. Der Heizkreislauf (80) umfasst eine handelsübliche Heizeinrichtung (42), die ein in dem Heizkreislauf (80) enthaltenes Heizfluid erwärmt. Das auf die notwendige Vorlauftemperatur, z. B. auf bis zu 150°C, erhitzte Heizfluid läuft in Vorlaufrichtung (46) durch den Heizkreislauf (80) und erwärmt die Blasform (4). Anschließend läuft das auf Rücklauftemperatur abgekühlte Heizfluid in Rücklaufrichtung (44) wieder zu der Heizeinrichtung (42) zurück.
5 zeigt einen Heizkreislauf (80), der in einer erfindungsgemäßen Blasmaschine (B) angeordnet sein kann. Neben der im Stand der Technik üblichen und in 4 erläuterten Heizeinrichtung (42), die im erfindungsgemäßen Heizkreislauf (80) verbaut sein kann aber nicht muss, umfasst der Heizkreislauf (80) einen Wärmetauscher (48). Der Wärmetauscher (48) ist schematisch dargestellt und kann z. B., wie in 9 dargestellt, der erhitzten Abluft (66) die Wärmeenergie entziehen und dem Heizfluid des in 5 dargestellten Heizkreislaufs (80) zuführen. Es können hierfür erfindungsgemäß handelsübliche Wärmetauscher (48) verwendet werden, deren Aufbau und Funktionsweise dem Fachmann bekannt sind.
6 und 7 zeigen alternative Heizkreisläufe (80), die in einer erfindungsgemäßen Blasmaschine (B) angeordnet sein können. Die dargestellten Heizkreisläufe (80) umfassen eine Wärmepumpe (52), für die ein Ausführungsbeispiel in 7 näher dargestellt ist. Die Wärmepumpe (52) ist schematisch dargestellt und kann z. B. der in 9 dargestellten erhitzten Abluft (66) die Wärmeenergie entziehen und dem Heizfluid des in 6 und 7 dargestellten Heizkreislaufs (80) zuführen. Es können hierfür erfindungsgemäß handelsübliche Wärmepumpen (52) verwendet werden, deren Aufbau und Funktionsweise dem Fachmann bekannt sind.
7 zeigt exemplarisch den Aufbau einer handelsüblichen Wärmepumpe, die einen Verflüssiger (58) umfasst, der unmittelbar mit dem Teil des Heizkreislaufs (80) verbunden ist durch den das Heizfluid zirkuliert und der diesem Heizfluid die in der Wärmepumpe (52) erzeugte Wärmeenergie zuführt. Darüber hinaus ist der Verflüssiger (58) mit dem internen Kreislauf der Wärmepumpe verbunden. Das in der Wärmepumpe (52) zirkulierende Fluid zirkuliert mit Rücklauftemperatur aus dem Verflüssiger durch ein Expansionsventil (56) in einen Verdampfer (60), dem von einer nicht dargestellten Wärmequelle Wärmeenergie zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist diese Wärmequelle die Abwärme der Heizkästen (70). Deren Wärmeenergie kann erfindungsgemäß z. B. aus der erhitzten Abluft (66) und/oder einer Wasserkühlung (76) gewonnen werden. Vom Verdampfer (60) zirkuliert das Fluid mit Vorlauftemperatur durch einen Kompressor (54), der mit einem Motor (50) verbunden ist, zurück zu dem Expansionsventil (58).
8 zeigt einen gegenüber den in 6 und 7 gezeigten Heizkreisläufen (80) ergänzten Heizkreislauf (80). Neben den zuvor geschilderten erfindungsgemäßen Komponenten umfasst dieser Heizkreislauf (80) eine handelsübliche Heizeinrichtung (42), welche die Heizleistung der Wärmepumpe ergänzen kann. Sofern die erhitzte Abluft (66) nicht ausreicht, um die notwendige Wärmeleistung zu erzielen, kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass die Blasformen (4) dennoch auf die für einen Hotfill- oder Relaxprozess notwendige Temperatur erwärmt werden können.
9 zeigt in stark schematisierter Form ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Blasmaschine (B) weist eine Heizvorrichtung (H) auf. Wie auch bereits zu 3 erläutert, die den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine (B) bereits darstellte, besteht die Heizvorrichtung (H) z. B. aus mehreren Heizkästen (70), zu denen vorliegend die jeweiligen Steuerungen angedeutet sind. Entlang der Heizstrecke (24) (siehe 3) sind mehrere Heizkästen (70) angeordnet, die nacheinander von den Vorformlingen (1) durchlaufen werden, die dabei Wärmeenergie aufnehmen. Weiterhin zeigt 9 ergänzend zu der Darstellung der 3 einen Heizkreislauf (80).
Nach dem Stand der Technik (4) wird das von das in diesem Heizkreislauf (80) umlaufend strömende Heizfluid von einer Heizeinrichtung (42) geheizt. Eine solche Heizeinrichtung (42) zeigt 4 in Form einer üblichen Heizung. Eine solche handelsübliche Heizeinrichtung kann in der in 9 gezeigten Ausführungsform im Heizkreislauf (80) bedarfsweise zusätzlich vorgesehen sein, ist in 9 allerdings nicht dargestellt. Ein solcher Bedarf könnte z. B. in Fällen bestehen, in denen die benötigte Heizenergie über dem Energieniveau liegt, das durch die erfindungsgemäße Abwärmenutzung zur Verfügung gestellt werden kann. In der Regel wird allerdings die erfindungsgemäße Abwärmenutzung ausreichende Wärmeenergie für die Beheizung der Blasformen zur Verfügung stellen können.
In dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an den Heizkreislauf (80) eine Blasform (4) angeschlossen. Diese Blasform (4) besteht z. B., wie in 1 und 2 dargestellt, aus einer Bodenform (7) und aus zwei Blasformhälften (5) und (6), die jeweils aufgrund ihres Anschlusses an den Heizkreislauf (80) von einem Heizfluid durchströmt werden. Gegebenenfalls kann wie oben erwähnt eine Heizeinrichtung (42) ebenfalls an den Heizkreislauf (80) angeschlossen sein und für eine weitere Erwärmung des darin geführten Heizfluids sorgen. Weiterhin angeschlossen an den Heizkreislauf (80) sind ein Schaltschrank (72) mit elektronischen Bauteilen der Blasmaschine (B), z. B. mit Steuereinrichtungen, sowie die Heizkästen (70).
Die Blasform (4) ist wie in 9 durch den Pfeil in Richtung auf das Blasrad (25) angedeutet, in der Blasmaschine (B) auf dem rotierenden Blasrad (25) angeordnet. Zur Versorgung der Blasform (4) weist dazu der Heizkreislauf (80) einen nicht dargestellten Drehverteiler auf, um den stationären Teil des Heizkreislaufes (80) mit dem rotierenden Teil des Heizkreislaufes (80) zu verbinden.
In Alternative zu der dargestellten Ausbildung lediglich eines Heizkreislaufes (80) ist es auch möglich mehrere Heizkreisläufe (80) vorzusehen. Diese Heizkreisläufe könnten von einer einzigen Heizeinrichtung (42) geheizt werden oder es könnten auch einzelne oder alle der mehreren Heizkreisläufe jeweils eigene Heizeinrichtungen (42) aufweisen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung (H) eine Abführeinrichtung (68) aufweisen kann, um die in der Heizstrecke (24) entstehende erhitzte Abluft (66) abführen zu können. Die Abführeinrichtung (68) weist zu einer kontinuierlichen und konstanten Abführung der Abluft (66) Absaugmittel auf.
Alternativ oder zusätzlich kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die Heizkästen (70) an eine Wasserkühlung (76) angeschlossen sind, z. B. einer wie in 11 dargestellten Wasserkühlung (76). Hierdurch wird die in die Umgebung abgegebene Abwärme erheblich reduziert. Die Wasserkühlung (76) enthält wiederum ein Heizfluid, und ist mit dem Heizkreislauf (80) direkt oder indirekt verbunden. Die durch die Wasserkühlung (76) aufgenommene Wärmeenergie wird über den Heizkreislauf (80) zur Erhitzung der Blasform (4) verwendet.
Die erhitzte Abluft (66), welche durch die Abführeinrichtung (68) aufgenommen wurde, wird vor ihrem Ablassen in die Umgebung erfindungsgemäß z. B. einem Wärmetauscher (48) oder alternativ einer nicht dargestellten Wärmepumpe (52) zugeführt. In diesem Wärmetauscher (48) wird die Wärmeenergie der erhitzten Abluft (66) dazu ausgenutzt, das im Wärmetauscher (48) enthaltene Heizfluid zu erwärmen. Die weiteren Prozessschritte eines Wärmetauschers (48) sind zeichnerisch nicht dargestellt, entsprechen aber den im Stand der Technik bekannten Prozessabläufen.
Der Wärmetauscher (48) ist ebenfalls an den Heizkreislauf (80) angeschlossen, sodass die von dem Wärmetauscher (48) erzeugte Heizleistung zur Erhitzung des Heizfluids im Heizkreislauf (80) und letztendlich zur Erhitzung der Blasform (4) verwendet werden kann.
In analoger Weise zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel wäre eine Wärmepumpe (52) anzuordnen.
10 zeigt schematisch wie aus der erhitzten Abluft (66) der Heizkästen (70) die Wärmeenergie gewonnen werden kann, um sie anschließend erfindungsgemäß zur Erhitzung der Blasformen (4) verwenden zu können. Beispielhaft kann hierzu ein Gebläse (74) die erhitzte Abluft (66) in Richtung einer Abführeinrichtung (68) blasen. In der Abführeinrichtung (68) wird die erhitzte Luft einem Wärmetauscher (48), z. B. einem Luft/Wasser-Wärmeübertrager, zugeführt. Geeignete Wärmetauscher (48) sind Fachleuten bekannt. Anschließend wird die deutlich abgekühlte Luft in der Regel in die Umgebung ausgelassen werden. Der Wärmetauscher (48) führt die Wärmeenergie einem Heizfluid zu, das in dem erfindungsgemäßen Heizkreislauf (80) zirkuliert.
11 zeigt schematisch wie die Abwärme der Heizkästen (70) erfindungsgemäß durch eine Wasserkühlung (76) gewonnen werden kann. Die Wasserkühlung (76) wird entlang der Heizkästen (70) geführt, nimmt die Abwärme der heißesten und am stärksten mit Hitze bestrahlten Komponenten, wie z. B. der Reflektoren und/oder dem W-Profil, auf und gibt sie an ein in der Wasserkühlung enthaltenes Heizfluid ab. Das Heizfluid zirkuliert in der Wasserkühlung und gibt die Wärmeenergie wiederum an ein in dem Heizkreislauf (80) enthaltenes Heizfluid ab, z. B. über einen weiteren, hier nicht dargestellten Wärmtauscher.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale verwirklicht werden können, sofern der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale ein.
Bezugszeichenliste

1: Vorformling
2: Behälter
3: Blasstation
4: Blasform
5: erste Formhälfte
6: zweite Formhälfte
7: Bodenteil
8: Hubvorrichtung
9: Transportdorn
10: Anschlusskolben
11: Reckstange
12: Zylinder
13: Primärzylinder
14: Boden
15: Schlitten
16: Sekundärzylinder
17: Führungsrolle
18: Führungselement
19: erster Träger
20: zweiter Träger
21: Mündungsabschnitt
22: Gewindeeinsatz
23: Behälterblase
24: Heizstrecke
25: Blasrad
26: Vorformlingseingabe
27: Übergaberad
28: Übergaberad
29: Übergaberad
23: Behälterblase
24: Heizstrecke
25: Blasrad
26: Vorformlingseingabe
27: Übergaberad
28: Übergaberad
29: Übergaberad
30: Heizeinrichtung
30': Heizeinrichtung
31: Gebläse
32: Ausgabestrecke
33: Transportmittel
34: Umlenkrad, Kopfrad
35: Übergaberad
36: Umlenkrad
37: Übergaberad
38: Übergaberad
39: Kühlluftkanal
40: Verriegelungseinrichtung
B: Blasmaschine
H: Heizvorrichtung
42: Heizeinrichtung
44: Rücklauf
46: Vorlauf
48: Heizeinrichtung, Wärmetauscher
50: Motor
52: Heizeinrichtung, Wärmepumpe
54: Kompressor
56: Expansionsventil
58: Verflüssiger
60: Verdampfer
62: Vorlauf von Wärmequelle
64: Rücklauf zu Wärmequelle
66: Erhitzte Abluft
68: Abführeinrichtung
70: Heizkasten, Heizeinrichtung
72: Schaltschrank
74: Gebläse
76: Wasserkühlung
78: Steuerungselemente
80: Heizkreislauf
82: Wärmeübertrager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4340291 A [0004]
DE 4212583 A1 [0005]
DE 2352926 A1 [0005]
DE 19906438 A1 [0007]

Claims

Blasmaschine (B), insbesondere Streck-Blasmaschine, mit einer Heizvorrichtung (H) zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen (1) auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil, wobei die Heizvorrichtung (H) Heizeinrichtungen (30) zur Erzeugung der auf die Vorformlinge (1) zu übertragenden Heizenergie aufweist, wobei die Blasmaschine (B) weiterhin einen Heizkreislauf (80) zur Erhitzung von Blasformen (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkreislauf (80) einen Wärmeübertrager (82) umfasst, der mit Wärmeenergie von Abwärme aus der Heizvorrichtung (H) versorgt ist und der ein in dem Heizkreislauf (80) zirkulierendes Heizfluid erhitzt.
Blasmaschine (B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasmaschine eine Abführeinrichtung (68) zur Abführung von erhitzter Abluft (66) aus der Heizvorrichtung (H) aufweist, wobei der Wärmeübertrager (82) von der Abführeinrichtung (45) mit erhitzter Abluft (66) versorgt ist.
Blasmaschine (B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasmaschine (B) eine Kühlung, z. B. eine Wasserkühlung (76), zur Abführung von Abwärme aus der Heizvorrichtung (H) aufweist, wobei der Wärmeübertrager (82) von der Kühlung mit Wärmeenergie versorgt ist.
Blasmaschine (B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (82) einen Wärmetauscher (48) umfasst.
Blasmaschine (B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (82) eine Wärmepumpe (52) umfasst.
Blasmaschine (B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkreislauf (80) neben dem Wärmeübertrager (82) eine weitere Heizeinrichtung (42) umfasst.
Blasmaschine (B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Heizkreislauf (80) von dem Heizfluid durchströmt eine Blasform (4) angeschlossen ist.
Blasmaschine (B) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Blasmaschine mit einem rotierenden Blasrad (25) handelt, wobei insbesondere der Heizkreislauf (80) über einen Drehverteiler auf den drehenden Teil der Blasmaschine (B) geführt ist.
Heizvorrichtung (H) für eine Blasmaschine (B), insbesondere für eine Streck-Blasmaschine, zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen (1) auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil, wobei die Heizvorrichtung (H) Heizeinrichtungen (30) zur Erzeugung der auf die Vorformlinge (1) zu übertragenden Heizenergie aufweist, wobei die Heizvorrichtung (H) ferner a) eine Abführeinrichtung (68) zur Abführung von erhitzter Abluft (66) aus der Heizvorrichtung (H) aufweist, wobei ein Wärmeübertrager (82) von der Abführeinrichtung (45) mit erhitzter Abluft (66) versorgt ist; und/oder b) eine Kühlung, z. B. eine Wasserkühlung (76), zur Abführung von Abwärme aus der Heizvorrichtung (H) aufweist, wobei ein Wärmeübertrager (82) von der Kühlung mit Wärmeenergie versorgt ist; wobei der Wärmeübertrager (82) insbesondere einen Wärmetauscher (48) und/oder eine Wärmepumpe (52) umfasst.
Verfahren zur Bereitstellung einer Beheizung für Blasformen (4) in einer Blasmaschine (B), insbesondere in einer Streck-Blasmaschine, mit einer Heizvorrichtung (H) zur thermischen Konditionierung von aus einem thermoplastischen Material bestehenden Vorformlingen (1) auf ein für eine Blasformung geeignetes Temperaturprofil, wobei die Heizvorrichtung (H) Heizeinrichtungen (30) zur Erzeugung der auf die Vorformlinge (1) zu übertragenden Heizenergie aufweist, wobei die Blasmaschine (B) weiterhin einen Heizkreislauf (80) zur Erhitzung von Blasformen (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein in dem Heizkreislauf (80) zirkulierendes Heizfluid mittels eines Wärmeübertragers (82) im Heizkreislauf (80), der mit Wärmeenergie von Abwärme aus der Heizvorrichtung (H) versorgt ist, erhitzt wird; und b) das Heizfluid mit Vorlauftemperatur von dem Wärmeübertrager zu einer Blasform (4) geführt wird, wobei der Wärmeübertrager (82) insbesondere einen Wärmetauscher (48) und/oder eine Wärmepumpe (52) umfasst.