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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Dabei werden bei diesem Verfahren zunächst Kunststoffvorformlinge erwärmt und anschließend mit einem Medium, insbesondere einem gasförmigen Medium wie beispielsweise Druckluft, zu Kunststoffbehältnissen umgeformt bzw. geblasen. In jüngerer Zeit sind auch Vorgehensweisen bekannt geworden, bei denen die Kunststoffvorformlinge unmittelbar mit einer Flüssigkeit und insbesondere einem abzufüllenden Getränk expandiert werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die beiden möglichen Vorgehensweisen.
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Derartige Umformungseinrichtungen weisen dabei üblicherweise eine Blasform auf, die in ihrer Innenwandung die Form bzw. das Negativ des zu erzeugenden Behältnisses ausbildet. Dies bedeutet, dass der Kunststoffvorformling gegen diese Innenwandung expandiert wird und so das daraus entstehende Behältnis die gewünschte Gestalt erhält.
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Bei einigen Prozessen ist es erforderlich oder hilfreich, wenn die besagte Blasform temperiert und insbesondere beheizt werden kann. Zum Heizen sind dabei unterschiedliche Vorgehensweisen bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, dass dieses Heizen der Blasformteile durch ein Temperiermedium, beispielsweise heißes Öl oder heißes Wasser, durchgeführt wird. Auch ist zum Stand der Technik bekannt, das Heizen mittels elektrischer Energie durchzuführen.
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Zum elektrischen Heizen von Blasformen sind ebenfalls einige Möglichkeiten bekannt. Eine aus dem internen Stand der Technik der Anmelderin bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung von dünnen Schichten von elektrischen Widerständen. Diese Schicht wird direkt auf der Oberfläche der Negativform des zu produzierenden Behältnisses aufgebracht und heizt somit genau den Bereich der Form, der erhitzt werden muss, damit das heiße Material nicht an der Form haften bleibt. Vorteilhaft ist auch, dass mit den dünnen Heizschichten eine gute Kontrolle ermöglicht wird und schnelle Temperaturänderungen vollzogen werden können.
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Daneben ist es auch möglich, das Heizschichten durch eine oder mehrere andere Schichten unterstützt werden können, beispielsweise durch eine elektrische Isolierschicht.
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Weiterhin ist es beispielsweise aus der
DE 10 2010 00689831 bekannt, dass eine Vorrichtung zum Erwärmen von Behältern wenigstens ein elektrisches Heizelement zur Erwärmung der Blasform aufweist. Diese Heizelemente befinden sich dabei in Hohlräumen, in denen sie zumindest bereichsweise von einem fluidartigen Wärmeübertrager umgeben sind.
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Aus der
WO2016/166437 A1 ist ebenfalls eine Einheit zum Formen von Behältern bekannt. Diese Einheit weist Heizelemente in den Trägerschalen der Blasformteile auf. Weiterhin ist eine Sonde vorgesehen, die in den Blasformteilen vorgesehen ist, um die Temperatur in der Umgebung der inneren Wand des Blasformteils zu messen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Herstellung von Behältern, insbesondere für heiß abgefüllte oder heiß abzufüllende Getränke zur Verfügung zu stellen.
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Ein Verfahren, welches keine elektrischen Heizelemente vorsieht, wäre die Verwendung von Fluiden zur Temperierung der Blasform, wie zum Beispiel Öl oder drucküberlagertes Wasser. Auf dem Markt wird eine Vielzahl von Maschinen bereits genutzt, welche solche Flüssigkeiten zum Temperieren der Formen verwenden. Vorteilhaft an der Verwendung von Öl oder Wasser ist, dass man für gewöhnlich relativ wenige Komponenten im Gegensatz zu der Verwendung von elektrischen Heizelementen benötigt, und dass die Technik dahinter bereits erwiesenermaßen zuverlässig funktioniert.
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Allerdings bringen die oben beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren den Nachteil mit sich, dass einerseits dünne Heizschichten erforderlich sind, und diese für jedes Produkt eine Negativform benötigen, welche mit dieser Heizschicht und einer Hilfsschicht überzogen ist. Ebenfalls ist die Leistung dieser Schichten begrenzt. Ein weiterer Nachteil dieser Schichten besteht auch darin, dass sie eine Versorgungsleitung benötigen.
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Somit müssen bei jedem Formenwechsel Kabel aus- und anschließend wieder eingesteckt werden. Empirische Erfahrungen haben gezeigt, dass hierbei ein Gefahrenpotential bei der späteren Anwendung besteht, das heißt zum Beispiel, dass unkonzentrierte Arbeiter das Verkabeln vergessen und Gefahr laufen, Kabel oder Kabeldosen herauszureißen oder im anderen Fall diese nicht anstecken und ohne diese die Maschine in Betrieb zu nehmen.
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Der bereits oben angeführte Nachteil der Beschädigung der Maschine durch Herausreißen von Objekten ist theoretisch immer dann vorhanden, wenn sich die Heizelemente bzw. die Temperatursensoren innerhalb der Form oder auf der Form befinden. Außerdem ist zu beachten, dass es bei dem Ein- und Ausstecken der Versorgungsleitungen zu erhöhtem Verschleiß durch unvorsichtiges Arbeiten kommen kann.
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Daneben wird auch die Zeit, die benötigt wird, um einen Formenwechsel durchzuführen durch jedes einzelne Kabel bzw. jeden einzelnen Schlauch verlängert. Je mehr Komponenten bei einem Formwechsel ausgetauscht oder verkabelt werden müssen, desto mehr Zeit wird benötigt, und dementsprechend geringer ist der wirtschaftliche Gewinn, da in dieser Zeit die Maschinen nicht produzieren.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Maschinen, welche Heizelemente aufweisen, sind auch Temperatursensoren vorgesehen. Diese Temperatursensoren sind dabei üblicherweise innerhalb der Blasformteile selbst angeordnet und sind aufgrund der oben genannten Nachteile nicht immer als ideal anzusehen. Andererseits nehmen diese Temperatursensoren eine wichtige Aufgabe wahr, um die genaue Temperatursteuerung zu ermöglichen. Würde man die Blasformen mit einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Öl oder Wasser, temperieren, so hätte man den Vorteil, dass man mit einem einzigen Temperatursensor auskommen würde. Andererseits ist bei diesen Ausgestaltungen das Auftreten von Leckagen problematisch. Dieses kann zu einer Kontaminierung der Maschine führen, was wiederum eine Reinigung erfordert.
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Ebenfalls ist es ungünstig, bei der Herstellung von Behältern für flüssige Nahrungsmittel ein Kontaminationsrisiko zu haben, da dies das Image des Hersteller-Unternehmens verschlechtern könnte. Ebenfalls könnte es im schlimmsten Fall zu gesundheitlichen Schäden bei den Endverbrauchern kommen. Daneben besteht auch die Gefahr, dass es durch das Austreten heißer Flüssigkeit und insbesondere von heißem Öl oder auch heißem drucküberlagertem Wasser zu Verletzungen bei den Maschinenbedienern kommt.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren oder eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche elektrische Heizelemente aufweist und auch bevorzugt einen oder mehrere Temperatursensoren aufweist, welche gleichwohl eine zufriedenstellende Messung der Temperatur der Blasformen ermöglichen. Dieser Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen weist eine Form auf, welche einen Hohlraum für den umzuformenden Kunststoffvorformling aufweist, wobei diese Form wenigstens zwei Blasformteile aufweist, wobei jedes dieser Blasformteile eine Innenwandung aufweist, welche geeignet ist, einen Bereich des umzuformenden Kunststoffvorformlings auszubilden und wobei diese Blasformteile bezüglich einander bewegbar zwischen einer geöffneten Position, in der die Blasformteile wenigstens teilweise voneinander getrennt sind und einer geschlossenen Position, in welcher die Blasformteile aneinander anliegen, um gemeinsam den Hohlraum zum Umformen der Kunststoffvorformlinge auszubilden, montiert sind.
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Weiterhin weist die Vorrichtung bevorzugt wenigstens zwei Blasformträgerschalen auf, wobei an jeder dieser Blasformträgerschalen ein Blasformteil - bevorzugt lösbar - befestigt ist. Es wird hier darauf hingewiesen, dass bei bestimmten Ausgestaltungen auch auf die Blasformträgerschalen verzichtet werden kann, wenn die Blasformteile unmittelbar an einem Blasformträger angeordnet sind.
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Die Anmelderin behält sich daher vor, auch Schutz zu beanspruchen für Ausgestaltungen, welche auf die erwähnten Blasformträgerschalen verzichten.
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Weiterhin weist jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine thermische Regulierungseinrichtung der Form auf, welche wiederum wenigstens eine Heizreinrichtung aufweist, die geeignet ist, Wärme mit der Form auszutauschen.
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Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine Temperaturerfassungs-Einrichtung zum Erfassen einer Temperatur der Form auf, wobei diese Temperaturerfassungs-Einrichtung wenigstens teilweise in wenigstens einer der Blasformträgerschalen oder in einer Trägereinrichtung, welche zum Tragen der Blasformträgerschalen dient, angeordnet ist.
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Bei dieser Ausgestaltung wird also vorgeschlagen, dass die Temperaturerfassung nicht in den Blasformteilen selber angeordnet ist, sondern in deren Trägerschalen oder der Blasformträgereinrichtung. Auf diese Weise ist bei einem Wechsel der Blasformen ein Austausch der Sensoreinrichtungen nicht gleichzeitig notwendig, sodass insbesondere bestimmte Verkabelungen bestehen bleiben können.
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Bei einer weiteren alternativen, jedoch ebenfalls erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Heizeinrichtung wenigstens abschnittsweise und bevorzugt vollständig in wenigstens einem Blasformteil angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, dass das Heizelement in dem Blasformteil selbst angeordnet ist, um so eine unmittelbare Erwärmung der Blasformeinrichtung zu gewährleisten.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die beiden hier beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sowohl unabhängig voneinander angewandt werden können als auch miteinander kombiniert werden können. Es wäre daher auch möglich, die beiden Ausgestaltungen miteinander zu kombinieren, das heißt, sowohl die Heizelemente in den Blasformteilen anzuordnen, als auch die Temperaturerfassungs-Einrichtung in den Blasformträgerschalen und/oder den Blasformträgern.
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Bei der ersten Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, dass eine Sensoreinrichtung vorhanden ist, diese jedoch nicht in der Blasform selbst angeordnet ist. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung Blasformträger auf, an denen jeweils die Blasformteile zumindest mittelbar montiert sind. Dabei ist es möglich, dass diese Blasformteile unmittelbar an den Blasformträgern montiert sind, es wäre jedoch auch möglich, dass diese Blasformteile mittelbar, das heißt, insbesondere über die oben erwähnten Blasformträgerschalen an den Blasformträgern angeordnet sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese beiden Blasformträger bezüglich einander zum Öffnen und Schließen der Blasform schwenkbar. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Blasformen auch noch Bodenteile aufweisen. Bevorzugt sind auch diese Bodenteile temperierbar. Dabei ist es möglich, dass in den Bodenteilen selbst Heizelemente angeordnet sind, oder aber in einer Trägereinrichtung, welche das Bodenteil trägt. Bevorzugt bilden zwei Seitenteile und das Bodenteil gemeinsam eine Blasform bzw. den Hohlraum zum Umformen der Kunststoffvorformlinge aus.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Blasformen an einem Blasformträger angeordnet. So ist es möglich, dass an diesem Träger eine Vielzahl von Blasformen, insbesondere einschließlich Haltern, angeordnet sind. Besonders bevorzugt handelt es sich bei diesem beweglichen Träger um einen drehbaren Träger.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung mehrere Temperaturerfassungs-Einrichtungen auf. Dabei könnte beispielsweise jeweils eine Temperaturerfassungs-Einrichtung pro Blasform-Seitenteil vorgesehen sein. Bevorzugt sind jedoch mehrere derartige Sensoreinrichtungen bzw. Temperaturerfassungs-Einrichtungen pro Blasformteil bzw. pro Blasformträgerschale vorgesehen. Auf diese Weise kann die Temperatur in mehreren Bereichen des Blasformteils bestimmt werden. Dabei können sowohl mehrere Temperaturerfassungs-Einrichtungen in einer Umfangsrichtung des zu expandierenden Kunststoffvorformlings vorgesehen sein, als auch in der entsprechenden Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass die Temperaturerfassung-Einrichtung in das Blasformteil hineinragt. Bevorzugt ragt jedoch die Sensoreinrichtung nicht in das jeweilige Seitenteil hinein.
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Damit umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen von Behältern mithilfe eines Blasform/Streckform-Verfahrens, insbesondere für die Herstellung von Behältern, welche mit einem Medium, welches eine Temperatur aufweist, befüllt werden sollen. Die Vorrichtung umfasst, wie oben erwähnt, unter anderem eine Form mit zwei Seitenteilen bzw. Formhälften, in welcher aus einem Vorformling das Behältnis geformt wird. Die Form wird dabei mit elektrischen Heizelementen temperiert. Die Heizelemente sind dabei insbesondere in der Form selbst, oder einem Bereich zwischen der Form- und der Formträgerschale oder auch in der Formträgerschale angeordnet.
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Dabei ist es möglich, dass die Heizelemente parallel zu einer Mittelachse der Form angeordnet sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens zwei Heizeinrichtungen, bevorzugt wenigstens drei Heizeinrichtungen und besonders bevorzugt vier Heizeinrichtungen pro Seitenteil bzw. Formhälfte auf.
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Wenn die Heizelemente innerhalb der Seitenteile angebracht werden, wäre es vorteilhaft, wenn die Anschlüsse dieser Heizelemente bzw. Heizeinrichtungen bei einem Formwechsel automatisch ein- und ausgesteckt werden, beispielsweise über eine Steckverbindung oder einer Kontaktverbindung oder eine Kontaktfläche mit der Stromversorgung verbunden werden. An dem Seitenteil bzw. an der Form oder an jeder der Formhälften befindet sich bevorzugt ein Teil des Steckers bzw. eine erste Kontaktfläche, wie unten genauer beschrieben.
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An der Blasstation bzw. Umformungsstation befindet sich, beispielsweise an der Formträgerschale bevorzugt ein Gegenstecker und/oder eine zweite Kontaktfläche. Auch dieses wird genauer unten beschrieben.
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Formbedingt wird bei einem Formwechsel automatisch der Kontakt zwischen den Gegenstücken hergestellt oder getrennt.
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Diese Art der Kontaktverbindung wäre bei einem automatischen Formwechsel, beispielsweise durch eine Wechselvorrichtung, wie einen Wechselroboter, von Vorteil. Eine Besonderheit bei dieser Ausführungsform ist die Anordnung der Temperatur-Messeinrichtung. Diese ist nicht wie bei dem oben beschriebenen Stand der Technik in der Form angebracht, sondern befindet sich bevorzugt in der Formträgerschale oder zumindest in diesem Bereich. Ihre Funktion kann sie bevorzugt dadurch erfüllen, dass sie beispielsweise in einer Bohrung angeordnet ist, um mit Hilfe einer Feder oder eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders oder einem ähnlich wirkenden Mittel die Seitenteile der Form erreicht und die Temperatur messen kann.
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Dabei handelt es sich bevorzugt um mindestens einen Temperatursensor, bevorzugt mindestens je einer pro Formhälfte. In einer Ausführungsform kann die Heizeinrichtung etwa eine Heizmatte sein, oder auch ein Heizband, ein Heiz-Tape oder dergleichen. Das Heizelement kann dabei, wie oben erwähnt, entweder ein Teil der Blasform sein oder sich zwischen der Blasform und der Formträgerschale befinden oder auch ein Teil davon sein.
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Besonders bevorzugt befindet sich das Heizelement direkt an der Form, sodass eine hohe Wärmeleistung erreicht wird.
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Daneben ist auch eine Kombination des ersten Heizelements, zum Beispiel der Heizmatte mit einem zweiten Heizelement möglich. Dabei könnte dieses zweite Heizelement einen Kreislauf aufweisen, welcher für die Temperierung der Form genutzt wird. Dieser Kreislauf könnte ein Fluid beinhalten, wie zum Beispiel Öl, Wasser, gelartige Substanzen, Gemische und dergleichen.
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Durch das Anbringen von mehreren Heizelementen eröffnen sich mehr Möglichkeiten der Temperierung, da Heizelemente zu unterschiedlichen Zwecken benutzt werden können. Beispiele hierzu wären etwa eine Grob- oder Feinjustierung der Temperatur oder zum anderen eine verbesserte Möglichkeit der Temperaturkontrolle in verschiedenen Bereichen des herzustellenden Produkts.
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Daneben wäre es auch denkbar, dass ein Heizsystem als „Starthilfe“ fungiert, um die Form schneller auf eine gewünschte Arbeitstemperatur zu bringen. Daneben wäre es auch denkbar, dass, insbesondere wenn es sich bei dem Heizelement um ein Fluid oder eine Fluidleitung handelt, dass dieses auf einer niedrigeren Temperatur gehalten wird, um eine Kühlwirkung statt einer Heizwirkung zu ermöglichen, damit beispielsweise eine Temperatur schneller erreicht wird, in welcher ein Formwechsel möglich ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung daher auch Kühlelemente zum Kühlen von Seitenteilen der Blasform auf. Dabei können diese Kühlelemente sowohl elektrische Elemente, wie etwa Peltier-Elemente sein, es wäre jedoch auch denkbar, dass die Kühlelemente als Fluidkühlkreisläufe ausgebildet sind.
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Durch die Verwendung der elektrischen Heizelemente werden die oben genannten Nachteile von Öl und drucküberlagertem Wasser beseitigt, da hier keine Leckagen oder Verunreinigungen auftreten können. Durch die Anordnung der Heizelemente innerhalb der Formträgerschale oder zwischen Formträgerschale und der Form erhöht man zwar den Abstand der Heizelemente zu der beheizenden Form, aber dies sorgt dafür, dass bei einem Formwechsel die Versorgungsleitungen für die Heizelemente nicht aus- und eingesteckt werden müssen.
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Indem die Heizelemente innerhalb der Blasform angebracht werden, wird der Abstand minimiert und eine gute Heizleistung wird erzielt. Indem der Kontakt über eine Kontaktfläche oder einen Stecker automatisch beim Formwechsel hergestellt wird, wird der Formwechselvorgang an sich beschleunigt, da für die Verbindung der Leitungen keine Handgriffe notwendig sind. Ebenfalls sind weniger Komponenten bei dem Wechselvorgang zu beachten, was wiederum vereinfacht und dadurch weniger anfällig für Fehler durch die Bedienung wird.
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Wenn wie oben erwähnt der Temperatursensor außerhalb der Blasform angebracht wird, wird wie oben erwähnt ebenfalls die Anzahl der zu beachtenden Komponenten bei einem Formwechsel noch mehr reduziert und somit sinkt wiederum das Gefahrenpotenzial und der Formwechselvorgang wird beschleunigt. Daneben kann auf diese Weise erreicht wert, dass die Formwechsel schneller von statten gehen und die Maschine schneller wieder die Produktion aufnehmen kann.
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Durch die oben erwähnte Möglichkeit einer Kombination von unterschiedlichen Heizelementen können verschiedene Vorteile erreicht werden. So könnte wie oben erwähnt ein schnelleres Erreichen der Betriebstemperatur ermöglicht werden, etwas durch Betätigen oder Heizen mit allen Heizelementen. Daneben wäre auch eine energiesparende Version denkbar, bei der zum Beispiel beide Heizelemente zur Grobjustierung der Temperatur dienen, und die Heizelemente, beispielsweise eine Heizmatte als Mittel zur Feinjustierung der einzelnen Temperaturzonen dient.
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Durch die Verwendung von Heizmatten oder dergleichen wäre bevorzugt eine bessere Regulierung der Temperaturzonen möglich, da einzelne Bereiche extra angesteuert werden können.
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Auf diese Weise können relativ einfach die gewünschten Temperaturen an gewissen Orten der Blasform erreicht werden und so auch bevorzugte Eigenschaften und Ausgestaltungen am herzustellenden Produkt, das heißt dem Behältnis, erreicht werden. Durch die Anbringung von Heizelementen an der Form und/oder in der Nähe davon, ist der Abstand zu der Negativform relativ gering.
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Entsprechend ist es möglich, dass weniger Energie verschwendet wird und die Heizdauer bis die gewünschte Temperatur ebenfalls reduziert werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kontaktiert die Temperaturerfassungseinrichtung wenigstens einen Abschnitt wenigstens eines Blasformteils. Wie oben erwähnt sind bevorzugt mehrere Temperaturerfassungseinrichtungen vorgesehen. Dabei ist es bevorzugt denkbar, dass mehrere dieser Temperaturerfassungseinrichtungen und bevorzugt alle diese Temperaturerfassungseinrichtungen wenigstens einen Abschnitt eines Blasformteils oder auch mehrere Abschnitte beider bzw. aller Blasformteile kontaktieren. Besonders bevorzugt ist daher die Temperaturerfassung in ihrer Gesamtheit dazu geeignet und bestimmt, dass Temperaturen mehrerer Bereiche der Blasform gemessen werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die wenigstens eine Heizeinrichtung in wenigstens einem Blasformteil und/oder einer Blasformträgerschale angeordnet. Dabei ist es möglich, dass die Heizeinrichtung, wie oben erwähnt, ausschließlich in dem Blasformteil angeordnet ist, sie könnte jedoch auch ausschließlich in der Trägerschale angeordnet sein. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Heizeinrichtung zwischen dem Blasformträgerteil und der Blasformträgerschale und/oder zwischen einem Blasformträgerteil und einem an diesem angeordneten Blasformteil angeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die oben erwähnte Temperaturregulierungseinrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche die wenigstens eine Heizeinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem von der Temperaturerfassungseinrichtung erfassten Wert steuert und/oder regelt.
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Besonders bevorzugt erfolgt eine derartige Steuerung und/oder Regelung in Abhängigkeit von den Ausgangswerten mehrerer Temperaturmesseinrichtungen. Dabei wäre es auch möglich, dass dem von einer bestimmten Temperaturmesseinrichtung erfassten Bereich auch eine oder mehrere Heizeinrichtungen zugeordnet sind, sodass eine zonenweise Erwärmung der Blasformteile möglich ist.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist diese Regulierungseinrichtung einen Regelkreis auf.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Vorspannmittel auf, welches die Temperaturerfassungseinrichtung in Richtung wenigstens eines Blasformteils drängt. So wäre es möglich, dass die Temperaturerfassungseinrichtung in Richtung eines Blasformteils vorgespannt wird.
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Weiterhin wäre es auch möglich, dass die Temperaturerfassungseinrichtungen in einem Bereich angeordnet sind, der von den jeweiligen Enden des Blasformteils in Umfangsrichtung weit beabstandet sind. Besonders bevorzugt sind die Temperaturmesseinrichtungen in einem montierten Zustand in einem weitgehend zentralen Bereich der Blasformteile angeordnet.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung wäre es zusätzlich oder alternativ auch möglich, dass das Blasformteil eine Bohrung wie insbesondere ein Sackloch aufweist, in dem eine Temperatur berührungslos gemessen wird. So wäre es möglich, dass die Temperaturerfassungseinrichtung etwa als Pyrometer ausgebildet ist, welches eine Temperatur über eine vorgegebene Entfernung beispielsweise durch ein Sackloch hindurch messen kann. So könnte dieses Sackloch derart ausgestaltet sein, dass es in seiner Umfangsrichtung isoliert ist, jedoch das geschlossene Ende des Sacklochs nicht isoliert ist, sodass dessen Temperatur auch berührungslos und über einen bestimmten Abstand hin gemessen werden kann.
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Auch wäre es möglich, dass in dem Blasformteil in dessen radialer Richtung, das heißt ausgehend von der Innenwandung des Blasformteils ein Temperaturleitmittel bzw. ein Wärmeleitelement vorgesehen ist, beispielsweise ein Material, welches Wärme sehr gut leitet. Auf diese Weise kann an dem äußeren Ende dieses Temperaturleitmittels mittels der Temperaturmesseinrichtung sehr bequem auch über eine bestimmte Distanz hinweg die Temperatur der Innenwandung bestimmt werden.
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Bevorzugt ist dabei dieses Wärmeleitelement zwischen wenigstens einem Bereich eines Seitenteils und der Temperaturerfassungseinrichtung angeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wie oben erwähnt Kontaktierungsmittel auf, mit denen beispielweise die Sensoreinrichtung und/oder die Erwärmungseinrichtungen mit elektrischer Energie versorgt werden können und oder um die Heizeinrichtung elektrisch zu konnektieren.
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Besonders bevorzugt ist das oben erwähnte Wärmeleitmittel zwischen wenigstens einem Bereich des Seitenteils und der Temperaturerfassungseinrichtung angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Anordnung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit einer Vielzahl von Vorrichtungen der oben beschriebenen Art gerichtet. Dabei sind diese Vorrichtungen an einen bewegbaren und insbesondere drehbaren Träger angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung handelt es sich bei dem drehbaren Träger insbesondere um ein sogenanntes Blasrad, welches zum Umformen der Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen dient. Wie oben erwähnt, kann dabei diese Umformung sowohl mit einem gasförmigen Medium erfolgen, als auch mit einem flüssigen Medium und insbesondere dem abzufüllenden Produkt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Zuführeinrichtung auf, um den besagten Träger bzw. den einzelnen Umformungsvorrichtungen Kunststoffvorformlinge insbesondere vereinzelt zuzuführen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung auch eine Abführeinrichtung wie insbesondere einen Abführstern auf, um die gefertigten Behältnisse von den Umformungsvorrichtungen abzuführen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Energieverteiler auf, um insbesondere elektrische Energie auf die einzelnen an dem Träger angeordneten Vorrichtungen zu verteilen. So kann insbesondere Energie zu Versorgung der Heizeinrichtungen auf die einzelnen Vorrichtungen verteilt werden. Bei diesem Energieverteiler kann es sich beispielsweise um einen sogenannten Schleifring handeln, der an einem drehenden Teil der Vorrichtung angeordnet ist und dem die Energie über entsprechende Kontakte zugeführt wird. Daneben kann eine Energieversorgung auch induktiv erfolgen, etwa indem an dem Blasrad Magnetspulen angeordnet sind, die von stationär angeordneten Permanentmagneten versorgt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine zentrale Steuerung auf und insbesondere eine zentrale Steuerung der einzelnen oben beschriebenen Vorrichtungen und insbesondere für deren Temperierung.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an dem Blasformteil wenigstens ein erstes Kontaktelement angeordnet, um die Heizeinrichtung elektrisch zu konnektieren. Bei diesem Kontaktmittel kann es sich beispielsweise um ein Steckelement handeln, aber auch um eine beispielsweise metallische Kontaktfläche, welche von einem Gegenkontakt kontaktiert werden kann. Vorteilhaft sind an dem Blasformteil wenigstens zwei elektrische Kontaktelemente angeordnet. Auch wäre es denkbar, dass in dem Blasformteil mehrere Heizelemente angeordnet sind und jede dieser Heizeinrichtungen über Kontaktelemente elektrisch angeschlossen ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das wenigstens eine elektrische Kontaktelement in einem Zustand, in dem das Blasformteil an der Blasformträgerschale montiert ist, an einer der Blasformträgerschale zugewandten Oberfläche angeordnet. Falls keine Blasformträgerschale vorhanden ist, kann das wenigstens eine elektrische Kontaktelement an einer dem Blasformträger zugewandten Oberfläche angeordnet sein.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an der Blasformträgerschale ein zweites elektrisches Kontaktelement angeordnet, welche in einem montierten Zustand, das heißt in einem Zustand, in dem das Blasformteil an der Blasformträgerschale angeordnet ist, mit dem ersten elektrischen Kontaktelement in elektrisch leitendem Kontakt steht. Auf diese Weise können beispielsweise die Heizeinrichtungen mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Es wäre jedoch auch alternativ oder zusätzlich möglich, dass an dem Blasformträger selbst entsprechende Kontaktelemente angeordnet sind, insbesondere wenn die Blasformteile unmittelbar an dem Blasformträger vorgesehen sind. Daneben wäre es auch denkbar, dass an dem Blasformträger Kontaktstifte vorgesehen sind oder dergleichen, welche sich durch die Trägerschalen hindurch erstrecken.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eines der beiden Kontaktelemente insbesondere mittels einer Federeinrichtung vorgespannt und zwar bevorzugt in einem montierten Zustand in Richtung des jeweils anderen Kontaktelements. So können beispielsweise an den Blasformträgerschalen Kontaktelemente vorgesehen sein, die in Richtung der Kontaktelemente in den Blasformteilen vorgespannt sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Kontakte zwischen diesen Kontaktelementen automatisch gelöst und/oder geschlossen werden.
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Besonders bevorzugt sind elektrische Verbindungen zwischen diesen Kontaktelementen des Heizelements bzw. der Heizeinrichtung automatisch lösbar und/oder trennbar und/oder auch verbindbar. So können insbesondere Wechseleinrichtungen, wie Wechselroboter eingesetzt werden, welche auch diese elektrischen Verbindungen automatisch herstellen oder trennen.
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Wie oben erwähnt weist besonders bevorzugt die Vorrichtung wenigstens einen und besonders bevorzugt eine Vielzahl von Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Temperatur in der bzw. der Form auf.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist diese Temperaturerfassungseinrichtung wenigstens teilweise in einer der Blasformträgerschalen oder einer Trägereinrichtung, welche zum Tragen der Blasformträgerschalen dient, angeordnet. Auch auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei einem Wechsel der Blasformteile keine elektrischen Verbindungen mit gelöst werden müssen. Auf diese Weise kann auch ein Blasformwechsel leichter durchgeführt werden.
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Auf diese Weise kann die Vorrichtung recht genau an die Bedürfnisse des jeweiligen Maschinenherstellers angepasst werden. Bei Herstellern, welche einen häufigen Blasformwechsel wünschen, kann vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtungen und/oder die Temperaturerfassungseinrichtungen jeweils in den Trägerschalen oder im Trägerteil angeordnet sind, um auf diese Weise die elektrisch zu lösenden und zu verbindenden Kontakte zu reduzieren. Falls umgekehrt der Hersteller eher selten Blasformwechsel benötigt, kann es vorteilhaft sein, wenn beispielsweise sowohl die Heizeinrichtungen als auch die Temperaturerfassungseinrichtungen in dem Blasformteil angeordnet sind und jeweils elektrisch konnektiert sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ragt die Temperaturerfassungseinrichtung nicht in die Blasformteile hinein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Temperaturerfassungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine Temperatur wenigstens eines Bereichs der Blasformteile zu bestimmen.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mittels einer Form gerichtet, welche einen Hohlraum für den umzuformenden Kunststoffvorformling aufweist, wobei diese Form zwei Blasformteile aufweist und wobei jedes dieser Blasformteile eine Innenwandung aufweist, welche einen Bereich des umzuformenden Kunststoffvorformlings ausbildet.
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Dabei sind diese Blasformteile bezüglich einander zwischen einer geöffneten Position, in der die Blasformteile wenigstens teilweise voneinander getrennt sind, und einer geschlossenen Position, in welcher die Blasformteile aneinander liegen, um gemeinsam den Hohlraum zum Umformen der Kunststoffvorformlinge auszubilden, bewegbar bzw. werden bewegt. Weiterhin sind bevorzugt wenigstens zwei Blasformträgerschalen vorgesehen, wobei an jeder dieser Blasformträgerschalen ein Blasformteil - bevorzugt lösbar -befestigt wird und eine Heizeinrichtung die Form wenigstens zeitweise erwärmt.
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Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung erfasst eine Temperaturerfassungseinrichtung eine Temperatur der Form und/oder wenigstens eines Bereichs der Form, wobei diese Temperaturerfassungseinrichtung wenigstens teilweise in einer der Blasformträgerschalen oder in einer Trägereinrichtung, welche zum Tragen des Blasformträgerschalen und/oder der Blasformteile dient, angeordnet wird.
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Bei einer weiteren (zusätzlichen oder alternativen) erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Heizeinrichtung wenigstens abschnittsweise und bevorzugt vollständig in wenigstens einem Blasformteil angeordnet. Auf diese Weise findet hier eine Erwärmung des Blasformteils mittels einer Heizeinrichtung statt, welche in dem Blasformteil selbst angeordnet ist.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird eine wie oben beschriebene Vorrichtung eingesetzt. Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform; und
- 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
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1 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Umformungsstation 1 in einer ersten Ausführungsform. Dabei sind zwei Blasformträgerteile 52 und 54 vorgesehen. Diese Blasformträgerteile 52 und 54 sind bezüglich einander schwenkbar, um auf diese Weise die Blasform zu öffnen und zu schließen. An den Blasformträgerteilen 52 und 54 sind jeweils Blasformträgerschalten 42 und 44 angeordnet. Dabei können diese Blasformträgerschalen bzw. deren Teile beispielsweise an den Blasformträgerteilen 52 und 54 (oben auch allgemein als Trägereinrichtung bezeichnet) angeschraubt sein. Das Bezugszeichen 36 bezieht sich auf eine Dichtungseinrichtung und das Bezugszeichen 34 auf eine Montageplatte.
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An den Blasformträgerschalen 42 und 44 sind wiederum die Blasformteile 22 und 24 angeordnet. Der Kunststoffvorformling 10 wird gegen die hier durch die Seitenteile 22 und 24 gebildete Form gedrückt bzw. gegen deren Innenwandung 26. Die Blasformteile 22, 24 sind Bestandteile der mit 2 gekennzeichneten Form.
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Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet einen Temperatursensor. Hier sind zwei Temperatursensoren vorgesehen, die jeweils in den Blasformträgerschalen 42 und 44 vorgesehen sind, sich jedoch mit ihren Endabschnitten in die Blasformteile 22 und 24 erstrecken.
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Die Bezugszeichen 62 beziehen sich auf Heizelemente bzw. Heizeinrichtungen, die hier in den Blasformteilen 22 bzw. 24 angeordnet sind. Diese Heizelemente 62 können dabei stangenförmig oder stiftförmig sein und sich hier senkrecht zur Figurenebene und/oder senkrecht zur Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge erstrecken.
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Das Bezugszeichen 6 bezieht sich schematisch auf eine Regulierungseinrichtung für die Form 2, genauer gesagt für eine Temperatur der Blasformteile 22, 24. Diese Regulierungseinrichtung weist hier zumindest die Heizeinrichtung 62, die Temperaturerfassungseinrichtung bzw. den Temperatursensor 8 und eine (nur schematisch dargestellte) Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 66 auf.
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Durch die in 1 gezeigte Anordnung der Heizelemente ergibt sich ein sehr kleiner Abstand d zwischen den Heizelementen und dem Hohlkörper bzw. Kunststoffvorformling 10.
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Die Bezugszeichen 35 beziehen sich auf Isolierungen, welche hier in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind.
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Weiterhin weisen die Blasformteile 22 und 24 Kontaktelemente auf, um die Heizeinrichtungen 62 zu kontaktieren bzw. mit elektrischer Energie zu versorgen. Diese elektrischen Verbindungen können dabei bei einem Wechsel der Blasform bzw. der Blasformteile 22 und 24 automatisch getrennt und wieder verbunden werden.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform besteht zu der in 1 gezeigten Ausführungsform der wesentliche Unterschied darin, dass hier die Heizeinrichtungen 62 nicht in den Blasformteilen 22 und 24 angeordnet sind, sondern in den Blasformträgerschalen 42, 44. Auf diese Weise ist zwar der Abstand d zwischen den Heizeinrichtungen und dem Hohlkörper 10 deutlich größer als bei der in 1 gezeigten Ausführungsform. Der Vorteil jedoch besteht darin, dass keine elektrischen Konnektierungen getrennt oder geschlossen werden müssen, wenn die Blasformteile 22, 24 eingewechselt werden.
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Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet einen Kanal, durch den ein Kühlmittel fließen kann. Auf diese Weise ist auch eine Kühlung der Blasformteile möglich. Wie oben erwähnt, kann auf diese Weise auch eine genaue Temperatur der Blasformteile 22 und 24 und des (nicht gezeigten) Bodenteils eingestellt werden.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform ist eine erste Heizeinrichtung 62 in Form einer Heizmatte vorgesehen, welche hier zwischen den Blasformseitenteilen 22 und 24 und den Trägerschalen 42 und 44 angeordnet ist. Auf diese Weise erhöht sich der Abstand d zwischen dem Kunststoffvorformling 10 und den Heizelementen zwar gegenüber der in 1 gezeigten Ausführungsform, verringert sich jedoch gegenüber der in 2 gezeigten Ausführungsform. Auch ist es hier möglich, dass die Heizmatte 62 an den Formträgerschalen 42 und 44 verbleibt. Vorteilhaft ist jedoch die Heizmatte hier auch an der Blasform angeordnet und wird daher mit dieser gewechselt.
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Die Bezugszeichen 64 beziehen sich auf zweite Heizeinrichtungen, die hier in den Blasformträgern 52 und 54 angeordnet sind. Auf diese Weise kann wie oben erwähnt durch den Einsatz aller Heizeinrichtungen schneller geheizt werden.
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Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform sind die Temperaturmesseinrichtungen 8 im Wesentlichen innerhalb der Blasformteile 22 und 24 angeordnet. Auf dieses Weise kann eine unmittelbarere Messung der Temperatur der Innenwandung der Blasformeinrichtung 2 erreicht werden.
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Dahingegen ist auch bei der in 2 gezeigten Ausführungsform die Temperaturmesseinrichtung im Wesentlichen in den Blasformträgerschalen 42 und 44 angeordnet und kontaktiert jedoch wie auch bei der in 1 gezeigten Ausführungsform die Blasformseitenteile 22 und 24.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Umformungsstation
- 2
- Form
- 6
- Regulierungseinrichtung
- 8
- Temperaturmesseinrichtung, Sensor
- 10
- Kunststoffvorformling
- 22, 24
- Blasformteile
- 32
- Kanal
- 34
- Montageplatte
- 35
- Isolierung
- 36
- Dichtungseinrichtung
- 42, 44
- Trägerschalen
- 52, 54
- Trägereinrichtungen
- 62
- Heizeinrichtung
- 66
- Steuerungseinrichtung
- d
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10201000689831 [0006]
- WO 2016/166437 A1 [0007]
