DE102018133246A1

DE102018133246A1 - Variable Hub- und Totraumverstellung zur adiabaten Hochdruckerzeugung

Info

Publication number: DE102018133246A1
Application number: DE102018133246.7A
Authority: DE
Inventors: Franz Weigl; Heinrich Bielmeier; Konrad Senn
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Vorrichtung (1) zum Umformen von Kunststoffvorformlingen (10) zu Kunststoffbehältnissen (20) mittels eines fluiden Mediums mit mindestens einer Umformungsstation (2), wobei diese Umformungsstation (8) eine Formeinrichtung (14) aufweist, welche einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dem die Kunststoffvorformlinge (10) zu den Kunststoffbehältnissen (20) mittels dem fluiden Medium umformbar sind, wobei das fluide Medium durch wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung (40) bereitgestellt wird, wobei die Druckerzeugungseinrichtung (40) wenigstens eine wenigstens zeitweise in Strömungsverbindung mit einem umzuformenden Kunststoffvorformling (10) bringbaren Druckraum (46) aufweist sowie eine Antriebseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Ausdehnung des mit fluidem Medium beaufschlagbaren Druckraums (46a) entlang einer Arbeitsrichtung zwischen einer vorgegebenen ersten Begrenzung (G1) und einer vorgegebenen zweiten Begrenzung (G2) zu verändern. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung (1) eine Verstelleinrichtung (50) auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens eine der beiden Begrenzungen (G1, G2) zu verändern und insbesondere entlang der Arbeitsrichtung zu verschieben.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mittels eines fluiden Mediums mit mindestens einer Umformungsstation, wobei diese Umformungsstation eine Formeinrichtung aufweist, welche einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dem die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen mittels dem fluiden Medium umformbar sind. Das fluide Medium wird dabei durch wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung bereitgestellt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine variable Hub- und Totraumverstellung zur adiabaten Hochdruckerzeugung.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren zum Expandieren von Behältnissen sind aus dem Stand der Technik seit längerem bekannt und werden beispielsweise in der Herstellungsindustrie von Getränkebehältnissen verwendet. Oftmals erfolgt die Expansion des Vorformlings im Stand der Technik in mindestens zwei Stufen. In einer ersten Stufe wird der Vorformling zunächst mit fluidem Medium niedrigeren Drucks, der beispielsweise zwischen 6 und 25 bar liegen kann, vorgeformt bzw. „vorgeblasen“, und anschließend in der sogenannten Hochdruckphase mit Medium eines Druckniveaus von 20 bis 40 bar beaufschlagt und dadurch fertig ausgeformt bzw. fertiggeblasen.
Die Erzeugung des unter Druck stehenden fluiden Mediums wird zur Energieeinsparung beim Blasprozess im internen Stand der Technik der Anmelderin über Druckerzeugungseinrichtungen realisiert, die einen Verdichtungszylinder aufweisen, mittels welchem das für einen Expansionsvorgang erforderliche, pneumatische Medium verdichtet wird und das erhaltene, verdichtete Medium dem zu expandierenden Kunststoffvorformling zugeführt wird.
Aus den Vorrichtungen und Verfahren, die derzeit aus dem Stand der Technik bekannt sind, ergibt sich der Nachteil, dass beim Blasprozess unterschiedliche Flaschen mit unterschiedlichen Drücken zu blasen sind und hierdurch die Verwendung mehrerer Zylinder erforderlich ist, die etwa an das jeweilige Volumen der herzustellenden Flasche angepasst sind. Die Verwendung mehrerer Zylinder ist allerdings nicht wirtschaftlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit einer Druckerzeugungseinrichtung bereitzustellen, die das zur Umformung benötigte fluide Medium bereitstellt und daneben eine flexible Anpassung an die Behältnisgröße bietet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen und/oder Kunststoffbehältnissen zu insbesondere ausgeformten Kunststoffbehältnissen mittels eines fluiden Mediums weist mindestens eine Umformungsstation auf, wobei diese Umformungsstation eine Formeinrichtung aufweist, welche einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dem die Kunststoffvorformlinge (und/oder Kunststoffbehältnisse) zu den (insbesondere ausgeformten) Kunststoffbehältnissen mittels dem fluiden Medium umformbar und insbesondere expandierbar sind. Dabei wird das fluide Medium durch wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung bereitgestellt, wobei die Druckerzeugungseinrichtung wenigstens eine wenigstens zeitweise in Strömungsverbindung mit einem umzuformenden Kunststoffvorformling (und/oder einem umzuformenden Kunststoffbehältnis) bringbaren Druckraum aufweist sowie eine Antriebseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Ausdehnung des mit fluidem Medium beaufschlagbaren Druckraums entlang einer Arbeitsrichtung zwischen einer vorgegebenen ersten Begrenzung und einer vorgegebenen zweiten Begrenzung zu verändern.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Verstelleinrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens eine der beiden Begrenzungen zu verändern und insbesondere entlang der Arbeitsrichtung zu verschieben. Unter Verändern ist bevorzugt eine Änderung einer Position bzw. einer Lage (einer Begrenzung) zu verstehen, insbesondere einer Position oder Lage wenigstens einer der beiden Begrenzungen relativ zu der Druckerzeugungseinrichtung und/oder dem Druckraum (bzw. der Druckkammer). Bevorzugt ist unter der Arbeitsrichtung beispielsweise eine Verdichtungsrichtung des Kolbens zu verstehen, also die Kolbenbewegungsrichtung, entlang das fluide Medium innerhalb der Druckkammer bzw. des Druckraums verdichtet wird.
Mit anderen Worten ist die Verstelleinrichtung bevorzugt dazu geeignet und bestimmt, die geometrischen Abmessungen des Druckraums (insbesondere das mit fluidem Medium beaufschlagbare Volumen des Druckraums) zu verändern. Vorteilhaft kann mittels der Verstelleinrichtung die Druckerzeugungseinrichtung und insbesondere der Druckraum im Rahmen einer Umstellung der umzuformenden Behältnisse an die neue Behältnisart (etwa einer anderen Größe und/oder Form), insbesondere an dessen Volumen oder einen hierfür charakteristischen Wert, angepasst werden. Bevorzugt bleiben die mittels der Verstelleinrichtung vorgenommenen Einstellungen an der Druckerzeugungseinrichtung bei den nacheinander ablaufenden Umformvorgängen von Behältnissen der gleichen Art unverändert.
Bevorzugt ist die Druckerzeugungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, ein erstes, vorgegebenes Volumen an fluidem Medium vorgegebenen Drucks bereitzustellen und wenigstens ein weiteres, bevorzugte eine Vielzahl weiterer paarweise verschiedener, vorgegebener Volumina an fluidem Medium vorgegebenen Drucks (bevorzugt derselbe) bereitzustellen. Bevorzugt ist die Verstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, das in dem Druckraum der Druckerzeugungseinrichtung maximal aufnehmbare Volumen an fluidem Medium zu verändern bzw. zu verstellen. Diese Änderung bzw. Verstellung kann bevorzugt stufenlos bzw. kontinuierlich erfolgen, so dass bevorzugt zwischen einem ersten vorgegebenen maximalen Volumen und einem zweiten vorgegebenen maximalen Volumen jedes dazwischenliegende maximale Volumen durch die Verstelleinrichtung eingestellt werden kann.
Unter einer Druckerzeugungseinrichtung ist dabei bevorzugt eine Einrichtung zu verstehen, die den Druck eines in dem Druckraum befindlichen fluiden Mediums ändern und insbesondere erhöhen kann, bevorzugt auf ein für einen Umformvorgang erforderliches Druckniveau. Bei der Umformungsstation handelt es sich bevorzugt um eine Blasstation, welche gasförmiges Medium zum Umformen oder Expandieren der Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen (in der Formeinrichtung) verwendet. Bei der Formeinrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Blasformeinrichtung.
Denkbar ist aber auch die Verwendung von flüssigem Medium zur Umformung bzw. Expansion der Kunststoffvorformlinge. Bevorzugt stellt die Druckerzeugungseinrichtung das flüssige Medium und insbesondere das in dem Behältnis abzufüllende Produkt bereit, welches zur Umformung bzw. Expansion der Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen verwendet wird und in den umgeformten bzw. fertig-expandierten Kunststoffbehältnissen zumindest teilweise und bevorzugt vollständig verbleibt und insbesondere nicht entleert wird. Derartige Vorrichtungen sind als Liquiformmaschinen bekannt.
Bei der Druckerzeugungseinrichtung kann es sich dabei um einen (Verdichtungs-)Zylinder und/oder um einen pneumatischen Muskel handeln. Der pneumatische Muskel unterliegt bei Beaufschlagung mit fluidem Medium einer Längenverkürzung und einer Durchmesservergrö-ßerung. Durch diese Längenverkürzung des pneumatischen Muskels wird bevorzugt eine Kraft in eine sogenannte Arbeitsrichtung erzeugt (Zugkraft in Axialrichtung). Das für den Umformvorgang erforderliche Volumen an fluidem Medium kann dabei bevorzugt durch die Verstelleinrichtung eingestellt bzw. verändert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Druckerzeugungseinrichtung (wenigstens und bevorzugt genau) einen Zylinder mit einer Druckkammer und einen sich darin bewegbaren Kolben auf, wobei der Druckraum insbesondere durch den durch die Kolbenbewegung definierten Raum innerhalb der Druckkammer gegeben ist. Bevorzugt ist der Druckraum durch das Druckkammervolumen zwischen der ersten und der zweiten Begrenzung definiert. Es wird damit eine (variable) Verstelleinrichtung vorgeschlagen, die es ermöglicht, den Hub des Zylinders zu verstellen. Wie obig ausgeführt, kann dabei der Zylinder auch durch einen pneumatischen Muskel oder ähnlichem ersetzt werden. Der Antrieb des Zylinders kann durch einen Motor, insbesondere einen Drehmotor, mit einem Schubkurbelgetriebe und bevorzugt mit vorgespanntem Kolben erfolgen.
Die Arbeitsrichtung ist bevorzugt durch die (Verdichtungs-)Richtung der Kolbenbewegung innerhalb des Zylinders gegeben. Unter „entlang der Arbeitsrichtung“ wird bevorzugt eine Richtung in Verdichtungsrichtung sowie eine Richtung entgegen der Verdichtungsrichtung verstanden. Die erste Begrenzung ist bevorzugt gegeben bzw. definiert durch die Lage des unteren Totpunkts des Kolbens in dem Zylinder. Die zweite Begrenzung ist bevorzugt gegeben durch die Lage des oberen Totpunkts der Auf- und Abbewegung des Kolbens in dem Zylinder.
Bevorzugt ist die erste Begrenzung gegeben durch die Lage des Umkehrpunkts des Kolbens des Zylinders in die eine Richtung und die zweite Begrenzung durch die Lage des Umkehrpunkts des Kolbens in die andere Richtung gegeben. Bevorzugt ist die Lage der ersten Begrenzung gegeben durch die Lage des Umkehrpunkts des Kolbens seiner Bewegung von seiner Bewegungsrichtung entgegen der Verdichtungsrichtung des Kolbens zur Bewegungsrichtung in Verdichtungsrichtung des Kolbens gegeben. Bevorzugt ist die Lage der zweiten Begrenzung gegeben durch die Lage des entsprechend anderen Umkehrpunkts des Kolbens.
Die erste Begrenzung (und/oder die zweite Begrenzung) kann dabei in dessen sogenannter Ausgangslage auf einer die Druckkammer begrenzenden Wandung bzw. Seitenfläche des Zylinders liegen. Die zweite Begrenzung kann dabei in dessen sogenannter Ausgangslage auf der Wirkfläche des Kolbens in einer bestimmten Position, bevorzugt in einer Position, in der mit fluidem Medium beaufschlagbare Raum maximal ist, liegen. Bevorzugt ist die Verstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Lage der ersten Begrenzung und/oder der zweiten Begrenzung in eine Lage zu verstehen, welche zwischen der Ausgangslage der ersten Begrenzung und der Ausgangslage der zweiten Begrenzung liegt.
Durch eine Änderung der ersten Begrenzung und/oder der zweiten Begrenzung kann hiermit der Kolbenhub verändert werden. Der Kolbenhub ist dabei bevorzugt der maximale Weg, den ein Kolben innerhalb eines Zylinders in eine Richtung zurücklegen kann. Der Kolbenhub ist bevorzugt die Strecke, die der Kolben vom oberen Totpunkt bzw. Umkehrpunkt einer Auf- und Ab-bewegung bis zum unteren Totpunkt zurücklegt. Zudem kann bevorzugt durch eine Änderung der ersten Begrenzung und/oder der zweiten Begrenzung der Druckraum verändert werden.
Bevorzugt ist die Verstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die relative Lage des Druckraums in Bezug auf die Druckkammer und/oder in Bezug auf die Zylinderaußenwandung zu verschieben. Dies ermöglicht vorteilhaft eine Änderung bzw. Reduzierung des Totraums. Zusätzlich oder alternativ ist die Verstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, das Volumen des Druckraums (bevorzugt also den Hub) zu ändern. Hierdurch kann vorteilhaft eine Anpassung des Volumens an erzeugtem, unter Druck stehendem fluiden Medium an eine neue Behältnisgröße angepasst werden.
Bevorzugt bleiben die beiden Begrenzungen während eines Arbeitsbetriebs der Vorrichtung, in dem die Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen umgeformt und/oder geblasen werden, an einer konstanten Position und damit unverändert. Bevorzugt erfolgt eine Änderung der ersten Begrenzung und/oder eine Änderung der zweiten Begrenzung ausschließlich innerhalb eines Wechselbetriebs der Vorrichtung, in dem ein Sortenwechsel von einem herzustellenden Kunststoffbehältnis auf ein weiteres herzustellendes Kunststoffbehältnis bevorzugt mit unterschiedlichem Innenvolumen und/oder mit unterschiedlichem Volumen an für den Umformvorgang erforderlichen fluidem Medium, vorgenommen wird. Bevorzugt ist die Änderung der ersten Begrenzung und/oder der zweiten Begrenzung stufenlos bzw. kontinuierlich vornehmbar. Denkbar ist aber auch eine diskrete Änderung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Verstelleinrichtung eine Hubraumverstelleinrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, den Druckraum und/oder den Hubraum des Zylinders zu vergrößern und/oder zu verkleinern (insbesondere dessen Volumen).
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Antriebseinrichtung ein Koppelgetriebe und insbesondere eine Schubkurbel auf, wobei bevorzugt die Hubraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt ist, die Länge wenigstens einer Koppelstange des Koppelgetriebes und insbesondere wenigstens einer Schubstange der Schubkurbel zu verändern. Hierdurch erfolgt vorteilhaft eine Änderung der zweiten Begrenzung und insbesondere eine Änderung des oberen Totpunkts.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Druckerzeugungseinrichtung und insbesondere der Zylinder Mittel zur Vorspannung des Kolbens des Verdichtungszylinders auf. Durch die Vorspannung wird bevorzugt erreicht, dass der Kolben ohne Fremdenergie von der oberen Totlage der Schubkurbel in die untere Totlage gelangt und wieder zurück.
Bevorzugt ist weiterhin ein Motor vorgesehen bzw. weist die Antriebseinrichtung einen Motor auf, der bevorzugt die Schubkurbel an deren Totlage bevorzugt geringfügig auslenkt, um eine Bewegung zu starten. Dabei kann es sich bei dem Mittel zur Vorspannung um wenigstens ein elastisches Element und insbesondere um ein Federelement handeln.
Bevorzugt weist die Verstelleinrichtung keine eigene Antriebseinrichtung auf. So ist etwa eine manuelle Betätigung der Verstelleinrichtung denkbar. Bevorzugt verwendet die Verstelleinrichtung Mittel der Druckerzeugungseinrichtung, insbesondere eine Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung, zur Vornahme der Verstellung der beiden Begrenzungen. Denkbar ist aber auch, dass ein separates Antriebssystem für die Hubkolbenverstellung vorgesehen ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Hubraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Änderung wenigstens einer Begrenzung über eine Verstellung, insbesondere eine Verdrehung, eines Exzenters vorzunehmen.
Bevorzugt weist die Druckerzeugungseinrichtung kinematische Zwischenspeichermittel auf, welche bevorzugt durch wenigstens eine und besonders bevorzugt durch wenigstens zwei schwenkbare bzw. drehbare Massen gegeben sind. Bevorzugt handelt es sich bei dem kinematischen Zwischenspeichermittel um wenigstens eine Schwungmasse, welche bevorzugt als Schwungscheibe ausgestaltet ist, und besonders bevorzugt um wenigstens zwei Schwungmassen, bevorzugt ausgestaltet als Schwungscheiben. Bevorzugt ist die Schwungscheibe bzw. das kinematische Zwischenspeichermittel mit dem Schubkurbelgetriebe gekoppelt. Bevorzugt ist während dem Arbeitsbetrieb der Vorrichtung die Lage und insbesondere die Drehlage des Exzenters bezüglich wenigstens eines weiteren Teils der Druckerzeugungseinrichtung und insbesondere bezüglich des Schwungrads fest. Während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung ist bevorzugt der Exzenter drehfest mit der Schwungmasse (Schwungscheibe), verbunden. Während des Wechselbetriebs ist bevorzugt der Exzenter bezüglich der Druckerzeugungseinrichtung und insbesondere bezüglich der Schwungmasse (Schwungscheibe) verschwenkbar und/oder verdrehbar. Bevorzugt ist an dem Exzenter die Schubkurbel angeordnet. Bevorzugt bewirkt eine Verdrehung des Exzenters eine Änderung der exzentrischen Anordnung der Schubkurbel an der Schwungmasse. Mit anderen Worten kann durch den Exzenter eine exzentrische Anordnung der Schubkurbel an der Schwungmasse (Schwungscheibe), bezogen auf die Rotationsachse der Schwungmasse (Schwungscheibe) bewirkt werden. Bevorzugt wird durch die Verdrehung des Exzenters die Verstellung der ersten und der zweiten Begrenzung bewirkt. Bevorzugt bewirkt eine Drehung des Exzenters eine Änderung der Kurbellänge der Schubkurbel und dadurch eine Änderung des Hubs des Zylinders.
Bevorzugt ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen, die dazu geeignet und bestimmt ist, die Kurbellänge der Schubkurbel zu verändern. Bevorzugt bewirkt die Änderung der Kurbellänge wiederum ein Verschieben der ersten Begrenzung und/oder der zweiten Begrenzung. Bevorzugt ist die Verstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine Verdrehung des Exzenters insbesondere während eines Wechselbetriebs vorzunehmen. Bevorzugt ist eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen, die eine Verstellung des Exzenters durch insbesondere ein axiales Verschieben eines Zahnrads, das bevorzugt am Exzenter verdrehsicher und/oder drehfest angeordnet ist und sich besonders bevorzugt zwischen einer Innenverzahnung der Schwungmasse (Schwungscheibe) und einer Außenverzahnung befindet, bewirkt. Bevorzugt ist das verschiebbare Zahnrad mittels eines Einschraubzylinders verschiebbar. Bevorzugt ist dieser Einschraubzylinder innerhalb der Schwungmasse (Schwungscheibe) angeordnet. Bevorzugt ist der Exzenter exzentrisch an der Schwungscheibe gelagert. Bevorzugt bezieht sich die axiale Verschiebung des Zahnrads auf die Lagerachse des Exzenters. Bevorzugt ist die Lagerachse des Exzenters parallel zur Antriebsachse der Schwungmasse (Schwungscheibe) angeordnet. Bevorzugt ist die zweite Verzahnung bzw. die Außenverzahnung an der Antriebswelle oder an einem anderen bewegten oder stehenden Bauteil der Druckerzeugungseinrichtung angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung und insbesondere die Verstelleinrichtung (wenigstens) eine Fixiereinrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, eine durch die Verstelleinrichtung vorgenommene Änderung (lösbar) zu fixieren, insbesondere während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung. Bevorzugt ist die Fixiereinrichtung dazu geeignet und bestimmt, während eines Wechselbetriebs der Vorrichtung die Fixierung zu lösen. Bevorzugt ist die Verstelleinrichtung derart eingerichtet, dass während eines Arbeitsbetriebs der Vorrichtung, die von der Verstelleinrichtung vorgenommene Änderung nicht lösbar ist. Bevorzugt kann eine Fixierung der Verstelleinrichtung lediglich innerhalb eines Wechselbetriebs der Vorrichtung vorgenommen werden.
Bevorzugt ist zur Fixierung der Verstellung des Exzenters eine Fixiereinrichtung vorgesehen. Die Fixiereinrichtung ist bevorzugt dazu geeignet und bestimmt, während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung eine drehfeste Verbindung des Exzenters mit der Schwungmasse (Schwungscheibe) und/oder der Antriebswelle zu bewirken. Darüber hinaus ist die Fixiereinrichtung dazu geeignet und bestimmt, während eines Wechselbetriebs der Vorrichtung den Exzenter von der Antriebswelle und insbesondere von der Schwungmasse (Schwungscheibe) zu entkoppeln. Bevorzugt wird in dem entkoppelten Zustand des Exzenters durch eine Drehung der Schwungmasse (Schwungscheibe) eine Relativbewegung zwischen dem Exzenter und der Schwungmasse (Schwungscheibe) bewirkt. Bevorzugt weist die Fixiereinrichtung mindestens einen Zylinder und besonders bevorzugt zwei Zylinder auf. Bevorzugt ist wenigstens ein Zylinder dazu geeignet und bestimmt, den Exzenter von der Schwungmasse (Schwungscheibe) zu entkoppeln und den Exzenter mit der Schwungmasse (Schwungscheibe) drehfest zu verbinden. Bevorzugt wird durch wenigstens einen zweiten Zylinder eine Relativbewegung zwischen dem Exzenter und der Antriebswelle bewirkt. Insbesondere kann die Relativbewegung mittels eines Zahnrads realisiert werden.
Bevorzugt ist die Verstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Kurbellänge über eine Verschiebung des Pleuellagers und/oder einer Änderung des Drehpunkts der Kurbel zu verstellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hubraumverstelleinrichtung eine Führungseinrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens ein Element der Schubkurbei zu führen. Bevorzugt ist die Schubkurbel bzw. das Schubkurbelgetriebe innerhalb der Führungseinrichtung drehbar gelagert. Bevorzugt ist die Führungseinrichtung auf der Schwungmasse (Schwungscheibe) angeordnet. Denkbar ist auch, dass die Führungseinrichtung in die Schwungmasse (Schwungscheibe), etwa durch eine Ausnehmung, eingebracht ist. Bevorzugt ist die Führungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine Verschiebung bzw. Änderung der Anordnung der Schubkurbel an der Schwungmasse (Schwungscheibe) derart zu führen, dass durch den Verschiebevorgang eine Änderung der Exzentrizität der Anordnung der Schubkurbel an der Schwungmasse (Schwungscheibe) und oder eine Änderung des radialen Abstands des Drehpunkts der Schubkurbel an der Schwungmasse bezogen auf die Drehachse der Schwungmasse bewirkt wird.
Bevorzugt weist die Führungseinrichtung einen wenigstens abschnittsweise gekrümmten Verlauf auf. Beispielsweise kann es sich bei der Führungseinrichtung um eine Nutkurve handeln. Bevorzugt weist die Führungseinrichtung wenigstens abschnittsweise einen kreisförmigen Verlauf auf. Bevorzugt weist die Führungseinrichtung einen halbkreisförmigen Verlauf auf. Bevorzugt ist auch hier eine Fixiereinrichtung bzw. eine Arretiervorrichtung vorgesehen, durch die eine verdrehsichere Verbindung zwischen der Schubkurbel und der Schwungmasse bewirkt werden kann. Bevorzugt ist zur Herstellung der drehsicheren Verbindung ein Stift, der in Eingriff mit der Nutkurve ist, vorgesehen. Bevorzugt wird durch eine (axiale) Verschiebung des Stifts eine Relativbewegung zwischen der Führungseinrichtung und der Schubkurbel bewirkt. Der Stift ist bevorzugt mitdrehend und wird besonders bevorzugt über eine Hülse verschoben. Dies bietet den Vorteil, dass eine Sperrung der Bewegung durch ein axiales Verstellungssystem vorgesehen ist. Des Weiteren befindet sich im mitdrehenden Teil kein Krafterzeugungssystem. Außerdem ist vorteilhaft eine stufenlose Einstellung der exzentrischen Lagerung bzw. Anordnung der Schubkurbel an der Schwungscheibe bezüglich der Antriebswelle der Schwungscheibe möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Hubraumverstelleinrichtung eine Spindel auf. Bevorzugt handelt es sich bei der Hubraumverstelleinrichtung um eine Spindelverstelleinrichtung. Bevorzugt ist die Spindel an und bevorzugt in der Schwungmasse angeordnet. Bevorzugt ist an der Spindel wenigstens ein und bevorzugt genau ein Lagerungselement angeordnet, an welchem die Schubkurbel gelagert ist. Bei dem Lagerungselement kann es sich etwa um einen Bolzen handeln. Beispielsweise befindet sich somit in der Schwungmasse eine Spindel, auf der der Bolzen geführt wird. Bevorzugt ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen, die die Spindel antreibt. Hierfür kann etwa ein Motor vorgesehen sein. Bevorzugt ist die Hubraumverstelleinrichtung bzw. die Spindelverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den Motor bzw. die Antriebseinrichtung oder die Schwungmasse axial zu verschieben und zu adaptieren. Bevorzugt ist die Spindel entlang einer radialen Richtung der Schwungmasse, bezogen auf die Antriebswelle oder den Mittelpunkt der Schwungscheibe, angeordnet. Bevorzugt erfolgt damit durch das Antreiben der Spindel durch die Antriebseinrichtung bzw. den Motor eine Verschiebung des Lagerungselements in radialer Richtung, bezogen auf den Mittelpunkt bzw. die Antriebswelle der Schwungmasse (Schwungscheibe). Hierdurch wird vorteilhaft eine Veränderung der exzentrischen Lagerung der Schubkurbel bezüglich der (Rotationsachse der) Schwungscheibe erreicht. Bevorzugt ist die Spindel selbsthemmernd ausgebildet, sodass nach der Verstellung bevorzugt bei abgeschalteter Antriebseinrichtung bzw. Motor und insbesondere während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung kein Verstellen der Spindel stattfinden kann. Vorteilhaft befindet sich hierdurch kein Krafterzeugungssystem im mitdrehenden Teil. Vorteilhaft ist durch die Spindelverstelleinrichtung eine stufenlose Einstellung der Anordnung der Schubkurbel, bezogen auf die Schwungmasse, möglich. Hierdurch ist vorteilhaft eine stufenlose Änderung der Kurbellänge möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Hubraumverstelleinrichtung einen Exzenter und bevorzugt eine Kopplungseinrichtung auf. Bevorzugt ist der Exzenter an der Schwungmasse angeordnet. Bevorzugt ist die Kopplungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine drehfeste oder eine drehbare Verbindung zwischen dem Exzenter und der Schwungmasse herzustellen. Bevorzugt ist die Kopplungseinrichtung pneumatisch wirkend. Bevorzugt ist der Exzenter exzentrisch an der Schwungmasse, bezogen auf den Mittelpunkt bzw. Rotationspunkt bzw. bezogen auf die Antriebswelle der Schwungmasse, angeordnet. Bevorzugt ist darüber hinaus eine Zahnstange vorgesehen, welche bevorzugt senkrecht zur Antriebswelle angeordnet ist. Bevorzugt ist die Zahnstange im Eingriff mit dem Exzenter. Denkbar ist aber auch, dass die Zahnstange lediglich zeitweise im Eingriff mit dem Exzenter ist. Bevorzugt wird der Eingriff über ein Zahnrad hergestellt, welches drehfest mit dem Exzenter verbunden ist. Bevorzugt ist die Schubkurbel exzentrisch, bezogen auf die Rotationsachse des Exzenters auf der Schwungmasse, am Exzenter angeordnet. Dadurch erfolgt bevorzugt durch Drehung des Exzenters eine Änderung der Kurbellänge. Denkbar ist auch, dass die Kopplung zwischen dem Exzenter und der Schubkurbel mit mindestens einem Sicherungsstift fixiert wird. In diesem Falle handelt es sich allerdings nicht mehr um eine stufenlose Änderung der Kurbellänge.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Verstelleinrichtung eine Totraumverstelleinrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, den Druckraum relativ zum Zylinder und/oder relativ zu der Druckkammer zu verschieben. Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, sowohl die erste Begrenzung als auch die zweite Begrenzung zeitgleich in dieselbe Richtung zu verschieben. Bevorzugt bleibt während der Verschiebung der beiden Begrenzungen durch die Totraumverstelleinrichtung der Hubraum gleich. Mit anderen Worten erfolgt bei einer Verstellung der Begrenzungen durch die Totraumverstelleinrichtung keine Änderung des Hubraums, sondern lediglich eine Änderung der relativen Anordnung der beiden Begrenzungen zum Zylinder. Da durch den Zylinder verschiedene Flaschen mit unterschiedlichem Volumen geblasen werden, ist eine Verstellung des Kolbenhubs und damit eine Anpassung an die Behältnisse mit unterschiedlichem Volumen nötig. Durch einen anderen Hub des Kolbens befindet sich ein Totraum im Zylinder. Die Totraumverstelleinrichtung bietet den Vorteil, dass durch diese der Kolbentotraum, der bei kleinen Flaschen durch den geringeren Kolbenhub entsteht, verringert wird. Bei einer Hubraumverstellung ohne Anpassung des Totraums vergrößert sich durch den größeren Kolbentotraum der Hub bei kleineren Flaschen. Der Hub bleibt symmetrisch zur Mittelachse des Kolbens. Die Totraumverstelleinrichtung bietet den Vorteil, dass bei der Produktion von kleinen Flaschen, was einem großen Totraum entspricht, der Totraum des Zylinders angepasst und bevorzugt verringert und insbesondere bevorzugt so klein wie möglich gehalten werden kann. Eine Möglichkeit dabei ist die Veränderung des Abstands zwischen Zylinder und Drehachse des Schubkurbelgetriebes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Lage des Zylinders insbesondere relativ zur Antriebseinrichtung zu verändern und/oder zu verstellen. Bevorzugt wird ein Abstand zwischen dem Zylinder und der Drehachse des Schubkurbelgetriebes verändert. Bevorzugt handelt es sich bei der Drehachse des Schubkurbelgetriebes um eine Drehachse des Schwungrads. Bevorzugt ist die Drehachse des Schwungrads und insbesondere die Drehachse des Schubkurbelgetriebes entlang der Antriebswelle des Schwungrads angeordnet.
Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Lage des Zylinders relativ zur Antriebseinrichtung insbesondere kontinuierlich zu verstellen. Denkbar ist aber auch eine diskrete Verstellung durch die Totraumverstelleinrichtung. Bevorzugt sind hierfür wenigstens zwei verschiedene und besonders bevorzugt wenigstens drei verschiedene Einstellungsmöglichkeiten der Lage des Zylinders relativ zur Antriebseinrichtung vorgesehen. Bevorzugt wird dabei der Zylinder zur Drehachse des Schwungrads bzw. zur Drehachse der Antriebseinrichtung oder zur Drehachse des Schubkurbelgetriebes zugestellt.
Bevorzugt ist eine Fixiereinrichtung vorgesehen, die die relative Lage des Zylinders und des Schwungrads bzw. der Antriebswelle fixiert, insbesondere während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung. Während des Wechselbetriebs der Vorrichtung ist die Fixiereinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die feste (aber lösbare) Anordnung des Zylinders relativ zur Antriebswelle bzw. zur Drehachse des Schwungrads zu lösen. Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung wenigstens abschnittsweise bzw. wenigstens teilweise automatisiert. Dies bietet den Vorteil, dass der Komfort für den Benutzer erhöht wird. Die in der Erfindung beschriebene Zylindertotraumverstellung ermöglicht eine automatische Verstellung bevorzugt ohne zusätzliches Antriebssystem, es wird besonders bevorzugt nur eine Fixiereinheit bzw. nur eine Fixiereinrichtung benötigt. Der Zylinder und/oder das Schubkurbelgetriebe kann dabei bevorzugt verschoben und/oder fixiert werden. Bevorzugt bleibt während der Totraumverstellung das Schubkurbelgetriebe stationär, während besonders bevorzugt der Zylinder verschoben wird bzw. bevorzugt dessen Lage in Bezug auf die Antriebswelle bzw. Antriebseinrichtung bzw. Schwungscheibe verändert wird. Bevorzugt ist etwa ein beweglicher Zylinder vorgesehen. Der Zylinder muss bevorzugt beim Blasen bzw. während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung einen festen Abstand zum Drehpunkt des Schubkurbelgetriebes (bevorzugt ist der Drehpunkt des Schubkurbelgetriebes die drehbare Anordnung des Schubkurbelgetriebes an der Antriebswelle) aufweisen. Bei der Verstellung wird der Abstand durch den Antriebsmotor der Schubkurbel verändert. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung eine Fixiereinrichtung zum lösbaren Fixieren des Zylinders relativ zum Schubkurbelgetriebe auf, welche wiederum bevorzugt eine Verstiftung aufweist.
Bevorzugt ist die Vorrichtung dazu geeignet und bestimmt, in einem Wechselbetrieb der Vorrichtung zur Verstellung des Totraums den Zylinder derart mit fluidem Medium zu beaufschlagen, dass bevorzugt dadurch das Gewicht des Zylinders gehoben bzw. gehalten (oder eine relative Lage des Zylinders zur Antriebseinrichtung verändert) wird. Dies bietet den Vorteil, dass hierdurch die durch die Fixiereinrichtung vorgenommene bzw. bewirkte Fixierung des Zylinders an dem Schubkurbelgetriebe vor dem Lösen der Fixierung entlastet wird. Hierzu wird etwa der Druck zwischen der Ring- und der Kreisfläche des Kolbens so eingestellt, dass das Gewicht des Zylinders dadurch gehoben wird. Anschließend kann die durch die Fixiereinrichtung bewirkte Fixierung gelöst werden, etwa über das Lösen der Verstiftung. In einem zweiten Schritt wird bevorzugt durch das Antriebssystem der Zylinder angehoben (bzw. der Abstand zwischen Zylinder und Schubkurbelgetriebe verändert). In einem letzten Schritt wird bevorzugt die Fixierung durch die Fixiereinrichtung wiederhergestellt. Beispielsweise kann hierzu eine Verstiftung wieder einrasten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Länge der Kolbenstange des Zylinders zu verändern und/oder zu verstellen. Beispielsweise kann die Pleuellänge verkürzt oder verlängert werden. Bevorzugt ist eine Klemmeinrichtung vorgesehen, welche beispielsweise durch einen Sicherungsstift gegeben sein kann, welcher die Position des Zylinders und/oder eine vorgegebene Länge des Kurbelgetriebes bzw. der Pleuelstange lösbar fixieren kann.
Bevorzugt weist die Kolbentotraumverstelleinrichtung Mittel zur pneumatischen Verstellung auf. Dabei kann beispielsweise die Kolbenstangenlänge mittels eines Motors bzw. mittels einer pneumatischen Verstelleinrichtung variiert werden. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung wenigstens eine Traverse, insbesondere mit Spindellager, auf. Diese ist bzw. sind bevorzugt seitlich neben der Kolbenstange angeordnet. Denkbar ist auch, dass mittels einer bevorzugt eigenständigen Antriebseinrichtung, wie beispielsweise einem Motor, die Lage des Zylinders verändert wird.
Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung eine Kurvenführung oder eine Kulissenführung auf, mittels derer eine Verstellung wenigstens eines Elements der Druckerzeugungseinrichtung geführt werden kann. Beispielsweise wird eine Verstellung der Antriebseinrichtung bzw. der Antriebswelle und/oder des Schwungrads und/oder der Rotationsachse des Schwungrads mittels der Kurvenführung bzw. der Kulissenführung geführt.
Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den Boden des Zylinders relativ zur Zylinderwandung zu verschieben. Dies bietet den Vorteil, dass der Hubraum durch die Höhenverstellung verändert werden kann. Ebenso bietet es den Vorteil, dass der Totraum der Verstelleinrichtung in Abhängigkeit von der Kurbellänge verändert werden kann. Auch hier ist denkbar, dass die Verstellung des Bodens des Zylinders entsprechend der Kurvenführung bzw. der Kulissenführung geführt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Länge der Pleuelstange zu verändern und/oder zu verstellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den Druckraum wenigstens zweier Zylinder insbesondere zeitgleich und besonders bevorzugt in gleichem Maße bzw. auf die gleiche Art und Weise relativ zu der jeweiligen Druckkammer zu verschieben. Hierfür kann beispielsweise eine bevorzugt zentrale Totraumverstelleinrichtung, besonders bevorzugt eine zentrale Spindelverstellung, jeweils eine Verstellung der Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtungen zweier Zylinder vornehmen. Die Antriebseinrichtungen und insbesondere die Lage der Antriebswelle wird dabei bevorzugt über einen Motor verstellt. Eine Sicherung kann bevorzugt über eine selbsthämmernde Spindel erfolgen. Dies bietet den Vorteil, dass nur ein Antrieb bzw. ein Motor für eine bevorzugt gleichzeitige Verstellung zweier Toträume benötigt wird. Weiterhin werden vorteilhaft eine Sperrung und Verstellung durch ein Bauelement bzw. in einem Teil realisiert. Außerdem ist vorteilhaft der Totraum bzw. die Toträume der jeweiligen Zylinder stufenlos einstellbar. Zudem ist der Hub eventuell vorteilhaft nutzbar für eine Kolbenhubverstellung.
Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung im Kurvengetriebe insbesondere bevorzugt zur Verstellung des Kolbenbodens auf. Bevorzugt wird die Kurvenscheibe dabei durch einen Motor gedreht. Insbesondere bevorzugt bewirkt eine Drehung der Kurvenscheibe die Verschiebung des Druckraums wenigstens zweier Zylinder relativ zu dem jeweiligen Zylinder und/oder relativ zu der Druckkammer des jeweiligen Zylinders. Bevorzugt ist ein Sperrgetriebe vorgesehen zur Sicherung der Einstellung bzw. zu verstellten Lage des Programms. Die Ausgestaltung durch ein Kurvengetriebe bietet den Vorteil, dass nur ein Antrieb erforderlich ist. Vorteilhaft kann weiterhin eine Sperrung und Verstellung in nur einem Bauteil gewährleistet werden.
Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Antriebseinrichtung wenigstens einer Druckerzeugungseinrichtung und bevorzugt aller Druckerzeugungseinrichtungen zu verwenden, um eine Verstellung bzw. Veränderung der Kolbenstangenlänge vorzunehmen. Bevorzugt ist eine Fixiereinrichtung vorgesehen, welche eine Länge der Kolbenstange lösbar fixiert. Bevorzugt wird beispielsweise die Kolbenstangenlänge via Sicherungsbolzen fixiert. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung pneumatische Mittel auf, mittels welcher die Fixiereinrichtung betätigt, insbesondere gelöst und/oder festgestellt werden kann. So können etwa Sicherungsbolzen durch Pneumatik freigegeben werden. Wird der Druckraum bzw. die Druckkammer mit fluidem Medium beaufschlagt, so wird durch diesen Druck der Kolben bewegt und bei gelöster Fixierung die Kolbenstange relativ zur Fixiereinrichtung bewegt. Nach Erreichen einer gewünschten Kolbenstangenlänge relativ zur Fixiereinrichtung wird wieder in der Fixiereinrichtung eine Fixierung der Kolbenstangenlänge vorgenommen. Der Bolzen bzw. die Sicherungsbolzen können also beispielsweise wieder einrasten. Vorteilhaft wird hierbei kein zusätzlicher Antrieb benötigt, sowie eine Sperrung durch einen etwa pneumatisch angesteuerten Bolzen bewirkt. Des Weiteren wird vorteilhaft hierbei lediglich eine geringe Hubmasse bewegt. Allerdings befinden sich die Pneumatikleitungen in dem bewegten Teil. Des Weiteren ist bei der Verwendung der Sicherungsbolzen keine stufenlose Einstellung möglich. Auch die Pneumatikansteuerung befindet sich am bewegten Teil. Bei der hier vorgeschlagenen Ausführungsform erfolgt der Kraftschluss über wenigstens einen Bolzen. Denkbar wäre auch die Verwendung insbesondere pneumatischer Spanner. Dies bietet den Vorteil einer stufenlosen Einstellbarkeit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, den Zylinderboden zu verschieben und/oder durch ein Rückbringen insbesondere fluiden Mediums in die Druckkammer des Zylinders den Druckraum zu verkleinern. Es kann also einerseits der Kolbenboden verschoben werden, andererseits aber der Druckraum auch verkleinert werden, indem die Druckkammer beispielsweise mit Flüssigkeit aufgefüllt wird. Die Totraumverstelleinrichtung ist also bevorzugt dazu geeignet und bestimmt, dass Flüssigkeit in die Druckkammer des Zylinders einbringbar ist. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung eine Pumpe auf, mittels der fluides Medium, etwa Flüssigkeit, in die Druckkammer, eingepumpt bzw. eingebracht werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass der Totraum durch das Einpumpen durch Flüssigkeit verringert wird. Vorteilhaft wird hierbei für die Verstellung des Totraums lediglich eine Pumpe für ein fluides Medium, etwa eine Flüssigkeit, benötigt. Eine Sperrung und/oder eine Steuerung der Totraumänderung bzw. Totraumverstellung wird bevorzugt durch eine Ventileinrichtung bzw. ein Ventil ermöglicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Verstellung eines Hubraums des Zylinders und die Verstellung des Totraums des Zylinders unabhängig voneinander vorzunehmen. Insbesondere können bevorzugt diese zeitlich nacheinander erfolgen. Denkbar ist aber auch, dass die Verstelleinrichtung gleichzeitig und insbesondere durch Verwendung einer einzigen Antriebseinrichtung eine Verstellung des Hubraums des Zylinders und eine Verstellung des Totraums des Zylinders vornimmt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform nimmt die Verstelleinrichtung die Änderung wenigstens einer der beiden Begrenzungen und insbesondere beider Begrenzungen durch eine Verwendung einer und insbesondere bevorzugt genau einer Antriebseinrichtung bevorzugt der Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung vor.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Verstelleinrichtung eine Trägheitseinrichtung auf. Bevorzugt ist die Trägheitsverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, das Trägheitsmoment wenigstens eines rotierenden Elements der Druckerzeugungseinrichtung, insbesondere der Schwungscheibe, zu ändern. Bevorzugt erfolgt dies durch Änderung einer Massenverteilung eines Elements an der Schwungscheibe. Bevorzugt weist die Trägheitsverstelleinrichtung einen Exzenter auf, welcher eine asymmetrische Massenverteilung aufweist. Der Exzenter ist bevorzugt exzentrisch bezüglich der Drehachse der Schwungscheibe und/oder der Antriebswelle an der Schwungscheibe angeordnet und/oder gelagert. Durch Rotation des Exzenters wird bevorzugt ein Trägheitsmoment eines rotierten Elements zur Druckerzeugungseinrichtung und insbesondere der Schwungscheibe verändert. Wiederum ist bevorzugt eine Fixiereinrichtung vorgesehen, mittels der eine durch die Trägheitsverstelleinrichtung vorgenommene Trägheitsverstellung insbesondere während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung fixiert werden kann.
Denkbar ist auch, dass wenigstens ein Trägheitsverstellelement vorgesehen ist, welches wenigstens mittelbar und bevorzugt unmittelbar an einem rotierten Element der Druckerzeugungseinrichtung angeordnet ist und insbesondere bevorzugt an der Schwungscheibe angeordnet ist, wenigstens teilweise in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse des rotierten Elements bzw. der Schwungscheibe, verschiebbar ist. Bevorzugt sind dabei wenigstens zwei Trägheitsverstellelemente vorgesehen. Bevorzugt sind die wenigstens zwei Trägheitsverstellelemente und bevorzugt alle Trägheitsverstellelemente symmetrisch bezüglich der Drehachse angeordnet. Bevorzugt weist die Trägheitsverstelleinrichtung eine Spirale auf, die an dem Schwungrad drehfest angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mittels eines fluiden Mediums mit mindestens einer Umformungsstation gerichtet, wobei diese Umformungsstation eine Formeinrichtung aufweist, welche einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dem die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen mittels dem fluiden Medium umformbar sind (bzw. in einem Betriebsmodus umgeformt werden), wobei das fluide Medium durch wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung bereitgestellt wird. Dabei weist die Druckerzeugungseinrichtung wenigstens eine wenigstens zeitweise in Strömungsverbindung mit einem umzuformenden Kunststoffvorformling bringbaren Druckraum auf sowie eine Antriebseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Ausdehnung des mit fluidem Medium beaufschlagbaren Druckraums entlang einer Arbeitsrichtung zwischen einer vorgegebenen ersten Begrenzung und einer vorgegebenen zweiten Begrenzung zu verändern.
Erfindungsgemäß verändert und insbesondere verschiebt eine Verstelleinrichtung, insbesondere bei einer Sortenumstellung, wenigstens eine der beiden Begrenzungen insbesondere entlang der Arbeitsrichtung. Dabei kann das Verfahren alle in Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale einzeln oder in Kombination aufweisen.
Es wird also auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass über eine Variation bzw. Einstellung der Begrenzungen des Druckraums das Volumen an zu verdichtendem Medium und insbesondere das Volumen an durch die Druckerzeugungseinrichtung erzeugtem fluidem Medium variiert und bevorzugt an eine Behältnisgröße und insbesondere dessen Volumen angepasst werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ändert die Verstelleinrichtung bevorzugt während einer Sortenumstellung von einer herzustellenden ersten Behältnisart auf eine herzustellende zweite Behältnisart und/oder in einem Wechselbetrieb der Vorrichtung wenigstens eine Begrenzung und insbesondere beide Begrenzungen. Bevorzugt unterscheidet sich ein Wechselbetrieb der Vorrichtung von einem Arbeitsbetrieb der Vorrichtung, in dem die Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen umgeformt und/oder geblasen werden. Bevorzugt werden während der Sortenumstellung keine Behältnisse umgeformt. Bevorzugt bleibt die erste Begrenzung und die zweite Begrenzung während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung unverändert.
Bevorzugt erfolgt in dem Arbeitsbetrieb eine adiabate Hochdruckerzeugung eines fluiden Mediums, insbesondere eines gasförmigen Mediums durch die Druckerzeugungseinrichtung. Bevorzugt wird mittels dieses unter Hochdruck stehenden gasförmigen Mediums wenigstens ein Kunststoffvorformling zu einem Kunststoffbehältnis expandiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ändert die Verstelleinrichtung den Druckraum, insbesondere den Hubraum eines Zylinders, verkleinert und/oder ändert die Lage des Druckraums relativ zu der Druckerzeugungseinrichtung, insbesondere relativ zu einem Zylinder.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin gerichtet auf eine Druckerzeugungseinrichtung, welche einen Druckraum aufweist, der mit fluidem Medium beaufschlagbar ist und in welchem dieses verdichtet werden kann, sowie eine Antriebseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Ausdehnung des mit fluidem Medium beaufschlagbaren Druckraums entlang einer Arbeitsrichtung zwischen einer vorgegebenen ersten Begrenzung und einer vorgegebenen zweiten Begrenzung zu verändern.
Erfindungsgemäß weist die Druckerzeugungseinrichtung eine Verstelleinrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens eine der beiden Begrenzungen zu verändern und insbesondere entlang der Arbeitsrichtung zu verschieben. Unter „verändern“ ist bevorzugt eine Änderung einer Position bzw. einer Lage (einer Begrenzung) zu verstehen, insbesondere einer Position oder Lage wenigstens einer der beiden Begrenzungen relativ zu der Druckerzeugungseinrichtung und/oder dem Druckraum (bzw. der Druckkammer). Dabei kann die Druckerzeugungseinrichtung und insbesondere deren Verstelleinrichtung alle obig in Bezug auf die Vorrichtung beschriebenen Merkmale einzeln oder in Kombination aufweisen.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darin zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen in einer bevorzugten Ausführungsform;
2 ein Kraft-Hub-Diagramm einer Druckerzeugungseinrichtung entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
3 eine Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Druckerzeugungseinrichtung;
4a-4c jeweils eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungseinrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
5 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungseinrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
6 eine Darstellung einer Hubraumverstelleinrichtung in einer ersten Ausführungsform;
7 eine Darstellung einer Hubraumverstelleinrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
8 eine Darstellung einer Hubraumverstelleinrichtung in einer weiter bevorzugten Ausführungsform;
9 eine schematische Darstellung einer Totraumverstelleinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform;
10a vier schematische Abbildungen einer Totraumverstelleinrichtung in einer weiter bevorzugten Ausführungsform;
10b zwei schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Druckerzeugungseinrichtung mit Totraumverstellung in einer bevorzugten Ausführungsform;
11 a-c verschiedene Schnittzeichnungen einer Hubraumverstelleinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsformen in verschiedenen Verstellungszuständen;
12 verschiedene Konzepte einer Hubverstellung;
13a, b jeweils eine schematische Darstellung einer Hubkurbelverstellung mittels Nutkurve mit Stift;
14a, b schematische Darstellungen einer Hubverstellung via einer Spindelverstellung;
15a, b schematische Darstellungen einer Hubverstellung über einen Exzenter mit Kupplung;
16a, b schematische Darstellungen einer Hubverstellung mit einem verschiebbaren Zahnrad;
17a, b eine weiter bevorzugte Ausführungsform einer Hubverstellung mit einem gestifteten Zahnrad;
18 eine schematische Darstellung eines Kurbelaufbaus;
19 einen Kurbelaufbau entsprechend einer weiteren Ausführungsform;
20 eine schematische Darstellung eines Kurbelaufbaus in einer weiter modifizierten Ausführungsform;
21 eine weiter bevorzugte Ausführung eines Kurbelaufbaus;
22 eine schematische Darstellung eines weiter modifizierten Kurbelaufbaus mit verschiebbarem Zahnrad;
23 und 24 zwei weitere Konzepte eines Kurbelaufbaus;
25a-d schematischen Darstellungen zur Illustrierung des Konzepts der Totraumverstellung in bevorzugten Ausführungsformen;
26 eine schematische Darstellung einer Kolbentotraumverstellung in einer bevorzugten Ausführungsform;
27 eine schematische Darstellung einer Kolbentotraumverstellung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
28a eine schematische Darstellung einer Kolbentotraumverstellung in einer bevorzugten Ausführungsform;
28b eine schematische Darstellung einer Kolbentotraumverstellung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
29 eine schematische Darstellung einer Verstelleinrichtung, insbesondere einer Totraumverstelleinrichtung in einer weiter bevorzugten Ausführungsform;
30 eine schematische Darstellung einer Totraumverstelleinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
31 eine schematische Darstellung einer Totraumverstelleinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
32 eine schematische Darstellung einer Totraumverstelleinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform;
33 eine schematische Darstellung einer Verstelleinrichtung, insbesondere einer Totraumverstelleinrichtung in einer weiter bevorzugten Ausführungsform;
34 - 36 Darstellungen einer bevorzugten Ausführungsform einer Umsetzung einer Totraumverstelleinrichtung;
37 - 39 jeweils zwei schematische Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen einer Trägheitsverstelleinrichtung; und
40 und 41 jeweils zwei schematische Darstellungen einer bevorzugten Ausführungsform einer Trägheitsverstelleinrichtung.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Umformen von Kunststoffvorformlingen 10 zu Kunststoffbehältnissen 20. Dabei handelt es sich bevorzugt um eine Vorrichtung 1 (insbesondere eine Blasmaschine) mit mindestens einer und bevorzugt einer Vielzahl von Umformungsstationen bzw. Blasstationen 8. Bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge 10 zunächst in einer Heizstrecke thermisch konditioniert und anschließend durch Beaufschlagung mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium expandiert. Das fließfähige Medium steht bevorzugt unter Druck. Für die Zuführung des unter Druck stehenden Mediums weist die Vorrichtung 1 bevorzugt eine (Blas-)Düse auf, welche an eine Mündung der Kunststoffvorformlinge 10 dichtend anlegbar ist, um die Kunststoffvorformlinge 10 so mit flüssigem oder gasförmigem Medium zu expandieren. Daneben ist bevorzugt auch eine Ventilanordnung vorgesehen, welche die Zuführung der Blasluft bzw. des fluiden Mediums an die Kunststoffvorformlinge steuert.
Bevorzugt handelt es sich bei der Vorrichtung (bevorzugt Blasmaschine) um eine Streck(-blas-/expansions-)maschine, was bedeutet, dass die Vorformlinge vor und/oder während der Expansion mittels einer Reckstange in Längsrichtung gedehnt werden. Die Blasstationen 8 weisen dabei jeweils Reckstangen auf, welche in die Kunststoffvorformlinge einführbar sind und die Kunststoffvorformlinge in ihrer Längsrichtung dehnen. Die Reckstangen weisen dabei bevorzugt einen elektrischen Antrieb auf.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Vielzahl von Umformungsstationen 8, insbesondere Blasstationen 8, an einem gemeinsamen beweglichen (Basis-)Träger 6 angeordnet. Bei diesem Träger handelt es sich dabei insbesondere um einen drehbaren Träger insbesondere mit einem Stationsträger 12. Die Umformungsstationen 8 weisen jeweils eine Formeinrichtung 14, insbesondere Blasformeinrichtung 14, auf, welche bevorzugt einen Hohlraum ausbilden, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen expandierbar sind. Diese (Blas-)Formeinrichtungen sind dabei bevorzugt mehrteilig ausgebildet und weisen zwei (Blas-)Formhälften und eine Bodenform auf. Bevorzugt sind diese (Blas-)Formhälften lösbar an einer Formträgerschale oder an den (Blas-)Formträgern 16 angeordnet. Die (Blas-)Formträger 16 sind bezüglich einander schwenkbar sind, um die (Blas-)Formeinrichtungen zu öffnen und zu schließen. Zudem weist der (Blas-)Formträger Verriegelungsmechanismen auf, um die Formhälften während des Expansionsvorgangs (insbesondere Blasvorgangs) gegeneinander zu verriegeln.
Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung bzw. sind der Träger und die (Blas-)Formanordnungen innerhalb eines Reinraums angeordnet, welcher die Vorrichtung gegenüber einer unsterilen Umgebung abgrenzt. Antriebseinrichtungen für die Verschließung, Verriegelung und/oder Öffnung der Blasformen sind dabei bevorzugt außerhalb des Reinraums angeordnet.
Die (Blas-)formeinrichtungen 14 werden bevorzugt innerhalb des Reinraums insbesondere mit einer Transporteinrichtung 2 transportiert. Der Reinraum wird bevorzugt von mehreren Wandungen begrenzt. Bevorzugt wird der Reinraum dabei von wenigstens einer stehenden Wandung und einer sich gegenüber dieser stehenden Wandung bewegenden Wandung begrenzt. Der Reinraum grenzt die (Blas-)Formeinrichtungen insbesondere von einer unsterilen Umgebung ab. Vorteilhaft ist der Reinraum ring- oder torusartig um die Umformungsstationen 8 (insbesondere Blasstationen) und/oder den Transportpfad der Kunststoffbehältnisse 20 ausgebildet.
2 zeigt ein Kraft-Hub-Diagramm einer Druckerzeugungseinrichtung 40 entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In dieser Ausführungsform weist die Druckerzeugungseinrichtung bevorzugt eine Schubkurbel auf. Eine Druckerzeugungseinrichtung mit Schubkurbelantrieb ist beispielsweise in 3 dargestellt. Die in 3 dargestellte Ausführungsform einer Druckerzeugungseinrichtung 40 weist einen Zylinder 44 auf, mit Druckkammer 46 sowie einen Kolben 45, der mittels einer Kolbenstange 47 mit einem Schubkurbelgetriebe, welches bevorzugt als Antrieb dient, verknüpft bzw. gekoppelt ist. Vorgesehen hierzu ist eine Schwungmasse 42, welche bevorzugt als Schwungscheibe ausgebildet ist. Die Druckerzeugungseinrichtung weist bevorzugt einen einseitig wirkenden Zylinder 44 auf. Der Zylinder 44 weist bevorzugt eine Vorspannkammer 43 auf, welche bevorzugt (elastische) Mittel zum Vorspannen des Kolbens aufweist bzw. beinhaltet. Beispielsweise können hierfür Federelemente vorgesehen sein. Bevorzugt wird bei Konzepten der Schubkurbel das System vorgespannt. Damit kann bevorzugt der Kraftverlauf der Schubkurbel beeinflusst bzw. verändert werden. Der Kraftverlauf der Schubkurbel und der Kraftverlauf des Kolbens ist jeweils in 2 dargestellt. In dem schematischen Kraftverlaufsdiagramm ist die Kraft F [kN] gegen den Hub H [mm] aufgetragen. Die Linie L1 repräsentiert dabei den Kraftverlauf der Schubkurbel im Rückhub. Die Linie L2 zeigt den Kraftverlauf der Schubkurbel im Vorhub. Die gepunktete Linie L3 repräsentiert den Kraftverlauf des Kolbens im Rückhub, während L4 den Kraftverlauf des Kolbens im Vorhub darstellt. Bevorzugt sind hier Mittel zur Vorspannung dazu geeignet und bestimmt, die Vorspannkraft so weit zu erhöhen bzw. derart einzustellen, dass folgende Formel gilt: $F_{V o r s p a n n} = \frac{\int_{0}^{h_{K o l b e n}} (p_h u b (x) \cdot A_{K o l b e n}) \cdot d x}{h_{K o l b e n}}$
Darin bezeichnet A_Kolben die Wirkfläche des Kolbens, p_{_hub}(x) den Druckverlauf des zu verdichtenden Mediums entlang der Arbeitsrichtung und h_Kolben den Kolbenhub. Idealerweise wird dadurch (bevorzugt durch die Mittel zur Vorspannung) erreicht, dass der Kolben bevorzugt ohne Fremdenergie an der oberen Totlage der Schubkurbel in die untere Totlage gelangt und wieder zurück. Die in der Vorspannkammer 43 bereitgestellten Mittel zur Vorspannung gewährleisten bevorzugt einen konstanten Gegendruck, der auf den Kolben wirkt. Da sich, wie in 2 dargestellt, Vor- und Rückhubdruck unterscheiden und Reibung nicht vernachlässigt werden kann, muss bevorzugt durch einen Antrieb, insbesondere bevorzugt durch einen Motor, diese Verlustenergie zugeführt werden. Bevorzugt treibt die Antriebseinrichtung, etwa der Motor, die Kurbel bzw. die Schwungscheibe des Kurbelantriebs an. Der Schubkurbelantrieb bietet den Vorteil, dass durch die Totlagen der Schubkurbel die Gegenkraft ohne Kraftaufwand gehalten werden kann. Der Antrieb muss das System geringfügig auslenken, um die Bewegung zu starten.
Durch die Mittel zur Vorspannung bzw. die Vorspannung wird das System beschleunigt, bis es ca. in der Position, welche durch die mittlere Darstellung in 3 illustriert ist, eine maximale Geschwindigkeit erreicht. Der in der Druckkammer 46 entstehende Gegendruck bremst das System ab, sodass es bevorzugt in der unteren Totlage zum Stillstand kommt. Bevorzugt wird als Energiespeicher die Trägheit genutzt, insbesondere bevorzugt die Trägheit einer Schwungscheibe, welche die Zeit bestimmt, die die Bewegung von der oberen zur unteren Kolbenposition benötigt. In 3 sind dabei drei verschiedene Stellungen der Schubkurbel gezeigt. Die linke Darstellung zeigt dabei eine Stellung der Schubkurbel in einem unteren Totpunkt, während die rechte Darstellung eine Stellung der Schubkurbel in einem oberen Totpunkt zeigt. Die mittlere Darstellung zeigt eine Stellung der Schubkurbel zwischen dem unteren und dem oberen Totpunkt, in der sich die Kolbengeschwindigkeit nahe an der Maximalgeschwindigkeit befindet, welche zunehmend durch den Gegendruck aus der Druckkammer 46 reduziert wird.
Die beiden Bezugszeichen 48 und 49 kennzeichnen zwei Koppelstangen, die Teil des Schubkurbelgetriebes sind. Die Koppelstange bzw. Schubstange 49 legt dabei den Kurbelradius fest. Die Koppelstange bzw. Schubstange 48 legt dabei die Pleuellänge des Kurbelgetriebes fest. Die Koppelstange bzw. Schubstange bzw. Pleuelstange 48 ist dabei an der Kolbenstange 47 angeordnet. Bevorzugt wird durch die beiden Koppelstangen 48 und 49 eine drehende Bewegung in eine lineare Bewegung der Kolbenstange 47 umgesetzt. Bei der in der linken Darstellung gezeigten Stellung der Schubkurbel überdeckt die Koppelstange 48 teilweise die Koppelstange 49. Hierdurch wird insgesamt eine minimale Auslenkung des Kolbens erreicht. In der rechten Darstellung der 3, in der sich die Schubkurbel in dem oberen Totpunkt befindet, sind wiederum alle Koppelstangen bzw. alle Schubstangen sowie Koppelstange 47 parallel zueinander angeordnet, aber hier überdecken sich die beiden Koppelstangen nicht zumindest teilweise, sodass insgesamt eine maximale Länge und eine maximale Auslenkung des Kolbens erhalten wird.
Die drei schematischen Darstellungen in 4 a bis 4 c zeigen jeweils eine Druckerzeugungseinrichtung in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform. In 4 a befindet sich bevorzugt die Schubkurbel und/oder bevorzugt der durch die Schubkurbel angetriebene Kolben in der Nähe des oberen Totpunkts. Die Linie V1 - V2 markiert dabei eine fiktive Mittellinie bzw. Mittelebene des Zylinders 44 bzw. der Außenwandung bzw. dem Außengehäuse des Zylinders. Die Bezugszeichen G1 und G2 kennzeichnen jeweils eine Begrenzung des Druckraums. Die Wirkfläche des Kolbens 45 bewegt sich dabei zwischen diesen beiden Begrenzungen G1 und G2. Die beiden Begrenzungen G1 und G2 sind dabei bevorzugt durch die Stellung der Schubkurbel in ihrem oberen Totpunkt und ihrem unteren Totpunkt gegeben. In der Stellung der Schubkurbel in ihrem oberen Totpunkt befindet sich die Wirkfläche des Kolbens 45 an der Position der zweiten Begrenzung G2. Bei der Stellung der Schubkurbel in ihrem unteren Totpunkt befindet sich die Wirkfläche des Kolbens 45 bevorzugt an der Zylinderwandung. Die erste Begrenzung liegt damit direkt an der Innenwandung des Zylinders.
Im Vergleich zu 4 a zeigt 4 b die Druckerzeugungseinrichtung 40 nach einer Veränderung bzw. Verschiebung der beiden Begrenzungen G1 und G2. Eine solche kann erzielt werden durch eine Veränderung des Pleuelstangenverhältnisses der Schubkurbel bevorzugt durch eine Hubraumverstelleinrichtung. Bevorzugt ist das Pleuelstangenverhältnis gegeben durch das Verhältnis zwischen dem Kurbelradius, also der Länge der Koppelstange 49 und der Länge der Pleuelstange 48. Ein niedrigeres Verhältnis führt dabei bevorzugt zu einem kleineren Hub. Bevorzugt wird dabei, wie in 4 b gezeigt, der Kurbelradius verändert, etwa verkürzt. So ist die in 4 b gezeigte Koppelstange 49 deutlich kürzer als die in 4 a gezeigte Koppelstange 49. Durch das verkürzte Pleuelstangenverhältnis ist der Hub deutlich geringer. Des Weiteren ist die Lage der ersten Begrenzung G1 im Vergleich zur Lage der ersten Begrenzung G1 der 4 a nach oben hin, also in Richtung der Symmetrieebene V1-V2 hin, verschoben. Damit deckt sich die Lage der ersten Begrenzung G1 nicht mehr mit der Seitenwandung des Zylinders, sondern ist von dieser beabstandet. Dadurch entsteht (innerhalb der Druckkammer 46) ein Totraum, welcher sich zwischen der Seitenwandung des Zylinders und der ersten Begrenzung G1 befindet, in den die Wirkfläche des Kolbens nicht dringt. Dieser Totraum ist zwar als Teil der Druckkammer 46 mit fluidem Medium befüllt, allerdings nicht Teil des Druckraums (bzw. des Hubraums), der durch die Kolbenbewegung definiert ist.
Um den Totraum zu minimieren und im besten Falle zu eliminieren, ist bevorzugt eine Totraumverstelleinrichtung vorgesehen, welche bevorzugt im Anschluss an eine Hubraumverstellung oder begleitend zu einer Hubraumverstellung, insbesondere die Lage der ersten Begrenzung G1 zum Zylinderboden verschiebt. Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Lage der ersten Begrenzung G1 derart zu beeinflussen und/oder zu ändern, dass sich diese mit einer Wirkfläche des Zylinders und/oder einer Seitenwandung des Zylinders deckt. Dies kann beispielsweise realisiert werden durch eine relative Verschiebung des Zylinders 44 zur Schwungscheibe bzw. Schwungmasse 42 bzw. zur Lage der Drehachse D der Schwungmasse bzw. Schwungscheibe 42. Dies ist in 4 c gezeigt. Darin bleibt die Lage der Schwungscheibe bzw. Schwungmasse 42 stationär und die Position des Zylinders wird in der Relation zum Schubgetriebe bzw. in Relation zur Schwungscheibe 42 bewegt und besonders bevorzugt von dieser weg bewegt. Bevorzugt wird der Zylinder in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse D der Schwungmasse und/oder in Arbeitsrichtung des Kolbens bewegt. In 4 c deckt sich wiederum die Lage der ersten Begrenzung G1 mit einer Wandung des Zylinders. Hierdurch weist der Zylinder keinen Totraum auf. Bevorzugt ist dadurch der Druckraum (zwischen den Begrenzungen G1 und G2) und die Druckkammer 46 identisch.
5 zeigt eine Darstellung einer Druckerzeugungseinrichtung 40. Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet einen Zylinder. Zur Hubraumverstelleinrichtung 52 ist dabei bevorzugt ein Exzenter 70 vorgesehen. Des Weiteren weist die Druckerzeugungseinrichtung 40 bevorzugt eine Totraumverstelleinrichtung 54 auf. Durch die Verstellung des Hubraums kann dieser an die Flaschengröße bzw. Volumengröße verschiedener Flaschen angepasst werden.
6 zeigt eine Hubraumverstelleinrichtung 52 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist eine Schwungscheibe bzw. Schwungmasse 42, die von einem Motor 60 über die Antriebswelle 61 angetrieben wird, sodass sich die Schwungscheibe bzw. Schwungmasse 42 um die Drehachse D bewegt. Das in 6 nicht dargestellte Schubkurbelgetriebe ist an der Schwungmasse bzw. an der Schwungscheibe 42 angeordnet, sodass die Drehbewegung der Schwungscheibe durch das Schubkurbelgetriebe in eine Linearbewegung umgewandelt werden kann. Bevorzugt ist dabei das Schubkurbelgetriebe an einem Exzenter 70 an der Schwungmasse angeordnet. Dabei ist der Exzenter 70 bevorzugt exzentrisch, bezogen auf die Drehachse D der Schwungscheibe, an der Schwungscheibe angeordnet. Der Exzenter 70 ist dabei bevorzugt verdrehsicher mit einem Zahnrad 62 verbunden. Das Zahnrad 62 kann dabei bevorzugt zwischen einer Verzahnung an der Schwungscheibe, welche in 6 bevorzugt als Innenverzahnung 66 dargestellt ist, und einer zweiten Verzahnung, die bevorzugt entweder an der Antriebswelle 61 oder einem (anderen) bewegten oder stehenden Bauteil (der Vorrichtung 1) verbunden ist, verschoben werden. Die Verschiebung des Zahnrads 62 kann dabei beispielsweise durch einen Einschraubzylinder 68 erfolgen. Das Bezugszeichen 64 kennzeichnet dabei eine Außenverzahnung. Bevorzugt wird durch ein Verschieben des verschiebbaren Zahnrads 62 bevorzugt in eine Richtung parallel zur Drehachse D des Schwungrads eine Verstellung und insbesondere eine Verdrehung des Exzenters 70 relativ zur Schwungmasse bzw. Schwungscheibe 42 bewirkt. Bevorzugt ist damit eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die relative Lage des Exzenters 70 in Bezug auf die Schwungscheibe bzw. Schwungmasse 42 zu ändern bzw. zu verstellen. Bevorzugt weist die Verstelleinrichtung dabei eine Verschiebeeinrichtung auf, die eine Drehlage des Exzenters ändern kann. Bevorzugt erfolgt dies über eine axiale Verschiebung eines Zahnrads. Hierfür kann ein Zylinder bzw. mindestens ein Einschraubzylinder verwendet werden. Dieser ist bevorzugt innerhalb der Schwungmasse bzw. der Schwungscheibe 42 angeordnet. Unter innerhalb wird dabei bevorzugt verstanden, dass der Einschraubzylinder zu mindestens drei Seiten von der Schwungmasse bzw. der Schwungscheibe umgeben ist. Bevorzugt befindet sich damit in der Schwungmasse ein Exzenter mit Zahnrad und Kupplung. Das Zahnrad kann dabei bevorzugt durch den Einbauzylinder verschoben werden. Nach dem Verschieben des Zahnrads der Welle wird der Exzenter durch das Antriebssystem gedreht. Vorteilhaft wird hierbei kein zusätzliches Antriebssystem benötigt. Nachteilig ist hierbei jedoch eine axiale Verschiebung des Zahnrads erforderlich. Des Weiteren befindet sich hierbei das Krafterzeugungssystem im drehenden Teil. Außerdem ist keine stufenlose Einstellbarkeit möglich.
7 zeigt eine Hubraumverstelleinrichtung 52 in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese realisiert ebenfalls eine Hubraumverstellung über die Verdrehung eines Exzenters 70, über welchen das Schubgetriebe angetrieben wird. Ähnlich wie in der Ausführungsform, welche in 6 dargestellt ist, wird dabei der Exzenter 70 zumindest im Arbeitsbetrieb der Vorrichtung von der Schwungscheibe 42 angetrieben. Die Schwungscheibe 42 wird dabei durch die Antriebswelle 61 in Drehung versetzt. Bevorzugt weist die in 7 dargestellte Hubraumverstelleinrichtung keine Verschiebeeinrichtung auf, sondern eine Fixiereinrichtung, welche zu vorgegebenen Zeiten die Lage bzw. die Anordnung des Exzenters auf der Schwungmasse bzw. auf der Schwungscheibe 42 fixiert und/oder löst. Bevorzugt ist die Fixiereinrichtung dazu geeignet und bestimmt, eine kraftschlüssige und insbesondere drehfeste Verbindung zwischen dem Exzenter 70 und der Schwungscheibe bzw. Schwungmasse 42 insbesondere während eines Arbeitsbetriebs der Vorrichtung, in dem Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen umgeformt werden, hergestellt. Bevorzugt ist die Fixiereinrichtung dazu geeignet und bestimmt, dass in einem Wechselbetrieb der Vorrichtung in dem von einer Seite eines Behältnisses auf eine weitere Sorte des Behältnisses umgestellt werden soll, die kraftschlüssige und insbesondere drehfeste Verbindung zwischen dem Exzenter 70 und der Schwungscheibe bzw. Schwungmasse 42 zu lösen. Bevorzugt weist die Fixiereinrichtung einen Einschraubzylinder 68 auf, welcher bevorzugt eine drehfeste Verbindung zwischen der Schwungmasse 42 und dem Exzenter 70 herstellen kann. Bevorzugt erfolgt dies über ein Zahnrad, welches insbesondere drehfest insbesondere permanent drehfest mit dem Exzenter 70 verbunden ist. Dieses Zahnrad ist bevorzugt auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Anordnung des Exzenters der Schwungscheibe angeordnet. Der bevorzugt innerhalb der Schwungmasse angeordnete Einschraubzylinder bzw. Zylinder 68 ist dazu geeignet und bestimmt, einen Eingriff in das Zahnrad herzustellen. Zur Verstellung des Exzenters wird dabei der Zylinder und das Zahnrad entkoppelt. Dadurch wird das Zahnrad und der Exzenter 70 von der Schwungscheibe bzw. der Schwungmasse 42 entkoppelt.
Bevorzugt ist eine Verstelleinrichtung vorgesehen, welche dazu geeignet und bestimmt ist, in einem Wechselbetrieb der Vorrichtung eine Verstellung des Exzenters zu bewirken. Hierzu weist die Verstelleinrichtung bevorzugt einen Zylinder auf, welcher bevorzugt dazu geeignet und bestimmt ist, eine drehfeste Verbindung zwischen einem zweiten Zahnrad 63 und der Schwungmasse bzw. Schwungscheibe 42 herzustellen. Das zweite Zahnrad 63 kann dabei an der Antriebswelle 61 gelagert sein. Bevorzugt kann über den zweiten Zylinder 69 ein Eingriff zwischen dem zweiten Zahnrad 63 und der Schwungmasse 42 hergestellt werden. Bevorzugt befinden sich die beiden Zahnräder 63 und 62 im Eingriff, In einem von der Schwungmasse 42 entkoppelten Zustand des Zahnrads 62 wird durch eine Drehung des zweiten Zahnrads 63 eine Relativdrehung des ersten Zahnrads 62 und auch des Exzenters 70 in Bezug auf die Schwungmasse bzw. Schwungscheibe 42 bewirkt. Im Vergleich zu der in 6 gezeigten Ausführungsform kann der Exzenter dabei bevorzugt auch dann fixiert und gedreht werden, wenn das Zahnrad 62 nicht beweglich ist und immer in Eingriff mit dem zweiten Zahnrad 63 bleibt. Dazu wird das Zahnrad 62 mit einer Fixiereinheit bzw. Fixiereinrichtung, beispielsweise realisiert etwa über einen Einschraubzylinder, mit der Schwungscheibe 42 verbunden. Der zweite Zylinder 69 ist dabei bevorzugt nicht im Eingriff, dadurch dreht das Zahnrad 63 bei der Hubbewegung des Kolbens mit. Wenn die Verstellung des Zylinders gefordert wird, entkoppelt bevorzugt der erste Zylinder 68 das Zahnrad 62 an der Schwungscheibe. Der zweite Zylinder 69 geht in Eingriff insbesondere mit dem zweiten Zahnrad und auch der Schwungscheibe 42. Durch die Relativbewegung der beiden Zahnräder 62 und 63 erfolgt bei der Drehung der Schwungscheibe 42 eine Drehung des Exzenters 70.
Bevorzugt befindet sich in der Schwungmasse 42 ein Exzenter 70 mit Zahnrad 62 und Kupplung. Ein zweites Zahnrad 63 kann bevorzugt durch einen Einbauzylinder 69 entweder mit der Schwungmasse 42 oder mit der Umgebung fixiert werden. Nach dem Fixieren des Zahnrads 63 mit der Umgebung wird der Exzenter 70 durch das Antriebssystem, bei welchem es sich bevorzugt um die Antriebseinrichtung der Schwungscheibe handelt, gedreht. Dies bietet den Vorteil, dass kein zusätzliches Antriebssystem benötigt wird. Allerdings erfährt das Zahnrad eine hohe Belastung. Ein weiterer Nachteil dieser Ausgestaltung ist, dass sich das Krafterzeugungssystem im drehenden Teil befindet. Zudem ist die Hubverstellung nicht stufenlos einstellbar. Des Weiteren kann bevorzugt das Fixieren des Exzenters und/oder das Verstellen des Exzenters durch eine Innenverzahnung oder eine Schrägverzahnung umgesetzt werden. Darüber hinaus können als Verbindungselemente bevorzugt Gegenstifte verwendet werden, welche vorteilhaft einen Kraftschluss herstellen können, der leicht wieder gelöst werden kann. Ein bevorzugtes Durchstiften bietet den Vorteil, dass keine Querkräfte entstehen. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird durch ein insbesondere gestiftetes Zahnrad ein Kraftschluss bzw. eine drehfeste Verbindung zwischen wenigstens einem Zahnrad und der Schwungscheibe hergestellt.
8 veranschaulicht eine Hubraumverstellung ohne eine gleichzeitige Totraumverstellung des Zylinders. Wenn die Totraumverstellung weggelassen wird, vergrößert sich durch den größeren Kolbentotraum der Hub bei kleineren Flaschen. Der Hub bleibt symmetrisch zur Mittelachse des Kolbens, welche in den 4 a bis 4 c durch die Mittellinie durch V1 und V2 illustriert ist und in 8 ebenfalls eingezeichnet ist. Der sich ergebende Zylinderhub Y_H kann über Gleichungen der Polytropenzustandsänderung berechnet werden. Das Bezugszeichen h_K_max veranschaulicht in 8 den maximalen Kolbenhub des Zylinders 44. Der sich ergebende Hub kann dabei über nachfolgende Formel berechnet werden: ${(\frac{p_{V o r}}{p_{N a c h}})}^{\frac{1}{n}} = \frac{V_{V o r} + A_{K} \cdot (\frac{h_{K} - y_{H}}{2}) + Δ V_{F l}}{V_{V o r} + A_{K} \cdot (\frac{h_{K} + y_{H}}{2})}$
Dabei beschreibt h_K die Zylinderhöhe und A_K die Kolbengrundfläche. Aus der Differenz $\frac{h_{K} - y_{H}}{2}$
lässt sich anschließend der zusätzliche Totraum bei kleineren Flaschen berechnen. Unter der bevorzugten Berücksichtigung eines variablen Kolbenwirkungsgrad, lässt sich der wirtschaftliche Nutzen, welcher durch die Totraumverstellung gewonnen wird, in Abhängigkeit des Flaschenvolumens berechnen bzw. darstellen.
9 veranschaulicht in einer schematischen Zeichnung eine Zylindertotraumverstellung. Um die wirtschaftliche Produktion von kleinen Flaschen sicherzustellen, muss der Totraum des Zylinders bevorzugt so klein wie möglich gehalten werden. Die in 9 gezeigte Ausführungsform basiert auf der Veränderung des Abstands zwischen dem Zylinder 44 und der Drehachse D des Schubkurbelgetriebes. Der Doppelpfeil P1 veranschaulicht dabei, dass bevorzugt die Totraumverstelleinrichtung 54 dazu geeignet und bestimmt ist, einen relativen Abstand zwischen dem Zylinder 44 und der Antriebswelle der Schwungscheibe 42 und insbesondere bevorzugt der relativen Lage zwischen dem Zylinder 44 und der Schwungscheibe 42 zu verändern. Bevorzugt ist diese Verstellung automatisiert. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung kein eigenständiges Antriebssystem auf, bevorzugt wird nur eine Fixiereinrichtung bzw. eine Fixiereinheit benötigt. Der Zylinder 44 und/oder die Antriebseinrichtung und/oder das Schubkurbelgetriebe kann dabei verschoben und/oder fixiert werden. Bevorzugt ist der Zylinder beweglich angeordnet. Bevorzugt ist daher die Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung bzw. insbesondere bevorzugt die Antriebswelle der Druckerzeugungseinrichtung stationär angeordnet, während die Position des Zylinders 44 verstellbar bzw. veränderbar ist. Der Zylinder weist bevorzugt beim Blasen bzw. während des Blasvorgangs einen festen Abstand zum Festpunkt des Schubkurbelgetriebes auf. Bei der Verstellung, insbesondere bevorzugt während des Wechselbetriebs der Vorrichtung, wird der Abstand durch den Antriebsmotor der Schubkurbel verändert. Dies kann beispielsweise durch eine lösbare Fixierung des Zylinders realisiert werden. Beispielsweise können hierfür Zahnstangen oder Spannsysteme verwendet werden.
Die vier schematischen Abbildungen der 10a veranschaulichen eine Totraumverstelleinrichtung mit Verstiftung. Hierfür kann, wie in den Darstellungen der 10a gezeigt, ein an den Zylinder 44 angeordnetes Einrastelement 74 fest angeordnet sein. Des Weiteren ist bevorzugt ein Verschiebeelement 76 vorhanden, welches einen Einraststift 78 aufweist. In einem Arbeitsbetrieb der Vorrichtung ist bevorzugt der Einraststift im Eingriff mit dem Einrastelement 74. Damit ist bevorzugt im Arbeitsbetrieb der Vorrichtung der Zylinder 44 starr an dem Verschiebeelement 76 angeordnet. Wenn der Totraum verstellt werden soll, wird in einem ersten Schritt die Fixierung entlastet. Dazu wird bevorzugt der Druck zwischen der Ring- und der Kreisfläche des Kolbens so eingestellt, dass das Gewicht des Zylinders 44 dadurch gehoben wird. Anschließend kann die Verstiftung gelöst werden, indem der Eingriff des Einraststifts 78 in das Einrastelement 74, welches an dem Zylinder 44 angeordnet ist, gelöst wird. In einem zweiten Schritt wird bevorzugt durch die Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung der Zylinder 44 angehoben und/oder der Abstand zwischen dem Zylinder 44 und dem Schubkurbelgetriebe verändert. In einem letzten Schritt kann die Fixierung wieder einrasten. Wie in der zweiten Darstellung von rechts durch den kleinen Pfeil dargestellt, wird hierdurch der Einraststift 78 wieder in Richtung des Zylinders bzw. des Einrastelements 74 bewegt. Bevorzugt kann daher durch die Hubraumverstelleinrichtung die relative Anordnung zwischen dem Zylinder 44 und/oder dem Einrastelement 74 in Bezug auf das Verschiebeelement 76, welches insbesondere bevorzugt stationär angeordnet ist, verändert werden. Dargestellt ist in 10 a nicht nur eine Totraumverstellung, sondern ebenfalls eine Hubraumverstellung. In der schematischen Darstellung rechts der 10 a veranschaulicht der kleine Pfeil eine Verkürzung des Kurbelradius der Koppelstange 49. Hierdurch wird der Hub des Kolbens verkleinert. Dies ist wiederum veranschaulicht durch den Pfeil P6. Durch die gleichzeitige Vornahme der Veränderung bzw. Verstellung der Begrenzung G1, wird zugleich eine Totraumanpassung vorgenommen. Hierdurch wird erreicht, dass auch bei kleinerem Hub kein bzw. ein möglichst kleiner Hubraum entsteht.
10 b veranschaulicht wiederum eine Totraumverstellung des Zylinders. Gezeigt sind hierbei zwei schematische Darstellungen einer Druckerzeugungseinrichtung, wobei sich der Zylinder 44 der Druckerzeugungseinrichtung in der rechten Darstellung näher an der Drehachse der Schwungscheibe 42 befindet, als der Zylinder 44 der Druckerzeugungseinrichtung der linken Darstellung. Hierdurch wird in der in der rechten Darstellung gezeigten Ausführungsform ein im Vergleich zur linken Ausführungsform verschiedengroßer Totraum erhalten.
11 a zeigt eine Hubraumverstelleinrichtung 52 entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die linke schematische Darstellung entspricht einer Schnittzeichnung entlang der Pleuelstange. Die rechte obere Darstellung entspricht einer Seitenansicht des unteren Teils der Hubverstellung auf die Pleuelstange. Die rechte untere Darstellung zeigt eine weitere Schnittansicht durch den Exzenter und der Schwungscheibe der Druckerzeugungseinrichtung. Die Pleuelstange 48 bzw. die Koppelstange 48 ist drehend aber fest, das heißt bevorzugt nicht lösbar, an dem Exzenter 70 angeordnet. Der Exzenter 70 ist dabei an der Schwungscheibe 42 drehbar bzw. lösbar drehfest anordenbar bzw. angeordnet. Zur drehfesten Anordnung des Exzenters 70 an der Schwungscheibe 42 ist mindestens ein Stift bzw. ein Raststift 79 vorgesehen. Der Exzenter 70 ist bevorzugt drehfest mit einer Außenverzahnung 64 verbunden, die mit einer Innenverzahnung 66 kämmt. Die Innenverzahnung 66 ist dabei bevorzugt mit einem stationären Element der Druckerzeugungseinrichtung insbesondere drehfest verbunden. Weiterhin sind bevorzugt Einschraubzylinder 68 vorgesehen, mittels welcher bevorzugt die durch den Stift 79 bewirkte Kopplung der Schwungscheibe 42 und des Exzenters 70 bewirkt wird, gelöst werden kann. Bevorzugt können durch die Einschraubzylinder 68 bzw. durch Zylinder 68 bzw. bevorzugt durch Lösemittel die Einraststifte bzw. die Stifte 79 aus ihrer Einrastung gelöst werden, insbesondere indem sie in Pfeilrichtung bewegt werden, wie in 11 a dargestellt.
Wie in 11 b dargestellt, sind dort die Einraststifte bzw. die Stifte 79 bereits soweit herausgehoben, dass keine Kopplung mehr zwischen der Schwungscheibe 42 und dem Exzenter 70 besteht. Hierdurch wird beim Antreiben der Schwungscheibe durch die Antriebseinrichtung und damit einer Drehung der Schwungscheibe in eine erste Drehrichtung eine Drehung des Exzenters in eine zweite Drehrichtung, welche entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung ist, bewirkt. Dies ist in 11 b durch die zwei gegenläufigen kreislinienförmigen Pfeile angedeutet. Zur Hubverstellung ist bevorzugt erforderlich, dass durch einen Stift bzw. ein weiteres Element 79 eine drehfeste Anordnung der Innenverzahnung an einem stationären Element der Druckerzeugungseinrichtung hergestellt wird.
In 11 c ist sodann eine erfolgte Relativbewegung zwischen dem Exzenter 70 und der Schwungscheibe 42 ersichtlich. Während der Exzenter 70 in der Figurenebene nach rechts gedreht worden ist, entsprechend der Drehung der Schwungscheibe gegen die Uhrzeigerrichtung, erfolgte gleichzeitig eine Drehung des Exzenters 70 in Uhrzeigerrichtung. Hierdurch wurde der radiale Abstand zwischen der Lagerung und der Pleuelstange 48 an dem Exzenter 70 und der Drehachse der Schwungscheibe 42 verändert. Diese neue relative Anordnung wird anschließend durch die beiden Stifte 49 festgestellt.
12 veranschaulicht verschiedene Konzepte der Hubverstellung. Die Kurbellänge des Kurbelgetriebes kann verändert werden, indem das Pleuellager verschoben und/oder der Drehpunkt der Kurbel geändert wird. Dabei treten wechselnde Belastungen auf die Verstelleinrichtung auf. Diese Kräfte können zwischen 14,7 kN und 41,5 kN liegen. Vorteilhaft sind keine besonderen Genauigkeitsanforderungen erforderlich. Die Genauigkeit des Fertigblasdrucks ist nicht entscheidend. Bevorzugt ist eine Verstellung von wenigstens 10 mm und bevorzugt von wenigstens 20 mm, bevorzugt wenigstens 50 mm und besonders bevorzugt wenigstens 100 mm, möglich. Besonders bevorzugt ist eine maximale Verstellung von höchstens 200 mm und besonders bevorzugt 100 mm möglich.
Die beiden 13a und 13b illustrieren eine Hubkurbelverstellung mittels einer Nutkurve mit Stift. Dabei ist eine Schiene 80 vorgesehen, in welcher ein Stift 79 geführt wird. Durch den Stift 79 werden dabei die Bauteile 81 a und 81 b verdrehsicher verbunden. Bevorzugt verdrehen sich durch eine axiale Verschiebung des Stifts die beiden Bauteile 81 a und 81 b relativ zueinander. Der Stift 79 ist bevorzugt mitdrehend und wird besonders bevorzugt über eine Hülse verschoben. Vorteilhaft erfolgt hierdurch eine Sperrung durch ein axiales Verstellungssystem. Weiterhin befindet sich in dieser Ausführungsform kein Krafterzeugungssystem im mitdrehenden Teil. Vorteilhaft ist dabei die Hubverstellung stufenlos einstellbar. Allerdings liegt die Lagerung der Bauteile ineinander. Des Weiteren wird die Welle durch den Stift geschwächt. Zudem ist eine Lagerung der Schiene erforderlich. Bei der hier vorgeschlagenen Ausführungsform erfolgt ein Kraftfluss über den Bolzen. Eventuell können bevorzugt pneumatische Spanner verwendet werden, was eine stufenlose Einstellbarkeit ermöglicht.
Die beiden 14a und 14b zeigen eine Hubverstellung via einer Spindelverstellung. Hierzu befindet sich in der Schwungmasse 42 bevorzugt eine Spindel 82. Auf dieser Spindel 82 wird ein Bolzen 83 geführt. Vorgesehen ist weiterhin ein Motor 60, welcher bevorzugt dazu geeignet ist, bevorzugt durch den Antrieb der Spindel, den Bolzen insbesondere in radiale Richtung, bezogen auf die Drehachse der Schwungmasse, zu verschieben. Bevorzugt müssen bei der Hubverstellung über eine Spindelverstellung der Motor und/oder die Schwungmasse axial verschoben und adaptiert werden. Bevorzugt ist die Spindel 82 nach der Verstellung selbsthemmend. Vorteilhaft befindet sich kein Krafterzeugungssystem im mitdrehenden Teil. Des Weiteren sind die Hubverstellung und die Spindelverstellung stufenlos einstellbar. Allerdings wird eine zusätzliche Führung benötigt, was zu einer Momentenbelastung führt. Des Weiteren ist ein zusätzliches Antriebssystem, etwa durch einen Motor, nötig. Zudem führt diese Ausführungsform zu einer Wechselbelastung der Spindel. Bevorzugt wird eine zusätzliche Sicherung der Spindel bereitgestellt.
Die beiden 15 a und 15 b veranschaulichen eine Hubraumverstellung über einen Exzenter mit Kupplung. In der Schwungmasse 42 befindet sich bevorzugt ein Exzenter 70 mit einem Zahnrad 85 und einer Kupplung 84. Bevorzugt kämmt dabei das Zahnrad 85 an der Zahnstange 86. Bevorzugt ist weiterhin ein Motor vorgesehen, der die Zahnstange bevorzugt in axiale Richtung und/oder in radiale Richtung, bezogen auf den Drehpunkt der Schwungscheibe 42, bewegt. Dabei ist hier bevorzugt die axiale Richtung senkrecht zur radialen Richtung. Bevorzugt wird der Motor mit Zahnstange oder die Schwungmasse axial verschoben und/oder adaptiert. Bevorzugt ist die Kupplung 84 pneumatisch wirkend, wodurch besonders bevorzugt der Exzenter geöffnet bzw. geklemmt wird. Hierdurch ist vorteilhaft eine stufenlose Einstellbarkeit der Lage des Exzenters relativ zur Schwungmasse 42 und hierdurch besonders bevorzugt eine stufenlose Einstellbarkeit der Hubverstellung möglich. Allerdings sind hierdurch ein zusätzliches Antriebssystem und des Weiteren zwei Zahnstangen erforderlich.
Darüber hinaus müssen Kupplungen vorgesehen werden und das Krafterzeugungssystem befindet sich im drehenden Teil. Bevorzugt wird die Kupplung eventuell mit Sicherungsstiften fixiert. Allerdings ist dann keine stufenlose Einstellbarkeit mehr möglich.
In ähnlicher Weise wie 6 illustriert 16 a sowie 16 b eine Hubverstellung mit einem verschiebbaren Zahnrad. Gezeigt wird dabei eine weitere Ausführungsform. Vorgesehen ist wieder, dass sich in der Schwungmasse 42 ein Exzenter 70 befindet. Dieser Exzenter 70 weist ein Zahnrad 62, welches in axiale Richtung, bezogen auf die Drehachse, verschiebbar ist, auf. Des Weiteren ist ein weiteres Zahnrad 63 vorgesehen, welches drehfest mit der Antriebswelle 61 der Dreherzeugungseinrichtung und insbesondere der Schwungmasse verbunden ist. Das verschiebbare Zahnrad 62 kann wiederum durch einen Einbauzylinder 68 verschoben werden. Nach dem Verschieben des verschiebbaren Zahnrads 62 auf das Zahnrad der Welle 63 a wird bevorzugt der Exzenter 70 durch das Antriebssystem gedreht.
Die beiden 17 a und 17 b zeigen eine weitere Ausführungsform, eine Hubverstellung mit einem gestifteten Zahnrad. In der Schwungmasse 42 befindet sich hierzu ein Exzenter 70 mit einem Zahnrad 62 und Kupplung. Ein zweites Zahnrad 63 a kann durch einen Einbauzylinder 69 entweder mit der Schwungmasse 42 oder mit der Umgebung fixiert werden. Nach dem Fixieren des Zahnrads 62 mit der Umgebung wird der Exzenter 70 durch das Antriebssystem bzw. durch Drehen der Antriebswelle 61 gedreht. Vorteilhaft ist hierbei kein zusätzliches Antriebssystem erforderlich. Des Weiteren befindet sich das Krafterzeugungssystem im drehenden Teil. Außerdem ist die Hubverstellung nicht stufenlos einstellbar. Bevorzugt kann eine Innenverzahnung und/oder eine Schrägverzahnung verwendet werden. Vorteilhaft werden deshalb darin Kegelstifte eingesetzt. Insbesondere durch ein Durchstiften treten bevorzugt keine Querkräfte auf.
18 zeigt einen Kurbelaufbau einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Über das Getriebe 88 kann bevorzugt die Antriebswelle 61 in Rotation versetzt werden. Die Antriebswelle 61 setzt hierdurch unmittelbar die Schwungmasse bzw. Schwungscheibe 42 in Rotation. In der Schwungmasse 42 bzw. an der Schwungmasse 42 ist dabei ein Exzenter 70 gelagert. Vorgesehen ist bevorzugt eine Kupplung bzw. eine Kupplungseinrichtung 84, welche besonders bevorzugt pneumatisch wirkend ist, über die eine drehfeste Anordnung des Exzenters an der Schwungmasse 42 ermöglicht wird. Die Kupplungseinrichtung 84 ist dabei dazu geeignet und bestimmt, die drehfeste Lagerung des Exzenters an der Schwungmasse 42 wieder zu lösen, sodass der Exzenter gegenüber der Schwungmasse 42 gedreht werden kann. Der Exzenter 70 ist dabei bevorzugt mit einem Zahnrad 62 verbunden, welches mit einer Zahnstange 86 kämmt. Durch eine Drehung der Zahnstange 86 bzw. ein Verschieben der Zahnstange 86 wird in entkoppeltem Zustand des Exzenters relativ zur Schwungmasse eine relative Drehung des Exzenters gegenüber der Schwungmasse 42 bewirkt. Bevorzugt ist der Radius der Schwungmasse bzw. der Schwungscheibe ausgewählt aus einem Bereich zwischen 50 mm und 500 mm, bevorzugt aus einem Bereich zwischen 100 mm und 300 mm und besonders bevorzugt aus einem Bereich zwischen 150 mm und 200 mm. Insbesondere bevorzugt weist die Schwungscheibe einen Radius von im Wesentlichen 175 mm auf.
19 zeigt einen Kurbelaufbau bzw. eine Druckerzeugungseinrichtung entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieser Kurbelaufbau ist dabei ähnlich zu dem in der 18 gezeigten. Wiederum treibt ein Getriebe 88 eine Antriebswelle 61 und hierdurch eine Schwungmasse 42 an. In dieser Schwungmasse 42 ist wiederum ein Exzenter 70 lösbar, drehfest oder drehbar gelagert. Im Unterschied zu der in 18 gezeigten Ausführungsform wird dabei die drehfeste Anordnung des Exzenters an der Schwungmasse über den Einschraubzylinder 68 bzw. durch den von dem Einschraubzylinder 68 bewegten Sicherungsstift 90 hergestellt. Befindet sich der Sicherungsstift 90 im Eingriff mit dem Exzenter 70, ist dieser drehfest an der Schwungmasse 42 gelagert. Zur Vornahme der Relativbewegung des Exzenters zur Schwungmasse ist wiederum eine Zahnstange 86 vorgesehen, welche über ein Zahnrad mit dem Exzenter verbunden ist. Bevorzugt erfolgt dabei eine Zahnstangenverstellung durch eine Totraumverstellung. Bevorzugt weist der Einschraubzylinder eine Länge auf, welche ausgewählt ist aus dem Bereich zwischen 5 mm und 50 mm, bevorzugt aus einem Bereich zwischen 10 mm und 30 mm und besonders bevorzugt eine Länge von ca. 20 mm aufweist.
20 zeigt einen Kurbelaufbau bzw. den Aufbau eines Teils der Druckerzeugungseinrichtung in einer weiter modifizierten Ausführungsform. Diese weist wiederum ein verschiebbares Zahnrad 62 auf, welches in axiale Richtung, also parallel zur Drehachse der Schwungmasse, verschiebbar ist, und welches an dem Exzenter 70 angeordnet ist. Weiterhin ist eine Fixiereinrichtung vorgesehen, welche einen Einschraubzylinder 68, welcher bevorzugt im Inneren der Schwungmasse 42 angeordnet ist, aufweist. Über den Einschraubzylinder 68 kann das verschiebbare Zahnrad 62 in axiale Richtung, das heißt hier in Richtung der Drehachse der Schwungmasse 42, verschoben werden. Dabei kann je nach Stellung des verschiebbaren Zahnrads 62 in Bezug auf die axiale Richtung ein Eingriff mit einer Innenverzahnung 66, welche an der Schwungmasse angeordnet ist, und/oder einer Zahnstange hergestellt werden.
21 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführung eines Kurbelaufbaus, welche im Vergleich zu der in der Figur gezeigten Ausführungsform insbesondere alternativ oder zusätzlich zur Zahnstange eine Innen- oder Außenverzahnung aufweist. Bevorzugt erfolgt eine Zahnstangenverstellung durch Drehung der Schwungscheibe 42.
22 zeigt einen Kurbelaufbau in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, in welcher der Exzenter wiederum drehfest mit einem verschiebbaren Zahnrad verbunden ist. Das Zahnrad 62 kann dabei wiederum durch einen Einbauzylinder 68 in axiale Richtung, also bevorzugt parallel zur Drehachse der Antriebswelle 61, verschoben werden. Bevorzugt ist weiterhin in der Schwungmasse eine Innenverzahnung 66 vorgesehen, mit der das verschiebbare Zahnrad 62 je nach ihrer Position, bezogen auf der axialen Richtung kämmt oder aber auch nicht. Entsprechend ihrer Position, bezogen auf die axiale Richtung, kann dabei das verschiebbare Zahnrad 62 zudem mit einem weiteren Zahnrad 63 a kämmen, welches drehfest mit der Antriebswelle 61 verbunden ist. In diesem Zustand ist das verschiebbare Zahnrad 62 und damit auch der Exzenter 70 von der Schwungmasse 42 entkoppelt.
Die beiden 23 und 24 zeigen zwei weitere Konzepte eines Kurbelaufbaus bzw. Aufbaus eines Teils der Druckerzeugungseinrichtung in einer weiter modifizierten Ausführungsform. Diese weisen jeweils wiederum ein mit dem Exzenter drehfest verbundenes Zahnrad auf, welches bevorzugt im Vergleich zum Exzenter auf der gegenüberliegenden Seite der Schwungscheibe angeordnet ist. Mithilfe eines insbesondere im Inneren der Schwungscheibe 66 angeordneten Einschraubzylinders 68, welcher in 23 in das Zahnrad und in 24 in den Exzenter eingreifen kann und hierdurch mittelbar bzw. unmittelbar den Exzenter drehfest mit der Schwungscheibe verbinden kann, kann ein Lösen der Kopplung des Exzenters und ein Herstellen der Kopplung des Exzenter vorgenommen werden.
Die schematischen Darstellungen der 25a-d illustrieren das Konzept der Totraumverstellung. So kann eine Kolbentotraumverstellung, wie in 25a durch die Pfeile veranschaulicht, durch Absenken der Schubkurbel und des Antriebs (siehe Pfeil P4) erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann eine Kolbentotraumverstellung aber auch über ein Anheben des Kolbens 44 und der Leitungen erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Pleuellänge verändert, also verkürzt (oder auch verlängert) werden.
Bevorzugt erfolgt eine Verstellung (bevorzugt der Pleuellänge und/oder der Schubkurbel und/oder des Antriebs und/oder des Kolbens) um mindestens 50 mm, bevorzugt mindestens 80 mm und besonders bevorzugt um mindestens 100mm. Bevorzugt erfolgt eine Verstellung um höchstens 500mm, bevorzugt höchstens 300mm und besonders bevorzugt höchstens 100mm. Bei der Kolbentotraumverstellung ist insbesondere eine Belastung von 40kN zu erwarten.
Der Pfeil P5 illustriert in der linken schematischen Darstellung der 25a dabei einen mitbewegten Teil während der Kolbentotraumverstellung, während Pfeil P4 einen stillstehenden Teil veranschaulicht.
Die beiden 25b und c zeigen eine Kolbentotraumverstellung, bei der die relative Anordnung insbesondere in radiale Richtung bezogen auf eine Drehachse der Antriebseinrichtung 73 zwischen dem Zylinder und dem Antriebssystem bzw. der Antriebseinrichtung 73 bzw. den Schwungscheiben 72 verändert werden kann. So ist beispielsweise der radiale Abstand zwischen dem Zylinder 44 und der Antriebseinrichtung 73 der Druckerzeugungseinrichtung in der in 25c gezeigten Darstellung größer als derjenige in der 25b gezeigten Darstellung.
Die beiden äußeren schematischen Darstellungen der 25d zeigen Fixiereinrichtungen, welche eine Anordnung des Zylinders 44 (links) und/oder der Kolbenstange 47 (rechts) lösbar fixieren können. Vorgesehen kann hierzu eine Klemmung oder ein Sicherungsstift sein, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 81. Die vier mittleren Darstellungen der 25d zeigen unterschiedliche Anordnungen des Zylinders 44 bezogen auf die Drehachse der Schwungscheibe bzw. der Antriebswelle der Antriebseinrichtung.
26 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform der Kolbentotraumverstelleinrichtung 54. Diese weist bevorzugt einen Motor 60 auf, welcher bevorzugt über eine pneumatische Verstellung axial verstellt bzw. verschoben werden kann. Außerdem ist bevorzugt eine Traverse 94 (bevorzugt mit Spindellager) und insbesondere ein Spindellager vorgesehen. Mittels einer Spindel, welche in dem Spindellager gelagert ist, ist die Kolbenstange 47 des Zylinders durch den Motor bewegbar. Bevorzugt wird die Spindel durch den Motor gedreht und ändert besonders bevorzugt dadurch die Kolbenstangenlänge. Bevorzugt ist die Spindel selbsthemmend.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine stufenlose Einstellbarkeit möglich ist. Pro Kolben ist bevorzugt eine Verstelleinrichtung vorgesehen. Die Spindel wird dabei wechselnd belastet. Darüber hinaus ist der Motor zusätzlich axial zu verschieben.
27 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform einer Totraumverstelleinrichtung 54. In der hier gezeigten Ausführungsform ist ein Motor 60 vorgesehen, der dazu geeignet und bestimmt ist, den Zylinder 54 in Arbeitsrichtung, welche der Pfeilrichtung, wie in der Figur dargestellt, entspricht, zu verschieben.
28a zeigt eine Totraumverstelleinrichtung 54 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu den vorhergehend gezeigten Ausführungsformen wird hierbei nicht der Zylinder 44 bewegt, sondern die Antriebswelle bzw. der Drehpunkt des Getriebes. Eine derartige Bewegung der Antriebswelle bzw. der Schwungscheibe und/ oder des Schubkurbelgetriebes kann dabei über Führungsmittel wie etwa einer Kurvenführung erfolgen. Entlang der Kurbelführung 98 können hierbei mehrere Antriebseinrichtungen mehrerer Zylinder geführt werden. Denkbar ist aber auch, dass lediglich eine Antriebseinrichtung entlang einer Kurvenführung 98 verschoben wird. Als Kurvenführung kann bevorzugt eine Kurvenscheibe 98 verwendet werden. Durch eine relative Bewegung der Kurvenscheibe 98 zu den Führungsmitteln 96 der Antriebseinrichtung und/oder der Antriebswelle 61 und/oder der Schwungscheibe 42 wird bevorzugt die Antriebswelle 61 bzw. die Schwungscheibe 42 bzw. der Drehpunkt des Schubkurbelgetriebes weiter von dem Zylinder 44 wegbewegt. Bevorzugt wird hierdurch ein relativer Abstand zwischen dem Zylinder und der Antriebswelle 61 bzw. dem Führungsmittel 96, insbesondere in Arbeitsrichtung des Zylinders und besonders bevorzugt senkrecht zur Drehachse der Schwungscheibe, verändert und insbesondere erhöht und/oder verringert.
28 b zeigt eine Totraumverstelleinrichtung 54 in einer weiter bevorzugten Ausführungsform. Diese weist Mittel zum Verschieben wenigstens einer den Druckraum 46 a und/oder die Druckkammer 46 begrenzende Seitenwandung und/oder Seitenfläche auf, wobei sich bei der Seitenfläche und/oder Seitenwandung bevorzugt um einen Boden der Druckkammer handelt. Bevorzugt ist die verschiebbare Seitenwandung der Druckkammer und/oder des Druckraums bezüglich der Zylinderwandung verschiebbar, bevorzugt in Arbeitsrichtung des Zylinders. Damit ist die Druckerzeugungseinrichtung 40 bevorzugt derart ausgestaltet, dass die Ausdehnung des mit fluidem Medium beaufschlagbaren Druckraums 46 a entlang einer Arbeitsrichtung zwischen einer vorgegebenen ersten Begrenzung an einer vorgegebenen zweiten Begrenzung nicht nur über die bzw. eine erste Antriebseinrichtung verändert werden kann, sondern dass darüber hinaus diese Ausdehnung über eine zweite Antriebseinrichtung verändert werden kann.
Die zweite Antriebseinrichtung unterscheidet sich dabei von der ersten Antriebseinrichtung bevorzugt dadurch, dass sie mindestens eine der beiden Begrenzungen G1, G2 unabhängig von der ersten Antriebseinrichtung ändern kann. Dabei kann die zweite Antriebseinrichtung über eine eigene Energiequelle verfügen, denkbar ist aber auch, dass die zweite Antriebseinrichtung ebenfalls auf die Energiequelle der ersten Antriebseinrichtung zugreift. Bevorzugt ist die erste Antriebseinrichtung ausschließlich und/oder hauptsächlich in einem Arbeitsbetrieb der Vorrichtung in Betrieb. Bevorzugt ist die zweite Antriebseinrichtung ausschließlich in einem Wechselbetrieb der Vorrichtung in Betrieb. Bevorzugt ist die zweite Antriebseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die der Wirkfläche des Kolbens gegenüberliegende Druckraum- bzw. Druckkammerwandung zu bewegen und/oder zu verändern, insbesondere in Arbeitsrichtung bzw. Hubrichtung des Kolbens. Bevorzugt weist die Druckerzeugungseinrichtung und/oder die zweite Antriebseinrichtung Führungsmittel 96 auf, mithilfe derer eine Verstellung bzw. Änderung der Position wenigstens einer Seitenwandung bzw. Druckkammerwandung bezüglich der Zylinderwandung geführt werden kann. Bevorzugt sind die Führungsmittel dazu geeignet und bestimmt, den Zylinderboden in Bezug auf die Zylinderaußenwandung zu verändern.
Bevorzugt weist die zweite Antriebseinrichtung eine Kurvenscheibe 98 auf. Bevorzugt bewirkt eine Bewegung und insbesondere eine Drehung der Kurvenscheibe 98 über die Führungsmittel 98 eine Änderung und/oder Verstellung der Position wenigstens einer Druckkammerwandung bzw. Druckraumwandung wenigstens einer Druckerzeugungseinrichtung. Bevorzugt ist die Kurvenscheibe dazu geeignet und bestimmt, über mehrere Führungsmittel 96 jeweils eine Seitenfläche bzw. Druckkammerwandung bzw. Druckraumwandung 46 b von wenigstens zwei Druckerzeugungseinrichtungen und insbesondere von wenigstens zwei Zylindern zu verstellen und/oder zu ändern. Bevorzugt ist die zweite Antriebseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, wenigstens eine Wandungsfläche bzw. Druckraumfläche bzw. Druckkammerfläche lösbar aber fixierbar zu verstellen bzw. zu ändern, sodass die neue Stellung diese Seitenwandung bzw. Seitenfläche bzw. Druckkammerfläche bzw. Druckraumfläche während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung in dieser Stellung verbleibt. Damit wird eine Verschiebung einer Begrenzung und insbesondere genau einer Begrenzung bewirkt, was dazu führt, dass der Totraum verkleinert wird.
29 zeigt eine Verstelleinrichtung und insbesondere eine Totraumverstelleinrichtung 54 in einer weiter bevorzugten Ausführungsform. Diese weist bevorzugt eine zentrale Spindelverstellung der Antriebseinheit auf. Bei der Antriebseinheit handelt es sich dabei bevorzugt um die Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung. Bevorzugt verstellt bzw. verschiebt die zentrale Spindelverstellung dabei wenigstens eine und bevorzugt wenigstens zwei und besonders bevorzugt eine Vielzahl von Antriebseinheiten bzw. Antriebseinrichtungen verschiedener Druckerzeugungseinrichtungen. Die Antriebseinheiten bzw. Antriebseinrichtungen weisen dabei bevorzugt ein Schubkurbelgetriebe 72 auf. Die Antriebseinheiten bzw. Antriebseinrichtungen werden dabei bevorzugt über einen Motor 60 verstellt. Bevorzugt wird die von dem Motor 60 erzeugte Drehbewegung über ein Getriebe 88 an wenigstens einer Spindel in eine Längsbewegung umgewandelt. Bevorzugt handelt es sich bei dieser Längsbewegung um eine Bewegung in Richtung der Arbeitsrichtung bzw. Hubrichtung des Kolbens. Bevorzugt erfolgt die Sicherung über die selbsthemmende Spindel. Vorteilhaft kann der Hub ggf. auch für die Kolbenhubverstellung genutzt werden. Bevorzugt kann also der Motor sowie das Getriebe und die Spindel als zweite Antriebseinrichtung nicht nur als Totraumverstelleinrichtung 54 dienen, sondern auch als Hubraumverstelleinrichtung 52 verwendet werden. Die in 29 gezeigte Ausführungsform einer Totraumverstelleinrichtung 54 bietet zudem den Vorteil, dass nur eine Antriebseinrichtung bzw. nur ein Antrieb bzw. nur ein Motor zur Verstellung bzw. Einstellung des Totraums mehrere Zylinder 44 erforderlich ist. Zudem können eine Sperrung bzw. eine Fixierung und eine Verstellung in einem Teil realisiert werden. Bei diesem Teil handelt es sich bevorzugt um eine Spindel bzw. eine Einrichtung, welche eine Spindel aufweist. Vorteilhaft ermöglicht die in 29 gezeigte Ausführungsform eine stufenlose Einstellbarkeit. Allerdings wirken wechselnde Belastungen auf die Spindel. Zudem müssen für die gleiche Verstellung der Kolben Toleranzen berücksichtigt werden. Außerdem wirken unsymmetrische Belastungen von 40 kN. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung wenigstens ein Schneckengetriebe auf.
Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung 54 dazu geeignet und bestimmt, den Totraum von wenigstens zwei Zylindern 44 und bevorzugt von einer Vielzahl von Zylindern 44 zu verstellen. Dabei weist die Totraumverstelleinrichtung wenigstens einen und bevorzugt genau einen Motor auf. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung für jede Druckerzeugungseinrichtung eine Spindel auf. Über die Spindeln wird die Drehbewegung des Motors bevorzugt über ein Getriebe jeweils in Längsbewegungen der Antriebseinrichtungen bzw. der Antriebswelle der jeweiligen Druckerzeugungseinrichtungen umgewandelt. Wie oben ausgeführt, handelt es sich bei der Längsbewegung bevorzugt um eine Richtung in Arbeitsrichtung des Kolbens bzw. in Hubrichtung des Zylinders. Bevorzugt bewirkt die Totraumverstelleinrichtung eine Veränderung des relativen Abstands zwischen der Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung und dem Zylinder 44. Bevorzugt bleiben die Zylinder 44 dabei stationär und die Antriebswelle(n) und/oder Teile des Schubkurbelgetriebes und insbesondere die Schwungscheibe(n) werden auf den Zylinder zugestellt oder von diesem entfernt.
30 zeigt eine weiter bevorzugte Ausführungsform einer Totraumverstelleinrichtung 54 aus der 28 b. Auch hier ist die Totraumverstelleinrichtung 54 dazu geeignet und bestimmt, eine Kolbenbodenverstellung zu bewirken. Durch die Kolbenbodenverstellung wird unmittelbar der Totraum des Zylinders vergrößert oder verkleinert. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung ein Kurvengetriebe auf, welches besonders bevorzugt durch eine Kurvenscheibe gegeben ist. Bevorzugt wird die Kurvenscheibe bzw. das Kurvengetriebe durch einen Motor 60 gedreht (bevorzugt 4×90°). Bevorzugt kann die Kurvenscheibe jeweils um 90° gedreht werden, bevorzugt zweimal um 90° und besonders bevorzugt viermal um 90°. Bevorzugt ist zwischen der Kurvenscheibe 98 und dem Motor 60 ein Getriebe angeordnet. Bevorzugt handelt es sich bei dem Getriebe um ein Sperrgetriebe (bevorzugt Steigung 0 von Kurve), über welches eine Sicherung, insbesondere der Drehlage der Kurvenscheibe, realisiert werden kann. Vorteilhaft wird nur ein Antrieb bzw. nur ein Motor für die Verstellung bzw. Verschiebung der Kolbenböden mehrerer Zylinder und insbesondere wenigstens zweier Zylinder benötigt. Des Weiteren können die Sperrung und Verstellung in einem Teil realisiert werden.
Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung für jeden Zylinder Führungsmittel auf, über die die Kolbenböden wenigstens mittelbar an dem Kurvengetriebe bzw. an der Kurvenscheibe geführt werden. Durch die Kurven entstehen allerdings Kosten. Bevorzugt weisen die Führungsmittel Rollen auf, über die die Kolbenböden an der Kurvenscheibe geführt werden. Die Rollenführung auf der Kurvenführung führt dabei zu einem Linienkontakt der Rollen auf der Kurve. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung Dichtmittel zur Abdichtung des beweglichen Kolbenbodens in den Zylinder auf. Zudem sind bevorzugt bewegbare Pneumatikleitungen vorgesehen. Außerdem ist die Totraumverstelleinrichtung bevorzugt derart ausgelegt, dass Toleranzen bei der gleichen Verstellung der Kolben berücksichtigt werden.
31 zeigt eine Totraumverstelleinrichtung in einer weiter bevorzugten Ausführungsform. Diese ist bevorzugt dazu geeignet und bestimmt, eine Zylinderverstellung durch die Antriebseinrichtung bzw. die Antriebseinheit, insbesondere der Druckerzeugungseinrichtung, zu bewirken. Die Totraumverstelleinrichtung weist dabei bevorzugt eine Fixier- bzw. eine Arretiereinrichtung auf, welche eine vorgegebene Lage bzw. Position des Zylinders in Bezug auf die Antriebseinrichtung und/oder die Antriebswelle der Druckerzeugungseinrichtung lösbar fixiert bzw. feststellt. Diese Fixier- bzw. Arretiereinrichtung weist dabei bevorzugt Sicherungsbolzen auf, welche insbesondere durch Pneumatik freigegeben werden können. In einem ersten Schritt wird damit die feste Arretierung bzw. feste Fixierung des Zylinders an der Druckerzeugungseinrichtung gelöst. Dies bewirkt bevorzugt, dass der Zylinder 44 in Arbeitsrichtung bzw. in Hubrichtung des Kolbens bewegt werden kann. In einem zweiten Schritt der Totraumverstellung wird der Kolben derart mit Druck beaufschlagt bzw. mit unter Druck stehendem, fluidem Medium beaufschlagt, dass hierdurch der gesamte Zylinder bewegt wird. Durch den Druck auf den Kolben bewegt damit bevorzugt das Antriebssystem bzw. die Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung den gesamten Zylinder. Insbesondere wenn die gewünschte Position des Zylinders erreicht wird, rastet der Bolzen bzw. der Sicherungsbolzen wieder ein. Damit erfolgt bevorzugt in einem letzten Schritt erneut eine lösbare Fixierung bzw. Arretierung des Zylinders an der Druckerzeugungseinrichtung durch die Arretier- bzw. Fixiereinrichtung. Vorteilhaft ist für die Totraumverstellung kein zusätzlicher Antrieb erforderlich. Eine Sperrung bzw. Fixierung des verstellten Zylinders ist durch pneumatisch angesteuerte Bolzen möglich. Auch hier weist die Totraumverstelleinrichtung allerdings bewegte Pneumatikleitungen auf und die in 31 dargestellte Ausführungsform ermöglicht keine stufenlose Einstellung. Des Weiteren müssen große Hubmassen verstellt werden. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt ein Kraftfluss über die Bolzen bzw. die Sicherungsbolzen.
Bevorzugt können pneumatische Spanner verwendet werden, insbesondere bevorzugt anstelle der Sicherungsbolzen, um eine stufenlose Einstellbarkeit zu ermöglichen.
32 zeigt eine Totraumverstelleinrichtung in einer weiter bevorzugten Ausführungsform. Die Totraumverstelleinrichtung 54 ist dazu geeignet und bestimmt, eine Kolbenstangenverstellung zu bewirken. Insbesondere ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Kolbenstangenverstellung durch die Antriebseinheit bzw. die Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung zu bewirken. Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung 54 dazu geeignet und bestimmt, die Länge der Kolbenstange zu verändern bzw. zu verstellen. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung eine Fixier- und/oder eine Arretiereinrichtung auf, die dazu geeignet und bestimmt ist, eine vorgegebene Länge der Kolbenstange zu fixieren bzw. zu arretieren und wieder zu lösen. Die Fixier- bzw. die Arretiereinrichtung weist dabei bevorzugt Sicherungsbolzen auf, welche durch Pneumatik freigegeben werden können. Das Totraumverstellungsverfahren erfolgt dabei bevorzugt in einer ähnlichen Weise, wie dasjenige, welches in 31 beschrieben ist. Nach Lösung der Arretierung bzw. Feststellung der Kolbenstange, sodass diese bevorzugt in Arbeitsrichtung bzw. Hubrichtung des Kolbens bewegbar ist, indem bevorzugte Sicherungsbolzen durch Pneumatik freigegeben wurden, wird mittels der Antriebseinrichtung bzw. des Antriebssystems bzw. Antriebseinheit der Druckerzeugungseinrichtung der Kolben mit fluidem Medium, welches unter Druck steht, beaufschlagt, sodass hierdurch beispielsweise eine Traverse bewegt wird und die Kolbenstange verstellt wird. In einem weiteren Schritt rastet der Bolzen bzw. der Sicherungsbolzen bzw. die Sicherungsbolzen wieder ein. Auch hier wird kein zusätzlicher Antrieb benötigt und eine Sperrung erfolgt durch die pneumatisch angesteuerten Bolzen. Im Unterschied zu der in 31 illustrierten Ausführungsform wird hier lediglich eine geringe Hubmasse bewegt. Allerdings weist auch die hier beschriebene Totraumverstelleinrichtung bewegte Pneumatikleitungen auf. Die Kolbenstangenverstellung ist auch hier nicht stufenlos einstellbar. Die Pneumatikansteuerung erfolgt des Weiteren am bewegten Teil.
Bei der in 32 gezeigten Totraumverstelleinrichtung erfolgt der Kraftfluss über den Bolzen. Auch können pneumatische Spanner, bevorzugt anstelle des Sicherungsbolzens, eingesetzt werden, sodass bevorzugt eine stufenlose Einstellbarkeit möglich ist. Bevorzugt ist die Arretier- bzw. die Fixiereinrichtung an einer Traverse des Schubkurbelgetriebes angeordnet.
33 zeigt eine Verstelleinrichtung und insbesondere eine Totraumverstelleinrichtung 54 entsprechend einer weiter bevorzugten Ausführungsform. Bevorzugt weist die Totraumverstelleinrichtung Mittel auf, ein insbesondere fließfähiges Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit in die Druckkammer zuzuführen. Hierzu weist die Kolbentotraumverstelleinrichtung bevorzugt mindestens eine Zuführöffnung zur Druckkammer des Zylinders 44 auf. Wird hierdurch Flüssigkeit in die Druckkammer eingebracht, verkleinert sich entsprechend der Druckraum des Zylinders 44. Damit kann lediglich ein geringeres Volumen an fließfähigem Medium in den Zylinder 44 durch den Kolben 45 eingeführt und verdichtet werden. Bevorzugt ist die zur Totraumverstellung eingebrachte Flüssigkeit wieder bevorzugt teilweise und insbesondere bevorzugt vollständig aus der Druckkammer entfernbar. Durch eine Variation der Flüssigkeit in der Druckkammer wird entsprechend der Druckraum und hierdurch entsprechend der Totraum des Zylinders 44 vergrößert oder verkleinert. Dies ermöglicht eine Anpassung des zu verdichtenden Volumens und insbesondere auch eine Anpassung des Totraums an das Volumen der herzustellenden Behältnisse. Zum Einbringen bzw. Abführen der Flüssigkeit kann die Totraumverstelleinrichtung beispielsweise eine Pumpe und/oder wenigstens einen Filter aufweisen. Bevorzugt verbleibt die Flüssigkeit im Wesentlichen vollständig in der Druckkammer, während sich die Vorrichtung in ihrem Arbeitsbetrieb befindet. Bevorzugt erfolgt ein Zuführen und/oder ein Abführen der Flüssigkeit in die Druckkammer bzw. aus der Druckkammer heraus lediglich im Wechselbetrieb der Vorrichtung. Der Totraum wird verringert durch das Einpumpen von Flüssigkeit. Vorteilhaft wird nur eine Pumpe für die Flüssigkeitsverstellung benötigt. Eine Verstellung erfolgt aber bevorzugt durch mindestens ein Ventil. Bevorzugt ist die Totraumverstelleinrichtung dazu geeignet und bestimmt, Material, welches sich von dem zu verdichtenden fluiden Medium unterscheidet, in die Druckkammer des Zylinders einzubringen. Allerdings bildet auch das in die Druckkammer eingebrachte Material wiederum einen Totraum aus. Des Weiteren weist bevorzugt die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, mithilfe derer die Toleranzen zur gleichen Verstellung von mehreren Zylindern 44 ausgeglichen bzw. gesteuert werden kann.
Die 34 - 36 zeigen beispielhaft eine Ausführungsform der Umsetzung einer Totraumverstelleinrichtung. Bei der dargestellten Druckerzeugungseinrichtung erfolgt der Antrieb wiederum über ein Schubkurbelgetriebe. Über eine Antriebswelle wird eine um diese Antriebswelle drehbar gelagerte Schwungmasse, beispielsweise mindestens eine Schwungscheibe 42, in Rotation versetzt. Bevorzugt an der äußeren Seitenfläche der Schwungscheibe und insbesondere bevorzugt an jeweils der äußeren Seitenfläche der beiden Schwungscheiben ist jeweils ein Exzenter 70 angeordnet, welcher in Bezug auf die jeweilige Schwungscheibe 42 exzentrisch, bezogen auf die Drehachse der Schwungscheibe, verstellbar angeordnet ist. Bevorzugt ist dabei eine Verstellung des Exzenters auf der Schwungscheibe über jeweils mindestens einen Stift 79, welcher in der Schwungmasse bzw. Schwungscheibe 42 einrasten kann, möglich. In eingerastetem Zustand ist dabei der Exzenter an der Schwungscheibe 42 jeweils drehfest angeordnet. In entkoppeltem Zustand dagegen ist bei Drehung bzw. bei Verstellung des Exzenters ein radiales Verschieben bzw. eine radiale Verstellung des Drehpunkts wenigstens einer Koppelstange des Schubkurbelgetriebes in radiale Richtung, bezogen auf die Drehachse der Schwungmasse 42 bzw. der Schwungscheibe 42, möglich. Befindet sich beispielsweise der Drehpunkt der Koppelstange 49 an dem Exzenter 70, bezogen auf die Drehachse der Schwungmasse bzw. bezogen auf die Antriebswelle auf der im Vergleich zur Anordnung des Zylinders 44 entgegengesetzten Seite, so bewirkt ein Zuführen bzw. ein Zustellen des genannten Drehpunkts auf die Drehachse bzw. die Antriebswelle 61 zu einer Entfernung bzw. eine Vergrößerung des radialen Abstands zwischen der Kolbenstange 47 und der Antriebswelle 61 bzw. der Drehachse der Schwungmasse 42. Das Bezugszeichen 49 a kennzeichnet dabei den Drehpunkt der Koppelstange 49. Dabei handelt es sich bei dem Drehpunkt 49 a um die Stelle, an der die Koppelstange 49 bevorzugt an dem Exzenter 70 drehbar gelagert ist. In den beiden 35 und 36 wird das radiale Zustellen des Drehpunkts 49 a zur Antriebswelle 61 hin durch die beiden seitlichen Pfeile veranschaulicht. In den 34 - 36 ist ebenfalls eine Arretier- bzw. eine Fixiereinrichtung ersichtlich. Der Zylinder 44 weist dabei ein Einrastelement 77 auf, welches bevorzugt mehrere Ausnehmungen aufweist, in die ein Einraststift 78 einrasten kann. In der in den 34 - 36 gezeigten Ausführungsform weist das Einrastelement 77 fünf Ausnehmungen auf. Mittels der Einraststifte 78 ist es dabei möglich, den Zylinder 44 in Bezug auf dessen radialen Abstand bezüglich der Antriebswelle 61 zu fixieren. Eine derartige Fixierung ist beispielsweise in der 34 gezeigt, in welchen die beiden Einraststifte 78 in jeweils einer Ausnehmung des Einrastelements 77 eingerastet sind. Damit ist bevorzugt die Position bzw. die Lage des Zylinders 44 in Bezug auf die Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung und insbesondere in Bezug auf die Lage der Drehachse bzw. die Antriebswelle 61 fixiert bzw. fest. Eine Veränderung dieser Lage ist erst möglich, wenn die Einraststifte 78 aus den Ausnehmungen des Einrastelements 77 entfernt werden. Dieser Zustand, in dem sich der Zylinder 44 in einem entkoppelten Zustand, bezogen auf die Antriebseinrichtung bzw. die Lage der Antriebswelle 61 befindet, und die Einraststifte 78 nicht in dem Einrastelement 77 einrasten, ist die Lage des Zylinders 44 in Bezug auf die Antriebswelle 61 und bevorzugt in Bezug auf die Antriebseinrichtung der Druckerzeugungseinrichtung variierbar bzw. veränderbar bzw. einstellbar. Insbesondere dessen Abstand in radiale Richtung, bezogen auf die Antriebswelle 61, ist in diesem entkoppelten Zustand einstellbar. In diesem entkoppelten Zustand ist es bevorzugt möglich, dass insbesondere bevorzugt durch Beaufschlagung des Kolbens mit fluidem Medium und/oder dem Abführen von fluidem Medium eine Bewegung der Kolbenstange unmittelbar eine Bewegung des gesamten Zylinders 44 bewirkt. Dadurch kann beispielsweise der Zylinder 44 ebenfalls angehoben werden bzw. bevorzugt der radiale Abstand zwischen dem Zylinder 44 und der Antriebswelle 61 vergrößert werden. Unter radialem Abstand ist dabei bevorzugt der Abstand in radiale Richtung hin, bezogen auf die Antriebswelle 61 bzw. die Rotationsachse der Schwungmasse 42 zu verstehen. Das Anheben des Zylinders wird in den beiden 35 und 36 durch den kleinen Pfeil, der nach oben hin in der Figurenebene gerichtet ist, illustriert. Dadurch befindet sich der Einraststift 78 in der 36 nach dem erwünschten Anheben auf Höhe der zweiten Ausnehmung des Einrastelements 77. Durch das Vornehmen des Einrastens des Einraststifts 78 in diese Ausnehmung, wird die vorgenommene Verstellung des Zylinders 44 und damit die vorgenommene Totraumverstellung fixiert und arretiert.
Die 37 - 39 illustrieren bevorzugte Ausführungsformen einer Trägheitsverstelleinrichtung. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet dabei wieder eine Schwungscheibe bzw. eine Schwungmasse. Diese wird bevorzugt durch die Antriebswelle 61 um diese Rotation gebracht. In 37 kennzeichnet das Bezugszeichen 102 die an der Schwungmasse angeordneten Elemente zur Hubverstellung. Dabei kann es sich beispielsweise um den in den vorherigen Figuren bereits dargestellten Exzenter 70 handeln. Dieser ist, wie bereits obig erläutert, bevorzugt exzentrisch, bezogen auf die Antriebswelle 61 bzw. bezogen auf die Rotationsachse der Schwungscheibe 42 an dieser angeordnet. Wird dieser Exzenter verdreht, führt dies zu einer Änderung des Trägheitsmoments des rotierenden Gesamtsystems, bestehend aus der Schwungscheibe 42 und dem Exzenter. Durch die Trägheitsverstelleinrichtung ist es bevorzugt möglich, das Trägheitsmoment der Schwungscheibe zu verändern. Dabei kann die Trägheitsverstelleinrichtung ein Trägheitsverstellelement 104 aufweisen, welches ebenfalls drehbar und besonders bevorzugt mit inhomogen verteilter Masse an der Schwungscheibe angeordnet ist. Bevorzugt ist das Trägheitsverstellelement dabei exzentrisch, bezogen auf die Drehachse der Schwungscheibe 42, angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Trägheitsverstellelement diametral gegenüber den Elementen 102 zur Hubverstellung angeordnet. Bevorzugt kann durch eine Verdrehung bzw. eine Verstellung des Trägheitsverstellelements eine Änderung des Trägheitsmoments des Systems aus der Schwungscheibe und den Elementen zur Hubverstellung ausgeglichen werden.
Die in 38 gezeigte Trägheitsverstelleinrichtung weist wenigstens ein und in der gezeigten Ausführungsform zwei Trägheitsverstellelemente auf. Diese sind bevorzugt und bezogen aufeinander und in Bezug auf die Drehachse der Schwungmasse 42 diametral gegenüber einander angeordnet. Des Weiteren können die Trägheitsverstellelemente 106 in radiale Richtung, bezogen auf die Drehachse der Schwungscheibe 42, bewegt werden. Bevorzugt sind die Trägheitsverstellelemente 106 in einer Ausnehmung der Schwungscheibe 42 angeordnet. Durch Verstellung der Trägheitsmomente 106 in radiale Richtung, bezogen auf die Drehachse der Schwungscheibe 42, ist es möglich, das Trägheitsmoment der Schwungscheibe inkl. der Trägheitsverstellelemente zu verändern. Damit ist die in 38 gezeigte Ausführungsform einer Trägheitsverstelleinrichtung vergleichbar zu den Spannbacken einer Drehmaschine.
In 39 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der in 38 gezeigten Trägheitsverstelleinrichtung dargestellt. Diese weist zusätzlich eine Spirale 108 auf, die normalerweise also besonders bevorzugt während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung mit dem Schwungrad bzw. der Schwungscheibe bzw. der Schwungmasse 42 mitdreht und zur Verstellung arretiert wird und dann durch Rotation des Schwungrads bzw. der Schwungscheibe bzw. der Schwungmasse 42 die Gewichte bzw. die Trägheitsverstellelemente 106 in radialer Richtung, bezogen auf die Drehachse 61, verschiebt.
Die beiden 40 und 41 zeigen zwei weitere Ausführungsformen einer Trägheitsverstelleinrichtung. Dabei weist die Trägheitsverstelleinrichtung ein Zusatzschwungrad 100 auf, welches drehfest aber lösbar an dem Schwungrad 42 bzw. der Schwungscheibe bzw. der Schwungmasse 42 angeordnet werden kann. In diesem angeordneten Zustand bzw. in diesem an das Schwungrad bzw. an der Schwungscheibe 42 angekoppelten Zustand dreht sich das Zusatzschwungrad 100 jeweils mit der Schwungmasse 42 um deren Drehachse bzw. deren Antriebswelle mit. Zur drehfesten Anordnung des Zusatzschwungrads 100 an das Schwungrad bzw. die Schwungmasse 42 ist bevorzugt ein Schaltbolzen 110 zur Arretierung vorgesehen.
In 41 wird dieses Arretierelement mit dem Bezugszeichen 116 gekennzeichnet. Bevorzugt weist die Trägheitsverstelleinrichtung jeweils ein Lagerungselement 114 auf, bei welchem es sich bevorzugt um ein stationäres bzw. stehendes Element bzw. stehendes Teil der Vorrichtung 1 bzw. der Druckerzeugungseinrichtung handelt. Ist das Zusatzschwungrad 100 nicht drehfest mit dem Schwungrad bzw. der Schwungmasse 42 verbunden, so ist es bevorzugt drehfest an dem Lagerungselement 114 bzw. an dem stehenden Element 114 angeordnet. Bevorzugt ist das Lagerungselement 114 bzw. das stehende Teil 114 an der Schwungmasse 42 über ein Lager 112 und besonders bevorzugt um wenigstens ein Teil des Schwungrads bzw. der Schwungmasse 42 drehbar gelagert. Das Zusatzschwungrad 100 kann sich dabei in axiale Richtung, bezogen auf die Drehachse des Schwungrads 42 bzw. der Schwungmasse 42 gesehen, zwischen der Schwungmasse 42 und dem Lagerungselement 114 befinden bzw. angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform ist in 40 dargestellt. Dabei ist aber auch, wie in 41 illustriert, vorgesehen, dass das Zusatzschwungrad 100 in radiale Richtung Rotationsachse der Schwungmasse 42 gesehen außen an der Schwungmasse bzw. dem Schwungrad 42 gelagert ist und sich in dieser radialen Richtung gesehen weiter von der Rotationsachse des Schwungrads bzw. der Schwungmasse 42 au-ßen befindet.
Wie bereits beschrieben, kann ebenfalls das Arretierelement 116 vorgesehen sein, welches eine drehfeste Anordnung des außen an dem Schwungrad drehbar oder drehfest anordenbaren Zusatzschwungrad bewirken kann. Dieses Arretierelement 116 kann darüber hinaus ebenfalls eine drehfeste Anordnung des Zusatzschwungrads 100 an dem Lagerungselement 114, bei welchem es sich bevorzugt um ein stehendes Teil der Vorrichtung bzw. der Druckerzeugungseinrichtung handelt, bewirken. Durch die drehfeste Anordnung eines Zusatzschwungrads 100 an die Schwungmasse 42 wird ebenfalls das Trägheitsmoment des rotierenden Teils der Vorrichtung bewirkt. Dabei kann es sich bei dem rotierenden Teil der Vorrichtung um das Schwungrad 42 alleine oder das System aus dem Schwungrad bzw. der Schwungmasse 42 und dem Zusatzschwungrad 100 handeln.
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.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Transporteinrichtung
6: Basisträger
8: Umformungsstation, Blasstation
10: Kunststoffvorformling
12: Stationsträger
14: Formeinrichtung, Blasformeinrichtung
16: Formträger, Blasformträger
20: Kunststoffbehältnis
40: Druckerzeugungseinrichtung
42: Schwungmasse, Schwungscheibe
43: Vorspannkammer?
44: Zylinder
45: Kolben
46: Druckkammer
46a: Druckraum
46b: Druckraumboden, Zylinderboden
47: Kolbenstange
48: Koppelstange, Schubstange
49: Koppelstange, Schubstange
49a: Drehpunkt
50: Verstelleinrichtung
52: Hubraumverstelleinrichtung
54: Totraumverstelleinrichtung
56: Sicherungsbolzen
60: Motor
61: Antriebswelle
62: (Verschiebbares) Zahnrad
63, 63a: Zahnrad
64: Außenverzahnung
66: Innenverzahnung
68: Einschraubzylinder
69: Einbauzylinder
70: Exzenter
72: Schubkurbelgetriebe
73: Achse des Schubkurbelgetriebe
74, 77: Einrastelement
76: Verschiebeelement
78: Einraststift
79: Stift
80: Schiene
81: Klemmung, Sicherungsstift
82: Spindel
84: Kupplung
85: Zahnrad
86: Zahnstange
88: Getriebe
90: Sicherungsstift
92: Klemmung oder Sicherungsstift
94: Traverse mit Spindellager
96: Führungsmittel
98: Kurvenscheibe
99: Flüssigkeit
100: Zusatzschwungrad
102: Hubverstellelement
104, 106: Trägheitsverstellelement
108: Spirale
110: Schaltbolzen mit Arretierung
112: Lager
114: stehendes Teil; Motor nicht eingezeichnet
116: Arretierelement
D: Drehachse
F: Kraft
G1: Grenze
G2: Grenze
G0: Boden des Zylinders/Druckkammer
H: Hub
L: Pleuellänge
L1 - L4: Kraftverlauf
P1-P6: Pfeil
V1-V2: Linie, Symmetrieebene

Claims

Vorrichtung (1) zum Umformen von Kunststoffvorformlingen und/oder Kunststoffbehältnissen (10) zu ausgeformten Kunststoffbehältnissen (20) mittels eines fluiden Mediums mit mindestens einer Umformungsstation (2), wobei diese Umformungsstation (8) eine Formeinrichtung (14) aufweist, welche einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dem die Kunststoffvorformlinge (10) zu den Kunststoffbehältnissen (20) mittels dem fluiden Medium umformbar sind, wobei das fluide Medium durch wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung (40) bereitgestellt wird, wobei die Druckerzeugungseinrichtung (40) wenigstens einen wenigstens zeitweise in Strömungsverbindung mit einem umzuformenden Kunststoffvorformling (10) bringbaren Druckraum (46) aufweist sowie eine Antriebseinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Ausdehnung des mit fluidem Medium beaufschlagbaren Druckraums (46a) entlang einer Arbeitsrichtung zwischen einer vorgegebenen ersten Begrenzung (G1) und einer vorgegebenen zweiten Begrenzung (G2) zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Verstelleinrichtung (50) aufweist, die dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens eine der beiden Begrenzungen (G1, G2) zu verändern und insbesondere entlang der Arbeitsrichtung zu verschieben.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungseinrichtung (40) einen Zylinder (44) mit einer Druckkammer (46) und einen sich darin bewegbaren Kolben (45) aufweist, wobei der Druckraum (46a) insbesondere durch den durch die Kolbenbewegung definierten Raum innerhalb der Druckkammer (46) gegeben ist.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (50) eine Hubraumverstelleinrichtung (52) aufweist, die dazu geeignet und bestimmt ist, den Druckraum (46a) und/oder den Hubraum des Zylinders (44) zu vergrößern und/oder zu verkleinern.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung ein Koppelgetriebe und insbesondere eine Schubkurbel aufweist, wobei die Hubraumverstelleinrichtung (52) dazu geeignet und bestimmt ist, die Länge wenigstens einer Koppelstange des Koppelgetriebes und insbesondere wenigstens einer Schubstange (48, 49) der Schubkurbel zu verändern.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubraumverstelleinrichtung (52) dazu geeignet und bestimmt ist, die Änderung wenigstens einer Begrenzung (G1, G2) über eine Verstellung eines Exzenters (70) vorzunehmen.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (50) eine Totraumverstelleinrichtung (54) aufweist, die dazu geeignet und bestimmt ist, den Druckraum (46a) relativ zum Zylinder (44) und/oder relativ zu der Druckkammer (46) zu verschieben.
Vorrichtung (1) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Totraumverstelleinrichtung (54) dazu geeignet und bestimmt ist, die Lage des Zylinders (44) insbesondere relativ zur Antriebseinrichtung zu verändern und/oder zu verstellen.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Totraumverstelleinrichtung (54) dazu geeignet und bestimmt ist, die Länge der Kolbenstange des Zylinders (44) zu verändern und/oder zu verstellen.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Totraumverstelleinrichtung (54) dazu geeignet und bestimmt ist, den Zylinderboden zu verschieben und/oder durch Einbringen insbesondere fluiden Mediums in die Druckkammer (46) des Zylinders (44) den Druckraum (46a) zu verkleinern.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (50) dazu geeignet und bestimmt ist, die Verstellung eines Hubraums des Zylinders (44) und die Verstellung eines Totraums unabhängig voneinander vorzunehmen.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (50) die Änderung wenigstens eine der beiden Begrenzungen (G1, G2) und insbesondere beide Begrenzungen (G1, G2) durch Verwendung der Antriebseinrichtung vornimmt.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (50) wenigstens eine Fixiereinrichtung aufweist, die dazu geeignet und bestimmt ist, die durch die Verstelleinrichtung (50) vorgenommene Änderung zu fixieren, insbesondere während des Arbeitsbetriebs der Vorrichtung (1).
Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen (10) zu Kunststoffbehältnissen (20) mittels eines fluiden Mediums mit mindestens einer Umformungsstation/Blasstation (2), wobei diese Umformungsstation (8) eine Formeinrichtung (14) aufweist, welche einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dem die Kunststoffvorformlinge (10) zu den Kunststoffbehältnissen (20) mittels dem fluiden Medium umformbar sind, wobei das fluide Medium durch wenigstens eine Druckerzeugungseinrichtung (40) bereitgestellt wird, wobei die Druckerzeugungseinrichtung (40) wenigstens eine wenigstens zeitweise in Strömungsverbindung mit einem umzuformenden Kunststoffvorformling (10) bringbaren Druckraum (46) aufweist sowie eine Antriebseinrichtung (XX), welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Ausdehnung des mit fluidem Medium beaufschlagbaren Druckraums (46a) entlang einer Arbeitsrichtung zwischen einer vorgegebenen ersten Begrenzung (G1) und einer vorgegebenen zweiten Begrenzung (G2) zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung (50) insbesondere bei einer Sortenumstellung wenigstens eine der beiden Begrenzungen (G1, G2) verändert und insbesondere entlang der Arbeitsrichtung verschiebt.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (50) den Druckraum (46a), insbesondere den Hubraum eines Zylinders (44), verkleinert und/oder die Lage des Druckraums (46) relativ zu der Druckerzeugungseinrichtung (40), insbesondere relativ zu einem Zylinder (44), ändert.