DE102021128341B4 - Method for forming a preform inserted into a mold of a forming and filling station into a container and filling the container being formed with liquid filling material - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Formen eines in eine Form einer Form- und Füllstation eingesetzten Vorformlings (10) zu einem Behälter und Befüllen des sich bildenden Behälters mit flüssigem Füllgut (11), wobei der Vorformling (10) mit seiner Öffnung (15) in abgedichtetem Eingriff mit der Öffnung einer Form- und Fülldüse (14) der Form- und Füllstation gehalten ist und in einem ersten Schritt der Vorformling (10) mit Füllgut befüllt wird, wobei danach in einem zweiten Schritt eine in der Form- und Füllstation vorgesehene Reckstange (16) aus einer Warteposition oberhalb des Vorformlings (10) in den Vorformling (10) hineingefahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Befüllen des Vorformlings (10) dieser und eventuell damit in Flüssigkeitsverbindung stehende Bereiche des Füllorgans (14) nach außen so geschlossen werden, dass kein Füllgut (11) entweichen kann und das Einfahren der Reckstange (16) zu einer Druckerhöhung im Vorformlingsinneren führt, wobei im zweiten Schritt die Reckstange (16) in den Vorformling (10) hineingefahren wird, Füllgut verdrängt und dadurch der Innendruck im Vorformling ansteigt, und dass in einem dritten Schritt bei Erreichen einer definierten Position der Reckstange (16) innerhalb des Vorformlings (10) Füllgut (11) unter Druck um die Reckstange (16) herum und/oder durch die Reckstange (16) hindurch in den Vorformling (10) eingeleitet wird.Method for shaping a preform (10) inserted into a mold of a forming and filling station into a container and filling the container that is formed with liquid filling material (11), the preform (10) having its opening (15) in sealed engagement with the Opening of a forming and filling nozzle (14) of the forming and filling station is held and in a first step the preform (10) is filled with filling material, after which in a second step a stretching rod (16) provided in the forming and filling station is removed a waiting position above the preform (10) is moved into the preform (10), characterized in that after the preform (10) has been filled, this and any areas of the filling element (14) that are in fluid communication with it are closed to the outside in such a way that no Filling material (11) can escape and the retraction of the stretching rod (16) leads to an increase in pressure inside the preform, wherein in the second step the stretching rod (16) is moved into the preform (10), displacing filling material and thereby increasing the internal pressure in the preform, and that in a third step, when the stretching rod (16) reaches a defined position within the preform (10), filling material (11) is placed under pressure around the stretching rod (16) and/or through the stretching rod (16) into the preform (10) is initiated.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Form- und Füllverfahren gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.The invention relates to a forming and filling process according to the preamble of claim 1.
Gattungsgemäße Verfahren werden üblicherweise in sogenannten Form- und Füllmaschinen durchgeführt. Form- und Füllmaschinen sollen herkömmliche Maschinen ersetzen, in denen zunächst ein Vorformling in einen Behälter umgeformt und anschließend der Behälter befüllt wird, also eine separate Blas- und eine separate Füllstation vorgesehen sind. In solchen herkömmlichen Maschinen werden thermisch konditionierte, in äußere Formen aufgenommene Vorformlinge in zwei zeitlich und räumlich getrennten Schritten zunächst in der Blasstation durch Einleiten von Gas unter Hochdruck zu den fertigen Behältern ausgeformt, und diese dann in einem nächsten Schritt in der Füllstation befüllt.
Form- und Füllverfahren sind grundsätzlich z.B. aus der
Forming and filling processes are basically from the
Die Vorformlinge bestehen aus thermoplastischen Kunststoff, insbesondere z.B. aus PET, und werden in vorgeschalteten Heizeinrichtungen, z.B. sogenannten Heizgassen oder Heizstrecken, so thermisch konditioniert, dass eine nachfolgende Umformung zu einem Behälter möglich ist. Beispiele für geeignete Heizeinrichtungen sind z.B. in der
Zur Unterstützung der Ausformung sind in den Form- und Füllstationen und auch in herkömmlichen Blasstationen üblicherweise in Längsrichtung verstellbare Reckstangen vorgesehen, die während des Umformprozesses in den Vorformling eingefahren werden. Die Funktion dieser Reckstangen besteht üblicherweise darin, unter Kontakt mit dem Vorformling diesen in Axialrichtung zu recken bis zum Erreichen des Bodens der geschlossenen äußeren Form. Zusätzlich haben die Reckstangen eine zentrierende Funktion für den Vorformling, damit der Vorformling bzw. die daraus während des Umformprozesses entstehende Behälterblase möglichst symmetrisch um die Reckstange herum und somit um die Längsrichtung des Vorformlings herum entsteht.To support the shaping, stretch rods that are usually adjustable in the longitudinal direction are provided in the forming and filling stations and also in conventional blowing stations, which are inserted into the preform during the forming process. The function of these stretching rods is usually to stretch the preform in the axial direction while in contact with it until it reaches the bottom of the closed outer mold. In addition, the stretching rods have a centering function for the preform, so that the preform or the container bubble resulting from it during the forming process is created as symmetrically as possible around the stretching rod and thus around the longitudinal direction of the preform.
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein optimiertes Verfahren zum Umformen eines Vorformlings in einen Behälter bei gleichzeitiger Befüllung aufzuzeigen. Weiterhin werden eine entsprechende Vorrichtung zur Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren offenbart bzw. technische Lehren zum Betreiben von Form- und Füllmaschinen offenbart.The object of the invention is to demonstrate an optimized method for forming a preform into a container while filling it at the same time. Furthermore, a corresponding device for carrying out methods according to the invention is disclosed and technical teachings for operating forming and filling machines are disclosed.
Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.The object of the invention is achieved by a method with the features of claim 1. Further design features of the method according to the invention are the subject of subclaims 2 to 5.
Wie auch im Stand der Technik bekannt, z.B. bei herkömmlichen Blasverfahren, aber auch bei Form- und Füllverfahren, ist der Vorformling mit seiner Öffnung in abgedichtetem Eingriff mit der Öffnung eines Füllorgans, nachfolgend auch Form-und Fülldüse genannt, der Form- und Füllstation gehalten und wird in einem ersten Schritt mit Füllgut befüllt. Da diese Befüllung im ersten Schritt noch keine Expansion des Vorformlings bewirken muss, kann diese Befüllung bei niedrigem Fülldruck erfolgen, z.B. bei einem Druck unterhalb eines Umformdruckes, je nach Vorformling kann dies 10 bar oder niedriger sein. Die Zuführung des Füllgutes in diesen ersten Schritt kann aber auch unter einem höheren Druck erfolgen, nämlich mit einem Umformdruck, um bereits eine Expansion des Vorformlings einzuleiten. Ein typischer Umformdruck kann in solchen Fällen auch oberhalb von 10 bar liegen und z.B. zwischen 15 bar und 40 bar liegen. In einem zweiten Schritt wird dann eine in der Form- und Füllstation vorgesehene Reckstange aus einer Warteposition oberhalb des Vorformlings in den Vorformling eingefahren.As is also known in the prior art, for example in conventional blow molding processes, but also in molding and filling processes, the preform is with An opening is held in sealed engagement with the opening of a filling element, hereinafter also referred to as a forming and filling nozzle, of the forming and filling station and is filled with filling material in a first step. Since this filling does not have to cause expansion of the preform in the first step, this filling can take place at a low filling pressure, for example at a pressure below a forming pressure, depending on the preform this can be 10 bar or lower. The filling material can also be fed into this first step under a higher pressure, namely with a forming pressure, in order to initiate an expansion of the preform. In such cases, a typical forming pressure can also be above 10 bar and, for example, between 15 bar and 40 bar. In a second step, a stretch rod provided in the forming and filling station is then moved into the preform from a waiting position above the preform.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nach dem Befüllen des Vorformlings dieser und eventuell damit in Flüssigkeitsverbindung stehende Bereiche des Füllorgans nach außen so geschlossen werden, dass kein Füllgut entweichen kann. Bevorzugt ist, dass dieser nach außen geschlossene Bereich vollständig mit Füllgut gefüllt ist. Bevorzugt ist also, dass das Schließen gegen außen erst erfolgt, nachdem ausreichend Füllgut zur Verdrängung von Luft oder anderen Gasen zugeführt wurde.According to the invention, it is provided that after the preform has been filled, this and any areas of the filling element that are in fluid communication with it are closed to the outside in such a way that no filling material can escape. It is preferred that this area, which is closed to the outside, be completely filled with filling material. It is therefore preferred that the closing to the outside only takes place after sufficient filling material has been supplied to displace air or other gases.
Nach dieser Befüllung im ersten Schritt wird in einem zweiten Schritt eine in der Form- und Füllstation vorgesehene Reckstange aus einer Warteposition außerhalb des Vorformlings, in der Regel oberhalb des Vorformlings, in den Vorformling eingefahren. Durch das Einfahren der Reckstange wird das Füllgut in dem thermisch konditionierten und dadurch verformbaren Vorformling in alle Richtungen verdrängt, nämlich eine dem Volumen der eintauchenden Reckstange entsprechende Füllgutmenge. Da dieser Bereich nach außen geschlossen wurde, kann keine Flüssigkeit entweichen. Das Einfahren der Reckstange führt also zu einer Druckerhöhung, analog zum Einfahren eines Zylinderkolbens in einen mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder. Der Vorformling ist dabei die Komponente des nach außen geschlossenen Systems, die dem ansteigenden Innendruck am wenigsten Widerstand entgegensetzen kann. In Folge wird der Vorformling daher bidirektional in Umfangsrichtung und in Längsrichtung aufgeweitet bzw. gestreckt, sobald der Innendruck eine ausreichende Höhe erreicht hat, nämlich einen Umformdruck.After this filling in the first step, in a second step a stretching rod provided in the forming and filling station is moved into the preform from a waiting position outside the preform, usually above the preform. By retracting the stretching rod, the filling material in the thermally conditioned and therefore deformable preform is displaced in all directions, namely an amount of filling material corresponding to the volume of the immersing stretching rod. Since this area is closed to the outside, no liquid can escape. Retracting the stretch rod leads to an increase in pressure, analogous to retracting a cylinder piston into a cylinder filled with liquid. The preform is the component of the system that is closed to the outside and can offer the least resistance to the increasing internal pressure. As a result, the preform is expanded or stretched bidirectionally in the circumferential direction and in the longitudinal direction as soon as the internal pressure has reached a sufficient level, namely a forming pressure.
Erfindungsgemäß wird damit ein Teil der ansonsten zu Beginn des Form- und Füllprozesses erforderlichen Pumpenleistung, die den Flüssigkeitsdruck für die Umformung bereitstellt, durch das Einfahren der Reckstange übernommen.According to the invention, part of the pump power otherwise required at the beginning of the forming and filling process, which provides the liquid pressure for the forming, is taken over by retracting the stretching rod.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin vorgesehen, dass in einem dritten Schritt bei Erreichen einer definierten Position der Reckstange innerhalb des Vorformlings Füllgut unter einem Umformdruck um die Reckstange herum und/oder durch die Reckstange hindurch in den Vorformling eingeleitet wird. Die definierte Position der Reckstange, bei der Schritt 3 starten soll, kann z.B. die Anlage der Reckstange an der Vorformlingskuppe sein. Die definierte Position der Reckstange kann aber z.B. auch eine Position sein, bei der die Reckstange noch in einem Abstand zur Reckstangenkuppe steht, z.B. in einem Abstand kleiner 1 cm, bevorzugt kleiner 0,5 cm, weiter bevorzugt wenige Millimeter. In diesem dritten Schritt wird damit erfindungsgemäß noch während oder nach dem Einfahren der Reckstange der Füllgutstrom zugeschaltet und die Ausformung des Vorformlings durch Einleiten von Füllgut bei Volumenströmen bis zu 20 Liter/s und Drücken bis zu 40 bar gestartet oder fortgesetzt, falls bereits im ersten Schritt eine Aufweitung des Vorformlings eingeleitet wurde.In the method according to the invention it is further provided that in a third step, when the stretching rod reaches a defined position within the preform, filling material is introduced into the preform under a forming pressure around the stretching rod and/or through the stretching rod. The defined position of the stretching rod at which step 3 should start can, for example, be the position of the stretching rod on the preform tip. The defined position of the stretching rod can, for example, also be a position in which the stretching rod is still at a distance from the top of the stretching rod, for example at a distance of less than 1 cm, preferably less than 0.5 cm, more preferably a few millimeters. In this third step, according to the invention, the flow of filling material is switched on during or after the stretching rod is retracted and the shaping of the preform is started or continued by introducing filling material at volume flows of up to 20 liters/s and pressures of up to 40 bar, if already in the first step an expansion of the preform was initiated.
Der Begriff „Schritte“ ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren weit auszulegen. Zeitliche Überlappungen, insbesondere z.B. zwischen dem ersten und dem zweiten Schritt und/oder zwischen dem zweiten und dritten Schritt, sind durchaus möglich und können vorteilhaft sein. So ist z.B. denkbar, dass das Hineinfahren der Reckstange in den Vorformling beginnt, bevor das Befüllen des Vorformlings im ersten Schritt mit einem Füllgut vollständig abgeschlossen ist und das Schließen gegen die Außenumgebung erfolgt ist. Es ist auch denkbar, dass der dritte Schritt, nämlich das Zuführen von Füllgut unter einem Umformdruck, nicht bei stillstehender Reckstange erfolgt, sondern bei einer sich bewegenden Reckstange. Wichtig ist lediglich, dass die jeweils angestrebten Wirkungen erreicht werden, d.h. das Einfahren der Reckstange, genauer gesagt das Eintauchen der Reckstange in das im Vorformling befindliche Füllgut, sollte bevorzugt beginnen, wenn sichergestellt ist, dass kein Füllgut aus dem Vorformling entweichen kann und der Vorformling und damit kommunizierende Bereiche des Füllorgans vorzugsweise entlüftet sind. Denn erst dann führt das zunehmende Eintauchen der Reckstange zum gewünschten Druckaufbau. Das Eintauchen der Reckstange zu beginnen, bevor das Schließen des Bereiches gegen außen erfolgt ist, schmälert diesen Effekt, wobei im Sinne einer Verkürzung der Gesamtprozesszeit ein geringer zeitlicher Überlapp vorteilhaft sein kann. Das Zuschalten des Füllgutstroms im dritten Schritt sollte vorzugsweise spätestens dann erfolgen, wenn durch die Reckstange keine weitere Verdrängung von Füllgut in dem Vorformling mehr erfolgt. Auch hier kann die Zuschaltung aber auch bereits erfolgen, wenn die Verdrängung von Füllgut durch die Reckstange noch nicht vollständig beendet ist. Auch dies kann mit Blick auf eine Verkürzung der Prozesszeit vorteilhaft sein, denn in diesem dritten Schritt kann die Aufweitung des Vorformlings in aller Regel mit größerer Geschwindigkeit erfolgen, als im zweiten Schritt.The term “steps” is to be interpreted broadly in the method according to the invention. Time overlaps, in particular, for example, between the first and second steps and/or between the second and third steps, are entirely possible and can be advantageous. For example, it is conceivable that the movement of the stretch rod into the preform begins before the filling of the preform in the first step with a filling material has been completely completed and the closing against the external environment has taken place. It is also conceivable that the third step, namely the supply of filling material under a forming pressure, does not take place with the stretching rod stationary, but with a moving stretching rod. The only important thing is that the desired effects are achieved, ie the retraction of the stretching rod, more precisely the immersion of the stretching rod into the filling material in the preform, should preferably begin when it is ensured that no filling material can escape from the preform and the preform and areas of the filling element communicating with it are preferably vented. Only then does the increasing immersion of the horizontal bar lead to the desired pressure build-up. Starting to immerse the stretch rod before the area has been closed to the outside reduces this effect, although a small time overlap can be advantageous in order to shorten the overall process time. The filling material flow should preferably be switched on in the third step at the latest when the stretching rod no longer causes any further displacement of filling material in the preform. Here, too, the connection can also take place if the displacement of filling material by the stretching rod has not yet been completely completed. This can also be done with a view A shortening of the process time can be advantageous, because in this third step the expansion of the preform can generally take place at a greater speed than in the second step.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Vorformling und eventuell damit in Flüssigkeitsverbindung stehende Bereiche des Füllorgans im ersten Schritt nach oder während des Befüllens und vor dem Einfahren der Reckstange entlüftet werden, bevorzugt bis zur vollständigen Verdrängung aller Gasvolumina, so dass der Vorformling und damit kommunizierende Bereiche des Füllorgans vollständig mit Füllgut befüllt sind. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass keine komprimierbaren Gasanteile mehr z.B. in dem Vorformling enthalten sind, was für den Aufbau eines Druckes im Vorformling nachteilig wäre.It is preferably provided that the preform and any areas of the filling element that are in fluid communication with it are vented in the first step after or during filling and before retracting the stretching rod, preferably until all gas volumes have been completely displaced, so that the preform and areas of the Filling element is completely filled with filling material. In this way it is ensured that no more compressible gas components are contained in the preform, for example, which would be disadvantageous for the build-up of pressure in the preform.
Befüllung und Entlüftung erfolgen in der Regel z.B. über separate, in der Form-und Füllstation vorgesehene Ventile, die nach Befüllen und Entlüften wieder verschlossen werden, sodass kein Füllgut den Vorformling mehr verlassen kann.Filling and venting are usually carried out, for example, via separate valves provided in the forming and filling station, which are closed again after filling and venting so that no filling material can leave the preform.
Die
Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie das erfindungsgemäße Verfahren bis zur fertigen Umformung und Befüllung des Behälters ausgestaltet werden kann.There are a number of ways in which the method according to the invention can be designed up to the finished forming and filling of the container.
In einer Ausgestaltung kann z.B. vorgesehen sein, dass die Reckstange soweit in den Vorformling eingefahren wird, dass sie in Kontakt mit der Kuppe des Vorformlings gelangt und diesen dann bei weiterem Einfahren der Reckstange bis zum Erreichen des Bodens der äußeren Form reckt. Dieser Reckvorgang kann vor oder nach dem Zuschalten des Füllgutstromes beginnen.In one embodiment, for example, it can be provided that the stretching rod is retracted into the preform to such an extent that it comes into contact with the tip of the preform and then stretches it as the stretching rod is retracted further until it reaches the bottom of the outer mold. This stretching process can begin before or after the filling material flow is switched on.
In der Regel wird das Füllgut bei dieser Ausgestaltung z.B. um die Reckstange herum in den Vorformling eingefüllt. In diesem Fall könnte die Reckstange massiv ausgebildet sein, d. h. es sind keine Kanäle innerhalb der Reckstange vorzusehen. Denkbar ist aber auch wie in den folgenden Ausgestaltungen näher erläutert, dass die Reckstange hohl ausgebildet ist und durch sie hindurch Füllgut in den Vorformling eingebracht wird. Hohl bedeutet in diesem Fall, dass wenigstens ein Kanal innerhalb der Reckstange ausgebildet ist.As a rule, in this configuration, the filling material is filled into the preform around the stretching rod, for example. In this case, the horizontal bar could be solid, i.e. H. There are no channels to be provided within the horizontal bar. However, as explained in more detail in the following embodiments, it is also conceivable that the stretch rod is hollow and filling material is introduced into the preform through it. In this case, hollow means that at least one channel is formed within the stretching rod.
Eine in diesem Zusammenhang vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Reckstange bis unmittelbar vor die Kuppe des Vorformlings eingefahren wird und dann ein durch die Reckstange verlaufender Füllgutstrom, eventuell zusätzlich zu einem um die Reckstange herum verlaufenden Füllgutstrom, zugeschaltet wird. Durch Austrittsöffnungen am vorformlingsseitigen Ende der Reckstange lassen sich definiert gerichtete Füllgutstrahlen erzeugt, die den Vorformling um die Reckstange und damit auch in der Form zentrieren, ohne dass dabei ein Kontakt zwischen der Reckstange und dem Vorformling zwingend notwendig wäre. Die erforderliche Richtung und Stärke der Füllgutstrahlen lassen sich empirisch ermitteln. Denkbar ist z.B., dass im Spitzenbereich der Reckstange seitliche Öffnungen vorgesehen sind, aus denen seitliche Füllgutstrahlen in Richtung auf den Vorformling austreten. Die Öffnungen und die Füllgutstrahlen sollten dabei symmetrisch um die Reckstangenlängsachse angeordnet sein, um den gewünschten Zentrierungseffekt zu erreichen. Der Spitzenbereich ist dabei definiert als der abgerundete Reckstangenbereich zuzüglich einer Längserstreckung von max. 1 oder 2 cm.An advantageous embodiment in this context provides that the stretching rod is retracted until directly in front of the tip of the preform and then a stream of filling material running through the stretching rod, possibly in addition to a stream of filling material running around the stretching rod, is switched on. Through outlet openings at the end of the stretching rod on the preform side, defined, directed jets of filling material can be generated, which center the preform around the stretching rod and thus also in the mold, without contact between the stretching rod and the preform being absolutely necessary. The required direction and strength of the product jets can be determined empirically. It is conceivable, for example, that lateral openings are provided in the tip area of the stretching rod, from which lateral jets of filling material emerge in the direction of the preform. The openings and the filling material jets should be arranged symmetrically around the longitudinal axis of the stretch rod in order to achieve the desired centering effect. The tip area is defined as the rounded horizontal bar area plus a longitudinal extension of max. 1 or 2 cm.
In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass wiederum kurz vor Kontakt der Reckstange mit der Kuppe des Vorformlings ein auf die Kuppe gerichteter Füllgutstrom erzeugt wird, der Füllgutstrom also in axialer Richtung der Reckstange gerichtet ist. Durch diesen Strahl entsteht ein Fluidpolster zwischen Reckstange und Vorformlingskuppe, das bis zum Ende des Reckweges erhalten bleiben kann. Mit anderen Worten erfolgt bei dieser Ausgestaltung ein Recken des Vorformlings ohne Kontakt der Reckstange mit der Vorformlingskuppe. Der Reckvorgang wird während des Einfahrens der Reckstange primär durch den gerichteten Strahl erreicht. Strahlstärke und Abstand der Reckstange von der Kuppe lassen sich empirisch ermitteln und hängen von z.B. von dem eingesetzten Kunststoff, Wandstärken und der Kunststofftemperatur ab.In a further embodiment, it can be provided that shortly before the stretching rod comes into contact with the tip of the preform, a stream of filling material directed towards the tip is generated, i.e. the stream of filling material is directed in the axial direction of the stretching rod. This jet creates a fluid cushion between the stretching rod and the preform tip, which can remain until the end of the stretching path. In other words, in this embodiment the preform is stretched without contact of the stretching rod with the preform tip. The stretching process is primarily achieved by the directed jet while the stretching rod is being retracted. The beam strength and distance of the horizontal bar from the tip can be determined empirically and depend, for example, on the plastic used, wall thickness and the plastic temperature.
Diese zuletzt geschilderte Ausgestaltung kann selbstverständlich ebenfalls mit seitlich gerichteten Füllgutstrahlen arbeiten, die den Vorformling gleichzeitig zentrieren bzw. eine Zentrierung unterstützen, sodass beide Funktionen einer Reckstange durch Füllgutstrahlen realisiert sind.This last described embodiment can of course also work with laterally directed filling material jets, which simultaneously center the preform or support centering, so that both functions of a stretch rod are realized by filling material jets.
Wesentlicher Vorteil mindestens der letztgenannten Ausgestaltung ist, dass ein Recken des Vorformlings ohne direkten Kontakt zwischen Kuppe und Reckstange stattfinden kann.The main advantage of at least the last-mentioned embodiment is that the preform can be stretched without direct contact between the tip and the stretching rod.
Offenbart wird außerdem eine Vorrichtung, die so angesteuert und ausgelegt ist, dass mit ihr erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden können. Offenbart wird weiter die Verwendung einer Vorrichtung zum Formen eines in eine Form einer Form- und Füllstation eingesetzten Vorformlings zu einem Behälter und Befüllen des sich formenden Behälters mit flüssigem Füllgut für die Ausführung eines der erfindungsgemäßen Verfahren.Also disclosed is a device which is controlled and designed in such a way that methods according to the invention can be carried out with it. Also disclosed is the use of a device for forming a preform inserted into a mold of a forming and filling station into a container and filling the forming container with liquid filling material for carrying out one of the methods according to the invention.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Abbildungen weiter beschrieben werden. Dabei zeigt:
-
1 den ersten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens, -
2 den zweiten Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens und -
3 weitere Schritte und Ausgestaltungen des Verfahrens.
-
1 the first step of a method according to the invention, -
2 the second step of a method according to the invention and -
3 further steps and configurations of the procedure.
Die
In
Der Vorformling 10 ist weiterhin in einer nicht dargestellten äußeren Form der Form- und Füllstation aufgenommen, die durch ihre Innenkontur die gewünschte endgültige Behälterform vorgibt. Oberhalb des Mündungsrandes 15 des Vorformlings 10 erkennt man das untere Ende einer Reckstange 16 in der Form- und Fülldüse 14. Die gezeigte Reckstangenposition kann z.B. deren anspruchsgemäße Warteposition sein.The preform 10 is further accommodated in an outer shape, not shown, of the forming and filling station, which specifies the desired final container shape through its inner contour. Above the mouth edge 15 of the preform 10 you can see the lower end of a stretching rod 16 in the forming and filling nozzle 14. The stretching rod position shown can be, for example, its required waiting position.
In dem in
Nachdem die Befüllung und bevorzugt auch die Entlüftung abgeschlossen ist, wird die Reckstange 16 in den Vorformling 10 eingefahren. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Vorformling vollständig gefüllt und vorzugsweise vollständig entlüftet sowie gegen außen geschlossen, sodass kein Füllgut aus dem Vorformling 10 heraus verdrängt werden kann, wie durch das Symbol 17 angedeutet. In der in
Das Einfahren der Reckstange 16 in den gefüllten Vorformling 10 führt zu einer Verdrängung des im Vorformling enthaltenen Füllgutes 11. Da dieser Bereich nach außen geschlossen ist, führt diese Verdrängung zu einer ungerichteten Druckerhöhung, die ihrerseits gemäß der zeichnerischen Darstellung in
Wenn die Reckstange 16 eine definierte Position in dem Vorformling 10 erreicht hat, wird der Füllgutstrom zugeschaltet wie in
Im gezeigten Fall wird der Füllgutstrom sowohl um die Reckstange 16 herum als auch durch die Reckstange 16 hindurch in den Vorformling 10 geleitet. Dies hat den Vorteil, dass ein großer Zustromquerschnitt zur Verfügung steht und somit in kurzer Zeit eine große Füllgutmenge zugeführt werden kann. Das Füllgut 11 tritt dabei unter anderem durch Austrittsöffnungen 22, 21 und 23 aus der Reckstange 16 aus. Das durch die seitlichen Austrittsöffnungen 22 und 21 in jeweils einem gerichteten Strahl abgegebene Füllgut 11 sorgt dafür, dass der Vorformling 10 um die Reckstange und dadurch auch in der Form zentriert ist und bleibt. Der durch die Austrittsöffnung 23 senkrecht auf die Kuppe des Vorformlings 10 gerichtete Strahl bewirkt einerseits auch eine Zentrierung des Vorformlings 10, erzeugt aber zusätzlich ein Füllgutpolster und eine Reckkraft im unteren Bereich des Vorformlings, der bei weiterem Einfahren der Reckstange 16 durch den durch die Öffnung 23 abgegebenen Strahl entsprechend verschoben wird und eine Reckung des Vorformlings bewirkt, ohne dass sich die Reckstange an die Kuppe des Vorformlings 10 anlegen muss.In the case shown, the flow of filling material is guided both around the stretching rod 16 and through the stretching rod 16 into the preform 10. This has the advantage that a large inflow cross section is available and a large amount of filling material can therefore be supplied in a short time. The filling material 11 emerges from the stretch rod 16, among other things, through outlet openings 22, 21 and 23. The filling material 11, each delivered in a directed jet through the side outlet openings 22 and 21, ensures that the preform 10 is and remains centered around the stretching rod and therefore also in the mold. The jet directed through the outlet opening 23 perpendicularly onto the tip of the preform 10 also causes a centering of the preform 10, but also generates a filling material cushion and a stretching force in the lower region of the preform, which, when the stretching rod 16 is retracted further, through the opening 23 emitted beam is shifted accordingly and causes the preform to be stretched without the stretching rod having to rest on the tip of the preform 10.
Abwandlungen der gezeigten Reckstange können z.B. vorsehen, dass ausschließlich die Austrittsöffnung 23 vorgesehen ist, um in Achsrichtung des Vorformlings auf die Vorformlingskuppe einen Füllgutstrahl mit einer Reckwirkung zu richten. Es ist auch möglich, dass ausschließlich die seitlichen Austrittsöffnungen 22 und 21 vorgesehen sind, um dadurch eine Zentrierung des Vorformlings 10 zu bewirken, während z.B. die Streckung des Vorformlings in axialer Richtung durch die Reckstange 16 selber erfolgt, indem diese sich an die Vorformlingskuppe anlegt und den Vorformling 10 in Richtung auf den Boden der äußeren Form in die Länge reckt.Modifications of the stretching rod shown can, for example, provide that only the outlet opening 23 is provided in order to direct a jet of filling material with a stretching effect onto the preform tip in the axial direction of the preform. It is also possible that only the side outlet openings 22 and 21 are provided in order to thereby bring about centering of the preform 10, while, for example, the stretching of the preform in the axial direction is carried out by the stretching rod 16 itself, in that it rests on the preform tip and stretches the preform 10 in the direction of the bottom of the outer mold.
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