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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen. Daneben bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Transportieren und/oder Behandeln von Behältnissen, insbesondere von Kunststoffbehältnissen oder Kunststoffflaschen ggfs. aber auch von anderen Behältnissen.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Umformungseinrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen und ein entsprechendes Verfahren beschrieben, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch bei anderen Vorrichtungen und Verfahren zum Behandeln von Behältnissen verwendet werden kann, insbesondere bei Vorrichtungen zum Transportieren von Behältnissen, Vorrichtungen zum Befüllen von Behältnissen, Vorrichtungen zum Sterilisieren von Behältnissen, Vorrichtungen zum Verschließen von Behältnissen und dergleichen.
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Insbesondere findet die vorliegende Erfindung Anwendung bei Vorrichtungen, bei denen die Behältnisse mittels eines drehbaren Transportträgers transportiert werden und Bewegungen durch (stationäre) Führungskurven hervorgerufen werden, denen gegenüber Führungsrollen abrollen. Zahlreiche dieser Bewegungen finden etwa bei den hier genauer beschriebenen Blasformmaschinen statt.
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Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Üblicherweise werden hierbei erwärmte Kunststoffvorformlinge in Umformungsstationen wie beispielsweise Streckblasformstationen zu Kunststoffflaschen umgeformt. Derartige Maschinen sind dabei oftmals als Rundläufer ausgebildet, welche einen drehbaren Träger aufweisen, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen angeordnet ist.
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Der Blasformvorgang ist mit einer Vielzahl von begleitenden Bewegungen verbunden, wie dem Öffnen der Blasformen, dem Schließen der Blasformen, dem Zustellen einer Blasdüse, einer Verriegelung und dergleichen. Im Stand der Technik werden zur Durchführung dieser Bewegungen oftmals Führungskurven und an diesen Führungskurven abrollende Führungsrollen eingesetzt.
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Insbesondere auch die Bewegung einer Blasdüse, welche auf die Mündungen der Kunststoffvorformlinge aufgesetzt ist, ist vergleichsweise kritisch, da die Verbindung zwischen der Blasdüse und dem zu expandierenden Kunststoffvorformling abgedichtet sein muss, zumal der Kunststoffvorformling über die Blasdüse mit hohen Drücken bis hin zu 40 bar belastet wird.
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Aus diesem Grunde ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Führungsrolle mittels einer Drängeinrichtung in Form einer mechanischen Zugfeder gegen die Lauffläche der Führungskurve gedrängt wird. Im Stand der Technik wird daher üblicherweise eine Gegenkraft der Blasdüse erzeugt, um einen Schutz vor einem Abheben von der Hubkurve bzw. Führungskurve zu gewährleisten. Dies erfolgt, wie gesagt, über mechanische Zugfedern.
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Der Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass diese Zugfedern nicht montagefreundlich sind und üblicherweise ein separates Werkzeug zur Montage der Feder benötigt wird. Daneben kommt es trotz der verwendeten Feder in der aus dem Stand der Technik bekannten Ausführung oftmals zu einem leichten Abheben der Führungsrolle und auch der Blasdüse, bedingt durch eine zu geringe Rückstellkraft, welche von der Feder aufgebracht wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige Vorrichtungen und entsprechende Verfahren hinsichtlich ihrer Betriebssicherheit zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln und/oder Transportieren von Behältnissen weist eine Transporteinrichtung auf, welche die Behältnisse entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung einen drehbaren Transportträger aufweist und an diesem Transportträger wenigstens ein und bevorzugt eine Vielzahl von gegenüber dem Transportträger beweglichen Elementen angeordnet ist, und die Vorrichtung weiterhin eine Bewegungseinrichtung aufweist, um das bewegliche Element oder die beweglichen Elemente gegenüber dem Transportträger (d.h. relativ zu dem Transportträger) zu bewegen.
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Weiterhin weist die Bewegungseinrichtung wenigstens eine Führungskurve (welche insbesondere stationär gegenüber dem Transportträger angeordnet ist) auf und den einzelnen beweglichen Elementen ist jeweils wenigstens eine Führungsrolle zugeordnet, welche gegenüber dieser Führungskurve abrollt und wobei weiterhin ist ein Drängmechanismus vorgesehen, welcher die Führungsrollen gegen eine Lauffläche der Führungskurve drängt.
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Erfindungsgemäß weist der Drängmechanismus eine pneumatisch oder elektrisch betätigte Drängeinrichtung auf, wobei bevorzugt eine Kraft, mit der die Drängeinrichtung die Führungsrolle gegen die Lauffläche der Führungskurve drängt, einstellbar und insbesondere steuerbar und/oder regelbar ist, wobei insbesondere diese Kraft in Abhängigkeit von einer Maschinenleistung steuerbar und/oder regelbar ist.
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Es wird damit eine Behandlungseinrichtung und insbesondere eine Transporteinrichtung für Behältnisse und insbesondere Kunststoffvorformlinge oder Kunststoffflaschen beschrieben, bei der eine steuerbare und/oder regelbare pneumatische Drängeinrichtung vorgesehen ist, welche die Führungsrolle an die Führungskurve drängt.
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Besonders bevorzugt erfolgt eine Bewegung des beweglichen Elements über eine Wechselwirkung zwischen der Führungsrolle und der Führungskurve wobei, wie gesagt, die Führungskurve bevorzugt relativ und bevorzugt stationär gegenüber dem drehbaren Träger angeordnet ist.
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Besonders bevorzugt wird durch die Drängeinrichtung ein Abheben der Führungsrolle von der Führungskurve und/oder ihrer Lauffläche vermieden.
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Besonders bevorzugt sind die beweglichen Elemente gegenüber dem Transportträger in einer Bewegungsrichtung beweglich, welche eine Komponente senkrecht zu einer Drehebene des Transportträgers aufweist und welche insbesondere senkrecht zu der Drehebene des Transportträgers senkrecht steht.
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Dieses bewegliche Element kann etwa, wie unten beschrieben eine Blasdüse sein, es kann sich jedoch auch um andere bewegliche Elemente handeln wie etwa Reckstangen, Fülldüsen einer Fülleinrichtung, Halteeinrichtungen zum Halten der Behältnisse oder dergleichen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Umformungseinrichtung beschrieben. Die im Hinblick auf diese Umformungseinrichtung beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen sind jedoch auch auf andere Behandlungsvorrichtungen sowie die oben beschriebene Behandlungsvorrichtung anwendbar.
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Eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen weist eine Transporteinrichtung auf, welche die umzuformen Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert (und/oder dazu geeignet und bestimmt ist), wobei die Transporteinrichtungen einen drehbaren Transportträger (und insbesondere ein drehbares Transportrad) aufweist, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen angeordnet ist, wobei diese Umformungsstationen jeweils Blasformeinrichtungen bzw. Blasformen aufweisen, innerhalb derer die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umformbar sind.
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Weiterhin weisen die Umformungsstation jeweils Beaufschlagungseinrichtungen auf, um die Kunststoffvorformlinge mit dem fließfähigen Medium zu beaufschlagen, wobei diese Beaufschlagungseinrichtungen jeweils an die Mündungen (und/oder Mündungsbereiche) der Kunststoffvorformlinge anlegbare Beaufschlagungskörper aufweisen, und die Vorrichtung weiterhin eine Bewegungsseinrichtung aufweist, um die Beaufschlagungskörper in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge zu bewegen, wobei die Bewegungseinrichtung wenigstens eine Führungskurve aufweist und den Beaufschlagungskörpern jeweils wenigstens eine Führungsrolle zugeordnet ist, welche gegenüber dieser Führungskurve abrollt (bzw. abrollen) und wobei weiterhin ein Drängmechanismus vorgesehen ist, welche die Führungsrollen gegen eine Lauffläche der Führungskurve drängt.
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Unter dem Mündungsbereich der Kunststoffvorformlinge werden bevorzugt nicht nur die Mündungsränder der Kunststoffvorformlinge verstanden, sondern insbesondere auch andere Bereiche der Kunststoffvorformlinge wie etwa deren Tragringe.
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Erfindungsgemäß weist der Drängmechanismus eine pneumatisch betätigte Drängeinrichtung auf. Alternativ könnte auch eine hydraulisch betätigte Drängeinrichtung Anwendung finden. Bevorzugt handelt es sich bei der pneumatischen Drängeinrichtung um eine pneumatische Feder bzw. eine pneumatisch betätigte Feder.
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Diese pneumatisch betätigte Drängeinrichtung erzeugt bevorzugt die Kraft, welche die Führungsrolle oder die Führungsrollen gegen die Führungskurve und/oder die Lauffläche der Führungskurve drängt.
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Besonders bevorzugt weisen die Umformungsstation jeweils Blasformen auf, die an Blasformträgern angeordnet sind. Diese Blasformträger sind bevorzugt bezüglich einer vorgegebenen Achse schwenkbar, insbesondere zum Öffnen und Schließen der Blasform. Bevorzugt verläuft diese Achse in einer Längsrichtung der zu expandierenden Kunststoffvorformlinge. Bevorzugt sind die Blasformen wenigstens dreiteilig ausgebildet und weisen bevorzugt zwei Seitenteile sowie ein Bodenteil auf, welche gemeinsam (in einem geschlossenen Zustand der Blasform) den Hohlraum ausbilden, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen expandiert werden. Bevorzugt sind die Kunststoffvorformlinge aus PET hergestellt.
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Bevorzugt weisen die Umformungsstationen jeweils Verriegelungsmechanismen auf, welche die Blasformträger während der Expansion der Kunststoffvorformlinge miteinander verriegeln. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Umformungsstation jeweils stangenartige Körper, insbesondere sogenannte Reckstangen, auf, welche in das Innere der Kunststoffvorformlinge einführbar sind, um diese in deren Längsrichtung zu expandieren.
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Bevorzugt können auch diese Reckstangen bzw. deren Bewegungsmechanismen oder die Bewegungsmechanismen zum Bewegen der Blasformträger Führungskurven aufweisen sowie Führungsrollen, die gegenüber diesen Führungskurven abrollen. Es wäre jedoch auch denkbar, für diese Bewegungen andere Antriebe wie beispielsweise elektromotorische Antriebe oder auch pneumatische Antriebe vorzusehen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform dient der besagte Drängmechanismus zum Schutz vor einem Abheben der Führungsrolle (von deren Führungskurve). Dies bedeutet, dass die Führungsrolle bevorzugt mit einer solchen Kraft gegen die Lauffläche gedrängt wird (und/oder drängbar ist), dass ein Abheben der Führungsrolle insbesondere während der Expansion der Kunststoffvorformlinge vermieden wird.
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Besonders bevorzugt wirkt die Kraft, welche die Führungsrollen gegen ihre Laufflächen drückt zumindest auch in einer vertikalen auch Richtung nach unten und bevorzugt im Wesentlichen ausschließlich in der vertikalen Richtung nach unten. Unter im Wesentlichen ausschließlich wird dabei verstanden, dass die Richtung dieser Kraft von der vertikalen Richtung um weniger als 15°, bevorzugt weniger als 10°, bevorzugt weniger als 5° abweicht.
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Es wird daher im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, dass das System anstelle mit einer Feder pneumatisch und insbesondere mittels eines pneumatischen Zylinders gespannt wird. Dieser pneumatische Zylinder wird im Betrieb bevorzugt dauerhaft in eine Richtung gespannt, wobei besonders bevorzugt die Drängeinrichtung einen konstanten und/oder einen statischen Druck ausübt.
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Die Druckstöße, die infolge der Kurvenbahn auftreten, werden besonders bevorzugt aufgefangen und insbesondere über eine Ringleitung aufgefangen, welche besonders bevorzugt zwischen den Umformungsstation angeordnet sind. Bevorzugt weist die Vorrichtung ein Druckluftreservoir auf, welches dazu geeignet und bestimmt ist, Druckstöße zu dämpfen, welche durch eine Bewegung der Führungsrolle gegenüber der Führungskurve erzeugt werden.
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Die Zuführung der notwendigen Druckluft erfolgt bevorzugt an einer zentralisierten Stelle wie etwa einer Konsole und wird bevorzugt über eine Ringleitung an alle Umformungsstationen und allgemein an alle Behandlungselemente verteilt. Diese Ringleitung ist dabei bevorzugt von Station zu Station verlegt.
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Die Druckstöße infolge der Zwangsbewegung des Zylinders beim Überfahren der Kurve werden in der Regel durch die Verteilung der Luft in der gesamten Ringleitung aufgefangen, da niemals alle Hebel (bzw. Führungsrollen) gleichzeitig durch die Kurve angehoben werden.
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Als Sicherungsfunktion ist bevorzugt noch ein Schnellentlüftungsventil an die Ringleitung gekoppelt, welches bei einer definierten Druckerhöhung in der Ringleitung den Druck wieder senken kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drängeinrichtung wenigstens einem (Pneumatik)Zylinder auf. Dieser (Pneumatik)Zylinder kann dabei bevorzugt variabel, d. h. hinsichtlich der durch diesen ausgeübten Kraft einstellbar sein.
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Der Zylinder und/oder die Antriebseinheit ist bevorzugt in vertikaler Einbaulage verbaut. Der Zylinder ist dabei bevorzugt mit möglichst geringem Hebelarm zur Führungsrolle positioniert, um die Belastungen auf die Bauteile durch Entstehende Momente zu reduzieren.
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Der maximal mögliche Hub des Zylinders beträgt bevorzugt wenigstens 30mm, bevorzugt wenigstens 35mm und besonders bevorzugt wenigstens 40mm. Mit der aktuellen Standardkurve wird ein Hub von 25,5mm erreicht. Für Sonderflaschen könnte der Hub damit auf maximal 40mm erhöht werden.
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Der Zylinder wird bevorzugt mit ölfreier Luft betrieben (Klasse 1.4.1; keine sterilisierte Luft). Bei Einbaulage außerhalb des Isolators (Aktuelle Bauform) können Standardzylinder ohne Materialvorgabe verwendet werden. Bei Einbaulage im Isolator ist der Zylinder bevorzugt ein Edelstahlzylinder in hygienischer Ausführung. Bevorzugt weist der Zylinder Dichtungen aus NBR und/oder TPE auf.
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Bevorzugt besteht eine Kolbenstange des Zylinders aus Stahl und insbesondere hochlegiertem Stahl. Besonders bevorzugt besteht ein Zylinderrohr des Zylinders aus rostfreiem hochlegiertem Stahl.
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Besonders bevorzugt ist ein erstes Zylinderelement und insbesondere ein feststehendes Zylinderelement an einer Ventilanordnung, insbesondere einem Ventilblock der jeweiligen Umformungsstation angeordnet.
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Besonders bevorzugt ist der Zylinder mit der Ventilanordnung fest verbunden, bevorzugt fest hiermit verschraubt. Es wäre jedoch auch denkbar, dass eine Drehbewegung des Zylinders gegenüber der Ventilanordnung ermöglicht, insbesondere um Fertigungsgenauigkeiten besser auszugleichen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Zylinderkolben an einem beweglichen Element, wie insbesondere einem Blasschlitten angeordnet, wobei bevorzugt dieser Blasschlitten wiederum mit dem Blaskolben bzw. der Beaufschlagungseinrichtung verbunden ist, Besonders bevorzugt handelt es sich auch hier um eine mechanisch lösbare Verbindung.
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Bevorzugt ist an dem Ende des Kolbens eine Verbindungseinrichtung wie insbesondere ein Gelenkkopf montiert, um Fertigungs- und Bewegungsungenauigkeiten auszugleichen.
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Besonders bevorzugt ist zwischen diesem Gelenkkopf und einem Grundkörper des Blasschlittens (insbesondere eines Aluminium Blasschlittens) ein Bolzen angeordnet, insbesondere ein Bolzen aus gehärtetem Stahl.
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Besonders bevorzugt ist der Pneumatikzylinder in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge (oder allgemein der Behältnisse) ausgerichtet. Dies bedeutet, dass auch die darin ausgeübte Kraft bevorzugt parallel zur Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge wirkt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Kraft, mit der die Drängeinrichtung die Führungsrolle gegen die Lauffläche der Führungskurve drängt, einstellbar. Dabei ist diese Kraft der Drängeinrichtung besonders bevorzugt zwischen einem unteren und einem oberen Grenzwert einstellbar.
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Besonders bevorzugt liegt dieser untere Grenzwert bei mindestens 30N, bevorzugt bei mindestens 40N, bevorzugt bei mindestens 50N, bevorzugt bei mindestens 60N und bevorzugt bei mindestens 65N.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt der obere Grenzwert bei höchstens 1000N, bevorzugt bei höchstens 900N, bevorzugt bei höchstens 800N und besonders bevorzugt bei höchstens 700N.
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Bevorzugt ist die Kraft, mit der die Führungsrolle gegen die Führungskurve gedrängt wird variabel und insbesondere auch im laufenden Betrieb der Vorrichtung variabel.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Beaufschlagungskörper eine Blasdüse auf, welche an einen Mündungsabschnitt der Kunststoffvorformlinge anlegbar ist. Dabei ist es möglich, dass diese Blasdüse an einem Mündungsrand oder auch einen Tragring der Kunststoffvorformlinge anlegbar ist. Besonders bevorzugt weist die Blasdüse Dichtmittel auf, um während des Expansionsvorgangs das fließfähige Medium, insbesondere Druckluft, welche in den Kunststoffvorformling gelangt, gegenüber dem Kunststoffvorformling abzudichten. Bevorzugt ist das Dichtmittel bezüglich einer Längsrichtung des zu expandierenden Kunststoffvorformlings umlaufend ausgebildet, beispielsweise in der Art eines O-Rings.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens ein Druckreservoir zum Speichern eines fließfähigen Mediums (welches zum Betätigen der Drängeinrichtung dient) auf. Besonders bevorzugt ist dieses Druckreservoir als Ringleitung ausgeführt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform versorgt dieses Druckreservoir mehrere Umformungsstationen bzw. pneumatische Einrichtungen und insbesondere Pneumatikzylinder mehrerer Umformungsstationen. Bevorzugt weist die Vorrichtung ein Druckreservoir auf, welches zur Versorgung wenigstens zweier und bevorzugt einer Vielzahl von Drängeinrichtungen (mehrerer Umformungsstationen) dient.
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Besonders bevorzugt ist dieses Druckreservoir insbesondere als Druckleitung an einem Träger und insbesondere dem Transportträger angeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Drängeinrichtung in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge bzw. Kunststoffbehältnisse zwischen dem Beaufschlagungskörper und/oder dem beweglichen Element und der Führungsrolle angeordnet. Dabei kann jedoch diese Drängeinrichtung in dieser Richtung auch seitlich versetzt zwischen einer (geometrischen) Verbindungslinie zwischen der Führungsrolle und dem Beaufschlagungskörper angeordnet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Reinraum auf, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen expandierbar sind und/oder expandiert werden und/oder innerhalb dessen die Behältnisse behandelt und insbesondere transportiert werden.
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Für derartige Reinraumanwendungen ist die vorliegende Erfindung in besonderer Weise geeignet, weil das Pneumatikdrängmittel und/oder der Pneumatikaktuator besonders wartungsfreundlich ist, und damit selten Wartungsarbeiten an diesem erforderlich sind.
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Besonders bevorzugt weist der Reinraum eine torusförmige Gestalt und/oder eine reifenartige Gestalt und/oder eine ringförmige Gestalt auf. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform begrenzt wenigstens eine Wandung und insbesondere eine bezüglich einer Drehachse des Transportträgers umlaufende Wandung den Reinraum. Besonders bevorzugt ist bzw. wird der Reinraum durch wenigstens zwei Wandungen begrenzt, wobei eine dieser Wandungen gegenüber der anderen Wandung beweglich und insbesondere drehbeweglich ist.
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Besonders bevorzugt weist der Reinraum eine umlaufende Dichtungseinrichtung auf, welche den Reinraum gegenüber einer (unsterilen) Umgebung abgrenzt. Besonders bevorzugt weist die Dichtungseinrichtung einen mit einer Flüssigkeit befüllbaren Kanal auf, sowie ein in diesem Kanal bewegliches (insbesondere bezüglich der Drehachse des Transportträgers umlaufendes) Schwert, das in den Kanal und insbesondere in die Flüssigkeit eintaucht. Bevorzugt handelt es sich bei der Dichtungseinrichtung um eine hydraulische Dichtungseinrichtung.
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Besonders bevorzugt ist die Drängeinrichtung und/oder die Pneumatikaktoren bzw. Pneumatikzylinder außerhalb dieses Reinraums angeordnet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Drängeinrichtung innerhalb des genannten Reinraums angeordnet ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die pneumatische Betätigungseinrichtung durch Steril(druck)luft betätigbar. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung, ein Reservoir zum Aufbewahren von Druckluft und insbesondere Sterilluft auf, welches in Strömungsverbindung mit der pneumatischen Drängeinrichtung bringbar ist. Bevorzugt ist die Führungskurve der gegenüber die Führungsrolle abrollt, außerhalb des erwähnten Reinraums angeordnet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Führungskurve innerhalb des Reinraums angeordnet ist. Bevorzugt ist die Führungseinrichtung stationär angeordnet.
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Bevorzugt ist dem Beaufschlagungskörper wenigstens eine Führungsrolle zugeordnet, es wäre jedoch auch denkbar, dass dem Beaufschlagungskörper mehr als eine Führungsrolle, beispielsweise zwei oder drei Führungsrollen zugeordnet sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Beaufschlagungskörper demontierbar an einem Beaufschlagungskörperträger angeordnet. Auf diese Weise kann insbesondere eine wechselbare und insbesondere schnellwechselbare Blasdüse vorgesehen sein. Allgemein ist bevorzugt das bewegliche Element demontierbar an einem Träger angeordnet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Beaufschlagungskörper mittels eines Schnellverschlusses an dem Beaufschlagungskörperträger angeordnet, wobei vorteilhaft dieser Schnellverschluss manuell betätigbar ist. Auf diese Weise kann eine Blasdüse sehr schnell von dem Träger ausgewechselt werden, was beispielsweise erforderlich ist, wenn von einer bestimmten Sorte an Kunststoffvorformlinge auf eine andere Sorte an Kunststoffvorformlingen umgestellt werden soll.
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Gerade auch für diese Ausgestaltung des Beaufschlagungskörpers, der mittels eines Schnellverschlusses an einem Träger angeordnet ist, eignet sich die Ausführung mittels einer pneumatischen Drängeinrichtung, weil es durch die Verwendung eines Schnellverschlusses zu geringfügigen Abweichungen hinsichtlich der montierten Position kommen kann, welche von der pneumatischen Drängeinrichtung ausgeglichen werden können.
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Unter manueller Betätigung wird dabei verstanden, dass bevorzugt der Schnellverschluss ohne Werkzeug betätigbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Beaufschlagungskörper zur Montage und Demontage bezüglich einer Längsrichtung der Beaufschlagungseinrichtung und/oder einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge drehbar. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Schnellverschluss um einen bajonettartigen Verschluss. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Verschlussmechanismus wenigstens ein federndes Druckstück und bevorzugt mehrere federnde Druckstücke auf. Diese können dabei eine Verschlussstellung arretieren.
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Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht in einer hohen Montagefreundlichkeit und darin, dass bevorzugt kein externes Werkzeug benötigt wird. Weiterhin ist es möglich, dass die Kraft, um die Montage vorzunehmen, durch Einstellung eines Drucks möglich ist. Auf diese Weise kann eine optimale Einstellung einer notwendigen Gegenkraft des Pneumatikzylinders bzw. Pneumatikaktors bzw. der pneumatischen Drängeinrichtung leichter eingestellt werden als bei Verwendung einer mechanischen Feder.
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Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Pneumatikaktors besteht darin, dass auf die Führungskurve eine lineare Druckkraft ausgeübt wird.
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Daneben ist es möglich, dass der Pneumatikzylinder auch als Betätigungseinrichtung für eine Blasdüse insbesondere bei einer Roboteranwendung genutzt werden kann. Auf diese Weise kann eine mechanische Betätigungseinheit entfallen.
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Bei einer weiteren fortlaufenden Ausführungsform weist der Mechanismus zum Bewegen des Beaufschlagung Körpers einen Höhenanschlag auf, d. h. einen Höhenanschlag, der insbesondere ein Herunterfahren und zustellen der Beaufschlagungseinrichtung auf einen Kunststoffvorformling mechanisch beschränkt.
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Besonders bevorzugt ist ein Verstellmechanismus vorgesehen, der eine Veränderung der Höhenanschlagsposition ermöglicht. Bevorzugt kann es sich hierbei um eine oder mehrere Passscheiben handeln, welche eine Veränderung der Höheneinstellung ermöglichen. Auf diese Weise wäre es beispielsweise möglich, dass der Beaufschlagungskörper an einem in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge beweglichen Blaskolben angeordnet ist und dieser Blaskolben wiederum an einen Höhenanschlag anschlagen kann, der eine weitere Bewegung des Blaskolbens und damit auch des Beaufschlagungskörpers verhindert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche eine Kraft, mit welcher die Drängeinrichtung die Führungsrolle gegen die Führungskurve und insbesondere eine Lauffläche der Führungskurve drängt in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Transportträgers steuert.
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Bei dieser Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass ein Druck für den pneumatischen Drängmechanismus und insbesondere einen Pneumatikzylinder abhängig von einer Maschinenleistung gesteuert wird. Dabei ist es möglich, dass die Gegenkraft zum Abheben der Rolle so an resultierende Kraftverhältnisse aufgrund der Bewegungsgeschwindigkeiten angepasst wird.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen gerichtet, wobei eine Transporteinrichtung die umzuformen Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, und wobei die Transporteinrichtung einen drehbaren Transportträger aufweist, an dem eine Vielzahl von Umformungsstation angeordnet ist, wobei diese Umformungsstation jeweils Blasformeinrichtungen aufweisen, innerhalb derer die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt werden.
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Weiterhin weisen die Umformungsstation jeweils Beaufschlagungseinrichtungen auf, welche die Kunststoffvorformlinge mit einem fließfähigen Medium beaufschlagen (um diese zu expandieren), wobei diese Beaufschlagungseinrichtungen jeweils an die Mündungen der Kunststoffvorformlinge anlegbare Beaufschlagungskörper aufweisen (welche insbesondere an die Mündungen der Kunststoffvorformlinge angelegt werden), und die Vorrichtung weiterhin eine Bewegungseinrichtung aufweist, welche die Beaufschlagungskörper in einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge bewegt (und insbesondere auf die Kunststoffvorformlinge zustellt), wobei die Bewegungseinrichtung wenigstens eine Führungskurve aufweist, und den einzelnen Beaufschlagungskörpern jeweils Führungsrollen zugeordnet sind (wobei bevorzugt diese Führungsrollen mechanisch mit den Beaufschlagungskörpern gekoppelt sind), welche gegenüber dieser Führungskurve (und insbesondere einer Lauffläche dieser Führungskurve) abrollen und wobei weiterhin ein Drängmechanismus die Führungsrollen gegen eine Lauffläche der Führungskurve drängt.
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Erfindungsgemäß drängt der Drängmechanismus die Führungsrolle mittels einer pneumatisch (und/oder hydraulisch) betätigten Drängeinrichtung gegen die Lauffläche.
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Die Führungsrolle dreht sich bevorzugt um eine vorgegebene Drehachse und/oder ist bezüglich einer vorgegebenen Drehachse drehbar. Bevorzugt ist die Führungsrolle an einem Träger drehbar gelagert.
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Anstelle des hier beschrieben pneumatischen Drängmechanismus wäre auch ein elektrisch betätigter Drängmechanismus verwendbar, bei dem bevorzugt eine Drängkraft einstellbar ist und insbesondere in Abhängigkeit von einer Maschinenleistung einstellbar ist. Dieser elektrisch betätigte Drängmechanismus könnte beispielsweise einen linearmotorischen Antrieb aufweisen. Die Anmelderin behält sich vor, Schutz zu beanspruchen für einen elektrisch betätigten Drängmechanismus neben oder anstelle eines pneumatischen Drängmechanismus.
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Besonders bevorzugt drängt der Drängmechanismus die Führungsrolle mit einer Kraft gegen die Lauffläche, welche zwischen 50N und 1000N, bevorzugt zwischen 65N und 700N liegt ... liegt.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wirkt die Kraft zumindest auch und besonders bevorzugt im Wesentlichen in der Längsrichtung der zu expandierenden Kunststoffvorformlinge.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird eine Kraft, mit welcher der Drängmechanismus die Führungsrolle gegen die für Lauffläche der Führungskurve drängt in Abhängigkeit von einer Drehgeschwindigkeit des Transportträgers gesteuert.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren findet die Umformung der Kunststoffvorformlinge innerhalb eines Reinraums statt. Bevorzugt findet die Umformung der Kunststoffvorformlinge während deren Transportbewegung und insbesondere während deren Transportbewegung durch den Reinraum statt. Bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge während ihrer Expansion entlang einer Kreisbahn transportiert.
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Besonders bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge mit wenigstens zwei und bevorzugt mit wenigstens drei unterschiedlichen Druckstufen beaufschlagt. Dabei kann das für diese Beaufschlagung verwendete Medium innerhalb von Druckreservoirs, bei denen sich insbesondere um Ringkanäle handelt gespeichert werden.
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Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren wird auch die pneumatisch betätigte Drängeinrichtung aus wenigstens einem Druckluftreservoir (mit Druckluft) versorgt. Besonders bevorzugt wird die pneumatisch betätigte Drängeinrichtung von einem sterilen gasförmigen Medium und insbesondere von steriler Druckluft beaufschlagt.
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Insbesondere bei der Beaufschlagung der Kunststoffvorformlinge mit unterschiedlichen Druckniveaus sollte die Führung der Blasdüse an den Kunststoffvorformling bzw. deren Anliegen fehlerfrei sein.
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Besonders bevorzugt wird die für die Drängeinrichtung verwendete sterile Druckluft aus wenigstens einem und bevorzugt aus genau einem Druckreservoir, welches auch zur Beaufschlagung der Kunststoffvorformlinge dient, abgezweigt.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
- Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Anordnung für einen Beaufschlagungskörper;
- 3a, 3b zwei Darstellungen eines Beaufschlagungskörpers in einem demontierten Zustand;
- 4a, 4b zwei Darstellungen des Beaufschlagungskörpers in einem montierten Zustand;
- 5 eine Detaildarstellung eines Verschlussmechanismus für den Beaufschlagungskörper; und
- 6 eine weitere Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dabei weist die Vorrichtung 1 eine Zuführeinrichtung, die insbesondere einen Transportstern oder ein Transportrad 32 auf, welches der Vorrichtung Kunststoffvorformlinge 10 zuführt. Das Bezugszeichen 34 kennzeichnet eine Abführeinrichtung, insbesondere einen Transportstern, der die gefertigten Kunststoffbehältnisse 15 von der Vorrichtung 1 abführt.
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Die Vorrichtung weist eine Transporteinrichtung 2 mit einem drehbaren Transportträger 22 auf, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen 4 angeordnet ist. Diese Umformungsstation 4 weisen dabei jeweils Blasformen 41 auf, sowie auch Reckstangen, 90, die in die Kunststoffvorformlinge einführbar sind, um diese in ihrer Längsrichtung zu dehnen.
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Das Bezugszeichen 35 kennzeichnet einen Drehverteiler, mittels dessen an die einzelnen Umformungsstation Druckluft zugeführt werden kann. Das Bezugszeichen 37 kennzeichnet eine Verbindungsleitung, welche ein erstes Druckreservoir mit Druckluft beaufschlagt. Über einzelne Verbindungsleitungen 39 (nur eine gezeigt) können die Umformungsstationen 4 mit der Druckluft und insbesondere auch unterschiedlichen Druckstufen versorgt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer einzelnen Umformungsstation genauer gesagt desjenigen Bereichs, der einen Beaufschlagung Körper 42 enthält, der auf die (nicht gezeigten) Kunststoffvorformlinge aufgesetzt wird.
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Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet einen Beaufschlagungskörperträger, an dem der Beaufschlagung Körper 42 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 64 kennzeichnet eine Führungsrolle, die gegenüber einer Führungskurve 62 abrollt und auf diese Weise die Position auch des Beaufschlagungskörpers 42 in der Längsrichtung L bestimmt. Diese Führungsrolle 64 ist damit mechanisch mit dem Beaufschlagungskörper 42 insbesondere starr gekoppelt. Dies kann beispielsweise über eine mechanische Verbindung der Führungsrolle mit einem weiteren Bestandteil der Umformungsstation und insbesondere einem Träger 65 erfolgen.
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Das Bezugszeichen 66 kennzeichnet eine mechanische Drängeinrichtung (welche bevorzugt Bestandteil eines in seiner Gesamtheit mit 6 bezeichneten Drängmechanismus ist) und insbesondere einen pneumatisch betätigten Aktor wie einen Pneumatikzylinder. Über eine Verbindungsleitung 72 kann diesem Pneumatikzylinder Druckluft zugeführt werden, damit dieser die Drängfunktion wahrnehmen kann.
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Die 3a und 3b zeigen die Beaufschlagungseinrichtung in einem demontierten Zustand. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 42 auf den eigentlichen Beaufschlagungskörper. Dieser ist wiederum mehrteilig ausgebildet und weist ein Beaufschlagungselement 43 wie eine Blasdüse auf, welche an die Kunststoffvorformlinge anlegbar ist.
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Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet einen Beaufschlagungskörperträger, an dem wiederum der Beaufschlagungskörper 42 über einen Schnellverschluss angeordnet ist. Zur Ausbildung dieses Schnellverschlusses sind an dem Beaufschlagungskörperträger drei Vorsprünge 49 angeordnet, welche in dem in den 3a und 3b gezeigten Zustand innerhalb von entsprechenden Ausnehmungen 48 (vgl. 4a, b) angeordnet sind, welche wiederum in dem Beaufschlagungskörperträger angeordnet sind.
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Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet in seiner Gesamtheit eine Druckstückanordnung, welche an dem Beaufschlagungsträgerkörper angeordnet ist und welche einer Arretierung des Beaufschlagungskörpers 42 an dem Beaufschlagungskörperträger 46 dient.
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Das Bezugszeichen 45 kennzeichnet eine umlaufende Dichtungseinrichtung, welche in einem montierten Zustand (vgl. 4a,b) den Beaufschlagungskörper 42 gegenüber dem Beaufschlagungskörperträger abdichtet.
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5 veranschaulicht die Funktion der Druckstückanordnung 50. Das Bezugszeichen 54 kennzeichnet eine Ausnehmung in dem Beaufschlagungskörperträger, in der eine Hülse 52 angeordnet ist. In dieser Ausnehmung ist ein Druckkörper 56, 58 beweglich gelagert.
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Dieser Druckkörper 56, 58 kann in einem montierten Zustand in eine Ausnehmung 46a eingreifen, welche wiederum in dem Beaufschlagungskörper 42 bzw. dessen Umfangswandung angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Drehstellung des Beaufschlagungskörpers 42 gegenüber dem Beaufschlagungskörperträger 49 arretiert werden.
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6 zeigt eine Schnittdarstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei ist eine Mündung 10a eines Kunststoffvorformlings dargestellt, an den die Blasdüse angelegt wird.
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Das Bezugszeichen 41 kennzeichnet eine Feder, welche die eigentliche Blasdüse in Richtung des Kunststoffvorformlings vorspannt. Das Bezugszeichen 90 kennzeichnet eine Reckstange, die durch den Beaufschlagungskörper hindurch in den Kunststoffvorformling einführbar ist. Diese Reckstange 90 wird dabei innerhalb eines Blaskolbens 92 geführt.
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Das Bezugszeichen 98 kennzeichnet einen Ventilblock, der eine Vielzahl von Ventilen trägt, die zur Beaufschlagung der Kunststoffvorformlinge mit dem fließfähigen Medium dienen.
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Das Bezugszeichen 97 kennzeichnet einen Anschlag, der eine Bewegung des Blaskolbens 92 und damit auch der Beaufschlagungseinrichtung 40 nach unten und/oder auf den Kunststoffvorformling zu begrenzt. Das Bezugszeichen 94 kennzeichnet ein Anschlagelement, welches insbesondere umlaufend ausgebildet ist. Bevorzugt ist dieses Anschlagelement flexibel ausgebildet.
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Das Bezugszeichen 95 kennzeichnet Einstellelemente und insbesondere Passscheiben, die eine Anschlagposition des Blaskolbens 92 bestimmen bzw. durch welche die Anschlagposition verändert werden kann.
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Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
