DE102022119717A1

DE102022119717A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit thermisch entkoppeltem Reinraum

Info

Publication number: DE102022119717A1
Application number: DE102022119717.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Roth; Christian Wittmann; Norbert Kindl; Juergen Soellner; Daniel Theen; Florian Geltinger; Florian Gerngross
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2022-08-05
Filing date: 2022-08-05
Publication date: 2024-02-08

Abstract

Vorrichtung (1) zum Umformen von Kunststoffvorformlingen (10) zu Kunststoffbehältnissen (15) mit einer ersten Transporteinrichtung (2), welche die umzuformenden Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung (2) einen drehbaren Transportträger (22) aufweist, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen (4) angeordnet ist, wobei diese Umformungsstationen (4) jeweils Blasformeinrichtungen aufweisen, innerhalb derer die Kunststoffvorformlinge (10) durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen (15) umformbar sind und die Umformungsstationen (4) jeweils Beaufschlagungseinrichtungen (84) aufweisen, um die Kunststoffvorformlinge (10) mit dem fließfähigen Medium zu beaufschlagen, wobei die Vorrichtung wenigstens eine zweite Transporteinrichtung (24) aufweist und wobei die Vorrichtung einen Reinraum (8) aufweist, welcher von mehreren Wandungen (8a, 8b) begrenzt wird und innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge (10) zu den Kunststoffbehältnissen (15) expandiert werden, wobei die Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) als nicht tragende Einrichtung ausgeführt sind und die Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) von wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung (1) thermisch entkoppelt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. In jüngerer Zeit sind auch Vorrichtungen und Verfahren bekannt geworden, bei denen die Umformung der Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen innerhalb eines Reinraumes erfolgt. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dass bereits der gesamte Umformungsprozess unter sterilen Bedingungen erfolgt und daher anschließend die gefertigten Kunststoffbehältnisse nicht erneut oder nur mit verringertem Aufwand sterilisiert werden müssen.
Im Stand der Technik ist der Reinraum massiv ausgebildet. Dies führt zu einem hohen Material- und Kostenaufwand. Es erscheint daher vorteilhaft, den Reinraum aus einem dünneren Material zu fertigen. Aufgrund der thermischen Belastung bei der Umformung von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen neigt ein Reinraum aus dünnen Materialien jedoch dazu, sich zu verziehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit einem Reinraum zur Verfügung zu stellen, bei dem Material und Kosten gespart werden können. Insbesondere sollen dabei die Einflüsse von thermischen Ausdehnungen reduziert werden. Dies wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung ist daher auf eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen gerichtet, mit einer ersten Transporteinrichtung, welche die umzuformenden Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung einen drehbaren Transportträger aufweist, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen angeordnet ist, wobei diese Umformungsstationen jeweils Blasformeinrichtungen aufweisen, innerhalb derer die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umformbar sind und die Umformungsstationen jeweils Beaufschlagungseinrichtungen aufweisen, um die Kunststoffvorformlinge mit dem fließfähigen Medium zu beaufschlagen, wobei die Vorrichtung wenigstens eine zweite Transporteinrichtung aufweist und wobei die Vorrichtung einen Reinraum aufweist, welcher von mehreren Wandungen begrenzt wird und innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen expandiert werden.
Erfindungsgemäß sind die Wandungen des Reinraums als nicht tragende Einrichtung ausgeführt sind und die Wandungen des Reinraums sind von wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung thermisch entkoppelt.
Es wird demnach erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Wandungen des Reinraums als nicht tragende Einrichtungen ausgebildet werden und nur noch, bevorzugt ausschließlich, dazu dienen die Vorrichtung von der unsterilen Umgebung abzugrenzen. Die Wandungen des Reinraums haben demnach bevorzugt (nur bzw. ausschließlich) eine abgrenzende Funktion.
Unter einer Ausführung als nicht tragende Einrichtung wird insbesondere verstanden, dass die Wandungen des Reinraums weder dazu geeignet noch dazu bestimmt ist, Bestandteile der Vorrichtung, wie etwa Antriebe, Umformungsstationen und dergleichen zu tragen.
So können die Wandungen des Reinraums beispielsweise in einer Materialstärke und/oder einem Material gefertigt sein, welches keine tragende und/oder stützende Funktion ermöglicht.
Eine thermische Entkopplung kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass Verbindungselemente aus einem thermisch nichtleitenden Material bzw. einem thermischen Isolator bestehen.
Vorteilhaft kann die thermische Entkopplung auch dadurch erreicht werden, dass die Kontaktflächen zwischen den Wandungen des Reinraums und der wenigstens einen tragenden Einrichtung der Vorrichtung verringert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die zweite Transporteinrichtung wenigstens abschnittsweise innerhalb des Reinraums angeordnet. Bevorzugt ist die zweite Transporteinrichtung als tragende Einrichtung ausgeführt. Vorteilhaft kann es sich bei der zweiten Transporteinrichtung um einen Transportstern und besonders bevorzugt um einen Teilungsverzugsstern handeln. Insbesondere kann es sich bei der Transporteinrichtung um eine Zuführeinrichtung handeln, die der Umformungseinrichtung Kunststoffvorformlinge zuführt, oder um eine Abführeinrichtung, die die fertig geblasenen Kunststoffbehältnisse von der Umformungseinrichtung abführt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine dritte Transporteinrichtung auf, die wenigstens abschnittsweise innerhalb des Reinraums angeordnet ist. Vorteilhaft handelt es sich bei der zweiten Transporteinrichtung um eine Zuführeinrichtung und bei der dritten Transporteinrichtung um eine Abführeinrichtung. Bevorzugt ist die dritte Transporteinrichtung als Transportstern ausgestaltet. Vorteilhaft ist die dritte Transporteinrichtung als tragende Einrichtung ausgeführt. Besonders bevorzugt sind sowohl die zweite als auch die dritte Transporteinrichtung, insbesondere sowohl die Zuführ- als auch die Abführeinrichtung, als tragende Einrichtung ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wandungen des Reinraums sowohl von der ersten als auch von der zweiten Transporteinrichtung thermisch entkoppelt. Besonders bevorzugt sind die Wandungen des Reinraums von allen tragenden Einrichtungen der Vorrichtung thermisch entkoppelt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann sich zwischen wenigstens einer Wandung des Reinraums und wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung wenigstens abschnittsweise ein Luftspalt befinden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens ein dichtendes Element auf. Dieses dichtende Element ist bevorzugt zwischen einer der Wandungen des Reinraums und wenigstens einer tragenden Einrichtungen der Vorrichtung angeordnet.
Vorteilhaft ist das dichtende Element um die tragende Einrichtung umlaufend, bevorzugt vollständig umlaufend angeordnet. Bevorzugt handelt es sich bei dem dichtenden Element um eine ringförmige Dichtung.
Bevorzugt wird ein Kontakt zwischen wenigstens einer Wandung des Reinraums und wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung senkrecht zur Umfangsrichtung der tragenden Einrichtung lediglich punktuell hergestellt. Insbesondere wird dieser punktuelle Kontakt bevorzugt über ein dichtendes Element hergestellt.
Unter „punktuell“ wird hierbei verstanden, dass die Kontaktfläche entlang einer Strömungsrichtung zwischen Reinraum und unsteriler Umgebung bewusst klein gehalten wird. Vorteilhaft kann das dichtende Element beispielsweise ein O-Ring sein. Dieser kann bevorzugt um die tragende Einrichtung angeordnet sein, diese also in einer Umfangsrichtung vollumfänglich umgeben.
Bevorzugt kann beispielsweise zwischen der Wandung des Reinraums und der tragenden Einrichtung der Vorrichtung ein Luftspalt angeordnet sein und lediglich an ein oder mehreren Stellen ist punktuell ein Kontakt über ein oder mehrere dichtende Elemente hergestellt. Besonders bevorzugt können beispielsweise zwischen der Wandung des Reinraums und der tragenden Einrichtung der Vorrichtung zwei dichtende Elemente angeordnet sein, die voneinander beabstandet sind. Bevorzugt kann sich zwischen den beiden dichtenden Elementen ein Luftspalt befinden.
Da die Wandungen des Reinraums erfindungsgemäß nicht als tragende Einrichtungen ausgeführt sind, ist es nicht erforderlich, dass die Wandungen des Reinraums zu tragenden oder stützenden Zwecken mit einer tragenden Einrichtung fest verbunden sind. Stattdessen ist es ausreichend, wenn die Verbindung lediglich eine abgrenzende Funktion hat, um den Reinraum steril zu halten.
Vorteilhaft kann wenigstens eine Wandung des Reinraums in Bezug auf wenigstens eine tragende Einrichtung der Vorrichtung schwimmend gelagert sein. Beispielsweise kann es sind bei einem oder mehreren dichtenden Elementen zwischen einer Wandung des Reinraums und wenigstens einer tragenden Einrichtung um ein verformbares dichtendes Element handeln. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem verformbaren dichtenden Element um ein reversibel verformbares, insbesondere um ein elastisches dichtendes Element. Beispielsweise kann es sich bei dem dichtenden Element um einen O-Ring und/oder eine Lippendichtung handeln.
Durch die flexible Ausgestaltung des dichtenden Elements ist es möglich, Wärmeverzüge zwischen den einzelnen Bauteilen auszugleichen. Insbesondere kann also ein Wärmeverzug der Wandung des Reinraums ausgeglichen werden.
Bevorzugt ist ein Bewegungsspiel zwischen wenigstens einer Wandung des Reinraums in Bezug auf wenigstens eine tragende Einrichtung der Vorrichtung zugelassen welches größer ist als 1 mm, bevorzugt größer als 2mm und bevorzugt größer als 3mm.
Bevorzugt ist ein Bewegungsspiel zwischen wenigstens einer Wandung des Reinraums in Bezug auf wenigstens eine tragende Einrichtung der Vorrichtung zugelassen welches geringer ist als 5cm, bevorzugt geringer als 3cm und bevorzugt geringer als 1cm.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können beispielsweise zwei O-Ringe vorgesehen sein. Vorteilhaft können die beiden O-Ringe voneinander beabstandet angeordnet sein. Bevorzugt kann sich zwischen den beiden O-Ringen ein Luftspalt befinden. Denkbar wäre auch, dass mehr als zwei O-Ringe vorgesehen sind, wobei die O-Ringe jeweils durch einen Luftspalt voneinander beabstandet sind.
Ein Kontakt zwischen der Wandung und der tragenden Einrichtung wird daher bevorzugt nur (punktuell) über wenigstens ein elastisches dichtendes Element hergestellt. Hierdurch wird einerseits die thermische Entkopplung verbessert und andererseits die Möglichkeit gegeben, dass ein Wärmeverzug ausgeglichen wird. Durch die Verwendung mehrerer dichtenden Elemente wird einerseits die Dichtungswirkung und damit die Sterilität des Reinraums verbessert und andererseits die Stabilität des Verbindungsbereichs erhöht.
Bevorzugt ist wenigstens ein dichtendes Element in einem Bereich unterhalb der Wandung des Reinraums angeordnet. Dies erhöht die Stabilität der Anordnung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die dichtenden Elemente sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Ausrichtung zueinander beabstandet sein. Beispielsweise wäre es möglich, dass im Verbindungsbereich zwischen der Wandung des Reinraums und der tragenden Einrichtung ein L-förmiger Luftspalt vorgesehen ist. Vorteilhaft kann ein dichtendes Element im vertikalen Bereich des Luftspalts vorgesehen sein. Bevorzugt ist ein weiteres dichtendes Element im horizontalen Bereich des Luftspalts vorgesehen. Durch diese Anordnung kann einerseits besonders gut sichergestellt werden, dass der Reinraum steril bleibt. Zusätzlich kann eine verbesserte Stabilität der Verbindung erreicht werden.
Besonders bevorzugt ist das dichtende Element im horizontalen Bereich des Luftspalts (auch) dazu geeignet, eine Wandung des Reinraums abzustützen. Bevorzugt ist das dichtende Element im horizontalen Bereich des Luftspalts daher in einem Bereich unterhalb der Wandung des Reinraums angeordnet. Dies erhöht die Stabilität der Verbindung zusätzlich.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Reinraum von wenigstens einer stehenden Wandung und einer sich gegenüber dieser stehenden Wandung bewegenden Wandung begrenzt. Die Vorrichtung weist demnach bevorzugt einen stationären Teil und einen drehbaren Teil auf.
Bevorzugt sind wenigstens eine Wandung des Reinraums und wenigstens eine tragende Einrichtung der Vorrichtung zueinander relativbeweglich sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine weitere Dichtungsvorrichtung auf, um den Reinraum gegenüber einer unsterilen Umgebung abzudichten, wobei diese Dichtungseinrichtung wenigstens einen mit einer Flüssigkeit befüllbaren umlaufenden Kanal aufweist. Vorteilhaft ist dieser umlaufende Kanal ein Bestandteil des stationären Teils der Vorrichtung.
Bevorzugt weist die Vorrichtung eine umlaufende Wandung auf, welche in ein in dem Kanal befindliches flüssiges Medium, beispielsweise Wasser eintaucht. Diese Wandung ist bevorzugt Bestandteil des drehenden Teils der Vorrichtung. Bei dieser in den Kanal ragenden umlaufenden Wandung handelt es sich bevorzugt um wenigstens ein Schwert, welches in das fließfähige Medium eintaucht und so einen unsterilen Bereich von dem sterilen Bereich trennt. Es wird demnach vorgeschlagen zur Abdichtung des Reinraums ein sogenanntes Wasserschloss zu verwenden.
Es wäre umgekehrt auch denkbar, dass der Kanal drehbar ist und die umlaufende Wandung stationär ausgebildet ist.
Vorteilhaft weist die tragende Einrichtung einen stationären Teil auf. Vorteilhaft kann es sich bei dem stationären Teil der tragenden Einrichtung um eine stationäre Säule, beispielsweise eine Sternsäule handeln. Bevorzugt ist eine Wandung des Reinraums hierzu relativbeweglich.
Bevorzugt ist eine weitere Wandung des Reinraums zum stationären Teil der tragenden Einrichtung zwar im Wesentlichen stationär, jedoch dennoch hierzu relativbeweglich. Unter „im Wesentlichen stationär“ ist zu verstehen, dass keine großen Bewegungen vorgesehen sind. Beispielsweise findet nicht aufgrund eines Produktionsbetriebs eine kontinuierliche Drehbewegung zueinander statt. Jedoch ist die weitere Wandung des Reinraums zum stationären Teil der tragenden Einrichtung aufgrund von Wärmeverzügen etc. relativbeweglich. Diese kleine Relativbeweglichkeit kann beispielsweise aufgrund einer schwimmenden Lagerung ermöglicht werden, insbesondere aufgrund einer wie oben beschriebenen schwimmenden Lagerung.
Bevorzugt handelt es sich bei dieser im Wesentlichen stationären Wandung um eine Wandung, die zumindest auch eine Bodeneinheit des Reinraums umfasst.
Bevorzugt erfolgt die beschriebene thermische Entkopplung zwischen wenigstens einer Wandung des Reinraums von der wenigstens einen tragenden Einrichtung der Vorrichtung zwischen einer im Wesentlichen stationären Wandung und einem stationären Teil der tragenden Einrichtung. Vorteilhaft erfolgt die beschriebene thermische Entkopplung zwischen einer Bodeneinheit des Reinraums und einer tragenden Einrichtung.
Vorteilhaft steht die bewegliche Wandung des Reinraums mit der wenigstens einen tragenden Einrichtung der Vorrichtung nicht in unmittelbarem Kontakt. Bevorzugt besteht zwischen diesen nur eine mittelbare Verbindung über eine stationäre Wandung, mit der die bewegliche Wandung - beispielsweise über ein Wasserschloss - verbunden ist. Aus diesem Grund ist die bewegliche Wandung bevorzugt ohnehin thermisch von der tragenden Einrichtung entkoppelt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wandungen bevorzugt aus einem H₂O₂ beständigen Material hergestellt. Vorteilhaft sind die Wandungen insbesondere aus einem Metallblech hergestellt, welche aus einer Gruppe von Metallblechen ausgewählt ist, welche Aluminiumblech, Stahlblech, Edelstahlblech und dergleichen enthält.
Bevorzugt weisen die Wandungen eine Materialdicke auf, die kleiner ist als 50 mm, bevorzugt kleiner als 40 mm und besonders bevorzugt kleiner als 30 mm ist. Vorteilhaft weisen die Wandungen eine Materialdicke auf, die größer ist als 1 mm, bevorzugt größer als 2 mm und bevorzugt größer als 3 mm ist. Diese Materialien und Materialdicken sind dabei vorteilhaft, um eine möglichst leichte Bauweise des Reinraums zu realisieren.
Gleichzeitig lassen diese Materialien bevorzugt eine Reinigung und Sterilisation des Reinraums mit Wasserstoffperoxid zu. Vorteilhaft sind aus diesem Grund auch die weiteren Elemente der Vorrichtung, die sich innerhalb es Reinraums befinden, aus einem H₂O₂ beständigen Material hergestellt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Wandungen des Reinraums von allen Elementen der Vorrichtung thermisch entkoppelt, die durch eine Wandung des Reinraums hindurchgehen. Insbesondere kann die thermische Entkopplung bei allen Elementen der Vorrichtung vorgesehen sein, die in den Reinraum hineinragen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Elemente wie Stationen, Sternsäulen, Antriebe, Halter für Kurvenansteuerungen, etc. handeln. Bevorzugt ist bei jedem dieser Elemente eine thermische Entkopplung, bevorzugt eine thermische Entkopplung entsprechend der obigen Ausführungsbeispiele vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Reinraum eine Tragstruktur auf. Vorteilhaft weist die Tragstruktur mehrere tragende Elemente auf, die aus einer Gruppe von tragenden Elementen ausgewählt sind, welche Reckeinrichtungen, Formträgerhalter, eine hintere Isolatorwand, Befestigungssäulen und dergleichen enthält.
Bevorzugt weist die Vorrichtung daher eine und besonders bevorzugt eine Vielzahl von Befestigungssäulen auf, um wenigstens eine Wandung des Reinraums abzustützen. Die Befestigungssäulen sind bevorzugt außerhalb des Reinraums angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Tragstruktur des Reinraums an einer Stelle angeordnet ist, an dem die Wärmeausdehnung gering ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Wärmeverzug der Reinraumwandungen vermieden werden. Vorteilhaft können die Stellen, an denen die Wärmeausdehnung gering ist, mittels einer Simulation ermittelt werden. Vorteilhaft können diese Stellen mittels einer Simulation, die den laufenden Betrieb der Vorrichtung simuliert, ermittelt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Umformungsstationen jeweils Reckeinrichtungen zum Dehnen der Kunststoffvorformlinge in deren Längsrichtung auf. Bevorzugt weisen diese Reckeinrichtungen jeweils wenigstens eine in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge bewegliche Reckstange auf, welche in die Kunststoffvorformlinge einführbar ist.
Besonders bevorzugt ist wenigstens eine Antriebseinrichtung und sind bevorzugt eine Vielzahl von Antriebseinrichtungen zum Antreiben der Reckstangen vorgesehen. Dabei ist es möglich, dass diese Antriebseinrichtung außerhalb oder auch innerhalb des Reinraums angeordnet ist.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Antriebseinrichtung um einen Servomotor und besonders bevorzugt um einen Linearmotor. Alternativ kann es sich jedoch auch um eine Führungskurve handeln, der gegenüber eine Führungsrolle abrollt. Daneben könnten jedoch auch pneumatische Antriebe, weitere elektrische Antriebseinrichtungen oder hydraulische Antriebseinrichtungen Einsatz finden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Antriebseinrichtung zum Drehen des drehbaren Transportträgers auf, wobei bevorzugt diese Antriebseinrichtung außerhalb des Reinraums angeordnet ist.
Weiterhin weist bevorzugt die Vorrichtung auch wenigstens eine und bevorzugt eine Vielzahl von Antriebseinrichtungen auf, welche die Beaufschlagungseinrichtung auf die Kunststoffvorformlinge zustellen, um diese mit dem fließfähigen Medium zu beaufschlagen. Besonders bevorzugt ist die Blasformeinrichtung wenigstens dreiteilig ausgebildet und weist zwei Seitenteile und ein Bodenteil auf. Weiterhin sind auch Blasformträger vorgesehen, an denen die Seitenteile der Blasformeinrichtung befestigt sind, und welche durch eine Schwenkbewegung ein Öffnen und Schließen der Blasformeinrichtung ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen gerichtet, mit einer Transporteinrichtung, welche die umzuformenden Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung einen drehbaren Transportträger aufweist, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen angeordnet ist, wobei diese Umformungsstationen jeweils Blasformeinrichtungen aufweisen, innerhalb derer die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt werden und die Umformungsstationen jeweils Beaufschlagungseinrichtungen aufweisen, welche die Kunststoffvorformlinge mit dem fließfähigen Medium beaufschlagen, wobei ein Reinraum vorgesehen ist, welcher von mehreren Wandungen begrenzt wird und innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen expandiert werden.
Erfindungsgemäß sind die Wandungen des Reinraums als nicht tragende Einrichtung ausgeführt sind und die Wandungen des Reinraums werden von wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung thermisch entkoppelt.
Dabei ist die beschriebene Vorrichtung insbesondere dazu eingerichtet und dafür vorgesehen, dieses beschriebene Verfahren durchzuführen, d.h. dass alle für die obig beschriebene Vorrichtung ausgeführten Merkmale ebenso für das hier beschriebene Verfahren offenbart sind und umgekehrt.
Bei einem bevorzugten Verfahren können sich bei Temperaturänderungen wenigstens eine Wandung des Reinraums und wenigstens eine tragende Einrichtung der Vorrichtung relativ zueinander bewegen. Bevorzugt können sich dabei ein stationärer Teil der tragenden Einrichtung und eine eigentlich im Wesentlichen stationäre Wandung des Reinraums relativ zueinander bewegen. Bevorzugt bewegen sich die Wandung des Reinraums und die tragende Einrichtung weniger als 5cm, bevorzugt weniger als 3cm und bevorzugt weniger als 1 cm zueinander. Bevorzugt erfolgt diese Relativbewegung, um einen Wärmeverzug, insbesondere der Wandung des Reinraums auszugleichen.
Dies ermöglicht es vorteilhaft, dass die Vorrichtung im kalten Zustand eingestellt werden kann, ohne dass Verzüge bei laufender „warmer“ Maschine berücksichtigt werden müssen. Auch Übergabeprobleme bei kalter bzw. warmer Maschine werden vermieden.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
Darin zeigen:

1 eine grobschematische Darstellung einer Vorrichtung zum Behandeln von Behältnissen;
2 eine Darstellung einer Bodeneinheit eines Reinraums;
3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Umformen von Kunststoffvorformlingen 10 zu Kunststoffbehältnissen 15. Diese Vorrichtung weist eine Umformungseinrichtung 3 mit einer ersten Transporteinrichtung 2 mit einem drehbaren Träger 22 auf, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen 4 angeordnet ist. Diese einzelnen Umformungsstationen weisen jeweils Blasformeinrichtungen 82 auf, die in ihrem Inneren einen Hohlraum zum Expandieren der Kunststoffvorformlinge ausbilden.
Das Bezugszeichen 84 kennzeichnet eine Beaufschlagungseinrichtung, welche zum Expandieren der Kunststoffvorformlinge 10 dient. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Blasdüse handeln, welche an eine Mündung der Kunststoffvorformlinge anlegbar ist, um diese so zu expandieren. Daneben wäre es auch denkbar, dass die Blasdüse an der Blasform und/oder einem Tragring des Kunststoffvorformlings und/oder im Inneren der Mündung des Kunststoffvorformlings und/oder am Mündungsrand des Kunststoffvorformlings abdichtet.
Das Bezugszeichen 88 kennzeichnet eine Reckstange, die dazu dient, die Kunststoffvorformlinge in ihrer Längsrichtung zu dehnen. Bevorzugt weisen sämtliche Umformungsstationen derartige Blasformen 82, Beaufschlagungseinrichtungen 84 sowie Reckstangen 88 auf.
Bevorzugt liegt die Anzahl dieser Umformungsstationen 4 zwischen 2 und 100, bevorzugt zwischen 4 und 60, bevorzugt zwischen 6 und 40.
Die Kunststoffvorformlinge 10 werden über eine zweite Transporteinrichtung 24 wie insbesondere aber nicht ausschließlich einen Transportstern der Vorrichtung zugeführt. Über eine dritte Transporteinrichtung 26 werden die Kunststoffbehältnisse 15 abtransportiert.
Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet einen Reinraum, der bevorzugt so ausgebildet ist, dass er zumindest den Transportpfad der Kunststoffvorformlinge 10 umgibt. In dieser schematischen Darstellung ist der Reinraum lediglich schematisch als Rechteck dargestellt. Bevorzugt ist eine (geometrische) Drehachse bezüglich derer der Transportträger 22 drehbar ist, außerhalb des Reinraums 8 angeordnet. Bevorzugt weist der Reinraum mehrere Wandungen 8a und 8b auf. Dabei sind die Wandungen 8a im Wesentlichen stationär angeordnet, während sich die Wandungen 8b relativ dazu bewegen, insbesondere drehen können. Bevorzugt ist der Reinraum mit einer Dichtungseinrichtung, welche bevorzugt wenigstens ein Wasserschloss aufweist, gegenüber der unsterilen Umgebung abgedichtet.
Bevorzugt sind auch Elemente der zweiten Transporteinrichtung 24 und der dritten Transporteinrichtung 26 innerhalb des Reinraums angeordnet. Insbesondere umgibt der Reinraum bevorzugt auch im Bereich der zweiten und dritten Transporteinrichtung den Transportpfad der Kunststoffvorformlinge bzw. Kunststoffbehältnisse.
2 zeigt eine Bodeneinheit eines Reinraums. Zu sehen ist hierbei eine stationäre Wandung 8a eines Reinraums 8. Erkennbar sind Ausnehmungen in der Wandung 8a. Diese sind beispielsweise für die Transporteinrichtungen vorgesehen. In 2 sind die Ausnehmungen mit den Bezugszeichen für die Transporteinrichtung gekennzeichnet, die durch die Ausnehmung hindurch in den Reinraum ragt.
Bei der ersten Transporteinrichtung 2 handelt es sich um eine Transporteinrichtung der Umformungseinrichtung. Hierfür ist eine große Ausnehmung vorgesehen. Um die Umformungseinrichtung herum ist im Wesentlichen senkrecht zur Bodeneinheit eine bewegliche Wandung 8b vorgesehen (nicht gezeigt). In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Wasserschloss vorgesehen, durch das die stationäre Wandung 8a an dieser Stelle gegenüber einer beweglichen Wandung 8b (nicht gezeigt) abgedichtet ist.
Für die zweite Transporteinrichtung 24 und die dritte Transporteinrichtung 26 ist eine kleinere Ausnehmung vorgesehen. Hier ragt durch die Ausnehmung bevorzugt lediglich eine (stationäre) Sternsäule, während der obere (bewegliche) Teil der Transporteinrichtung bevorzugt vollständig innerhalb des Reinraums 8 angeordnet ist. Somit sind sowohl die Sternsäule als auch die Wandung 8a im Wesentlichen stationär.
3 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung. Zu erkennen sind eine stationäre Wandung 8a des Reinraums. Diese dichtet einen oberhalb dieser Wandung befindlichen Reinraum von einer unsterilen Umgebung (unterhalb der Wandung) ab. Zu sehen ist außerdem eine Sternsäule 28, beispielsweise von einer zweiten 24 oder dritten Transporteinrichtung 26. Die Wandung 8a wird durch einen Luftspalt 30 von der Sternsäule 28 thermisch isoliert. Dieser Luftspalt 30 wird durch einen O-Ring 32 verschlossen, der im vertikalen Abschnitt des Luftspalts 30 ringförmig um die Sternsäule anliegt.
Die Wandung 8a wird außerdem durch einen weiteren O-Ring 32, der sich im horizontalen Abschnitt des Luftspalts 30 unterhalb der Wandung 8a befindet, abgestützt. Dies erhöht die Stabilität der Anordnung.
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: erste Transporteinrichtung
3: Umformungseinrichtung
4: Umformungsstationen
8: Reinraum
8a, 8b: Wandungen des Reinraums
10: Kunststoffvorformlinge
15: Kunststoffbehältnisse
22: Transportträger
24: zweite Transporteinrichtung
26: dritte Transporteinrichtung
28: Sternsäule
30: Luftspalt
32: dichtendes Element
82: Blasform
84: Beaufschlagungseinrichtungen
88: Reckstange

Claims

Vorrichtung (1) zum Umformen von Kunststoffvorformlingen (10) zu Kunststoffbehältnissen (15) mit einer ersten Transporteinrichtung (2), welche die umzuformenden Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung (2) einen drehbaren Transportträger (22) aufweist, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen (4) angeordnet ist, wobei diese Umformungsstationen (4) jeweils Blasformeinrichtungen aufweisen, innerhalb derer die Kunststoffvorformlinge (10) durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen (15) umformbar sind und die Umformungsstationen (4) jeweils Beaufschlagungseinrichtungen (84) aufweisen, um die Kunststoffvorformlinge (10) mit dem fließfähigen Medium zu beaufschlagen, wobei die Vorrichtung wenigstens eine zweite Transporteinrichtung (24) aufweist und wobei die Vorrichtung einen Reinraum (8) aufweist, welcher von mehreren Wandungen (8a, 8b) begrenzt wird und innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge (10) zu den Kunststoffbehältnissen (15) expandiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) als nicht tragende Einrichtung ausgeführt sind und die Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) von wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung (1) thermisch entkoppelt sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Transporteinrichtung (24) wenigstens abschnittsweise innerhalb des Reinraums angeordnet ist und als tragende Einrichtung ausgeführt ist.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens eine dritte Transporteinrichtung (26) aufweist, die wenigstens abschnittsweise innerhalb des Reinraums angeordnet ist und die insbesondere als tragende Einrichtung ausgeführt sein kann.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) von allen tragenden Einrichtungen der Vorrichtung (1) thermisch entkoppelt sind.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen wenigstens einer Wandung (8a, 8b) des Reinraums (8) und wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung (1) ein Luftspalt (30) befindet.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens ein dichtendes Element (32) aufweist, das zwischen einer der Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) und wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung (1) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wandung (8a, 8b) des Reinraums (8) und wenigstens eine tragende Einrichtung der Vorrichtung (1) zueinander relativbeweglich sind.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (8a, 8b) bevorzugt aus einem H2O2 beständigen Material hergestellt sind, insbesondere aus einem Metallblech, welche aus einer Gruppe von Metallblechen ausgewählt ist, welche Aluminiumblech, Stahlblech, Edelstahlblech und dergleichen enthält und/oder die Wandungen (8a, 8b) eine Materialdicke aufweisen, die kleiner ist als 50 mm, bevorzugt kleiner als 40 mm und besonders bevorzugt kleiner als 30 mm ist und/oder die Wandungen (8a, 8b) eine Materialdicke aufweisen, die größer ist als 1 mm, bevorzugt größer als 2 mm und bevorzugt größer als 3 mm ist.
Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinraum (8) eine Tragstruktur aufweist.
Vorrichtung (1) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur des Reinraums (8) an einer Stelle angeordnet ist, an dem die Wärmeausdehnung gering ist.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) zum Umformen von Kunststoffvorformlingen (10) zu Kunststoffbehältnissen (15), mit einer Transporteinrichtung (2), welche die umzuformenden Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung (2) einen drehbaren Transportträger (22) aufweist, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen (4) angeordnet ist, wobei diese Umformungsstationen (4) jeweils Blasformeinrichtungen (6) aufweisen, innerhalb derer die Kunststoffvorformlinge (10) durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen (15) umgeformt werden und die Umformungsstationen (4) jeweils Beaufschlagungseinrichtungen (84) aufweisen, welche die Kunststoffvorformlinge (10) mit dem fließfähigen Medium beaufschlagen, wobei ein Reinraum (8) vorgesehen ist, welcher von mehreren Wandungen (8a, 8b) begrenzt wird und innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge (10) zu den Kunststoffbehältnissen (15) expandiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) als nicht tragende Einrichtung ausgeführt sind und die Wandungen (8a, 8b) des Reinraums (8) von wenigstens einer tragenden Einrichtung der Vorrichtung (1) thermisch entkoppelt werden.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei Temperaturänderungen wenigstens eine Wandung (8a, 8b) des Reinraums (8) und wenigstens eine tragende Einrichtung der Vorrichtung (1) relativ zueinander bewegen.