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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlkörpers, insbesondere
eines wärmebeständigen Hohlkörpers, der
aus einem erwärmten
Vorformling aus thermoplastischem Kunststoff in einer konturierten
Blasform ausgeformt wird.
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In
der Lebensmittelindustrie und insbesondere auch in der Getränkeindustrie
geht man seit einiger Zeit immer mehr dazu über, die Lebensmittel bzw.
Getränke
in Hohlkörpern
aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Flaschen aus PET abzufüllen. Um
die Haltbarkeit von Getränken
zu verlängern,
gibt es verschiedene Möglichkeiten
wie zum Beispiel das Heißabfällen. Will
man heiß abzufüllende Getränke in Kunststoffbehältern, wie
beispielsweise PET-Flaschen, abfüllen,
so braucht man eine erhöhte
Temperaturbeständigkeit
dieser Behälter.
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Bei
bekannten Vorrichtungen zum Herstellen von wärmebeständigen Hohlkörpern werden
die Vorformlinge mit einem unter Druck stehenden Medium vorgeblasen
(Vorblasphase) und in einem zweiten Schritt mit einem unter höherem Druck
stehenden Medium fertig geblasen (Fertigblasphase). Der Fertigblasdruck
ist so hoch, dass der Kunststoffrohling an die Wandung der Blasform
gedrückt
wird. Dieser Druck wird eine gewisse Zeit gehalten, um die Konturen
der Form ideal auf die entstehende Flasche zu übertragen. Handelt es sich
bei den herzustellenden Hohlkörpern
um temperaturbeständige
Hohlkörper (so
genannte hot fill – Flaschen),
so wird die Formwand, an die die entstehende Flasche zum Ausprägen der
Kontur gedrückt
wird, erwärmt.
Das Halten der Flasche an dieser warmen Wandung hat den Grund, den
Kunststoff einer teilweisen Kristallisation zu unterziehen, um dadurch
eine erhöhte
Thermo- und Formstabilität
zu erreichen. Bei zu starker Kristallisation des Kunststoffes tritt
aber eine unerwünschte
Verfärbung
desselben, die sogenannte Opalisierung, ein. Um eine ausreichende
Formstabilität
der Flaschen beim Entnehmen aus der Form zu realisieren und um die
oben genannte Verfärbung
zu verhindern, ist es beim Herstellungsprozess von heißbefüllbaren
Kunststoffflaschen sehr wichtig, diese zu kühlen. Die Kühlung kann zum Beispiel im
Inneren der Flasche erfolgen. Dazu können verschiedene Medien verwendet
werden. Weit verbreitet ist die Kühlung durch Druckluft. Die
Kühl- beziehungsweise
Spülluft
wird der Flasche oftmals durch eine hohle Reckstange zugeführt. Um
eine ausreichende Kühlung
durch Luftzirkulation zu gewährleisten,
werden beispielsweise Ventile geöffnet,
um einen Luftfluss zu erzeugen, der die Wärme von der Flascheninnenwand
abtransportiert. Dabei strömt
sogenannte Spülluft
meist von der Luftzuführung über die
Flasche und den Schalldämpfer
ins Freie. Nach dieser Kühlphase
wird das restliche sich in der Flasche befindliche und noch unter
einem Restdruck stehende Medium abgelassen. Meist geschieht dies
auch über den
Schalldämpfer.
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Ein
Nachteil dieses Verfahrens ist der sehr hohe Luftverbrauch, der
insbesondere durch den Kühl-
beziehungsweise Spülvorgang
hervorgerufen wird.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Herstellung von Hohlkörpern,
insbesondere wärmebeständigen Hohlkörpern zur
Verfügung
zu stellen, deren Luftverbrauch erheblich geringer ist, als der
der bekannten Vorrichtungen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe werden die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Gemäß diesen
Merkmalen wird zunächst
ein Medium, dabei handelt es sich vorzugsweise um Druckluft, in den
sich in der Blasform befindlichen Vorformling eingeleitet, das in
einem ersten Medienspeicher unter einem Druck p1 gespeichert ist
und den Vorformling verformt (Vorblasphase). Neben Druckluft können natürlich auch
andere Medien verwendet werden. Dabei sind sowohl andere Aggregatszustände denkbar,
wie etwa dampfförmige
oder Flüssige
Medien, als auch andere Zusammensetzungen. Neben Luft können beispielsweise
auch verschiedenste Gase, wie zum Beispiel Stickstoff oder Sauerstoff
oder die verschiedensten Mischungen aus solchen, verwendet werden.
Als dampfförmiges
Medium kann beispielsweise Wasserdampf verwendet werden. Es ist aber
auch denkbar, den Formprozess mit den verschiedensten flüssigen Medien
wie zum Beispiel Wasser durchzuführen.
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Die
Erfindung beschränkt
sich nicht auf die Verwendung bestimmter Kunststoff-Preforms, weshalb
zum Beispiel PET-Vorformlinge, PVC-Vorformlinge oder andere verwendet
werden können.
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Der
mindestens eine Medienspeicher kann auf verschiedenste Arten ausgebildet
sein. Es sind zum Beispiel kugelförmige, quaderförmige oder
ringförmige
Speicher denkbar. Auch andere, hier nicht genannte Speicherformen
sind möglich
und werden ausdrücklich
nicht ausgeschlossen.
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Das
Vorblasmedium steht unter einem Druck p1 von 2 bis 20 bar, wobei
es in einer bevorzugten Ausführungsform
unter einem Druck von 3 bis 10 bar steht.
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In
dieser Phase des Blasprozesses beginnt auch das Recken des Vorformlings
indem sich eine Reckstange von der Öffnung desselben in Richtung dessen
Boden bewegt, um ihn der Länge
nach zu dehnen. Die Reckstange kann sowohl massiv als auch mit Aussparungen
versehen oder sogar ganz hohl ausgeformt sein, um den verschiedenen
Anforderungen des Blasprozesses gerecht zu werden.
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Nachdem
der Hohlkörper
vorgeblasen wurde, wird nochmals ein Medium mit einem Druck p2 eingeleitet,
wobei p2 höher
ist als p1. Dadurch wird der Hohlkörper fertig geblasen und an
die Blasforminnenwand gedrückt
(Fertigblasphase). Beim Fertigblasmedium kann es sich wiederum um
verschiedenste Medien mit unterschiedlichen Aggregatzuständen handeln.
Vorzugsweise handelt es sich beim Fertigblasen um dasgleiche Medium
wie beim Vorblasen, in einer bevorzugten Ausführungsform ist dies Druckluft.
Das Fertigblasmedium steht unter einem Druck p2 von 15 bis 45 bar,
vorzugsweise unter einem Druck von 20 bis 30 bar. In einer besonders bevorzugten
Weiterbildung wird ein unter 23 bis 26 bar stehendes Fertigblasmedium
verwendet.
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Die
Blasforminnenwand ist bei der Herstellung von wärmebeständigen Hohlkörpern zu
erwärmen,
um eine Teilkristallisation und damit eine Stabilisierung der herzustellenden
Behältnisse
zu erreichen. Um den Hohlkörper,
der durch den Schritt des Fertigblasens an der warmen Blasforminnenwand anliegt,
zu kühlen
und dadurch den unerwünschten Effekt
des Rückschrumpfens
bei der Entnahme zu vermeiden, wird in einem weiteren Schritt ein
Spül- bzw. Kühlmedium
mit einem Druck p3 aus einem Speicher in den Hohlkörper eingeleitet.
Die Einleitung des Kühlmediums
kann entweder über
die Glasdüse,
die am oberen Ende des herzustellenden Behälters sitzt, erfolgen oder über eine
hohle Reckstange eingebracht werden. Die hohle Reckstange kann auch
unten offen sein, und hat dann den Vorteil, dass ganz gezielt der
Boden des Behälters
gekühlt
werden kann. Dies ist besonders deshalb wichtig, weil – aufgrund
des Blasprozesses – im
Bodenbereich mehr Material vorhanden ist als beispielsweise im Hals- bzw.
Körperbereich.
Mehr Material bedeutet aber auch mehr gespeicherte Wärme, die
abtransportiert werden muss, um beim Entformen des Hohlkörpers Formstabilität zu gewährleisten.
Wird die Kühlluft über die
hohle Reckstange in den Hohlkörper
eingeleitet, so befinden sich in einer bevorzugten Ausführungsform
zusätzlich
zu der nach unten gerichteten Öffnung
seitlich einige Löcher
in der Reckstange, um ganz gezielt bestimmte Bereiche der Behälterinnenwand
kühlen
zu können.
Auch das Kühlmedium
kann verschiedenster Zusammensetzung und verschiedensten Zustands
sein. In einer bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich beim Kühlmedium
um das gleiche Medium wie beim Vor- und Fertigblasen. Es steht dabei
unter einem Druck p3 von 30 bis 45 bar, vorzugsweise 37 bis 45 bar.
Der Kühl-
bzw. Spülluftmedienspeicher
ist vorzugsweise auf die gleiche Art wie die anderen Speicher ausgebildet.
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Da
der Spülluftdruck
p3 größer ist
als der Druck der Fertigblasluft p2, hat die Spülluft bei diesem Prozess nicht
nur die Aufgabe, die Flasche zu kühlen, sondern auch die Konturen
des herzustellenden Hohlkörpers
vollständig
auszuprägen
(Ausprägphase).
Dadurch, dass das vollständigen
Ausprägen der
Kontur des herzustellenden Hohlkörpers
nun nicht mehr nur in der Fertigblasphase erledigt wird, kann die
Prozesszeit zum Fertigblasen ungefähr um den Anteil, der zum Ausprägen der
Kontur vorgesehen wäre,
gekürzt
werden. An dieser Stelle des Prozesses ist nur eine Verbindung von
einem Medienspeicher zum Hohlkörper
geöffnet,
nämlich
die zum Kühlmedienspeicher.
Aufgrund des Unterschieds von p2, der zu diesem Zeitpunkt in der
Flasche vorherrscht, und p3 kann nach dem Öffnen der Verbindung vom Spül- und Kühlluftmedienspeicher
zum Hohlkörper
das Kühlmedium
in diesen einströmen, allerdings
nur so lange, bis der Druck im Hohlkörper gleich dem Druck im Spül- und Kühlluftmedienspeicher
ist. Aufgrund dieser beschränkten
Einströmung des
Kühlmediums
in den Hohlkörper
ist die Kühlung desselben
zu diesem Zeitpunkt des Prozesses noch nicht abgeschlossen. Ist
der Druck im Hohlkörper gleich
dem Druck im Kühl-
und Spülmedienspeicher, so
wird dieser Zustand eine gewisse Zeit gehalten, um die angesprochene
Ausprägung
der Kontur der Flasche und die Kristallisation an der Behälterwand zu
unterstützen.
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Nach
dieser Ausprägphase
wird die Kühlung der
Flasche dadurch weitergeführt,
dass eine Verbindung von der Flasche zu einem Medienspeicher mit geringerem
Druck als der der Spülluft
hergestellt wird, während
die Verbindung von der Flasche zum Spül- und Kühlluftmedienspeicher geöffnet bleibt. Dadurch
strömt
Spülluft über die
Flasche in den Medienspeicher mit geringerem Druck und die Flasche wird
durch die Luftbewegung von innen gekühlt. Die Kühlluft nimmt dabei die Wärme auf
und transportiert diese in den Medienspeicher mit geringerem Druck. Im
Gegensatz zu den bekannten Prozessen wird also das Spülen der
Flasche beim erfindungsgemäßen Prozess
nicht gegen die Umgebung sondern gegen einen anderen Medienspeicher
durchgeführt.
Da in diesem bereits Überdruck
vorherrscht, verrin geit sich im Gegensatz zum Spülen gegen die Umgebung der Spülluftdurchfluss.
Dies wird durch eine Verlängerung
der Spülzeit
ausgeglichen. Dadurch, dass die Prozesszeit beim Fertigblasen verringert
wurde, braucht der gesamte Glasprozess trotz Verlängerung der
Spülzeit
nicht verlängert
zu werden.
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Der
Medienspeicher, gegen den gespült wird,
wird also über
die Flasche vom Spül-
und Kühlluftmedienspeicher
gespeist und braucht somit keine eigene Prozessluftversorgung mehr.
Dadurch dass die Spülluft
beim erfindungsgemäßen Prozess
dasjenige Medium mit dem höchsten
Druck ist, kann gegen jeden anderen Medienspeicher des Glasprozesses
gespült
werden. Da jedoch die vorherrschenden Drücke in den jeweiligen Medienspeichern
anders sind, müssen
aufgrund der unterschiedlichen Druckdifferenzen und der daraus resultierenden
unterschiedlichen Druckausgleichszeiten die Spül- beziehungsweise Kühlzeiten
angepasst und eingestellt werden.
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Am
Ende der Kühlphase
wird der beschriebene Spülluftdurchfluss
wieder gestoppt und die restliche, sich noch in der Flasche befindliche
Druckluft abgelassen, sodass in ihr im Wesentlichen Umgebungsbedingungen
vorherrschen. Das Ablassen dieser Restluft kann sowohl gegen die
Umgebung als auch gegen einen anderen Medienspeicher durchgeführt werden.
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Es
bestehen gemäß den Unteransprüchen verschiedene
Möglichkeiten,
die erfindungsgemäße Vorrichtung
weiter auszugestalten.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei mindestens einem Medium um Druckluft. In einer
bevorzugten Ausführungsform
wird die Art des Mediums bei keinem Prozessschritt verändert. Dadurch
ist es möglich,
die Medien zwischen den verschiedenen Speichern hin- und her zu
transferieren ohne dabei eine unerwünschte Mischung zu erreichen.
Lediglich die Drücke
müssen
auf einem im Wesentlichen konstanten Niveau gehalten werden.
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Bei
einer dieser vorteilhaften Weiterbildungen werden die Medienspeicher
mit Druckausgleichsvorrichtungen wie zum Beispiel Druckausgleichstanks
versehen, um den Druck in den Medienspeichern möglichst konstant zu halten.
Dies ist besonders zweckmäßig, da
Verbindungen zwischen Medienspeichern mit verschiedenen Druckniveaus hergestellt
werden, wobei die Soll-Drücke
in den Speichern möglichst
wenig verändert
werden sollen. Es sind verschiedene Druckausgleichsvorrichtungen denkbar,
die aber alle so konzipiert sein sollen, dass die Druckänderungen
in den Medienspeichern zehn Prozent des Soll-Wertes nicht übersteigen.
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Es
ist aber auch denkbar, anstelle der Druckausgleichsvorrichtungen
der Glasstation Drosselventile vorzuschalten, die den Druck, der
in diesem Fall immer etwas höher
zugeführt
werden muss, als er letztendlich für die jeweiligen Prozessschritte
gebraucht wird, reguliert.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das
Medium, das sich nach der Kühlphase
noch in der Flasche befindet, nicht gegen die Umgebung entlastet,
sondern in einen der vorhandenen Medienspeicher übergeben. Dadurch könnte zum
Beispiel der Steuerluftmedienspeicher gespeist werden. In einer
bevorzugten Weiterbildung handelt es sich bei dem Medienspeicher
nicht um einen bereits vorhandenen, sondern um einen weiteren, vierten
Medienspeicher, vorzugsweise um einen Niederdruckmedienspeicher.
Ein solcher Niederdruckmedienspeicher kann zum Beispiel das Druckluftnetz
einer Fabrik sein, über
das beispielsweise Druckluftpistolen gespeist werden. Durch eine
solche Übergabe
wird die Recyclingquote des Glasmediums weiter verbessert.
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Hinsichtlich
der Vorrichtung wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
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Danach
umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine konturierte Blasform, in der sich während des Blasvorgangs der
Vorformling bzw. die Flasche befindet, eine Reckstange, mit Hilfe
derer der Vorformling entlang seiner Längsachse gereckt wird und mindestens
drei Medienspeicher, in denen sich die Prozessmedien des Blasvorgangs
befinden. Dabei steht das Vorblasmedium unter einem Druck von 2
bis 20 bar, vorzugsweise 3 bis 10 bar. Das Fertigblasmedium steht
unter einem Druck von 15 bis 45 bar, vorzugsweise 23 bis 26 bar
und das Spülmedium steht
unter einem Druck von 30 bis 45 bar, vorzugsweise 37 bis 40 bar.
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Die
Unteransprüche
zeigen weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung. Vorzugsweise handelt
es sich bei der Maschine um eine Rotationsstreckblasmaschine. Es
ist aber auch denkbar, dieses Verfahren in einer anderen Streckblasmaschine oder
einem anderen Maschinentyp, wie zum Beispiel einer Extrusionsblasmaschine,
zu verwenden.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung wird als Prozessmedium mindestens
in einem Schritt Druckluft verwendet. Vorzugsweise wird Druckluft
bei jedem Prozessschritt verwendet. Es ist aber auch denkbar, beliebige
Medien in verschiedenen Aggregatszuständen zu verwenden. In einer
bevorzugten Weiterbildung existiert eine zentrale Luftzuführung zur
Maschine, die die Prozessluft vom stationären in den drehenden Teil der
Maschine übergibt.
Die Medienspeicher können
in verschiedenster Art und Weise ausgebildet sein. Es sind zum Beispiel
kugelförmige
oder quaderförmige
Medienspeicher denkbar. In einer bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei den Speichern um Kanäle, die im Wesentlichen einen
Ring bilden, der aus zwei abgeschlossenen Halbkreisen besteht. Dabei
haben die Halbkreise eine Querschnitt, der in etwa einem Rechteck
entspricht.
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Nach
einer anderen bevorzugten Weiterbildung sind an die Ringkanäle Druckausgleichsvorrichtungen
angeschlossen, um die Drücke
in den Kanälen
nahezu konstant zu halten. Konstanter Druck ist für die Qualität der hergestellten
Produkte äußerst wichtig.
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Nach
einer bevorzugten Weiterbildung wird die Spül- bzw. Kühlluft über eine hohle Reckstange in den
Hohlkörper
eingeführt.
Dabei sind in der Reckstange vorzugsweise sowohl am unteren Ende
als auch seitlich Löcher
angebracht, durch die Kühlluft gezielt
an bestimmte Stellen der Flascheninnenwand strömen kann.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Weiterbildung weist die Maschine sechs Ringkanalspeicher auf,
die die Medien zum Vor- und Fertigblasen, zum Kühlen des Hohlkörpers und
Steuern der Maschine und zum Steuern der Reckstange (auf und ab)
aufnehmen.
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Im
Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 schematische
Draufsicht auf ein Glasrad einer Rotationsstreckblasmaschine,
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2 schematische
Ansicht der Glasstation und der Prozessmedienversorgung,
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3 Prozesskurve
des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
durchführbaren
Verfahrens zur Herstellung wärmebeständiger Hohlkörper und
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4 Ventilschaltpunkte
beim erfindungsgemäßen Herstellungsprozess.
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Die
Vorrichtung nach 1 ist zum Herstellen von wärmebeständigen Hohlkörpern 7 aus
PET für
die Getränkeindustrie
in Form von Flaschen konzipiert. Sie umfasst im Wesentlichen eine
gewisse Anzahl von Glasstationen 2 in denen die Hohlkörper 7 in
eine Blasform 2a eingebettet und mit Überdruck beaufschlagt, und
somit zur Flasche geformt werden. Sie umfasst außerdem jeweils eine Hauptblasluftleitung 5a pro
Blasstation 2 die an einen Spül- und Kühlluftmedienspeicher 33 angeschlossen
ist. Im Inneren des Blasrades befinden sich Druckausgleichstanks 38 deren
Aufgabe es ist, die Druckniveaus der Medienspeicher 31–36 möglichst
konstant zu halten. Die Medienspeicher 31–36 sind
bei der Vorrichtung nach 1 als Ringkanäle ausgebildet.
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Anhand
der 2–4 lässt sich
der Prozessablauf der vorliegenden konkreten Ausführungsform
der Erfindung wie folgt beschreiben: Es existiert eine zentrale
Prozessmedienversorgung 5, die das unter Anwendungsdruck
stehende Prozessmedium vom stationären Teil über den Drehverteiler 70 in
den drehenden Teil der Maschine bringt. Hier wird für jeden
Teilprozess Druckluft verwendet, die bei der Einbringung in den
drehenden Teil der Maschine unter einem Druck von 40 bar steht.
Diese Luft wird in den Spül-
und Kühlluftmedienspeicher 33 eingeschleust, bis
dieser gefüllt
ist. Von der zentralen Prozessmedienversorgung 5 existiert
eine Verbindung 5b zum Fertigblasmedienspeicher 31,
die durch ein automatisches Sperrventil 57 gesteuert wird.
Wenn im Betrieb der Maschine der Druck im Fertigblasmedienspeicher 31 um
ca. zehn Prozent seines Sollwertes sinkt, öffnet sich das automatische
Sperrventil 57 und der Fertigblasmedienspeicher 31 wird über die
Verbindung 5b von der Prozessmedienversorgung 5 so lange
gespeist, bis der Druck im Fertigblasmedienspeicher 31 wieder
höchstens
zehn Prozent unter dem Sollwert liegt. Dieser Fall tritt zum Beispiel
beim Anfahren der Maschine ein, wenn noch keine Überdrücke in den Medienspeichern 31–36 aufgebaut sind.
Dadurch wird der Fertigblasmedienspeicher 31 schon vor
dem fertigenden Betrieb mit Prozessluft versorgt. Über die
automatischen Sperrventile 58, 59a, 59b und
die Verbindung 5g, 5h und 5i werden durch
den Fertigblasmedienspeicher 31 der Steuerluftmedienspeicher 34,
der „Recken
auf" Medienspeicher 35 und
der „Recken
ab" Medienspeicher 36 mit Druckluft
versorgt. Das automatische Sperrventil 58 ist dabei auf
einen Wert von ca. 10 bar eingestellt, um im Steuerluftmedienspeicher
diesen Druck einstellen zu können.
Der „Recken
auf" Medienspeicher 35 und der „Recken
ab" Medienspeicher 36 sind
mit Prozessluft gefüllt,
die unter einem Druck von ca. 6 bar steht. Deshalb brauchen die
automatischen Sperrventile 59a und 59b nur auf
ca. 6 bar eingestellt werden. Auch der Vorblasmedienspeicher 32,
der die Prozessluft zum Vorblasen liefert, wird über das automatische Sperrventil 56 und
die Verbindung 5e gespeist. Da der Vorblasdruck ungefähr 5 bar
beträgt, ist
auch das automatische Sperrventil 56 ungefähr auf diesen
Druck eingestellt.
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2 zeigt
außerdem
die Glasstation 2. Diese besteht aus dem Ventilblock 50,
der Blasdüse 60, der
Blasform 2a und der hohlen Reckstange 6. Der Ventilblock 60 seinerseits
besteht aus den Ventilen 51–55, die den Zu- beziehungsweise
Abfluss der Prozessluft steuern. Die Blasdüse 60 sitzt auf dem
Hohlkörper 7 auf
und steht mit dem Ventilblock 50 über die Verbindungen 5d und 5k in
Verbindung. Die hohle Reckstange 6, die beim Betrieb der
Maschine in die geschlossenen Form 2a und den zu blasenden
Hohlkörper 7 gefahren
wird, steht über
die Hauptblasluftleitung 5a mit dem Spül- und Kühlluftmedienspeicher 33 in
Verbindung.
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Sind
die Medienspeicher 31–36 alle
gefüllt, so
kann mit dem eigentlichen Herstellungsprozess der Hohlkörper 7 begonnen
werden.
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Zuerst
wird der zu blasende Hohlkörper 7 in die
Form 2a eingeführt,
die dann geschlossen wird. Nachdem die Blasdüse 60 auf dem Hohlkörper 7 aufsitzt,
kann die Hohle Reckstange 6 in diesen von oben eindringen,
um diesen der Länge
nach zu dehnen. Alsbald wird das Ventil 51 im Ventilblock 50 geöffnet (s. 3,
Punkt 81), um unter einem Druck von ca. 5 bar stehende
Vorblasluft über
die Verbindung 5f und 5d in die Zuführung 61 der
Blasdüse 60 und
somit in den Hohlkörper 7 zu
leiten. Dieser dehnt sich nun auch radial in Richtung der Blasformwand
aus. Ist das Vorblasen beendet, so schließt das Ventil 51 wieder
und das Fertigblasventil 52 wird geöffnet (s. 3,
Punkt 82). Dadurch strömt
die unter einem Druck von ca. 30 bar stehende Fertigblasluft vom Fertigblasmedienspeicher 31 über die
Verbindung 5c, 5d und die Luftführung 61 der
Blasdüse 60 in
den Hohlkörper 7.
Ist der Druck in dem nun fast fertigen Hohlkörper 7 aufgebaut,
so ist die Fertigblasphase beendet, und das Fertigblasventil 52 wird
wieder geschlossen. Zu diesem Prozesszeitpunkt hat der Hohlkörper zwar
im Wesentlichen schon seine endgültige Außenform
erreicht, die Konturen sind aber noch nicht vollständig ausgeprägt. Dazu
dient die Ausprägphase,
die mit dem öffnen
(s. 3, Punkt 83) des Spül- und Kühlluftventils 53 beginnt.
Dadurch strömt
die unter ei nem Druck von ca. 40 bar stehende, kalte Spülluft vom
Spül- und
Kühlluftmedienspeicher 33 über die
Verbindung 5a und die hohle Reckstange 6 in den
Hohlkörper 7.
Nachdem sich der Druck im Hohlkörper 7 aufgebaut
hat (s. 3, Punkt 83a), wird
er noch einige Zeit auf diesem Niveau gehalten, um ihn vollständig auszuprägen. Durch
den Temperaturunterschied der Spülluft
zur Flascheninnenwand erwärmt
sich die Spülluft
etwas und die Flascheninnenwand wird kühler. Würde man den Hohlkörper 7 aber
schon zu diesem Zeitpunkt aus der Blasform 2a nehmen, so
wäre er
aufgrund seiner noch enthaltenden Restwärme sehr instabil. Aus diesem
Grund muss er weiter gekühlt
werden. Dazu öffnet
(s. 3, Punkt 83b) man das – bei noch
immer offenem Spül-
und Kühlluftventil 53 – das Fertigblasventil 52 erneut.
Dadurch kann die sich im Hohlkörper 7 befindliche,
etwas erwärmte
Spülluft über die
Luftführung 61 in
der Blasdüse 60 und
die Verbindung 5d und 5c zurück in den Fertigblasmedienspeicher 31 strömen. Auch
dieser Zustand wird einige Zeit gehalten, um einerseits die notwendige
Luftzirkulation im Hohlkörper 7 zu
dessen Kühlung
zu erzeugen und andererseits, um den Fertigblasmedienspeicher 31 mit
Prozessluft zu versorgen, damit genügend Druckluft für den nächsten Glasschritt
zur Verfügung
steht. Bei diesem Prozessschritt stellt sich aufgrund des Druckausgleichs
ein Druck von ca. 30 bar im Hohlkörper 7 ein (s. 3,
Punkt 83c). Ist diese Kühl-
und Spülphase,
die gleichzeitig als Luftrecyclingphase dient, beendet, so werden
das Fertigblasventil 52 und das Spül- und Kühlluftventil 53 geschlossen,
während
zeitgleich das Entlastungsventil 55 geöffnet (s. 3,
Punkt 84) wird, sodass die sich im Hohlkörper 7 befindliche
Prozessluft über
die Luftführung 62 der Blasdüse 60,
die Verbindung 5k und die Verbindung 51 in den
Schalldämpfer 65 strömen kann
(Entlastungsphase). Dadurch herrschen im Hohlkörper 7 nach dem Öffnen des
Entlastungsventils 55 im Wesentlichen Umgebungsbedingungen.
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Die
Entlastung nach der Spül-
und Kühl-
bzw. Recyclingphase kann aber nicht nur gegen den Schalldämpfer 65 sondern
auch gegen den Arbeitsluftmedienspeicher 37 durchgeführt werden.
Dazu wird zeitgleich mit dem Schließen des Fertigblasventils 52 und
Spül- und
Kühlluftventils 53 das
Arbeitsluftventil 54 geöffnet
(s. 3, Punkt 84), sodass die unter einem
Druck von ca. 30 bar stehende Luft im Hohlkörper 7 über die
Luftführung 62 in
der Blasdüse 60 und
der Verbindung 5k und 5m in den Arbeitsluftmedienspeicher 37 strömen kann.
Von dort aus ist es möglich,
die Luft über
die Verbindung 5n und den Drehverteiler 70 vom
drehenden Teil der Maschine in einen stationären Teil einzuleiten, um damit
andere, in der Umgebung der Maschine stattfindenden Prozesse mit
Prozessluft zu versorgen. In der dargestellten Ausführungsform
befindet sich der Arbeitsluftmedienspeicher 37 im drehenden Teil
der Maschine. Es ist aber genauso möglich, diesen im stationären Teil oder
sogar außerhalb
der Maschine anzubringen. In diesem Fall würde die Luft in der Entlastungsphase über die
Verbindung 5m bzw. 5n sofort in den Drehverteiler 70 der
Maschine, und damit in den stationären Teil, geleitet.
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Wird
die Prozessluft, wie soeben beschrieben, nicht sofort über den
Schalldämpfer 65 entlastet, sondern
wird sie über
den Arbeitsluftmedienspeicher 37 aus der Maschine geleitet,
so geschieht dies nur bis zu dem Druckniveau, das im Arbeitsluftmedienspeicher 37 vorherrscht,
statt. Die restliche sich im Hohlkörper 7 befindliche
Luft wird nicht wiedergewonnen, sondern über die Luftführung 62 in
der Glasdüse 60,
die Verbindungen 5k und 51 und über den Schalldämpfer 65 ins
Freie geleitet. Dazu wird, nachdem sich die Drücke im Hohlkörper 7 und
im Arbeitsluftmedienspeicher 37 angepasst haben, das Arbeitsluftventil 54 geschlossen
und das Entlastungsventil 55 geöffnet.
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Um
den Prozessluftdurchfluss zu erhöhen und
damit auch die Leistungsfähigkeit
der Maschine, können
die Ventile im Ventilblock 50 verschieden ausgestaltet
sein. Entweder es wird der maximal mögliche Luftdurchsatz durch
ein Ventil erhöht,
indem der Querschnitt vergrößert wird,
oder es werden mehrere Ventile an einen Schaltpunkt gesetzt. So könnten zum
Beispiel beim Entlasten anstatt des einen Entlastungsventils 55 zwei
Entlastungsventile 55 und 55' verwendet werden.
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3 und 4 stellen
eine Prozesskurve, die den Glasdruck in bar bezüglich der Maschinenposition
in Grad zeigt, und ein Schaltbild der Ventile 51–55' bezüglich der
Maschinenposition in Grad, dar.
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Zu
Beginn des Prozesses (Maschinenposition 0°) sind das Vorblasventil 51,
das Fertigblasventil 52 und das Spül- und Kühlluftventil 53 geschlossen, das
Entlastungsventil 55 und 55' sind geöffnet. Nach einer gewissen
Zeit t wird der Vorgang des Vorblasens durch Öffnen des Vorblasventils 51 gestartet (Maschinenposition
54°). Dadurch
wird Vorblasluft mit ca. 5 bar vom Vorblasmedienspeicher 32 in
den Hohlkörper 7 transferiert.
Mehr oder minder zeitgleich werden auch die Entlastungsventile 55 und 55' geschlossen.
Nachdem der Vorblasvorgang beendet ist, schließt sich das Vorblasventil 51 wieder
und das Fertigblasventil 52 öffnet sich (Maschinenposition 64°). Nach dem
Schließen
des Fertigblasventils 52 wird das Spül- und Kühlluftventil 53 geöffnet (Maschinenposition
100°).
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Ist
der Hohlkörper 7 fertig
ausgeprägt,
wird das Fertigblasventil 52 nochmals geöffnet (s. 3, Punkt 83b),
wodurch nun Druckluft vom Spül-
und Kühlluftmedienspeicher 33 über die
Glasstation 2 in den Fertigblasmedienspeicher 31 strömen kann
(Maschinenposition 197°).
Zu diesem Zeitpunkt des Prozesses sind also das Fertigblasventil 52 und
das Spül- und Kühlluftventil 53 geöffnet. Ist
die fertiggeblasene Flasche ausreichend gekühlt, werden das Fertigblasventil 52 und
das Spül-
und Kühlluftventils 53 geschlossen
sowie die Entlastungsventile 55 und 55' geöffnet (s. 3,
Punkt 84), wodurch die sich in der Flasche befindliche
und mit ca. 30 bar beaufschlagte Druckluft über die Entlastungsventile 55, 55' und den Schalldämpfer 65 in
die Umgebung entweicht, damit im Hohlkörper 7 im Wesentlichen
Umgebungsbedingungen herrschen (Maschinenposition 292°). Die restliche
Prozesszeit (68° der
Maschinendrehung) bis wieder ein neuer, noch zu blasender Hohlkörper 7 in
die Blasform 2a eingeführt
wird, wird zur Entlastung der fertiggeblasenen Flasche und zum Öffnen der
Blasform 2a benötigt.