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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen. Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Dabei werden so genannte Kunststoffvorformlinge zunächst erwärmt und anschließend innerhalb einer Blasform zu den Kunststoffbehältnissen geblasen. Diese Blasform weist dabei im Stand der Technik üblicherweise zwei Seitenteile auf, sowie auch ein Bodenteil, welche gemeinsam einen Hohlraum abschließen, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge beispielsweise mittels Druckluft expandiert werden. Um die Blasform zu öffnen und zu schließen, werden üblicherweise die Seitenteile auseinander bzw. zusammengeklappt und zuvor das Bodenteil der Blasform auf die Seitenteile zugestellt. Derzeit sind bei aus dem Stand der Technik bekannten Blasformmaschinen die Bodenteile fest mit der Linearführung eines Ansteuermoduls verbunden.
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Im Stand der Technik kann sich der gesamte Formträger durch die Krafteinwirkung während des Blasprozesses verformen, wodurch sich die Längsachse des Formträgers gegenüber der Längsachse der Bodenaufnahme verschiebt. Zur Kompensation dieser Bewegung wurde bereits ein Biegeelement in der Bodenaufnahme konstruiert. Dadurch ergab sich eine verbesserte Elastizität, allerdings sind die auf die Bodenformhalterung wirkenden Kräfte scheinbar immer noch zu hoch, was wiederum zu Verformungen und infolgedessen zum Ausfall von Linearführungen führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, derartige Ausfälle, welche sich durch die genannte Krafteinwirkung auf den Formträger und die damit einhergehenden Verformungen ergeben, zu verringern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruches erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Umformungsstation zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen weist ein erstes Seitenteil und ein zweites Seitenteil auf, welche jeweils zum Halten von Blasformteilen einer Blasform dienen. Dabei bildet diese Blasform in einem geschlossenen Zustand einen Hohlraum aus, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu Kunststoffbehältnissen, insbesondere durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium (und insbesondere gasförmigen Medium), umformbar sind. Weiterhin sind die Seitenteile relativ zueinander und bezüglich wenigstens einer vorgegebenen Schwenkachse schwenkbar, insbesondere um die Blasform zu öffnen und zu schließen. Weiterhin weist die Umformungsstation einen Bodenträger auf, der zum Halten eines Bodenteils der Blasform dient, wobei auch dieses Bodenteil den Hohlraum der Blasform begrenzt.
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Erfindungsgemäß weist der Bodenträger eine Halteeinrichtung zum Halten des Bodenteils der Blasform auf und diese Halteeinrichtung weist ein elastisches Element auf, welches eine Aufnahme des Bodenteils an den Bodenträger mit einem vorgegebenen Aufnahmespiel ermöglicht.
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Unter einer Aufnahme mit einem Aufnahmespiel wird dabei verstanden, dass das Bodenteil zwar an dem Träger aufgenommen ist, aber ein gewisses (mechanisches) Bewegungsspiel und/oder eine Bewegungsmöglichkeit des Bodenteils gegenüber dem Träger besteht. Dieses Spiel wird dabei bevorzugt gerade durch das elastische Element erreicht. Bevorzugt kann das Bodenteil federnd an dem Träger aufgenommen sein und insbesondere ohne äußere Kräfte in eine Ruhestellung zurückkehren. Bevorzugt ist dabei dieses Spiel wenigstens in Längsrichtung und/oder in einer zu der Längsrichtung senkrecht stehenden Richtung gegeben. Damit wird auch im Rahmen dieser Gebrauchsmusteranmeldung unter einem Spiel insbesondere ein Bewegungsfreiraum mechanischer Teile verstanden.
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Bevorzugt ist dabei das Spiel in einem Bereich von höchstens 5 mm (d.h. es ist eine Verschiebung von +–0,5 cm gegenüber einer Ruhestellung möglich), bevorzugt von höchstens 1 cm, bevorzugt von höchstens 0,5 cm. Bevorzugt ist das Spiel in einem Bereich von mindestens 0,1 mm (d.h. es ist eine Verschiebung von +–0,05 cm gegenüber einer Ruhestellung möglich), bevorzugt von mindestens 0,1 cm, bevorzugt von mindestens 0,2 cm, bevorzugt von mindestens 0,4 cm.
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Dies bedeutet insbesondere, dass das elastische Element eine Möglichkeit bietet, um zumindest eine geringfügige Verschiebung des Bodenteils gegenüber einem Bodenteilträger zu ermöglichen, wobei diese Verschiebung insbesondere unter einer Krafteinwirkung auftritt und bei Fehlen einer einwirkenden Kraft das Bodenteil gegenüber diesem Träger wieder in die Ausgangslage zurückkehrt.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung einen Zustellmechanismus auf, der das Bodenteil insbesondere in einer Längsrichtung der zu expandierenden Kunststoffvorformlinge auf die Seitenteile zustellt und/oder in dieser Längsrichtung von den Seitenteilen entfernt. Diese Bewegungen dienen dabei insbesondere zum Öffnen und Schließen der Blasform.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Station eine Beaufschlagungseinrichtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge mit einem fließfähigen und insbesondere einem gasförmigen Medium beaufschlagt. Diese Beaufschlagungseinrichtung kann dabei beispielsweise eine Blasdüse sein, welche an eine Mündung der Kunststoffvorformlinge anlegbar ist, um die Kunststoffvorformlinge so mit Blasluft zu beaufschlagen bzw. mittels Blasluft zu expandieren. Vorteilhaft ist dabei auch eine Zustelleinrichtung vorgesehen, welche im Rahmen eines Umformungsprozesses diese Beaufschlagungseinrichtung auf die Kunststoffvorformlinge zustellt. Daneben ist bevorzugt auch eine Ventilanordnung vorgesehen, welche die Zuführung der Blasluft an die Kunststoffvorformlinge steuert.
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Vorteilhaft sind das erste Seitenteil und das zweite Seitenteil bezüglich einer gemeinsamen Schwenkachse schwenkbar. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Blasformteile mittels Blasformträgerschalen an dem jeweiligen Seitenteil angeordnet. Das Seitenteil fungiert damit als Blasformträgerteil.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Verriegelungsmechanismus auf, welcher die Seitenteile in einem geschlossenen Zustand der Blasform miteinander verriegelt. Dieser Verriegelungsmechanismus kann dabei beispielsweise verschiebbare oder bezüglich einer Schwenkachse verschwenkbare Elemente aufweisen, die zum Verriegeln der Blasform bzw. der Seitenteile ineinander greifen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Bodenteil der Blasform Eingriffsmittel auf, welche in einem geschlossenen Zustand mit weiteren Eingriffsmitteln der Seitenteile der Blasform zusammenwirken bzw. diese hintergreifen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Bodenträger in einer Längsrichtung des Kunststoffvorformlings auf den Kunststoffvorformling zu bewegbar. Bei dieser Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge handelt es sich dabei üblicherweise auch um eine Symmetrieachse, welche sich von einer Mündung des Kunststoffvorformlings in Richtung dessen Boden erstreckt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Bodenteil federnd und/oder mit (Bewegungs)Spiel in der zu der Längsrichtung des Kunststoffvorformlings senkrecht stehenden Richtung an dem Bodenträger anordenbar. Auf diese Weise können bei einer Zustellung des Bodenteils auf die Seitenteile zu verformende Kräfte aufgenommen werden. Bevorzugt ist das elastische Element derart gestaltet, dass es in der zu der Längsrichtung des Kunststoffvorformlings senkrecht stehenden Richtung (im Folgenden auch als radiale Richtung bezeichnet) ein wesentlich größeres Spiel als in der Längsrichtung aufweist. Bevorzugt ist das (mechanische) Spiel in der radialen Richtung mindestens doppelt so groß wie das Spiel in der Längsrichtung, bevorzugt mindestens dreimal so groß und besonders bevorzugt mindestens viermal so groß. Allgemein besteht bevorzugt dieses Spiel in einer Ebene, die zu der Längsrichtung des Kunststoffvorformlings und/oder zu der Zustellrichtung des Bodenteils auf den Kunststoffvorformling bzw. die Seitenteile zu senkrecht steht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Bodenträger und/oder die Halteeinrichtung ein Tragelement auf, an dem das Bodenteil angeordnet werden kann und dieses Tragelement ist mechanisch mit dem elastischen Element gekoppelt. So kann beispielsweise als Tragelement eine Bodenplatte vorgesehen sein, an welcher das Bodenteil der Blasform befestigt werden kann. Vorteilhaft kann dabei das Bodenteil der Blasform lösbar bzw. demontierbar an diesem Tragelement befestigt werden. Auf diese Weise ist eine Umstellung auf unterschiedliche Blasformen möglich. Das elastische Element ermöglicht damit eine federnde beziehungsweise spielbehaftete Lagerung des Bodenteils gegenüber einem Bodenträger, an dem wiederum ebenfalls das elastische Element angeordnet sein kann. Unter einer federnden Lagerung kann hier auch verstanden werden, dass das Bodenteil beispielsweise nur mit Spiel im Millimeterbereich angeordnet ist oder sogar in Dimensionen, welche unterhalb eines Millimeters liegen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Bodenträger ein Metallelement auf, an dem das elastische Element angeordnet ist. Bei diesem Metallelement kann es sich einerseits um das oben erwähnte Tragelement handeln, es kann jedoch auch ein weiteres Metallelement vorgesehen sein, welches beispielsweise an der gegenüberliegenden Seite des elastischen Elements angeordnet ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Halteeinrichtung bzw. der Bodenträger zwei Metallelemente auf und das elastische Element ist in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge zwischen diesen Metallelementen angeordnet. Bevorzugt wird auf das Element ein Spiel des Trageelements, an dem das Bodenteil angeordnet ist, gegenüber dem anderen Metallelement, welches an einen Hauptträger angeordnet ist ermöglicht.
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Die Erfindung schlägt daher eine elastische und insbesondere eine Elastomerlagerung für die Bodenform der Blasstation vor. Dabei kann beispielsweise ein kombiniertes Gummi-Metall-Element zur Aufnahme der Bodenform eingesetzt werden. So können beispielsweise zwei Metallteile mit dem elastischen Teil bzw. dem Elastomer verbunden, beispielsweise vulkanisiert, werden. Auf diese Weise ergibt sich eine elastische Aufnahme für die Bodenform. Bevorzugt ist dabei diese Lagerung so ausgelegt, dass sich einerseits eine hohe axiale Steifigkeit bei andererseits geringer radialer Steifigkeit ergibt. Bevorzugt ermöglicht daher das elastische Element insbesondere auch eine Federung des Bodenteils senkrecht zu einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge. Auf diese Weise können beim Öffnen und Schließen derartige auftretende Radialkräfte abgefedert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bildet eines der beiden oben genannten Metallelemente ein Tragelement aus, an dem das Bodenteil angeordnet werden kann.
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Vorteilhaft ist das elastische Element an dem Tragelement, welches zum Tragen der Blasform dient, insbesondere unmittelbar, angeordnet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das elastische Element an dem Tragelement anvulkanisiert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das elastische Element an beiden Metallelementen anvulkanisiert. Durch diese Vorgehensweise kann eine besonders stabile und dauerhafte Verbindung zwischen den Metallelementen und dem elastischen Element erreicht werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das elastische Element aus einem Elastomer hergestellt. Bevorzugt ist dabei dieses Elastomer aus einer Gruppe von Elastomeren ausgebildet, welche Naturkautschuk (NR), Chloroprenkautschuk (CR) und/oder Acrylnitrylbutadienkautschuk enthält. Vorteilhaft ist das Elastomer aus einem Gummimaterial hergestellt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das elastische Element scheibenartig ausgeführt. Vorteilhaft ist dabei dieses scheibenartige Element sandwichartig zwischen den beiden weiteren Metallelementen angeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das elastische Element in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge eine Dicke auf, die größer ist als 0,3 cm, bevorzugt größer als 0,4 cm und besonders bevorzugt größer als 0,5 cm.
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Weiterhin weist bevorzugt das elastische Element in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge eine Dicke auf, welche kleiner ist als 15 cm, bevorzugt kleiner als 12 cm und besonders bevorzugt kleiner als 10 cm.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das Tragelement und gegebenenfalls weitere Elemente der Lagerung aus einem Metall hergestellt, welches aus einer Gruppe von Metallen ausgewählt ist, welche Aluminium, Aluminiumguss oder Stahl enthält.
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Bevorzugt weist die oben beschriebene Umformungsstation eine mechanisch wirkende Zustelleinrichtung und insbesondere eine Führungskurve auf, um das Bodenteil auf die Seitenteile und/oder den Kunststoffvorformling zuzustellen. So kann beispielsweise an jeder einzelnen Umformungsstation eine entsprechende Führungskurve angeordnet sein.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen gerichtet. Dabei werden Kunststoffvorformlinge in eine Blasform eingebracht, wobei diese Blasform durch eine Schwenkbewegung von wenigstens zwei Seitenteilen und eine Zustellbewegung eines Bodenteils in Richtung der Seitenteile geschlossen wird. Vorteilhaft wird dabei das Bodenteil gegenüber einem Bodenteilträger federnd und /oder mit (mechanischem) Spiel gelagert. Vorteilhaft wird das Bodenteil dabei insbesondere senkrecht seiner Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge bzw. einer radialen Richtung federnd gelagert. Vorteilhaft wird das Bodenteil bezüglich der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge steifer gelagert als in der besagten radialen bzw. Querrichtung.
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Bevorzugt wird weiterhin für den Umformungsvorgang eine Umformungsstation der oben beschriebenen Art verwendet.
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Die Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen und insbesondere Kunststoffflaschen gerichtet. Diese Vorrichtung weist dabei bevorzugt einen bewegbaren und insbesondere einen drehbaren Träger auf, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen der oben beschriebenen Art angeordnet ist.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
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Darin zeigen:
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1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Umformungsstation;
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2 eine Detaildarstellung der in 1 gezeigten Umformungsstation ohne die Seitenteile;
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3 eine detaillierte Darstellung des Bodenträgers; und
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4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen.
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1 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Umformungsstation 1. Diese Umformungsstation 1 weist dabei ein erstes Seitenteil 6 sowie ein zweites Seitenteil 8 bzw. ein erstes Seitenträgerteil 6 und ein zweites Seitenträgerteil 8 auf. Diese beiden Seitenteile 6, 8 sind dabei bezüglich einer gemeinsamen Schwenkachse S zum Öffnen und Schließen einer (nicht im Detail gezeigten) Blasform schwenkbar. Das Bezugszeichen 18 zeigt ein entsprechendes Seitenteil der Blasform. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet einen Hohlraum, der durch die Blasform in dem in 1 gezeigten geschlossenen Zustand gebildet wird.
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Das Bezugszeichen 32 kennzeichnet ein Verriegelungselement, welches in einem geschlossenen Zustand der Blasform zu deren Verriegelung dient. Das Bezugszeichen 40 kennzeichnet in seiner Gesamtheit einen Bodenträger, der zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) Bodenteils der Blasform dient.
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Das Bezugszeichen 52 kennzeichnet einen Ventilblock und das Bezugszeichen 54 eine Blasdüse, welche an die Mündung der Kunststoffvorformlinge angesetzt werden kann, um diese zu expandieren.
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2 zeigt eine Detaildarstellung der in 1 gezeigten Umformungsstation ohne die Seitenteile. Das Bezugszeichen 70 kennzeichnet einen Hauptträger, an dem der Bodenträger 40 angeordnet ist. Dabei ist ein Bodenträgerelement 44 vorgesehen, an dem wiederum das Bodenteil der (nicht gezeigten) Blasform befestigt werden kann. Aus diesem Zweck können Eingriffsmittel, wie etwa Nuten, vorgesehen sein, welche von entsprechenden Vorsprüngen, die an dem Bodenteil der Blasform angeordnet sind, hintergriffen werden können. So könnte beispielsweise das Bodenteil der Blasform durch einen bajonettartigen Verschluss an dem Bodenträgerelement 44 angeordnet werden. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet das elastische Element, welches zur federnden und/oder mit Spiel versehenen Lagerung des Bodenträgerelements 44 dient. Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet ein weiteres Metallelement bzw. eine Metallplatte, an der ebenfalls das elastische Element 42 angeordnet ist.
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Die drei Elemente 42, 44, 46 bilden bevorzugt eine Einheit, die in ihrer Gesamtheit von dem Hauptträger 70 demontierbar oder an diesem Hauptträger 70 montierbar ist. Besonders bevorzugt bilden diese drei Elemente 42, 44, 46 eine nicht trennbare (d.h. insbesondere nicht ohne zumindest teilweise Zerstörung trennbare) Einheit.
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Das Bezugszeichen 60 kennzeichnet in seiner Gesamtheit einen Zustellmechanismus, um im Betrieb das Bodenteil bzw. den Bodenträger in der Längsrichtung L auf die Kunststoffvorformlinge bzw. die Seitenteile zuzustellen. Dabei kann eine Führungsnut 66 vorgesehen sein, der gegenüber ein Zustellelement, wie etwa Führungsrolle, abrollen kann. Auf diese Weise wird eine Bewegung des Bodenteils erreicht. Das Bezugszeichen 64 kennzeichnet eine Führungseinrichtung der gegenüber ein Schlitten 62, an dem wiederum Metallelemente 46 und 44 und damit mittelbar auch das elastische Element 42 angeordnet sind, bewegt werden können.
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3 zeigt eine detaillierte Darstellung des Bodenträgers. Dabei sind wiederum die beiden Metallelemente 44 und 46 sowie das zwischen diesen angeordnete elastische Element 42 dargestellt. Auch ist besser die Nut 52 erkennbar, die in dem Metallelement 44 angeordnet ist. Das elastische Element 42 ermöglicht ein Spiel des Bodenträgerelements 44 gegenüber der Metallplatte 46 in der radialen Richtung R bzw. allgemein in einer Ebene der Längsrichtung und/oder in einer Ebene, die zu der Längsrichtung L der Kunststoffvorformlinge senkrecht steht.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Umformen von Kunststoffvorformlingen 10 zu Kunststoffbehältnissen 20. Diese Vorrichtung weist einen drehbaren Träger 102 auf, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen 1 angeordnet ist. Diesen Umformungsstationen werden Kunststoffvorformlinge 10 zugeführt und diese Kunststoffvorformlinge werden durch die Beaufschlagung mit Druckluft zu den Kunststoffbehältnissen, insbesondere Kunststoffflaschen expandiert. Die einzelnen Umformungsstationen 1 weisen jeweils Blasformseitenteile 16, 18 sowie auch ein Bodenteil 19 auf.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Umformungsstation
- 6, 8
- Seiten(träger)teile
- 7
- Hohlraum
- 10
- Kunststoffvorformling
- 16, 18
- Seitenteil des Blasform
- 19
- Bodenteil der Blasform
- 20
- Kunststoffbehältnis
- 32
- Verriegelungselement
- 40
- Bodenträger
- 42
- elastisches Element
- 44
- Bodenträgerelement
- 46
- weiteres Metallelement
- 52
- Ventilblock
- 54
- Blasdüse
- 62
- Schlitten
- 64
- Führungseinrichtung
- 70
- Hauptträger
- 100
- Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen
- 102
- Träger
- L
- Längsrichtung
- R
- radiale Richtung
- S
- Schwenkachse
