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Maschine zur Herstellung geblasener Kunststoff-Hohlkörper
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung geblasener Kunststoff-Hohlkörper
mit einem Maschinenbett, mit einer Abgabevorrichtung für einen Vorformling, insbesondere
zur Abgabe über einen Extruderkopf, mit einer Blasformschließeinheit zur Aufnahme
der Formhälften einer in einer vertikalen Ebene geteilten Blasform an je einem Blasformträger,
wobei die Blasformschließeinheit zwischen einer oberen, unterhalb der Abgabevorrichtung
befindlichen Vorformling-Übergabeposition und einer unteren, gegenüber der Übergabeposition
abgesenkten Blasposition bewegbar ist, mit mindestens einem für den Blasvorgang
in die Blasöffnung#der in der Blasposition befindlichen Blasform einführbarren Blasdorn
und mit einer Nachbehandlungsvorrichtung für den geblasenen Hohlkörper Die Produktionskapazität
derartiger Maschinen ist zwa? zunächst von der maximalen Arbeitsgeschwindigkeit
der Maschine abhängig, doch läßt sich diese Geschwindigkeit praktisch meist gar
nicht ausnützen, weil der ausgeformte, aus der Blasform-Schließeinheit kommende
Hohlkörper -zumindest in der Boden- und Halspartie - noch so plastisch
und
deshalb noch so verformbar ist, daß eine direkt anschließende Nachbehandlung des
Hohlkörpers, z.B. Entgratung und Dichtheitsprüfung, in positionierter Stellung nicht
möglich ist. Dabei wird unter "positionierter Stellung" eine genau definierte, von
allen aufeinanderfolgend produzierten Hohlkörpern präzise eingenommene Stellung
verstanden, die allein es ermöglic#ht, daß die mit dem Hohlkörper zusammenwirkenden
Werkzeuge mit hoher Genauigkeit auf die Hohlkörper einwirken. Aus diesen Gründen
muß bei bekannten Maschinen eine Verlangsamung des Produktionsablaufs vorgenommen
werden, damit die Hohlkörper für die Nachbehandlung ausreichend abkühlen um bei
der Nachbehandlung Deformationen und damit Ausschuß zu vermeiden.
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Es liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, trotz einer relativ
langsamen Bewegung des teilweise noch plastischen Hohlkörpers aus der Form die Wirtschaftlichkeit
einer derartigen Maschine zu erhöhen, wobei vor allem eine Verringerung der Verlustzeiten,
der Zykluszeit insgesamt, insbesondere der Standzeit der Blasform-Schließeinheit,
und des Energiebedarfs angestrebt wird.
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Diese Aufgabe soll dabei nach Möglichkeit derart gelöst werden, daß
die Maschine einfach bedienbar und bei Bedarf schnell umrüstbar ist, daß die Investitionen
in Bezug auf
Antriebsmittel und den Regelungs- und Steuerungsaufwand
gering gehalten werden können, und daß zudem eine exakte Produktion mit gleichbleibender
Qualität erzielbar ist.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß ein taktweise
angetriebener Drehteller mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Aufnahmen
für die geblasenen Hohlkörper besitzt und durch einen Taktantrieb zwischen einer
in der Teilebene der Blasformschließeinheit angeordneten Übernahmeposition und mehreren
Folgestationen, darunter mindestens einer Nachbehandlungss tation, bewegbar ist,
daß der Blasdorn von einem Blasdornschlitten getragen wird, der horizontal in der
Teilebene der Blasformschließeinheit zwischen der Blasposition und der Übernahmeposition
beweglich und in der Blasposition im Maschinenbett indexierbar ist, und daß die
Blasformschließeinheit horizontale Führungen für die Blasformträger nur an der vom
Blasdornschlitten abgewandten Seite besitzt.
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Damit ergibt sich die Möglichkeit, nach dem Öffnen der Blasform die
Schließeinheit sofort wieder in die Vorformling-Übergabeposition zu überführen,
selbst wenn sich der Blasdorn mit dem daran befindlichen Hohlkörper noch nicht bzw.
noch nicht vollständig aus der Blasposition entfernt hat. Da zwar im Takt der Übernahme
des Vorformlings durch die Schließeinheit, aber ohne die Notwendigkeit rascher Beschleunigung,
die Übergabe des geblasenen Hohlkörpers an den Drehteller erfolgt, der zur Erzielung
einer ausreichenden zusätzliche Nachkühlung des Hohlkörpers auf dem Drehteller mit
einer angemessenen Zahl von
Aufnahmen für dieeHohlkörper versehen
werden kann, wird eine maximale Ausnützung der Produktionskapazität bei hoher Wirtschaftlichkeit
einerseits und hoher Präzision und damit geringem Ausschuß andererseits ermöglicht,
weil sowohl ein schonender Transport des zumindest teilweise noch plastischen Hohlkörpers,
als auch eine zuverlässige Abkühlung auf dem Drehteller während einer ausreichenden
Anzahl von Taktschritten bis zur Nachbehandlungsstation möglich ist.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Bewegung der
Blasformschließeinheit, des Blasdornschlittens und des Drehtellers über einen geschlossenen,
kombinierten Kurventrieb zwangläufig von einer gemeinsamen Antriebseinheit abgeleitet
ist.
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Damit wird sichergestellt, daß trotz hoher Arbeitsgeschwindigkeiten
in Teilbereichen der Maschine alle Bewegungsabläufe in stets gleichbleibender Synchronisation
ablaufen, und daß insbesondere sich zeitlich überlappende Bewegungen zur Verkürzung
der Zykluszeit möglich sind, weil es nicht mehr erforderlich ist, das Ende einer
bestimmten Bewegung abzuwarten, bevor eine weitere Bewegung mit Sicherheit vor Kollisionen
eingeleitet werden kann.
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Noch eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung ist es, daß die
Blasformschließeinheit in senkrechter Richtung über eine hydropneumatische Gewichtsausgleichsvorrichtung
abgestützt ist.
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Durch diese Gewichtsausgleichsvorrichtung, wie auch durch den Antrieb
über den kombinierten Kurventrieb, dessen Kurvenverlauf mathematisch so festlegbar
ist, daß die auftretenden Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte trotz kurzer Bewegungszeiten
einen stoß- und schwingungsfreien Bewegungsablauf zulassen, und der allein wegen
der rollenden Reibung zwischen den Kurven und den ihnen zugeordneten Laufrollen,
insbesondere aber beim Betrieb im Ölbad einen außerordentlich geringen Verschleiß
aufweist,ergibt sich eine beachtliche Reduzierung des Energieaufwands im Vergleich
zu bisher bekannten Maschinen, sowie eine Reduzierung der erforderlichen Investitionen
für Antriebsmittel und Regelungs- und Steuerungseinrichtungen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung.
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In der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
der Erfindung wird diese anhand der Herstellung extrusions-geblasener Kunststoff-Flaschen
näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Grundriß der Maschine insgesamt
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Maschine in Richtung des Pfeils II in
Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Ansicht in Richtung des Pfeils III in Fig. 1 auf
die in Blasposition befindliche, geschlossene Blasformschließeinheit mit dem Schließmechanismus,
Fig.
4 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht der Gewichtsausgleichsvorrichtung
für die Blasformschließeinheit gesehen in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, wobei
zum besseren Verständnis die Gasflasche in die Zeichnungsebene versetzt ist, Fig.
5 eine der Fig. 2 ähnliche Seitenansicht mit schematischer Darstellung des Kurventriebs
für die Hubbewegung der Blasformschließeinheit, die horizontale Translationsbewegung
des Blasdornschlittens und die schrittweise Bewegung des Drehtisches mit dem als
Kraftquelle dienenden Motor und Nockenscheiben zur Kontaktgabe für zusätzliche Steuerbefehle,
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht auf den Betätigungsmechanismus für eine Hohlkörperaufnahme
am Drehtisch, Fig. 7 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den in Fig. 6 dargestellten
Betätigungsmechanismus, Fig. 8 eine Einzelheit zur Darstellung in Fig. 7, Fig. 9
einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 7, Fig. 10 eine schematische Teilansicht
des Laufkranzes des Betätigungsmechanismus nach den Fig. 6 und 7, teilweise geschnitten
nach der Linie X-X in Fig. 11, Fig. 11 eine Ansicht in Richtung des Pfeils XI in
Fig. 10, Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Stützvorrichtung für die Hohlkörper
während des Transports durch den Blasdornschlitten,
Fig. 13 eine
graphische Darstellung der Bewegungsabläufe und der Schaltvorgänge während einer
Umdrehung der Hauptantriebswelle und Fig. 14 eine schematische Darstellung der möglichen
Ausgestaltung der mit einer innenliegenden Hubkurve versetlenen Scheibe zur Steuerung
der Vertikalbewegung der Blasformschließeinheit.
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Die dargestellte, auf einem Maschinenbett 20 angeordnete Blasmaschine
besteht im wesentlichen aus drei miteinander gekoppelten Einheiten, und zwar einer
vertikal auf und ab bewegbaren Blasformschließeinheit 10, einem um eine vertikale
Achse drehbaren, schrittweise antreibbaren Drehteller 12 mit mehreren gleichmäßig
über seinen Umfang verteilten, zweiteiligen Formmasken 14 als Aufnahmen für die
geblasenen Hohlkörper zur weiteren Auskühlung und zur Nachbehandlung, z.B. zum Entgraten
und zur Dichtheitsprüfung usw., sowie einem zwischen der Blasformschließeinheit
10 und dem Drehteller 12 horizontal hin und her bewegbaren Blasdornschlitten 16,
der gleichzeitig dem Transport der geblasenen, flaschenförmigen Hohlkörper aus der
Blasforrschließeinheit 10 zum Drehteller 12 dient. Zur Erzeugung der an die Blasformschließeinheit
zu übergebenden Vorformlinge
dient ein nur durch seinen Extruderkopf
22 dargestellter Extruder unter dessen Extruderkopf 22 die Blasformschließeinheit
10 angeordnet ist.
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Die eine zweiteilige Blasform 24 tragende Blasformschließeinheit 10
ist mit zwei horizontal gegeneinander beweglichen Formträgern 26a und 26b versehen,
deren jeder eine Hälfte der Blasform 24 aufnimmt. Die Blasformträger 26a und 26b
werden beweglich von einer Führungskonsole 28 getragen, die über eine Vertikalführung
30 auf und ab beweglich gelagert ist, wobei diese Bewegung in später noch erläuterter
Weise von einem Kurventrieb abgeleitet wird. Zur Entlastung des Kurventriebs und
zur Einsparung von Energie ist die Führungskonsole 28 über eine hydropneumatische
Gewichtsausgleichsvorrichtung 32 abgestützt.
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Diese Gewichtsausgleichsvorrichtung 32 umfaßt einen in einem Zylinder
34 beweglichen Kolben 36, der über eine Kolbenstange 38 mit der Führungskonsole
28 verbunden ist und der sich nach unten auf eine Druckölfüllung 40 abstützt, die
über eine am unteren Ende des Zylinders 34 angeschlossene Verbindungsleitung 42
mit einem Druckspeicher 44 in Verbindung steht, in dessen oberem Bereich, von der
Druckölfüllung 40 durch z.B. einen Kolben 46 getrennt, ein Gaspolster 48 angeordnet
ist, das aus einer Druckgasflasche 50 ergänzt werden kann. Die Trennfläche zwischen
dem Gaspolster 48 und der Druckölfüllung 40 ist wesentlich größer als die Flache
des Kolbens 36, so daß bei einer Vertikalbewegung der Blasformschließeinheit 10
der Druck des Gaspolsters 48 nicht wesentlich verändert wird und damit das Gewicht
der Blasformschließeinheit 10
während der Vertikalbewegung sehr
weitgehend ausgeglichen werden kann.
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In der Führungskonsole 28 sind zwei vertikal übereinander angeordnete,
horizontal verlaufende Führungsholme 52 und 54 verschieblich gelagert, die mit dem
Formträger 26a verbunden sind und auf denen der Formträger 26b verschieblich gelagert
ist. Hierzu ist jeder Formträger 26a und 26b an seiner vom Blasdornschlitten 16
abgewandten Seite mit jeweils einem oberen Führungslager 56a bzw. 56b und zwei im
Abstand voneinander angeordneten unteren Führungslagern 58a und 60a bzw. 58b und
60 b versehen, wobei sich zur stabilen Abstützung der beiden Formträger 26a und
26b die einander zugewandten unteren Führungslager 60a bzw 60b gegenseitig so weit
übergreifen, daß sie einen der Öffnungsbewegung der Form 24 entsprechenden Abstand
voneinander aufweisen.
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Durch diese Führungsanordnung ergibt sich der später noch näher erläuterte
Vorteil, daß die Blasformschließeinheit nach der Öffnung der Blasform 24 gegen den
Extruderkopf 22 angehoben werden kann, wenn sich der Blasdornschlitten 16 noch nicht
aus dem Bereich der Blasformschließeinheit 10 entfernt hat.
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Zur Betätigung der Blasformschließeinheit 10 dient ein durch zwei
Lenker 62a bzw. 62b kniehebelartig auf die Blasformträger 26a und 26b einwirkender
Hydraulikzylinder 64, der' über Steuernocken auf der Welle des später noch erläuterten
Kurventriebs ansteuerbar ist.
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In der in Fig. 1 mit E gekennzeichneten Formteilebene der Blasform
24 ist beweglich ein Blasdorn 66 angeordnet, und zwar in einer Vertikalführung 68
am Blasdornschlitten 16. Durch einen auf dem Blasdornschlitten 16 angeordneten,
durch ein Strömungsmittel betätigbaren Zylinder 70, der wieder über einen mit dem
Kurventrieb in Verbindung stehenden Steuernocken ansteuerbar ist, wird ein Winkelhebel
72 betätigt, der seinerseits über einen Schlitz 74 mit einem Zapfen 76 am Blasdorn
66 in Eingriff steht, um entsprechend dem vom Steuernocken gegebenen Befehl den
Blasdorn zu heben oder zu senken. Das Steuerventil für die Blasluft wird ebenfalls
über einen solchen Steuernocken gesteuert.
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Der Blasdornschlitten 16 ist auf zwei zur Formteilebene E parallelen,
vorzugsweise horizontalen Führungsholmen 78a und 78b verschieblich gelagert, wobei
seine Bewegung in noch zu beschreibender Weise vom Kurventrieb abgeleitet wird.
In der Blasposition greift ein am Blasdornschlitten 16 angebrachter Indexbolzen
80 in eine ihm zugeordnete Indexbohrung 81 am Maschinenbett 20 ein, um den Blasdorn
66 präzise gegenüber der Blasform 24 festzulegen.
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In seiner von der Blasposition abgewandten anderen Endstellung ist
der Blasdornschlitten 16 derart gegenüber dem Drehteller 12 positioniert,# daß sich
der Blasdorn 66 in der Teilebene einer Formmaske 14 befindet, die in der sog. Übernahmeposition
des Drehtisches 12 verweilt.
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Es wird nun zunächst der Produktionsablauf bis zur Übergabe eines
Hohlkörpers an den Drehteller 12 beschrieben.
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Die Blaformschließeinheit 10 befindet sich während der Ausformung
und Abkühlung der Kunststoff-Flasche in der untersten Stellung, der Blasposition,
wobei die Blasform 24 geschlossen und der Blesdorn 66 noch in der Halsöffnung der
zu erzeugenden Flasche angeordnet ist.
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Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit für die Abkühlung der Flasche im
Inneren der Blasform 24 erfolgt in dieser Blasdornposition die Schnellentlüftung
des Hohlkörpers über den Blasdorn 66 durch Betätigung eines Ventils, das über einen
Steuernocken des Kurventriebs angesteuert wird.
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Anschließend wird sofort die Blasformschließeinheit 10 geöffnet, wobei
der geblasene, flaschenförmige Hhlkörper mit seinem Flaschenhals noch am Schaft
des Blasdorns 66 hängt.
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Sofort nach der Öffnung der Blasformschließeinheit 10 bewegt sich
diese zwangläufig vom Kurventrieb betätigt in ihre obere Endlage, die Schlauchübergabeposition,
unter den kontinuierlich einen Kunststoffschlauch extrudierenden Extruderkopf 22,
um durch Schließen der Blasformschließeinheit den mittlerweile produzierten Vorformling
in Gestalt eines Schlauchstücks zu übernehmen, welches dann in üblicher Weise durch
ein Schlagmesser oder eine glühende Schneide abgetrennt wird.
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Nach der Schlauchtrennung wird die Blasformschließeinheit mit der
geschlossenen Blasform 24 wieder vertikal in die Blasposition überführt, aus deren
Bereich inzwischen der den Hohlkörper tragende Blasdorn 66 herausbewegt wurde.
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Nach der Öffnung der Blasform 24 in der Blasposition hat sich der
Blasdornschlitten 16 zum Drehteller 12 hin in Bewegung gesetzt, wobei diese Bewegung
ohne allzuhohe Beschleunigung eingeleitet werden kann, weil wegen der einseitigen
Führung der Blasformträger 26a und 26b die Blasformschließeinheit 10 unabhängig
von der augenblicklichen Position des Blasdornschlittens 16 nach oben bewegt werden
kann, sobald die Blasform 24 geöffnet ist.
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Die horizontale Bewegung des Blasdornschlittens 16 endet in der dem
Drehteller 12 zugeordneten Übernahmeposition, in der sich die in dieser Übernahmeposition
befindliche, zunächst geöffnete Formmaske 14 um den Hohlkörper schließt, dessen
Mantelfläche bis dahin erkaltet und damit ohne Deformation erfaßbar ist. Nun wird
der Blasdornschaft durch Betätigung des Zylinders 70 aus dem Flaschenhals nach oben
herausbewegt und ansshließend wieder in die Blasposition über die inzwischen in
diese Blasposition abgesenkte Blasformschließeinheit 10 bewegt, wobei diese horizontale
Bewegung nun ohne Rücksicht auf den geblasenen Hohlkörper wesentlich rascher ablaufen
kann. Nach dem Eingriff des Indexbolzens 80 in die Indexbohrung 81 wird durch erneute
Betätigung des Zylinders 70 der Blasdorn 66 vertikal nach unten in die Mündung des
von der Blasform 24 eingequetschten Schlauchstücks eingeschossen und der Blasvorgang
eingeleitet.
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In dieser Stellung verharrt die Blasformschließeinheit in#Abhängigkeit
von einem einstellbaren Zeitglied nur solange, bis die Flasche in der Blasform 24
soweit abgekühlt ist, daß nach dem Öffnen der Blasform 24 ein Transport der am Blasdorn
66 hängenden Flasche zum Drehteller 12 hin ohne Deformationsgefahr möglich ist.
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Bei Einwegflaschen mit normaler Wandstärke aus den in der Praxis bekannten
'Bverblasbarenee Thermoplasten und unter Zugrundelegung einer guten Formkühlung
darf als minimale Kühlzeit 4 - 5 Sekunden angesetzt werden.
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Nach der Übernahme der geblasenen Flasche vom Blasdorn 66 in eine
Formmaske 14 bewegt sich der Drehteller 12 0 um einen Taktschritt, z.B. um 60 bei
sechs gleichmäßig über den Umfang des Drehtellers 12 angeordneten Formmasken 14.
In dieser Stellung verharrt der Drehtisch 12, bis die nachfolgende, in die Übernahmeposition
gewanderte Formmaske wieder einen geblasenen Hohlkörper übernommen hat, worauf sich
ein weiterer Taktschritt anschließt.
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Die sich aus dem Taktschritt und der zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Taktenschritten befindlichen Stillstandsphase des Drehtischs 12 zusammenselzende
Taktdauer entspricht genau einer Zyklusdauer der Blasformschließeinheit 10. Die
Zykluszeit für eine Einwegflasche aus Hart-PVC setzt sich beispielsweise aus der
sog. Nebenzeit (ca. 2,5 Sekunden) und der absolut erforderlichen Kühlzeit in der
Blasform 24 (ca. 4,5 Sekunden) zusammen, was für diesen Hohlkörper eine Zyklus zeit
von ca. 7 Sekunden ergibt.
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r Die Zahl der Taktschritte über den Drehteller-Umfang, d.h. die
Zahl der Formmasken, sollte jedoch aus Kostengründen nicht größer sein als unbedingt
erforderlich für das zusätzliche Abkühlen der Hohlkörper vor dem Entgraten, eine
Dichtheitsprüfung und die Abgabe der Flaschen. Praktisch wird man Drehteller mit
5 oder maximal 6 Formmasken verwenden.
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Bei fünf Formmasken 14 auf dem Drehteller, was einem Taktwinkel von
720 entspricht, wird sich folgende Verteilung der Stillstandspositionen, d.h. der
Arbeitsstellungen des Drehtellers 12 ergeben: Station a: Übernahmeposition zur Übernahme
der Flaschen vom Blasdorn 66, Station b: zusätzliche Nachkühlung, Station c: zusätzliche
Nachkühlung, Station d: Entgratung mit anschließender Dichtheitsprüfung, Station
e: Abgabe der Flaschen mit Aussonderung möglicherweise defekter Flaschen.
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Dabei erhält der Hohlkörper eine zusätzliche Nachkühlung, deren Dauer
der doppelten Zykluszeit entspricht, wobei der sich in der Umgebungsluft befindliche
Hohlkörper, falls erforderlich, in der noch plastischen Boden- und Halspartie noch
zusätzlich angeblasen werden kann. Der Hohlkörper erfährt dabei eine so intensive
Auskühlung, daß er problemlos entgratet und auf Dichtileit geprüft werden kann.
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Man erreicht dadurch gegenüber herkömmlichen Blasmaschinen eine Steigerung
des Ausstoßes um 25 bis 30 %, weil nunmehr eine solche Produktionsgeschwindigkeit
der Blasformschließeinheit
gewählt werden kann, die nur eine Formstabilität
der geblasenen Flasche im Rumpf voraussetzt und trotzdem eine positionierte Weitergabe
der Flasche zu den Nachbearbeitungspo sitionen ermöglicht Wie sich aus dem später
noch näher erläuterten Bewegungsdiagramm ergibt, ist die Transportzeit für die am
Blasdorn 66 hängende Flasche so dessen, daß die auftretenden Massenkräfte keine
Deformation im Bereich des Flaschenhalses bewirken können.
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Wie bereits mehrfach erwähnt wurde, wird die Vertikalbewegung der
Blasformschließeinheit 10, die horizontale Transportbewegung des Blasdornschlittens
16 und die Taktbewegung des Drehtellers 12 im Zwanglauf von einem Kurventrieb abgeleitet,
der nachfolgend erläutert wird.
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Diesem geschlossenen, kombinierten Kurventrieb ist ein Motor 82 als
Antriebsquelle zugeordnet, und zwar ein drehzahlregelbarer Gleichstrommotor mit
Thyristorsteuerung, der mit konstantem Drehmoment über einen Schneckentrieb die
Hauptantriebswelle 84 des Kurventriebs antreibt. Ein positioniertes Stillsetzen
des ganzen Kurventriebs wird durch eine an sich bekannte, nicht näher dargestellte
Kupplungs-Brems-Kombination ermöglicht.
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Während eines Zyklus der Blasformschließeinheit 10 führt die Hauptantriebswelle
84 eine Umdrehung um weniger als 0 360 aus. Die verbleibende Ergänzung des Drehwinkels
auf 0 360 steht nur zum Abgriff verschiedener Steuerbewegungen bzw. -befehle von
auf der Hauptantriebswelle angeordneten, später noch beschriebenen Steuernocken
zur Verfügung
Mit der Hauptantriebswelle 84 drehfest verbunden
ist eine Scheibe 86 mit innenliegender Hubkurve 88. Auf der Hubkurve 88 läuft spielfrei
eine Rolle 90, die durch eine Hebelübersetzung 92 den Vertikal-Hub der Blasformschließeinheit
10 bewirkt.
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Ebenfalls drehfest ist mit der Hauptantriebswelle 84 eine Kurvenwalze
94 verbunden, der ein Mitnehmerstern 96 zugeordnet ist, der auf einer quer zur Hauptantriebswelle
84 verlaufenden Achse sitzt, an seinem Umfang in die Kurven der Kurvenwalze 94 eingreifende
Mitnehmerrollen 98 trägt und mit einem Schwinghebel 100 verbunden ist, der als einarmiger
Hebel ausgebildet und an seinem freien Ende mit dem Blasdornschlitten 16 verbunden
ist, wobei die Länge des Hebels ein Vielfaches des Radius der Umlaufbahn der Mitnehmerrollen
98 beträgt. Durch die Kurven der Kurvenwalze 94 erfährt der Schwinghebel 100 eine
hin und her gehende Bewegung, die den Vor- und Rücklauf des Blasdornschlittens 16
während eines Zyklus bewirkt.
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Während die Achse des Mitnehmersterns 96 horizontal verläuft, ist
die Achse eines weiteren Mitnehmersterns 102 vertikal angeordnet und stellt die
Drehachse des Drehtellers 12 dar. Diesem Mitnehmerstern 102 ist ebenfalls eine drehfest
mit der Hauptantriebswelle 84 verbundene Kurvenwalze 104 zugeordnet, die derart
ausgebildet ist, daß während jedes Zyklus der Drehteller 12 um einen Taktschritt
weiterbewegt wird.
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Vorzugsweise läuft der Kurventrieb im Ölbad.
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Auf der Hauptantriebswelle 84 sind eine Anzahl von Steuernocken bzw.
Kurvenscheiben 106 angeordnet, die zur direkten Betätigung oder zur elektrischen
Auslösung weiterer Vorgänge in Abhängigkeit von dem durch die Hauptantriebswelle
84 gesteuerten Zyklus dienen. Diese Nocken bzw. Kurvenscheiben können auch auf einer
mit der Hauptantriebswelle 84 gekuppelt.l Hilfswelle angeordnet sein Elektrisch
betätigt wird beispielsweise die Abschaltung und Bremsung des Getriebemotors 82,
die Steuerung des Hydraulikzylinders 70 für die Blasdornbewegung in vertikaler Richtung,
der Beginn des Blasvorgangs und der Beginn des Schnellentlüftens Über eine Schaltkurve
wird die nachfolgend noch erläuterte Verschiebung einer Segmentplatte in der Übernahmeposition
des Drehtellers bewirkt, um das Schließen der Formmaske 14 auszulösen.
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Die Formmasken 14 sind, wie deutlich aus Fig 7 zu entnehmen ist, als
schnell auswechselbare Elemente ausgebildet, wobei die beiden Hälften 14a und 14b
der Masken über Positionierungsstifte 110 an Maskenträgernll2a bzw. 112b befestigbar
sind. Die Maskenträger 112a und 112b werde in ähnlicher Weise wie die Formträger
26a und 26b nur einseitig über mindestens zwei horizontale Führungen 114 geführt
(Fig. 6 ). Die beiden Maskenträger 112a und 112b werden unter Vorspannung geschlossen
gehalten, wozu beispielsweise die obere Führung (Fig. 6 ) teleskopartig
ausgebildet
und im Inneren der Führung mit Druckfedern 116 versehen ist. In die Führungshülsen
118 greifen durch Schlitze mit den Maskenträgern 112a bzw. 112b verbundene Arme
120. Zwischen die Arme 120 und die Enden der Führungshülsen 118 sind Druckfedern
116 derart eingespannt, daß sie bestrebt sind, die Maskenträger 112a und 112b einander
anzunähern.
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In der Maskenteilungsebene ist in halber Höhe der Maskenträger 112a
und 112b an einem die Führungshülsen 118 tragenden, mit dem Drehteller 12 verbundenen
Stützarm 122 eine zweiarmige Schwinge 124 gelagert, deren in Bezug auf den Drehpunkt
125 der Schwinge 124 einander diametral gegenüberliegende Enden 124a und 124b in
schlitzförmige Kulissenführungen 132a bzw. 132b an jedem Maskenträger 112a bzw.
112b derart eingreifen, daß durch eine Schwenkbewegung der Schwinge 124 in Fig.
6 im Uhrzeigersinn die Maskenträger 112a und 112b entgegen der Wirkung der Druckfedern
116 aus ihrer geschlossenen in ihre geöffnete Stellung bewegt werden.
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Um diese Schwenkbewegung der Schwinge 124 zu veranlassen, wirkt mit
einer an der Schwinge 124 angeordneten Druckplatte 127 das freie Ende 129 eines
Hebels 126 zusammen, der um eine horizontale Achse 131 etwa in einer vertikalen
Radialebene des Drehtellers 12 verschwenkbar am Drehteller 12 gelagert ist. Auf
der dem freien Ende 129 des Hebels 126 zugewandten Seite der Achse 131 greift am
Hebel 126 ein am Drehteller in etwa radialer Richtung horizontal verschieblich gelagerter
Stößel 133 an, der an seinem dem
Zentrum des Drehtellers 12 zugewandten
Ende eine um eine vertikale Achse drehbar gelagerte Rolle 128 trägt.
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Die Rolle 128 liegt unter der über die Schwinge 124, den Hebel 126
und den Stößel 133 übertragenen Wirkung der Druckfedern 116 an einer vertikalen
Lauffläche 130 am Umfang einer ortsfest gelagerten, im wesentlichen kreisförmigen
Führungssuliiene 135 an. Der Radius der Lauffläche 130 vergrößert sich kurz vor
der Station e in welcher die Flaschen abgegeben werden, über eine Übergangskurve
136, so daß die Lauffläche 130 einen Abschnitt 134 mit geringerem und einen Abschnitt
138 mit größerem Radius aufweist. Beide Abschnitte 134 und 138 verlaufen längs einer
Kreislinie.
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Beim Auflaufen der Rolle 128 auf den Abschnitt 138 mit größerem Radius
wird der Stößel 133 in Bezug auf den Drehteller 12 radial nach außen verschoben,
verschwenkt dadurch den Hebel 126 und dieser verschwenkt seinerseits die Schwinge
124 in Fig. 6 im Uhrzeigersinn, wodurch die Maskenträger 112a und 112b entgegen
der Wirkung der Druckfedern 116 auseinanderbewegt werden, so daß der von der Formmaske
14 getragene Hohlkörper freigegeben wird.
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Von der Station e bis zur Station a, in welcher die <~eblasenen
Hohlkörper vom Blasdorn 66 übernommen werden, muß die Formmaske 14 geöffnet bleiben.
Damit die Formmaske 14 in der Station a zunächst geöffnet bleibt, dann aber ohne
Drehbewegung des Drehtellers 12 in die geschlossene Stellung überführt werden kann,
um den
Hohlkörper zu erfassen und die Entfernung des Blasdorns
66 aus dem Hohlkörper zu ermöglichen, wird derjenige Bereich des Abschnitts 138,
auf welchem die Rolle 128 in der Station a aufliegt, durch einen plattenförmigen
Schieber 140 gebildet, der in einem Schlitz 141 der Führungsschiene 135 radial und
horizontal beweglich angeordnet ist. Der Schieber 140 wird durch eine Druckfeder
139 radial nach außen gegen einen Anschlag 142 an der Führungsschiene 135 gedrückt,
wobei in dieser Stellung der Abschnitt 138 in die Außenfläche des Schiebers 140
übergeht. In dieser Position wird der Schieber 140 durch eine nicht gezeigte, federbelastete
Sperrklinke festgehalten, deren Auslösung in Abhängigkeit von einem der erwähnten,
auf der Hauptantriebswelle 84 sitzenden Kurvenscheiben 106 erfolgt.
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Die Auslösung der Sperrklinke erfolgt, sobald der Blasdorn 66 einen
Hohlkörper in die Übergabeposition innerhalb der geöffneten Formmaske 14 bewegt
hat. Unter der Wirkung der Druckfedern 116, deren auf den Stößel 133 einwirkende
Kraft größer ist als die Kraft der den Schieber 140 stützenden Druckfeder 139, wird
der Schieber 140 radial einwärts bewegt und die Formmaske 14 in der Station a wird
geschlossen. Anschließend setzt sich der Drehteller 12 in Bewegung und die Rolle
128 der aus der Station a auswandernden Formmaske 14 läuft auf den Abschnitt 134
der Führungskurve 135. Der nun wieder entlastete Schieber 140 wird unter der Wirkung
der Druckfeder 139 wieder gegen den Anschlag 142 geschoben und in dieser Position
durch die erwähnte Sperrklinke festgehalten.
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Bei Flaschen, welche durch einen Stanzvorgang entgratet werden müssen,
werden die Formmasken 14 als Matrizen ausgebildet, deren Formgebung so gewählt ist,
daß in der Entgratstation ein direktes Durchfahren des Entgratstempels durch die
Formmaske möglich ist Dadurch wird für ein Abstanzen des Abfalls auch nur die Zeit
für das Vor- und Zurückbewegen des Stanzmessers oder des Entgratstempels benötigt.
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In der gleichen Station kann nach dem Entgraten noch während der Stillstandsphase
die Dichtheitsprüfung erfolgen, dergestalt, daß der ortsfest über der Flasche angeordnete,
in seiner Höhe verstellbare Prüfstempel vertikal abwärts bewegt wird und sich auf
den Flaschenhals aufsetzt, diesen dabei abstützt und durch den heruntergehenden
Prüfstempel die Formmaske gering geöffnet wird, wozu ein Keil 144 benutzt werden
kann, der zwischen die Arme 120 eingeschoben wird (Fig. 8).
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Diese Bewegungen erfolgen mechanisch durch einen vertikal geführten,
parallel zum Prüfstempel angeordneten Hebeln der mit dem Prüfstempel in Verbindung
steht, wobei zugleich ein Abstützorgan unter den Boden der zu prüfenden Flasche
bewegt werden kann.
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Zur Verbesserung der Haftung des Flaschenhalses am Schaft des Blasdorns
66 kann der Blasdornschaft mit einer erhabenen Wulst versehen werden, so daß während
des Transportes der teilweise noch plastischen Flasche aus der Blasform 24 zur Formmaske
14 außer der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Blasdornschaft und Flaschenhals
auch eine formschlüssige Verbindung besteht. Da die Formmaske 14 um die Flasche
geschlossen wird, bevor der Blasdorn 66 aus dem Flaschenhals herausbewegt wird,
wird das Lösen des Blasdorns 66 aus dem Flaschenhals nicht behindert.
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Bei Flaschen mit Überquetschung am Flaschenhals kann der Blasdorn
66 auch mit einem zur Blasdornachse parallelen, profilierten Stift versehen werden,
der insbesondere bei asymmetrischen Flaschen mit außerhalb der Blasdornachse liegendem
Schwerpunkt eine zusätzliche Halterung bewirkt.
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Schließlich kann am Blasdornschlitten 16 eine Stützvorrichtung für
das untere Flaschenende vorgesehen werden, die beim Transport der geblasenen Flasche
von der Blasform 24 zur Formmaske 14 die Flasche an einer oder mehreren Stellen
abstützt. Diese Stützvorrichtung ist in Fig. 12 dargestellt und insgesamt mit 146
bezeichnet.
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Sie besteht aus einem Element 148 in Form eines zweiarmigen Hebels,
der- um eine horizontale Achse 150 verschwenkbar an einem Arm 152 gelagert ist,
der seinerseits fest mit dem Blasdornschlitten 16 verbunden ist.
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Auf der vom Blasdorn 66 abgewandten Seite ist das Element 148 mit
einem Gewicht 154 versehen, welches bestrebt ist, die dem Blasdorn 66 zugewandte
Seite des Elements 148 nach oben und damit gegen den am Blasdorn 66 haftenden Hohlkörper
156 zu verschwenken.
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Dieser mit dem Hohlkörper 156 zusammenwirkende Arm des Elements 148
ist mit 148a bezeichnet, während der das Gewicht 154 tragende Arm mit 148b bezeichnet
ist.
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Der Arm 148a trägt beispielsweise zwei Abstützzungen 158a und 158b,
die der Form des geblasenen Hohlkörpers angepaßt sind und die sich unter dem Einfluß
des Gewichtes 154 an dem am Blasdorn 66 befindlichen Hohlkörper 156 anlegen.
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Um das Einfahren des Blasdornschlittens 16 in die über der geschiossenen
Blasform 24 befindliche Blasposition zu ermöglichen, ohne daß die Stützvorrichtung
146 gegen die geschlossene Blasform 24 fährt, ist am Element 148 ein Ablenkbügel
160 ausgebildet, der die Stützzungen 158 unter die Blasform 24 verschwenkt und erst
beim Öffnen der Blasform die Annäherung der Stützzungen 158 an den Hohlkörper unter
dem Einfluß des Gewichtes 154 ermöglicht. Außerdem läuft der Ablenkbügel 160 gegen
eine nicht dargestellte Kurve an, kurz bevor sich der Blasdorn 66 der Station a
nähert, damit das Element 148 gegen die Wirkung des Gewichtes 154 verschwenkt wird
und die Abstützzungen 158 beim Schließen der Formmaske 14 nicht eingeklemmt werden.
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Wie bereits oben erwähnt wurde, führt die Hauptantriebswelle 84 während
eines Zyklus der Blasformschließeinheit 0 10 eine Umdrehung um 360 aus. Anschließend
wird die Hauptantriebswelle 84 durch eine Kupplungs-Brems-Kombination stillgesetzt,
wobei die Stillstandszeit bis zu einer erneuten Umdrehung der Hauptantriebswelle
84 um 3600 durch ein einstellbares Zeitglied bestimmt wird, dessen Einstellung je
nach Material, Form und Wandstärke des zu erzeugenden Hohlkörpers vorgenommen wird.
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Die einer einzigen Umdrehung entsprechende Laufzeit der Antriebswelle
ist in Fig. 13 dargestellt. Bezogen auf diese Laufzeit der Hauptantriebswelle 84
sind die vom Kurventrieb abhängigen Bewegungen der Blasformschließeinheit 10, des
Blasformschlittens 16 und des Drehtellers 12 über der Laufzeit der Hauptantriebswelle
84 und die durch Antriebszylinder bewirkte Öffnungs- und Schließbewegung der Blasform
24 und die Vertikalbewegung des Blasdorns 66 unter der Laufzeit der Hauptantriebswelle
84 dargestellt. Der Zyklus der dargestellten Bewegungen beginnt bei der Zeit 0,welche
jedoch-einen gewissen zeitlichen Abstand vom Beginn der Drehbewegung der Hauptantriebswelle
84 aufweist, d.h. die als erste Bewegung dargestellte Öffnungsbewegung der Blasform
24 beginnt erst, nachdem die Hauptantriebswelle bereits einen gewissen Drehwinkel
durchlaufen hat. Dadurch wird es möglich, daß einige der auf der Hauptantriebswelle
84 angeordneten Kurvenscheiben 106 Schaltvorgänge
auslösen, wie
beispielsweise die Schnellentlüftung des Hohlkörpers über den Blasdorn 66. In gleicher
Weise ist aus Fig. 13 ersichtlich, daß der Bewegungszyklus mit dem Senken des Blasdorns
66 bzw. dessen Einfahren in die Blasstellung endet, daß aber die Hauptantriebswelle
84 zu diesem Zeitpunkt il5-e Drehbewegung um 3600 noch nicht ganz vollendet hat,
so daß auch nach der Beendigung des Bewegungszyklus über die auf der Hauptantriebswelle
84 angeordneten Kurvenscheiben noch Vorgänge gesteuert werden können, wie beispielsweise
das Entgraten und die Dichtheitsprüfung des in der Station d befindlichen Hohlkörpers.
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Die Fig. 14 zeigt lediglich beispielsweise anhand der Scheibe 86 mit
innenliegender Hubkurve 88 für die Steuerung der Vertikalbewegung der Blasformschließeinheit
10, in welcher Weise eine derartige Kurve ausgebildet sein kann, um neben der Heb-
und Senkbewegung noch jeweils ausreichende Stillstandszeiten vorzusehen.
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Die beispielsweise in Fig. 14 gezeigte Hubkurve besitzt einen konzentrischeng
kreisförmigen Abschnitt über den Winkelbereich 0t , mit großem Radius, welcher,
wie aus Fig. 5 deutlicher ersichtlich ist, der angehobenen Position der Blasformschließeinheit
entspricht. Außer dem besitzt die Hubkurve einen ebenfalls konzentrischen Sektor
3 mit wesentlich geringerem Radius, dessen Lage nach einer Drehung um 1800 gegenüber
der aus Fig. 14 ersichtlichen Lage in Fig. 5 in unterbrochenen Linien dargestellt
ist.
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Dieser Sektor ß entspricht der abgesenkten Position der Blasformschließeinheit
10. Zwischen beiden Positionen erstreckt sich ein Kurvenabschnitt 162, der entsprechend
den gewünschten Beschleunigungs- und Verzögerungswerten gestaltet ist und der die
Senkbewegung der Blasformschließeinheit 10 steuert. Theoretisch ist es möglich,
in den Kurvenabschnitt 162 ein weiteres, konzentrisches Stück einzubeziehen, falls
zwischen den beiden Endstellungen eine weitere Stillstandsphase des durch die Kurve
gesteuerten Bewegungsablaufs erwünscht ist. Die Sektoren 0( und n ermöglichen den
Vor- bzw. Nachlauf der Hauptantriebswelle 84 gegenüber der Vertikalbewegung der
Blasform-Schließeinheit.
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Die beschriebene Maschine kann durch gewisse Abwandlungen auch als
Streck-Blasmaschine verwendet werden.
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Das Streck-Blasen von Kunststoff-Flaschen setzt sich bekanntlich aus
zwei Verformungsstufen zusammen, wobei in der ersten Stufe die Flasche auf eine
sowohl im Durchmesser als auch in der Länge verkleinerte Größe vorgeblasen wird,
wobei der Flaschenhals bereits die endgülte Form-Größe enthält. Die vorgeblasene
Flasche wird in eine zweite Blasstation übergeben, welche eine Blasform der endgültig
gewünschten Flaschengröße besitzt, wobei in der zweiten Stufe über einen zweiten
Blasdorn mit einem zentral durch den Blasdorn vertikal geführten Reckstempel die
Flasche endgültig ausgeformt wird, und zwar unter Streckung in Längs- und Querrichtung.
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Dieses Ausblasen zur endgültigen Form muß im sogenannten thermoelastischen
Bereich (ca. 70 bis 900 c) erfolgen.
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Mit der erfindungsgemäßen Maschine kann dieses Verfahren wie folgt
durchgeführt werden: 1. Vorblasen der Flasche in der vertikal auf und ab bewegten
Blasform-Schließeinheit 10 mit geregelter Formentemperatur, wobei das Entgraten
des Bodenbutzens in der Blasform 24 oder während der Überführung in die Formmaske
14 auf dem Drehteller 12 durch einen Abschlagpropeller erfolgen kann.
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2. Transport des Vorblas-Formlings von der Blasform 24 zum Drehteller
12, gegebenenfalls mit Abschlagen des Bodenbutzens der Flasche.durch einen Abschlagpropeller.
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3. Übernahme des Vorblas-Formlings in eine der zweiteiligen Fertig-Blasformen,
die bei dieser Efaschinenausführung anstelle der bei der zunächst beschriebenen
Konstruktion vorgesehenen zweiteiligen Formmasken 14 derart montiert sind, daß jeder
zweiteiligen Fertig-Blasform ein geführter Blasformschlitten zugeordnet ist, der
radial nach außen in die Blasposition über der geschlossenen Fertig-Blasform bewegbar
ist. Die Betätigung des Blasdornschlittens für die in Bezug auf den Drehteller 12
radiale Vor- und Zurückbewegung erfolgt über eine im Bereich der vertikalen Achse
des Drehtellers 12 angeordnete, einstellbare und feststehende Kurvenscheibe, mit
der ein Übertragungshebel zusammenwirkt
Die Schaltung des Ventils
für den Antriebszylinder zum Heben und Senken des Blasdorns und für Beginn und Ende
des Blasvorgangs, sowie für das Schnellentlüften erfolgt über Kurvenscheiben, die
ebenfalls im Bereich der vertikalen Achse des Drehtellers ortsfest angeordnet sind.