DE3111925A1 - Verfahren und vorrichtung zum einsparen von druckluft, insbesondere bei thermoformmaschinen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum einsparen von druckluft, insbesondere bei thermoformmaschinen

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DE3111925A1 DE19813111925 DE3111925A DE3111925A1 DE 3111925 A1 DE3111925 A1 DE 3111925A1 DE 19813111925 DE19813111925 DE 19813111925 DE 3111925 A DE3111925 A DE 3111925A DE 3111925 A1 DE3111925 A1 DE 3111925A1
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    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Einsparen von Druckluft,
  • insbesondere bei Thermoformmaschinen Stand der Technik Kunststoffpackungen, die aus Folien oder Platten im Thermoformverfahren hergestellt werden, haben ein großes Anwendungsgebiet gefunden. Der Formvorgang erfolgt hierbei im allgemeinen derart, daß die zu verformende Folie in die gewünschte Form gedrückt wird und durch Anlage an der gekühlten Wandung erstarrt. Solche thermogeformten Packungen werden in großem Maße für die Verpackung von technischen Artikeln, Nahrungsmitteln und von pharmazeutischen Produkten sowie medizinischen Geräten verwendet.
  • Der äußere Druck, mit dem die erwärmten Folien in die gewünschte Form gedrückt werden, kann entweder atmosphärischer Druck sein, wobei dann auf der Gegenseite Unterdruck herrschen muß (Vakuumverfahren), oder ein Überdruck sein, der üblicherweise durch Druckluft erzeugt wird (Druckluftverfahren). Während beim Vakuumverfahren der maximal mögliche Umformdruck naturgemäß bei unter 1 bar liegt, arbeitet man beim Druckluftumformen mit Drücken bis zu 6 zu 8 bar. Der Vorteil des Druckluftverfahrens gegenüber dem Vakuumverfahren liegt vor allem darin, daß beim Druckluftumformen ein wesentlich niedrigeres Aufheizen der zu verformenden Folie erforderlich ist als dies bei der Vakuumverformung der Fall ist. Als Nachteil ergibt sich beim Druckluftverfahren der verhältnismäßig große Verbrauch an Druckluft allein für das Verformen der Folie. Nach Durchführung des Formvorganges wird die Druckluft an die Atmosphäre abgegeben. Der Energieaufwand für derartige Maschinen erhöht sich weiterhin noch dadurch, daß in anderen Bereichen dieser Thermoformmaschinen Kühlluft, oder im Falle einer aseptischen Arbeitsweise ein Überdruck im Sterilkasten benötigt werden. Weiterhin müssen beispielsweise Druckluftzylinder für die verschiedensten Aufgaben mit Druckluft beaufschlagt werden. Wünschenswert wäre nun ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei dem, bezogen auf die gesamte Maschine, eine Energieeinsparung erreichbar ist.
  • Vorteile der Erfindung Durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ergibt sich vor allem der Vorteil, daß sich durch eine verhältnismäßig einfache Verfahrensweise eine große Energieersparnis ergibt. Die Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zeichnen sich neben einem sehr einfachen Aufbau durch die Verwendung nur weniger zusätzlicher Bauelemente aus.
  • Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen möglich.
  • Zeichnung Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in schematischer Weise in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Weise den Aufbau und die Anordnung sowie die Verbindung der Speichervorrichtung mit dem Formwerkzeug, bei aseptischer Arbeitsweise, Fig. 2 eine entsprechende Anordnung für eine nicht unter aseptischen Bedingungen arbeitende Thermoformmaschine.
  • Beschreibung der Erfindung Wie Fig. 1 erkennen läßt, besteht die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Arbeitsweise unter aseptischen Bedingungen im wesentlichen aus einer Speichereinrichtung 11, die über eine Leitung 12 mit weiteren bekannten, nicht dargestellten Verbrauchern verbunden ist. Zur Versorgung der Speichereinrichtung 11 mit der aus dem Formwerkzeug 14 entweichenden Druckluft ist eine Leitung 15 vorgesehen, die von der Speichereinrichtung 11 zu einem gesteuerten Ventil 16 führt. Über eine Leitung 17 ist dieses Ventil 16 mit einer Leitung 18 verbunden, die sowohl zum Zuführen der Druckluft zum Formwerkzeug 14 als auch zum Abführen der aus dem Formwerkzeug 14 entweichenden Druckluft dient. Die Leitung 18 ist weiterhin über ein Ventil 19 und eine Leitung 20 mit einer Druckluftquelle 21 verbunden. Ferner steht die Leitung 18 über ein Ventil 22 und eine Leitung 23 mit einem Schalldämpfer 24 in Verbindung, über den die Restabluft entweichen kann. Zur Regelung des Druckes in der Speichereinrichtung 11 dienen eine Leitung 25, ein Ventil 26, ein Druckluftschalter 28, ein Dreiwegeventil 29 sowie Druckluft quellen 27 und 35.
  • Falls die Druckluft quelle 27 Luft mit dem in der Speichereinrichtung 11 gewünschten Druck liefert, könnte die das Ventil 26 steuernde Einrichtung 28 und 29 entfallen.
  • Die Funktion dieser für eine aseptische Arbeitsweise geeigneten Vorrichtung ist folgende: Zur Durchführung des Formvorganges wird das Ventil 19 geöffnet, wobei die Ventile 16 und 22 geschlossen sind.
  • Aus der Druckluftquelle 21 strömt nun Druckluft in das Formwerkzeug 14, wobei der Formvorgang durchgeführt wird.
  • Nach Beendigung des Formvorganges wird das Ventil 19 geschlossen und gleichzeitig das Ventil 16 geöffnet. Die aus dem Formwerkzeug 14 austretende Druckluft kann nunmehr über die Leitungen 18 und 17, das gesteuerte Ventil 16 und die Leitung 15 der Speichereinrichtung 11 zugeführt werden. Hierbei ergibt sich ein Druckanstieg innerhalb der Speichereinrichtung 11, der etwa dem Formdruck entspricht. Nunmehr wird das Ventil 16 geschlossen und das Ventil 22 geöffnet, damit die noch im Formwerkzeug 14 vorhandene Restluft über den Schalldämpfer 24 entweichen kann. Anschließend wird das Ventil 22 geschlossen und das Ventil 19 geöffnet, so daß ein neuer Formvorgang eingeleitet werden kann.
  • Fig. 2 zeigt einen einfacheren Aufbau der gesamten Vorrichtung für Thermoformmaschinen, bei denen nicht unter aseptischen Bedingungen gearbeitet werden muß.
  • Hierbei ist die Speichereinrichtung 11 ebenfalls über eine Leitung 12 mit nicht dargestellten Verbrauchern verbunden. Dem Formwerkzeug 14 ist ein Dreiwegeventil 31 zugeordnet, dessen Abluftseite über eine Leitung 33 mit einem Zweiwegeventil 32 in Verbindung steht. Die Leitung 33 ist weiterhin über eine Leitung 15, unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles 30, mit der Speichereinrichtung 11 verbunden.
  • Eine Leitung 20 verbindet die Zuluftseite des Dreiwegeventiles 31 mit der Druckluftquelle 21, so daß bei entsprechender Stellung des Dreiwegeventiles 31 über die Leitung 18 dem Formwerkzeug 14 Druckluft zugeführt werden kann. Der Speichereinrichtung 11 ist ferner eine Druckluftquelle 34 niederen Druckes zugeordnet. Diese Druckluftquelle 34 dient ebenfalls, wie die Druckluftquelle 27 des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1, dazu, die Speichereinrichtung 11 mit Druckluft zu versorgen.
  • Die Speichereinrichtung 11 könnte auch, unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Druckminderventiles, von der Druckluftquelle 21 versorgt werden. In diesem Falle könnte auf die Druckluft quelle 34 verzichtet werden.
  • Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Zur Durchführung des Formvorganges wird das Dreiwegeventil 31 von der in Fig. 2 dargestellten Stellung in eine die Leitung 20 mit der Leitung 18 verbindende Lage gebracht. Nunmehr kann Druckluft aus der Druckluftquelle 21 in das Formwerkzeug 14 strömen, so daß der Formvorgang durchgeführt werden kann. Am Ende des Formvorganges wird das Dreiwegeventil 31 wieder in die in Fig. 2 gezeigte Stellung bewegt, so daß å etzt die Leitung 18 mit der Leitung 33 verbunden ist. Da das Zweiwegeventil 32 inzwischen die in Fig. 2 gezeigte Stellung eingenommen hat, kann die dem Formwerkzeug 14 entweichende Abluft über die Leitung 15 und das Rückschlagventil 30 der Speichereinrichtung 11 zugeführt werden. Nach erfolgtem Druckausgleich wird über nichtdargestellte elektrische Mittel das Zweiwegventil 32 in Durchgangsstellung geschaltet, so daß die Leitung 33 mit dem Schalldämpfer 24 verbunden wird und damit die vorhandene Restluft entweichen kann. Zur Durchführung eines neuen Formvorganges wird nunmehr das Dreiwegeventil 31 wieder in die Stellung gebracht, in der die Leitung 20 mit der Leitung 18 verbunden ist. Gleichzeitig wird das Zweiwegventil 32 wieder in die in Fig. 2 gezeigte Sperrstellung verschoben.
  • L e e r s e i t e

Claims (9)

  1. Ansprüche Verfahren zum Einsparen von Druckluft, insbesondere bei Thermoformmaschinen, bei denen das Formwerkzeug mit Druckluft beaufschlagt wird, die nach dem Formvorgang in die Atmosphäre entweicht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein großer Teil der nach dem Formvorgang noch vorhandenen Druckluft für andere Funktionen, für die Druckluft mit einem niedrigerem Druck als zum Formen erforderlich ist, verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der nach dem Formvorgang aus dem Formwerkzeug austretenden Druckluft zunächst eine Speicherung erfährt und dann weiteren Verbrauchern zugeführt wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Formwerkzeug (14) eine Speichereinrichtung (11) nachgeschaltet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (11) über ein Rückschlagventil (30), Leitungen (15 und 33), ein Dreiwegeventil (31) und eine Leitung (18) mit dem Formwerkzeug (14) in Verbindung steht.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (11) über Leitungen (15, 17) und ein gesteuertes Ventil (16) mit einer Leitung (18) für das Zu-/Abführen der Formdruckluft zum bzw. vom Formwerkzeug (n4) verbunden ist, und zur Regelung des Druckes in der Speichereinrichtung (11) eine weitere Leitung (25), ein Ventil (26), ein Druckluftschalter (28) sowie Druckluftquellen (27 u. 35) vorgesehen sind.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (15 bzw. 17) zum Zuführen der aus dem Formwerkzeug (14) ausströmenden Druckluft zu der Speichereinrichtung (11) ein gesteuertes Ventil (16) bzw. ein Rückschlagventil (30) zum Verbinden der Speichereinrichtung (11) mit der Leitung (18 bzw. 33) vorgesehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Leitung (18 bzw. 33) ein Ventil (22 bzw. 32) zur Steuerung der stufenweisen Entlüftung des Formwerkzeuges (14) vorgesehen ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (11) eine weitere Leitung (12) aufweist, über die verschiedenen weiteren Verbrauchern Druckluft zugeführt werden kann.
  9. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Druckes in der Speichereinrichtung (11) eine Druckluftquelle (34) vorgesehen ist.
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Cited By (20)

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