DE60003238T2

DE60003238T2 - Rotationsstreckblasmaschine mit einem magnetisch angetriebenen streckhelfer

Info

Publication number: DE60003238T2
Application number: DE60003238T
Authority: DE
Inventors: Alain Evrard
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2020-08-29
Also published as: MXPA02001799A; US6722868B1; WO2001017752A1; CN1371317A; KR100444525B1; CA2382398A1; EP1246718B1; PT1246718E; DE60003238D1; JP3663173B2; EP1246718A1; ATE242105T1; BR0013721A; JP2003508265A; BR0013721B1; KR20020056884A; FR2798093A1; AU7017600A; CA2382398C; FR2798093B1

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der Maschinen zur Herstellung von Behältern aus Thermoplast durch Ziehen und Blasen einer Vorform, die vorher durch Spritzguss hergestellt wurde.
Solche Maschinen werden insbesondere zur Herstellung von Behältern, beispielsweise von Flaschen aus Polyethylenterephthalat (PET), verwendet.
In einer solchen Maschine werden im Wesentlichen röhrenförmige Vorformen verwendet, die an einem ihrer Axialenden geschlossen sind, und deren anderes Axialende offen ist und bereits die definitive Form des endgültigen Behälterhalses aufweist.
Jede Vorform wird in einem Wärmebehandlungsofen derart erhitzt, dass der Körper der Vorform auf eine Temperatur gebracht wird, die höher als die Glasumwandlungstemperatur des Thermoplasts ist. Die auf diese Weise behandelte Vorform wird zu einer Blasform weitergeleitet, in der ein Hohlraum in der Form des zu erzeugenden Behälters ausgebildet ist. Die Vorform wird derart in die Form gelegt, dass ihr offenes Ende über die Form hinausragt. So kann eine Blaseinrichtung auf Höhe des Halses der Vorform angeordnet werden, um Druckluft in die Vorform zu blasen. Gleichzeitig wird eine Ziehstange axial in das Innere der Vorform eingeführt, um am geschlossenen Ende des Bodens der Vorform zur Anlage zu gelangen. Die Ziehstange ermöglicht es somit, die Axialverformung der Vorform während des Blasens des Behälters optimal zu steuern.
Einer der wesentlichen Parameter für die richtige Funktion eines solchen Blasverfahrens besteht in einer richtigen Steuerung der Geschwindigkeit der Bewegung der Ziehstange und in einer perfekten Synchronisierung dieser Bewegung mit der Auslösung des Blasens.
Die Erfindung ist insbesondere dazu bestimmt, in einer Zieh-Blas-Maschine drehenden Typs eingesetzt zu werden, wobei die Maschine mehrere Blasstationen umfasst, die am Umfang eines Karussells angeordnet sind, das kontinuierlich in Drehung um seine Achse angetrieben wird. Jede Blasstation umfasst insbesondere eine Blasform, eine Blaseinrichtung und eine Zieheinrichtung.
Nach einer bekannten Ausführung wird die Bewegung der Ziehstange von einem Druckluftzylinder gesteuert, der die für die Verschiebung der Stange erforderliche Energie liefert, jedoch die Ziehgeschwindigkeit wird mittels einer Vorrichtung mit Rolle und Nocke geregelt, die es ermöglicht, die Axialposition der Ziehstange perfekt in Abhängigkeit von der Winkelposition der betreffenden Ziehstation um die Drehachse des Karussells zu synchronisieren.
Diese Systeme sind hinsichtlich der Funktion des Blasverfahrens vollkommen zufrieden stellend. Allerdings ergab sich die Notwendigkeit, den Druckfluidverbrauch dieser Blasmaschinen stark zu verringern. Nun wird eine der Verbrauchsquellen der früher bekannten Maschinen von den Steuerzylindern der Ziehstange jeder Blasstation gebildet.
Die Erfindung hat somit zum Ziel, eine besonders einfache und wirksame Lösung zur Steuerung der Verschiebungen der Ziehstange vorzuschlagen, ohne auf ein Druckfluid zurückzugreifen und auch ohne auf die Steuerung des Auslösepunktes und der Geschwindigkeit der Bewegung der Stange zu verzichten.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Maschine zur Herstellung von Behältern aus Thermoplast durch Ziehen und Blasen einer Vorform vor, die vorher durch Spritzung hergestellt wird, umfassend mehrere Formstationen, die auf einem Karussell befestigt sind, das kontinuierlich in Drehung um seine Achse in Bezug auf ein Gehäuse der Maschine drehangetrieben wird, und bei der jede Station mit mindestens einer Ziehstange versehen ist, die entlang ihrer Achse gleitend gesteuert wird, um das Ziehen der Vorform während des Blasvorgangs sicher zu stellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziehstange durch eine Magneteinrichtung gesteuert wird, umfassend eine feststehende Magnetführung, die um die Drehachse des Karussells angeordnet ist, und einen Führungsschlitten, der mit der Ziehstange fest verbunden ist und eine Magnetkufe trägt, und dass die Kufe und die Führung durch Magnetkopplung zusammenwirken, damit die Führung dem Führungsschlitten in Abhängigkeit von der Winkelposition des Karussells eine bestimmte Axialverschiebung vorgibt.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung:

– erfolgt die Magnetkopplung kontaktlos;
– wirken die Kufe und die Führung einander gegenüber liegend entlang einer Richtung senkrecht auf die Axialverschieberichtung des Führungsschlittens zusammen;
– ist die Führung in mehrere Abschnitte geteilt;
– umfasst die Maschine zwei paarweise Führungen, die Seite an Seite angeordnet sind, wobei der Führungsschlitten zwischen den beiden paarweise angeordneten Führungen umläuft;
– ist mindestens eine der Magnetkufen in Form eines Dauermagneten ausgeführt;
– umfasst der Führungsschlitten mindestens einen ersten Dauermagneten 32, der mit einer Führung zusammenwirkt, um den Führungsschlitten entlang einer ersten Axialverschieberichtung zu steuern, und mindestens einen zweiten Dauermagneten, um den Führungsschlitten entlang der entgegengesetzten Richtung zu steuern; und
– wird der Führungsschlitten in einer äußersten Axialposition durch ein fest mit dem Karussell verbundenes Magnetmittel gehalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Studie der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sowie den beiliegenden Zeichnungen hervor, wobei:
1 eine schematische Axialschnittansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen drehenden Maschine ist;
2 ein schematischer auseinander gezogener Perspektivschnitt des oberen Teils der Maschine der 1 ist;
3 eine Teilaxialschnittansicht entlang der Linie B-B der 4 ist, die insbesondere die Mittel zur Steuerung der Verschiebungen der Ziehstange darstellt;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der 3 ist;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C der 4 ist.
In den Figuren ist schematisch und teilweise eine Maschine zur Herstellung von Behältern aus Thermoplast durch Ziehen und Blasen einer Vorform 10 dargestellt, die vorher durch Spritzguss hergestellt wird.
Insbesondere ist diese Maschine drehenden Typs, d. h. dass sie mehrere Zieh-Blas-Stationen 12 umfasst, die auf einem Karussell 14 befestigt sind. Das Karussell 14 wird kontinuierlich in Drehung um seine Achse A1 drehangetrieben.
Jede Zieh-Blas-Station 12 umfasst im Wesentlichen eine Blasform 16, eine Blasdüse 18, eine Ziehstange 20 und Mittel 22 zur Steuerung der Verschiebungen der Ziehstange 20.
In dem dargestellten Beispiel ist die Drehachse A1 des Karussells 14 eine Vertikalachse, und jede Ziehstation 12 ist entlang einer vertikalen Achse An angeordnet, wobei die Achsen An in einem Winkel von 90 Grad zueinander auf einem Kreis um die Achse A1 angeordnet sind. Die Vorformen 10 werden geblasen, indem ihr offenes Ende nach oben gerichtet ist, so dass die Blasdüse 18 und die Ziehstange 20 über der Form 16 angeordnet sind. Aus dieser Anordnung ergibt sich die Wahl der Begriffe oben und unten, die im weiteren Textverlauf verwendet werden, die allerdings nicht als für die Reichweite der Erfindung einschränkend anzusehen sind.
Aufgrund dieser Anordnung wird die Ziehstange 20 jeder Station 12 somit dazu veranlasst, vertikal entlang der entsprechenden Achse An zwischen einer oberen und einer unteren Position verschoben zu werden. Genauer führen, da jede Blasstation das Blasen eines Behälters bei jeder Umdrehung des Karussells 14 vornimmt, die Stangen 20 eine Hin- und Herbewegung zwischen ihrer oberen und unteren Position bei jeder Umdrehung des Karussells 14 aus.
Auf bekannte Weise sind die Stangen 20 an ihrem oberen Ende auf einem Führungsschlitten 24 befestigt, der vertikal auf einer Schiene 26 gleiten kann, die auf einem mit dem Karussell 14 verbundenen Stützrahmen 28 befestigt ist. Der Stützrahmen 28 weist die Form eines umgekehrten U auf und setzt sich aus zwei vertikalen Ständern zusammen, die an ihrer Spitze durch eine Querstrebe verbunden sind. Der Stützrahmen 28 erstreckt sich in einer Ebene senkrecht auf den Radius des Karussells, und die Führungsschiene 26 des Führungsschlittens ist auf einem der Ständer des Stützrahmens derart befestigt, dass der Führungsschlitten zwischen den beiden Ständern aufgenommen wird.
Die Stange 20 erstreckt sich nach unten durch eine Öffnung, die in einer oberen Platte 30 des Karussells vorgesehen ist, auf der die Stützrahmen 28 befestigt sind, die den verschiedenen Blaseinheiten entsprechen. Überdies erstreckt sich bekannterweise jede Stange 20 axial durch die entsprechende Blasdüse 18, so dass ihr unteres Ende axial in eine in einem Hohlraum der Form 16 eingeschlossene Vorform eingreifen kann.
Gemäß den Lehren aus der Erfindung umfassen die Steuermittel 22, die die Verschiebung der Ziehstangen 20 während der Drehung des Karussells 14 hervorrufen, Magnetmittel.
So trägt jeder Führungsschlitten mindestens einen Magneten, der dazu bestimmt ist, aus der Ferne mit Führungen aus Magnetmaterial zusammenzuwirken, die am Umfang des Karussells angeordnet und mit einem festen Gestell der Maschine verbunden sind. Die Führungen erstrecken sich somit entlang von Spiralbögen mit der Achse A1.
In dem dargestellten Beispiel umfasst jeder Führungsschlitten 24 zwei Magnetpaare 32, 34.
Ein erstes Magnetpaar 32 ist dazu vorgesehen, das Heben der Stange 20 in ihre obere Position sicher zu stellen. Ein erster dieser Hubmagneten 32 ist auf einer Seite des Führungsschlittens 24 vorgesehen, die radial nach außen gerichtet ist. Er ist dazu vorgesehen, mit einer äußeren Führung 36 zusammenzuwirken, die außerhalb der Verlaufsbahn der Stützrahmen 28 angeordnet ist. Der zweite der Hubmagneten 32 ist radial nach innen gerichtet und wirkt mit einer inneren Führung 38 zusammen, die innerhalb der Verlaufsbahn der Stützrahmen angeordnet ist. Die beiden Führungen, die innere und die äußere, die das Heben des Führungsschlittens sicher stellen, sind natürlich parallel zueinander einander gegenüber liegend angeordnet und zwischen sich so beabstandet, dass der Durchgang der Stützrahmen 28 und der Führungsschlitten 24 ermöglicht wird.
Auf dieselbe Weise umfasst jeder Führungsschlitten 24 zwei Absenkmagneten 34, einen inneren und einen äußeren, die dazu vorgesehen sind, mit parallelen inneren 40 und äußeren 42 Absenkführungen zusammenzuwirken.
In dem dargestellten Beispiel sind die Hubmagneten 32 auf dem Führungsschlitten 24 unter den Absenkmagneten 34 angeordnet.
Die Führungen 36, 38, 40, 42 werden beispielsweise von Gabeln 44 in Form eines umgekehrten U getragen, die mit ihrem oberen Teil unterhalb einer oberen Platte 46 des Gestells der Maschine befestigt sind. Natürlich ist der Abstand zwischen den beiden Schenkeln jeder Gabel 44 derart vorgesehen, dass er den Durchgang der Stützrahmen 28 ermöglicht.
Die Steuermittel 22 umfassen überdies obere und untere Anschläge, die jeden Führungsschlitten 24 und somit die Stangen 20 in einer oberen und einer unteren Position halten können. In dem vorgeschlagenen Beispiel umfasst jeder Stützrahmen 28 somit einen oberen Magnetanschlag 48 und einen unteren Magnetanschlag 50, an die sich der Führungsschlitten in der oberen bzw. der unteren Position anlegen kann.
Die Hubführungen 36, 38 sind somit auf dem Gestell der Maschine derart angeordnet, dass ihr vorlaufseitiges Ende in Bezug auf die Drehrichtung des Karussells 14 vertikal auf Höhe der Hubmagneten 32 der Führungsschlitten 24 angeordnet ist, wenn sich die Führungsschlitten in der unteren Position befinden. Ihr nachlaufseitiges Ende ist auf Höhe der Hubmagneten 32 angeordnet, wenn sich die Führungsschlitten. in der oberen Position befinden. Zwischen diesen beiden können die Führungen einem regelmäßigen Höhenunterschied folgen, wie dies in 5 dargestellt ist, oder hingegen einem variablen Gefälle folgen, um eine besondere Veränderung der Geschwindigkeit der Ziehstangen zu erzielen.
In entgegen gesetzter Richtung folgen die beiden Absenkführungen 40, 42 einem Gefälle zwischen der oberen und der unteren Position der Absenkmagneten 34.
So wird während der Drehung des Karussells 14, wenn einer der Magneten eines Führungsschlittens 24 gegenüber dem vorlaufseitigen Ende der entsprechenden Führung ankommt, der Magnetfluss dieses Magneten auf die Führung zurückgeführt, so dass er zwischen der Führung und dem Magneten eine starke Anziehungskraft ausübt. Daher drückt sich ab diesem Zeitpunkt des "Hängenbleibens" die Höhenänderung der Führung in einer Kraft aus, die von dem Magneten auf den Führungsschlitten in eine derartige Richtung ausgeübt wird, dass der Führungsschlitten der Verlaufsbahn der Führung folgt. Der Führungsschlitten wird nämlich von seiner ursprünglichen Anschlagposition losgelöst und währen der Drehung des Karussells in seine andere Anschlagposition gebracht. Wenn ausreichend starke Magneten gewählt werden und eine richtige Geometrie der Teile eingehalten wird, ergibt sich eine sehr gute Vertikalführungsgenauigkeit des Führungsschlittens entlang seiner Verlaufsbahn. Die Anziehungskraft zwischen dem Magneten und der entsprechenden Führung ist nämlich derart, dass sie für eine gegebene Winkelposition des Karussells beinahe keinerlei Versatz zwischen der Vertikalposition des Führungsschlittens 24 und jener der Führung gestattet.
Dank der Erfindung wird auf diese Weise eine besonders einfache und zuverlässige Steuerung der Verschiebungen der Ziehstangen erzielt. Diese Magnetmittel sind vorteilhaft, da sie es im Gegensatz zu den Druckluftzylindern ermöglichen, jeden Druckluftverbrauch zu vermeiden. Aufgrund dessen, dass sie kontaktlos funktionieren, sind sie keinem Verschleiß unterworfen, und ferner sind sie besonders einfach einzustellen. Um die Maschine an ein neues Behälterformat anzupassen, reicht es beispielsweise aus, die obere und untere Anschlagposition des Führungsschlittens 24 zu verändern. Als Variante könnten auch Gruppen von Führungen vorgesehen sein, die an den Ziehweg der Stangen 20 angepasst sind.
In dem dargestellten Beispiel wurde entschieden, für jede Blasstation zwei Hubmagneten und zwei Absenkmagneten anzuordnen, was zur Folge hat, dass zwei paarweise Hubführungen und zwei paarweise Absenkführungen erforderlich sind. Allerdings bei gewissen Anwendungen könnten ein einziger Hubmagnet und ein einziger Absenkmagnet ausreichen, wodurch es möglich ist, auch die Anzahl von Führungen zu verringern. Ebenso könnte, während in dem dargestellten Beispiel entschieden wurde, die Absenkmagneten von den Hubmagneten zu. trennen, auch vorgesehen werden, dass ein selber Magnet beide Funktionen sicher stellt.
Natürlich sind noch weitere Varianten der Erfindung möglich. Es kann auch vorgesehen werden, die Hub- und Absenkmagneten, die hier in Form von Dauermagneten ausgeführt sind, durch Elektromagneten zu ersetzen. Dasselbe gilt für die oberen und unteren Magnetanschläge.
Überdies kann die Erfindung auch im Falle von Maschinen eingesetzt werden, bei denen die Blasformen mehrere Hohlräume umfassen, um das Blasen mehrerer Behälter gleichzeitig zu ermöglichen. In diesem Fall trägt der Führungsschlitten jeder Zieh-Blas-Station mehrere Ziehstangen.

Claims

Maschine zur Herstellung von Behältern aus Thermoplast durch Ziehen und Blasen einer Vorform (10), die mehrere Formstationen (12) umfasst, die auf einem Karussell (14) befestigt sind, das kontinuierlich um seine Achse (A1) in Bezug auf ein Gehäuse (46) der Maschine drehangetrieben wird, und bei der jede Station (12) mit mindestens einer Ziehstange (20) versehen ist, die entlang ihrer Achse (An) gleitend gesteuert wird, um das Ziehen der Vorform (10) während des Blasvorgangs sicher zu stellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziehstange (20) durch eine Magneteinrichtung gesteuert wird, die mindestens eine feststehende Magnetführung (36, 38, 40, 42), die um die Drehachse (A1) des Karussells (14) angeordnet ist, und einen Führungsschlitten (24) umfasst, der fest mit der Ziehstange (20) verbunden ist und mindestens eine Magnetkufe (32, 34) trägt, und dass die Kufe und die Führung durch Magnetkopplung zusammenwirken, damit die Führung dem Führungsschlitten (24) in Abhängigkeit von der Winkelposition des Karussells (14) eine bestimmte Axialverschiebung vorgibt.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopplung kontaktlos erfolgt.
Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kufe (32, 34) und die Führung (36, 38, 40, 42) einander gegenüber liegend entlang einer Richtung senkrecht zur Axialrichtung (An) der Verschiebung des Führungsschlittens (24) zusammenwirken.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung in mehrere Abschnitte geteilt ist.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine zwei paarweise angeordnete Führungen (36, 38), (40, 42) umfasst, die Seite an Seite angeordnet sind, wobei der Führungsschlitten (24) zwischen den beiden paarweise angeordneten Führungen umläuft.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Magnetkufen in Form eines Dauermagneten ausgeführt ist.
Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsschlitten (24) mindestens einen ersten Dauermagneten (32), der mit einer Führung (36, 38) zusammenwirkt, um den Führungsschlitten (24) entlang einer ersten Axialverschieberichtung zu steuern, und mindestens einen zweiten Dauermagneten (34) umfasst, um den Führungsschlitten entlang der entgegengesetzten Richtung zu steuern.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsschlitten (24) durch ein fest mit dem Karussell (28, 14) verbundenes Magnetmittel (48, 50) in einer äußersten Axialposition gehalten wird.