DE60208410T2

DE60208410T2 - Vorrichtung zum kühlen von halsenden von geformten gegenständen nach dem formen

Info

Publication number: DE60208410T2
Application number: DE60208410T
Authority: DE
Inventors: Dietmar Tiemo BRAND; Jacob Rebel
Original assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Current assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: CA2457084C; CN1553850B; JP4317449B2; US20030057598A1; CN1553850A; EP1436134A1; MXPA04001998A; JP2005501765A; US6802705B2; CA2457084A1; DE60208410D1; EP1436134B1; ATE314187T1; WO2003022548A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im weitesten Sinn auf Spritzgießmaschinen und insbesondere auf die Art und Weise, in welcher ein in einer Spritzgießmaschine geformter Gegenstand abgekühlt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Spritzgießmaschinen sind gut bekannt, und es gibt viele Arten der Kühlung eines Vorformlings, der von solchen Maschinen erzeugt wird. Die folgenden Druckschriften offenbaren alle Verfahren und Vorrichtungen zum Kühlen solcher Vorformlinge.
Das US-Patent 4,449,913 an Krishnakumar et al. beschreibt eine Revolver-Formungsmaschine, in weicher die Vorformlinge zuerst auf einen Setzzustand oder kristallisierten Zustand in der Spritzgießform gekühlt werden, bevor sie aus dem Formhohlraum entfernt werden. Sobald die Vorformlinge den Setzzustand erreicht haben, werden sie in eine Kühlposition gedreht, in welcher Düsen 54 Kühlmittel auf die Spitze des Vorformlings richten, so daß der Vorformling von seiner Spitze gegen den Halsteil des Vorformlings gekühlt wird. Nach dem Kühlen des Vorformlings wird dieser in eine Konditionierform 46 zum endgültigen Kühlen des Vorformlings gedreht. Die Kerne 26 werden mit Kühlmittel gespeist, um sicherzustellen, daß die Vorformlinge radial nach außen gekühlt werden. Eine zusätzliche Kühlung der Außenseite der Vorformlinge wird durch Kühlmittelleitungen 74 gewährleistet, die im wesentlichen radial in die Konditionierungshohlräume 48 münden. Nachdem der Vorformling aus dem Formhohlraum entfernt ist, ist der mit einem Gewinde versehene Halsfinishteil des Vorformlings nicht direkt irgendeiner äußeren Kühlung ausgesetzt, und ist nur der inneren Kühlung durch das Kühlmittel ausgesetzt, das durch die Kammer 62 in die Kerne 26 strömt.
Das US-Patent 4,472,131 an Ryder beschreibt eine Vorformlings-Formungsmaschine, in welcher alternierende Reihen von Formungs- und Superkühlungshohlräumen auf der Formplatte montiert sind, so daß, während eine Reihe von Vorformlingen geformt wird, eine andere Reihe von Vorformlingen supergekühlt wird. Das Patent sieht keine Kühlmittelströmung direkt zum Halsteil der Vorformlinge vor, weder während der Vorformling in Kontakt mit der Formungsfläche bleibt, noch nach dem Entfernen aus dem Formungshohlraum.
Das US-Patent 4,729,732 an Schad et al. beschreibt ein Vorformlings-Formungs- und Blasformungsverfahren, bei welchem die Vorformlinge wärmekonditioniert werden, während sie aus der Vorformlings-Formungsstation in eine Blasformungsmaschine transportiert werden. Während der Wärmekonditionierung wird der Halsteil des Vorformlings mit einer Schutzabdeckung versehen, damit er dem Temperaturausgleichsschritt nicht unterworfen wird. Das Patent beschreibt kein Mittel zum positiven Kühlen des Halsteiles des Vorformlings.
Das US-Reissue-Patent 33,237 an Delfer, III, beschreibt ein Vorformlings-Formungssystem, bei weichem die Tragplatte eine Anzahl von Formhohlräumen aufweist, die ein Mehrfaches der Anzahl der Formhohlräume in der Spritzgießmaschine ist. Dies ermöglicht es, die Vorformlinge in der Tragplatte während eines Mehrfachen des Formungszyklus zu halten und in der Tragplatte vollständig abzukühlen. Das Patent lehrt kein Mittel zum direkten Kühlen des Halsteiles eines Vorformlings.
Das US-Patent 4,950,152 an Brun, Jr. et al. beschreibt ein Vorformlings-Kühlsystem, bei welchem die Vorformlinge in eine Kühlstation bewegt werden, in welcher sie durch das Aufbringen von Druckluft expandiert werden, um sich an eine stationäre Formplatte anzupassen, die auf relativ konstanter Temperatur gehalten wird. Der Halsteil des Vorformlings kontaktiert die Kühlfläche der stationären Platte nicht. Das Patent zeigt keine Einrichtung zum direkten Kühlen des Halsteiles eines Vorformlings.
Die US-Patente 5,114,327, 5,338,172 und 5,514,309 an Williamson et al. beschreiben eine Vorrichtung, die ein externes Halterrohr und einen inneren Einsatz aufweist, die gemeinsam den Vorformling derart einschließen, daß ein Kühlfluid, wie flüssiger Kohlendioxid, sowohl über die innere als auch die äußere Fläche des Vorformlings, einschließlich des Halsfinishteiles, zirkuliert. Der Vorformling wird in einer geschlossenen Kreisumgebung eingeschlossen, so daß das Kühlfluid wiedergewonnen wird. Die Patente offenbaren keine Mittel zum Erzeugen einer spezifischen Strömungsrichtung oder Verteilung der Kühlmedien in dem Halsfinishteil, um eine ausgeglichene Wärmeübertragung von den Vorformlingen weg zu begünstigen.
Das US-Patent 5,232,715 an Fukar beschreibt das Kühlen eines Vorformlings, bei welchem Kühlluft gleichzeitig auf das Innere und Äußere des Vorformlings aufgebracht wird. Der externe Kühlluftstrom strömt über die Spitze des Vorformlings gegen den Halsteil, der in einer Halsform gehalten wird. Es erfolgt keine direkte Kühlung des Halsteiles.
Das US-Patent 5,599,567 an Gellert beschreibt geteilte Gewindeeinsätze zum Halten eines Vorformlings, die Kühldurchgänge innerhalb der Einsätze umfassen, so daß der Halsteil des Vorformlings an seiner Außenfläche positiv gekühlt werden kann, während er in der Formungsmaschine gehalten ist. Das Patent beschreibt kein Mittel zum gesteuerten Kühlen des Halsteiles des Vorformlings, sobald er aus der Form entfernt ist.
Das US-Patent 5,707,662 an Bright et al. beschreibt eine Vorformlings-Kühlvorrichtung, in der Kühlfluid durch einen hoch wärmeleitenden Einsatz strömt, welcher den Vorformling umgibt. Der Halsteil des Vorformlings ist nicht in den hoch wärmeleitenden Einsatz eingeschlossen und wird daher von diesem nicht direkt gekühlt.
Das US-Patent 5,728,409 an Schad et al. beschreibt eine Revolverspritzgießmaschine, in welcher die Vorformlinge während einer ausgedehnten Zeitspanne auf dem gekühlten Formkern verbleiben, nachdem die Formung vorgenommen wurde, während Kühlluft über ihr Außenfinish geblasen wird. Diese Maschinen haben Formungseinsätze zum Formen des Halsfinishteiles des Vorformlings und sind wassergekühlt. Die Einsätze verbleiben in der Formungsposition, wobei sie den Halsfinishteil der geformten Vorformlinge während der nachfolgenden Revolverpositionen umgeben, in denen Kühlluft auf die Außenfläche des Vorformlings aufgebracht wird. Das Patent offenbart keine Mittel zum gesteuerten Kühlen des Halsfinishteiles des Vorformlings, nachdem der Vorformling die Formungsfläche verlassen hat.
Das US-Patent 5,837,299 an Bright et al. beschreibt ein Vorformlings-Nachformungskühlsystem, in welchem ein Kühlmedium um einen elastischen Einsatz strömt. Dies ermöglicht die Übertragung von Hitze von dem Voformling auf das Kühlfluid. Der Halsteil des Vorformlings steht nicht in direktem Kontakt mit dem elastischen Einsatz und wird von diesem nicht direkt gekühlt.
Das US-Patent 6,059,557 an Ing et al. beschreibt eine Revolver-Formungsmaschine, in der Kühlrohre das Äußere des Vorformlings kühlen. Der Halsteil des Vorformlings wird nicht direkt gekühlt. Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelrevolvermaschine mit einer Zykluszeit gleich jener von Vierrevolvermaschinen nach dem Stand der Technik.
Das US-Patent 6,079,972 an Gellert beschreibt einen Formkühlkern, der entgegengesetzte Spiralnuten hat, die es ermöglichen, daß ein turbulentes Kühlmittel durch den Kern strömt. Das Patent offenbart keine Mittel zum Kühlen des Vorformlings außerhalb der Form.
Das US-Patent 6,095,788 an Dirk van Manen et al. beschreibt eine Vorformlings-Kühlanordnung, in welcher Kühlrohre nahe den Formhohlräumen angeordnet sind, so daß während jedes Zyklus ein Vorformling in jedem Formhohlraum geformt und ein anderer Vorformling im benachbarten Formhohlraum gekühlt wird. Während des gesamten Zyklus wird der Halsteil des Vorformlings in einem Halsring gehalten. Die Anordnung reduziert den Hub der Maschine, gewährleistet aber keine direkte Kühlung des Halsteiles des Vorformlings.
Das US-Patent 6,171,541 an Neter et al. beschreibt ein Nachformungs-Vorformlings-Kühlsystem, bei welchem sowohl das Innere als auch das Äußere des Vorformlings in gesteuerter Weise gekühlt werden. Während das Patent eine Anzahl von Möglichkeiten beschreibt, um das Äußere des Vorformlings zu kühlen, beschreibt es keine Mittel zum direkten Kühlen der Außenfläche des Halsteiles des Vorformlings.
Das US-Patent 6,223,541 an Farrag beschreibt eine Nachformungs-Vorformlings-Kühlstation, in der das Kühlmittel durch ein Rohr 17 zur Innenfläche des Vorformlings geleitet wird und über die Innenfläche des Vorformlings in Richtung von der Spitze zum Hals des Vorformlings strömt.
Die letzteren beiden Patente beschreiben keine direkte Kühlung des Halsteiles, obzwar das teilweise warme Kühlmittel im Inneren des Vorformlings nach oben strömt und sowohl die Innenfläche als auch die Außenfläche des Halsteiles auf ihrem Weg durch die Vorrichtung umgeben würde.
Die japanische Patentveröffentlichung 7-171888 an Hirowatari beschreibt eine Vorformlings-Kühlvorrichtung, in welcher Kühlfluid gegen die Halszone des geformten Vorformlings gerichtet wird. Wie in 1 gezeigt, können Kühldüsen in irgendeiner der Positionen N1, N2 oder N3 angeordnet sein. in jedem Fall wird das Kühlmittel zu den Innenflächen des Vorformlings und nicht zu den Außenflächen geleitet. Die alternative Position der Düse ist angegeben, um sicherzustellen, daß Kühlluft innerhalb des Vorformlings nicht eingeschlossen wird, wie dies der Fall wäre, wenn die Düse in der Position N1 positioniert wäre.
Aus dem vorhergehenden Stand der Technik ist evident, daß das direkte Kühlen der Außenfläche des Halsfinishteiles eines Vorformlings, nachdem dieser die Formungsfläche verlassen hat, als unnotwendig erachtet wurde. Bei den Beispielen des Standes der Technik wird der äußere Halsfinishteil nur positiv innerhalb der Form und/oder die sekundär gekühlte Außenseite der Formfläche durch ein Kühlmittel gekühlt, das bereits andere Teile des Vorformlings gekühlt hat.
Das EP-A-1065035 beschreibt eine spezielle Kühlkammer, in der Kühlfluid durch die Einstellung einer Ventilanordnung sowohl entlang der Außenflächen des geformten Gegenstandes als auch in den geformten Gegenstand geleitet wird. Die Ventilanordnung bewirkt ein zeitweises Einschließen und Zurückhalten des geformten Gegenstandes in der Kühlkammer.
Das JP 10-287014, welches die Basis des Oberbegriffes der unabhängigen Ansprüche bildet, beschreibt ein System, in dem ein Strom eines gasförmigen Kühlfluids anfänglich (durch eine hohle Nadel) auf den Dombereich des Vorformlings gerichtet wird. Das Kühlfluid wandert dann entlang der Innenflächen des Vorformlings gegen die Öffnung und wird entlang der Außenseite des Vorformlings durch eine hochstehende Wand zurückgeleitet.
Es wurde gefunden, daß zumindest bei einigen Vorformlingen der Halsfinishteil des Vorformlings deformiert werden kann, wenn Kühlverfahren nach dem Stand der Technik angewendet werden. Insbesondere kann der Halsfinishteil oval werden, oder die Gewinde selbst können nicht perfekt sein.
Die Erfinder haben festgestellt, daß das Problem gelöst werden kann, wenn die Außenfläche des Gewindehals-Finishteiles des Vorformlings direkt gekühlt wird, nachdem dieser aus der Form entfernt wurde. Die vorliegende Erfindung schafft eine neue Vorrichtung zum Kühlen der Vorformlinge, nachdem diese aus der Form entfernt wurden.
Mit den bekannten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik ist eine Anzahl von Problemen und Nachteilen verbunden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Kühlen von Vorformlingen zu schaffen, nachdem diese aus einem Formhohlraum entfernt worden sind.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum Nachformungskühlen des Gewindehals-Finishteiles eines Vorformlings.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung für das Nachformungskühlen der Außenfläche des Halsfinishteiles eines Vorformlings.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Formaustragplatte mit verbesserter Vorformlingskühlung.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eine Reduktion der Zykluszeit der Spritzgießmaschine.
Die vorliegende Erfindung erreicht dies durch eine Kühlvorrichtung zum Nachformungskühlen eines Vorformlings, die eine Eintrittsöffnung zur Aufnahme einer Kühlmittelzufuhr, einen Ablenker und eine Austrittsöffnung zur Abgabe des Kühlmittels aufweist, wobei der Ablenker die Kühlmittelzufuhr aus der Eintrittsöffnung erhält und das Kühlmittel zur Austrittsöffnung abgibt, die eine fokussierte Freisetzung des Kühlmittels um eine Außenfläche eines Halsfinishteiles eines Vorformlings bewirkt, um dadurch die Außenfläche des Halsfinishteiles zu kühlen.
Die Vorteile der Erfindung werden ferner durch Vorsehen einer Kühlvorrichtung für die Nachformungskühlung eines Vorformlings erzielt, die eine Basis mit einer Eintrittsöffnung zur Aufnahme eines Kühlmittelstromes und einen Einsatz aufweist, wobei die Basis einen Verteiler zur Aufnahme des Kühlmittels und zum Überführen desselben in den Einsatz aufweist, wobei der Einsatz das Kühlmittel zur gesteuerten Verteilung des Kühlmittels um eine äußere Fläche eines Halsfinishteiles des Vorformlings herum leitet.
Die vorstehenden Ziele werden durch die Schaffung eines Nachformungskühlsystems für Vorformlinge erreicht. In diesem System wird der Vorformling auf eine Vorformlings-Überführvorrichtung ausgeworfen, die so ausgebildet ist, daß sie die Außenfläche des Halsfinishteiles des Vorformlings exponiert. Der gesteuerte und gerichtete Strom von Kühlmittel über die exponierte Außenfläche kühlt den Halsfinishteil auf gesteuerte Weise.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kühlvorrichtung für die Nachformungskühlung eines geformten Gegenstandes geschaffen mit einer Öffnung und einer an diese unmittelbar angrenzenden äußeren Fläche sowie einem Inneren, wobei die Kühlvorrichtung aufweist: einen Ablenker, der an einem Rahmen angeordnet ist, wobei der Ablenker im Betrieb unmittelbar benachbart, aber außerhalb der Öffnung des geformten zu kühlenden Gegenstandes positionierbar ist, wobei der Ablenker eine Wand eines Führungskanals aufweist, über welchen im Betrieb Kühlmittel strömen kann, wobei der Ablenker und der Führungskanal so ausgebildet sind, daß sie das Kühlmittel direkt auf die Außenfläche des geformten Gegenstandes und von dem Inneren des geformten Gegenstandes weg ab geben, wodurch das Kühlen der Außenfläche des geformten Gegenstandes zumindest in unmittelbarer Umgebung der Öffnung akzentuiert wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Austragplatte einer Formungsmaschine für einen geformten Gegenstand geschaffen, wobei die Austragplatte umfaßt: eine Vielzahl von Haltern, die an einer Platte montiert sind, wobei jeder Halter im Betrieb zum Halten eines geformten Gegenstandes vorgesehen ist, wobei ein Teil des geformten Gegenstandes exponiert bleibt; und eine Kühlmittel-Verteilvorrichtung, die nahe jedem Halter für einen geformten Gegenstand angeordnet ist; einen Kanal in der Platte, wobei der Kanal eine Kanalöffnung in jeder Verteilvorrichtung umfaßt, wobei der Kanal im Betrieb jeder der Verteilvorrichtungen Kühlmittel zuleitet; und Austrittsöffnungen an jeder Verteilvorrichtung, die im Betrieb neben einem Halsteil des geformten Gegenstandes angeordnet sind, wobei die Austrittsöffnungen oberhalb und dem Halter benachbart angeordnet sind, um im Betrieb Kühlmittel dem exponierten Teil der geformten Gegenstände zuzuführen, die in den Haltern gehalten sind.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun an einem Beispiel unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer Spritzgießform nach dem Stand der Technik in geöffnetem Zustand.
2 eine Querschnittsansicht einer Spritzgießform nach dem Stand der Technik, wobei eine bewegbare Roboterarm-Endwerkzeugvorrichtung in der Formungszone zwischen der stationären und der bewegbaren Formplatte gezeigt ist;
3 eine Querschnittsansicht eines typischen Vorformlings mit einer Temperaturgrafik seiner Temperaturmerkmale nach dem Entfernen von der Formungsfläche;
4 eine Querschnittsansicht eines Vorformlings, der in einer Austragplatte gehalten ist, wenn er gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gekühlt wird;
5 eine Querschnittsansicht eines Vorformlings, der gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gekühlt wird;
6A eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles zum Kühlen des Vorformlings;
6B eine Perspektivansicht des Einsatzes, der zum Kühlen des Vorformlings beim Ausführungsbeispiel nach 6A verwendet wird;
7A eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform zum Kühlen des Vorformlings;
7B eine Perspektivansicht des Einsatzes, der beim Ausführungsbeispiel nach 7A verwendet wird;
8A eine Perspektivansicht und 8B eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles der Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
9A eine Teildraufsicht einer Vorformlings-Austragplatte nach dem Stand der Technik;
9B eine Teildraufsicht einer Vorformlings-Austragplatte nach dem Stand der Technik, modifiziert gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung;
9C eine Perspektivansicht eines Teiles der modifizierten Austragplatte nach 9B;
9D eine schematische Ansicht der Luftverteilvorrichtung der Austragplatte nach 9B;
9E und 9F Illustrationen von zwei alternativen Formen der Luftverteilvorrichtung, die schematisch in 9D gezeigt ist;
10 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nomenklaturliste
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Figuren beschrieben.
Wie vollständiger im US-Patent 6,171,541 und schematisch in 1 gezeigt ist, umfaßt eine Spritzgießmaschine eine stationäre Formplatte 32 mit einer Reihe von Formhohlräumen 34 und eine bewegbare Formplatte 36 mit einer Reihe von Formkernen 38. Die Formhohlraumplatte 32 ist in Fluidverbindung mit einer Verteilerplatte (nicht gezeigt), die geschmolzenes Material von einer Spritzeinheit (nicht gezeigt) der Spritzgießmaschine erhält. Die Formhohlräume 34 erhalten das geschmolzene Material aus einer Schmelzenverteilungsvorrichtung, wie beispielsweise einer ventilgesteuerten Düse (nicht gezeigt), durch Formhohlraumeinläufe 40. Die Formhohlräume 34 sind je von Kühlmitteln 42 zum Kühlen des geschmolzenen Mate rials in dem Formhohlraum umgeben, der durch den Formkern 38 und den Formhohlraum 34 gebildet ist, wenn sich die Formplatten 32 und 36 in der Formschließstellung befinden. Die Kühlmittel 42 werden vorzugsweise durch Kühlkanäle gebildet, die in der Formplatte 32 eingebettet sind, um Kühlfluid zu leiten. Die Formkerne 38 und die Formhohlräume 34 bilden in der Schließstellung der Form eine Vielzahl von Formhohlräumen (nicht gezeigt), die mit dem geschmolzenen Material durch die Formeinläufe 40 während des Einspritzschrittes gefüllt werden. Die Formkerne 38 enthalten ebenfalls Mittel 44 zum Kühlen des geschmolzenen Materials in dem Formraum. Die Kühlmittel 44 umfassen vorzugsweise ein Kühlrohr innerhalb jedes Formkernes 38. Die Formplatte 36 hat ferner eine Auswerferplatte 46, die verwendet wird, um die geformten Vorformlinge 48 von den Formkernen 38 zu entfernen. Die Betätigung der Auswerferplatte 46 ist im Stand der Technik gut bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Tatsächlich kann die Auswerferplatte 46 jede geeignete Auswerferplatte sein, die nach dem Stand der Technik bekannt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jeder geschmolzene Kunststoff, jedes Metall- oder Keramikmaterial in den Formhohlraum eingespritzt und unter Verwendung des Formsystems nach 1 zu einem erwünschten Artikel gekühlt werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das geschmolzene Material PET und der geformte Gegenstand ein Vorformling. Offensichtlich könnten andere Formen von geformten Gegenständen mittels der vorliegenden Erfindung gekühlt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung könnte der geformte Gegenstand aber auch ein Vorformling sein, der aus mehr als einem Material besteht, wie beispielsweise Roh-PET, rezykliertes PET und ein geeignetes Trennmaterial, wie beispielsweise EVOH. Es versteht sich, daß der Gegenstand aus einem unterschiedlichen Kunststoffmaterial, wie Polypropylen oder dgl., geformt werden kann.
Wie im Stand der Technik bekannt ist, wird ein Vorformling geformt, indem die Form geschlossen, geschmolzenes Material in den Formhohlraum eingespritzt, das Kühlen des Formhohlraumes ausgelöst, der Hohlraum gefüllt, das geschmolzene Material unter Druck gehalten, das endgültige Kühlen in der Form durchgeführt und die Form geöffnet wird, worauf die halbverfestigten Gegenstände oder Vorformlinge aus den Formkernen ausgeworfen werden und die Gegenstände oder Vorformlinge auf eine Austragplatte überführt werden. Um die Gesamtzykluszeit zu reduzieren, muß die Verweilzeit der Vorformlinge in der Form minimal sein, so daß die Form befähigt ist, Sätze von Vorformlingen so rasch wie möglich zu produzieren. Das Problem einer reduzierten Verweilzeit in der Form ist, daß die Kühlzeit ebenfalls reduziert ist, aber in einer solchen Weise, daß die geformten Gegenstände oder Vorformlinge fest genug sind, um allen nachfolgenden Behandlungsschritten ohne Verformung zu widerstehen. Eine reduzierte Kühlzeit ist eine problematische Wahl, weil die Ge genstände oder Vorformlinge durch die Kühlungsmittel 42 und 44 nicht ausreichend abgekühlt sind. Die Hitzemenge, die von dem Gegenstand oder Vorformling zurückbehalten wird, nachdem er innerhalb der Form während einer reduzierten Kühlzeit und unmittelbar nach dem Öffnen der Form gekühlt worden ist, ist sehr signifikant und hängt von der Dicke der geformten Gegenstände oder Vorformlinge ab. Die innere Hitze hat das Potential, an der Angußzone oder im Domteil des geformten Gegenstandes oder Vorformlings, dem Halsfinishteil des geformten Gegenstandes oder Vorformlings oder dem gesamten Vorformling kristallisierte Teile zu erzeugen. Um die Kristallisierung des geschmolzenen Gegenstandes oder Vorformlings zu vermeiden, muß ein sehr aggressives Kühlverfahren angewendet werden. Ebenso muß die innerhalb des Vorformlings zurückbehaltene Hitze, nachdem der Vorformling aus dem Formkern 38 entfernt worden ist, in einigen Gegenständen ausreichen, um feste Teile des Vorformlings wieder zu erhitzen und dadurch zu gestatten, daß der Vorformling seine Form ändert, wenn er nicht augenblicklich gekühlt wird. Während des Kühlens muß das Schrumpfen der geformten Gegenstände ebenfalls kontrolliert werden, um sicherzustellen, daß die Endabmessungen des Vorformlings nicht negativ beeinflußt werden.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Roboter-Austragplatte 60, die bei dem Kühlverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Austragplatte 60 umfaßt eine Vielzahl von hohlen Haltern oder Austragrohren 62. Die hohlen Rohre 64 innerhalb der Halter 62 können Kühlwasser zum Kühlen der Vorformlinge 48 führen, und die Halter 62 können Kühlwasser zum Kühlen der Vorformlinge 48 führen, wenn diese in den Austraghaltern 62 gehalten sind. Typische Austragplatten, die als Austragplatte 60 verwendet werden können, sind im US-Patent 5,447,426 an Gessner et al. und im US-Reissue-Patent Nr. RE 33,237 an Delfer, III gezeigt. Im Betrieb sind die Mündungen einer Vielzahl von Haltern 62 mit den Formkernen 38 der Formplatte 36 ausgerichtet. Die Überführung der geformten Gegenstände oder Vorformlinge 48 auf die Halter 62 wird durch Betätigung der Auswerterplatte 46 durchgeführt. Wie vollständiger im US-Patent 6,171,541 beschrieben ist und gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Austragplatte 60 mit einer Anzahl von Haltern 62 gleich der Anzahl von Formkernen 38 oder einer größeren Anzahl von Haltern 62, wie einem Vielfachen der Anzahl von Formkernen 38, versehen werden, beispielsweise dem Drei- oder Vierfachen der Anzahl der Formkerne 38. Durch Vorsehen von mehr Haltern 62 als der Anzahl von Formkernen 38 entspricht, ist es möglich, die geformten Gegenstände in den Haltern 62 länger als für einen einzigen Formungszyklus zu halten, und dadurch die Abkühlzeit in den Haltern 62 zu erhöhen, während ein hoher Durchsatz der geformten Vorformlinge 48 aufrechterhalten wird. Das Verfahren kann ausgeführt werden, unabhängig von der relativen Zahl der geformten Vorformlinge 48, die von den Haltern 62 gehalten werden. Nichtsdestoweniger hat bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Roboter-Austrag platte 60 eine Anzahl von Haltern 62, die das Dreifache der Anzahl von Kernen 38 beträgt. Dies bedeutet, daß die Austragplatte 60 nicht immer eine Anzahl von Vorformlingen oder geformten Gegenständen 48 gleich der Anzahl von Haltern 62 austrägt. Dies bedeutet auch, daß ein einzelner Satz von Vorformlingen 48 mehr als ein Mal in die Formungszone zwischen den Formplatten 32 und 36 zurückbewegt werden kann, um weitere Sätze von Vorformlingen 48 aufzunehmen. Während der Vor- und Rückbewegung werden die Vorformlinge 48 kontinuierlich durch den innigen Kontakt zwischen den hohlen Rohren 64 innerhalb der Austragplatte 60 und der Außenwand der Vorformlinge 48 gekühlt, wie dies detaillierter in dem erwähnten US-Patent 5,447,426 beschrieben ist. Die Rohre 64 führen eine Kühlflüssigkeit wie Wasser. Die Wärmeübertragung zwischen den Rohren 64 und den heißen Vorformlingen, die von den Formkernen 38 freigegeben sind, erfolgt durch Wärmeleitung. Insbesondere kann jedes feste Material, das Kühlmittel enthält, verwendet und in innigen Kontakt mit der Außenwand des Vorformlings 48 gebracht werden, um die geformten Gegenstände zu kühlen. Durch Verwendung eines Kühlsystems, welches auf der Wärmeübertragung zwischen dem geformten Gegenstand oder Vorformling und den Kühlrohren 64 beruht, kann die Form des Gegenstandes oder Vorformlings 48 üblicherweise frei von Deformationen oder Kratzern gehalten werden, die durch die Handhabung verursacht werden. Wie 2 zeigt, ist der Halsfinishteil 74 des Vorformlings 48 nicht in innigem Kontakt mit den Kühlrohren 64 und wird deshalb von den Rohren 64 nicht direkt gekühlt. Dieser Mangel an Kühlung um den Halsfinishteil 74 kann ein Problem darstellen. Insbesondere betrifft dies jene Vorformlinge, die einen dickwandigen Halsfinishteil 74 relativ zur Wanddicke des Restes des Vorformlings haben. Bei dieser Art von Vorformling kann ausreichend Hitze in den Halsfinishteil 74 gespeichert sein, um den Teil 74 wieder auf seine Erweichungstemperatur zu erhitzen. Wenn dies eintritt, neigt der Teil 74 dazu, sich zu deformieren. Die vorliegende Erfindung mildert dieses Problem durch positive Kühlung des Teiles 74, unmittelbar nachdem der Vorformling die Formungsfläche verlassen hat.
Das US-Patent 6,171,541 offenbart ferner eine Kühlplatte mit einer Vielzahl von Kühlrohren. Ein Kühlrohr erstreckt sich in das Innere jedes Vorformlings während der Zeit, während dieser in den Haltern 62 gehalten ist, und die Austragplatte 60 ist nicht zwischen den Formplatten 32 und 36 angeordnet. Während dieser zusätzliche Kühlmechanismus sehr effektiv ist, um die Zykluszeit zu reduzieren, die erforderlich ist, um den Vorformling zu produzieren, hat sich gezeigt, daß er einige Nachteile hat. Bei den im US-Patent 6,171,541 gezeigten Ausführungsformen stellen die Kühlrohre das Kühlfluid direkt der Innenfläche des Spitzenteiles des Vorformlings zur Verfügung und bilden einen Kühlpfad, auf welchem das Kühlfluid vom inneren Spitzenteil über die Innenseite des Vorformlings gegen den Halsfinishteil strömt, wo es austritt. Mit dieser Anordnung wird das Kühlfluid, das über den Halsfinishteil des Vorform lings strömt, durch den Vorformling nennenswert erhitzt, bevor es den Gewindehals-Finishteil erreicht. Infolgedessen erzeugen die Kühlrohre eine geringe Kühlung für den Halsfinishteil des Vorformlings. Während dies bei vielen Vorformlingen kein Problem ist, weil der heißeste Teil des Vorformlings die Spitze ist, wird dies ein Problem, wenn die Wände des Halsteiles im Vergleich zum Rest des Vorformlings relativ dick sind. Vorformlinge mit solch dicken Wänden im Hals oder Halsfinishteil behalten einen signifikanten Teil der Hitze in diesem Teil zurück, die mit der Ausbildung nach dem Stand der Technik nicht leicht dissipiert wird. Dementsprechend ist es notwendig, einen Mechanismus zu schaffen, der den Halsteil des Vorformlings rasch auf kontrollierte Weise kühlt, so daß das Gewinde des Vorformlings seine Dimensionsintegrität während der Nachformungskühlvorgänge beibehält.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem durch Schaffung eines direkten Kühlmittelstromes über die Außenflächen des Halses oder des Halsfinishteiles des Vorformlings. Überraschenderweise wirkt die Erfindung so gut, daß der Vorformling rasch und auf wirksame Weise ohne das Erfordernis für eine innere Kühlung abgekühlt wird, die von den Kühlrohren geleistet wird, die im US-Patent 6,171,541 beschrieben sind, und gleichzeitig wird die Produktivität der Spritzgießmaschine verbessert. Es kann jedoch Situationen geben, in denen es erwünscht ist, beide Kühlvorgänge mit einzubeziehen.
Ein Beispiel eines typischen Temperaturprofils eines Vorformlings 48 mit einem relativ dicken Halsfinishteil 74 nach dem Entfernen aus dem Formhohlraum ist in 3 gezeigt. Wie darin gezeigt, sind der Einlauf 1 und der Bereich 2 kühl relativ zu dem lokal dünnen Abschnitt 3 und dem lokal dicken Abschnitt 4 in dem Halsfinishteil 74. Dies zeigt, daß die meiste Hitze in dem Vorformling 48 unmittelbar nach seiner Überführung aus der Form heraus in dem relativ dicken Halsfinishteil 74 des Vorformlings 48 enthalten ist. Die rasche und gleichmäßige Kühlung dieses Gewindehalsteiles 74 gestattet die Entfernung des Vorformlings von der Austragplatte zum frühestmöglichen Zeitpunkt des Zyklus. Da die Hitze im Vorformling nicht gleichmäßig über die Breite der Wände des Vorformlings verteilt ist und infolge der Tatsache, daß der zentrale Teil der Wand signifikant heißer als die Oberflächenteile des Vorformlings ist, wird die Hitze aus dem zentralen Teil der Wände durch die Außenflächen des Vorformlings dissipiert. In einigen Fällen kann dies bewirken, daß die Außenflächen der Wände des Vorformlings wieder auf einen Punkt erhitzt werden, in dem sie ihre Starrheit verlieren. Wenn dies eintritt, geht die Integrität der Vorformlingfläche verloren. Da die meiste Wärme im dickeren Gewindehals-Finishteil 74 enthalten ist, müssen Kühlmittel bereitgestellt werden, um zu verhindern, daß die innere Hitze der Wände des Gewindehals-Finishteiles 74 die Außenwandflächen auf die Erweichungstemperatur erwärmen. Die vorliegende Erfindung schafft eine direkte Kühlung des Gewindehals-Finishteiles 74, so daß die innere Hitze dissipiert wird, ohne die Außenflächen des Vorformlings zu überhitzen.
Das Grundkonzept der Erfindung ist schematisch in 4 gezeigt. Wie 4 zeigt, wird ein Vorformling 48 in einem Austraghalter 62 gehalten, der in einer Austragplatte montiert ist (nicht gezeigt). Der Austraghalter 62 kann hohle Kühlrohre 64 umfassen. Die Erfindung schafft eine Ablenkplatte oder einen Einsatz 70 zum Ablenken von Druckluft von den Innenflächen des Vorformlings 48 und gegen den äußeren Halsfinishteil 74 des Vorformlings 48. Während dies in 4 nicht gezeigt ist, wird irgendeine Art von Einschließungswand um das Äußere des Halsfinishteiles 74 des Vorformlings 48 vorgesehen. Die Art und Weise, in welcher die Luft wirksam geleitet wird, wird nachfolgend erörtert. Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel strömt die Druckluft 76 und zieht eine bestimmte Menge von Umgebungsluft 78 mit sich, um dadurch den Kühleffekt zu verstärken.
Es sei bemerkt, daß mit der Ausbildung nach 4 der Halsfinishteil 74 des Vorformlings 48 von außen nach innen vollständig gekühlt wird. Der innige Kontakt zwischen dem Vorformling 48 und dem Austraghalter 62 schafft eine Kühlung zur Spitze des Körpers des Vorformlings 48 durch die Kühlrohre 64. Die Druckluft 76 bewirkt eine Kühlung des Äußeren des Halsfinishteiles 74 des Vorformlings 48. Für die meisten Vorformlinge, die einen dicken Halsfinishteil haben, wird diese Kombination an Kühlung ausreichen. Der Halsfinishteil 74 muß stabil sein, bevor der Vorformling 48 aus der Austragplatte 60 entfernt werden kann. In Fällen, in denen der Vorformlings-Halsfinishteil 74 dünner ist, kann es zweckmäßig sein, eine zusätzliche Kühlung des Vorformlings durch die Verwendung von Kühlrohren auf einer Kühlplatte hinzuzufügen, wie dies vollständiger im US-Patent 6,171,541 beschrieben ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das beide Formen der Kühlung anwendet, ist in 10 gezeigt und wird nachfolgend beschrieben. In jedem Fall besteht die Herausforderung darin, alle diese Formen der Kühlung zu kombinieren, um sicherzustellen, daß der Vorformling in der kürzestmöglichen Zykluszeit gekühlt wird, so daß der Vorformling aus der Austragplatte 60 in der kürzesten Zeit entfernt werden kann, ohne Deformationen in dem fertiggestellten Vorformling zu erzeugen.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches den Vorformling effizient kühlt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Druckluftzufuhr 80 in einen Luftkanal 82 einer Basisplatte 84 gerichtet. Ein Einsatz 86 ist auf der Basisplatte 84 durch irgendwelche geeigneten Mittel montiert. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Bolzen 88 (es ist nur einer gezeigt) vorgesehen, welche den Einsatz 86 ausrichten und in der Basisplatte 84 halten. Die Umfangsfläche 92 des Einsatzes 86 ist bearbeitet, um in dem Raum 90 einen Luftverteiler zwischen dem Einsatz 86 und der Basisplatte 84 zu erzeugen. Der Luftverteiler sichert eine gleichmäßige Verteilung der Druckluft 80 durch den Spalt 96 auf dem Weg, der durch Pfeile 98 angedeutet ist, um die Luft über dem Halsfinishteil 74 des Vorformlings 48 zu blasen. Die Luft auf dem durch die Pfeile 98 gezeigten Weg reißt Umgebungsluft entlang des Pfades mit sich, was durch Pfeile 99 angedeutet ist, um dadurch die Kühlwirksamkeit über den Halsfinishteil 74 zu erhöhen. Dies kann eine wesentliche Reduzierung der Menge an Druckluft bedeuten, die erforderlich ist, um den Vorformling 48 zu kühlen, wodurch die wirksame Verwendung der Kühlluft erhöht wird.
Wie 5 zeigt, bewirken Kühlrohre 64 ein Kühlen des Domes 110 und des Körpers 112 des Vorformlings 48. Die Stützleiste 114 erfährt eine Kühlung sowohl von der Kühlluft, die durch die Pfeile 98 und 99 angedeutet ist, als auch durch die Kühlrohre 64 durch Kontakt mit dem Halter 62. Mit dieser Kombination von Kühlrohren 64 und gekühlter Druckluft 80 sowie mitgerissener Umgebungsluft kann der ganze Vorformling 48 rasch gekühlt werden, so daß die Zeit, während welcher der Vorformling in dem Halter 62 bleiben muß, minimiert werden kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den 6A und 6B gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Einsatz 120 bereitgestellt. Der Einsatz 120 ist mit Kanälen versehen, um Kühldruckluft 80 dem Halsfinishteil 74 des Vorformlings 48 in einer Wirbelbewegung zuzuführen, welche den Gewindeteil 74 des Vorformlings 48 kühlt.
Wie in den 6A und 6B gezeigt ist, ist eine Basisplatte 84 an der Kühlplatte (nicht gezeigt) durch eine Gewindebefestigung 140 oder dgl. befestigt. Der Einsatz 120 ist an der Basisplatte 84 mittels Bolzen 88 (nur einer ist gezeigt) befestigt, doch könnten irgendwelche anderen geeigneten Befestigungsmittel verwendet werden. Eine Kammer 122 wird zwischen der Basisplatte 84 und dem Einsatz 120 gebildet. Die Kammer 122 verteilt Kühlluft durch unter einem Winkel angeordnete Öffnungen 124 im Einsatz 120. Die Öffnungen 124 werden gegen die Außenfläche des Vorformlings 48 unter einem Winkel zur Hauptachse des Vorformlings 48 geleitet.
Im Betrieb wird Luft direkt auf die Außenfläche des Halsfinishteiles 74 geblasen. Die Luft haftet an dem Halsfinishteil 74 an, weil sie etwas tangential zur Oberfläche des Gewindeteiles aufgeblasen wird. Die Luft verläßt den Einsatz 120 in Richtung der Pfeile 126 und erzeugt einen stabilen Wirbel um die volle Länge des Halsfinishteiles 74 und reißt schließlich an der Stützleiste 114 auf. Die Druckluft 80 zieht Umgebungskühlluft an, wie dies bei den schon beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung der Fall ist. Gegebenenfalls könnten die Seitenwände der Platte 84 nach oben verlängert werden, um eine schalenförmige Struktur um den Halsfinishteil 74 zu bilden, damit der Wirbelstrom um den Halsfinishteil weiter eingeschlossen wird.
Die 7A und 7B zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Kühlrohre 64 sind innerhalb des Austraghalters 62 vorgesehen. Die Erfindung kann mit oder ohne die Kühlrohre in der Austragplatte verwendet werden, abhängig von der erwünschten Kühlleistung und den tatsächlichen Merkmalen des zu kühlenden Vorformlings.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Hülse 130 in einer Basisplatte 132 befestigt. Wie in 7A gezeigt, ist die Hülse 130 über ein Gewinde an der Basisplatte 132 mittels dort vorgesehener Gewinde 136 fixiert, aber irgendeine Befestigungsweise könnte verwendet werden.
Es sei bemerkt, daß die Basisplatte 132 an der Kühlplatte befestigt ist, welche eine Quelle für ein Kühlmedium, wie Luft, darstellt, die der Basisplatte 132 zugeführt wird. Wie in 7A gezeigt, legt die Gewindebefestigung 140 die Basisplatte 132 an einer Kühlplatte fest. Natürlich wird eine Vielzahl von Vorformlingen 48 gleichzeitig gekühlt, und jeder Vorformling, der auf diese Weise gekühlt wird, erfordert seine eigene Kühlbasisplatte 132, die an der Kühlplatte befestigt ist. Die Anzahl von Kühlstationen an der Kühlplatte würde durch die Anzahl von Austragpositionen bestimmt, die an der Austragplatte vorgesehen sind.
Eine Kammer 144 wird zwischen der Hülse 130 und der Basisplatte 132 erzeugt, um Druckluft von einer Zufuhrleitung 146 aufzunehmen. Die Druckluft tritt in die Kammer 144 durch eine Leitung 148 ein. Öffnungen 150 in der Hülse 130 setzen die Druckluft gegen die Oberfläche des Gewindehalsteiles 74 des Vorformlings 48 frei. Die sich erwärmende Luft tritt rasch aus der Kühlzone über die Auslaßöffnungen 152 in der Basisplatte 132 und um die Öffnung zwischen der Leiste 114 und der Hülse 130 aus.
Die Öffnungen 150 können so angeordnet sein, daß sie den Kühlluftstrom gerade auf den Gewindehals-Finishteil 74 richten, oder sie können unter einem Winkel angeordnet sein, um eine Kreisbewegung des Luftstromes um den Gewindehals-Finishteil 74 zu erzeugen. In jedem Fall sollte die Hülse 130 so ausgebildet sein, daß sie einen gleichmäßigen Kühlluftstrom über den gesamten Gewindehals-Finishteil 74 richtet, so daß der gesamte Gewindehals-Finishteil 784 gekühlt wird.
Die 8A und 8B zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Basisplatte 160 an einer Kühlplatte mittels einer Gewindebefestigung 140 befestigt. Unter Druck stehendes Kühlmittel strömt durch die Gewindebefestigung 140 zu einem Kanal in dem Einsatz 162. Ein Spalt 164 zwischen dem Einsatz 162 und der Basisplatte 160 ist so dimensioniert, daß er die Verteilung der Druckluft steuert. Der Spalt 164 ist so geformt, daß er einen Strom von Kühlmitteln durch den Raum 170 zwischen der Platte 160 und dem Einsatz 162 erzeugt. Die Umfangszone 166 am Einsatz 162 ist abgeschrägt, damit die ausgestoßene Luft durch den Raum 170 zwischen der Platte 160 und dem Einsatz 162 auf einem Pfad strömt, der durch die Pfeile 168 angedeutet ist. Dadurch wird eine große Menge an Umgebungsluft 172 mitgerissen, so daß der Vorformling rasch gekühlt wird, der direkt oberhalb des Einsatzes 162 angeordnet wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Kühlmechanismus für den Halsfinishteil als integraler Teil der Austragplatte 60 vorgesehen werden. 9A ist eine schematische Draufsicht einer bekannten Austragplatte 60, wie sie im US-Reissue-Patent 33,237 beschrieben ist. Die Austragplatte 60 hat drei Gruppen von Austragrohren oder -haltern 62 zur Aufnahme von drei Gruppen von Vorformlingen. Wie vollständiger in dem früheren US-Reissue-Patent 33,237 beschrieben ist, empfängt jede Gruppe von Haltern 62 einen Satz von Vorformlingen in einem der drei Zyklen der Austragplattenbewegung in eine Offenstellung der Form und gibt den Satz von Vorformlingen an einen Förderer od.dgl. ein Mal innerhalb von drei Zyklen ab. Auf diese Weise kann der Vorformling auf der Austragplatte 60 während dreier Formungszyklen gehalten und vollständig abgekühlt werden, bevor er an den Förderer abgegeben wird. Diese Verfahrenssequenz ist nicht ein Teil der vorliegenden Erfindung und wird hier deshalb nicht vollständig beschrieben. Tatsächlich könnten andere Haltevorrichtungen bei der Implementierung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie dies aus der folgenden Beschreibung hervorgeht.
9B ist eine schematische Draufsicht der modifizierten Austragplatte gemäß der Erfindung. Die Austragplatte 180 umfaßt drei Sätze von Austragrohren 62 zur Aufnahme und zum Halten von Vorformlingen, wie dies beschrieben wurde. Das zusätzliche Merkmal ist das Hinzufügen von Kühlmittelverteilvorrichtungen 182, welche jeden Austraghalter 62 umgeben und ein Kühlmittel, wie Kühlluft, um den Hals oder Halsfinishteil eines Vorformlings, der auf dem Halter 62 gehalten ist, verteilen.
9C zeigt schematisch eine Form der Verteilvorrichtung. Die Halter 62 halten die Vorformlinge 48. Stützleisten 114 an den Vorformlingen 48 ruhen auf der Oberseite der Halter 62. Die Verteilvorrichtung 182 erstreckt sich von der Basis der Austragplatte 180 nach oben und umfaßt Kühlmittel-Auslaßöffnungen 184, welche Kühlmittel um den Umfang des Halsfinishteiles 74 des Vorformlings 48 abgeben.
9D zeigt schematisch die Position der Verteilvorrichtung mit nur einem einzigen Austraghalter 62. Die Verteilvorrichtung 182 ist an der Austragplatte 180 montiert. Ein Kanal 186 in der Austragplatte 180 liefert Kühlmittel an die Verteilvorrichtung 182. Ein Positionierabschnitt 188 positioniert die Verteilvorrichtung 182, um sicherzustellen, daß die Öffnungen 184 ordnungsgemäß relativ zum Halsfinishteil 74 positioniert sind.
Die 9E und 9F zeigen zwei weitere Ausführungsformen von Luftverteilvorrichtungen.
Wie 9E zeigt, empfängt eine Vielzahl von Verteilrohren 190 Kühlluft durch einen zentralen Durchgang und verteilt sie über den Halsfinishteil 74 des Vorformlings 48 über gekrümmte Düsen 192, wie dies durch Pfeile 194 gezeigt ist. Die gekrümmten Düsen 192 erzeugen einen Luftstrom um die Halsfinishteile 74 der Vorformlinge 48. Die Vorformlinge können innerhalb der Austragplattenhalter 62 auf bekannte Weise durch Saugwirkung gehalten werden. Stützleisten 114 der Vorformlinge 48 ruhen auf der Oberseite der Austraghalter 62.
Die Verteilrohre 190 können in einer entfernten Position gehalten werden, wenn die Halter 62 mit den Vorformlingen 48 beladen und danach in eine Betriebsstellung nahe einem Vorformling 48 gedreht werden, erst nachdem ein Vorformling 48 von dem Formhohlraum auf den zugeordneten Austraghalter 62 überführt worden ist. Dieser Vorgang stellt sicher, daß die Verteilrohre 190 mit der Überführung der Vorformlinge in die und aus den Haltern 62 nicht kollidieren. Die Ruheposition der Verteilrohre 190 ist mit vollen Linien bei 196 in 9E gezeigt, und der Pfeil 198 zeigt die Drehbewegung der Verteilrohre 190 zwischen ihrer Betriebsstellung und ihrer Ruhestellung an. Alternativ könnten die Verteilrohre 190 angehoben und abgesenkt werden, um sie in und aus ihrer Betriebs- und Ruhestellung zu bewegen.
Wie in 9F gezeigt, weist eine alternative Luftverteilvorrichtung 200 Rohre 202 auf, welche Kühlluft auf den Halsfinishteil 74 der Vorformlinge 48 richten. Die Rohre 202 richten die Luft gegen den Halsfinishteil 74 unter einem rechten Winkel zu dieser Oberfläche. Offensichtlich könnten die Rohre 202 auch unter einem Winkel angeordnet sein, so daß sie irgendeine erwünschte Richtung der Kühlfluidströmung über den Halsfinishteil 74 eines Vorformlings 48 bewirken.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche die Kühleffekte der Kühlrohre, welche Kühlfluid direkt in die innere Spitze eines Vorformlings und auf die Außenfläche des Halsfinishteiles des Vorformlings richten, kombiniert. Zum leichteren Verständnis haben Elemente, die ähnlich jenen in 5 gezeigten sind, die gleichen Bezugszeichen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Vorformling 14 in einem Halter 62 gehalten, wobei die Leiste 114 auf der Oberseite des Halters 62 ruht. Der Halter 62 kann Kühlrohre 64 umfassen. Es versteht sich, daß man irgendwelche oder alle Kühlmittel für die Vorformlinge wählen kann, um sie bestmöglich ohne Beschädigung zu kühlen.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 wird Druckluft 80 dem Luftkanal 82 zugeleitet, über welchen sie in den Raum 90 und durch den Spalt 96 zwischen dem Einsatz 86 und der Basis 84 strömen kann. Die Basis 84 ist an einer Kühlplatte 206 über eine Gewindebefestigung 208 montiert. Die Druckluft 80 strömt in Richtung der Pfeile 98 und kühlt dadurch den Halsfinishteil 74 des Vorformlings 14 auf die bereits unter Bezugnahme auf 5 gemachten Erläuterungen beschriebene Weise. Der Unterschied zu diesem Ausführungsbeispiel ist, daß die Druckluft 80 auch durch den Kanal 212 im Kühlrohr 214 strömt, wo sie gegen die Innenfläche des Domes 110 des Vorformlings 14 abgegeben wird und an der Innenfläche des Vorformlings 14 vorbeiströmt und sodann durch die Öffnungen 218 im Einsatz 86 und der Basis 84 ausgestoßen wird, wie dies durch den Weg mittels der Pfeile 220 angedeutet ist.
Mit der Anordnung nach 10 wird die Innenfläche des Vorformlings 14 durch den Luftstrom durch das Rohr 212 gleichzeitig mit dem Kühlen der Außenfläche des Halsfinishteiles 74 gekühlt.
Es versteht sich für den Fachmann, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen und gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, die lediglich bestmögliche Ausführungen der Erfindung darstellen und Modifikationen hinsichtlich Form, Größe, Anordnung von Teilen und Betriebsdetails unterworfen sein können. Die Erfindung wird in den folgenden Ansprüchen definiert.

Claims

Kühlvorrichtung zum Nachformungskühlen eines geformten Gegenstandes (48) mit einer Öffnung und einer an diese unmittelbar angrenzenden äußeren Fläche (74) sowie einem Inneren, wobei die Kühlvorrichtung gekennzeichnet ist durch: einen Ablenker (84, 86, 130, 182), der an einem Rahmen (206) angeordnet ist, wobei der Ablenker im Betrieb unmittelbar benachbart, aber außerhalb der Öffnung des geformten zu kühlenden Gegenstandes (48) positionierbar ist, wobei der Ablenker eine Wand eines Führungskanals (90, 96, 124) aufweist, über welchen im Betrieb Kühlmittel (76, 98, 99) strömen kann, wobei der Ablenker und der Führungskanal so ausgebildet sind, daß sie das Kühlmittel direkt auf die Außenfläche (74) des geformten Gegenstandes (48) und von dem Inneren des geformten Gegenstandes weg abgeben, wodurch das Kühlen der Außenfläche des geformten Gegenstandes zumindest in unmittelbarer Umgebung der Öffnung akzentuiert wird.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine Eintrittsöffnung (82) für den Empfang eines Kühlmittelvorrates; und eine Kammer, um im Betrieb das Kühlmittelfluid von der Eintrittsöffnung zu einer Austrittsöffnung zu leiten, um das Kühlmittelfluid abzugeben.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner eine Basis (84) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie einen Einsatz (86) aufnimmt, wobei die Eintrittsöffnung (82) in der Basis (84) angeordnet ist, wobei die Kammer in einem Raum (90) zwischen der Basis (84) und dem Einsatz (86) gebildet ist, und die Austrittsöffnung in zumindest einem der beiden Teile i) der Basis oder ii) dem Einsatz angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Kühlrohr (214) aufweist, das an dem Einsatz (86) montiert ist, wobei das Kühlrohr (214) sich im Betrieb in das Innere des geformten Gegenstandes (48) erstreckt, wenn die exponierte Oberfläche des Halsfi nishteiles (74) dem Kühlmittel (76, 98, 99) ausgesetzt wird, wobei das Kühlrohr (214) einen offenen Kanal aufweist, der mit der Kammer kommuniziert, um das Kühlmittel auf die Innenfläche aufzubringen.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, die ferner so ausgebildet ist, daß sie den exponierten Teil einschließt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher eine Vielzahl von Austrittsöffnungen vorgesehen ist, die einwärts gerichtet angeordnet sind, um das Kühlmittelfluid auf die exponierte Oberfläche abzugeben.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Austrittsöffnungen in einer Vielzahl von Säulen (190) vorgesehen sind, die um einen Umfang der exponierten Oberfläche angeordnet sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Austrittsöffnungen so angeordnet sind, daß sie das Kühlmittel auf die Außenfläche unter einem spitzen Winkel zu dieser Oberfläche abgeben.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 6, die ferner Abgabekanäle in einem Basisteil aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Basis (84) eine schalenförmige Struktur hat und der Einsatz (86) innerhalb der Basis (84) befestigt ist, und bei welcher ein Umfangsdüsenspalt (96) zwischen dem Einsatz (86) und der Basis (84) vorgesehen ist, wobei der Spalt (96) durch eine verjüngte Oberfläche an dem Einsatz und der Basis definiert ist, damit das durch den Spalt abgegebene Kühlmittel (98) Umgebungskühlmittel (99) über die Außenfläche des in dem Halter (62) gehaltenen geformten Gegenstandes (84) in einen Kühlpfad zieht.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher der Düsenspalt (96) ein Venturi-Düsenspalt ist.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die exponierte Außenfläche ein Halsfinishteil (74) eines Vorformlings ist.
Austragplatte (180) einer Formungsmaschine für einen geformten Gegenstand, wobei die Austragplatte umfaßt: eine Vielzahl von Haltern (62), die an einer Platte (180) montiert sind, wobei jeder Halter (62) im Betrieb zum Halten eines geformten Gegenstandes (48) vorgesehen ist, wobei ein Teil (74) des geformten Gegenstandes (48) exponiert bleibt; gekennzeichnet durch: eine Kühlmittel-Verteilvorrichtung (182), die nahe jedem Halter (62) für einen geformten Gegenstand angeordnet ist; einen Kanal (186) in der Platte (180), wobei der Kanal (186) eine Kanalöffnung in jeder Verteilvorrichtung (182) umfaßt, wobei der Kanal im Betrieb jeder der Verteilvorrichtungen (182) Kühlmittel zuleitet; und Austrittsöffnungen (184) an jeder Verteilvorrichtung (182), die im Betrieb neben einem Halsteil des geformten Gegenstandes angeordnet sind, wobei die Austrittsöffnungen (184) oberhalb und dem Halter (62) benachbart angeordnet sind, um im Betrieb Kühlmittel dem exponierten Teil (74) der geformten Gegenstände (48) zuzuführen, die in den Haltern (62) gehalten sind.
Austragplatte nach Anspruch 13, bei welcher das Kühlmittel als Druckkühlmittel zugeführt wird.
Austragplatte nach Anspruch 13, bei welcher die Verteilvorrichtungen (182) mit der Platte durch Positionierer (188) verbunden sind.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Ablenker eine Basis aufweist, die einen von folgenden Teilen hat: einen Randteil und einen Einsatz (86), der in den Randteil eingepaßt ist, um eine kreisförmige Düse zur Abgabe des Druckkühlmittels auf den Außenflächenteil zu bilden; und einen Randteil und einen Einsatz (86), der innerhalb des Randteiles eingeschlossen ist, wobei der Einsatz Öffnungen (124, 150) zur Abgabe des Kühlmittels im Betrieb auf den Außenflächenteil (74) in einer vorbestimmten Richtung aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 16, bei welcher die vorbestimmte Richtung unter einem Winkel zum Außenflächenteil verläuft, damit das Kühlmittel in einer Wirbelströmung um den Außenflächenteil strömt.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher Öffnungen (150) in einem Einsatz Druckkühlmittel in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Außenfläche leiten.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der geformte Gegenstand im Betrieb in einem Halter (62) gehalten ist, der eine Rippe (114) zum Abstützen des geformten Gegenstandes (48) aufweist, wobei die Rippe (114) dem Gegenstand (74) gestattet, sich der Strömung des Druckkühlmittels auszusetzen.