EP3678827A1 - Vorrichtung und verfahren zum umformen von kunststoffvorformlingen zu kunststoffbehältnissen mit wechselroboter - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum umformen von kunststoffvorformlingen zu kunststoffbehältnissen mit wechselroboter

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Publication number
EP3678827A1
EP3678827A1 EP18768855.1A EP18768855A EP3678827A1 EP 3678827 A1 EP3678827 A1 EP 3678827A1 EP 18768855 A EP18768855 A EP 18768855A EP 3678827 A1 EP3678827 A1 EP 3678827A1
Authority
EP
European Patent Office
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mold
blow molding
blow
robot
molding device
Prior art date
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Pending
Application number
EP18768855.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Wahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3678827A1 publication Critical patent/EP3678827A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B29C49/30—Blow-moulding apparatus having movable moulds or mould parts
    • B29C49/36—Blow-moulding apparatus having movable moulds or mould parts rotatable about one axis
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for forming plastic preforms into plastic containers with a blow mold assembly.
  • blow mold arrangements have been known for a long time from the prior art.
  • heated plastic preforms are usually deformed by exposure to a liquid or gaseous medium and in particular compressed air to plastic containers such as plastic bottles in particular.
  • a plurality of Blasforman kannen or forming stations is usually arranged on a rotatable support.
  • These blow mold assemblies each have a blow molding device, which are shaping the plastic containers to be produced.
  • the blow molding devices thereby form a cavity within which the plastic preforms are formed into the plastic containers and thus represent a negative or a negative mold of the container to be produced.
  • blow molding devices are usually arranged detachably on mold carriers which are used for inserting and changing the blow molding devices and for removing the deformed plastic containers from the blow molding, can be opened and closed.
  • a change of blow molding facilities is necessary if a different container shape than previously intended to be produced with the device.
  • the mold carriers are opened for this purpose by means of additional curves or a pneumatic curve delivery, and then the blow-molding devices are removed, for example by a robot.
  • at least one guide or cam roller is provided on the blow molding arrangement, which is guided within the curve.
  • additional guide curves increase the maintenance effort due to the wear of these curves enormously.
  • the device requires by these guide curves a larger footprint and also these represent an additional source of error because, for example, there is a risk that the rollers that are guided within the curves, get caught in these.
  • blow molding means Another known from the prior art procedure for changing the blow molding means to remove them individually and in particular manually from the respective Blasforman füren or forming stations. An operator removes the individual blow molding devices and replaces them with new blow molding devices which are to form the corresponding new containers. By this manual change operation, the replacement of the blow molding takes relatively long, during which time the blow molding machine stands still and therefore produces no plastic containers. It is also already known to replace blow molds not in individual parts one after the other, but as a complete set of molds, in order to shorten the changeover time when switching to a different container shape (EP2698239B1, EP2475514B1). This can be done manually or preferably automated, for example by a robot.
  • An apparatus according to the invention for forming plastic preforms into plastic containers has at least one blow-molding arrangement which comprises at least a first mold carrier, a second mold carrier and a blow-molding device which comprises at least two blow-molded side parts and a bottom part.
  • the blow molding device can be arranged detachably on the mold carriers via a locking mechanism and forms a cavity within which the plastic preforms can be shaped into plastic containers.
  • the mold carrier can be locked together during the forming process by means of a locking device.
  • the device also has an exchangeable robot which is suitable and intended to remove the blow-molding device from the mold carriers, preferably in an at least partially assembled state.
  • the mold carriers are opened and / or closed in a change operation exclusively by the changeover robot and, in particular, are themselves actuated (open / close). If there is a mold carrier lock which, in the closed state of two mold carriers, locks them together, the unlocking and / or locking can preferably be performed exclusively by the changeover robot.
  • the locking or the locking mechanism of the blow molding device to the mold carriers may optionally be actuated (solvable / fasten) exclusively by the change robot itself, in particular be solvable.
  • the blow-molding device can be connected in an unlocked state at least temporarily by means of a safety device with the mold carriers or a bottom support. This can be done for example with mechanical elements or magnets, in particular electromagnets.
  • a plurality of Blasforman extract is arranged on a common movable support.
  • This carrier is in particular a rotatable carrier.
  • a large number of such blow mold arrangements within a blow molding machine and particularly preferably within are advantageous arranged a stretch blow molding machine.
  • the plastic preforms are expanded by exposure to a flowable and in particular a gaseous medium such as compressed air to the plastic containers.
  • the blow molds each have stretching rods which stretch the plastic preforms in their longitudinal direction.
  • At least two parts and particularly preferably all three parts of the blow molding device can be locked together so that the blow mold in its entirety can be removed from the machine or from the mold carrier.
  • the mold carrier is thus suitable for receiving different blow molding devices.
  • the blow-molding device itself it would be possible for the blow-molding device itself to still be arranged on the mold carrier by means of mold carrier shells, with the mold carrier shells being arranged between the blow-molding device and the mold carriers in such a construction.
  • a changeover operation is understood to mean an operation which differs from a work operation in which the plastic preforms are converted into the plastic containers.
  • a change operation can be initiated by the operating personnel, for example via an operating panel arranged on the blow molding machine.
  • the locking device of the mold carrier can be released from the removable robot.
  • the locking mechanism or the blow-mold latch is simultaneously released pneumatically orelectromagnetically, instead of as described above by the changeover robot.
  • the locking mechanism is automatically actuated by a flowable medium and in particular a gaseous medium or by magnetic force or movable and in particular detachable and for inserting a new blow-molding device also lockable again.
  • the mold carriers are opened exclusively by the changing robot and not as in the prior art by additional curves.
  • the invention also proposes that both the opening of the mold carrier as well as the release of the locking of the mold carrier and / or releasing the locking or locking of the blow molding and removing the blow mold from the mold carriers carried by the removable robot, so that a through the change robot fully automatic change process can be provided.
  • the insertion of a new shape is preferably similar.
  • the levers for clamping the molds in their holders preferably have an embodiment which allows manipulation by the robot with the same tool, which is also used to hold or remove the mold.
  • the changeover robot advantageously has a tool which is designed such that it is suitable and intended to open the mold carriers and / or to actuate the locking of the mold carriers and the blow molding device and / or to remove and supply the blow molding device hold.
  • the locking mechanism of the blow molding and / or the locking means of the mold carrier is preferably selected from a group of locks or interlocks, which mechanical, magnetic or pneumatic locks / latches, clamping lever, a lock / lock over a vacuum, combinations of at least two or more contains the locks mentioned here / locks or the like.
  • the above-mentioned safety device serves in particular to secure the mold (blow molding device) so that it does not fall out of the mold carriers after opening the mold carriers.
  • the safety device also assures that the robot has sufficient time to pivot upwardly from the locking mechanism for receiving the mold at its face or from the locking means of the mold carriers and subsequently removing the mold in the assembled state.
  • the mold carriers are advantageously arranged to open and close the mold carrier movable on a common shaft bearing and in particular pivotally arranged on this.
  • the shaft bearing therefore preferably forms a pivot axis for the mold carriers.
  • the Blasform maschine and / or the bottom part can each be moved independently, for this purpose, a coupling at the coupling point (curve mold carrier / bottom) may be provided, in particular an electromagnetic clutch to decouple the movements of the Blasform maschine and the bottom part of each other ,
  • the changing robot has a gripping device, which is pivotable about at least one pivot axis.
  • the gripping device is pivotable about at least three different axes and more preferably the gripping device can be pivotable by more than three, preferably by at least four, preferably by at least 5 and more preferably by at least six pivot axes.
  • the gripping device can preferably also be movable in at least two different directions and, in particular, in directions which are not parallel or opposite to one another.
  • the changeover robot is therefore particularly preferably a six-axis robot with at least two pivoting arms, on which a gripping device is arranged.
  • the gripping device is designed such that it is suitable and intended to open the mold carrier and / or to release the locking of the blow molding on the mold carriers and / or the blow mold from the mold carriers remove and hold.
  • the gripping device is also suitable and determines the Verrieglung the mold carrier to solve.
  • the gripping device has at least one recess in order to grip at least one projection arranged on the blow-molding device, which projection is in particular a pin corresponding to the recess.
  • the gripping device has two such recesses in order to grip two pins arranged on the blow molding device.
  • such a pin can be arranged in each case on the first and the second blow mold side part and the gripping device can engage behind it during transport, so as to be able to hold together the blow mold device in its entirety.
  • the gripping device can be positively and / or non-positively connected to the blow molding device and in particular the recesses and the pins are positively and / or non-positively connectable to each other. In this way, a secure gripping and transporting the blow molding devices by means of the robotic interchangeable be made possible, with a transport at higher speeds is possible.
  • the gripping device has a passive gripping element. This is understood to mean, in particular, that a holding of the blow molding device is not effected by an active gripping movement of the gripping element, for example by a clamp movement, but only by a correct positioning of the gripping element or the gripping device relative to the blow molding devices to be transported. In particular, an element of the gripping device can engage behind a section of the blow molding device.
  • the gripping device could have a magnetic or magnetizable element in order to hold and / or grasp the blow-molding device.
  • the gripping device could have an electromagnet which can be activated as soon as the gripping device is in a predetermined position relative to the blow molding device.
  • a magnetic shear stop between parts of the blow molding device are triggered, in which case in particular permanent or electromagnets could be arranged in the Blasformtier former and / or the bottom part.
  • the changeover robot has a control device, which carries out a removal of the blow molding device from the mold carriers and / or an arrangement of the blow mold device on the mold carriers both force-controlled and path-controlled.
  • detection devices can be provided, which detect a movement, in particular of the gripping device, and detection devices for measuring forces can also be provided.
  • this control preferably to define one or more reference points on the blow mold and / or the blow molding, which can be approached by the changing robot. In this way, the exact geometric position of the blow molding can be determined at any time of transport and / or displayed on a control panel.
  • the gripping device can be deflected in several degrees of freedom, for example in an X, Y and Z direction, in particular in order to equalize inaccuracies of a positioning.
  • one or more of these degrees of freedom can be blocked electromechanically. In this way, a faster working operation of the device can be achieved.
  • the gripping device has active elements which produce a positive and / or a positive connection with the blow molding device. It is possible that the gripping device produces a positive connection between the two side parts of the blow molding and further preferably a non-positive and / or positive connection between said Blasformrich former and the bottom mold is made. This second connection with the bottom mold can be achieved via corresponding engagement elements of the side parts and / or the bottom mold, such as a centering ring. In a further preferred embodiment, therefore, at least one and preferably both Blasform maschine a fastening device and in particular a centering ring, wherein the Blasform maschine and the bottom part are positively and / or non-positively connected by means of this centering ring. The bottom part is accordingly supported, in particular, by means of positive locking and / or frictional connection on the blow-molded side parts.
  • the change robot removes the entire blow molding device from the blow mold arrangement in only one operation. It would also be conceivable that the changeover robot exchanges, for example, only the blow molding side parts, but the bottom part remains in the blow mold arrangement. This is particularly advantageous if, in the new plastic containers to be produced, only the side parts differ from the previous containers, but the bottom part is to remain the same. It would be the other way around also conceivable that only the bottom part is replaced, the blow mold side parts, however, remain in the blow mold.
  • the changeover robot is accordingly suitable and / or determined to optionally exchange a complete blow molding device or only individual parts of the blow molding device.
  • the above-mentioned safety device is a clamp which is arranged on at least one mold carrier, wherein the clamp acts on at least one pin arranged on the blow molding device in order to move the blow mold on the mold carriers and in particular within the mold carriers To hold mold carrier.
  • the clamp thus ensures that the blow molding device does not fall out of the mold carriers, although the locking of the blow molding device to the mold carrier has already been achieved and / or the mold carriers have already been opened.
  • the clamp preferably holds the blow molding device at a predetermined position within the mold carrier or within the blow mold arrangement. This predetermined position is in particular a position in which the longitudinal axis of the blow molding device is parallel to the longitudinal axis of the blow molding arrangement or in which the longitudinal axis of the blow molding device is identical to the longitudinal axis of the blow mold.
  • the clamp is advantageously connected to a control device which releases the clamp from the blow molding device as soon as the changeover robot grips the pins of the blow molding device.
  • a control device which releases the clamp from the blow molding device as soon as the changeover robot grips the pins of the blow molding device.
  • the changeover robot releases the clamp and, in particular, that the changeover robot simultaneously grips the blow molding device and releases the clamp.
  • the clip is constructed in two parts, wherein a first part of the clip is arranged on the first mold carrier and a second part of the clip on the second mold carrier.
  • at least part of the clamp is movable relative to the other part and more preferably both parts of the clamp are movable relative to each other.
  • the clip is likewise arranged on the above-mentioned shaft bearing, on which the mold carriers are also arranged, and in particular the clip and / or the first and the second part of the clip are pivotably arranged on the shaft bearing.
  • the mentioned control device also ensures that the clamp engages the pin as soon as the locking mechanism of the blow mold carrier is released and / or the locking device of the mold carrier is released and / or the mold carriers are opened.
  • the safety device or the clip is therefore preferably activated as soon as the locking mechanism of the blow mold carrier has been released and more preferably the safety device or the clip deactivated again as soon as the blow molding device is gripped by the change robot.
  • the clip after releasing the locking mechanism of the blow molding device and / or the locking device of the mold carrier and / or after opening the mold carrier by the changing robot, manually, by an operator on the pin of the blow molding. Preference could be However, the release of the clip continue to be automated as soon as the removable robot engages the blow molding.
  • the clip could also be formed in one piece, wherein the clip is preferably arranged on the shaft bearing.
  • this one-piece clamp performs a movement in the longitudinal direction of the blow mold and engages the blow mold on a arranged on the blow molding pin.
  • the one-piece clamp could also be arranged pivotably on the shaft bearing and the pin arranged on the blow molding device by pivoting the clamp perpendicular to the longitudinal direction of the blow mold. The gripping or releasing of the pin or of the blow molding device can be controlled in the same way as in the two-part clamp.
  • the above-mentioned safety device instead of the clip is realized in that the bottom part, after releasing the locking of the blow molding, at least temporarily fastened to a bottom support and the Blasform sandwichmaschinen can be attached to the bottom part.
  • the bottom part is temporarily attached on the one hand on Blasformêthalter and on her the rest of the mold halves.
  • This attachment to the bottom support can preferably mechanically, pneumatically or electromagnetically via, for example, electromagnets done. When using an electromagnet in the bottom mold holder or floor support this is preferably switched off during the removal after gripping the blow molding to facilitate the removal.
  • This attachment can also be done by the above-mentioned permanent magnet and / or the centering ring.
  • the present invention is further directed to a method of forming plastic preforms into plastic containers having at least one blow mold assembly comprising at least a first mold carrier, a second mold carrier, and a blow molding device comprising at least two blow mold side members and a bottom member;
  • Blow mold is releasably attached to the mold carriers via a locking mechanism and forms a cavity within which the plastic preforms by applying a flowable medium to the plastic containers are formed, wherein preferably the mold carrier are locked together during the forming operation by means of a locking device and for removing the blow mold from the mold carriers an alternating robot is provided, which removes the blow mold in an assembled state.
  • the mold carriers are opened in a change operation exclusively by the changeover robot itself and / or the locking of the blow molding device to the mold carriers is released exclusively by the changeover robot itself.
  • the blow-molding device is at least temporarily connected by means of a safety device with the mold carriers or a bottom support after releasing this lock.
  • the mold carriers are opened / closed exclusively by the changeover robot in the case of a change of mold and not by additional curves or the like as in the prior art.
  • the actuation of the locking of the mold carrier by the removable robot is also proposed on the method side.
  • the removable robot handles the locking or locking of the blow molding device. The removal / insertion of the blow molding from / in the mold carriers carried by the removable robot.
  • the changeover robot is therefore suitable and intended to open the mold carrier and / or to release the locking of the mold carrier and the blow molding device and / or to remove and hold the blow molding device.
  • the alternating robot is pivoted after releasing the locking of the locking mechanism and / or after the opening of the mold carrier from the locking device to a removal point of the blow molding.
  • the blow molding device is preferably removed from the mold carriers at this removal point.
  • the locking of the mold carrier is first released, then the locking of the blow mold dissolved, then the mold carriers are opened and then the changeover robot is pivoted upwards to the removal point in order to remove the blow molding device from the mold carriers.
  • the bottom mold is temporarily attached on the one hand on Blasformêthalter or bottom support and at her the rest of Blasform sacrificemaschine or the entire blow mold is temporarily on attached to the mold carriers.
  • This can be done by one or more of the possibilities described above, such as, for example, a clamp, a centering ring, one or more permanent magnets or one or more electromagnets.
  • this temporary fixation of the blow molding device also serves to provide the robot with sufficient time to pivot upward from the locking mechanism for receiving the mold on its end face or the locking device of the mold carriers and subsequently remove the mold in the assembled state.
  • the changeover robot is integrated into the blow molding machine, wherein, as already mentioned above, the alternating operation, in which the blow molding device is replaced by the changeover robot, can be started by an operator.
  • a plurality of Blasforman extract is arranged on a common carrier.
  • the carrier is a rotatable carrier, in particular a blowing wheel.
  • the individual blow molding arrangements or conversion stations are preferably arranged on an outer circumference of this rotatable carrier and are preferably moved along a circular transport path during the operating mode.
  • the changing robot moves within a limited work area, which can not be entered by operators for security reasons and / or allowed.
  • special safety devices and / or barriers are preferably present. It is advantageously possible that the working area of the AC robot is limited safety and in particular mechanically.
  • the light barrier can detect when an operator exceeds or enters the working area of the changing robot and, in response thereto, likewise causes the interchangeable robot to stop.
  • a limitation of the work area by mechanical elements, such as stops possible.
  • a working area of the changeover robot it would preferably also be possible for a working area of the changeover robot to be checked in terms of safety and security or also on the control side. In this case, it is possible, in particular, for this work area to be restricted (deviating) from a maximum possible work area (further).
  • the safety devices can be significantly reduced over a conventional industrial robot (e.g., articulated robot).
  • Figure 1 is a schematic representation of a blow mold.
  • Fig. 2 is a partial representation of an exchange robot for changing
  • FIG. 3 shows a further partial representation of an exchange robot with gripped or removed blow mold arrangement
  • Fig. 4 is a schematic representation of a blow mold assembly with safety device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a blow molding arrangement 2 or a device for forming plastic preforms into plastic containers.
  • the two mold carriers 5a, 5b which can be pivoted apart to open and close the blow molding device 10 and the bottom support 5c.
  • the two mold carriers 5 a, 5 b can also be pivoted apart in order to be able to remove the blow molding device 10 and, in particular, the mold carriers 5 a, 5 b can be opened by the interchangeable robot, for which purpose first a locking device 9 has to be released, which is in working mode the two Blasformitatimaschine 10a and 10b and mold carrier 5a, 5b locked together so that they do not swing apart even at higher pressures.
  • Reference numeral 20 denotes the shaft bearing on which the mold carriers 5a, 5b are arranged and about which the mold carriers for opening and closing the blow mold arrangement 3 are pivotable.
  • Reference numerals 40 and 42 also refer to projections or pins, which are each arranged on a blow molding side part 10a, 10b of the blow molding device 10. These pins are designed so stable that the entire blow molding device 10 can be worn on these pins. In this case, the pins 40, 42 can be engaged behind by the changeover robot or a component of the changeover robot so that the changeover robot can carry the blow molding device 10 via these projections or pins 40, 42. By way of example, permanent magnets on the blow molding side parts 10a, 10b and / or the bottom part of the blow molding device 10, the blow molding device 10 can be held together in its entirety.
  • the reference numerals R1 and R2 denote roles over which the blow mold assembly 2 can be opened or closed and unlocked or locked.
  • the gripping device 22 depression V Figure 2.
  • This recess V of the gripping device (or generally the gripper) is preferably used to grip and move the rollers R1 and R2. Accordingly, when the roller R2 is gripped, the gripper can move the roller R2 between a position where the mold carrier is opened and a position where the mold carrier is closed. If the roller R1 is gripped, the gripper can move the roller R1 between a position in which the mold carrier is unlocked and locked.
  • the process in which the robot grips the rollers and performs the movements is preferably automatically controlled. FIG.
  • FIG. 2 shows a partial representation of an alternating robot 15 for exchanging a blow molding arrangement 10, the changing robot 15 having a gripping device 22 here.
  • This gripping device can have at least one and preferably two recesses 25, 26 which can be guided over a corresponding surface of the blow molding device and which are in particular corresponding to the projections or pins 40, 42 which are arranged on the blow molding device 10 and engage behind this for changing the blow molding.
  • the recesses 25, 26 also serve to support the blow molding device 10.
  • projections 27, 28 may also be provided, which serve for centering the alternating robot 15 or the gripping device 22 with respect to the blow molding device 10.
  • the gripping device 22 is pivotable at least about the pivot axes Si and S2.
  • FIG. 3 shows a further partial representation of an interchangeable robot or of the gripping device 22 with gripped blow mold arrangement 10.
  • the complete blow molding device 10 ie both the two side parts 10a and 10b and the bottom part 10c, has been attached to the side parts 10a and 10b is mechanically and in particular positively and / or non-positively coupled, taken from the blow mold assembly.
  • the pins 40, 42 arranged on the side parts 10a, 10b have been grasped by the gripping device 22 or by the recesses arranged on the gripping device 22.
  • FIG. 4 further shows a schematic representation of a blow mold arrangement 2 with a safety device 17, the blow mold arrangement 2 being shown here in a plan view.
  • the mold carriers 5a, 5b and the blow mold side parts 10a, 10b can be seen.
  • the reference numerals 35a and 35b designate optional mold carrier shells which may be arranged between the mold carriers 5a, 5b and the blow mold side parts 10a, 10b.
  • the safety device 17 is embodied here as a clamp 18 and in particular as a two-part clamp which has a first part 18a and a second part 18b.
  • this clip 18 is pivotally mounted on the shaft bearing 20, on which also the mold carriers 5a, 5b, as shown in Figure 1, are arranged.
  • the reference numeral 19 designates a further pin, which is arranged on the blow molding device 10 and serves that the clamp 18 positively and / or non-positively, for holding the blow molding device 10 within the mold carrier 5a, 5b, acts on this pin 19.
  • the pin 19 is preferably arranged centrally and in particular on the longitudinal axis in the blow molding device 10.
  • the clamp 18 is therefore preferably arranged between the axis of the shaft bearing 20 and the longitudinal axis of the blow molding device 10 and preferably mounted substantially in an axis of symmetry A of the blow mold 2.

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Abstract

Vorrichtung (1) zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit wenigstens einer Blasformanordnung (2), welche wenigstens einen ersten Formträger (5a), einen zweiten Formträger (5b) und eine Blasformeinrichtung (10), welche wenigstens zwei Blasformseitenteile (10a, 10b) und ein Bodenteil (10c) umfasst, aufweist, wobei die Blasformeinrichtung (10) über einen Arretierungsmechanismus (7) lösbar an den Formträgern (5a, 5b) anordenbar ist und einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen umformbar sind, wobei die Formträger (5a, 5b) während des Umformungsvorgangs mittels einer Verriegelungseinrichtung (9) miteinander verriegelbar sind und die Vorrichtung (1) einen Wechselroboter (15) aufweist, welcher dazu geeignet und bestimmt ist, die Blasformeinrichtung (10) in einem zusammengesetzten Zustand aus den Formträgern (5a, 5b) zu entnehmen. Erfindungsgemäß werden die Formträger (5a, 5b) in einem Wechselbetrieb ausschließlich von dem Wechselroboter (15) selbst betätigt (öffnen/schließen) und/oder die Arretierung (12) der Blasformeinrichtung (10) an den Formträgern (5a, 5b) ist ausschließlich von dem Wechselroboter (15) selbst betätigbar (lösen/befestigen) und/oder die Verriegelungseinrichtung in einem Wechselbetrieb ist von dem Wechselroboter betätigbar.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu
Kunststoffbehältnissen mit Wechselroboter
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit einer Blasformanordnung. Derartige Blasformanordnungen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Dabei werden erwärmte Kunststoffvorformlinge üblicherweise durch Beaufschlagung mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium und insbesondere Druckluft zu Kunststoffbehältnissen wie insbesondere Kunststoffflaschen umgeformt. Zu diesem Zweck ist üblicherweise an einem drehbaren Träger eine Vielzahl von Blasformanordnungen bzw. Umformungsstationen angeordnet. Diese Blasformanordnungen weisen dabei jeweils eine Blasformeinrichtung auf, welche formgebend für die herzustellenden Kunststoffbehältnisse sind. Die Blasformeinrichtungen bilden dabei einen Hohlraum aus, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt werden und stellen demnach ein Negativ bzw. eine Negativform des herzustellenden Behältnisses dar. Weiterhin sind diese Blasformeinrichtungen üblicherweise lösbar an Formträgern angeordnet, welche zum Einsetzen und zum Wechseln der Blasformeinrichtungen und zur Entnahme der umgeformten Kunststoffbehältnisse aus den Blasformeinrichtungen, geöffnet und geschlossen werden können. Ein Wechsel der Blasformeinrichtungen ist dabei notwendig, wenn mit der Vorrichtung eine andere Behälterform als bisher hergestellt werden soll. Im Stand der Technik (EP2080606A2) werden dazu die Formträger mittels zusätzlichen Kurven bzw. einer pneumatische Kurvenzustellung geöffnet und anschließend werden die Blasformeinrichtungen entnommen, z.B. durch einen Roboter. Dazu ist an der Blasformanordnung wenigstens eine Führungs- bzw. Kurvenrolle vorgesehen, welche inner- halb der Kurve geführt wird. Derartige zusätzliche Führungskurven erhöhen allerdings den Wartungsaufwand aufgrund des Verschleißes dieser Kurven enorm. Zudem benötigt die Vorrichtung durch diese Führungskurven einen größeren Platzbedarf und auch stellen diese eine zusätzliche Fehlerquelle dar, da beispielsweise die Gefahr besteht, dass die Rollen, welche innerhalb der Kurven geführt werden, in diesen verhaken.
Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Vorgehensweise zum Wechseln der Blasformeinrichtungen sieht vor, diese einzeln und insbesondere manuell aus den jeweiligen Blasformanordnungen bzw. Umformungsstationen zu entnehmen. Dabei entnimmt eine Bedienperson die einzelnen Blasformeinrichtungen und ersetzt sie durch neue Blasformeinrichtungen, welche die entsprechenden neuen Behältnisse formen sollen. Durch diesen manuellen Wechselvorgang dauert das Wechseln der Blasformeinrichtungen relativ lange, wobei während dieser Zeit die Blasformmaschine still steht und dementsprechend keine Kunststoffbehältnisse produziert. Es ist auch schon bekannt, Blasformen nicht in Einzelteilen nacheinander auszutauschen, sondern als gesamten Formensatz, um die Umrüstzeit bei einer Umstellung auf eine andere Behälterform signifikant zu verkürzen (EP2698239B1 , EP2475514B1 ). Dies kann manuell oder bevorzugt automatisiert erfolgen, beispielsweise durch einen Roboter.
Trotz Robotereinsatz müssen hierzu zusätzliche mechanische, pneumatische und elektrische Einheiten beigestellt werden, um dem Roboter erst das Austauschen von Blasformen zu ermöglichen (siehe EP2683541 B1 , insbesondere Fig.9). Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein derartiges Wechseln und Entnehmen der Blasformeinrichtungen zu vereinfachen und weitergehend zu automatisieren, so dass Stillstandzeiten von Blasformmaschinen reduziert werden. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen weist wenigstens eine Blasformanordnung auf, welche wenigstens einen ersten Formträger, einen zweiten Formträger und eine Blasformeinrichtung, welche wenigstens zwei Blasformseitenteile und ein Bodenteil umfasst aufweist. Die Blasformeinrichtung ist über einen Arretierungsmechanismus lösbar an den Formträgern anordenbar und bildet einen Hohlraum aus, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen umformbar sind. Bevorzugt sind die Formträger während des Umformungsvorgangs mittels einer Verriegelungseinrichtung miteinander verriegelbar. Die Vorrichtung weist zudem einen Wechselroboter auf, welcher dazu geeignet und bestimmt ist, die Blasformeinrichtung bevorzugt in einem wenigstens teilweise zusam- mengesetzten Zustand aus den Formträgern zu entnehmen.
Erfindungsgemäß werden die Formträger in einem Wechselbetrieb ausschließlich von dem Wechselroboter geöffnet und/oder geschlossen und insbesondere selbst betätigt (öffnen/schließen). Wenn eine Formträgerverriegelung vorhanden ist, die im geschlos- sen Zustand von zwei Formträgern diese miteinander verriegelt, kann das Entriegeln und/oder Verriegeln bevorzugt ausschließlich von dem Wechselroboter vorgenommen werden. Auch die Arretierung bzw. der Arretierungsmechanismus der Blasformeinrichtung an den Formträgern kann ggf. ausschließlich von dem Wechselroboter selbst betätigbar (lösen/befestigen), insbesondere lösbar sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Blasformeinrichtung in einem entriegelten Zustand zumindest zeitweise mittels einer Sicherheitseinrichtung mit den Formträgern oder einem Bodenträger verbindbar. Dies kann beispielsweise mit mechanischen Elementen oder Magneten, insbesondere Elektromagneten erfolgen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Vielzahl von Blasformanordnungen an einem gemeinsamen beweglichen Träger angeordnet. Bei diesem Träger handelt es sich insbesondere um einen drehbaren Träger. Vorteilhaft ist eine Vielzahl derartiger Blasformanordnungen innerhalb einer Blasmaschine und besonders bevorzugt innerhalb einer Streckblasmaschine angeordnet. Dies bedeutet, dass die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen und insbesondere einem gasförmigen Medium wie Druckluft zu den Kunststoffbehältnissen expandiert werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Blasformen jeweils Reckstangen auf, welche die Kunststoffvorformlinge in ihrer Längsrichtung dehnen. Besonders bevorzugt ist die Blasmaschine bzw. sind der Träger und die Blasformanordnungen innerhalb eines Reinraums angeordnet, welcher die Blasformmaschine gegenüber einer unsterilen Umgebung abgrenzt. Antriebseinrichtungen für die Verschließung, Verriegelung und/oder Öffnung der Blasformen befinden sich dabei bevorzugt außerhalb des Reinraums.
Vorteilhaft sind wenigstens zwei Teile und besonders bevorzugt alle drei Teile der Blasformeinrichtung miteinander verriegelbar, sodass die Blasform in ihrer Gesamtheit aus der Maschine bzw. von dem Formträger entfernt werden kann. Der Formträger ist damit zur Aufnahme unterschiedlicher Blasformeinrichtungen geeignet. Dabei wäre es mög- lieh, dass die Blasformeinrichtung selbst noch mittels Formträgerschalen an dem Formträgern angeordnet ist, wobei bei einem derartigen Aufbau die Formträgerschalen zwischen der Blasformeinrichtung und den Formträgern angeordnet sind.
Unter einem Wechselbetrieb wird dabei ein Betrieb verstanden, welcher sich von einem Arbeitsbetrieb, in welchen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt werden, unterscheidet. Insbesondere befinden sich in dem Wechselbetrieb keine Kunststoffvorformlinge und Kunststoffbehältnisse innerhalb der Blasformanordnung oder innerhalb der Blasformmaschine. Bevorzugt kann ein derartiger Wechselbetrieb von dem Bedienpersonal eingeleitet werden, beispielsweise über ein an der Blas- maschine angeordnetes Bedienpanel.
Wie erwähnt kann auch die Verriegelungseinrichtung der Formträger von dem Wechselroboter gelöst werden. Alternativ ist es bevorzugt auch denkbar, dass dabei der Arretierungsmechanismus bzw. die Blasformverriegelung gleichzeitig pneumatisch oder elekt- romagnetisch gelöst wird, anstatt wie oben beschrieben durch den Wechselroboter.
Vorteilhaft ist der Arretierungsmechanismus durch ein fließfähiges Medium und insbesondere ein gasförmiges Medium oder durch Magnetkraft automatisch betätigbar bzw. bewegbar und insbesondere lösbar und zum Einsetzten einer neuen Blasformeinrichtung auch wieder verriegelbar.
Es wird demnach erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Formträger ausschließlich durch den Wechselroboter geöffnet werden und nicht wie im Stand der Technik durch zusätzliche Kurven. Insbesondere wird daher erfindungsgemäß auch vorgeschlagen dass sowohl das Öffnen der Formträger als auch das das Lösen der Verriegelung der Formträger und/oder das Lösen der Verriegelung bzw. Arretierung der Blasformeinrichtung und das Entnehmen der Blasformeinrichtung aus den Formträgern durch den Wechselroboter erfolgt, so dass ein durch den Wechselroboter vollautomatischer Wechselvorgang bereitgestellt werden kann. Das Einsetzen einer neuen Form erfolgt dabei bevorzugt ähnlich.
Somit sind vorteilhafterweise zusätzlich zum Wechselroboter keine weiteren Einrichtun- gen erforderlich, um einen vollautomatischen Austausch von Blasformen zu realisieren.
Die Hebel zum Festspannen der Formen in ihren Haltern haben dabei bevorzugt eine Ausgestaltung, welche ein Manipulieren durch den Roboter mit demselben Werkzeug erlaubt, welches auch zum Halten bzw. Entnehmen der Form eingesetzt wird. Vorteilhaft weist der Wechselroboter demnach ein Werkzeug auf, welches derart ausgestaltet ist, so dass es dazu geeignet und bestimmt ist, die Formträger zu öffnen und/oder die Ver- rieglung der Formträger und der Blasformeinrichtung zu betätigen und/oder die Blasformeinrichtung zu entnehmen und zu halten. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Wechselroboters liegt demnach auch darin, dass zum Wechseln der Blasformeinrichtung ledig- lieh ein einziges Werkzeug benötigt wird, wodurch der Wechselvorgang zudem auch erheblich vereinfacht werden konnte.
Der Arretierungsmechanismus der Blasformeinrichtungen und/oder die Verriegelungseinrichtung der Formträger ist dabei bevorzugt aus einer Gruppe von Arretierungen bzw. Verriegelungen ausgewählt, welche mechanische, magnetische oder pneumatische Arretierungen/Verriegelungen, Spannhebel, eine Arretierung/Verriegelung über ein Vakuum, Kombinationen aus wenigstens zwei oder mehr der hier genannten Arretierungen/Verriegelungen oder dergleichen enthält. Die oben erwähnte Sicherheitseinrichtung dient dabei insbesondere dazu, die Form (Blasformeinrichtung) zu sichern, so dass diese nach dem Öffnen der Formträger nicht aus den Formträgern herausfällt. Durch die Sicherheitseinrichtung wird zudem sichergesellt, dass der Roboter ausreichend Zeit hat, um von dem Arretiermechanismus zum Aufnehmen der Form an ihrer Stirnseite oder von der Verriegelungseinrichtung der Formträger nach oben zu verschwenken und die Form anschließend im zusammengesetzten Zustand zu entnehmen.
Die Formträger sind vorteilhaft zum Öffnen und Schließen der Formträger bewegbar an einer gemeinsamen Wellenlagerung angeordnet und insbesondere schwenkbar an dieser angeordnet. Bevorzugt bildet die Wellenlagerung daher eine Schwenkachse für die Formträger aus.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die Blasformseitenteile und/oder das Bodenteil jeweils unabhängig voneinander bewegt werden, wobei hierzu eine Kupplung bei der Kopplungsstelle (Kurve Formträger/Boden) vorgesehen sein kann, insbesondere eine Elektromagnetkupplung, um die Bewegungen der Blasformseitenteile und des Bodenteils voneinander zu entkoppeln. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Wechselroboter eine Greifeinrichtung auf, welche um wenigstens eine Schwenkachse schwenkbar ist. Bevorzugt ist die Greifeinrichtung um wenigstens drei unterschiedliche Achsen schwenkbar und besonders bevorzugt kann die Greifeinrichtung um mehr als drei, vorzugsweise um wenigstens vier, vorzugsweise um wenigstens 5 und besonders bevorzugt um wenigstens sechs Schwenkachsen schwenkbar sein. Darüber hinaus kann die Greifeinrichtung bevorzugt auch in wenigstens zwei unterschiedliche Richtungen bewegbar sein und dabei insbesondere in Richtungen, die nicht zueinander parallel oder gegengleich sind. Bei dem Wechselroboter handelt es sich demnach besonders bevorzugt um einen Sechs- Achsen-Roboter mit wenigstens zwei Schwenkarmen, an welchem eine Greifeinrichtung angeordnet ist.
Bevorzugt ist die Greifeinrichtung derart ausgestaltet, so dass sie dazu geeignet und bestimmt ist die Formträger zu öffnen und/oder die Arretierung der Blasformeinrichtung an den Formträgern zu lösen und/oder die Blasformeinrichtung aus den Formträgern zu entnehmen und zu halten. Bevorzugt ist die Greifeinrichtung auch dazu geeignet und bestimmt die Verrieglung der Formträger zu lösen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Greifeinrichtung wenigstens eine Ausnehmung auf, um wenigstens einen an der Blasformeinrichtung angeordneten Vorsprung, welcher insbesondere ein zu der Ausnehmung korrespondierender Pin ist, zu greifen. Vorteilhaft weist die Greifeinrichtung zwei derartige Ausnehmungen auf, um zwei an der Blasformeinrichtung angeordnete Pins zu greifen. Dabei kann jeweils an dem ersten und dem zweiten Blasformseitenteil ein derartiger Pin angeordnet sein und die Greifeinrichtung kann diesen während des Transports hintergreifen, um so die Blasformeinrichtung in ihrer Gesamtheit zusammenhalten zu können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Greifeinrichtung form- und/oder kraftschlüssig mit der Blasformeinrichtung verbindbar und insbesondere sind die Aus- nehmungen und die Pins form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbindbar. Auf diese Weise kann ein sicheres Greifen und Transportieren der Blasformeinrichtungen mittels des Wechselroboters ermöglicht werden, wobei auch ein Transportieren mit höheren Geschwindigkeiten möglich ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Greifeinrichtung ein passives Greifelement auf. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass ein Halten der Blasformeinrichtung nicht durch eine aktive Greifbewegung des Greifelements erfolgt, etwa durch eine Klammerbewegung, sondern lediglich durch eine korrekte Positionierung des Greifelements bzw. der Greifeinrichtung gegenüber den zu transportierenden Blasform- einrichtungen. So kann insbesondere ein Element der Greifeinrichtung einen Abschnitt der Blasformeinrichtung hintergreifen.
Darüber hinaus wäre es auch möglich, dass die Greifeinrichtung ein magnetisches bzw. magnetisierbares Element aufweist, um die Blasformeinrichtung zu halten und/oder zu greifen. So könnte die Greifeinrichtung etwa einen Elektromagneten aufweisen, der aktivierbar ist, sobald sich die Greifeinrichtung in einer vorgegebenen Position gegenüber der Blasformeinrichtung befindet. Auch könnte durch die Greifeinrichtung ein magneti- scher Halt zwischen Teilen der Blasformeinrichtung ausgelöst werden, wobei hierzu insbesondere Permanent- oder Elektromagneten in den Blasformseitenteilen und/oder dem Bodenteil angeordnet sein könnten. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Wechselroboter eine Steuerungseinrichtung auf, welche eine Entfernung der Blasformeinrichtung von den Formträgern und/oder eine Anordnung der Blasformeinrichtung an den Formträgern sowohl kraft- als auch weggesteuert durchführt. Dabei können Erfassungseinrichtungen vorgesehen sein, welche eine Bewegung, insbesondere der Greifeinrichtung, erfassen und es können auch Erfassungseinrichtungen zum Messen von Kräften vorgesehen sein.
Dabei könnte es durch diese Steuerung bevorzugt auch möglich sein, einen oder mehrere Referenzpunkte an der Blasformanordnung und/oder der Blasformeinrichtung zu definieren, die von dem Wechselroboter angefahren werden können. Auf diese Weise kann auch die exakte geometrische Lage der Blasformeinrichtung zu jedem Zeitpunkt des Transports bestimmt werden und/oder auch an einem Bedienpanel angezeigt werden. Weiterhin ist es bevorzugt möglich, dass die Greifeinrichtung in mehreren Freiheitsgraden, zum Beispiel in eine X-, Y- und Z-Richtung auslenkbar ist, insbesondere, um Ungenauigkeiten einer Positionierung zu egalisieren. Dabei wäre es jedoch auch mög- lieh, dass einer oder mehrere dieser Freiheitsgrade elektromechanisch blockiert werden können. Auf diese Weise kann ein schnellerer Arbeitsbetrieb der Vorrichtung erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Greifeinrichtung aktive Ele- mente auf, welche einen Form- und/oder Kraftschluss mit der Blasformeinrichtung herstellen. Dabei ist es möglich, dass die Greifeinrichtung eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Seitenteilen der Blasformeinrichtung herstellt und weiterhin bevorzugt eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen den besagten Blasformseitenteilen und der Bodenform hergestellt wird. Diese zweite Verbindung mit der Bodenform kann dabei über entsprechende Eingriffselemente der Seitenteile und/oder der Bodenform erreicht werden, wie beispielsweise einen Zentrierring. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist demnach wenigstens ein und bevorzugt beide Blasformseitenteile eine Befestigungseinrichtung auf und insbesondere einen Zentrierring, wobei die Blasformseitenteile und das Bodenteil formschlüssig und/oder kraftschlüssig mittels dieses Zentrierrings verbindbar sind. Das Bodenteil wird dem- nach insbesondere über einen Formschluss und/oder Kraftschluss an den Blasformseitenteilen gehaltert.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Blasformseitenteile und/oder das Bodenteil wenigstens einen Permanentmagneten auf, wobei die Blasformseitenteile und das Bodenteil kraftschlüssig mittels diesen Permanentmagneten verbindbar sind. Die Permanentmagneten können dabei alternativ oder auch zusätzlich zu dem oben erwähnten Zentrierring vorgesehen sein.
Bevorzugt entnimmt der Wechselroboter dabei die gesamte Blasformeinrichtung in nur einem Arbeitsgang aus der Blasformanordnung. Auch wäre es denkbar, dass der Wechselroboter beispielsweise nur die Blasformseitenteile auswechselt, das Bodenteil jedoch in der Blasformanordnung verbleibt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich bei den neuen herzustellenden Kunststoffbehältnissen lediglich die Seitenteile von den vorherigen Behältnissen unterscheiden, jedoch das Bodenteil gleich bleiben soll. Dabei wäre es anders herum auch denkbar, dass nur das Bodenteil ausgetauscht wird, die Blasformseitenteile jedoch in der Blasformanordnung verbleiben.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wechselroboter demnach dazu geeignet und/oder bestimmt, wahlweise eine vollständige Blasformeinrichtung oder nur einzelne Teile der Blasformeinrichtung zu wechseln.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei der oben erwähnten Sicherheitseinrichtung um eine Klammer, welche an wenigstens einem Formträger angeordnet ist, wobei die Klammer an wenigstens einen an der Blasformeinrichtung an- geordneten Pin angreift, um die Blasformeinrichtung an den Formträgern und insbesondere innerhalb der Formträger zu halten. Durch die Klammer wird demnach sichergestellt, dass die Blasformeinrichtung nicht aus den Formträgern fällt, obwohl die Arretierung der Blasformeinrichtung an dem Formträger bereits gelöst wurde und/oder die Formträger bereits geöffnet wurden. Bevorzugt hält die Klammer die Blasformeinrichtung dabei an einer vorbestimmten Position innerhalb der Formträger bzw. innerhalb der Blasformanordnung. Bei dieser vorbestimmten Position handelt es sich dabei insbesondere um eine Position in welcher die Längsachse der Blasformeinrichtung parallel zu der Längsachse der Blasformanordnung ist bzw. in welcher die Längsachse der Blasformeinrichtung identisch mit der Längsachse der Blasformanordnung ist.
Vorteilhaft ist die Klammer mit einer Steuerungseinrichtung in Verbindung, welche die Klammer von der Blasformeinrichtung löst, sobald der Wechselroboter die Pins der Blas- formeinrichtung greift. Bevorzugt wäre es allerdings auch denkbar, dass der Wechselroboter die Klammer löst und insbesondere, dass der Wechselroboter gleichzeitig die Blasformeinrichtung greift und die Klammer löst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Klammer zweiteilig aufgebaut, wobei ein erster Teil der Klammer an dem ersten Formträger angeordnet ist und ein zweiter Teil der Klammer an dem zweiten Formträger. Bevorzugt ist dabei wenigstens ein Teil der Klammer relativ zu dem anderen Teil bewegbar und besonders bevorzugt sind beide Teile der Klammer relativ zueinander bewegbar. Vorteilhaft ist die Klammer dabei ebenfalls an der oben erwähnten Wellenlagerung angeordnet, an welcher auch die Formträ- ger angeordnet sind und insbesondere ist die Klammer und/oder das erste und das zweite Teil der Klammer schwenkbar an der Wellenlagerung angeordnet.
Bevorzugt wird durch die erwähnte Steuerungseinrichtung auch erreicht, dass die Klammer an den Pin angreift sobald der Arretierungsmechanismus der Blasformträger gelöst wird und/oder die Verriegelungseinrichtung der Formträger gelöst wird und/oder die Formträger geöffnet werden. Insbesondere wird die Sicherheitseinrichtung bzw. die Klammer demnach bevorzugt aktiviert, sobald der Arretierungsmechanismus der Blasformträger gelöst wurde und besonders bevorzugt die Sicherheitseinrichtung bzw. die Klammer wieder deaktiviert, sobald die Blasformeinrichtung durch den Wechsel roboter gegriffen wird.
Alternativ wäre es auch denkbar die Klammer nach dem Lösen des Arretierungsmechanismus der Blasformeinrichtung und/oder der Verriegelungseinrichtung der Formträger und/oder nach dem Öffnen der Formträger durch den Wechselroboter, manuell, durch eine Bedienperson, an dem Pin der Blasformeinrichtung anzuordnen. Bevorzugt könnte dabei jedoch das Lösen der Klammer weiterhin automatisiert erfolgen, sobald der Wechselroboter die Blasformeinrichtung greift.
Darüber hinaus könnte die Klammer auch einteilig ausgebildet sein, wobei die Klammer bevorzugt an der Wellenlagerung angeordnet ist. Bevorzugt führt diese einteilige Klammer eine Bewegung in der Längsrichtung der Blasformanordnung aus und greift die Blasformeinrichtung an einem an der Blasformeinrichtung angeordneten Pin. Bevorzugt könnte die einteilige Klammer auch schwenkbar an der Wellenlagerung angeordnet sein und den an der Blasformeinrichtung angeordneten Pin durch verschwenken der Klam- mer senkrecht zu der Längsrichtung der Blasformanordnung. Das Greifen bzw. Freigeben des Pins bzw. der Blasformeinrichtung kann dabei in gleicher Weise gesteuert werden, wie bei der zweiteiligen Klammer.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die oben erwähnte Sicherheitsein- richtung anstatt mit der Klammer dadurch realisiert, dass das Bodenteil, nach dem Lösen der Arretierung der Blasformeinrichtung, zumindest zeitweise an einem Bodenträger befestigbar ist und die Blasformseitenteile an dem Bodenteil befestigbar sind. Damit die Blasformeinrichtung demnach nicht aus den Formträgern fällt, wird das Bodenteil einerseits am Blasformbodenhalter temporär befestigt und an ihr der Rest der Formhälften. Diese Befestigung an dem Bodenträger kann bevorzugt mechanisch, pneumatisch oder elektromagnetisch über bspw. Elektromagneten erfolgen. Beim Einsatz von einem Elektromagneten im Bodenformhalter bzw. Bodenträger ist dieser bevorzugt bei der Entnahme nach dem Greifen der Blasformeinrichtung abschaltbar, um die Entnahme zu erleichtern. Diese Befestigung kann dabei auch durch die oben erwähnten Permanent- magneten und/oder den Zentrierring erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Umformen von Kunststoff- vorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit wenigstens einer Blasformanordnung gerichtet, welche wenigstens einen ersten Formträger, einen zweiten Formträger und eine Blasformeinrichtung, welche wenigstens zwei Blasformseitenteile und ein Bodenteil um- fasst, aufweist, wobei die Blasformeinrichtung über einen Arretierungsmechanismus lösbar an den Formträgern angeordnet wird und einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt werden, wobei bevorzugt die Formträger während des Umformungsvorgangs mittels einer Verriegelungseinrichtung miteinander verriegelt werden und zur Entnahme der Blasformeinrichtung aus den Formträgern ein Wechselroboter vorgesehen ist, welcher die Blasformeinrichtung in einem zusammenge- setzten Zustand entnimmt.
Erfindungsgemäß werden die Formträger in einem Wechselbetrieb ausschließlich von dem Wechselroboter selbst geöffnet und/oder die Arretierung der Blasformeinrichtung an den Formträgern wird ausschließlich von dem Wechselroboter selbst gelöst. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Lösen dieser Arretierung die Blasformeinrichtung zumindest zeitweise mittels einer Sicherheitseinrichtung mit den Formträgern oder einem Bodenträger verbunden.
Demnach wird auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass die Formträger bei einem For- menwechsel ausschließlich durch den Wechselroboter geöffnet/geschlossen werden und nicht wie im Stand der Technik durch zusätzliche Kurven oder dgl. Elemente. Auch verfahrensseitig erfolgt insbesondere auch die Betätigung der Verriegelung der Formträger durch den Wechselroboter. Besonders bevorzugt erledigt der Wechselroboter die Verriegelung bzw. Arretierung der Blasformeinrichtung. Das Entnehmen/Einsetzen der Blasformeinrichtung aus/in den Formträgern erfolgt durch den Wechselroboter.
Vorteilhaft ist der Wechselroboter demnach dazu geeignet und bestimmt, die Formträger zu Öffnen und/oder die Verrieglung der Formträger und der Blasformeinrichtung zu lösen und/oder die Blasformeinrichtung zu entnehmen und zu halten.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird der Wechselroboter nach dem Lösen der Arretierung von dem Arretierungsmechanismus und/oder nach dem Öffnen der Formträger von der Verriegelungseinrichtung zu einem Entnahmepunkt der Blasformeinrichtung geschwenkt. Bevorzugt wird die Blasformeinrichtung an diesem Entnahmepunkt aus den Formträgern entnommen.
Bei einem besonders bevorzugten Verfahren wird zuerst die Verriegelung der Formträger gelöst, anschließend die Arretierung der Blasformeinrichtung gelöst, anschließend die Formträger geöffnet und dann der Wechselroboter nach oben zu dem Entnahmepunkt geschwenkt, um die Blasformeinrichtung aus den Formträgern zu entnehmen.
Damit die Form nach dem Lösen der Arretierung der Blasformeinrichtung, welche die Blasformeinrichtung an den Formträgern hält, nicht aus den Formträgern fällt, wird die Bodenform einerseits am Blasformbodenhalter bzw. Bodenträger temporär befestigt und an ihr der Rest der Blasformseitenteile oder die gesamte Blasformeinrichtung wird zeitweise an den Formträgern befestigt. Dies kann dabei durch eine oder mehrere der oben beschriebenen Möglichkeiten erfolgen, wie bspw. eine Klammer, einen Zentrierring, ei- nen oder mehrere Permanentmagneten oder einen oder mehrere Elektromagneten.
Diese zeitweise Fixierung der Blasformeinrichtung dient dabei insbesondere auch dazu, dass der Roboter dadurch ausreichend Zeit erhält, um von dem Arretierungsmechanismus zum Aufnehmen der Form an ihrer Stirnseite oder der Verriegelungseinrichtung der Formträger nach oben zu verschwenken und die Form anschließend im zusammengesetzten Zustand zu entnehmen.
Bei einem bevorzugen Verfahren bzw. einer bevorzugten Vorrichtung ist der Wechselroboter dabei in die Blasformmaschine integriert, wobei, wie oben bereits erwähnt, der Wechselbetrieb, in welchen die Blasformeinrichtung durch den Wechselroboter gewechselt wird, von einer Bedienperson gestartet werden kann.
Bevorzugt ist eine Vielzahl von Blasformanordnungen an einem gemeinsamen Träger angeordnet. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Träger um einen drehbaren Träger, wie insbesondere um ein Blasrad. Die einzelnen Blasformanordnungen bzw. Umformungsstationen sind bevorzugt an einem Außenumfang dieses drehbaren Trägers angeordnet und werden während des Arbeitsbetriebs bevorzugt entlang eines kreisförmigen Transportpfades bewegt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bewegt sich der Wechselroboter innerhalb eines begrenzten Arbeitsbereichs, welcher von Bedienpersonal aus Sicherheitsgründen nicht betreten werden kann und/oder darf. Bevorzugt sind zur Abgrenzung dieses Bereichs spezielle Sicherheitseinrichtungen und/oder Absperrungen vorhanden. Dabei ist es vorteilhaft möglich, dass der Arbeitsbereich des Wechselroboters sicherheitstechnisch und insbesondere mechanisch begrenzt wird. Eine derartige Begrenzung wäre durch unterschiedliche Maßnahmen möglich, etwa durch Lichtschranken, welche eine falsche bzw. zu weit gehende Bewegung des Wechselroboters erfassen und in der Folge entweder eine Rückführung oder einen Notstopp des Wechselroboters bewirken. Vorteilhaft kann die Lichtschranke dabei erfassen, wenn ein Bedienpersonal den Arbeitsbereich des Wechselroboters überschreitet oder betritt und in Reaktion darauf ebenfalls ein Stoppen des Wechselroboters bewirken. Daneben wäre jedoch auch eine Begrenzung des Arbeitsbereiches durch mechanische Elemente, wie beispielsweise Anschläge, möglich.
Zudem wäre es bevorzugt auch möglich, dass ein Arbeitsbereich des Wechselroboters sicherheitstechnisch und elektrisch bzw. auch steuerungsseitig überprüft wird. Dabei ist es insbesondere möglich, dass dieser Arbeitsbereich abweichend von einem maximalen möglichen Arbeitsbereich (weiter) eingeschränkt wird.
Bei Verwendung eines kooperierenden Roboters können die Sicherheitsvorrichtungen gegenüber einem konventionellen Industrieroboter (z.B. Knickarmroboter) erheblich reduziert werden.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichn gen:
Darin zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung einer Blasformanordnung;
Fig. 2 eine teilweise Darstellung eines Wechselroboters zum Wechseln
Blasformanordnung;
Fig. 3 eine weitere teilweise Darstellung eines Wechsel roboters mit gegriffener bzw. entnommener Blasformanordnung; und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Blasformanordnung mit Sicherheitseinrichtung.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Blasformanordnung 2 bzw. einer Vor- richtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen. Man erkennt hier die zwei Formträger 5a, 5b, die auseinandergeschwenkt werden können, um die Blasformeinrichtung 10 zu öffnen und zu schließen sowie den Bodenträger 5c. Auch für den Wechselbetrieb können die beiden Formträger 5a, 5b auseinandergeschwenkt werden, um die Blasformeinrichtung 10 entnehmen zu können und insbesondere kön- nen die Formträger 5a, 5b durch den Wechselroboter geöffnet werden, wobei hierzu zuerst eine Verriegelungseinrichtung 9 gelöst werden muss, welche im Arbeitsbetrieb die beiden Blasformträgerteile 10a und 10b sowie Formträger 5a, 5b miteinander verriegelt, sodass auch bei größeren Drücken diese nicht auseinanderschwenken. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet dabei die Wellenlagerung an welcher die Formträger 5a, 5b ange- ordnet sind und um welche die Formträger zum Öffnen und Schließen der Blasformanordnung 3 schwenkbar sind.
Die Bezugszeichen 40 und 42 beziehen sich weiterhin auf Vorsprünge bzw. Pins, wobei diese jeweils an einem Blasformseitenteil 10a, 10b der Blasformeinrichtung 10 angeord- net sind. Diese Pins sind dabei so stabil ausgeführt, dass die gesamte Blasformeinrichtung 10 an diesen Pins getragen werden kann. Die Pins 40, 42 können dabei von dem Wechselroboter bzw. einem Bestandteil des Wechselroboters hintergriffen werden, sodass der Wechselroboter die Blasformeinrichtung 10 über diese Vorsprünge oder Pins 40, 42 tragen kann. Über beispielsweise Permanentmagneten an den Blasformseitentei- len 10a, 10b und/oder dem Bodenteil der Blasformeinrichtung 10 kann auch die Blasformeinrichtung 10 in ihrer Gesamtheit zusammengehalten werden.
Die Bezugszeichen R1 und R2 kennzeichnen Rollen über welche die Blasformanordnung 2 geöffnet bzw. geschlossen und entriegelt bzw. verriegelt werden kann. Hierzu weist die Greifeinrichtung 22 Vertiefung V (Fig.2) auf. Diese Vertiefung V der Greifeinrichtung (oder generell der Greifer) dient bevorzugt dazu, die Rollen R1 und R2 zu greifen und zu bewegen. Wird demnach die Rolle R2 gegriffen, kann der Greifer die Rolle R2 zwischen einer Position bewegen in der der Formträger geöffnet ist und einer Position in der der Formträger geschlossen ist. Wird die Rolle R1 gegriffen kann der Greifer die Rolle R1 zwischen einer Position bewegen in der der Formträger entriegelt ist und verriegelt ist. Der Vorgang, in welchen der Roboter die Rollen greift und die Bewegungen ausführt, wird bevorzugt automatisch angesteuert. Figur 2 zeigt eine teilweise Darstellung eines Wechselroboters 15 zum Wechseln einer Blasformanordnung 10, wobei der Wechselroboter 15 hier eine Greifeinrichtung 22 aufweist. Diese Greifeinrichtung kann dabei wenigstens eine und bevorzugt zwei Ausnehmungen 25, 26 aufweisen, welche über eine entsprechende Oberfläche der Blasformeinrichtung geführt werden können und welche insbesondere korrespondierend zu den Vor- Sprüngen bzw. Pins 40, 42 sind, welche an der Blasformeinrichtung 10 angeordnet sind und diese zum Wechseln der Blasformeinrichtung hintergreifen. Damit dienen die Ausnehmungen 25, 26 auch zum Tragen der Blasformeinrichtung 10. Daneben können auch Vorsprünge 27, 28 vorgesehen sein, welche zum Zentrieren des Wechselroboters 15 bzw. der Greifeinrichtung 22 gegenüber der Blasformeinrichtung 10 dienen. Die Greifein- richtung 22 ist dabei wenigstens um die Schwenkachsen Si und S2 schwenkbar. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet schematisch den Arretierungsmechanismus bzw. die Arretierung der Blasformeinrichtung 10 mittels welcher die Blasformeinrichtung 10 an den Formträgern 5a, 5b befestigt und auch wieder gelöst werden kann. Figur 3 zeigt eine weitere teilweise Darstellung eines Wechselroboters bzw. der Greifeinrichtung 22 mit gegriffener bzw. entnommener Blasformanordnung 10. Bei der dargestellten Situation wurde die vollständige Blasformeinrichtung 10, d.h. sowohl die beiden Seitenteile 10a und 10b als auch das Bodenteil 10c, welches an die Seitenteile 10a und 10b mechanisch und insbesondere form- und/oder kraftschlüssig gekoppelt ist, von der Blasformanordnung entnommen. Erkennbar ist dabei insbesondere auch, dass die an den Seitenteilen 10a, 10b angeordneten Pins 40, 42 von der Greifeinrichtung 22 bzw. von den an der Greifeinrichtung 22 angeordneten Ausnehmungen gegriffen wurden.
Figur 4 zeigt weiterhin eine schematische Darstellung einer Blasformanordnung 2 mit ei- ner Sicherheitseinrichtung 17, wobei hier die Blasformanordnung 2 in einer Draufsicht dargestellt wird. Erkennbar sind dabei insbesondere die Formträger 5a, 5b sowie die Blasformseitenteile 10a, 10b. Die Bezugszeichen 35a und 35b kennzeichnen optionale Formträgerschalen, welche zwischen den Formträgern 5a, 5b und den Blasformseitenteilen 10a, 10b angeordnet sein können. Die Sicherheitseinrichtung 17 ist hier als Klammer 18 ausgeführt und insbesondere als zweiteilige Klammer, welche einen ersten Teil 18a und einen zweiten Teil 18b aufweist. Bevorzugt ist diese Klammer 18 verschwenkbar an der Wellenlagerung 20 angeordnet, an welcher auch die Formträger 5a, 5b, wie in Figur 1 gezeigt, angeordnet sind. Das Be- zugszeichen 19 kennzeichnet dabei einen weiteren Pin, welcher an der Blasformeinrichtung 10 angeordnet ist und dazu dient, dass die Klammer 18 formschlüssig und/oder kraftschlüssig, zum Halten der Blasformeinrichtung 10 innerhalb der Formträger 5a, 5b, an diesen Pin 19 angreift. Der Pin 19 ist dabei bevorzugt mittig und insbesondere auf der Längsachse in der Blasformeinrichtung 10 angeordnet. Die Klammer 18 ist daher bevorzugt zwischen der Achse der Wellenlagerung 20 und der Längsachse der Blasformeinrichtung 10 angeordnet und bevorzugt im Wesentlichen in einer Symmetrieachse A der Blasformanordnung 2 angebracht.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Blasformanordnung
5a erster Formträger
5b zweiter Formträger
7 Arretierungsmechanismus, Arretierung
9 Verriegelungseinrichtung
10 Blasformeinrichtung
10a erstes Blasformseitenteil
10b zweites Blasformseitenteil 10c Bodenteil
15 Wechselroboter
17 Sicherheitseinrichtung
18 Klammer
18a erster Teil der Klammer
18b zweiter Teil der Klammer
19 Pin
20 Wellenlagerung
22 Greifeinrichtung
25 Ausnehmung
26 Ausnehmung
27 Vorsprung
28 Vorsprung
35a erste Formträgerschale
35b zweite Formträgerschale
40 Vorsprung, Pin
42 Vorsprung, Pin
A Symmetrieachse
R1 Rolle
R2 Rolle
51 Schwenkachse der Greifeinrichtung 22
52 Schwenkachse der Greifeinrichtung 22 V Vertiefung

Claims

Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit Wechselroboter Patentansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit wenigstens einer Blasformanordnung (2), welche wenigstens einen ersten Formträger (5a), einen zweiten Formträger (5b) und eine Blasformeinrichtung (10), welche wenigstens zwei Blasformseitenteile (10a, 10b) und ein Bodenteil (10c) umfasst, aufweist, wobei die Blasformeinrichtung (10) über einen Arretierungsmechanismus (7) lösbar an den Formträgern (5a, 5b) anordenbar ist und einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen umformbar sind, wobei bevorzugt die Formträger (5a, 5b) während des Umformungsvorgangs mittels einer Verriegelungseinrichtung (9) miteinander verriegelbar sind und die Vorrichtung (1 ) einen Wechselroboter (15) aufweist, welcher dazu geeignet und bestimmt ist, die Blasformeinrichtung bevorzugt (10) in einem wenigstens teilweise zusammengesetzten Zustand aus den Formträgern (5a, 5b) zu entnehmen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Formträger (5a, 5b) in einem Wechselbetrieb ausschließlich von dem Wechselroboter (15) selbst betätigt werden (öffnen/schließen) und/oder die Arretierung (12) der Blasformeinrichtung (10) an den Formträgern (5a, 5b) ausschließlich von dem Wechselroboter (15) selbst betätigbar (lösen/befestigen) ist und/oder die Verriegelungseinrichtung in einem Wechselbetrieb von dem Wechselroboter betätigbar ist.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Blasformeinrichtung (10) in einem entriegelten Zustand zumindest zeitweise mittels einer Sicherheitseinrichtung (17) mit den Formträgern (5a, 5b) oder einem Bodenträger (5c) verbindbar ist.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wechselroboter (15) eine Greifeinrichtung (22) aufweist, welche um wenigstens eine Schwenkachse (S) schwenkbar ist.
4. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Greifeinrichtung (22) dazu geeignet und bestimmt ist die Formträger (5b, 5b) zu öffnen und/oder die Arretierung (7) der Blasformeinrichtung (10) an den Formträgern (5a, 5b) zu lösen und/oder die Blasformeinrichtung (10) aus den Formträgern (5a, 5b) zu entnehmen und zu halten.
5. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein und bevorzugt beide Blasformseitenteile (10a, 10b) eine Befestigungseinrichtung aufweisen und insbesondere einen Zentrierring, wobei die Blasformseitenteile (10a, 10b) und das Bodenteil (10c) formschlüssig und/oder kraftschlüssig mittels dieses Zentrierrings verbindbar sind.
6. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Blasformseitenteile (10a, 10b) und/oder das Bodenteil (10c) wenigstens einen Permanentmagneten aufweist, wobei die Blasformseitenteile (10a, 10b) und das Bodenteil (10c) kraftschlüssig mittels diesen Permanentmagneten verbindbar sind.
7. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei der Sicherheitseinrichtung (17) um eine Klammer (18) handelt, welche an wenigstens einem Formträgerteil (5a, 5b) angeordnet ist, wobei die Klammer (18) an wenigstens einen an der Blasformeinrichtung (10) angeordneten Pin (19) eingreift, um die Blasformeinrichtung (10) an den Formträgern (5a, 5b) zu halten.
8. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bodenteil (10c), nach dem Lösen der Arretierung (7) der Blasformeinrichtung (10), zumindest zeitweise an einem Bodenträger (5c) befestigbar ist und die Blasformseitenteile (10a, 10b) an dem Bodenteil (10c) befestigbar sind.
9. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Arretierungsmechanismus (7) und oder die Verriegelungseinrichtung (9) aus einer Gruppe von Arretierungen ausgewählt ist, welche mechanische, magnetische oder pneumatische Arretierungen, Spannhebel, eine Arretierung über ein Vakuum, Kombinationen hieraus oder dergleichen enthält.
10. Verfahren zum Betreiben einer Umformungseinrichtung zum Umformen von
Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen, mit wenigstens einer Blasformanordnung (2), welche wenigstens einen ersten Formträger (5a), einen zweiten Formträger (5b) und eine Blasformeinrichtung (10), welche wenigstens zwei Blasformseitenteile (10a, 10b) und ein Bodenteil (10c) umfasst, aufweist, wobei die Blasformeinrichtung (10) über einen Arretierungsmechanismus (7) lösbar an den Formträgern (5a, 5b) angeordnet wird und einen Hohlraum ausbildet, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt werden, wobei bevorzugt die Formträger (5a, 5b) während des Umformungsvorgangs mittels einer Verriegelungseinrichtung (9) miteinander verriegelt werden und zur Entnahme der Blasformeinrichtung (10) aus den Formträgern (5a, 5b) ein Wechselroboter (15) vorgesehen ist, welcher die Blasformeinrichtung (10) in einem zusammengesetzten Zustand entnimmt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Formträger (5a, 5b) in einem Wechselbetrieb ausschließlich von dem Wechselroboter (15) selbst geöffnet werden und/oder die Arretierung (7) der Blasformeinrichtung (10) an den Formträgern (5a, 5b) ausschließlich von dem Wechselroboter (15) selbst gelöst wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Lösen der Arretierung (7) die Blasformeinrichtung (10) zumindest zeitweise mittels einer Sicherheitseinrichtung (17) mit den Formträgern (5a, 5b) oder einem Bodenträger (5c) verbunden wird.
12. Verfahren nach Anspruch wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Wechselroboter (15) nach dem Lösen der Arretierung (7) von dem Arretierungsmechanismus (7) und/oder nach dem Öffnen der Formträger (5a, 5b) von der Verriegelungseinrichtung (9) zu einem Entnahmepunkt der Blasformeinrichtung (10) geschwenkt wird.
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