IT201800008195A1 - Stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico e metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente - Google Patents

Stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico e metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente Download PDF

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support
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forming
axis
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Paolo Abelli
Fabio Callegari
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Gea Procomac Spa
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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
“STAZIONE DI FORMATURA DI UN RECIPIENTE A PARTIRE DA UNA
PREFORMA IN MATERIALE TERMOPLASTICO E METODO PER
APRIRE UNO STAMPO DI FORMATURA DI UN RECIPIENTE”
La presente invenzione ha per oggetto una stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico e un metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente.
In particolare, l’invenzione trova applicazione nel settore dell’imbottigliamento, ad esempio in macchine (lineari o rotative) per la formatura di recipienti mediante stiro-soffiaggio.
Come è noto, esistono diverse tipologie di stampi di formatura, classificati sulla base del principio di apertura.
Gli stampi “lineari” sono formati da due semiporzioni o semistampi relativamente mobili l’uno rispetto all’altro mediante traslazione.
Gli stampi “a bocca di coccodrillo” (o più brevemente “a coccodrillo”) e gli stampi “a portafoglio” comprendono due semistampi incernierati tra loro in corrispondenza di una delle due estremità.
Negli stampi a coccodrillo i semistampi sono incernierati lungo un asse di rotazione sostanzialmente orizzontale, mentre negli stampi a portafoglio l’asse di cerniera è sostanzialmente verticale.
Oltre ai semistampi, è generalmente presente anche un elemento di sagomatura del fondo del recipiente (comunemente noto nel settore con il termine “fondello”). Il fondello è disposto in corrispondenza di una delle due basi dello stampo, in modo tale da poter essere impegnato (o disimpegnato) dai semistampi durante il movimento di chiusura (o di apertura).
Dal documento WO2017/060047 è noto uno stampo di formatura comprendente un dispositivo di accoppiamento del movimento di apertura dei due semistampi e del movimento di traslazione del fondello verso il basso. Il dispositivo di accoppiamento comprende un elemento a camma. Questa soluzione non è tuttavia applicabile nel caso in cui un solo semistampo sia mobile, l’altro rimanendo fisso.
In questo contesto, l’interesse è concentrato su stampi formati da due semistampi incernierati in cui un semistampo è fisso e l’altro semistampo è mobile, cioè ruotabile rispetto all’asse di incernieramento tra una posizione di chiusura in cui lo stampo circonda la preforma o il recipiente durante la formatura, e una posizione di apertura in cui la cavità di alloggiamento interna è accessibile per estrarre il recipiente formato o per introdurre un nuova preforma.
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre una stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico e un metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente, che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata.
In particolare, è scopo della presente invenzione proporre una stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico che sia compatta e strutturalmente semplice.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico, comprendente:
- due supporti laterali per semistampi di formatura i quali sono incernierati in corrispondenza di un asse di incernieramento, di cui un primo supporto laterale è fisso e un secondo supporto laterale è ruotabile attorno a detto asse di incernieramento;
- un supporto di fondo per un elemento di fondo o fondello di sagomatura del fondo del recipiente;
- un albero rotante attorno ad un primo asse di rotazione parallelo a detto asse di incernieramento, detto albero rotante essendo operativamente attivo su detto secondo supporto laterale per ruotarlo rispetto a detto asse di incernieramento,
caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di accoppiamento della movimentazione del secondo supporto laterale e del supporto di fondo, detto dispositivo di accoppiamento essendo configurato per accoppiare un movimento di rotazione del secondo supporto laterale attorno a detto asse di incernieramento a due movimenti sequenziali, cioè non simultanei, del supporto di fondo, di cui un primo movimento avviene su un piano ortogonale all’asse di incernieramento e un secondo movimento avviene su un piano diverso rispetto a detto primo movimento. In particolare, il dispositivo di accoppiamento comprende:
− un primo cinematismo a camma che accoppia il movimento di rotazione del secondo supporto laterale al primo movimento del supporto di fondo;
− un secondo cinematismo a camma che accoppia il movimento di rotazione del secondo supporto laterale al secondo movimento del supporto di fondo.
In accordo con una forma realizzativa, il primo movimento del supporto di fondo consiste in un movimento di rotazione del supporto di fondo su un piano ortogonale all’asse di incernieramento e il secondo movimento del supporto di fondo consiste in un movimento di traslazione del supporto di fondo.
Preferibilmente, il secondo movimento del supporto di fondo consiste in una traslazione lungo un asse parallelo all’asse di incernieramento.
In accordo con una forma realizzativa, il dispositivo di accoppiamento comprende inoltre un bilanciere interposto tra il primo cinematismo a camma e il supporto di fondo, Il primo cinematismo a camma comprende preferibilmente un primo corpo nel quale è ricavata una prima asola. Il bilanciere comprende un primo perno folle scorrevolmente inserito nella prima asola.
Ad esempio, la prima asola consiste in un’apertura passante oppure cieca ricavata nel primo corpo.
In accordo con una forma realizzativa, la prima asola ha uno sviluppo sostanzialmente arcuato.
Il secondo cinematismo a camma comprende un secondo corpo nel quale è ricavata una seconda asola. Il supporto di fondo comprende un secondo perno folle scorrevolmente inserito nella seconda asola. Ad esempio, la seconda asola consiste in una apertura passante oppure cieca ricavata nel secondo corpo.
In accordo con una forma realizzativa, la seconda asola comprende almeno un primo tratto conformato in modo tale che da impedire l’inizio del secondo movimento del supporto di fondo fintanto che il secondo perno folle scorre nel primo tratto.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente, lo stampo di formatura comprendendo due semistampi sorretti da supporti laterali incernierati attorno ad un asse di incernieramento e un elemento di fondo o fondello sorretto da un supporto di fondo, il metodo comprendendo le seguenti fasi:
- ruotare almeno uno dei semistampi e il relativo supporto laterale attorno all’asse di incernieramento in modo tale da allontanarlo dall’altro semistampo e relativo supporto laterale;
- effettuare un primo movimento del fondello e del supporto di fondo su un piano ortogonale all’asse di incernieramento;
- successivamente al primo movimento, effettuare un secondo movimento del fondello e del supporto di fondo su piano diverso da quello del primo movimento.
In accordo con una forma realizzativa, la fase di effettuare un primo movimento del fondello e del supporto di fondo su un piano ortogonale all’asse di incernieramento consiste nel ruotare il fondello e il supporto di fondo su un piano ortogonale all’asse di incernieramento.
In accordo con una forma realizzativa, la fase di effettuare un secondo movimento del fondello e del supporto di fondo su piano diverso da quello del primo movimento consiste nel traslare il fondello e il supporto di fondo parallelamente all’asse di incernieramento.
Preferibilmente, il primo movimento viene eseguito almeno parzialmente durante la fase di rotazione di almeno uno dei semistampi.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico e di un metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente, come illustrato negli uniti disegni in cui:
- la figura 1 illustra una stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico, secondo la presente invenzione, in vista laterale;
- le figure 2-3 illustrano la stazione di formatura di figura 1, in sezione, in due diverse fasi di funzionamento;
- le figure 4-5 illustrano due diverse posizioni dei cinematismi a camma della stazione di formatura di figura 1.
Con riferimento alle figure, il numero 1 indica una stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico.
La stazione di formatura 1 comprende due supporti laterali 2, 3 (noti in gergo anche con il nome di “portastampi”) incernierati in corrispondenza di un asse di incernieramento AA. In particolare, un primo supporto laterale 2 è fisso, mentre un secondo supporto laterale 3 è ruotabile attorno all’asse di incernieramento AA.
Ciascun supporto laterale 2, 3 sostiene un semistampo 14, 15 di formatura che può essere sostituito in funzione della sagomatura che si vuole conferire ai fianchi del recipiente.
La sagomatura del fondo del recipiente avviene ad opera di un elemento di fondo 4 (nel settore, e nel seguito, indicato anche come “fondello”) cooperante con i semistampi 14, 15 di formatura in modo tale da definire una cavità 100 di alloggiamento della preforma in cui quest’ultima viene deformata per soffiaggio e trasformata in recipiente. Anche l’elemento di fondo 4 è sostituibile in funzione della sagomatura che si vuole conferire alla base del recipiente.
Il fondello 4 è sostenuto da un supporto di fondo 5.
I semistampi e il fondello 4 costituiscono lo stampo di formatura.
Vantaggiosamente, la stazione di formatura 1 comprende un dispositivo di accoppiamento 6 della movimentazione del secondo supporto laterale 3 e del supporto di fondo 5.
Tale dispositivo di accoppiamento 6 è configurato per accoppiare un movimento di rotazione del secondo supporto laterale 3 attorno all’asse di incernieramento AA a due movimenti sequenziali, cioè non simultanei, del supporto di fondo 5.
In particolare, i due movimenti del supporto di fondo 5 consistono in:
- un primo movimento, indicato con M1, che si sviluppa su un piano ortogonale all’asse di incernieramento AA;
- un secondo movimento , indicato con M2, che si sviluppa su un piano diverso rispetto a quello in cui avviene M1.
L’ordine dei due movimenti cambia in funzione dell’apertura/chiusura dello stampo di formatura. Infatti, durante l’apertura dello stampo di formatura si verifica dapprima il primo movimento M1, seguito dal secondo movimento M2. Al contrario, durante la chiusura dello stampo di formatura si verifica dapprima il secondo movimento M2, seguito dal primo movimento M1. Preferibilmente, il secondo movimento M2 avviene in allontanamento o in avvicinamento ai supporti laterali 2, 3. In altre parole, il secondo movimento M2 avviene verso il basso oppure verso il basso rispetto ai supporti laterali 2, 3. In particolare, il secondo movimento M2 si sviluppa verso il basso (o in allontanamento dai supporti laterali 2, 3) in fase di apertura dello stampo di formatura e verso l’alto (o in avvicinamento ai supporti laterali 2, 3) in fase di chiusura dello stampo di formatura.
Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, la stazione di formatura 1 comprende inoltre un albero 9 rotante attorno ad un primo asse di rotazione BB che è parallelo all’asse di incernieramento AA. L’albero 9 rotante è operativamente attivo sul secondo supporto laterale 3 per ruotarlo rispetto all’asse di incernieramento AA.
Il dispositivo di accoppiamento 6 comprende due indipendenti cinematismi a camma 7, 8, precisamente:
- un primo cinematismo a camma 7 configurato per accoppiare il movimento di rotazione del secondo supporto laterale 3 al primo movimento M1 del supporto di fondo 5;
- un secondo cinematismo a camma 8 configurato per accoppiare il movimento di rotazione del secondo supporto laterale 3 al secondo movimento M2 del supporto di fondo 5.
In particolare, il primo movimento M1 del supporto di fondo 5 consiste in un movimento di rotazione del supporto di fondo 5 su un piano ortogonale all’asse di incernieramento AA. Preferibilmente, tale movimento di rotazione del supporto di fondo 5 avviene attorno ad un secondo asse di rotazione CC parallelo all’asse di incernieramento AA. Preferibilmente, il secondo asse di rotazione CC coincide con l’asse di incernieramento AA. Il secondo movimento M2 del supporto di fondo 5 consiste preferibilmente in un movimento di traslazione del supporto di fondo 5. In accordo con una prima forma realizzativa, il secondo movimento M2 consiste in un movimento di traslazione che avviene parallelamente all’asse di incernieramento AA. In una forma realizzativa alternativa, la traslazione avviene lungo un asse non parallelo all’asso di incernieramento AA.
Il supporto di fondo 5 è solidalmente alloggiato su un blocco di sostegno 10. Nella forma realizzativa illustrata, il supporto di fondo 5 ha la forma di un montante o colonna recante il fondello 4.
Da quanto descritto si evince che sul primo asse di rotazione BB viene a trovarsi sia l’albero 9 rotante sia il dispositivo di accoppiamento 6.
Il primo cinematismo a camma 7 comprende un primo corpo 17 nel quale è ricavata una prima asola 27.
Preferibilmente, la prima asola 27 consiste in un’apertura passante ricavata nel primo corpo 17. In alternativa, la prima asola 27 può essere cieca.
Nella forma realizzativa illustrata nelle figure 4-5, la prima asola 27 ha uno sviluppo sostanzialmente arcuato e giacente su un piano ortogonale all’asse di incernieramento AA.
Un bilanciere 11 è interposto tra il primo cinematismo a camma 7 e il supporto di fondo 5. In particolare, il bilanciere 11 è incernierato rispetto al secondo asse di rotazione CC in modo tale da poter oscillare su un piano perpendicolare a detto secondo asse di rotazione CC.
Il bilanciere 11 comprende inoltre:
- un primo perno folle 12 scorrevolmente inserito nella prima asola 27; - un perno di cerniera 6 incernierato al supporto di fondo 5.
L’oscillazione del bilanciere 11 avviene per mezzo dell’azionamento del primo perno folle 12 a seguito della rotazione del primo cinematismo a camma 7. L’oscillazione del bilanciere 11 induce a sua volta il primo movimento M1 (di rotazione) del supporto di fondo 5 attorno al secondo asse di rotazione CC.
Il secondo cinematismo a camma 8 comprende un secondo corpo 18 nel quale è ricavata una seconda asola 28.
Al supporto di fondo 5 è altresì collegato un secondo perno folle 13 scorrevolmente inserito nella seconda asola 28.
Preferibilmente, la seconda asola 28 consiste in un’apertura passante ricava nel secondo corpo 18. In alternativa, la seconda asola 28 può essere cieca. In particolare, la seconda asola 28 comprende almeno un primo tratto T1 conformato in modo tale che da impedire l’inizio del secondo movimento M2 del supporto di fondo 5 fintanto che il secondo perno folle 13 scorre nel primo tratto T1. A tal fine, il primo tratto T1 si mantiene sostanzialmente su un piano perpendicolare all’asse di incernieramento AA.
In pratica, durante lo scorrimento del secondo perno folle 13 nel primo tratto T1 – a seguito della rotazione del dispositivo di accoppiamento 6 attorno al primo asse di rotazione BB, si sta ancora verificando il primo movimento M1 (preferibilmente di rotazione) del supporto di fondo 5.
Con riferimento alla figura 5, il primo movimento M1 (di rotazione) corrisponde al tratto indicato con S2 del percorso della prima asola 27.Il tratto S2 è preferibilmente anticipato da un tratto indicato con S1 durante il quale l’albero 9 rotante comanda l’apertura del secondo supporto laterale 3 di un angolo predefinito, dopodiché percorrendo S2 l’elemento di fondo 4 viene decentrato a seguito di tale rotazione.
Il primo tratto T1 viene eseguito nel tempo in cui sono eseguiti i due tratti S1 e S2.
In figure 5 è illustrato anche un tratto arcuato S3 a raggio costante rispetto al primo asse di rotazione BB.
Durante la rotazione del dispositivo di accoppiamento 6 corrispondente al tratto arcuato S3 accade che:
- il primo perno folle 12 mantiene il bilanciere 11 e il supporto di fondo 5 ruotati di un angolo 21 costante;
- il secondo perno folle 13 percorre un secondo tratto T2 nella seconda asola 28, il quale è sostanzialmente inclinato e tale da generare un trascinamento verso l’alto o verso il basso del supporto di fondo 5. Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, i cinematismi a camma 7, 8 sono posti in rotazione dal medesimo albero 9. Tuttavia, è prevista una forma realizzativa alternativa in cui tali cinematismi a camma 7, 8 sono posizionati su un albero indipendente dall’albero 9, ma sempre coassiale al primo asse di rotazione BB.
I due perni folli 12, 13 possono essere ad esempio rulli o rotelle o cuscinetti volventi.
Il metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente, secondo la presente invenzione, comprende le seguenti fasi:
- ruotare il secondo supporto laterale 3 attorno all’asse di incernieramento AA in modo tale da allontanarlo dal primo supporto laterale 2;
- effettuare un primo movimento M1 (preferibilmente di rotazione) del supporto di fondo 5 su un piano ortogonale all’asse di incernieramento AA;
- successivamente al primo movimento M1, effettuare un secondo movimento M2 del supporto di fondo 5, preferibilmente una traslazione parallelamente all’asse di incernieramento AA.
Preferibilmente, il primo movimento M1 viene eseguito almeno parzialmente durante la fase di rotazione di almeno uno dei semistampi 14, 15.
Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della stazione di formatura di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico e del metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.
In particolare, grazie al dispositivo di accoppiamento a doppia camma è possibile dapprima decentrare il fondello (e relativo supporto) durante l’apertura del semistampo mobile, e successivamente abbassare il fondello.
La stazione di formatura è compatta e strutturalmente semplice.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Stazione di formatura (1) di un recipiente a partire da una preforma in materiale termoplastico, comprendente: due supporti laterali (2, 3) per semistampi (14, 15) di formatura i quali sono incernierati in corrispondenza di un asse di incernieramento (AA), di cui un primo supporto laterale (2) è fisso e un secondo supporto laterale (3) è ruotabile attorno a detto asse di incernieramento (AA); un supporto di fondo (5) per un elemento di fondo o fondello (4) di sagomatura del fondo del recipiente; un albero (9) rotante attorno ad un primo asse di rotazione (BB) parallelo a detto asse di incernieramento (AA), detto albero (9) rotante essendo operativamente attivo su detto secondo supporto laterale (3) per ruotarlo rispetto a detto asse di incernieramento (AA), caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di accoppiamento (6) della movimentazione del secondo supporto laterale (3) e del supporto di fondo (5), detto dispositivo di accoppiamento (6) essendo configurato per accoppiare un movimento di rotazione del secondo supporto laterale (3) attorno a detto asse di incernieramento (AA) a due movimenti sequenziali, cioè non simultanei, del supporto di fondo (5), di cui un primo movimento (M1) avviene su un piano ortogonale all’asse di incernieramento (AA) e un secondo movimento (M2) avviene su un piano diverso rispetto a detto primo movimento (M1).
  2. 2. Stazione di formatura (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di accoppiamento (6) comprende un primo cinematismo a camma (7) che accoppia il movimento di rotazione del secondo supporto laterale (3) al primo movimento (M1) del supporto di fondo (5) e un secondo cinematismo a camma (8) che accoppia il movimento di rotazione del secondo supporto laterale (3) al secondo movimento (M2) del supporto di fondo (5).
  3. 3. Stazione di formatura (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detto primo movimento (M1) del supporto di fondo (5) consiste in un movimento di rotazione del supporto di fondo (5) su un piano ortogonale a detto asse di incernieramento (AA) e detto secondo movimento (M2) del supporto di fondo (5) consiste in un movimento di traslazione del supporto di fondo (5).
  4. 4. Stazione di formatura (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto secondo movimento (M2) del supporto di fondo (5) consiste in una traslazione lungo un asse parallelo all’asse di incernieramento (AA).
  5. 5. Stazione di formatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di accoppiamento (6) comprende inoltre un bilanciere (11) interposto tra il primo cinematismo a camma (7) e il supporto di fondo (5), detto primo cinematismo a camma (7) comprendendo un primo corpo (17) nel quale è ricavata una prima asola (27), detto bilanciere (11) comprendendo un primo perno folle (12) scorrevolmente inserito in detta prima asola (27).
  6. 6. Stazione di formatura (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detta prima asola (27) consiste in un’apertura passante oppure cieca ricavata nel primo corpo (17).
  7. 7. Stazione di formatura (1) secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui detta prima asola (27) ha uno sviluppo sostanzialmente arcuato.
  8. 8. Stazione di formatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto secondo cinematismo a camma (8) comprende un secondo corpo (18) nel quale è ricavata una seconda asola (28), detto supporto di fondo (5) comprendendo un secondo perno folle (13) scorrevolmente inserito in detta seconda asola (28).
  9. 9. Stazione di formatura (1) secondo la rivendicazione 8, in cui detta seconda asola (28) consiste in una apertura passante oppure cieca ricavata nel secondo corpo (18).
  10. 10. Stazione di formatura (1) secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detta seconda asola (28) comprende almeno un primo tratto (T1) conformato in modo tale che da impedire l’inizio del secondo movimento (M2) del supporto di fondo (5) fintanto che detto secondo perno folle (13) scorre nel primo tratto (T1).
  11. 11. Metodo per aprire uno stampo di formatura di un recipiente, detto stampo di formatura comprendendo due semistampi (14, 15) sorretti da supporti laterali (2, 3) incernierati attorno ad un asse di incernieramento (AA) e un elemento di fondo o fondello (4) sorretto da un supporto di fondo (5), il metodo comprendendo le seguenti fasi: ruotare almeno uno di detti semistampi (15) e il relativo supporto laterale (3) attorno a detto asse di incernieramento (AA) in modo tale da allontanarlo dall’altro semistampo (14) e relativo supporto laterale (2); effettuare un primo movimento (M1) del fondello (4) e del supporto di fondo (5) su un piano ortogonale a detto asse di incernieramento (AA); successivamente a detto primo movimento (M1), effettuare un secondo movimento (M2) del fondello (4) e del supporto di fondo (5) su piano diverso da quello del primo movimento (M2).
  12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui la fase di effettuare un primo movimento (M1) del fondello (4) e del supporto di fondo (5) su un piano ortogonale a detto asse di incernieramento (AA) consiste nel ruotare detto fondello (4) e detto supporto di fondo (5) su un piano ortogonale all’asse di incernieramento (AA).
  13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui la fase di effettuare un secondo movimento (M2) del fondello (4) e del supporto di fondo (5) su piano diverso da quello del primo movimento (M2) consiste nel traslare il fondello (4) e il supporto di fondo (5) parallelamente a detto asse di incernieramento (AA).
  14. 14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 13, in cui detto primo movimento (M1) viene eseguito almeno parzialmente durante la fase di rotazione di almeno uno di detti semistampi (15).
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DE102015117017A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mit Kopplungseinrichtung

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