WO2008022612A2 - Verfahren und vorrichtung zur blasformung von behältern unter verwendung eines pneumatisch/mechanisch gesteuerten anschlusselements - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur blasformung von behältern unter verwendung eines pneumatisch/mechanisch gesteuerten anschlusselements Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for blow molding of containers, in which a preform is converted after thermal conditioning within a blow mold by blowing pressure into the container and in which a blowing gas is introduced through a connecting element into an interior of the preform and in which a Portion member is positioned to seal against the preform in the direction of a preform longitudinal axis of a pneumatically controlled piston and in which a ZyiInderinnenraum from the piston into a headspace and a socket space is divided.
  • the invention further relates to a device for blow-molding containers, which has at least one blow station with a blow mold, and in which a flow path for a blown gas for blow molding of the container through a connecting element extends and in which the blowing station with a in Rieh- -.
  • a longitudinal axis positionable connection element which is coupled to a piston guided in a cylinder, which divides a cylinder interior into a headroom and a socket space.
  • preforms made of a thermoplastic material for example preforms made of PET (polyethylene terephthalate) are fed to different processing stations within a blow molding machine.
  • a blow molding machine has a heating device and a blowing device, in the region of which the previously tempered preform is expanded by biaxial orientation to form a container.
  • the expansion takes place with the aid of compressed air, which is introduced into the preform to be expanded.
  • the procedural sequence in such an expansion of the preform is explained in DE-OS 43 40 291.
  • the introductory mentioned introduction of the pressurized gas also includes the introduction of compressed gas into the developing container bubble and the introduction of compressed gas into the preform at the beginning of the blowing process.
  • the preforms as well as the blown containers can be transported by means of different handling devices.
  • the use of transport mandrels, onto which the preforms are plugged, has proven to be useful.
  • the preforms can also with other carrying facilities are handled.
  • the use of gripping tongs for handling preforms and the use of expanding mandrels which can be inserted into a mouth region of the preform for holding are likewise among the available constructions.
  • a handling of containers using transfer wheels is described, for example, in DE-OS 199 06 438 in an arrangement of the transfer wheel between a blowing wheel and a discharge path.
  • blow stations which are arranged on rotating transport wheels, a book-like unfoldability of the mold carrier is frequently encountered. But it is also possible to use relatively movable or differently guided mold carrier.
  • fixed blowing stations which are particularly suitable for receiving a plurality of cavities for container molding, typically plates arranged parallel to one another are used as mold carriers.
  • the pneumatically controlled piston used according to the prior art for positioning the connecting element lead due to their structural realization to a significant consumption of blowing air. Control of the pistons is typically accomplished using the same high pressure blown air that is also used for container formation. This high-pressure blowing air typically has a pressure of up to 40 bar.
  • Typical dead space volumes that occur in connection with the pneumatic actuation of the pistons are approximately in the range of 50 ml.
  • high-performance blow molding machines a 2000-fold valve actuation takes place per hour per blow station and high-performance blow molding machines are equipped with up to 30 blow molding stations Only from the mentioned dead space volumes consumption of about 3000 l / h of compressed air at a pressure of 40 bar results.
  • Object of the present invention is therefore to improve a method of the type mentioned in such a way that the consumption of compressed gas is reduced.
  • Another object of the present invention is to construct a device of the aforementioned type such that the consumption of compressed gas is reduced.
  • both the head space and the base space are connected to at least one pneumatic actuator.
  • the ability to control both the headspace and the socket space via the pneumatic actuator it is possible actively aerating and venting of the headspace or the base space to perform such that an intended movement of the piston opposing pressure can be reduced or a appropriate pressurized gas volume can be used to position the piston.
  • the control according to the invention makes use of the fact that, in the case of a pneumatic actuation of the piston, the pressures applied in the region of the blowing station are known. This known information about the respective pressure state can be taken into account in the control of the piston for the connecting element.
  • the base space is connected to the specification of a contact pressure with the compressed gas source.
  • a compensation of the contact forces can be effected in that the head space is connected to terminate the connecting element sealingly against the mouth portion pressing force with the compressed gas source.
  • the headspace be - ⁇ -
  • leadership of a pressing operation is provided with a smaller volume than the base space.
  • the compressed gas consumption can be further reduced by the fact that the base space and the head space are connected to each other via the actuator in the implementation of positioning movements of the piston.
  • a good control option is provided by the fact that a 3/2-way valve is used as actuator.
  • a further variant for reducing required amounts of compressed gas for carrying out positioning movements can be achieved in that the base space and the head space are connected to each other to carry out a pressure equalization before performing a positioning movement of the piston.
  • a compressed gas consumption for carrying out positioning operations can be reduced by performing a positioning movement of the connection element in a cam-controlled manner.
  • FIG. 1 is a perspective view of a blow molding station for the production of containers from preforms
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a blow mold, in which a preform is stretched and expanded
  • FIG. 3 shows a sketch to illustrate a basic structure of a device for blow-molding containers
  • Fig. 4 shows a modified heating section with increased heating capacity
  • Fig. 5 is a schematic longitudinal section through a connecting element which can be positioned by a pneumatically controlled piston and in which a piston receiving the cylinder interior is divided into a head space and a base space.
  • FIG. 1 The basic structure of a device for forming preforms (1) in container (2) is shown in FIG. 1 and in FIG. 2.
  • the device for forming the container (2) consists essentially of a blowing station (3), which is provided with a blow mold (4) into which a preform (1) can be inserted.
  • the preform (1) may be an injection-molded part of polyethylene terephthalate. To enable the preform (1) to be inserted into the blow mold (4) and to allow it to be removed - Q -
  • the finished container (2) consists of the blow mold (4) of mold halves (5, 6) and a bottom part (7) which is positionable by a lifting device (8).
  • the preform (1) can be held in the region of the blowing station (3) by a transport mandrel (9) which, together with the preform (1), passes through a plurality of treatment stations within the device. But it is also possible to use the preform (1) example, via pliers or other handling means directly into the blow mold (4).
  • a connecting piston (10) is arranged, which feeds the preform (1) compressed air and at the same time makes a seal relative to the transport mandrel (9).
  • a connecting piston (10) is arranged, which feeds the preform (1) compressed air and at the same time makes a seal relative to the transport mandrel (9).
  • a stretching of the preform (1) takes place in this embodiment by means of a stretching rod (11), which is positioned by a cylinder (12).
  • a mechanical positioning of the stretch rod (11) is carried out over curve segments, which are acted upon by Abgriff rollers.
  • the use of curve segments is particularly useful when a plurality of blowing stations (3) are arranged on a rotating blowing wheel
  • the stretching system is designed such that a tandem arrangement of two cylinders (12) is provided. From a primary cylinder (13), the stretch rod (11) is first before the beginning of the actual stretching process into the region of a bottom (14) of the preform (1). hazards.
  • the primary cylinder (13) with extended stretching rod together with a carriage (15) carrying the primary cylinder (13) is positioned by a secondary cylinder (16) or via a cam control.
  • the secondary cylinder (16) in such a cam-controlled manner that a current stretching position is predetermined by a guide roller (17) which slides along a curved path during the execution of the stretching operation.
  • the guide roller (17) is pressed by the secondary cylinder (16) against the guideway.
  • the carriage (15) slides along two guide elements (18).
  • the carriers (19, 20) are locked relative to one another by means of a locking device (20).
  • Fig. 2 shows in addition to the blown container (2) and dashed lines drawn the preform (1) and schematically a developing container bladder (23).
  • FIG. 3 shows the basic structure of a blasting machine, which is provided with a heating section (24) and a rotating blowing wheel (25). Starting from a Vorformlingseingäbe (26), the preforms
  • thermoplastic material different plastics can be used.
  • PET, PEN or PP can be used.
  • the expansion of the preform (1) during the orientation process takes place by compressed air supply.
  • the compressed air supply is in a pre-blowing phase in which gas, for example compressed air, is supplied at a low pressure level and subdivided into a subsequent main blowing phase in which gas at a higher pressure level is supplied.
  • gas for example compressed air
  • main blowing phase in which gas at a higher pressure level is supplied.
  • compressed air is typically used at a pressure in the interval of 10 bar to 25 bar and during the main blowing phase compressed air is supplied at a pressure in the interval of 25 bar to 40 bar.
  • the heating section (24) from a plurality of revolving transport elements (33) is formed, which are strung together like a chain and guided by guide wheels (34).
  • the chain-type arrangement would open up a substantially rectangular basic contour.
  • a single relatively large-sized guide wheel (34) and in the region of adjacent deflections two comparatively smaller dimensioned guide wheels (36) used In principle, however, any other guides are conceivable.
  • the arrangement shown to be particularly useful since in the region of the corresponding extent of the heating section (24) three deflecting wheels (34, 36) are positioned, and although in each case the smaller deflection wheels (36) in the region of the transition to the linear curves of the heating section (24) and the larger deflection wheel (34) in the immediate transfer area to the transfer wheel (29) and the input wheel (35).
  • chain-like transport elements (33) it is also possible, for example, to use a rotating heating wheel.
  • a finished blowing of the containers (2) they are led out of the region of the blow stations (3) by a removal wheel (37) and transported via the transfer wheel (28) and a delivery wheel (38) to the delivery line (32).
  • the fans (31) introduce cooling air into the region of cooling air ducts (39), which in each case oppose the associated radiant heaters (30) and emit the cooling air via outflow openings.
  • the cooling air ducts (39) can provide reflectors for the heating radiation in the area opposite the radiant heaters (30), and it is likewise possible to realize cooling of the radiant heaters (30) via the discharged cooling air.
  • Fig. 5 shows a sectioned partial view of the blowing station (3).
  • the preform (1) which protrudes with its mouth portion (21) from the mold halves (5, 6).
  • the preform (1) with its support ring (41) on the outside of the mold halves (5, 6).
  • a connecting element (42) which may correspond to the connecting piston (10) shown in FIG. 1, is sealed against the preform (1).
  • the connecting element (42) is positioned by a piston (43) which is movably guided inside a cylinder interior (44) of a cylinder (45).
  • the connecting element (42) and the piston (43) are integrally formed.
  • the connecting element (42) essentially consists of a tubular main body (46) which is provided with an end segment (47) arranged facing the mold halves (5, 6).
  • the end segment (47) is formed like a nozzle and has a smaller outer diameter than the main body (46).
  • the end segment (47) is transferred via a shoulder (48) into the main body (46).
  • a sealing element (49) preferably a sealing ring, is arranged in the area of the shoulder (48).
  • the sealing element (49) is pressed by the shoulder (48) against the preform (1) or the container (2) and thereby performs the pneumatic seal.
  • the main body (46) is coupled via a connecting element (50) with a cam roller (51), which is guided along a cam track (52).
  • a connecting element (50) is coupled via a connecting element (50) with a cam roller (51), which is guided along a cam track (52).
  • connection element (42) is provided with an element interior
  • the stretch rod (11) is insertable. Opposite the piston (43), the stretch rod (11) is sealed by a sealing element (54).
  • the valves (55, 56, 57) can be arranged directly on the connecting element (42) or at a distance from the connecting element (42).
  • the high-pressure valve (55) is connected to a blast gas supply (58) of a first pressure stage and the high-pressure valve (56) to a blast gas supply (59) of a second pressure stage.
  • the vent valve (57) is connected to an environment (60), typically via a muffler, not shown.
  • the ZyIInderinnenraum (44) is divided into a base space (61) and a Kopf syndromem (62).
  • the cylinder interior (44) of profiles (63, 64) of the piston (43) is limited, which are formed as annular outer side projections.
  • the profiles (63, 64) are sealed by means of seals (66, 67), which can be designed, for example, as piston rings.
  • the base space (61) and the head space (62) are formed as a recess in the wall of the cylinder (45) and to delimit one another by an outer projection on the piston (43).
  • the base space (61) and the head space (63) are connected to at least one adjusting element (70), the Implementation of pneumatic switching operations is formed.
  • a compressed gas supply takes place using a compressed gas source (71). According to a preferred embodiment, it is intended to use the blast gas supply (59) with the high blowing pressure as the compressed gas source (71).
  • the embodiment variant shown in FIG. 5 can be used, for example, according to the following method steps.
  • the connecting element (42) is cam-controlled in the direction of the preform (1) and borders with the sealing element (49) against the mouth portion (21).
  • the connecting element (42) of the base space (61) and the head space (62) from the adjusting element (70) are interconnected and thus pressure balanced.
  • compressed gas can be transferred from the head space (62) via the adjusting element (70) into the base space (61).
  • the two areas of the cylinder interior (44) from the control element (70) are interconnected and there is a pressure compensation. Subsequently, the previously acted upon by the pressurized gas space is then vented relative to the environment and the already pre-filled second region of the cylinder interior (44) is refilled with compressed gas to perform the positioning movement.

Landscapes

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Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Blasformung von Behältern. Es wird hierbei ein Vorformling nach einer thermischen Konditionierung innerhalb einer Blasform durch Blasdruckeinwirkung in den Behälter umgeformt. Erforderliches Blasgas wird durch ein Anschlußelement hindurch in einen Innenraum des Vorformlings eingeleitet. Das Anschlußelement wird zur Abdichtung gegenüber dem Vorformling in Richtung einer Vorformlingslängsachse von einem pneumatisch gesteuerten Kolben beaufschlagt. Ein Zylinderinnenraum wird in einen Kopfraum und einen Sockelraum unterteilt. Sowohl der Kopfraum als auch der Sockelraum sind zur Vorgabe eines Betriebszustandes des Kolbens aktiv mindestens zeitweilig von mindestens einem Stellelement derart pneumatisch beaufschlagt, daß vorgegebene Kräfte auf den Kolben einwirken.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Blasformung von Behältern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Blasformung von Behältern, bei dem ein Vorformling nach einer thermischen Konditionierung innerhalb einer Blasform durch Blasdruck-einwirkung in den Behälter umgeformt wird sowie bei dem ein Blasgas durch ein Anschlußelement hindurch in einen Innenraum des Vorformlings eingeleitet wird und bei dem ein Anschlußelement zur Abdichtung gegenüber dem Vorformling in Richtung einer Vorformlings- längsachse von einem pneumatisch gesteuerten Kolben positioniert wird und bei dem ein ZyIInderinnenraum vom Kolben in einen Kopfraum und einen Sockelraum unterteilt wird.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Blasformung von Behältern, die mindestens eine Blasstation mit einer Blasform aufweist, sowie bei der sich ein Strömungsweg für ein Blasgas zur Blasformung der Behälter durch ein Anschlußelement hindurch erstreckt und bei der die Blasstation mit einem in Rieh- -. O _
tung einer Längsachse positionierbaren Anschlußelement versehen ist, das mit einem in einem Zylinder geführten Kolben gekoppelt ist, der einen Zylinderinnenraum in einen Kopfräum und einen Sockelraum unterteilt.
Bei einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylente- rephthalat) , innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE-OS 43 40 291 erläutert. Die einleitend erwähnte Einleitung des unter Druck stehenden Gases umfaßt auch die Druckgaseinleitung in die sich entwickelnde Behälterblase sowie die Druckgas- einleitung in den Vorformling zu Beginn des Blasvorganges.
Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälterformung wird in der DE-OS 42 12 583 beschrieben. Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der DE-OS 23 52 926 erläutert.
Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bewährt hat sich insbesondere die Verwendung von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlin- gen und die Verwendung von Spreizdornen, die zur Halte- rung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls zu den verfügbaren Konstruktionen.
Eine Handhabung von Behältern unter Verwendung von Übergaberädern wird beispielsweise in der DE-OS 199 06 438 bei einer Anordnung des Obergaberades zwischen einem Blasrad und einer Ausgabestrecke beschrieben.
Die bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die Vorformlinge zunächst in einem Spritzgußverfahren hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer spritzgußtechnischen Herstellung und einer ausreichenden Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen werden.
Im Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind un- ter-schiedliche Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger verwendet . Die gemäß dem Stand der Technik verwendeten pneumatisch gesteuerten Kolben zur Positionierung des Anschlußelementes führen aufgrund ihrer konstruktiven Realisierung zu einem erheblichen Verbrauch von Blasluft. Eine Steuerung der Kolben erfolgt typischerweise unter Verwendung der gleichen Hochdruckblasluft, die auch für die Behälterformung verwendet wird. Diese Hochdruckblasluft weist typischerweise einen Druck bis zu 40 bar auf. Typische Totraumvolumina, die im Zusammenhang mit der pneumatischen Ansteuerung der Kolben auftreten, liegen etwa im Bereich von 50 ml. Bei Hochleistungs- blasmaschinen erfolgt je Stunde eine 2000-fache Ventil- betätigung je Blasstation und Hochleistungsblasmaschinen sind mit bis zu 30 Blasstationen ausgerüstet, so daß lediglich aus den erwähnten Totraumvolumina ein Verbrauch von etwa 3000 l/h an Druckluft mit einem Druck von 40 bar resultiert.
Der insgesamt resultierende Blasluftverbrauch für die Ansteuerung der Kolben führt somit zu deutlichen Betriebskosten, darüber hinaus werden in der Regel auch die Investitionskosten erhöht, da ausreichend groß dimensionierte Kompressoren verwendet werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß der Verbrauch von Druckgas verringert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl der Kopfraum als auch der Sockelraum zur Vorgabe einer Bewegung des Kolbens aktiv von mindestens einem Stellelement pneumatisch beaufschlagt werden. t , r*
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß der Verbrauch an Druckgas vermindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl der Kopfraum als auch der Sockelraum mit mindestens einem pneumatischen Stellelement verbunden sind.
Durch die Möglichkeit zur Ansteuerung sowohl des Kopfraumes als auch des Sockelraumes über das pneumatische Stellelement ist es möglich, aktiv ein Belüften und ein Entlüften des Kopfraumes bzw. des Sockelraumes derart durchzuführen, daß ein einer vorgesehenen Bewegung des Kolbens entgegenstehender Druck vermindert werden kann bzw. ein entsprechendes unter Druck stehendes Gasvolumen zur Positionierung des Kolbens genutzt werden kann. Die erfindungsgemäße Steuerung nutzt aus, daß bei einer pneumatischen Ansteuerung des Kolbens die im Bereich der Blasstation anliegenden Drücke bekannt sind. Diese bekannten Informationen über den jeweiligen Druckzustand können bei der Ansteuerung des Kolbens für das Anschlußelement berücksichtigt werden.
Zur Erzeugung erforderlicher Anpreßkräfte wird vorgeschlagen, daß der Sockelraum zur Vorgabe einer Anpreßkraft mit der Druckgasquelle verbunden wird.
Eine Kompensation der Anpreßkräfte kann dadurch erfolgen, daß der Kopfraum zur Beendigung einer das Anschlußelement abdichtend gegen den Mündungsabschnitt pressenden Kraft mit der Druckgasquelle verbunden wird.
Zur Minimierung eines erforderlichen Druckgasvolumens wird vorgeschlagen, daß der Kopfraum während der Durch- — Ό —
führung eines Anpreßvorganges mit einem geringeren Volumen als der Sockelraum versehen wird.
Ebenfalls trägt es zu einer Minimierung des Druckgasvolumens bei, daß der Sockelraum bei einer Rückhubbewe- gung des Anschlußelementes mit einem abnehmenden Volumen versehen wird.
Der Druckgasverbrauch läßt sich weiterhin dadurch vermindern, daß der Sockelraum und der Kopfraum über das Stellelement bei der Durchführung von Positionierbewegungen des Kolbens miteinander verbunden werden.
Eine gute Steuermöglichkeit wird dadurch bereitgestellt, daß als Stellelement ein 3/2-Wege-Ventil verwendet wird.
Eine weitere Variante zur Verminderung erforderlicher Druckgasmengen für die Durchführung von Positionierbewegungen kann dadurch erreicht werden, daß der Sockelraum und der Kopfräum zur Durchführung eines Druckausgleiches vor einer Durchführung einer Positionierbewegung des Kolbens miteinander verbunden werden.
Ein Druckgasverbrauch zur Durchführung von Positioniervorgängen kann dadurch vermindert werden, daß eine Positionierbewegung des Anschlußelementes kurvengesteuert durchgeführt wird.
Eine einfache Handhabung der Vorformlinge und der geblasenen Behälter wird dadurch unterstützt, daß das Anschlußelement mit seinem Dichtelement in lotrechter Richtung von oben relativ zu den Formhälften positioniert wird. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von Behältern aus Vor- formlingen,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,
Fig. 3 eine Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,
Fig. 4 eine modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität und
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch ein Anschlußelement, das von einem pneumatisch gesteuerten Kolben positionierbar ist und bei der ein den Kolben aufnehmender Zylinderinnenraum in einen Kopfraum und einen Sockelraum unterteilt ist.
Der prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen (1) in Behälter (2) ist in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellt.
Die Vorrichtung zur Formung des Behälters (2) besteht im wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer Blasform (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1) einsetzbar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4) und zur Ermöglichung eines Heraus- — Q —
nehmens des fertigen Behälters (2) besteht die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8) positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich der Blasstation (3) von einem Transportdorn (9) gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1) beispiels-weise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform (4) einzusetzen.
Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des Transportdornes (9) ein Anschlußkolben (10) angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9) vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
Eine Reckung des Vorformlings (1) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Reckstange (11) , die von einem Zylinder (12) positioniert wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine mechanische Positionierung der Reckstange (11) über Kurvensegmente durchgeführt, die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl von Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet sind
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist das Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem- Anordnung von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder (13) wird die Reckstange (11) zunächst vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13) mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder (13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder (16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert. Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (16) derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungsrolle (17) , die während der Durchführung des Reckvorganges an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom Sekundärzylinder (16) gegen die Führungsbahn gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von zwei Führungselementen (18) .
Nach einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20) angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt eine Verriegelung der Träger (19, 20) relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (20) .
Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes (21) des Vorformlings (1) ist gemäß Fig. 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich der Blasform (4) vorgesehen.
Fig. 2 zeigt zusätzlich zum geblasenen Behälter (2) auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
Fig. 3 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Blasma- schine, die mit einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad (25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingäbe (26) werden die Vorformlinge
(1) von Übergaberädern (27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke (24) transportiert. Entlang der Heizstrecke
(24) sind Heizstrahler (30) sowie Gebläse (31) angeord- net, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen Bereich die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig geblasenen Behälter (2) werden von weiteren Übergaberädern einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
Um einen Vorfoπnling (1) derart in einen Behälter (2) umformen zu können, daß der Behälter (2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit von innerhalb des Behälters (2) abgefüllten Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten, müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller Dimensionierungsvorschriften erzielt werden.
Als thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET, PEN oder PP.
Die Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges erfolgt durch DruckluftZuführung. Die DruckluftZuführung ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft, mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit einem höheren Druck-niveau zugeführt wird. Während der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25 bar bis 40 bar zugeführt. Aus Fig. 3 ist ebenfalls erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente (33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht und entlang von Umlenkrädern (34) geführt sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung eine im we- sent-lichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich der dem Übergaberad (29) und einem Eingaberad (35) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24) ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34) und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet. Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen denkbar.
Zur Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung des Übergaberades (29) und des Eingaberades (35) relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36) positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder (36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen der Heizstrecke (24) und das größere Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich zum Übergaberad (29) und zum Eingaberad (35) . Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33) ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad zu verwenden.
Nach einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden diese von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blasstationen (3) herausgeführt und über das Übergaberad (28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke (32) transportiert . In der in Fig. 4 dargestellten modifizierten Heizstrek- ke (24) können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern (30) eine größere Menge von Vorformlingen (1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse (31) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen (39) ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (30) jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen wird eine Strömungsrichtung für die Kühlluft im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge (1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39) können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der Heizstrahler (30) zu realisieren.
Fig. 5 zeigt eine geschnittene teilweise Darstellung der Blasstation (3). Zu erkennen ist der Vorformling (1) , der mit seinem Mündungsabschnitt (21) aus den Formhälften (5, 6) herausragt. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Vorformling (1) mit seinem Stützring (41) außenseitig auf den Formhälften (5, 6) auf. Im dargestellten Betriebszustand ist ein Anschlußelement (42) , das dem in Fig. 1 dargestellten Anschlußkolben (10) entsprechen kann, abgedichtet gegen den Vorformling (1) gefahren. Das Anschlußelement (42) wird von einem Kolben (43) positioniert, der beweglich innerhalb eines Zylinderinnenraumes (44) eines Zylinders (45) geführt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Anschlußelement (42) und der Kolben (43) einteilig ausgebildet. Das Anschlußelement (42) besteht im wesentlichen aus einem rohrartigen Hauptkörper (46) , der mit einem den Formhälften (5, 6) zugewandt angeordneten Endsegment (47) versehen ist. Das Endsegment (47) ist stutzenartig ausgebildet und weist einen geringeren Außendurchmesser als der Hauptkörper (46) auf. Insbesondere ist daran gedacht, das Endsegment (47) mit einem Durchmesser derart zu versehen, daß das Endsegment (47) in den Mündungsabschnitt (21) des Vorformlings (1) einführbar ist.
Aufgrund der unterschiedlichen Außendurchmesser des Endsegmentes (47) und des Hauptkörpers (46) ist das Endsegment (47) über einen Absatz (48) in den Hauptkörper (46) übergeleitet. Im Bereich des Absatzes (48) ist ein Dichtelement (49) , vorzugsweise ein Dichtring, angeordnet. Das Dichtelement (49) wird vom Absatz (48) gegen den Vorformling (1) bzw. den Behälter (2) gedrückt und führt hierdurch die pneumatische Abdichtung durch.
Der Hauptkörper (46) ist über ein Verbindungselement (50) mit einer Kurvenrolle (51) gekoppelt, die entlang einer Kurvenbahn (52) geführt ist. Über die Kurvenbahn
(52) ist es möglich, das Anschlußelement (42) derart zu positionieren, daß die erforderlichen Positionierbewegungen ganz oder teilweise mechanisch vorgegeben sind.
Das Anschlußelement (42) ist mit einem Elementinnenraum
(53) versehen, in den die Reckstange (11) einführbar ist. Gegenüber dem Kolben (43) ist die Reckstange (11) von einem Dichtelement (54) abgedichtet.
Zur Zuleitung und Ableitung von Blasluft ist das Anschlußelement (42) mit Hochdruckventilen (55, 56) und einem Entlüftungsventil (57) gekoppelt. Die Ventile (55, 56, 57) können unmittelbar am Anschlußelement (42) oder mit einem Abstand zum Anschlußelement (42) angeordnet sein. Das Hochdruckventil (55) ist an eine Blas- gasversorgung (58) einer ersten Druckstufe und das Hochdruckventil (56) an eine Blasgasversorgung (59) einer zweiten Druckstufe angeschlossen. Das Entlüftungs- ventil (57) ist mit einer Umgebung (60) verbunden, typischerweise über einen nicht dargestellten Schalldämpfer.
Der ZyIInderinnenraum (44) ist in einen Sockelraum (61) und einen Kopfräum (62) unterteilt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Zylinderinnenraum (44) von Profilen (63, 64) des Kolbens (43) begrenzt, die als ringförmige außenseitige Vorsprünge ausgebildet sind. Gegenüber einer Innenwand (65) des Zylinders (45) sind die Profile (63, 64) über Dichtungen (66, 67) abgedichtet, die beispielsweise als Kolbenringe ausgeführt sein können.
Eine Abgrenzung des Sockelraums (61) vom Kopfräum (62) erfolgt durch ein Profil (68) des Zylinders (45) , das als ringförmiger Vorsprung ausgebildet und über eine Dichtung (69) gegenüber dem Kolben (43) abgedichtet ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, den Sockelraum (61) und den Kopfräum (62) als Vertiefung in der Wandung des Zylinders (45) auszubilden und durch einen außenseitigen Vorsprung am Kolben (43) gegeneinander abzugrenzen.
Der Sockelraum (61) und der Kopfräum (63) sind an mindestens ein Stellelement (70) angeschlossen, das zur Durchführung von pneumatischen Schaltvorgängen ausgebildet ist. Eine Druckgasversorgung erfolgt unter Verwendung einer Druckgasquelle (71) . Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist daran gedacht, als Druckgasquelle (71) die Blasgasversorgung (59) mit dem hohen Blasdruck zu verwenden.
Die in Fig. 5 dargestellte AusführungsVariante läßt sich beispielsweise gemäß den folgenden Verfahrensschritten einsetzen. Zunächst wird das Anschlußelement (42) kurvengesteuert in Richtung auf den Vorformling (1) verfahren und grenzt mit dem Dichtelement (49) gegen den Mündungsabschnitt (21) . Während dieses Verfahrens des Anschlußelementes (42) sind der Sockelraum (61) und der Kopfräum (62) vom Stellelement (70) miteinander verbunden und somit druckausgeglichen. Darüber hinaus kann bei einem gemäß der zeichnerischen Darstellung durchgeführten Absenken des Anschlußelementes (42) Druckgas vom Kopfräum (62) über das Stellelement (70) in den Sockelraum (61) übergeleitet werden.
Nach einem Abschluß des Positioniervorganges des Anschlußelementes (42) wird über das Stellelement (70) der Kopfräum (62) entlüftet und der im Sockelraum (61) anstehende Druck preßt das Anschlußelement (42) mit dem Dichtelement (49) gegen den Mündungsabschnitt (21) . Es wird hierdurch eine zuverlässige Abdichtung bereitgestellt. Nach einem Abschluß des Blasvorganges ist es lediglich erforderlich, den im Betriebszustand gemäß Fig. 6 sehr kleinen Kopfräum (62) wieder über das Stellelement (70) an die Druckgasquelle (71) anzuschließen, und anschließend den kurvengesteuerten Verstellvorgang des Anschlußelementes (42) durchzuführen. Auch bei dieser Rückpositionierung des Anschlußelementes (42) kann dann in entgegengesetzter Richtung Druck- gas aus dem Sockelraum (61) in den Kopfräum (62) überströmen.
Durch den oben erläuterten Ablauf ist es somit für jeden Prozeßzyklus lediglich erforderlich, einmal den Kopfräum (62) in seiner minimalen Volumenausdehnung mit Druckgas zu füllen. Ein zentraler Aspekt der Erfindung ist in der gesteuerten Verbindung gegeneinander abgegrenzter Bereiche des Zylinderinnenraumes (44) über das Stellelement (70) zu sehen, wobei diese Verbindung ein Überströmen von Druckgas ermöglicht.
Gemäß einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform ist es auch möglich, statt einer kurvengesteuerten Positionierung des Anschlußelementes (42) eine pneumatische Verstellung vorzusehen. Auch bei dieser pneumatischen Verstellung des Anschlußelementes (42) ist es möglich, unter Verwendung eines Stellelementes (70) ein Überströmen zwischen gegeneinander abgegrenzten Bereichen des Zylinderinnenraumes (44) durchzuführen.
Nach einer Druckgasbeaufschlagung des einen Bereiches zur Durchführung einer Positionierbewegung und vor der Durchführung einer Rückpositionierung werden zunächst die beiden Bereiche des Zylinderinnenraumes (44) vom Stellelement (70) miteinander verbunden und es wird ein Druckausgleich vorgenommen. Anschließend wird dann der zuvor vom Druckgas beaufschlagte Raum gegenüber der Umgebung entlüftet und der bereits vorgefüllte zweite Bereich des Zylinderinnenraumes (44) wird mit Druckgas nachgefüllt, um die Positionierbewegung durchzuführen.
Auch durch ein derartiges Verfahren, das alternativ oder ergänzend zu den einleitend bereits erwähnten Prozeßschritten zum Anpressen des Anschlußelementes (42) an den Mündungsabschnitt (21) durchführbar sind, läßt sich die benötigte Menge an Druckgas reduzieren.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Blasformung von Behältern, bei dem ein Vorformling nach einer thermischen Konditionierung innerhalb einer Blasform durch Blasdruckeinwirkung in den Behälter umgeformt wird sowie bei dem Blasgas durch ein Anschlußelement hindurch in einen Innenraum des Vorformlings eingeleitet wird und bei dem ein Anschlußelement zur Abdichtung gegenüber dem Vorformling in Richtung einer Vorformlingslängsachse von einem pneumatisch gesteuerten Kolben beaufschlagt wird und bei dem ein Zylinderinnenraum in einen Kopfraum und einen Sok- kelraum unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Kopfräum (62) als auch der Sockelraum (61) zur Vorgabe eines Betriebszustandes des Kolbens aktiv mindestens zeitweilig von mindestens einem Stellelement (70) derart pneumatisch beaufschlagt werden, daß vorgebbare Kräfte auf den Kolben (43) einwirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelraum (61) zur Vorgabe einer Anpreßkraft mit der Druckgasquelle (71) verbunden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfräum (62) zur Beendigung einer das Anschlußelement (42) abdichtend gegen den Mündungsabschnitt (21) pressenden Kraft mit der Druckgasquelle (71) verbunden wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfräum (62) während der Durchführung eines Anpreßvorganges mit einem geringeren Volumen als der Sockelraum (61) versehen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelraum (61) bei einer Rückhubbewegung des Anschlußelementes (42) mit einem abnehmenden Volumen versehen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelraum (61) und der Kopfräum (62) über das Stellelement (70) bei der Durchführung von Positionierbewegungen des Kolbens (43) miteinander verbunden werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellelement (70) ein 3/2-Wege-Ventil verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelraum (61) und der Kopfräum (62) zur Durchführung eines Druckausgleiches vor einer Durchführung einer Positionierbewegung des Kolbens (43) miteinander verbunden werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positionierbewegung des Anschlußelementes (42) kurvengesteuert durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (42) mit seinem Dichtelement (49) in lotrechter Richtung von oben relativ zu den Formhälften (5, 6) positioniert wird.
11. Vorrichtung zur Blasformung von Behältern, die mindestens eine Blasstation mit einer Blasform aufweist, sowie bei der sich ein Strömungsweg für ein Blasgas zur Blasformung der Behälter durch ein Anschlußelement hindurch erstreckt und bei der die Blasstation mit einem in Richtung einer Längsachse positionierbaren Anschlußelement versehen ist, das mit einem in einem Zylinder geführten Kolben gekoppelt ist, der mindestens bereichsweise von einem Zylinderinnenraum aufgenommen ist, der in einen Kopfräum und einen Sockelraum unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Kopfräum (62) als auch der Sockelraum (61) mindestens zeit- weise mit mindestens einem pneumatischen Stellelement (70) verbunden sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelraum (61) in einem abdichtenden Betriebszustand mit der Druckgaswelle (71) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfräum (62) in einem Ruhezustand des Anschlußelementes (42) mit der Druckgasquelle (71) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfräum (62) in einem abgedichteten Zustand ein geringeres Volumen als der Sockelraum (61) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelraum (61) in einem Ruhezustand des Anschlußelementes (42) ein geringeres Volumen als in einem abgedichteten Zustand aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15 , dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (70) in mindestens einem Betriebszustand zur Verbindung des Sockelraumes (61) und des Kopfraumes (62) ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (70) als ein 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelraum (61) und der Kopfräum (62) vor der Durchführung einer Positionierbewegung des Kolbens (43) vom Stellelement (70) miteinander verbunden sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (42) mit einer Kurvensteuerung gekoppelt ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (42) in lotrechter Richtung oberhalb der Formhälften (5, 6) angeordnet ist.
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