WO2008040388A1 - Ventileinrichtung für hohlkörperblasmaschinen und verfahren zum blasen - Google Patents

Ventileinrichtung für hohlkörperblasmaschinen und verfahren zum blasen Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a valve device according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 9.
  • a blank or preform is blown in a blow molding machine in a blow cylinder usually in two steps in its final form.
  • the blank already in
  • the finished bottle head which is held in the blow mold of the blow molding machine and connected to a compressed air system.
  • the blank By blowing compressed air through the bottle head, the blank is inflated and finally brought to its final shape.
  • the actual blowing process is thus carried out in a two-stage process, wherein first a pre-blowing takes place with a pressure value between 4 to 20 bar via a Vorblasventil, and then the final blowing, i. the final shaping of the plastic bottle to its final shape, with a pressure between 15 to 40 bar via a main blow valve. These two valves are each connected to a pressure source with the corresponding pressure potential.
  • This venting is herkörammlicha via a vent valve, which is connected to the blow cylinder and emits the compressed air into the environment in the open position.
  • valve devices are known in which a partial recovery of the compressed air via a separate valve, which is arranged between the blowing cylinder and the vent valve is realized.
  • this additional valve must be controlled separately and forms itself again additional dead space, which must be filled and the residual volume must be discharged through the vent valve into the environment.
  • dead space the lines and spaces between the actual valves and the blow cylinder including the channels in the blow cylinder itself are referred to as dead space.
  • the entire working space consists of this dead space together with the volume of the hollow body whose content at the end of the blowing process the Ambient pressure; must be adjusted.
  • the filling volume is the amount of compressed air in the working space.
  • the object of the present invention was to find a valve device which easily recovers as much of the filling volume after completion of the blowing process for further processes.
  • the embodiment according to the invention relates to a valve device for hollow-body blow molding machines for blowing in compressed air via a blow cylinder into a blowing volume with two different pressure levels, with a pre-blow valve, a main blow valve and a
  • Vent valve wherein the Vorblasventil with a first pressure supply and the main blow valve are connected to a second pressure supply, wherein the first pressure supply has a lower pressure level than the second pressure supply.
  • the Vorblasventil and the main blow valve are arranged to act parallel to each other and the Vorblasventil is designed as a multi-way valve, wherein the first input line has a throttle and acting against the supply direction check valve and the second input line has a feed direction acting check valve, wherein the output line to the output line the main blow valve and the inlet line of the vent valve is connected.
  • the Vorblasventil both for the actual Vorblaslui wie_ also be used for the recovery process, so that the dead volume for venting would not have to be increased by providing an additional recovery valve.
  • a multi-way valve is here called a valve which a total of three connections in two possible valve resp. Has switching positions.
  • the two valve positions connect either the first or the second port, which are designed as an input, to the third port, which is designed as an output.
  • Such a valve is also referred to in the art as a 3/2-way valve.
  • shut-off valve As a valve below a shut-off valve is referred to, which has two ports and two valve positions. The two are in the open positions
  • the inputs of the two input lines of the Vorblasventils are merged and connected to the first pressure supply.
  • the pressure from the hollow body and the dead spaces is returned to the first pressure feed, which is at a lower pressure level.
  • the check valve in the second input line of the Vorblasventils prevents compressed air from the first pressure feed flows into this area and thus lost in the fall of the pressure within the hollow body and the dead space.
  • the input of the second input line of the Vorblasventils is connected to an intermediate stage of a pressure establishing device of the second pressure supply.
  • the air is returned to the second pressure feed and fed, for example, before the last compressor stage a buffer tank.
  • the Vorblasventil is designed such that in the rest position, the second input line is connected to the output line, wherein the rest position is preferably set spring-loaded.
  • the Vorblasventil in the rest position in the recovery position, respectively. also in the venting position.
  • the main valve is closed at rest. This can not be spewed unintentionally high pressure in the system and in particular in the blow cylinder.
  • vent valve is open at rest.
  • the system is pressure-free in the basic position and in particular the blow cylinder can not be unintentionally pressurized with compressed air, which could lead to accidents or damage.
  • the output lines of Vorblasventil and Hauptblasblasventil and the input line open des_ bleed valve in a_ common annulus of the blowing cylinder can be arranged arbitrarily with respect to the blowing cylinder and thus in particular short flow paths and small dead spaces can be realized.
  • the blowing cylinder is supplied and after completion of the blowing process located in the blowing cylinder and the hollow body pressure can be dissipated via a vent valve in the environment, according to the invention, the venting valve is closed at the beginning of the blowing process. Thereafter, the Vorblasventil is opened, so that a first supply line of the Vorblasventils is operatively connected via a throttle and a check valve with the blowing cylinder. After expiration of a predefined resp.
  • the second supply line of the Vorblasventils is connected to the first supply line of the Vorblasventils. This will be the recovered
  • Residual air is returned directly to the first pressure level and is there immediately available.
  • the second supply line of the Vorblasventils is connected to an intermediate stage of a pressure establishing device of the second pressure level.
  • the recovered residual air is returned to the second pressure level.
  • This can not be done directly because the residual air has a lower pressure level than the second pressure level, but by feeding into one already ista certain pressure having preliminary stage of pressure generation, for example, an intermediate stage of a compressor, a significant saving can also be achieved here. For example, it has been shown that savings of up to 50% - 70% can be achieved, depending on the effective pressure levels at the two pressure levels.
  • a pressure between 4 to 20 bar is selected as the first pressure level resp. set, i. a Vorblastik provided in this size.
  • a pressure between 15 to 40 bar is selected as the second pressure level. set, i. a Hauptblastik provided in this size, for example, by a multi-stage compressor system.
  • the recuperation time by measuring the pressure in the blow cylinder and reaching resp. Falling below a certain pressure value determined dynamically. This means that depending on the course of the pressure reduction of the filling volume, the vent valve when reaching resp. Falling below a certain pressure limit is opened.
  • FIG. 1 shows the working diagram of a valve device according to the invention for inflating plastic bottles
  • 2 shows schematically the pressure curve, within the blow volume over the entire blowing process of a valve device according to the invention
  • FIG. 3 shows the working diagram of an alternative embodiment of a valve device according to the invention.
  • FIG. 1 shows the basic operating diagram of an embodiment of a valve device according to the invention.
  • the hollow body 1 for example a bottle, is starting from a blank (not shown), which is connected to a blow cylinder 2, by blowing compressed air, for example in an annular channel 3 of the blowing cylinder 2 and with the assistance of an inserted into the interior of the hollow body 1 stretching mandrel 4 inflated to its desired shape.
  • a valve device which provides the Vorblastik and the actual working pressure at the respective pressure level for a respective adjustable period of time.
  • the size and duration of the Vorblastiks is very important for the blowing process, as this is a correct distribution of material associated with the Blaszylinder 2 blank.
  • the main blowing valve 5 which on the output side as a valve with the blowing cylinder. 2 and input side of the pressure supply P2 is connected.
  • the main blow valve 5 is advantageously designed such that it is closed in the rest position, for example as a self-closing valve.
  • the main blow valve can for example be electrically controlled directly, or else hydraulically resp. be controlled pneumatically via a pilot valve.
  • a vent valve ⁇ is also provided as a valve, which is connected on the input side to the blowing cylinder 2 and on the output side, for example via a silencer 7 leads into the environment.
  • the vent valve 6 is advantageously designed to be open in its rest position.
  • the Vorblasventil 8 with two input lines 9, respectively. 10 and one connected to the blowing cylinder 2 output line 11 is formed.
  • a throttle 12 and acting in the direction of the input line 9 check valve 13 is disposed in the second input line 10 and counter to the direction of the input line acting check valve 14.
  • the two input lines 9 and 10 are merged and connected to the pressure supply Pl.
  • the pre-blow valve 8 is designed so that, in the rest position, it effectively connects the output line 11 to the second input line 10. If the Vorblasventil 8 is activated resp. is opened, the output line 11 is connected to the first input line 9.
  • the control of the Vorblasventils 8 can for example be done electrically, or via a pneumatically controlled pilot valve, which is controlled by the pilot pressure PP.
  • the blow curve shown in FIG. 2 can be realized.
  • the valve movements of the vent valve ⁇ (EXH), the main blow valve 5 (P2) and the Vorblasventils 8 (Pl) are shown below the pressure curve along the time axis T.
  • a pre-blowing pressure P1 of 10 bar and a main blowing pressure P2 of 40 bar are used.
  • the pre-blowing pressure P1 is reached after opening the pre-blowing valve 8 and kept until the end of the pre-blowing time Tv.
  • the working pressure P2 of about 40 is reached and held until the end of the main blowing time Th.
  • both the main blowing valve 5 and the pre-blowing valve 8 are closed, which leads to a pressure reduction in the blowing cylinder 2 via the inlet line 10 of the pre-blowing valve 8.
  • the check valve 14 this return is prevented at the latest when the residual pressure in the blowing cylinder 2 falls within the range of the pre-blowing pressure Pl.
  • the non-return valve 14 prevents the pre-blowing pressure from entering the blowing cylinder 2.
  • a major advantage with this arrangement is the fact that the summary of the valve functions for the actual pre-blowing and the recovery in Vorblasventil 8 additional dead space is avoided, as occurs in conventional devices with a separate recovery valve. This can be given the high pressure levels and usually high
  • FIG. 3 shows the diagram of an alternative embodiment of a device according to the invention.
  • the scheme is virtually identical to the scheme of Figure 1 to the formation of the two supply lines 9, respectively. 10 of the Vorblasventils 8.
  • these two supply lines 9 respectively. 10 not merged, but the second supply line 10 is equipped with its own, separate input.
  • This makes it possible to supply the recovered compressed air to any process.
  • This can be advantageous, for example, an intermediate stage of a compressor stage, which the Compressed air. P2 provides. _This intermediate stage is not yet at the level of the main blowing pressure P2, so that the recovered compressed air can be introduced there. It has been shown that significant savings in compressed air generation can be achieved.

Abstract

Die vorliegende Ausführung betrifft eine Ventileinrichtung für Hohlkörperblasmaschinen zum Einblasen von Druckluft über einen Blaszylinder (2) in ein Blasvolumen mit zwei unterschiedlichen Druckniveaus (P1;P2), mit einem Vorblasventil (8), einem Hauptblasventil (5) und einem Entlüftungsventil (6), wobei das Vorblasventil (8) mit einer ersten Druckspeisung (Pl) und das Hauptblasventil (5) mit einer zweiten Druckspeisung (P2) verbunden sind, wobei die erste Druckspeisung (Pl) ein tieferes Druckniveau aufweist als die zweite Druckspeisung (P2). Dabei sind das Vorblasventil (8) und das Hauptblasventil (5) parallel zueinander wirkend angeordnet und ist das Vorblasventil (8) als Mehrwegventil ausgeführt, wobei die erste Eingangsleitung (9) eine Drossel (12) und ein gegen die Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil (13) aufweist und die zweite Eingangsleitung (10) ein in Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil (14) aufweist, wobei die Ausgangsleitung (11) mit der Ausgangsleitung (5') des Hauptblasventils (5) und der Eingangsleitung (β1) des Entlüftungsventils (6) verbunden ist. Damit kann vorteilhaft das Vorblasventil (8) sowohl für den eigentlichen Vorblasprozess wie auch für den Rückgewinnungsprozess eingesetzt werden, womit das Totvolumen für das Entlüften nicht durch Vorsehen eines zusätzlichen Rückgewinnungsventils erhöht werden muss.

Description

Ventileinrichtung für Hohlkörperblasmaschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 9.
Für die Herstellung von Kunststoffflaschen, insbesondere von PET-Flaschen, wird ein Rohling oder Vorformling in einer Hohlkörperblasmaschine in einem Blaszylinder in der Regel in zwei Schritten in seine endgültige Form aufgeblasen. Hierfür weist der Rohling bereits im
Wesentlichen den fertigen Flaschenkopf auf, welcher in der Blasform der Hohlkörperblasmaschine gehalten und mit einem Druckluftsystem verbunden wird. Durch Einblasen von Druckluft durch den Flaschenkopf wird der Rohling aufgeblasen und schliesslich in seine endgültige Form gebracht.
Der eigentliche Blasprozess wird damit in einem zweistufigen Verfahren ausgeführt, wobei zuerst ein Vorblasen mit einem Druckwert zwischen 4 bis 20 bar über ein Vorblasventil erfolgt, und danach das Fertigblasen, d.h. das endgültige Formen der Kunststoffflasche zu ihrer Endform, mit einem Druckwert zwischen 15 bis 40 bar über ein Hauptblasventil erfolgt. Diese beiden Ventile sind jeweils mit einer Druckquelle mit dem entsprechenden Druckpotential verbunden.
Anschliessend an diese beiden Blasstufen muss der Druck aus der Kunststoffflasche und aus den Zuführkanälen abgelassen werden, bevor die Kunststoffflasche von der mit dem Blaszylinder verbundenen Blasform entfernt werden kann. Dieser Prozessschritt wird auch als Entlüftung bezeichnet.
Diese Entlüftung erfolgt herkörammlicherweise über ein Entlüftungsventil, welches mit dem Blaszylinder verbunden ist und in geöffneter Stellung die Druckluft in die Umgebung abgibt .
Da das Druckniveau und die Luftmenge für den Blasprozess mittels einer Druckerzeugungseinrichtung generiert werden müssen, bedeutet das Abblasen dieser Luftmenge in die Umgebung ein entsprechend grosser Energieverlust.
Es sind nun auch Vorrichtungen und Verfahren bekannt, um wenigstens einen Teil dieser Restluft wieder zurückzugewinnen und als Prozessluft einzusetzen.
Beispielsweise sind Ventileinrichtungen bekannt, bei welchen eine Teilrückgewinnung der Druckluft über ein separates Ventil, welches zwischen dem Blaszylinder und dem Entlüftungsventil angeordnet ist, realisiert wird. Dabei muss dieses zusätzliche Ventil allerdings separat angesteuert werden und bildet selbst wieder zusätzlichen Totraum, welcher gefüllt werden muss und dessen Restvolumen über das Entlüftungsventil in die Umgebung abgegeben werden muss.
In diesem Zusammenhang wird festgehalten, dass als Totraum die Leitungen und Räume zwischen den eigentlichen Ventilen und dem Blaszylinder inklusive der Kanäle im Blaszylinder selbst bezeichnet werden. Der gesamte Arbeitsraum besteht aus diesem Totraum zusammen mit dem Volumen des Hohlkörpers, dessen Inhalt am Schluss des Blasprozesses dem Umgebungsdruck; angepasst werden muss. Als Füllvolumen wird die Menge Druckluft im Arbeitsraum bezeichnet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, eine Ventileinrichtung zu finden, welche auf einfache Weise möglichst viel des Füllvolumens nach Abschluss des Blasprozesses für weitere Prozesse zurückgewinnt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Ventileinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Weitere, erfindungsgemässe Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 2 bis 8.
Die erfindungsgemässe Ausführung betrifft eine Ventileinrichtung für Hohlkörperblasmaschinen zum Einblasen von Druckluft über einen Blaszylinder in ein Blasvolumen mit zwei unterschiedlichen Druckniveaus, mit einem Vorblasventil, einem Hauptblasventil und einem
Entlüftungsventil, wobei das Vorblasventil mit einer ersten Druckspeisung und das Hauptblasventil mit einer zweiten Druckspeisung verbunden sind, wobei die erste Druckspeisung ein tieferes Druckniveau aufweist als die zweite Druckspeisung. Erfindungsgemäss sind das Vorblasventil und das Hauptblasventil parallel zueinander wirkend angeordnet und ist das Vorblasventil als Mehrwegventil ausgeführt, wobei die erste Eingangsleitung eine Drossel und ein gegen die Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil aufweist und die zweite Eingangsleitung ein in Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil aufweist, wobei die Ausgangsleitung mit der Ausgangsleitung des Hauptblasventils und der Eingangsleitung des Entlüftungsventils verbunden ist. Damit kann vorteilhaft das Vorblasventil sowohl für den eigentlichen Vorblasprozess wie_ auch für den Rückgewinnungsprozess eingesetzt werden, womit das Totvolumen für das Entlüften nicht durch Vorsehen eines zusätzlichen Rückgewinnungsventils erhöht werden müsste. Als Mehrwegventil wird hier ein Ventil bezeichnet, welches insgesamt drei Anschlüsse bei zwei möglichen Ventil- resp. Schaltstellungen aufweist. Im vorliegenden Fall wird durch die beiden Ventilstellungen entweder der erste oder der zweite Anschluss, die als Eingang ausgelegt sind, mit dem dritten Anschluss, der als Ausgang ausgelegt ist, verbunden. Ein solches Ventil wird in der Fachwelt auch als 3/2-Wegventil bezeichnet.
Als Ventil wird nachfolgend ein Absperrventil bezeichnet, welches zwei Anschlüsse und zwei Ventilstellungen aufweist. Dabei werden in der geöffneten Stellungen die beiden
Anschlüsse miteinander verbunden und in der geschlossenen Stellung die beiden Anschlüsse voneinander getrennt.
Beispielsweise sind die Eingänge der beiden Eingangsleitungen des Vorblasventils zusammengeführt und mit der ersten Druckspeisung verbunden. Damit wird während dem Rückgewinnungsprozess der Druck aus dem Hohlkörper und den Toträumen in die erste Druckspeisung zurückgeführt, welche sich auf tieferem Druckniveau befindet. Durch das Rückschlagventil in der zweiten Eingangsleitung des Vorblasventils wird verhindert, dass bei Absinken des Druckes innerhalb des Hohlkörpers und der Toträume Druckluft aus der ersten Druckspeisung in diesen Bereich hineinfliesst und damit verloren geht. Beispieleswelse ist nur der Eingang der ersten Eingangsleitung des Vorblasventils mit der ersten Druckspeisung verbunden. Damit kann die Druckluft während dem Rückgewinnungsprozess flexibel einer beliebigen anderen Stufe zugeführt werden.
Beispielsweise ist der Eingang der zweiten Eingangsleitung des Vorblasventils mit einer Zwischenstufe einer Druckaufbaueinrichtung der zweiten Druckspeisung verbunden. Damit wird die Luft in die zweite Druckspeisung zurückgeführt und beispielsweise vor der letzten Kompressorstufe einem Puffertank zugeführt.
Beispielsweise ist das Vorblasventil derart ausgebildet, das in Ruhestellung die zweite Eingangsleitung mit der Ausgangsleitung verbunden ist, wobei die Ruhestellung vorzugsweise federbehaftet eingestellt ist. Damit ist das Vorblasventil in der Ruhestellung in der Rückgewinnungsposition resp. ebenfalls in der Entlüftungsposition.
Beispielsweise ist das Hauptventil in Ruhestellung geschlossen. Damit kann nicht ungewollt hoher Druck in das System und insbesondere in den Blaszylinder eingespiesen werden.
Beispielsweise ist das Entlüftungsventil in Ruhestellung offen. Damit ist das System in der Grundstellung druckfrei und insbesondere der Blaszylinder kann nicht ungewollt mit Druckluft beaufschlagt werden, was zu Unfällen oder Beschädigungen führen könnte.
Beispielsweise münden die Ausgangsleitungen von Vorblasventil und Hauptblasventil sowie die Eingangsleitung des_ Entlüftungsventils in einen_ gemeinsamen Ringraum des Blaszylinders. Damit können die Ventile beliebig in Bezug auf den Blaszylinder angeordnet werden und damit insbesondere kurze Strömungswege und kleine Toträume realisiert werden.
Die Aufgabe wird weiter erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst. Weitere, erfindungsgemässe Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Ansprüche 10 bis 14.
Beim vorliegenden Verfahren zum Blasen von in einem Blaszylinder angeordneten hohlförmigen Rohlingen zu einem Hohlkörper unter Verwendung von Druckluft, welche in zwei unterschiedlichen Druckniveaus bereitgestellt wird, wobei das erste, tiefere Druckniveau über ein Vorblasventil dem Blaszylinder zugeführt wird und das zweite, höhere Druckniveau über ein Hauptblasventil dem Blaszylinder zugeführt wird und nach abgeschlossenem Blasvorgang der im Blaszylinder und dem Hohlkörper befindliche Druck über ein Entlüftungsventil in die Umgebung abgeführt werden kann, wird erfindungsgemäss zu Beginn des Blasprozesses das Entlüftungsventil geschlossen. Danach wird das Vorblasventil geöffnet, so dass eine erste Zuführleitung des Vorblasventils über eine Drossel und ein Rückschlagventil mit dem Blaszylinder wirkverbunden wird. Nach Ablauf einer vordefinierten resp. eingestellten Vorblaszeit das Hauptblasventil geöffnet wird, so dass eine Zuführleitung des Hauptblasventils direkt mit dem Blaszylinder wirkverbunden wird. Nach Ablauf einer vordefinierten resp. eingestellten Hauptblaszeit werden das Hauptventil und das Vorblasventil geschlossen, wobei eine zweite Zuführleitung des Vorblasventils über ein entgegen der Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil mit dem Blaszylinder wirkverbunden wird. Schliesslich wird nach Ablauf einer vordefinierten resp. eingestellten Rekuperationszeit das Entlüftungsventil geöffnet. Durch dieses Verfahren wird ein grosser Teil der Restluft zurückgewonnen und kann dem Blasprozess erneut zur Verfügung gestellt werden. Es hat sich gezeigt, dass damit Einsparungen in der Bereitstellung der Druckluft von bis zu 10% - 25% realisiert werden können. Es ist für den Fachmann klar, dass die Vorblaszeit und Hauptblaszeit entsprechend den Materialeigenschaften des Hohlkörpers sowie dessen Formgebung gewählt resp. eingestellt werden, um in möglichst kurzer Produktionszeit eine optimale Formgebung und definierte Materialeigenschaften erzielt werden.
Beispielsweise wird die zweite Zuführleitung des Vorblasventils mit der ersten Zuführleitung des Vorblasventils verbunden. Damit wird die zurückgewonnene
Restluft direkt in das erste Druckniveau zurückgeführt und steht dort unmittelbar zur Verfügung.
Beispielsweise wird die zweite Zuführleitung des Vorblasventils mit einer Zwischenstufe einer Druckaufbaueinrichtung des zweiten Druckniveaus verbunden. Damit wird die zurückgewonnene Restluft in das zweite Druckniveau zurückgeführt. Dies kann nicht direkt erfolgen, da die Restluft ein tieferes Druckniveau aufweist, als das zweite Druckniveau, aber durch Einspeisen in eine bereits einea_gewissen Druck aufweisende Vorstufe der Druckerzeugung, z.B. einer Zwischenstufe eines Kompressors, kann auch hier eine massgebende Einsparung erzielt werden. Es hat sich gezeigt, dass damit beispielsweise Einsparungen von bis zu 50% - 70% erzielbar sind, abhängig von den effektiv eingesetzten Druckniveaus auf den beiden Druckniveau- Stufen.
Beispielsweise wird als erstes Druckniveau ein Druck zwischen 4 bis 20 bar gewählt resp. eingestellt, d.h. ein Vorblasdruck in dieser Grosse bereitgestellt.
Beispielsweise wird als zweites Druckniveau ein Druck zwischen 15 bis 40 bar gewählt resp. eingestellt, d.h. ein Hauptblasdruck in dieser Grosse bereitgestellt, beispielsweise durch eine mehrstufige Kompressoranlage. Beispielsweise wird die Rekuperationszeit durch Messung des Druckes im Blaszylinder und Erreichen resp. Unterschreiten eines bestimmten Druckwertes dynamisch bestimmt. Das heisst, dass in Abhängigkeit des Verlaufes des Druckabbaus des Füllvolumens das Entlüftungsventil beim Erreichen resp. Unterschreiten eines bestimmten Druck-Grenzwertes geöffnet wird.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das Arbeitsschema einer erfindungsgemässen Ventileinrichtung für das Aufblasen von Kunststoffflaschen; Fig. 2 schematisch den Druckverlauf, innerhalb des Blasvolumens über den gesamten Blasprozess einer erfindungsgemässen Ventileinrichtung;
Fig. 3 das Arbeitsschema einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Ventileinrichtung.
Aus Figur 1 ist das grundsätzliche Arbeitsschema einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Ventileinrichtung ersichtlich.
Der Hohlkörper 1, beispielsweise eine Flasche, wird ausgehend von einem Rohling (nicht dargestellt) , der mit einem Blaszylinder 2 verbunden ist, durch Einblasen von Druckluft beispielsweise in einen Ringkanal 3 des Blaszylinders 2 sowie mit Unterstützung eines in das Innere des Hohlkörpers 1 eingeführten Streckdorns 4 zu seiner gewünschten Form aufgeblasen.
Für die Versorgung des Blaszylinders 2 mit der für diesen Prozess notwendigen Druckluft wird nun eine Ventileinrichtung verwendet, welche den Vorblasdruck und den eigentlichen Arbeitsdruck auf dem jeweiligen Druckniveau für eine jeweils einstellbare Zeitdauer zur Verfügung stellt. Insbesondere die Grosse und Dauer des Vorblasdrucks ist für den Blasprozess sehr wichtig, da hierdurch eine korrekte Materialverteilung des mit dem Blaszylinder 2 verbundenen Rohlings erfolgt.
Hierfür ist einmal das Hauptblasventil 5 vorgesehen, welches als Ventil ausgangsseitig mit dem Blaszylinder 2 und_eingangsseitig der Druckversorgung P2 verbunden ist. Das Hauptblasventil 5 ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass es in Ruhestellung geschlossen ist, beispielsweise als selbstschliessendes Ventil. Das Hauptblasventil kann beispielsweise elektrisch direkt gesteuert werden, oder aber auch hydraulisch resp. pneumatisch über ein Pilotventil gesteuert werden.
Weiter ist ebenfalls als Ventil ein Entlüftungsventil β vorgesehen, welches eingangsseitig mit dem Blaszylinder 2 verbunden ist und ausgangsseitig beispielsweise über einen Schalldämpfer 7 in die Umgebung führt. Das Entlüftungsventil 6 ist in seiner Ruhestellung vorteilhaft geöffnet ausgebildet. Damit wird im Falle eines Defekts kein Druckaufbau im Blaszylinder 2 bewirkt, sondern ein allfällig über ein falsch geschalteten Hauptventils 5 eingeblasener Druck direkt über das Entlüftungsventil 6 an die Umgebung abgeblasen, so dass am Blaszylinder 2 keine allfällig gefährlichen Druckverhältnisse entstehen können.
Erfindungsgemäss ist das Vorblasventil 8 mit zwei Eingangsleitungen 9 resp. 10 und einer mit dem Blaszylinder 2 verbundenen Ausgangsleitung 11 ausgebildet. In der ersten Eingangsleitung 9 ist eine Drossel 12 sowie ein in Richtung der Eingangsleitung 9 wirkendes Rückschlagventil 13 angeordnet und in der zweiten Eingangsleitung 10 ein entgegen der Richtung der Eingangsleitung wirkendes Rückschlagventil 14. Im in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Eingangsleitungen 9 und 10 zusammengeführt und mit der Druckversorgung Pl verbunden. Das__Vorblasventil 8 ist derart_ausgeb_ildet, dass es in der Ruhestellung die Ausgangsleitung 11 mit der zweiten Eingangsleitung 10 wirkverbindet. Wenn das Vorblasventil 8 aktiviert resp. geöffnet wird, wird die Ausgangsleitung 11 mit der ersten Eingangsleitung 9 verbunden. Die Ansteuerung des Vorblasventils 8 kann beispielsweise elektrisch erfolgen, oder über ein pneumatisch gesteuertes Pilotventil, welches über den Pilotdruck PP gesteuert wird.
Durch diese Anordnung lässt sich die in Figur 2 dargestellte Blaskurve realisieren. Unterhalb der Druckkurve entlang der Zeitachse T sind die Ventilbewegungen des Entlüftungsventils β (EXH) , des Hauptblasventils 5 (P2) und des Vorblasventils 8 (Pl) dargestellt. Im dargestellten Beispiel wird mit einem Vorblasdruck Pl von 10 bar und einem Hauptblasdruck P2 von 40 bar gearbeitet. In der Phase des Vorblasens wird der Vorblasdruck Pl nach dem Öffnen des Vorblasventils 8 erreicht und bis zum Ende der Vorblaszeit Tv gehalten. Danach wird durch Öffnen des Hauptblasventils 5 der Arbeitsdruck P2 von ca. 40 erreicht und bis zum Ende der Hauptblaszeit Th gehalten. Am Ende dieser Hauptblasphase werden sowohl Hauptblasventil 5 wie auch Vorblasventil 8 geschlossen, was zu einem Druckabbau im Blaszylinder 2 über die Eingangsleitung 10 des Vorblasventils 8 führt. Im nach Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dabei der Druck zurück in die Druckversorgung Pl geführt. Durch das Rückschlagventil 14 wird diese Rückführung spätestens dann unterbunden, wenn der Restdruck im Blaszylinder 2 in den Bereich des Vorblasdruckes Pl fällt. Das_Rückschlagventil 14 verhindert dabei,_ dass Vorblasdruck in den Blaszylinder 2 gelangen kann.
Sobald nun nach Ablauf der Rekuperationszeit Tr das Entlüftungsventil 6 geöffnet wird, d.h. in den Ruhezustand gebracht wird, fällt der Druck im Blaszylinder 2 und damit auch im Hohlkörper 1 schnell auf Umgebungsdruck ab. Dabei wird aber nur noch die verbliebene Restluftmenge an die Umgebung abgegeben.
Ein grosser Vorteil bei dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass durch die Zusammenfassung der Ventilfunktionen für das eigentliche Vorblasen und das Zurückgewinnen im Vorblasventil 8 zusätzlicher Totraum vermieden wird, wie er bei herkömmlichen Vorrichtungen mit einem separaten Rückgewinnungsventil auftritt. Damit kann angesichts der hohen Druckwerte und der in der Regel hohen
Produktionsvolumen vorteilhaft eine nicht unbeträchtliche Einsparung von Druckluft erzielt werden.
In Figur 3 ist das Schema einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt. Das Schema ist praktisch identisch mit dem Schema nach Figur 1 bis auf Ausbildung der beiden Zuführungsleitungen 9 resp. 10 des Vorblasventils 8. In der Ausführungsform nach Figur 3 sind diese beiden Zuführungsleitungen 9 resp. 10 nicht zusammengeführt, sondern ist die zweite Zuführungsleitung 10 mit einem eigenen, separaten Eingang ausgestattet. Damit ist es möglich, die zurückgewonnene Druckluft einem beliebigen Prozess zuzuführen. Vorteilhaft kann dies beispielsweise eine Zwischenstufe einer Kompressorstufe sein, welche die Druckluft. P2 bereitstellt. _Diese_Zwischenstufe liegt noch nicht auf dem Niveau des Hauptblasdruckes P2, so dass die zurückgewonnene Druckluft dort eingebracht werden kann. Es hat sich gezeigt, dass damit nennenswerte Einsparungen bei der Drucklufterzeugung erzielt werden können.
Neben der Rückführung der Druckluft in die Kompressorstufe von P2 kann sie natürlich auch zu weiteren Verbrauchern der Hohlkörperblasmaschine oder sonstigen Verbrauchern zugeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Ventileinrichtung für Hohlkörperblasmaschinen zum Einblasen von Druckluft über einen Blaszylinder (2) in ein Blasvolumen mit zwei unterschiedlichen Druckniveaus
(P1,P2), mit einem Vorblasventil (8), einem Hauptblasventil (5) und einem Entlüftungsventil (6), wobei das Vorblasventil (8) mit einer ersten Druckspeisung (Pl) und das Hauptblasventil (5) mit einer zweiten Druckspeisung (P2) verbunden sind, wobei die erste Druckspeisung (Pl) ein tieferes Druckniveau aufweist als die zweite Druckspeisung (P2), dadurch gekennzeichnet, dass das Vorblasventil (8) und das Hauptblasventil (β) parallel zueinander wirkend angeordnet sind und das Vorblasventil (β) als Mehrwegventil ausgeführt ist, wobei die erste Eingangsleitung (9) eine Drossel (12) und ein gegen die Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil (13) aufweist und die zweite Eingangsleitung (10) ein in Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil (14) aufweist, wobei die Ausgangsleitung (11) mit der Ausgangsleitung (5') des Hauptblasventils (5) und der Eingangsleitung (β1) des Entlüftungsventils (6) verbunden ist.
2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingänge der beiden Eingangsleitungen (9; 10) des Vorblasventils (8) zusammengeführt sind und mit der ersten Druckspeisung (Pl) verbunden sind.
3. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur der Eingang der ersten Eingangsleitung (9) des Vorblasventils (_8) mit ^er ersteji
Druckspeisung (Pl) verbunden ist.
4. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang der zweiten Eingangsleitung (10) des Vorblasventils (8) mit einer Zwischenstufe einer Druckaufbaueinrichtung der zweiten Druckspeisung (P2) verbunden ist.
5. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorblasventil (8) derart ausgebildet ist, dass in Ruhestellung die zweite
Eingangsleitung (10) mit der Ausgangsleitung (11) verbunden ist, wobei die Ruhestellung vorzugsweise federbehaftet eingestellt ist.
6. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventil (5) in
Ruhestellung geschlossen ist.
7. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsventil (β) in Ruhestellung offen ist.
8. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsleitungen (11;5') von Vorblasventil (8) und Hauptblasventil (5) sowie die Eingangsleitung (β1) des Entlüftungsventils (6) in einen gemeinsamen Ringraum (3) des Blaszylinders (2) münden.
9. Verfahren zum Blasen von in einem Blaszylinder (2) angeordneten hohlförmigen Rohlingen zu einem Hohlkörper (1) unter Verwendung von Druckluft, welche in zwei unterschiedlichen Druckniveaus (Pl; P2) bereitgestellt wird, wobei _das er_ste, tiefere Druckniveau _{ Pl) über _ein
Vorblasventil (8) dem Blaszylinder (2) zugeführt wird und das zweite, höhere Druckniveau (P2) über ein Hauptblasventil (5) dem Blaszylinder (2) zugeführt wird und nach abgeschlossenem Blasvorgang der im Blaszylinder (2) und dem Hohlkörper (1) befindliche Druck über ein Entlüftungsventil in die Umgebung abgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass
- zu Beginn des Blasprozesses das Entlüftungsventil (6) geschlossen wird;
- danach das Vorblasventil (8) geöffnet wird, so dass eine erster Zuführleitung (9) des Vorblasventils (8) über eine Drossel (12) und ein Rückschlagventil (13) mit dem Blaszylinder (2) wirkverbunden wird; - nach Ablauf einer vordefinierten resp. eingestellten
Vorblaszeit (Tv) das Hauptblasventil (5) geöffnet wird, so dass eine Zuführleitung (51) des Hauptblasventils (5) mit dem Blaszylinder (2) wirkverbunden wird;
- nach Ablauf einer vordefinierten resp. eingestellten Hauptblaszeit (Th) das Hauptventil (5) und das
Vorblasventil (8) geschlossen werden, wobei eine zweite Zuführleitung (10) des Vorblasventils (8) über ein entgegen der Zuführrichtung wirkendes Rückschlagventil (14) mit dem Blaszylinder (2) wirkverbunden wird; - nach Ablauf einer vordefinierten resp. eingestellten
Rekuperationszeit (Tr) das Entlüftungsventil (6) geöffnet wird. ICL. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , dass die zweite Zuführleitung
(10) des Vorblasventils (8) mit der ersten Zuführleitung (9) des Vorblasventils (8) verbunden wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zuführleitung (10) des Vorblasventils (8) mit einer Zwischenstufe einer Druckaufbaueinrichtung des zweiten Druckniveaus (P2) verbunden wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Druckniveau (Pl) ein Druck zwischen 4 bis 20 bar gewählt resp. eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Druckniveau (P2) ein Druck zwischen 15 bis 40 bar gewählt resp. eingestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rekuperationszeit durch Messung des Druckes im Blaszylinder (2) und Erreichen resp. Unterschreiten eines bestimmten Druckwertes dynamisch bestimmt wird.
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