Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen mit Heizeinrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen. Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Dabei werden in derartigen Vorrichtungen Kunststoffvorform- linge, beispielsweise aus PET, mittels Druckbeaufschlagung in Kunststoffbehältnisse umgeformt. Üblicherweise ist dabei eine Vielzahl von Blasstationen auf einem Trägerrad angeordnet und jede dieser Blasstationen weist eine Blasform zum Expandieren der Kunststoffvor- formlinge auf.
Üblicherweise ist es erforderlich, dass derartige Kunststoffbehältnisse vor dem eigentlichen Expansionsvorgang noch erwärmt werden. Dabei ist es üblich, dass den eigentlichen Umformungsstationen, beispielsweise Blasstationen, ein Ofen vorgeschaltet ist, den die einzelnen Kunststoffvorformlinge durchlaufen. Dies bedeutet, dass eine gewisse Menge an Kunststoffvorformlingen während des Transports erwärmt wird und anschließend die er- wärmten Vorformlinge auf die einzelnen Blasstationen verteilt werden.
Aus der DE 694 02 543 T2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Körpern an festen Arbeitsplätzen bekannt. Dabei ist ein kontinuierlicher und sich regelmäßig bewegender Förderer vorgesehen, der eine Vielzahl von Körperträgern trägt. Weiterhin sind Einrichtungen zum Entladen der Körper von jeder Zuführungsvorrichtung auf die Körperträger vorgesehen sowie unabhängige Einrichtungen zur Steuerung jeder dieser Einrichtungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere stationär aufgebaute Umformungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche einen definierten Erwärmungsvorgang für die jeweiligen Kunststoffbehältnisse ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand von Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen weist eine Vielzahl von Blasstationen auf, welche jeweils wenigstens einen Aufnahmeraum aufweisen, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den
Kunststoffbehältnissen expandierbar sind. Weiterhin ist eine Transporteinrichtung vorgesehen, welche die Behältnisse entlang wenigstens eines vorgegebenen Transportpfades transportiert. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Erwärmungseinrichtungen auf, welche entlang des Transportpfades jedes Behältnisses stromaufwärts der Blasstatio- nen angeordnet sind, wobei wenigstens eine Erwärmungseinrichtung wenigstens einer Blasstation zugeordnet ist.
Während aus dem Stand der Technik, wie oben erwähnt, zunächst die Vorformlinge eine Heizstation durchlaufen und anschließend den Blasstationen zugeführt werden, wird erfin- dungsgemäß vorgeschlagen, dass eine gewisse Zuordnung zwischen den Erwärmungseinrichtungen und den Blasstationen besteht. Dabei ist es möglich, dass genau jeder Erwärmungseinrichtung genau eine Blasstation zugewiesen ist, es wäre jedoch auch möglich, dass einer Erwärmungseinrichtung mehrere Blasstationen zugewiesen sind oder einer Blasstation mehrere Erwärmungseinrichtungen. Insbesondere wird daher ein Vorformling, der in einer bestimmten Erwärmungseinrichtung erwärmt wurde, auch von einer bestimmten Blasstation oder von einer Blasstation aus einer bestimmten Gruppe von Blasstationen umgeformt. Durch diese Zuordnung der Blasstationen zu den Erwärmungseinrichtungen wird auch eine individuelle Behandlung unterschiedlicher Vorformlinge ermöglicht. Weiterhin kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass ein Behältnis sehr kurz nach dem Erwärmungsvor- gang expandiert wird.
Die Transporteinrichtung transportiert dabei insbesondere die Vorformlinge von der Erwärmungseinrichtung zu der Blasstation. Daneben können jedoch auch weitere Bestandteile der
Transporteinrichtung die Vorformlinge zu der Erwärmungseinrichtung transportieren oder auch von der Blasstation die dort gefertigten Behältnisse wieder abtransportieren.
Vorteilhaft sind die Pfade, auf den die Vorformlinge durch die Vorrichtung transportiert wer- den und insbesondere sind auch bereits die Pfade, auf denen die Vorformlinge durch die Erwärmungseinrichtungen transportiert werden, unterschiedlich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Blasstationen stationär angeordnet. Durch diese stationäre Anordnung der Blasstationen ergeben sich Vereinfachungen in dem Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Vorteilhaft sind auch die Erwärmungseinrichtungen stationär angeordnet. Dabei ist es möglich, dass die Erwärmungseinrichtungen unabhängig voneinander steuerbar sind. Auch ist es möglich, dass die Erwärmungseinrichtungen derart ausgebildet sind, dass bestimmte Berei- che eines Vorformlings in dessen Umfangsrichtung mehr erwärmt werden und andere weniger. Auf diese Weise kann ein so genanntes Preferential Heating vorgenommen werden, welches insbesondere zur Erzeugung von Behältnissen vorteilhaft ist, welche einen von einem kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen.
Vorteilhaft sind die Erwärmungseinrichtungen und die Blasstationen auch stationär zueinander angeordnet bzw. auch modular ausgebildet. Auf diese Weise wäre es beispielsweise möglich, dass mithilfe einer Zuführeinrichtung zunächst Vorformlinge auf eine Vielzahl von Erwärmungseinrichtungen aufgeteilt werden, und dann jeder dieser Vorformlinge mithilfe einer Transporteinrichtung von der Erwärmungseinrichtung zu der dieser Erwärmungsein- richtung jeweils zugeordneten Blasstation überführt wird und anschließend wieder die gefertigten Behältnisse abtransportiert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Blasstationen entlang einer kreisförmigen Bahn angeordnet. Besonders vorteilhaft sind die einzelnen Blasstationen auf einem kreisförmigen Träger angeordnet. Auf diesem Träger sind vorteilhaft auch die einzelnen Erwärmungseinrichtungen vorgesehen.
Es wäre jedoch auch möglich, dass die einzelnen Blasstationen, bevorzugt gemeinsam mit ihren zugeordneten Erwärmungseinrichtungen entlang einer linearen Bahn angeordnet sind.
Insbesondere wenn dabei die Blasstationen und die Erwärmungseinrichtungen jeweils gemeinsam als modulare Einheiten aufgebaut sind, ergibt sich der Vorteil, dass individuell je nach Kundenwunsch mehr oder weniger diese Blasstationen oder Erwärmungseinrichtungen vorgesehen sein können. Vorteilhaft weist die Vorrichtung die gleiche Anzahl an Blasstatio- nen und Erwärmungseinrichtungen auf.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine Erwärmungseinrichtung eine Mikrowellenerwärmungseinrichtung, d. h. diese Erwärmungseinrichtung setzt Mikrowellen zum Erwärmen der Behältnisse ein. Vorteilhaft sind sämtliche der genannten Erwär- mungseinrichtungen Mikrowellenerwärmungseinrichtungen. Zusätzlich kann die Vorrichtung jedoch auch noch Infraroterwärmungseinrichtungen aufweisen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Erwärmungseinrichtungen radial innerhalb der Blasstationen angeordnet. So ist es beispielsweise möglich, dass eine Trans- porteinrichtung die Behältnisse zunächst in die Erwärmungseinrichtungen und anschließend in die einzelnen Blasstationen transportiert.
Daneben ist es vorteilhaft möglich, dass die Erwärmungseinrichtungen oberhalb oder unterhalb der Blasstationen angeordnet sind. Für diese Ausführungsform eignen sich Mikrowel- lenerwärmungseinrichtungen in besonderer Weise, da es hier möglich ist, die Behältnisse entlang ihrer Längsrichtung durch die besagten Mikrowellenerwärmungseinrichtungen zu transportieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist radial innerhalb der Blasstationen eine Verteileinrichtung zum Verteilen der Vorformlinge auf die Erwärmungseinrichtungen vorgesehen. Dies bedeutet, dass ankommende Vorformlinge beispielsweise in einer Reihe geordnet sein können und anschließend auf die einzelnen Erwärmungseinrichtungen aufgeteilt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bildet jeweils eine Erwärmungseinrichtung mit jeweils einer Blasstation eine modulare Einheit. In diesem Falle ist jeder Erwärmungsrichtung genau eine Blasstation zugeordnet.
Wenn die Erwärmungseinrichtung jeweils mit einer Blasstation als modulare Einheit ausgebildet ist, ergibt sich jedoch der Vorteil, dass wie oben erwähnt auf Kundenwunsch an bestehende Anlagen Module ergänzt werden können oder individuell eine Anlage mit den wesentlichen beliebigen Anzahlen von Erwärmungs- und Blasstationen aufgebaut werden kann.
Vorteilhaft weist diese modulare Einheit auch eine Transporteinrichtung auf, um die Vorform- linge von der Erwärmungseinrichtung zu der Blasstation zu fördern. Auch diese Transporteinrichtung ist bei dieser Ausführungsform Bestandteil des jeweiligen Moduls. Daneben kann auch jedes dieser Module eine Steuerungseinrichtung aufweisen, welche das Zusammen- spiel der Erwärmungseinrichtung und der Blasstation steuert. Damit kann dieses Modul beispielsweise an eine zentrale Maschinensteuerung angeschlossen werden, bildet jedoch insbesondere eine für sich abgeschlossene technische Einheit. Eine derartige Vorrichtung weist in dieser Ausführungsform bevorzugt eine Vielzahl von voneinander unabhängig steuerbaren Transporteinrichtungen auf, welche die Behältnisse jeweils von der Erwärmungseinrichtung in der Blasstation fördern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Vorwärmeinheit zum Erwärmen der Vorformlinge auf und diese Vorwärmeinheit ist bevorzugt in der Transportrichtung der Vorformlinge stromaufwärts bezüglich der Erwärmungseinrichtung angeord- net. Seitens der Anmelderin durchgeführte Experimente haben ergeben, dass die Erwärmung insbesondere von PET Vorformlingen für einen Streckblasprozess mittels einer Mikrowellenerwärmungseinrichtung aus energetischen Gesichtspunkten günstiger ist als die üblicherweise verwendete Infrarottechnik. Die oben erwähnten modularen Einheiten führen in prozesstechnischer Sicht dazu, dass jeder Vorformling einzeln beheizt wird. Dadurch ergibt sich jedoch ein nicht unerheblicher Steuerungsaufwand, wobei jedoch andererseits auch neue oder auch als längst überholt geltende Maschinenkonzepte Anwendung finden können.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass eine Vorwärmung der Vorformlinge vor der eigentlichen Erwärmung mit Mikrowellen günstig sein kann, da die Erwärmung eines PET Vorformlings mittels Mikrowelle hinsichtlich ihrer Effizienz auch stark von der bereits vorliegenden Temperatur des Vorformlings abhängt. Daher kann durch eine Vorwärmung des Vorformlings eine spätere Erwärmung durch die Mikrowellenerwärmungseinrichtung effizienter gestaltet werden.
Es wäre dabei möglich, dass jeder modularen Einheit aus Erwärmungseinrichtung und Blasstation jeweils auch eine Vorwärmeinrichtung zugeordnet ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass eine zentrale Vorwärmeinheit vorgesehen ist, durch welche sämtliche PET Vorformlin- ge laufen und anschließend die so vorgewärmten Vorformlinge den jeweiligen Modulen aus Erwärmungseinheit und Blasstation zugeführt werden. Bei letzterer Variante werden die jeweiligen Heizblasmodule mit bereits vorgewärmten Vorformlingen bestückt.
Wie erwähnt sind vorteilhaft die Erwärmungseinrichtung und die Blasstation als modulare Einheit ausgebildet. Dabei wird der Vorformling zwischen diesen beiden Bestandteilen der modularen Einheit transportiert. Vorteilhaft transportiert diese Transporteinrichtung die Vorformlinge zwischen der Erwärmungsstation und der Blasstation wenigstens zeitweise in deren Längsrichtung. Es wäre auch möglich, eine vorgegebene Anzahl an Erwärmungseinheiten gemeinsam mit der gleichen Anzahl an Blasstationen jeweils in einem Modul zusammen zu fassen, so dass eine entsprechende modulare Einheit beispielsweise aus N Blasstationen und N Erwärmungseinrichtungen gebildet wird. Auch könnten diese Module so zusammen- gefasst werden, dass Kunden eine Maschine mit der gewünschten Anzahl an Blasformen angeboten werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine weitere Trans- porteinrichtung auf, welche die geblasenen Behältnisse von den Blasstationen abführt. Diese weitere Transporteinrichtung kann dabei bevorzugt die einzelnen Behältnisse vereinzelt führen.
Vorteilhaft transportiert wenigstens eine Transporteinrichtung die Behältnisse getaktet, d. h. hier wird kein kontinuierlicher Transport vorgenommen, sondern ein Transport mit Bewe- gungs- und Ruhephasen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Erwärmungseinrichtungen in einer Umfangsrichtung zwischen den Blasstationen angeordnet. Auf diese Weise kann eine Raumeinsparung erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Erwärmungseinrichtungen in einer Umfangsrichtung wenigstens abschnittsweise zwischen den Blasstationen und radial inner-
halb der Blasstationen angeordnet. Auf diese Weise kann eine Raumeinsparung erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist jeder Blasstation noch eine weitere Er- wärmungseinrichtung zugeordnet. Bei dieser weiteren Erwärmungseinrichtung kann es sich insbesondere um eine Infrarot-Erwärmungseinrichtung handeln. Vorzugsweise sind auch diese einzelnen weiteren Erwärmungseinrichtungen unabhängig voneinander steuerbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Sterilisationseinrichtungen vorgese- hen, die den Vorformling auf einem Teilbereich des Transportpfades sterilisieren. Ebenso können Einrichtungen zum Aufrechterhalten eines Sterilisationsgrades vorgesehen sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Etikettiereinrichtungen vorgesehen, die den Vorformling auf einem Teilbereich des Transportpfades etikettieren. Ebenso können Einrichtungen zum Abfüllen der Behältnisse auf diesem Transportpfad vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvor- formlingen zu Kunststoffbehältnissen gerichtet, wobei die Kunststoffvorformlinge mit einer Transporteinrichtung entlang wenigstens eines Transportpfades transportiert werden und mittels einer Erwärmungseinrichtung erwärmt werden und nach dem Erwärmungsvorgang mittels Blasstationen zu Kunststoffbehältnissen umgeformt werden.
Erfindungsgemäß werden Kunststoffbehältnisse, die mit einer bestimmten Erwärmungseinrichtung erwärmt werden, mit einer vorbestimmten Blasstation oder einer Blasstation, die aus einer vorbestimmten Gruppe von Blasstationen ausgewählt ist, zu Kunststoffbehältnissen expandiert. Dies bedeutet, dass auch verfahrensseitig vorgeschlagen wird, eine Zuordnung zwischen den Erwärmungseinrichtungen und den Blasstationen zu schaffen.
Vorzugsweise werden wenigstens zwei Kunststoffvorformlinge bzw. Behältnisse auf unter- schiedlichen Pfaden transportiert. Da, wie erwähnt, die Blasstationen vorteilhaft stationär angeordnet sind, nehmen unterschiedliche Vorformlinge, die zu unterschiedlichen Blasstationen gelangen verschiedene Transportpfade ein. Vorzugsweise erfolgt der Transport der Behältnisse getaktet. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind wenigstens die
Blasstationen oder die Erwärmungseinheiten und bevorzugt sowohl die Blasstationen als auch die Erwärmungseinheiten stationär angeordnet.
Vorzugsweise werden die Behältnisse nach ihrer Herstellung mit einem stationären Etiket- tieraggregat etikettiert und beim etikettieren besonders bevorzugt lediglich in rotatorische Bewegung versetzt. Eine translatorische Bewegung der Flaschen wird für den Zeitraum des Etikettierens nicht benötigt. Eine entsprechende Etikettiereinrichtung könnte dabei beispielsweise oberhalb oder unterhalb der Erwärmungseinrichtung angeordnet sein.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
Darin zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine Detaildarstellung der Vorrichtung aus Fig. 1 ;
Fig. 3 eine weitere Gesamtdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 4 eine Detaildarstellung einer Transporteinrichtung für die erfindungsgemäße
Vorrichtung;
Fig. 5 eine Detaildarstellung der in Fig. 4 gezeigten Transporteinrichtung;
Fig. 6 eine weitere Detailansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 7 eine Detaildarstellung einer Blasstation;
Fig. 8 eine Ansicht eines unterhalb einer Blasstation liegenden Bereichs der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Fig. 9 eine weitere Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 1 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 12 eine Darstellung einer einzelnen modularen Einheit; und
Fig. 13 eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer modularen Einheit aus einer Erwärmungseinheit und einer Blasstation.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Umformen von Kunststoffbehältnissen. Dabei ist eine in ihrer Gesamtheit mit 2 bezeichnete Transporteinrichtung vorgesehen, welche Behältnisse 10 transportiert. Diese Vorrichtung 2 weist dabei eine erste Transporteinheit 30, welche hier als drehbare Scheibe 30 oder dreh- barer Stern mit einer Vielzahl von Greifelementen 32 ausgebildet ist, auf. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Vielzahl von Erwärmungseinrichtungen auf, welche zum Erwärmen der Kunststoffvorformlinge dienen, wobei jedoch nur eine Erwärmungseinrichtung 6 dargestellt ist. Unterhalb der Erwärmungseinrichtung 6 ist eine Blasstation 4 vorgesehen, welche zum Expandieren der Vorformlinge dient. Dabei werden die Vorformlinge hier in der Richtung Y nach unten in die Blasstation 4 eingesenkt, nachdem sie in der Erwärmungseinrichtung 6 erwärmt wurden. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung hier eine zweite Transporteinrichtung 40 auf, die in der Richtung Y bewegbar ist.
Unterhalb der Blasstation 4 ist eine Etikettiereinrichtung 22 vorgesehen, welche die so her- gestellten Behältnisse mit Etiketten versieht. Die Bezugszeichen 24, 26 und 28 beziehen sich auf drei Träger, wobei auf dem obersten Träger 24 die Transporteinrichtung 2 angeordnet ist, auf dem mittleren Träger 26 die Blasstation 4 und auf dem unteren Träger 28 die Etikettiereinrichtung 22. Das Bezugszeichen 34 bezieht sich auf ein Gehäuse zur Aufnahme von Vor- formlingen. An den einzelnen Trägern ist eine Vielzahl von Blasstationen 4 - vorteilhaft in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt - angeordnet. Auch können mehrere Etikettiereinrichtungen 22 vorgesehen sein. Es kann sich in einer anderen Ausführungsform auch um ein oder mehrere Etikettiereinrichtungen 22 handeln, die mehreren Blasstationen zugeordnet sind. In diesem Fall wäre eine zusätzliche nicht gezeigte Verteileinrichtungen für die Etiketten denkbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine nicht gezeigte Abfülleinrichtung im Bereich des in Y-Richtung ausgerichteten Transportpfads angeordnet. In der Abfülleinrichtung werden die Behältnisse vor oder nach dem Etikettieren befüllt oder befüllt und verschlossen.
Fig. 2 zeigt eine Detaildarstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung. Man erkennt hier weiterhin einen Träger 18, an dem die Transporteinheit 40 angeordnet ist. Die (hier nicht gezeigten) Behältnisse oder Vorformlinge werden von den Greifeinrichtungen 32 gegriffen und entlang einer kreisförmigen Bahn bis über den Bereich der Erwärmungseinrichtung 6 transpor- tiert. In diesem Bereich werden sie von einem weiteren Halteelement, beispielsweise einem Dorn ergriffen, der in deren Mündung eingreift. In einem weiteren Schritt werden die Behältnisse in der Richtung y abgesenkt und durch die Erwärmungseinrichtung 6 gefördert. Unterhalb der Heizeinrichtung 6 kann eine weitere Heizeinrichtung 42 angeordnet sein, wobei es sich hier um eine Infrarotheizeinrichtung handelt. Nachdem die Behältnisse so erwärmt wur- den, werden sie in die Blasstation 4 eingebracht, wobei diese Blasstation 4 hier zwei Blasformhälften 16a, 16b aufweist, die auseinanderklappbar sind. Denkbar wäre neben einem Aufklappen oder Aufschwenken der Blasstationen um eine Achse auch eine lineare Zustellbewegung wenigstens einer Blasformhälfte 16a. Die Bewegung der Blasformhälften 16a, 16b könnte durch einen elektrischen Antrieb, bevorzugt über einen Servomotor erfolgen. In einer anderen Ausführungsform werden bevorzugt Kniehebel zum Schließen der Blasformhälften eingesetzt. Bei der weiteren Heizeinrichtung 42 kann es sich bei einer vorteilhaften Ausführungsform auch um Strahlungseinrichtungen handeln, die Licht im Bereich des nahen Infrarots oder bevorzugt zwischen 1700nm und 2100nm aussenden. Neben der Heizeinrichtung 6 und 42 kann noch eine zweite weitere, nicht gezeigte Heizeinrichtung im Bereich vor der Heizeinrichtung 6 angeordnet sein. In der zweiten weiteren Heizeinrichtung werden die Vorformlinge auf eine vorbestimmte Temperatur vortemperiert. Vorzugsweise werden die Vorformlinge in der zweiten weiteren Heizeinrichtung auf eine Temperatur im Bereich von 35°C bis 800C vortemperiert. Somit könnte eine Mikrowellenheizeinrichtung effizienter arbeiten. Erst nach der Vortemperierung wird auf dem Vorformling 10 in der Heizeinrichtung 6 ein Temperaturprofil in der Längsachse erzeugt.
Fig. 3 zeigt eine weitere detailliertere Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Man erkennt, dass an dem Transportrad 30 eine Vielzahl von Greifeinrichtungen angeordnet ist. Weiterhin erkennt man, dass innerhalb des Gehäuses 34 zur Aufnahme der Vorformlinge ein
weiteres Sammelbehältnis 43 für Vorformlinge angeordnet ist, welches eine Ausgangsöffnung 44 bzw. einen Ausgangsschlitz aufweist, durch welchen die Vorformlinge auf eine Transportschiene 46, welche ebenfalls Bestandteil der insgesamt mit 2 bezeichneten Transporteinrichtung ist, geführt wird. Die Transportschiene 46 fördert die Vorformlinge 10 aktiv mittels nicht gezeigten Ventilatoren oder die Vorformlinge 10 rutschen durch ihre Gewichtskraft an der Transportschiene 46 hinab. Dabei werden sie unterhalb ihres Tragrings gehaltert. Man erkennt weiterhin, dass die Vorformlinge an dem Trägerrad 30 entlang einer kreis- segmentförmigen Transportbahn geführt werden und daneben auch in einer Ebene geführt werden, welche parallel zu der Ebene der einzelnen Träger 24, 26 und 28 ist. Die Transport- einheit 40 hingegen fördert die Vorformlinge in einer hierzu senkrechten Richtung. Daher wird verfahrensseitig eine Transportrichtung der Vorformlinge um einen Winkel von hier 90° geändert. Innerhalb der Transporteinheit 40 ist bevorzugt eine Reckstange zum Dehnen der Kunststoffvorformlinge während des Expansionsvorgangs vorgesehen. Durch die Reckstange könnte der Vorformling innerhalb der Blasstation 4 zusätzlich mit Druck beaufschlagt wer- den.
Das Bezugszeichen 60 bezieht sich auf eine weitere Vorrichtung zum Abtransport der Vorformlinge, welche unten genauer erläutert wird. Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet ebenfalls eine Transporteinrichtung, welche die fertig geblasenen Behältnisse transportiert, wobei hier die Behältnisse wieder in einer Ebene transportiert werden, welche parallel zu den einzelnen Trägern 24, 26 ist.
Fig. 4 zeigt eine weitere Detaildarstellung. Man erkennt hier wiederum die Transportschiene 46, mittels derer Vorformlinge 10 gefördert werden. An dem unteren Ende der Transport- schiene gelangen die Vorformlinge in die einzelnen Greifeinrichtungen 32 und werden hier mit dem Trägerrad 30 um Uhrzeigersinn so lange gefördert, bis sie unterhalb der Transporteinheit 40 liegen. In diesem Bereich kann sich beispielsweise die den Vorformling 10 haltende Greifeinrichtung öffnen und auf diese Weise den Vorformling 10 freigeben, so dass dieser nun in der Richtung Y nach unten durch die Erwärmungseinrichtung 6 transportiert werden kann.
Auch bei der in Fig. 3 gezeigten Darstellung ist nur eine Blasstation sowie eine Erwärmungseinrichtung gezeigt. Neben der hier gezeigten Transportschiene könnte auch ein Rollensystem vorgesehen sein, welches eine Vorsortierung der Vorformlinge vornimmt. Weiterhin wäre
es möglich, einen (nicht gezeigten) Scheibensortierer zu verwenden, der mehrere Auswürfe zur Ausgabe der Vorformlinge an unterschiedliche Trägerräder 30 oder Schienen 46 aufweist. Weiterhin könnte es sich an die Blasstation 4 auch ein weiteres Sternrad mit einer Vielzahl von Greifeinrichtungen anschließen, welches die fertig gestellten und gegebenen- falls auch bereits etikettierten Behältnisse an eine Füllstation weitergibt. Daneben wäre auch ein Riementransport denkbar. Auch wäre es möglich, zum Transport der Vorformlinge 10 an die Transporteinheit 40 ein Sägezahnstern einzusetzen.
Auch könnte in einer weiteren Ausführungsform auf das Trägerrad verzichtet werden und die Schiene 46 bzw. mehrere Schienen 46, die in Umfangsrichtung gegebenenfalls über Weichen verteilt sind, direkt in dem Bereich unterhalb der Transporteinheit 40 geführt werden. So wäre es beispielsweise möglich, dass ein Endstück einer derartigen Transportschiene ein Schienenelement aufweist, welches senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Vorformlinge verschiebbar ist, so dass auf diese Weise die einzelnen Vorformlinge frei gegeben werden könnten. Auf diese Weise könnte die Transporteinheit 40 den jeweils am Ende einer derartigen Schiene angeordneten Vorformling übernehmen und auch so wäre ein Eintakten - jedoch erst durch die Transporteinheit 40 - möglich. Es wäre möglich, dass Antriebe, wie beispielsweise Servomotoren, magnetische oder pneumatische Antriebe zum Antreiben der Transporteinheit 40 in Y-Richtung, aber auch zum rotatorischen Antrieb eingesetzt werden.
Fig. 5 zeigt eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung In dieser Darstellung ist ein Dorn 41 erkennbar, der in eine Mündung der Vorformlinge eingreift. Zugleich ist dieser Dorn hier als Blasdüse ausgestaltet, um den Vorformling zu dessen Expansion mit Druckluft zu beaufschlagen. Zu diesem Zweck ist weiterhin ein Ventilblock 45 mit einer Viel- zahl von (nicht im Detail gezeigten) Ventilen vorgesehen, um die Luftzufuhr in den Vorformling zu steuern. Es wäre jedoch auch denkbar, dass zusätzlich eine Blasdüse vorgesehen ist, welche beispielsweise seitlich einschwenkt, um den Vorformling mit der Druckluft zu beaufschlagen.
Nachdem der Dorn 41 in die Mündung der Vorformlinge gelangt ist, ist der Transport der Behältnisse in der Richtung Y durch die Erwärmungseinrichtung 6 möglich. Das Bezugszeichen 17 bezieht sich auf einen Wellenhohlleiter, der die Mikrowellen ausgehend von einem (nicht gezeigten) Magnetron in den Resonator 7 der Erwärmungseinrichtung 6 fördert.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wäre es auch möglich, dass die Transporteinheit 40 um ihre eigene Achse drehbar ist, so dass der Vorformling 10 mit einer bestimmten Drehstellung um seine eigene Achse durch die Erwärmungseinrichtung 6 transportiert werden kann. Auch auf diese Weise wäre es möglich, einzelne Bereiche des Vorformlings anders zu erwärmen als andere Bereiche, um auf diese Weise das bereits oben beschriebene Preferential Heating des Vorformlings zu erreichen.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist eine Steuerung und bevorzugt eine Regelung vorgesehen, welche eine thermische Profilierung des Vorformlings 10 in seiner Längsachse vor- nimmt. Eine nicht gezeigte Sensoreinrichtung misst im Resonator die Temperaturen von verschiedenen Bereichen des Vorformlings 10 und vergleicht die Messwerte mit vorgegebenen Sollwerten. Ist ein Sollwert erreicht, so wird ein Signal an eine nicht gezeigte Steuereinrichtung der Transporteinrichtung 2 übergeben, so dass ein Vorschub der Transporteinheit in Y- Richtung eingeleitet werden soll.
Es wäre möglich, dass eine Inspektionseinrichtung im Bereich des Transportpfades nach der Blasstation 4 angeordnet ist. Diese inspiziert das Behältnis im Hinblick auf vorgegebene geometrische, thermische oder chemische Werte, wie zum Beispiel Sterilität,Wandstärken oder Temperaturen und vergleicht diese mit vorgegebenen Sollwerten und gibt die Ergebnisse in einen Regelkreis weiter. Durch die Zuordnung einzelner Blasstationen 4 zu einzelnen Erwärmungseinrichtungen 6 kann somit eine individuelle Regelung der einzelnen Erwärmungseinrichtungen zur unterschiedlichen Profilierung, aber auch solcher Parameter wie einer Reckgeschwindigkeit der Reckstange, Vorblasdruck, Fertigblasdruck und der Zeit, die der Vorformling einzelner Stationen ausgesetzt ist, von statten gehen.
Es wäre denkbar, dass die Reckstange separat vom Antrieb der Tranporteinrichtung 2, 40 mit einem eigenen Antrieb angetrieben wird. Es wäre zusätzlich möglich, dass Antriebe, wie beispielsweise Servomotoren, magnetische oder pneumatische Antriebe zum Antreiben an der Reckstange an der Transporteinrichtung 2, 40 angeordnet sind. Da bei stationären Blas- Stationen die Reckgeschwindigkeit separat, und nicht über schwer auszuwechselnde Kurvenbahnen, wie im Stand der Technik üblich, gesteuert werden kann, ist hier ein Einsatz einer Regelung der Reckgeschwindigkeit besonders empfehlenswert.
In einer anderen Ausführungsform sind im Bereich des Transportpfades nicht gezeigte Auswerfeinrichtungen angeordnet, die aufgrund von Signalen unterschiedlicher Regelkreise oder Inspektoren fehlerhafte oder falsch positionierte Vorformlinge oder Behältnisse 10 aussondern.
Fig. 6 zeigt eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hier ist insbesondere auch die weitere Erwärmungseinrichtung 42 erkennbar, welche die Vorformlinge zusätzlich erwärmt. Dabei handelt es sich, wie oben erwähnt, hierbei um eine Infrarot- Erwärmungseinrichtung. Das Bezugszeichen 48 kennzeichnet ein Abschirmelement, wel- ches den Vorformling greift und welches auch dazu dient, um den Vorformling teilweise abzuschirmen. So kann beispielsweise der Mündungsbereich des Vorformlings gegen eine Erwärmung geschützt werden, da insbesondere das Gewinde der Vorformlinge nicht erwärmt werden soll. Auch wäre es möglich, mit der Abschirmungseinrichtung 48 einzelne Bereiche des Vorformlings in Umfangseinrichtung abzuschirmen um auch auf diese Weise eine nur abschnittsweise Erwärmung des Vorformlings zu erreichen. Das Abschirmelement ist hier, wie durch den Pfeil P1 angedeutet, schwenkbar.
In einer Ausführungsform kann es sich bei dem Abschirmelement 48 um eine Klammer handeln, die mittels Kontakt einzelne Bereiche des Vorformlings 10 zusätzlich temperiert, um unterschiedliche Streckverhältnisse in den einzelnen Bereichen des zu blasenden Behälters hervorzurufen. Auf diese Weise wäre auch ein Preferential Heating denkbar.
Fig. 7 zeigt eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei hier insbesondere die Blasstation 16 gezeigt wird, innerhalb derer die Vorformlinge zu Kunststoffbe- hältnissen expandiert werden. Dabei wird der Vorformling wieder entlang der Richtung Y in die (dann jedoch geöffnete) Blasstation eingeführt und anschließend die Blasstation geschlossen. Anschließend kann der Vorformling, wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt, mit Druckluft beaufschlagt werden. Entsprechende Zuleitungen für die Druckluft sind jedoch in Fig. 7 nicht dargestellt.
Das Bezugszeichen 52 kennzeichnet ein Bodenteil der Blasstation, welches neben den beiden Teilen 16a und 16b einen Hohlraum abschließt, innerhalb dessen der Vorformling zu dem Behältnis bzw. der Kunststoffflasche umgeformt wird. Dieses Bodenteil 52 ist hier mittels eines Arms 53 schwenkbar angeordnet und kann genauer aus dem Transportpfad des
Behältnisses in der Richtung Y weggeschwenkt werden, damit das Behältnis nach der Expansion hier nach unten hindurchgeschoben werden kann
Fig. 8 zeigt eine weitere Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Unterhalb der Blasstation ist hier noch die Transporteinheit 50 vorgesehen, welche zur Übernahme der fertig gestellten Behältnisse dient. Diese Transporteinheit 50 weist wiederum eine Greifeinrichtung 54 zum Greifen der nunmehr fertig gestellten Behältnisse auf. Diese Greifeinrichtung ist hier an einem (bevorzugt mit einem Linearlager versehenen) Tragarm 55 angeordnet und dabei bevorzugt auch in einer Ebene schwenkbar, welche parallel zu dem Träger 26 ist. Das Bezugszeichen 56 kennzeichnet eine Befestigungsplatte, um die Greifeinrichtung 54 an dem Haltearm 58 zu befestigen. Daneben weist die Vorrichtung eine (nicht gezeigte) Kurve auf, um eine Öffnungs- und Schließbewegung der Greifeinrichtung 54 zu steuern. Es wäre jedoch auch möglich, dass andere Antriebe, wie beispielsweise Servomotoren, magnetische oder pneumatische Antriebe zum Ansteuern der Greifeinrichtung 54 vorgesehen sind. Es wäre auch möglich dass stationäre Kurven zum Ausfahren des Linearlagers an den Trägern 24, 26, 28 oder ortsfest im Bereich der Transporteinheit angeordnet sind. Diese wirken mit Steuerrollen zusammen, die am Linearlager angeordnet sind.
In Fig. 9 ist eine weitere Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Man erkannt hier auch eine Bodenplatte 66, an der auch die Vorrichtung 50 angeordnet ist sowie auch eine weitere Transporteinheit 60, welche zum Abtransport der Vorformlinge dient. Hierbei handelt es sich bei der weiteren Transporteinheit 60 um einen Luftförderer, der eine Schiene 64 aufweist, auf der der Tragring der Vorformlinge bzw. der Behältnisse aufliegt sowie einen darunter liegenden Hohlraum, der beispielsweise mit Druckluft beaufschlagt werden kann, um auf diese Weise die Behältnisse in Richtung des Pfeils P2 zu fördern.
Die Transporteinheit 50 ist dabei entlang einer Kreisbahn beweglich angeordnet, um die Behältnisse an die Transporteinheit 60 zu übergeben. Zu diesem Zweck ist in der Bodenplatte 66 eine umlaufende Nut 65 zum Führen der Transporteinheit vorgesehen. Es wäre jedoch auch möglich, dass die gesamte Bodenplatte 66 drehbar angeordnet ist und die Transporteinheiten 50 wiederum fest an der Bodenplatte 66 angeordnet sind. Eine Beweglichkeit der einzelnen Transporteinheiten 50 gegenüber der Bodenplatte ermöglicht jedoch die Erzeugung individueller Zwischenräume zwischen den einzelnen Behältnissen.
In einem Teilbereich des Transportpfades können weiterhin nicht gezeigte Sterilisationseinrichtungen vorgesehen sein, die die Vorformlinge 10 oder Behälter sterilisieren. Die Sterilisationseinrichtungen können Düsen oder Tauchbäder umfassen, die die Innenseite oder die Außenseite des Vorformlings mit Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure benetzen. Denkbar wäre auch eine Sterilisation mittels E-beam, wobei Elektronen über eine Düse an die Wand des Vorformlings eingeführt werden können, um diese zu sterilisieren. Dies könnte auf einem zusätzlichen nicht gezeigten Träger geschehen, der zwischen der Erwärmungseinrichtung 6 und der Blasstation 4 angeordnet ist.
Ebenso wäre eine Anordnung der Sterilisationseinrichtungen im Bereich der Transportein- richtungen 30, 46, 34 vor der Erwärmungseinrichtung denkbar. Um die Sterilität des Vorformlings und des Behältnisses zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, die Bereiche nach der Sterilisierung durch die Sterilisationseinrichtungen in einem nicht gezeigten Reinraum anzuordnen. Dieser Reinraum erstreckt sich vorteilhaft bis zur Verschließeinrichtung.
Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren Ausführungsform. Dabei werden die Vorformlinge 10 zunächst vereinzelt und gelangen anschließend in eine Vorwärmeinheit 12, in der sie zunächst vorgewärmt werden. Dabei kann diese Vorwärmeinheit beispielsweise eine schräg gestellte Zulaufschiene aufweisen. Anschließend werden die Vorformlinge von einem Transportelement 14, welches Bestandteil der Transporteinrichtung 2 ist übernommen und hier von unten nach oben in die Erwärmungseinrichtung 6, welche hier als Mikrowellenofen ausgestaltet ist, eingebracht. In dieser Erwärmungseinrichtung werden die Vorformlinge auf Blastemperatur gebracht, während vorteilhaft zur gleichen Zeit der nachfolgende Vorformling 10 vorgewärmt wird.
Vorteilhaft erfolgt bei dieser Ausführungsform ein getakteter Transport der Vorformlinge.
Sobald der Vorformling das erforderliche Temperaturprofil erreicht hat, kann das Transportelement 14 und der Linearantrieb 14a weiter nach oben fahren und in seiner Gesamtheit mittels einer Übergabeeinheit zu der Blasstation 4 geführt werden. Diese Übergabeeinheit (nicht im Detail gezeigt) übergibt den Vorformling in die geöffnete Blasstation (in Fig. 10 ist die Blasstation in einem geschlossenen Zustand mit den beiden Blasformhälften 4a und 4b gezeigt) und der Linearantrieb 14a übernimmt den nächsten Vorformling aus der Vorwärmeinheit 12. In der Blasstation 4 wird der Vorformling zu einer Kunststoffflasche 20 geblasen und diese Kunststoffflasche 20 kann letztlich von der Übergabeeinheit, welche hier die EIe-
mente 72 und 74 aufweist aus der Blasstation entnommen und dann an (nicht gezeigtes) Flaschentransportsystem übergeben werden. Die Blasstation weist dabei vorteilhaft eine Streckblaseinheit und weist insbesondere auch eine Reckstange auf.
Fig. 1 1 zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Vielzahl von modularen Einheiten 70, die sich dabei jeweils aus einer Erwärmungseinrichtung 6 und einer Blasstation 4 zusammensetzen. Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet in seiner Gesamtheit die Transporteinrichtung, welche die Vorformlinge von der Erwärmungseinrichtung 6 zu der Blasstation 4 fördert. Das Bezugszeichen 92 bezieht sich auf eine zentrale Behandlung, in der sämtliche Vorformlinge beispielsweise durchlaufend behandelt werden wie z. B. eine Inspektion, eine Vorwärmung, eine Bodenkühlung oder eine Sterilisierung. Ausgehend von dieser zentralen Behandlung können die Vorformlinge in einer Längsrichtung L beispielsweise gegenüber einer Schiene 82 verschoben werden. Auch das Bezugszeichen 94 bezieht sich auf eine derartige zentrale Behandlungseinheit wie beispielsweise eine Inspektion, Steri- lisation oder dergleichen.
Die Vorformlinge könnten auch hier entlang einer Führung oder mit einem Transportsystem in der Richtung L verschoben werden. Auch diese zentrale Behandlungseinheiten 92, 94 kann dabei längs der Schienen 82, 84 in der Richtung L verschoben werden.
Das Bezugszeichen 78 kennzeichnet eine Zentralsteuerung, welche sowohl die einzelnen modularen Einheiten 70 als auch die jeweiligen Behandlungsstationen 92 und 94 steuert.
Fig. 12 zeigt eine detailliertere Ansicht einer modularen Einheit 70. Hier weist die Transport- einrichtung 2 einen Transportarm 36 auf, der beispielsweise schwenkbar an einer Andockstelle 38 angeordnet sein kann oder auch in der Richtung R verschiebbar. An diesem Transportarm 36 kann die in Fig. 10 gezeigte Linearführung 14 angeordnet sein. Das Bezugszeichen 37 kennzeichnet einen weiteren Transportarm, der hier den Kunststoffvorformling zu der Blasstation 4 führt. Im Betrieb ist es möglich, dass beispielsweise während ein fertig ge- stelltes Behältnis von dem Transportarm 37 der Blasstation entnommen wird und gleichzeitig mit dem Transportarm 36 ein erwärmter Vorformling von der Erwärmungseinrichtung 6 zu der Blasstation 4 überführt wird.
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Auch hier sind die Transportarme 36, 37 vorgesehen, hier ist jedoch die Vorrichtung derart gestaltet, dass an jedem Transportarm zwei Vorformlinge über einen entsprechenden Anlagen 35 angeordnet sein können. In diesem Fall weist also die modulare Einheit 70 eine Zwillingsblas- einheit 4 und auch eine Zwillingserwärmungseinrichtung 6 auf. Entsprechend wäre es auch möglich, mehrere Erwärmungseinrichtungen beispielsweise Drillings- oder Vierlingseinrichtungen zusammen zu fassen. Das Bezugszeichen 49 bezieht sich auf eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der modularen Einheit 70. Dabei kann wie sich aus Fig. 1 1 ergibt, jede modulare Einheit 70 ihre eigene Steuerung aufweisen, wobei jedoch die gesamte Maschine von der oben erwähnten zentralen Steuerung 78 gesteuert wird.
Es wäre weiterhin möglich, Elemente der in den Fig. 10-13 dargestellten Vorrichtungen mit Elementen der in den Fig. 1-9 dargestellten Vorrichtungen zu kombinieren, beispielsweise die Steuerungseinrichtungen 49 auch bei den in den Fig. 1-9 gezeigten Ausführungsformen einzusetzen.
Die Anmelderin behält sich vor sämtliche der in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Transporteinrichtung
4 Blasstation
4a, 4b Blasformhälften
6 Erwärmungseinrichtung
7 Resonator
10 Behältnis
12 Vorwärmeinheit
14 Transportelement
14a Linearantrieb
16a,16b Blasformhälften
17 Wellenhohlleiter
18,24,26,28 Träger
20 Behältnis, Kunststoffflasche
22 Etikettiereinrichtung
30 Transporteinheit
32 drehbare Greifelemente
34 Gehäuse
35 Ausleger
36 Transportarm
37 weiterer Transportarm
38 Andockstelle
40 Transporteinheit
41 Dorn, Blasdüse
42 Heizeinrichtung
43 Sammelbehältnis
44 Ausgangsöffnung
45 Ventilblock
46 Transportschiene
48 Abschirmelement
49 Steuerungseinrichtung
50 Transporteinheit
52 Bodenteil
53 Arm
54 Greifeinrichtung
55 Tragarm
56 Befestigungsplatte
58 Haltearm
60 weitere Transporteinheit
64 Schiene
65 Nut
66 Bodenplatte
70 modulare Einheit
72, 74 Elemente
78 zentrale Steuerung
82, 84 Führungseinrichtung
92, 94 zentrale Behandlungseinheit
P1 , P2 Pfeil
L Längsrichtung
R Richtung
Y Richtung