WO2019048533A1 - Vorrichtung zum erwärmen von kunststoffvorformlingen mit stationärem applikator und dreheinrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum erwärmen von kunststoffvorformlingen mit stationärem applikator und dreheinrichtung Download PDF

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applicator
heating
transport
plastic
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Christian Compera
Beatriz GARCÍA BANOS
Domingo Rohde
Jose Manuel Catala Civera
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Krones Ag
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    • B29C49/685Rotating the preform in relation to heating means

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for heating plastic preforms.
  • plastic preforms are heated and expanded in this heated state, for example, by a blow molding machine or by a stretch blow molding machine.
  • infrared ovens are used for heating these plastic preforms.
  • These infrared ovens have infrared heating elements on which the plastic preforms are transported past.
  • microwave ovens it has also become known to use microwave ovens to heat the plastic preforms.
  • a multiplicity of heating devices for example heating cavities, are arranged on a carrier. The plastic preforms are occasionally heated in these heating cavities.
  • a device according to the invention for heating plastic preforms has a transport device which transports the plastic preforms along a predetermined transport path.
  • the transport device has holding devices for holding the plastic preforms, and the transport path has at least one heating section, within which the plastic preforms are heated.
  • the device has a heating device, which is arranged in particular stationary at least in sections along the transport path and which heats the transported by the transport device plastic preforms during their transport through the heating section.
  • this heating device has an applicator device and in particular a stationary applicator device, which is suitable and intended to act on the plastic preforms to heat them with microwaves.
  • the transport device is arranged at least in the heating section with respect to the applicator device such that at least a portion of the holding devices is arranged outside the applicator device.
  • the term applicator is also used in a simplifying manner instead of the term applicator device.
  • the applicator is designed such that it is suitable and intended to accommodate at least temporarily several plastic preforms simultaneously. In particular, therefore, at least at times two or more plastic preforms are located simultaneously in the applicator device and / or are transported therethrough.
  • the plastic preforms are transported during their heating in the heating section in a direction perpendicular to its longitudinal axis.
  • the transport device is suitable and intended to transport the plastic preforms perpendicular to their longitudinal direction.
  • the present invention is further directed to a device for heating plastic preforms, which comprises a transport device which transports the plastic preforms along a predetermined transport path, wherein the transport device comprises holding devices for holding the plastic preforms and wherein this transport path has at least one heating section within which the plastic preforms are heated.
  • the device has a heating device, which is arranged in particular stationary and in particular at least in sections along the transport path and which heats the transported by the transport device plastic preforms during their transport through the heating section.
  • the heating device has an applicator device which is arranged in particular in a stationary manner and which is suitable and intended for applying heat to the plastic preforms with microwaves.
  • the device comprises a rotating device which rotates the plastic preforms at least partially during their heating about their longitudinal axis.
  • This rotating device can be designed such that it individually rotates the holding devices with the plastic preforms arranged thereon.
  • the rotating device could each have electric motors which are assigned to the individual holding devices of the plastic preforms.
  • a rotating device which rotates the plastic preforms uniformly.
  • the rotating device could have about a toothed belt, in the corresponding gears which are arranged on the individual holding devices engage so that at the same time the rotation of the holding devices is triggered by the transport movement of the holding devices.
  • This toothed belt could be driven to be able to change a rotational speed of the holding devices and in particular the plastic preforms arranged thereon.
  • the applicator device in both of the abovementioned embodiments according to the invention, is arranged in particular in a stationary manner.
  • the plastic preforms are arranged stationarily and the applicator device moves in relation to them.
  • the device is preferably constructed in such a way that the plastic preforms are respectively heated by the same applicator device.
  • the transport device preferably performs a relative movement between the plastic preforms and the applicator device, preferably a movement which is perpendicular to a longitudinal direction of the plastic preforms.
  • the transport device is suitable and intended to transport the plastic preforms sporadically.
  • the transport device may have a circulating transport chain on which the individual holding devices are arranged.
  • the transport device it would also be possible for the transport device to have a carrier which is designed in particular as a linear motor and the individual holding devices are arranged on relative to this carrier as movable shuttles. It is conceivable that this linear motor is at least partially provided with an individual coil drive, so that the carriers can be moved independently of each other.
  • a linear motor is provided with Langstatoraus exit. Particularly preferred is at least one linear motor with long stator design and a Einzelspulenansteu- réelle provided.
  • the device has a microwave generating device, which is arranged in particular outside the applicator device. Furthermore, the device has a coupling device which couples the microwaves generated outside the applicator device into the applicator device.
  • the applicator is constructed as an element or unit having a slot through which the plastic preforms are transported.
  • the applicator device can be designed in more detail as explained below in such a way that no or only to a small extent microwaves emerge from this gap.
  • the transport device is suitable and intended to transport the plastic preforms at speeds which lie between 0.01 m / s and 5 m / s, preferably between 0.1 m / s and 1 m / s.
  • the device has a rotation device which is suitable and intended to rotate the plastic preforms, in particular during their heating about their longitudinal axis.
  • this rotation device is suitable and intended to realize rotational speeds which are between 1 and 2000 revolutions per minute, preferably between 50 and 1000 revolutions per minute and particularly preferably between 300 and 900 revolutions per minute.
  • a rotational speed of the plastic preforms during their transport adjustable is particularly preferred.
  • a control device may be provided which determines a rotational speed of the plastic preforms as a function of their transport speed, with which they are transported by the transport device.
  • the transport device is suitable and intended to transport the plastic preforms with a predetermined distance from one another.
  • This distance (with reference to a center of a plastic preform to the adjacent plastic preform) is particularly preferably greater than 10 mm, preferably greater than 15 mm, preferably greater than 20 mm and particularly preferably greater than 30 mm. In a further preferred embodiment, this distance is less than 300 mm, preferably less than 200 mm, preferably less than 100 mm and particularly preferably less than 50 mm.
  • the plastic preforms can be charged or heated with a predetermined temperature profile. This temperature profile depends in particular on the physical parameters of the plastic preforms used, that is, for example, the length, the weight, the cross section and the same.
  • the applicator is designed as a Traveling Wave Guide or as a resonator.
  • the applicator is designed or designed such that it allows an adapted to the temperature profile to be achieved e-field distribution. It is possible for the slot or gap through which the plastic preforms are guided during their heating to lie symmetrically or substantially symmetrically (i.e., deviations of a few millimeters) in the center of the applicator.
  • the applicator it is possible for the applicator to be open on at least one side, preferably on at least two sides and particularly preferably on at least three sides. In this way, the plastic preforms can be passed through the applicator.
  • the device has coupling and / or tuning regions, which are particularly preferably arranged on the bottom of the applicator and / or on the sides of the applicator.
  • These devices are suitable and intended to adapt the resonant frequency of the applicator partially filled or completely filled with plastic preforms to the emission frequency of the microwave generating device.
  • the applicator has a feed region for which microwaves can be supplied to the applicator.
  • a feeding element can serve, for example, a waveguide.
  • the device advantageously has a microwave generating device, such as a magnetron, which is arranged outside the applicator device.
  • the applicator also has at least one deflecting element, which deflects the direction of propagation of the microwaves, preferably deflects by an angle which is greater than 30 °, preferably greater than 70 °.
  • the deflection is suitable and determined to change the microwaves or their propagation by an angle which is smaller than 180 °, preferably less than 150 °, preferably less than 120 ° and more preferably less than 100 °.
  • the deflection device causes a deflection of the propagation direction of the microwaves by 90 °.
  • the applicator device is preferably designed as a resonator device.
  • this deflection device has rounded surfaces, but it would also be possible that the deflection device has a plurality of obliquely but straight sections.
  • the applicator device particularly preferably has a tuning or tuning region and a feed region. Particularly preferably, that region of the applicator through which the plastic preforms are transported is arranged between the feed region and the tuning region.
  • a design of the applicator or of the supply and tuning area is designed so that the risk of plasma arcs is minimized. This can i.a. can be achieved by avoiding sharp corners or edges.
  • the feed region has a feed window which consists of or comprises dielectric material. This window may be provided at the entrance of the applicator, in particular to protect a microwave generator. Most preferably, this window is designed to form minimal interference with the field within the applicator.
  • quartz plates are placed at a suitable location of the feeding waveguide.
  • dielectric materials with very low dielectric losses e.g. AI203, quartz, teflon.
  • the device furthermore has chokes, ie damping devices or shielding devices, in order to prevent the escape of microwaves from the applicator as far as possible.
  • chokes ie damping devices or shielding devices
  • the microwave arrangement has at least one current source or a power supply.
  • the device has at least one power head.
  • This power head preferably has units, such as a magnetron, a launcher and / or a solid state element, a connection for a waveguide, a housing, electronics and a water supply.
  • an insulator may also be provided.
  • the microwave generating device has a magnetron and / or a so-called launcher (ie an arrangement for coupling the MW radiation of the magnetron's antenna into a waveguide and / or a coaxial conductor with little loss.)
  • the microwaves can also be fed by a solid-state source (solid)
  • the device preferably has an insulator, wherein a circulator and / or a water load can be provided with particular preference.
  • a frequency adaptation to the natural frequency of the resonance system can take place. This can be dispensed with an additional adjustment of the frequency in the resonance system (tuning). Also, a frequency adjustment can be done very quickly.
  • the microwave generating device is designed to output microwaves in a frequency range between 850 MHz and 980 MHz, preferably between 900 MHz and 930 MHz.
  • a power range of the microwave generator is between 0.1 kW and 1000 kW, preferably between 1 kW and 300 kW, and more preferably between 5 kW and 100 kW. It would be possible to provide one or more microwave sources. Particularly preferably, the number of microwave sources is between 1 and 100, preferably between 1 and 10.
  • the entire device may preferably comprise at least one such applicator, but it would also be conceivable that the device has more than one applicator, for example between 1 and 20 applicators and preferably between 2 and 6 applicators. These applicators may be arranged serially, so they will pass through here in succession.
  • the individual applicators are each assigned to specific microwave sources. Thus, it is possible that a microwave source is associated with an applicator. However, it would also be possible that a plurality of applicators are assigned to a microwave source and, for example, a power distributor (power splitter) can be provided. It is again possible that the required microwave power comes from a magnetron or a power distribution system, which is based on power distributors.
  • a multiplicity of generators can be provided, to each of which microwave sources are assigned.
  • each of these microwave sources can be assigned an insulator and, starting from the insulator, the distribution of the power can be carried out in particular via one power distributor to one, two or more applicators.
  • a power supply is provided, to which a voltage generator (or in general a power source) is connected. Starting from the voltage generator (i.e., the power source), the power is distributed to a plurality of microwave sources.
  • Each of these microwave sources is preferably associated with a circulator and a water load as well as an applicator. Also, combinations of these approaches are conceivable. In other words, different variants of the energy distribution to a plurality of applicators are conceivable.
  • the microwaves could be divided into two or more branches starting from a microwave source via a power distributor and emanating from these branches via further power distributors to in turn several applicators. It would also be possible for individual applicators to be branched off from a main branch of the power distribution in each case via a power distributor.
  • the applicator is of the type TE10n.
  • a mode occurs perpendicular to the transport direction and perpendicular to the longitudinal axis of the plastic preforms.
  • no modes occur parallel to the longitudinal axis of the plastic preform.
  • n modes are parallel to the transport direction of the plastic preforms.
  • the applicator is rectilinear, that is, the plastic preforms are transported in a straight line within the applicator. However, it would be conceivable that the applicator is curved.
  • an angle of curvature is preferably provided which lies between 1 ° and 200 ° and particularly preferably between 90 ° and 180 °.
  • the applicator particularly preferably has a slot through which the plastic preforms are guided.
  • the transport device is preferably designed such that a mouth of the plastic preforms is not guided by the applicator or resonator. In this way, excessive heating of just the mouth of the plastic preforms is prevented.
  • the plastic preforms are transported transversely to the longitudinal direction within the applicator.
  • the applicator is preferably designed such that a predetermined number of maxima of the electric field is formed in it, preferably a number between 1 and 40 maxima and preferably between 3 and 14 maxima and preferably between 3 and 8 maxima.
  • the resonator can have a narrowed slot area through which the plastic preform is guided. More specifically, this slot region may be connected to the resonator. In the longitudinal direction of the plastic preform downwards or in the direction of a bottom edge of the plastic preform, the interior of the applicator can expand. In this way, an efficient attenuation of microwaves is achieved.
  • the device has a coupling device which couples the microwaves into the applicator.
  • This coupling device may particularly preferably have an opening and preferably an iris-like opening. This opening defines the input, that is the coupling input, of the applicator.
  • An aperture exists i.d.R. of a thin sheet, with an opening which is smaller than the cross section of the feeding waveguide and the cross section of the applicator (preferably directly behind the diaphragm).
  • this opening is adjustable.
  • a size of this opening is variable, but it would also be possible that a diaphragm, which carries this opening, is displaceable, in particular in the coupling region is displaceable.
  • a diaphragm with this opening along a straight direction slidable is particularly preferred.
  • the effective width (coupling factor) of this iris or opening is adjusted by introducing additional elements into the feed area, such as a metallic structure or a dielectric structure. The interaction of the aperture and the additional elements optimally adapts the effective width (the coupling factor) so that at the same time the frequency is tuned a minimum of the power is reflected by the applicator or resonator.
  • the feed region can be positioned differently relative to the applicator.
  • coupling of the microwaves from the bottom or from the side can be realized.
  • a coupling from the bottom of the applicator leads to a lower leakage of microwaves, but the coupling from the side is also possible.
  • the microwaves are coupled in from the bottom of the applicator.
  • the material channel on the upper side is particularly preferred arranged of the applicator.
  • the plastic preforms are transported through a slot arranged on the upper surface of the applicator.
  • the plastic preforms are transported with their mouth up through the applicator.
  • the beams can also optionally be coupled in from the side, that is to say the right or left side, with respect to the transport path of the applicator.
  • coaxial input from the microwave source would also be possible, i. in the longitudinal direction of the applicator.
  • the coupling is preferably not defined by an iris, but rather by the transition from a coaxial line into the waveguide.
  • the applicator has a Koaxialleitereingang.
  • the transport device is designed or arranged at least in the heating region such that at least portions of the plastic preforms are transported outside the applicator device and / or outside the region in which the microwaves are located.
  • the holding elements are arranged at least in sections above the applicator device. In this way it is achieved that the holding devices themselves are not or only slightly influenced or heated by the microwaves.
  • the holding devices are designed as mecanical- r drivenen which engage at least partially in the mouths of the plastic preforms to hold them.
  • external grippers could also be used, which in particular hold the plastic preforms on their circlip and / or their support ring and / or the areas between the circlip and the support ring.
  • the holding devices which are preferably used for the device according to the invention are described in detail below , It should be understood, however, that these retainers may be used for other purposes. The Applicant therefore reserves the right to claim the embodiment of the holding devices described here separately.
  • Holding devices according to the invention for holding piece goods, in particular of containers and in particular of plastic preforms have a first fastening section with which they can be fastened to a transport device, such as a transport chain. Furthermore, the holding devices have an engagement or holding means which is suitable and intended for holding plastic preforms. In particular, this is an inner gripping element, which can engage in the mouths of the plastic preforms. Particularly preferably, the holding devices in a region which lies between the fastening portion and the holding portion, guide means, which serve in particular for lateral guidance and guidance in the transport direction of the holding elements.
  • This embodiment is particularly relevant if the holding devices themselves have a great length, that is to say a great length in the longitudinal direction of the plastic preforms.
  • plastic preforms with comparatively short holding devices, in particular on a chain are usually transported by a heating device.
  • the length of the plastic preform gripper is chosen so that they can ensure a good concentricity with a normal mechanical suspension even with a rotation of the plastic preform gripper with attached plastic preforms. This means that the plastic preform runs smoothly even at high speeds.
  • Too long holding device which are particularly advantageous for the present application of a Mikrowellenapplikators (since then the actual transport device can be very far away from the applicator) can be a good concentricity of the container can not be guaranteed. This can mean that, on the one hand, a subsequent process does not work; on the other hand, in the worst case, the ratio to be transported can be lost.
  • a guide device may be provided, which reaches a guide in several directions, preferably in at least two opposite directions and / or in two mutually perpendicular directions particularly preferably in all directions.
  • these directions are preferably perpendicular to a longitudinal direction of the plastic preforms.
  • a guide can be achieved both in the transport direction and in a direction perpendicular to the direction of transport.
  • this guide device has at least one bearing device, that is to say in particular an inner ring on which an outer ring is rotatably mounted.
  • This outer ring may, for example, be in contact with a corresponding outer ring of an adjacent holding device (ie adjacent in or opposite to the running direction). Also, this outer ring can be in contact with a lateral guide, so as to guide the plastic preforms laterally in each direction. In this way, even with an extension of the holding devices, the concentricity of the holding device and the container to be transported can be improved. Due to the rotatable mounting of the holding device, in particular, a rotation of the plastic preforms around their longitudinal direction can be achieved.
  • the holding device has at least one element for rolling against a further element, such as a guide curve.
  • This element is rotatably mounted, in particular with respect to a longitudinal direction of the holding device and / or the plastic preform.
  • the guide device has at least two such pivot bearings, more preferably at least three such pivot bearings.
  • These two rotary bearings are preferably arranged one above the other in a longitudinal direction of the holding device and / or the longitudinal direction of the plastic preforms. It would be possible and preferred that these two pivot bearings are rotatably mounted coaxially with respect to the longitudinal direction of the plastic preforms, but it would also be conceivable that the pivot bearings are rotatably mounted with respect to axes which are laterally offset relative to each other in a direction to the longitudinal direction of the plastic preforms.
  • one of these bearings may be suitable for unrolling on a guide element left-handed with respect to the transport direction
  • a second bearing device may be suitable and intended to unroll on a right-side guide element
  • the third bearing device may be suitable and intended to be attached to a corresponding guide device unroll adjacent retaining element.
  • these pivot bearings are independently rotatable and in particular not coupled together.
  • the pivot bearings are roller bearings and in particular ball bearings. This embodiment will be explained in more detail with reference to the figures.
  • the guide devices are arranged directly above one another in the longitudinal direction of the plastic preforms or in the longitudinal direction of the holding device.
  • the guide device is arranged closer to the engagement element in the longitudinal direction of the holding device, which engages in the mouths of the plastic preforms.
  • one of the guide devices has a larger cross section than at least one further of the guide devices and particularly preferably as the two other guide devices. This guide device is in particular that guide device which is in contact with the guide device of an adjacent holding element.
  • the holding device particularly preferably has at least one element for unwinding in the circumferential direction.
  • the holding devices have at least one separating element in order to lengthen the holding device in the longitudinal direction. It would be conceivable that the holding device has a telescopic element, which allows an extension or shortening of the holding device.
  • the holding device is at least partially made of a material which is selected from a dielectric and / or a non-dielectric or the like.
  • the holding device is designed such that, as mentioned above, is guided laterally and / or in the running direction and / or against the running direction with respect to a subsequent or adjacent holding device or holding element.
  • the mutually adjacent holding devices are rotatable independently of one another.
  • the holding devices are also independently movable in a longitudinal direction of the plastic preforms. In this way, not only a transport of the plastic preforms can be achieved, but also a lifting and lowering movement, in particular in the longitudinal direction of the plastic preforms.
  • the present invention is further directed to a transport device for transporting containers, and in particular plastic preforms, which has at least one holding device and preferably a plurality of holding devices of the type described above.
  • the holding devices are at least partially made of a material which is not or little heated by microwaves.
  • this material is selected from a group of materials including, for example, PTFE, PEI, PP, AL203 or the like.
  • the device has a shielding device which at least partially prevents leakage of microwaves from the applicator device.
  • This shielding device is used in particular for the purpose of shielding and / or reducing the escape of microwaves from the applicator device.
  • this shielding device is multi-stage, preferably so constructed at least two stages.
  • the shielding device is therefore preferably constructed from a plurality of elements or shielding units.
  • the shielding device therefore preferably has at least two shielding units, which preferably each serve to shield microwaves and which are preferably arranged one behind the other in a running direction of the microwaves.
  • these shielding units are constructed differently and cause a shielding of the microwaves based on different principles.
  • the screening units are preferably formed from a group of shielding units which contains cutoff elements (or cutoff structures), chokes, absorbers and radiation-density structures.
  • the waveguide is locally narrowed to such an extent that some of the microwaves are not coupled out and / or capable of propagation, and thus shielded and / or attenuated.
  • the microwaves are preferably shielded and / or damped by destructive interference.
  • Radiation-dense structures include metal-conductive surfaces or meshes with a mesh size that is much smaller than the wavelength.
  • the shielding unit is constructed at least three stages.
  • a first cutoff structure adjoins the applicator device.
  • a choke device adjoins this cutoff structure as a second shielding unit.
  • at least one shielding unit is arranged directly on the applicator device. Particularly preferred is the cutoff structure and / or the
  • At least one shielding device and / or one stage of the shielding device has a structure of a plurality of protrusions.
  • These projections may be formed as rods, preferably as rods or projections which extend perpendicular to a longitudinal direction of the plastic preforms.
  • these projections are formed regularly and in particular have regular distances from each other. It would be possible for these projections to be of similar construction below one another. Also, the projections could be arranged in a plane.
  • the cutoff structure has a hollow-conductor-like depression which has the function of a quarter-wave trap.
  • the applicator means preferably has a slot through which the plastic preforms are passed.
  • the applicator device also has an opening at an initial region and an end region, namely in the entry region of the plastic preforms and in the exit region of the plastic preforms. In principle, microwave radiation can escape from these slots or openings, which should be prevented if possible.
  • the following measures which serve to prevent microwaves from escaping from the applicator and / or resonator, can also be achieved without the invention described above Find application, that is, in particular without the feature that rotation means for rotating the plastic preforms are present and / or that the transport device is at least partially disposed outside of the application device. These measures serve to reduce the occurrence of microwaves outside the housing of the machine or the applicator device and in particular to reduce it to a value which is less than 10 mW / cm 2 , preferably less than 2.5 mW / cm 2 in one Wavelength range of 915 MHz.
  • At least one area of the applicator device and preferably at least one wall of the applicator device is at least partially equipped with a multiplicity of projections which prevent the microwave leakage.
  • This wall particularly preferably extends beyond the slot through which the plastic preforms are guided.
  • this wall extends with the projections beyond all of the said slots or openings of the applicator device.
  • These projections also referred to below as chokes, are a multiplicity of projections which, starting from this wall, preferably point perpendicularly to the slot and / or perpendicular to the transport direction of the plastic preforms.
  • the wall of the applicator device is preferably equipped with a plurality of such protrusions, preferably at least one, and particularly preferably exactly one wall of the applicator device.
  • at least and particularly preferably, only a portion of this wall is provided with protrusions which are outside the applicator device or outside that region in which the plastic preforms are heated.
  • these projections or structures made of metal (or optionally. Of dielectric materials) to prevent the escape of microwaves.
  • microwave-absorbing structures can be used.
  • the material of the channel or nip through which the plastic preforms are transported is formed as a combination of chokes and structures of absorbent material. These may preferably be dielectric and / or metallic materials.
  • these protrusions are formed from a plurality of rows of metallic protrusions.
  • Cutoff waveguides and / or cutoff structures are preferably provided with dimensions that depend on the frequency and prevent further propagation of the waves. These cutoff structures could be implemented, for example, by a narrow slot.
  • absorber structures are present which provide high absorption for the waves and which reduce the radiation. These absorber structures could follow the cutoff structures.
  • these projections do not protrude into the actual application device or into the region in which the plastic preforms are actually heated.
  • the wall projects beyond the said slots and in these areas projecting beyond the slots, the said projections are arranged.
  • the narrower portion of the housing is formed with structures of absorbent materials (which could also be lattice-like structures) that absorb the exiting microwave radiation exiting the applicator channel.
  • the components of the housing are designed such that they reduce the microwave radiation below the legally permissible limit range.
  • the inlet and outlet slots of the housing are provided with projections which reduce the microwave leakage to the legally permissible value mentioned above.
  • the entrance and exit areas of the housing are preferably equipped with a combination of protrusions and structures of absorbent or nonabsorbent materials to reduce microwave leakage.
  • the channel of the applicator device is preferably equipped with additional cutoff waveguides or cutoff structures in order to reduce the leakage of microwaves.
  • the device has a tuning device (hereinafter also referred to as a tuner), which is suitable and intended inter alia for regulating a heating power for the plastic preforms.
  • Tuning devices are provided in order to set the resonance frequency of the applicator device at different filling levels with plastic preforms and in particular to adapt it to the frequency of the microwave. These tuning devices may preferably be present in a channel which adjoins the applicator device.
  • the tuning device is suitable and intended to tune a resonance frequency of the applicator and a transmission frequency of the microwave generating device to one another. Particularly preferably, this tuning takes place by a change and / or adaptation of the resonance frequency.
  • the tuning device preferably has means which are suitable and intended to cause a change in the resonance frequency.
  • the resonant frequency is understood to mean the frequency with which the microwaves are applied to the plastic preforms and / or the frequency which results in an applicator or resonator filled at least partially and preferably completely (with plastic preforms).
  • This resonant frequency is preferably tunable.
  • the transmission frequency is the frequency with which the microwave generating device radiates. This transmission frequency is at least when using a magnetron unchangeable or not controlled modifiable (but may change in a power change). When using a solid state microwave source, the transmission frequency may also be variable.
  • the adaptation or tuning is preferably carried out for filled or partially filled applicator devices.
  • To partially filled Applikatoreinnchtung it can come especially during startup processes or during emptying processes, in which either (about after start of operation) new plastic preforms of Applikatoreinnchtung be supplied or the Applikatoreinnchtung is emptied.
  • the adaptation or tuning can be regulated and / or controlled as a function of the loading state of the applicator and / or physical variables of the microwave field.
  • the heating power depends on several factors of influence, in particular the available microwave power, an aperture setting, a coupling, a tuner setting, a material and a temperature of the plastic preform and a transport speed.
  • tuning concepts can preferably be provided.
  • slow tuning concepts can be provided which are suitable for the entire frequency range and which can supply partially filled and also completely filled applicator devices.
  • these tuning concepts can allow the heating of low mass plastic preforms and also high mass plastic preforms.
  • the tuner may comprise a movable block of dielectric material which is preferably located at the rear end of the applicator (in the region of the last maximum of the standing wave pattern of the applicator device).
  • a fast tuning device concept can be provided which is provided for a limited frequency range to compensate for the rapidly changing divergence between the resonant frequency of the applicator device and the microwave source. This may be caused by periodically changing the resonant frequency of the applicator means as the plastic preforms move through the standing wave or standing wave pattern of the applicator means. In addition, this can be achieved by rapid changes in the central frequency of the microwave source (especially in the case of a solid-state source). Alternatively or additionally, a rotating structure of dielectric and / or metallic material may be provided, which is preferably arranged close to a maximum of the standing wave pattern of the applicator device.
  • the tuning element is made of a material selected from a group of materials including AL2O3, PTFA, PTFE, quartz, PEI (polyetherimide), Igus A500®, and the like.
  • an adaptable metal short circuit with a choke is preferably provided which effectively limits the dimensions of the resonator or of the cavity or waveguide.
  • at least one end of the applicator device is in the Transport direction open.
  • both ends of the applicator device that is, both the end in the transport direction of the plastic preforms and opposite to the transport direction of the plastic preforms are open. In this way, the plastic preforms can be introduced into the applicator device simply and in particular without any movement in its longitudinal direction.
  • the plastic preforms could be introduced into the applicator device in such a way that they dip into an initial region of the applicator device by means of a high movement or a lowering movement and are pulled out of this at the other end of the applicator device.
  • the plastic preforms may be introduced into the applicator device in such a way that they dip into an initial region of the applicator device by means of a high movement or a lowering movement and are pulled out of this at the other end of the applicator device.
  • a more complicated mechanism would be required to introduce the plastic preforms into the applicator device.
  • the tuning device has at least one rotatable tuning element (or a tuning structure).
  • the tuning device has at least two rotatable tuning elements, wherein these tuning elements are particularly preferably rotatable with respect to mutually parallel axes of rotation.
  • these at least two tuning elements with respect to the transport path of the plastic preforms are arranged opposite one another and / or the transport path of the plastic preforms runs between these two tuning elements.
  • the tuning elements are arranged symmetrically with respect to the transport path of the plastic preforms.
  • more than two such tuning elements are provided. Particularly preferably, at least four, preferably at least six such tuning elements are provided. In a further preferred embodiment, an even number of such tuning elements is provided.
  • two tuning elements are located with respect to the transport path of the plastic preforms.
  • the individual tuning elements are independently rotatable.
  • this coupling can be done both mechanically and via the control of the respective drive means of Abstimm Rheinen Bei
  • These drive devices may in particular be electromotive drive devices.
  • the at least one tuning element is rotatable with respect to an axis of rotation which is parallel to a longitudinal direction of the plastic preforms to be heated
  • the distance between the tuning element and / or its geometric axis of rotation on the one hand and the maximum is smaller than the distance between the tuning element and / or its geometric axis of rotation on the one hand and the minimum of the standing wave pattern.
  • the distance to the maximum is less than half the distance to the minimum, preferably less than one third as large, and preferably less than a quarter as large, and more preferably less than one fifth as large.
  • the tuning elements or structures can be rotated differently or synchronously both per maximum and per side of the applicator device.
  • Particularly preferred is an embodiment in which the symmetry with respect to the axis is maintained in the transport direction of the transport path.
  • the tuning elements are made of a dielectric and / or metallic material.
  • the tuning elements have a circular segment-shaped cross section and in particular a semicircular cross section.
  • this is at least one tuning element and preferably a plurality of tuning elements are integrated in a wall.
  • this wall may have recesses in which the tuning elements are installed.
  • the walls could have gaps in each of which the axes of rotation of the tuning elements are located.
  • the tuning elements have a semicircular cross section and depending on the rotational position more or less retracted into the wall.
  • the semicircular cross section could project completely out of the wall and, in a further rotational position, be driven completely into the wall.
  • the tuning elements are rotatable by an angle of rotation which is greater than 90 °, preferably greater than 180 °, preferably greater than 210 °, preferably greater than 240 °, preferably greater than 270 ° and particularly preferably greater than 300 °.
  • the tuning elements are rotatable by an angle of rotation which is less than 370 °, preferably less than 360 °, preferably less than 350 °, preferably less than 340 °, preferably less than 330 ° and more preferably less than 320 °.
  • the wall is also made of a dielectric and / or a metallic material. In a preferred embodiment, said wall is also disposed within the applicator device.
  • said wall extends along the transport direction of the plastic preforms. In a further preferred embodiment, the wall extends in the longitudinal direction of the plastic preforms.
  • At least one tuning element is provided, which is movable relative to the applicator device in its longitudinal direction.
  • the at least one tuning element and preferably the plurality of tuning elements can preferably be retracted into an opening and / or pulled out of the applicator device. The shift or the retraction of these tuning elements can take place as in the case of a 3-stub tuner.
  • a plurality of such tuning elements are provided, as described above, wherein these in turn may be arranged symmetrically with respect to the transport path and may otherwise be configured as described above for the rotatable tuning elements. It is also possible that these tuning elements are in the vicinity of the maxima of the electric field.
  • tuning elements it would also be possible for the tuning elements to be both rotatable and movable in their longitudinal direction.
  • the applicator device is suitable and intended to apply to the plastic preforms a changing in the longitudinal direction of the temperature profile. It would thus be possible for some areas of the plastic preforms to be heated more strongly than other areas, for example a floor area is heated more strongly than a central area of the plastic preforms. Such a configuration may be advantageous in particular for a downstream forming process by means of a stretch blow molding machine.
  • the applicator has metallic and / or dielectric elements, wherein preferably these metallic and / or dielectric elements are interchangeable and / or a position of these elements is changeable.
  • These metallic and / or dielectric elements serve, in particular, to effect a field change in a targeted manner, in order to apply a field changing in the longitudinal direction of the plastic preforms so as to heat the plastic preforms differently in their longitudinal direction.
  • these elements are movable, in particular displaceable and / or rotatable.
  • the device has at least one drive device for moving these elements.
  • it is an electric motor drive.
  • these elements are exchangeable so as to achieve the adaptability of the applicator device.
  • a position and / or position of the metallic and / or dielectric elements is controlled variable.
  • a regulation and / or control of the applicator device is provided, which changes the position and / or position of the metallic and / or dielectric elements, for example in response to a desired temperature profile of the plastic preforms and in particular drives the above-mentioned drive that moves these elements.
  • This regulation could be integrated into an overall regulation of the plant.
  • the device has at least one first sensor device, which detects a temperature of the plastic preforms.
  • this sensor device is suitable and determined to detect the heating or temperature of the plastic preforms without contact.
  • this sensor device is suitable and determined to detect the temperature of the plastic preforms during their movement.
  • the sensor device is a so-called pyrometer.
  • the device has at least one second sensor device, which detects a temperature of the plastic preforms.
  • the first temperature measuring device and the second temperature measuring device are arranged at different positions along the path of movement of the plastic preforms. In this way, a temperature gradient or a heating of the plastic preforms can be determined. As mentioned above, these data can be used to control and / or regulate the device.
  • the device has a control device which allows control and in particular regulation of the heating device and in particular real-time control. More specifically, you can do that Also, the performance of the heating means or the applicator be matched exactly to the rotation, movement and temperature of the plastic preforms.
  • the device has at least one, preferably two or more, for example three Mikrowellenapplikator Roaden. It is conceivable that the temperature is measured with a pyrometer or an IR camera, for example, at the inlet, in an applicator device, between the applicator devices or after the applicator devices. Since the dielectric loss factor is temperature dependent, it is advantageous if the temperature of the plastic preforms is within a limited temperature range prior to processing with the MW heater. This can be done for example by a pre-tempering, which can take place both with microwaves, but also with hot air, IR radiation or laser. Thus, for example, the plastic preforms can be pre-tempered in a first heating stage and brought to the same temperature.
  • thermocontrol it would also be a subsequent tempering possible ie a temperature control according to the temperature control described here with microwaves possible. Also a simultaneous and / or combined temperature control would be possible.
  • a first sensor device such as a first pyrometer
  • the temperature of the plastic preforms is measured in front of a first applicator, then in this first applicator, the performance and / or residence time of the plastic preforms is adjusted so that after the first Applicator device arrives a uniformly tempered stream of plastic preforms. If appropriate, this can be checked with a second sensor device. In subsequent applicator devices, the desired residual temperature profile can then be applied.
  • a controller may be provided, which is mounted both centrally and decentrally and controls the system and preferably controls.
  • the device preferably has a further sensor device which determines a temperature of the plastic preforms. It is possible that, after the plastic preforms have left the last tempering (IR oven, microwave oven, laser, hot air, cooling air or Temperierplatten), again the temperature profile is measured and then the container is stretch blown. Subsequently, the container thus blown can be checked again, for example, with regard to a wall thickness distribution.
  • the device also has a blow molding device arranged downstream of the heating device, such as, in particular, a stretch blow molding machine.
  • the device preferably also has a checking device which is suitable and intended to check the finished blown containers and to check in particular with regard to a wall thickness distribution.
  • the device has a sensor device which is suitable and intended to detect emerging microwaves.
  • it is intended to detect microwaves which (unintentionally) escape from the applicator device.
  • the applicator device should be designed so that no critical microwave leakage occurs. Should this nevertheless arise, it is advantageous, for example, to build a metallically conductive protective housing around the system. With such a leakage meter can now be measured whether microwave energy is within the protective device. If this exceeds a preset limit value, the microwave energy is switched off. However, it is also conceivable to obstruct a second measuring device for measuring leaks outside the protective device. This can Monitor a legal limit and this can shut down the system when a preset threshold is exceeded.
  • the device has a first leakage measuring device and a second leakage measuring device.
  • the device has a sensor device which detects disturbances and in particular plasma bows.
  • PET has a low dielectric loss factor
  • a high field density is needed in the applicator device. This in turn can lead to plasma ignition and to microwave leakage.
  • a detector or sensor device in particular but not exclusively a photodiode
  • a controller may cause the microwave power supply to be turned off.
  • a control device reacts within 100 s, preferably within 10 s. It is possible that each applicator device is associated with such a sensor device. However, it would also be possible for a plurality of applicator devices to be protected by means of a sensor device.
  • the device has a sensor device which detects a geometric shape of the plastic preforms and in particular but not exclusively a preform length or a preform diameter. Also, a detection can be made as to whether a plastic preform is present.
  • a microwave heating device it is advantageous to place functional elements in the resonator close to the tip of the plastic preforms. Therefore, it can be detrimental to the system if the plastic preforms are too long. It is therefore proposed in the context of this embodiment, an inspection device of the actual Er- upstream heating device. This may, for example, physical properties, such as a length, a thickness, dielectric properties, contamination, defective plastic preforms, threads at the injection point, deformed mouthpieces, a crooked seat in the holding devices and the like recognize.
  • an ejection device can furthermore be provided which ejects the relevant plastic preforms before entering the applicator device.
  • an inspection system can be, for example, a light barrier, a camera, an inductive or capacitive measuring device or a small measuring resonator or contain one or more of these elements.
  • a photocell or a mechanical probe that looks under the stream of plastic preforms may still be present while the plastic preform is in heating. This can also detect slippage from a holding device and, for example, stop the machine.
  • the device has a cooling device, in particular for cooling the microwave generation and / or the applicator device.
  • a cooling device for cooling the microwave generation and / or the applicator device.
  • a liquid cooling can be provided.
  • the device has a sensor device and in particular a flow monitor, which monitors this cooling.
  • a shutdown occurs when the temperature of an applicator device or a microwave generating device rises above a predetermined limit.
  • the device has a cooling device for cooling a mouth region of the plastic preform.
  • a cooling device for cooling a mouth region of the plastic preform.
  • an air cooling can be provided which acts on the mouth region of the plastic preform with cool air.
  • other areas of the plastic preform could be cooled.
  • the applicator device is designed such that it allows a temperature profile in the longitudinal direction of the plastic preforms, that is, different temperature ranges are applied in different longitudinal direction regions of the plastic preforms.
  • This may be possible in particular by a modification of the electric field within the applicator device.
  • This can be achieved, for example, by permanently installed or adjustable dielectric and / or metallic functional elements which are located in the applicator.
  • Such functional elements can preferably be replaced as clothing parts.
  • An adjustment can be made by motor and preferably also be effected by a control in order to achieve a desired temperature profile.
  • the present heating device it would also be possible to design the present heating device as a rotary device and to provide in the case an applicator device which has a circular profile.
  • the device has functional elements arranged within the applicator device, which are preferably movable and which enable adaptation of a microwave field within the applicator device.
  • the device has a plurality of functional elements, which are particularly preferably independently movable and / or adjustable.
  • the functional elements are movable in a direction which is perpendicular to the transport path of the plastic preforms or at least has a component which is perpendicular to the transport path of the plastic preforms.
  • the device has at least two such functional elements, which are arranged symmetrically with respect to the transport path of the plastic preforms.
  • this is at least one functional element and are preferably at least two functional elements adjustable and / or movable so that a symmetry with respect to an axis in the transport direction of the transport path of the plastic preforms is maintained.
  • these functional elements are also moved accordingly on the procedural side.
  • These functional elements can be formed as a plate-like body, which are arranged within the applicator. It would also be possible for the functional elements to be strip-like.
  • a longitudinal direction of these functional elements preferably extends along the transport path of the plastic preforms and / or perpendicular to a longitudinal axis of the plastic preforms.
  • the functional elements consist of at least one and preferably of different metallic and / or dielectric materials.
  • this is at least one functional element and preferably a plurality of functional elements are arranged rod-like carriers.
  • the at least one functional element is held in a position spaced from a wall of the applicator device.
  • At least one functional element is arranged adjacent to a dome or an end section and in particular a closed end section of the plastic preforms.
  • at least one functional element is arranged below the said tip of the plastic preforms and in particular directly below this tip. In this case, this functional element is preferably movable and / or adjustable in a vertical direction.
  • the heating device may have different configurations of waveguides.
  • rectangular waveguides may be provided, circular waveguides, elliptical waveguides, hexagonal waveguides, ridge waveguides and the like.
  • the heating device also has an infrared heating module. This infrared heating module can serve in particular to a pre-tempering of the plastic preforms.
  • the device has at least one and preferably a plurality of transport devices which are suitable and intended to transport the plastic preforms to the applicator device. These may, for example, also be so-called split-delay stars, which are suitable and intended to change a pitch of the plastic preforms during their transport.
  • the plastic preforms are stationary and the applicator device moves, for example, moves relative to the plastic preforms.
  • the applicator means and the plastic preforms are relatively moving. This movement takes place in particular in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the plastic preforms direction.
  • a heating process of the heating devices described here for plastic preforms is suitable in which hot or cold filling material is added either directly into the plastic preform for molding the container, or later the container is filled with hot medium and then cooled back again.
  • a microwave heating unit may be located in front of an intermediate module and before a molding process, for example a blow molding machine. the.
  • hotfill process moreover, increased requirements with regard to preform temperatures and also an increase in the crystalline proportion of the PET material during heating can be added as a special feature.
  • an aseptic blow molding machine with or without insulator adjoins the heating device.
  • an intermediate module can be provided which, for example, is a dry aseptic module, a wet saseptic module, an irradiation device which irradiates the plastic preforms with electromagnetic radiation, or the like. It is possible that the heating device described here and / or an intermediate module or a blow molding machine by a bulkhead bacterially gas-tight, liquid-tight and similarly sealed / is.
  • the heating device itself to be designed as a sterile area and for appropriate precautions to be taken.
  • a filter or cleaning system is provided.
  • a separation between a wet and a dry part of a sterilization device can take place in this area.
  • a sterilizing agent such as liquid H 2 O 2 is introduced into the preform before the heating device and is then activated in the heating device by means of a microwave.
  • the transport speed of the plastic preforms within the applicator device can be uneven, but also uniform.
  • An uneven speed would have the advantage that regions in the applicator device or in the resonator, in which the E field of the resonator is minimal, can be bridged faster than regions with a maximum. In this way, the plastic preform could be heated faster.
  • a chain drive Servo drive With respect to the preform longitudinal axis to be rotated.
  • Alternative transport options may be movers, which move independently of one another on a magnetic track or the like and thus realize non-uniform or uniform movements in the applicator
  • An uneven movement has the advantage that, for example, minima of an electric field can be bridged faster, and so the total heating time can be reduced. Furthermore, however, a plurality of plastic preforms can be placed at a fixed distance in the applicator and moved accordingly.
  • the rotation of the plastic preforms can take place, for example, via a central chain drive or a toothed belt or the like (for example servo drives, electromechanical drives, pneumatic drives and / or mechanical drives). It would be possible for the individual plastic preforms to be rotated at uniform rotational speeds, although these rotational speeds can preferably be changed. This can be achieved by appropriate movements of a toothed belt.
  • This timing belt can drive, for example, gears that are arranged on the respective holding devices, and which are coupled to a gripping device, so that the plastic preforms are rotated.
  • a gripper on a cam could be used to achieve a direct transport in the heating module.
  • a gripper on a cam could be used to achieve a direct transport in the heating module.
  • the transfer of the plastic preforms into the applicator device can, as mentioned above, be carried out from above, from the side or theoretically also from the underside. As mentioned above, these open sides should be secured against radiation leakage.
  • the device has a turning Device which is suitable and intended to turn an orientation of the plastic preforms.
  • the plastic preforms could be turned so that they are transported with their mouth down through the applicator. This would have the advantage that cooling of the mouth regions of the plastic preforms can be realized more easily.
  • the transport devices from the applicator device or heating device out and in can be carried out analogously to the prior art with Railsverzugssternen, or sawtooth, or else be transferred by means of mover belts or other transport systems in the subsequent processing steps or from a be removed from previous placement device.
  • the advantage of tapes or movers could be the more variable process.
  • the transport device could have a corresponding rail system with a heating device, a plurality of molding machines and the like, with the aid of which a movement device such as a mover and corresponding branches are supplied. This could for example be realized with warping stars or bands or air transporters or the like.
  • a local decrease in the temperature can be achieved by, for example, a nozzle device, such as a Vortex nozzle.
  • a surface cooling can be made in which a portion of the plastic preform is contacted by a cooling element. It may also be advantageous to simultaneously cool during the heating phase in order to protect certain areas of the plastic preforms from overheating or else to achieve a specific temperature profiling. It could also be possible to cool the plastic preform to a certain definable temperature by means of cooling and to build up the cooling as a regulating circuit.
  • a manipulated variable, with which a fan or the like is operated may also be a controlled variable, by means of which the temperature of the plastic preforms is adjusted.
  • the device has an ejection device for sorting out defective plastic preforms.
  • These can be man- For example, because of their material or because of the geometry or due to treatment errors.
  • actuators which press the plastic preform from the process.
  • These can be operated, for example, mechanically, electrically, pneumatically, hydraulically or electromechanically. In this case, preferably in advance a detection of a defect or a faulty transport profile can be effected without contact.
  • the present invention is further directed to a method for heating plastic preforms, wherein the plastic preforms are transported along a predetermined transport path with a transport device.
  • the transport device holding means for holding the plastic preforms and this transport path has at least one heating section, within which the plastic preforms are heated.
  • the heating device has an in particular stationary applicator device, which acts on the plastic preforms with microwaves to heat them.
  • the transport device is arranged at least in the heating section with respect to the applicator device such that at least a portion of the retaining elements is arranged outside the applicator device. It is therefore also proposed on the procedural side that at least one component of the heating device does not run within or through the applicator device.
  • plastic preforms are also transported along a predetermined transport path with a transport device, wherein the transport device has holding elements for holding the plastic preforms and wherein this transport path has at least one heating section within which the plastic preforms are heated.
  • a heating device is further provided, which in particular stationary at least in sections is arranged along the transport path and which heats the transported by the transport means plastic preforms during their transport through the heating section.
  • the heating device on a particular stationary Applikatoreinnchtung, which acts on the plastic preforms with microwaves to heat them.
  • the plastic preforms are at least temporarily rotated with respect to their longitudinal direction, in particular during heating.
  • the plastic preforms are at least temporarily transported as well as rotated with respect to their longitudinal direction.
  • the microwaves are coupled into the applicator device. It would be conceivable in principle that the microwaves are generated in the applicator device, but here it is proposed that the microwaves are generated outside the applicator device and coupled into the applicator device. This coupling of the microwaves takes place in particular via a hollow waveguide.
  • the heating device described here can be arranged downstream of a device for forming plastic preforms into plastic containers and in particular plastic bottles.
  • the device for forming plastic preforms into plastic containers is preferably a blow molding machine.
  • the flowable medium is preferably under pressure.
  • the device has a blowing nozzle, which is sealingly engageable with an orifice of the plastic preforms to expand the plastic preforms so with liquid or gaseous medium.
  • a valve arrangement is preferably provided which controls the supply of the blowing air to the plastic preforms.
  • the blow molding machine is preferably a stretch blow molding machine, which means that the preforms are stretched in the longitudinal direction before and / or during the expansion by means of a stretching rod.
  • the blowing stations each have stretching rods, which can be inserted into the plastic preforms and the plastic preforms in their Stretch longitudinally.
  • the stretch rods preferably have an electric drive.
  • a multiplicity of blowing stations are arranged on a common movable carrier.
  • This carrier is in particular a rotatable carrier.
  • the blowing stations each have a blow molding device, which preferably forms a cavity within which the plastic preforms are expandable to the plastic containers.
  • These blow molding devices are preferably designed in several parts and have two blow mold halves and a base mold.
  • these blow mold halves are detachably arranged on a mold carrier shell or on the blow mold carriers.
  • the blow mold carriers are pivotable relative to each other to open and close the blow molds.
  • the blow mold carrier on locking mechanisms to lock the mold halves against each other during the blowing process.
  • blow molding machine or the carrier and the blow mold arrangements are particularly preferably arranged within a clean room which delimits the blow molding machine from an unsterile environment.
  • Drive devices for the closure, locking and / or opening of the blow molds are preferably arranged outside the clean room.
  • the blow molding devices are preferably transported within the clean room.
  • the clean room is preferably limited by several walls.
  • the clean room is preferably delimited by at least one stationary wall and a wall which moves relative to this wall.
  • the clean room delimits the blow molds in particular from an unsterile environment.
  • the clean room is annular or toroidal formed around the blowing stations or forming stations and / or the transport path of the plastic containers. Further advantages and embodiments will become apparent from the accompanying drawings.
  • FIG. 1 a, b Two representations of a device according to the invention
  • Fig. 2 a, b Two illustrations for illustrating applicator principles
  • FIGS. 7 a, 7 b, 7 c, 7 d, 7 e Five representations of field distributions in the applicator device
  • FIG. 9a - 9d Four illustrations for layouts for applicator devices
  • FIG. 1 1 a - 1 1 f Six representations of holding devices for plastic preforms
  • FIGS. 12a-12d four illustrations for the functioning of a functional element
  • FIGS. 13a-13d four illustrations for illustrating the temperature control
  • 14a-b show two illustrations of a device according to the invention in another
  • FIG. 1a shows a schematic structure of a device 1 according to the invention for heating plastic preforms 10.
  • This device 1 has a transport device 2 on which a multiplicity of holding devices 200 are arranged. These holding devices can be moved along the arrow here.
  • the transport device may preferably have a peripheral carrier on which the individual holding elements are arranged to be movable.
  • the holding devices each have lower inner gripper described in more detail below, each engaging in the orifices 10 a of the plastic preforms 10.
  • the reference numeral 40 schematically indicates an applicator device through which the plastic preforms are transported and in which the plastic preforms are subjected to microwaves. For this purpose, microwaves are generated and, as shown by the small vertical arrow, coupled into the applicator device 40. In the area of a waveguide output, tuning elements described in more detail below may be present.
  • the reference E denotes a heating region within which the plastic preforms 10 are heated. This heating area extends here along the applicator device in the transport direction of the plastic preforms.
  • the reference numeral 6 denotes a first damping device which serves to attenuate or attenuate microwaves emerging from the applicator.
  • Reference numerals 16 relate to further damping devices which may be provided on the end sides of the applicator device, that is to say at the points at which the plastic preforms enter and exit the applicator device.
  • a device 1 according to the invention can have a multiplicity of applicator devices arranged one behind the other in the transport direction of the plastic preforms.
  • the Applikatoreinnchtungen can assume both a straight-line course and a curved course.
  • the reference numeral 50 roughly indicates a rotating device, which causes a rotation of the individual holding devices 200 and also of the plastic preforms 10 arranged thereon.
  • this rotating device can have a toothed belt (not shown) on which corresponding toothed wheels of the holding device run, so that a rotation of the holding devices is effected
  • Figure 1 b shows a view of the device in the transport direction of the plastic preforms.
  • the holding device 200 is shown, on which the plastic preform 10 is arranged.
  • Reference numeral 46 denotes a gap within which the plastic preform is transported by the applicator device 40.
  • the reference symbol 8 denotes a functional element described in greater detail below, which adjusts the field distribution in the interior of the applicator device.
  • FIG. 2 a and 2 b show two basic principles in the loading of plastic preforms with microwaves.
  • the microwaves are coupled into the applicator device by a microwave source 102 and here by a coupling device 42.
  • the microwaves in the applicator are generated starting from an ac source 106.
  • use is made in particular of the principle shown in FIG. 2 a, in which microwaves are coupled into the applicator device.
  • FIGS. 3 a, 3 b show two embodiments of an applicator device 40.
  • the gap 46, through which the plastic preforms are guided, can again be seen here.
  • the reference numeral 48 designates an entrance slit, via which the plastic preforms enter into the applicator and / or resonator.
  • the reference numeral 42 denotes a feeding device such as a waveguide, via which the microwaves are coupled into the applicator device 40.
  • the reference numeral 44 designates an outfeed or decoupling device in the region of which the microwaves are decoupled from the application region of the applicator device. Tuning devices, such as tuning pins or tuning plates, which are more precisely described below, may also be provided in this area.
  • FIG. 3b shows a further embodiment of the applicator device 40.
  • a design is shown which has no sharp edges, so that the risk of arcing is reduced.
  • FIGS. 4 a to 4 c show three embodiments of applicator devices. It is possible that the applicator device as shown in Figure 4a is open on three sides.
  • the plastic preforms can be introduced via a gap 48 and executed again on the other side.
  • the applicator device can also be designed, as shown in FIG. 4 b, that is to say having only one gap 46. In this case, the plastic preforms are dipped in this gap to be mentioned within the applicator device 40.
  • a gap 49 is also provided on the underside, which means that this applicator device is open from all sides.
  • FIGS. 5 a to 5 d show four embodiments of applicator devices.
  • the feed devices 42 or the coupling waveguide 42 are provided and the coupling-out waveguide.
  • the reference numeral 60 roughly indicates a tuning device disposed within the output main conductor 44. This tuner may be moved in a vertical direction to tune a wavelength and / or intensity of the microwaves within the applicator device 40.
  • the reference numerals 52 and 54 designate two deflection regions in which the microwaves are deflected into the applicator device 40. It can be seen that a deflection of 90 ° takes place here.
  • the difference between the variants shown in FIGS. 5 a and 5 b is that in the variant shown in FIG. 5 a, a polygonal transition is provided, whereas in the embodiment shown in FIG. 5 b, the corner regions are rounded.
  • FIGS. 5 c and 5 d show two different approaches to the coupling of microwaves into the applicator device 40.
  • the reference numerals 10 again refer here to the transported plastic preforms.
  • the microwaves are coupled in from the bottom of the applicator device 40.
  • the material channel is arranged on the upper side of the applicator device.
  • the microwaves are coupled from the left or right side into the applicator device.
  • a tuning device 60 may be provided.
  • a protective window 62 may be provided.
  • FIGS. 6 a to 6 c show three examples of the tuning device 60.
  • a dielectric block 68 is provided within the tuning device, ie within the waveguide. This is movable in the direction d and has a thickness w.
  • a rotatable dielectric and / or metallic material 70 is in a region of the tuning element 60.
  • the wave courses within the waveguide can also be adapted here.
  • a short-circuit element 72 is arranged inside the waveguide. This too is displaceable in its movement and can change the effective length of the cavity or of the resonator.
  • FIGS. 7 a, 7 b, 7 c, 7 d and 7 e the wave generation within the applicator or resonator is explained.
  • a traveling wave is shown. If there are no boundary conditions, for example due to reflection of the wave, which lead to a standing wave pattern, the waveguide allows the wave to travel in a certain direction.
  • the field changes with time and the positions of the maxima and minima are not fixed.
  • Power is coupled into the waveguide and may be partially absorbed by elements within the waveguide, with the remaining energy preferably being fed into an end load, such as a water load.
  • FIGS. 7 d and 7 e describe how the heating length of the applicator device can be reduced.
  • a dielectric material may be incorporated into the applicator device (such as quartz, PTFA, and the like). This material is placed in particular in those areas where a slight warming occurs. This improves the relationship between the high heat and low heat regions and, as a direct consequence, shortens the overall length of the applicator (see Figure 7 e).
  • FIGS. 8a to 8d illustrate the attenuation of microwaves which can emerge from the applicator device and / or the housing of the machine.
  • the individual plastic preforms 10 are shown.
  • a designated in its entirety by 6 damping device is provided, which serves to attenuate emerging from the applicator microwaves.
  • This damping element or this damping device has a carrier 63, on which a plurality of projections 61 is arranged, which extend here in the direction of the plastic preforms. Since the plastic preforms are moved by the applicator device, and also by the damping device 6, this damper device 6 is optimized so that the effects on the holding elements for the plastic preforms, which are moved within this element, are taken into account.
  • Suitable materials for example, as mentioned above, AL 2 0 3 , PTFA, PTFE, quartz, PEI, Igus A500 and the like.
  • the material of the channel 45 through which the plastic preforms are transported could be coated with a structure (for example, with thin plates) to separate the volume of this channel and the remainder of the applicator device by a low-loss material.
  • the purpose is to reduce the contamination of the applicator device and also to facilitate the maintenance and service of the applicator device.
  • the coating of the inner walls of the applicator is one possibility.
  • Another possibility is to construct a separator of dielectric material around the actual material channel (area of the applicator that is passed through by the preforms) and the remaining area of the applicator.
  • the applicator means or channel 45 of the applicator means comprises an air purge system to reduce contamination of the applicator means.
  • air purge system to reduce contamination of the applicator means.
  • one or a plurality of air nozzles could be provided, which act on the interior of the applicator device with air, for example also with sterile air, at least temporarily.
  • the damping devices 16 and damping device 6 may be formed on a common carrier 61 or 63. Also in the region of the damping device 16, a plurality of the projections 61 is provided.
  • the reference numeral 45 denotes the channel through which the plastic preforms, more precisely, their base bodies, are conveyed.
  • the coupling device 42 is recognizable and also the decoupling device 44, in which also the (not shown here) tuning elements are arranged.
  • FIG. 8 c shows a further embodiment of an applicator device.
  • 16 metal blocks are provided as damping devices for the edge regions, which serve for cutting off (non-wandering) waves. Between these metallic blocks, the above-mentioned projections 61 are again provided.
  • FIG. 8 d shows an embodiment in which the plastic preform 10 is conveyed through the space of the applicator device shown only partially.
  • the damping device 6 is provided, which in particular ensures that in the region of the gap 46, within which the holding device 200 is transported, the microwaves are damped.
  • the holding device 200 here has three guide devices 251, 252 and 253, which serve for the lateral guidance of the holding device 200.
  • damping of microwave radiation is also provided so that they can not escape from the resonator or the applicator device or at least sufficiently attenuated.
  • these may be, for example, metal brushes or the like.
  • a ⁇ / 4 trap can also be used for damping.
  • FIG. 9a to 9d show several representations of different device layouts.
  • a power source 92 is present which electrically supplies a plurality of microwave generators 94 via two or more branches. These microwave generators 94 each supply microwave sources 96. These microwave sources 96 are followed by circulators and water loads 98, respectively. Subsequently, the microwave power is split in each case over two applicator devices 40 via a power splitter 95.
  • a power source 92 here however only a microwave generator 94, is likewise provided.
  • This microwave generator 94 in turn supplies three or even several microwave sources 96.
  • Each microwave source 96 is assigned a water load or a circulator 98 and in each case an applicator device 40.
  • the reference numerals 73 and 74 denote sensor devices which measure, for example, an incoming power, an absorbed power, an impedance, or the like.
  • the plastic preforms are transported along the arrows from one applicator device 40 to the next.
  • the reference numeral 50 designates a control device which, for example, can also receive signals from the sensor devices 73 and 74, and which, conversely, can control the power divider 95.
  • the control device 50 can also control the individual applicator devices 40, more precisely, the coupling elements 42 and the tuning devices 60.
  • the control device 50 can also control the generator and the microwave source 96.
  • control device 50 This is preferably in the control device 50 to a control device, so that a control of the entire system is possible.
  • FIGS. 10 a to 10 d show different embodiments of devices according to the invention with additional measuring devices.
  • FIG. 10 a shows an arrangement in which the plastic preforms 10 are transported through a multiplicity of applicator devices 40 arranged one behind the other and along a transport path T.
  • the reference numeral 12 denotes a first sensor device, in particular a pyrometer, which measures a temperature of the plastic preforms without contact.
  • this first sensor device 12 measures the temperature of the plastic preforms prior to entry into the first applicator device 40.
  • the second sensor device 14 measures the temperature of the Plastic preforms after their exit from the first Applikatoreinnchtung.
  • the reference numeral 120 designates a control device which communicates with both the sensor devices 12 and 14 as well as with the actual applicator device 40.
  • a pyrometer it would also be possible to use an infrared camera, in particular at the inlet before the first applicator device 40.
  • Further sensor means could also be provided between the second and third applicator means and at the end of the third applicator means.
  • the left first applicator device can be used in particular to bring the plastic preforms to a uniform temperature level.
  • FIG. 10b shows a further embodiment of the device according to the invention.
  • the actual heating device 1 is a forming device, such as in particular a blow molding machine 150 downstream.
  • This blow molding machine has a blow mold with a first side part 154, a second side part 156 and bottom part 158. These three parts together form a cavity within which the plastic preform is expanded by applying a medium, in particular compressed air to a finished container 20. Instead of compressed air, the plastic preform could also be expanded with a liquid to be filled later.
  • these side parts 154 and 156 are arranged on side sub-carriers (not shown).
  • the bottom part 158 can also be arranged on a carrier (not shown).
  • the side parts are preferably pivoted apart and the bottom part 158 is put away.
  • Reference numeral 162 refers to a stretch rod.
  • the reference numeral 152 denotes a valve block which controls the application of blown air to the plastic preforms.
  • Reference numeral 120 again denotes a control device, However, here also the forming unit 150 and, for example, the valve block 152 are integrated in control.
  • the reference numeral 142 designates another inspection device, which checks the finished blown containers.
  • the shape of a floor can be observed, or other properties such as in particular a wall thickness distribution of the finished container.
  • the inspection or sensor device 142 may have a multiplicity of sensor elements which monitor the wall thicknesses of the container along its longitudinal direction.
  • the controller 120 also preferably enables IPC (inter-process communication). In this way, the entire manufacturing process for the containers 20 can be self-regulated.
  • the individual devices also allow a different tempering of the plastic preforms along different regions in the longitudinal direction of the plastic preforms.
  • Stretch blow molding that is to say a temperature which is measured by the sensor device 15, is used as an important controlled variable, since here the heating process is considered and only its effects on the final container quality.
  • FIG. 10 c shows an illustration of the device with several measuring devices.
  • the device has two sensor devices 136 which are each assigned to an applicator device 40. These sensor devices should detect in particular plasma ignitions. These sensor devices 136 may be, for example, a photodiode, which looks into the resonator or within the channel of the applicator device. This or the control device can immediately switch off the microwave energy supply at a plasma ignition.
  • Reference numerals 132 and 134 relate to first and second sensor devices which serve to detect whether microwaves emerge from the applicator devices.
  • the first sensor device 132 it is possible for the first sensor device 132 to be arranged within a housing 130 and to determine whether the first sensor device 132 is located inside the housing 130 Applikator wornen 40 microwaves emerge.
  • a second sensor device 134 can be arranged outside of the housing 130 in order to determine once again whether microwaves also emerge from the housing. Should If one of the two sensor devices 132 and 134 shows too high a measured value for the microwave energy, the control device 120 can switch off the respective applicator devices.
  • a further sensor or measuring device 138 is provided in front of the actual applicator device 40.
  • This measuring device is suitable and intended to determine geometric properties of the plastic preforms.
  • a preform length If a plastic preform that is too long occurs, it can be ejected from the production flow with an ejector 140. Accordingly, the control device 120 is again provided here, which can also control the ejector 140 here.
  • additional water cooling for example on the magnetron, is provided on a circulator and a water load.
  • the Applikatoreinnchtung itself can be water cooled.
  • the amplifier should be cooled. Again, this is usually done with water.
  • Such designs particularly preferably have a flow meter and / or temper measurement, which detects the temperature of the cooling water. In this way, the correct amount of coolant can be controlled.
  • Figure 1 1 a shows a holding device 200 for the plastic preform 10 a according to the prior art of the Applicant.
  • This holding element 200 has a relatively short length. It should be noted, however, that individual components, such as in particular the actual gripping device 202 is also used for the holding device according to the invention, so that in this respect can be made of these features.
  • FIG. 11a also shows a perspective view of a holding device 1 according to the invention.
  • This holding device 200 in this case has a holding portion 202 which is at least partially insertable into a container or into the mouth of a container.
  • the holding section has five holding elements 224, 226 (the others not shown, since behind), each having a radially inwardly offset end portion 224a, 226a, which is insertable into the mouths of the plastic preforms.
  • Slots 225 are respectively disposed between the individual holding elements, by which a certain relative movement of the holding devices with respect to each other is possible.
  • the holding elements 222, 224 can be delivered slightly closer to each other when entering the plastic preform.
  • These slots preferably run in a straight line and are particularly preferably parallel to the longitudinal direction L of the holding device.
  • the initially mentioned circumferential direction of the holding device is thus defined as a circumferential direction about the longitudinal direction.
  • the reference numeral 268 denotes a stop of the expansion body, which extends between the individual holding elements or within the same.
  • the reference numeral 232 denotes a base body of the holding portion, on which the holding elements 224, 226 are arranged and with which the holding elements 224, 226 are integrally formed.
  • these retaining elements are arranged at least slightly bendable on the base body 232.
  • the retaining elements are pressed slightly inwards when immersed in a plastic container and now bring about a certain counterforce against the inner wall of the mouth which holds the plastic containers 10 on the holding device 200.
  • the reference numeral 208 denotes a main body or carrier of the holding device 200, to which in turn the holding section 202, more precisely the base body 232, is arranged.
  • the base body 232 forms inside a cavity, in which in turn the spreader is arranged. Via screw connections 286, the base body 202 is arranged in the base body 208.
  • the reference numeral 285 refers to a receiving area, in which the holding portion, more specifically, the base body 232 is inserted.
  • at least the portion 232 and the holding members 224, 226 are made of a non-metallic material.
  • the spreader located in the interior is made of a non-metallic material.
  • FIG. 11a Furthermore, the holding device 200 with a plastic preform 10 arranged thereon is shown in FIG. 11a.
  • This plastic preform 10 has an orifice into which the end portion of the retainer dips to hold this plastic preform.
  • FIG. 11a also shows a sectional view of the holding device 1 according to the invention.
  • two holding elements 224 and 226 can be seen.
  • the reference numeral 262 refers to the spreader, which defines how far with inserted spreaders, the two holding elements 226 and 224, but all the holding elements are pressed apart and pressed against the inner wall 210b of the plastic preform
  • Reference numeral 263 denotes a receiving groove of the holding element 226, against which the spreading element 262 abuts.
  • the expansion body does not have to spread the holding elements 224, 226 far in the operating state. Accordingly, the spreader could also be referred to as a support body, which supports the holding elements radially inwardly. However, the retaining elements are also at least slightly spread when removing the expansion body from the base body.
  • the reference numeral 268 again indicates the lower stop, which rests against the retaining elements 224, 226.
  • the reference numeral 286 again refers to screwing, as here grub screws with which the carrier 208 is fixed to the base body 232 and thus also the holding portion 202.
  • Reference numeral 272 denotes a channel-shaped opening through which a tool such as a small screwdriver can be inserted to push an expanding body 206 downward in the longitudinal direction L out of the body 232. In this way, the spreader 262 is accessible and can be changed.
  • the entire device can be attached to a further element, such as a rod-like body, which enters the recess 283.
  • the upper region of the holding device in particular in the region of the recess and the screw body altogether serves as a fastening section 280, in order to be able to mount the holding device on a carrier, such as a chain or also on shuttles.
  • the reference numeral 288 denotes a bearing surface for mounting the holding device 200 to a carrier.
  • the holding device can be attached to a drive, which also causes the plastic preform 10 is rotated about its own longitudinal axis.
  • the holding device can also be arranged on a transport device such as a transport chain and be transported through it.
  • the reference numeral 244 refers to a circumferential projection here, which is formed on the expansion body 206.
  • This projection engages in an assembled state in grooves or recesses 242, which are formed in the individual holding elements. It can be seen that the geometric shapes of these projections and recesses are adapted to each other. Downwards, i. in the direction of the projection, both the groove and the projection each have inclined surfaces 242a, 244a. By these inclined surfaces, when the expansion body is to be pushed out of the base body 232 or the holding elements, a force is exerted on the holding elements, which spreads these apart.
  • the expansion element 262 is located relatively close to the lower end of the holding device, so that it is also disposed within this plastic preform when the plastic preform is arranged.
  • This spreading element is preferably arranged below the projection 244 in the longitudinal direction and preferably between the projection and the stop element 268. This is advantageous, since in this case the force to be applied by the spreading element to the holding elements is less than with a higher arrangement of the spreading element 262.
  • the reference numeral 282 denotes an opening arranged in the main body, through which a tool for pushing the expanding body 206 out of the base body 232 can be inserted.
  • the reference numeral 261 denotes a arranged on the expansion body circumferential groove, in which the spreader 262 can be inserted.
  • the expansion element could be designated according to its function as a support element, which serves to support the holding elements relative to the expansion body, in particular when the holding device is inserted into a plastic preform.
  • Fig. 1 1 b shows an illustration of a holding device according to the invention.
  • This holding device has here three guide means 251, 252 and 253, which serve for the lateral guidance of the holding device.
  • These three guide devices are in common components of a guide device, designated 250, which serves for laterally guiding the holding device 200.
  • the guide devices are designed here as rotatable bodies or outer rings, which can roll over other guide means.
  • Fig. 1 c shows that the guide devices each have ball bearings with balls 255 so as to achieve the rotation of the outer rings of these guide means. It can further be seen that the lowermost guide device 253 has a slightly larger outer cross section than the other two guide devices 251 and 252. This guide device 253 serves for unrolling in relation to adjacent guide devices of adjacent holding devices.
  • Fig. 11d illustrates the concept of the guide. It can be seen that the guide device 251 rolls against a first rail 272, which is arranged in front of the guide devices in this figure. The guide device 252 rolls down from a second rail 274, which is arranged behind the guide devices here, and the guide device 253 with respect to the adjacent guide device.
  • FIGS. 11e and 11f show two further illustrations which illustrate the guidance of the holding devices.
  • the holding devices are guided in three directions and overall so both in the transport direction and perpendicular thereto.
  • Figures 12a-12d illustrate the operation of the above-mentioned functional elements.
  • the upper partial image shows a possible field distribution within the applicator along the longitudinal direction of the plastic preform shown in the lower partial image. This field distribution or this field profile does not yet lead to the desired heating of the plastic preform.
  • a functional element 8 for example a dielectric element, is introduced into the applicator. It can be seen that this functional element changes the field distribution within the applicator and in particular shifts the maximum of the field.
  • Fig. 12a shows a desired profile of the field distribution. It can be seen that the profile shown in the middle partial image is already closer to the desired field distribution than the profile shown in the upper partial image.
  • 12b shows a first possible embodiment of a functional element 8 arranged inside the applicator. This functional element 8 can be delivered laterally in the direction of the double arrow P1 onto the plastic preform.
  • FIG. 12c shows a further embodiment of a functional element 8. This can be designed as a piston-like or rod-like element, which can also be delivered to the plastic preform.
  • Fig. 12d shows a further embodiment of a functional element. This is here embodied as a dielectric block attached to a bottom of the applicator device, i. is arranged below the transport path of the plastic preforms.
  • FIGS. 13 a to 13 d illustrate different temperature control concepts for a heating device according to the invention. These procedures are also used in particular to apply a circumferentially changing temperature profile to the plastic preform. In the procedure shown in FIG. 13a, the rotational speed n1, n2, n3 of the plastic preform is varied and thus an inhomogeneous temperature profile is applied in the direction of rotation.
  • FIG. 13c shows another possible embodiment of an applicator or resonator. It would certainly also be conceivable and, if appropriate, for example, with regard to the so-called footprint or the arrangement, to make the heating device meaningful, as shown in FIG. 13c, as a rotary. In this case, the resonator would have to be bent into a circular shape and either the entire resonator would rotate with the preforms or else only the preforms would move through the curved resonator.
  • the reference numeral 82 denotes a region in which the plastic preforms are transferred to the heating device, and the reference numeral 40 again identifies the applicator through which the plastic preforms 10 are transported.
  • the reference numeral 84 denotes an assembly which is suitable and intended for temperature profiling.
  • Fig. 13d shows another possible approach to achieve temperature profiling.
  • a local decrease of the temperature can be effected by, for example, a pre-jet nozzle 86 and / or a surface cooling and / or by contact (Proshape) or another way. It may also be advantageous to simultaneously cool during the heating phase in order to prevent certain areas from overheating or to achieve a certain temperature profiling.
  • Fig. 14a shows a further embodiment of the device according to the invention.
  • a plurality of functional belts are disposed within the applicator device. 8a - 8c arranged.
  • the functional elements identified by the reference symbols 8a-8c are also assigned opposing functional elements.
  • the functional elements lying opposite each other with respect to the plastic preform 10 are each arranged in the same position, that is, in particular arranged symmetrically relative to the transport path of the plastic preforms.
  • the individual functional elements 8a, 8b, 8c are movable in a direction which is perpendicular to the transport path of the plastic preforms. These are the
  • Functional elements 8a and 8b each about a horizontal direction and the functional element 8c about a vertical direction.
  • the individual functional elements 8a, 8b, 8c are preferably movable independently of one another.
  • the reference numeral 64 denotes a tuning element, which in Fig. 14a with respect to a vertical axis of rotation, i. a rotation axis which is parallel to the longitudinal direction of the plastic preform, is rotatable.
  • Fig. 14a two such tuning elements are shown, which are relative to the plastic preforms or with respect to their transport path.
  • FIG. 14b shows a plan view of the device shown in FIG. 14a on line A of FIG. 14a.
  • a total of six tuning elements 64 can be seen, which are arranged on the two sides of the transport path of the plastic preforms 10. More precisely, these tuning elements are preferably arranged symmetrically to this transport path.
  • these tuning elements 64 are preferably arranged in the maxima of the electric field.
  • these tuning elements 64 are each arranged in equidistant positions relative to one another.
  • the reference numeral 66 denotes a wall in which the individual tuning elements 64 are installed.
  • a corresponding wall (not shown) is preferably also arranged on the opposite side of the transport path.
  • the individual tuning elements are rotatable relative to these walls. Since, as mentioned above, the tuning elements each have a semicircular profile (in Fig. 14b is only the circular end portion recognizable, see section in Fig. 14a) have) can be determined by the rotational position of the tuning elements, which share the tuning elements of the respective Walls 66 in the direction of the transport path of Kunststoffvorform- lingers 10 protrudes.
  • the wall can be made of the same material as the tuning element
  • the reference numeral 8a again shows a functional element, which extends here, as shown in FIG. 14b, along the entire applicator device.
  • the further functional element 8b shown in FIG. 14a can not be seen in FIG. 14b, since it is located below the functional element 8a.
  • a corresponding functional element is also present on the opposite side of the transport path, but not shown in Fig. 14b for reasons of clarity.
  • the Applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided that they are novel individually or in combination with respect to the prior art. It is further pointed out that features have also been described in the individual figures, which in themselves can be advantageous. The person skilled in the art immediately recognizes that a specific feature described in a figure can also be advantageous without taking over further features from this figure. Furthermore, the person skilled in the art recognizes that advantages can also result from a combination of several features shown in individual or in different figures. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • tuning device 60 tuning device, tuning device

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Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen (10) mit einer Transporteinrichtung (2), welche die Kunststoffvorformlinge (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung Halteeinrichtungen (200) zum Halten der Kunststoffvorformlinge (10) aufweist und wobei dieser Transportpfad wenigstens einen Erwärmungsabschnitt (E) aufweist, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge (10) erwärmt werden und mit einer Erwärmungseinrichtung, welche insbesondere stationär wenigstens abschnittsweise entlang des Transportpfads angeordnet ist und welche die von der Transporteinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge (10) während deren Transport durch den Erwärmungsabschnitt (E) erwärmt, wobei die Erwärmungseinrichtung (4) wenigstens eine insbesondere stationäre Applikatoreinrichtung (40) aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Kunststoffvorformlinge (10) mit Mikrowellen zu deren Erwärmung zu beaufschlagen. Erfindungsgemäß ist die Transporteinrichtung (2) zumindest in dem Erwärmungsabschnitt (E) derart gegenüber der Applikatoreinrichtung (40) angeordnet, dass zumindest ein Abschnitt der Halteeinrichtungen (200) außerhalb der Applikatoreinrichtung (40) angeordnet ist, wobei bevorzugt die Applikatoreinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens zeitweise mehrere Kunststoffvorformlinge gleichzeitig aufzunehmen.

Description

Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen mit stationärem Applikator und
Dreheinrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen. Aus dem Bereich der getränkeherstellenden Industrie ist es bekannt, dass Kunststoffvorformlinge erwärmt werden und in diesem erwärmten Zustand beispielsweise durch eine Blasformmaschine bzw. durch eine Streckblasmaschine expandiert werden. Zum Erwärmen dieser Kunststoffvorformlinge werden üblicherweise Infrarotöfen eingesetzt. Diese Infrarotöfen weisen Infrarotheizelemente auf, an denen die Kunststoffvorformlinge vorbeitransportiert werden. In jüngerer Zeit ist es auch bekannt geworden, zum Erwärmen der Kunststoffvorformlinge Mikrowellenöfen einzusetzen. Bei diesen Mikrowellen Öfen ist an einem Träger eine Vielzahl von Erwärmungseinrichtungen, beispielsweise Heizkavitäten, angeordnet. Die Kunststoffvorformlinge werden vereinzelt in diesen Heizkavitäten erwärmt. Diese Vorgehensweise hat sich zwar bewährt, ist jedoch in der Ausführung und Herstellung relativ aufwändig.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mikrowellenerwärmungseinrichtung zu schaffen, welche in der Herstellung gegenüber Vorrichtungen aus dem Stand der Technik einfacher zu handhaben ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen weist eine Transporteinrichtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert. Dabei weist die Transporteinrichtung Halteeinrichtungen zum Halten der Kunststoffvorformlinge auf und der Transportpfad weist wenigstens einen Erwär- mungsabschnitt auf, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Erwärmungseinrichtung auf, welche insbesondere stationär wenigstens abschnittsweise entlang des Transportpfads angeordnet ist und welche die von der Transporteinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge während deren Transport durch den Erwärmungsabschnitt erwärmt. Dabei weist diese Erwärmungseinrichtung eine Applika- toreinrichtung und insbesondere eine stationäre Applikatoreinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Kunststoffvorformlinge zu deren Erwärmung mit Mikrowellen zu beaufschlagen.
Erfindungsgemäß ist die Transporteinrichtung zumindest in dem Erwärmungsabschnitt derart gegenüber der Applikatoreinrichtung angeordnet, dass zumindest ein Abschnitt der Halteeinrichtungen außerhalb der Applikatoreinrichtung angeordnet ist.
Im Folgenden wird anstelle des Begriffes Applikatoreinrichtung auch vereinfachend der Begriff Applikator verwendet. Bevorzugt ist die Applikatoreinrichtung derart gestaltet, dass sie dazu geeignet und bestimmt ist, wenigstens zeitweise mehrere Kunststoffvorformlinge gleichzeitig aufzunehmen. Besonders befinden sich daher wenigstens zeitweise zwei oder mehrere Kunststoffvorformlinge gleichzeitig in der Applikatoreinrichtung und/oder werden durch diese hindurch transportiert. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, die Transporteinrichtung zumindest teilweise außerhalb der Applikatoreinrichtung zu platzieren. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass im Wesentlichen nur die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden, nicht jedoch Bestandteile der Transporteinrichtung, wie insbesondere aber nicht ausschließlich die Halteeinrichtungen.
Auf diese Weise kann eine effiziente Erwärmung der Kunststoffvorformlinge erreicht werden, ohne dabei eine Beschädigung von weiteren Elementen der Vorrichtung und insbesondere der Transporteinrichtung zu riskieren. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Kunststoffvorformlinge während ihrer Erwärmung im Erwärmungsabschnitt in einer Richtung senkrecht zu ihrer Längsachse transportiert werden. Bevorzugt ist daher die Transporteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Kunststoffvorformlinge senkrecht zu ihrer Längsrichtung zu transportieren.
Ebenfalls ist es so einfacher ein Austreten von Mikrowellenstrahlung aus der Applikatorein- richtung zu verhindern, vor allem metallisch leitende Gegenstände die von außen in den Applikator reichen, erschweren eine effektive Schirmung des Applikators. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoff- vorformlingen gerichtet, welche eine Transporteinrichtung aufweist, welche die Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung Halteeinrichtungen zum Halten der Kunststoffvorformlinge aufweist und wobei dieser Transportpfad wenigstens einen Erwärmungsabschnitt aufweist, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Erwärmungseinrichtung auf, welche insbesondere stationär und insbesondere wenigstens abschnittsweise entlang des Transportpfads angeordnet ist und welche die von der Transporteinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge während deren Transport durch den Erwärmungsabschnitt erwärmt. Dabei weist die Erwärmungseinrichtung eine insbesondere statio- när angeordnete Applikatoreinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Kunststoffvorformlinge mit Mikrowellen zu deren Erwärmung zu beaufschlagen.
Erfindungsgemäß weist bei dieser Ausgestaltung die Vorrichtung eine Dreheinrichtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge wenigstens teilweise während deren Erwärmung um deren Längsachse dreht.
Diese Dreheinrichtung kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie die Halteeinrichtungen mit den daran angeordneten Kunststoffvorformlingen individuell dreht. So könnte die Dreheinrichtung etwa jeweils Elektromotoren aufweisen, welche den einzelnen Halteeinrichtun- gen der Kunststoffvorformlinge zugeordnet ist.
Bevorzugt ist jedoch eine Dreheinrichtung vorgesehen, welche die Kunststoffvorformlinge einheitlich dreht. So könnte die Dreheinrichtung etwa einen Zahnriemen aufweisen, in den entsprechende Zahnräder, die an den einzelnen Halteeinrichtungen angeordnet sind eingreifen so dass durch die Transportbewegung der Halteeinrichtungen auch gleichzeitig die Drehung der Halteeinrichtungen ausgelöst wird. Dieser Zahnriemen könnte dabei angetrieben sein, um eine Rotationsgeschwindigkeit der Halteeinrichtungen und insbesondere der daran angeordneten Kunststoffvorformlinge verändern zu können.
Bevorzugt bestehen wenigstens Abschnitte der Halteeinrichtungen aus dielektrischem Material. Wie erwähnt, ist die Applikatoreinrichtung (bei beiden der oben genannten erfindungsgemäßen Ausführungen) insbesondere stationär angeordnet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass umgekehrt die Kunststoffvorformlinge stationär angeordnet sind und sich die Applikatoreinrichtung diesen gegenüber bewegt. Bevorzugt ist jedoch die Vorrichtung im Gegensatz zu den oben beschriebenen Vorrichtungen aus dem Stand der Technik derart aufgebaut, dass die Kunststoffvorformlinge jeweils durch die gleiche Applikatoreinrichtung erwärmt werden. Bevorzugt führt die Transporteinrichtung eine Relativbewegung zwischen den Kunststoffvor- formlingen und der Applikatoreinrichtung aus, bevorzugt eine Bewegung, welche senkrecht zu einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge steht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Transporteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Kunststoffvorformlinge vereinzelt zu transportieren. So kann beispielsweise die Transporteinrichtung eine umlaufende Transportkette aufweisen, an der die einzelnen Halteeinrichtungen angeordnet sind. Daneben wäre es jedoch auch möglich, dass die Transporteinrichtung einen Träger aufweist, der insbesondere als Linearmotor ausgebildet ist und die einzelnen Halteeinrichtungen an gegenüber diesem Träger als bewegbare Shuttles angeordnet sind. Es ist denkbar dass dieser Linearmotor zumindest teilweise mit einer Einzelspu- lenansteuerung versehen ist, so dass sich die Träger unabhängig voneinander bewegen lassen. Bevorzugt ist ein Linearmotor mit Langstatorausführung vorgesehen. Besonders bevorzugt ist wenigstens ein Linearmotor mit Langstatorausführung und einer Einzelspulenansteu- erung vorgesehen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Mikrowellenerzeugungseinrichtung auf, welche insbesondere außerhalb der Applikatoreinrichtung angeordnet ist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Einkoppeleinrichtung auf, welche die außerhalb der Applikatoreinrichtung erzeugten Mikrowellen in die Applikatoreinrichtung einkoppelt.
Weiterhin ist es möglich, dass der Applikator als Element bzw. Einheit aufgebaut ist, welche einen Schlitz aufweist, durch welche hindurch die Kunststoffvorformlinge transportiert werden. Dabei kann die Applikatoreinrichtung wie unten genauer erläutert derart gestaltet sein, dass aus diesem Spalt keine oder nur in geringfügigem Maße Mikrowellen austreten. Beson- ders bevorzugt ist die Transporteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Kunststoffvorformlinge mit Geschwindigkeiten zu transportieren, welche zwischen 0,01 m/s und 5 m/s, bevorzugt zwischen 0,1 m/s und 1 m/s liegt.
Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung eine Rotationseinrichtung auf, welche dazu ge- eignet und bestimmt ist, die Kunststoffvorformlinge insbesondere während deren Erwärmung um deren Längsachse zu drehen. Besonders bevorzugt ist dabei diese Rotationseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, Drehgeschwindigkeiten zu realisieren, welche zwischen 1 und 2000 Umdrehungen pro Minute liegen, bevorzugt zwischen 50 und 1000 Umdrehungen pro Minute und besonders bevorzugt zwischen 300 und 900 Umdrehungen pro Minute.
Besonders bevorzugt ist eine Rotationsgeschwindigkeit der Kunststoffvorformlinge während deren Transport einstellbar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen sein, welche eine Rotationsgeschwindigkeit der Kunststoffvorformlinge in Abhängigkeit von deren Transportgeschwindigkeit, mit der sie durch die Transporteinrichtung transportiert werden, festlegt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Transporteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Kunststoffvorformlinge mit einem vorgegebenen Abstand zueinander zu transportieren. Besonders bevorzugt ist dieser Abstand (bezogen auf ein Zentrum eines Kunststoffvorformlings zu dem benachbarten Kunststoffvorformling) größer als 10 mm, bevorzugt größer als 15 mm, bevorzugt größer als 20 mm und besonders bevorzugt größer als 30 mm. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist dieser Abstand kleiner als 300 mm, bevorzugt kleiner als 200 mm, bevorzugt kleiner als 100 mm und besonders bevorzugt kleiner als 50 mm. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können die Kunststoffvorformlinge mit einem vorgegebenen Temperaturprofil beaufschlagt bzw. erwärmt werden. Dieses Temperaturprofil hängt dabei insbesondere von den physikalischen Parametern der verwendeten Kunststoffvorformlinge ab, also beispielsweise der Länge, deren Gewicht, deren Querschnitt und der- gleichen.
Dabei ist es grundsätzlich möglich, dass der Applikator als Travelling Wave Guide oder als Resonator ausgebildet ist. Vorteilhaft ist der Applikator derart konzipiert bzw. ausgelegt, dass er eine dem zu erreichenden Temperaturprofil angepasste E-Feld-Verteilung ermöglicht. Da- bei ist es möglich, dass der Schlitz bzw. der Spalt, durch den die Kunststoffvorformlinge während ihrer Erwärmung geführt werden, symmetrisch oder im Wesentlichen symmetrisch (d.h. Abweichungen bis zu einigen wenigen Millimetern) in der Mitte des Applikators liegt. Weiterhin ist es wie unten genauer erläutert möglich, dass der Applikator an wenigstens einer Seite offen ist, bevorzugt an wenigstens zwei Seiten und besonders bevorzugt an wenigstens drei Seiten. Auf diese Weise können die Kunststoffvorformlinge durch den Applikator geführt werden.
Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung Kopplungs- und/oder Tuningbereiche auf, die besonders bevorzugt am Boden des Applikators und/oder an den Seiten des Applikators ange- ordnet sind. Diese Einrichtungen, wie beispielsweise Tuningelemente, sind geeignet und bestimmt, die Resonanzfrequenz des mit Kunststoffvorformlingen teilweise gefüllten bzw. vollständig gefüllten Applikators an die Emissionsfrequenz der Mikrowellenerzeugungseinrichtung anzupassen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Applikator einen Zuführbereich auf, für welchen dem Applikator Mikrowellen zugeführt werden können. Als Zuführelement kann dabei beispielsweise ein Hohlleiter dienen. Wie erwähnt, weist die Vorrichtung vorteilhaft eine Mikrowellenerzeugungseinrichtung wie etwa ein Magnetron auf, welches außerhalb der Applikatoreinrichtung angeordnet ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Applikator auch wenigstens ein Umlenkelement auf, welches die Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen umlenkt, bevorzugt um einen Winkel umlenkt, der größer ist als 30°, bevorzugt größer als 70°. Besonders bevor- zugt ist die Umlenkeinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Mikrowellen bzw. deren Ausbreitung um einen Winkel zu ändern, der kleiner ist als 180°, bevorzugt kleiner 150°, bevorzugt kleiner als 120° und besonders bevorzugt kleiner als 100°. Besonders bevorzugt bewirkt die Umlenkeinrichtung eine Umlenkung der Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen um 90°. Bevorzugt ist die Applikatoreinrichtung als Resonatoreinrichtung ausgeführt.
Dabei wäre es möglich, dass diese Umlenkeinrichtung gerundete Oberflächen aufweist, es wäre jedoch auch möglich, dass die Umlenkeinrichtung eine Vielzahl von schräg jedoch gerade verlaufenden Sektionen aufweist.
Besonders bevorzugt weist wie oben erwähnt die Applikatoreinrichtung einen Tuning- bzw. Abstimmbereich auf sowie einen Zuführbereich. Besonders bevorzugt ist derjenige Bereich des Applikators, durch den die Kunststoffvorformlinge transportiert werden, zwischen dem Zuführbereich und dem Abstimmbereich angeordnet.
Besonders bevorzugt ist ein Design des Applikators bzw. auch des Zuführ- und Abstimmbereichs so ausgebildet, dass das Risiko von Plasmabögen minimiert wird. Dies kann u.a. erreicht werden, indem scharfe Ecken oder Kanten vermieden werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Zuführbereich ein Zuführfenster auf, welches aus dielektrischem Material besteht oder ein solches aufweist. Dieses Fenster kann an dem Eingangsbereich des Applikators vorgesehen sein, insbesondere um einen Mikrowellengenerator zu schützen. Besonders bevorzugt ist dieses Fenster derart ausgelegt, dass es eine minimale Interferenz mit dem Feld innerhalb des Applikators ausbildet.
Ein Ziel ist es, die MW -Quelle gegen Gase, Partikel etc. aus dem Bereich des Applikators zu schützen. l.d.R. werden zu diesem Zweck Quarzplatten an einer geeigneten Stelle des zuführenden Hohlleiters platziert. Geeignet sind insbesondere dielektrische Materialien mit sehr geringen dielektrischen Verlusten, wie z.B. AI203, Quarz, Teflon.
Wie unten genauer erläutert weist die Vorrichtung weiterhin Chokes, also Dämpfungseinrichtungen bzw. Abschirmeinrichtungen auf, um den Austritt von Mikrowellen aus dem Applikator möglichst weitgehend zu verhindern. Insbesondere soll dabei ein Austreten von Mikrowellen aus dem Schlitz, durch den die Kunststoffvorformlinge geführt werden, so weit wie möglich verhindert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Mikrowellenanordnung wenigs- tens eine Stromquelle bzw. eine Leistungsversorgung auf. Weiterhin weist die Vorrichtung wenigstens einen Leistungskopf auf. Dieser Leistungskopf (Power-Head) weist dabei bevorzugt Einheiten auf, wie ein Magnetron, einen Launcher und/oder ein Festkörperelement, einen Anschluss für einen Hohlleiter, ein Gehäuse, Elektronik und eine Wasserversorgung. Daneben kann auch ein Isolator vorgesehen sein. Daneben können auch Sensoreinrichtun- gen vorgesehen sein, wie etwa Sensoreinrichtungen zum Erfassen von Plasma, Temperatursensoren, sowie Sensoren zum Erfassen einer vor- und/oder rücklaufenden (Mikrowellen- Leistung. Daneben kann auch ein Durchflussmesser für durchfließendes Kühlwasser vorhanden sein. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Mikrowellenerzeugungseinrichtung ein Magnetron und/oder einen sogenannten Launcher auf (d.h. eine Anordnung, um die MW-Strahlung der Antenne des Magnetrons verlustarm in einen Hohlleiter und/oder einen Koaxialleiter einzukoppeln). . Daneben können die Mikrowellen auch durch eine Festkörperquelle (Solid State) erzeugt werden. Weiterhin weist die Vorrichtung bevorzugt einen Isolator auf, wobei besonders bevorzugt ein Zirkulator und/oder eine Wasserlast vorgesehen sein kann.
Vorteile einer Festkörperquelle bestehen insbesondere darin, dass eine Frequenzanpassung an die Eigenfrequenz des Resonanzsystems erfolgen kann. Dadurch kann auf eine zusätzliche Anpassung der Frequenz im Resonanzsystem (Tuning) verzichtet werden. Auch kann eine Frequenzanpassung sehr schnell erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Mikrowellenerzeugungseinrichtung dazu ausgelegt, Mikrowellen in einem Frequenzbereich zwischen 850 MHz und 980 MHz auszugeben, bevorzugt zwischen 900 MHz und 930 MHz. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt ein Leistungsbereich des Mikrowellengenerators zwischen 0,1 kW und 1000 kW, bevorzugt zwischen 1 kW und 300 kW und besonders bevorzugt zwischen 5 kW und 100 kW. Dabei wäre es möglich, eine oder auch mehrere Mikrowellenquellen vorzusehen. Besonders bevorzugt liegt die Anzahl der Mikrowellenquellen zwischen 1 und 100, bevorzugt zwischen 1 und 10.
Die gesamte Vorrichtung kann bevorzugt wenigstens einen derartigen Applikator aufweisen, es wäre jedoch auch denkbar, dass die Vorrichtung mehr als einen Applikator aufweist, beispielsweise zwischen 1 und 20 Applikator und bevorzugt zwischen 2 und 6 Applikatoren. Diese Applikatoren können seriell angeordnet sein, werden also hier nacheinander durchlaufen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Applikatoren jeweils bestimmten Mikrowellenquellen zugeordnet. So ist es möglich, dass eine Mikrowellenquelle einem Applikator zugeordnet ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass einer Mikrowellenquelle mehrere Applikatoren zugeordnet sind und dabei beispielsweise ein Leistungsverteiler (Powersplitter) vorgesehen sein kann. Dabei ist es wiederum möglich, dass die benötigte Mikrowellenleistung von einem Magnetron oder einem Leistungsverteilsystem stammt, welches auf Leistungsverteilern basiert. In der Auslegung der Vorrichtung bestehen mehrere Möglichkeiten. So kann ausgehend von einer Stromquelle eine Vielzahl von Generatoren vorgesehen sein, denen jeweils Mikrowellenquellen zugeordnet sind. Diesen Mikrowellenquellen kann wiederum jeweils ein Isolator zugeordnet sein und ausgehend von dem Isolator kann die Verteilung der Leistung insbesondere über einen Leistungsverteiler auf einen, zwei oder mehrere Applikatoren durchgeführt werden. Daneben wäre es auch möglich, dass eine Energieversorgung vorgesehen ist, an die sich ein Spannungsgenerator (oder allgemein eine Leistungsquelle) anschließt. Ausgehend von dem Spannungsge- nerator (d.h. der Leistungsquelle) wird die Leistung auf eine Vielzahl von Mikrowellenquellen verteilt.
Jeder dieser Mikrowellenquellen ist bevorzugt ein Zirkulator und eine Wasserlast zugeordnet sowie auch ein Applikator. Auch sind Kombinationen aus diesen Vorgehensweisen denkbar. Mit anderen Worten sind unterschiedliche Varianten zu der Energieaufteilung auf eine Vielzahl von Applikatoren denkbar.
Auch wäre es möglich, Leistungssplitter seriell zu schalten. So könnten die Mikrowellen aus- gehend von einer Mikrowellenquelle über einen Leistungsverteiler auf zwei oder mehrere Zweige aufgeteilt werden und ausgehen von diesen Zweigen über weitere Leistungsverteiler auf wiederum mehrere Applikatoren. Auch wäre es möglich, dass von einem Hauptstrang der Leistungsverteilung jeweils über einen Leistungsverteiler einzelne Applikatoren abgezweigt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Applikator vom Typ TE10n. Bei diesem Design tritt eine Mode senkrecht zur Transportrichtung und senkrecht zur Längsachse der Kunststoffvorformlinge auf. Parallel zur Längsachse des Kunststoffvorformlings treten bevorzugt keine Moden auf. Bevorzugt verlaufen n Moden parallel zur Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge. Besonders bevorzugt ist der Applikator geradlinig ausgebildet, das heißt die Kunststoffvorformlinge werden innerhalb des Applikators geradlinig transportiert. Es wäre jedoch denkbar, dass der Applikator gekrümmt ausgebildet ist.
Auch wäre es möglich, dass der Applikator geradlinig und gekrümmt verlaufende Abschnitte aufweist. Falls der Applikator gekrümmt ausgebildet ist, ist bevorzugt ein Krümmungswinkel vorgesehen, der zwischen 1 ° und 200 ° und besonders bevorzugt zwischen 90 ° und 180 ° liegt.
Besonders bevorzugt weist der Applikator wie oben erwähnt einen Schlitz auf, durch den hin- durch die Kunststoffvorformlinge geführt werden. Dabei ist die Transporteinrichtung bevorzugt derart ausgeführt, dass eine Mündung der Kunststoffvorformlinge nicht durch den Applikator bzw. Resonator geführt wird. Auf diese Weise wird ein übermäßiges Erwärmen gerade der Mündung der Kunststoffvorformlinge verhindert. Besonders bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge innerhalb des Applikators quer zu ihrer Längsrichtung transportiert.
Der Applikator ist bevorzugt derart gestaltet, dass in ihm eine vorgegebene Anzahl an Ma- xima des elektrischen Feldes ausgebildet wird, vorzugsweise eine Anzahl zwischen 1 und 40 Maxima und bevorzugt zwischen 3 und 14 Maxima und bevorzugt zwischen 3 und 8 Maxima. Besonders bevorzugt kann der Resonator einen verengten Schlitzbereich aufweisen, durch den der Kunststoffvorformling geführt wird. Genauer gesagt kann sich dieser Schlitzbereich an den Resonator anschließen. In der Längsrichtung des Kunststoffvorformlings nach unten bzw. in Richtung einer Bodenkuppe des Kunststoffvorformlings kann sich der Innenraum des Applikators erweitern. Auf diese Weise wird eine effiziente Dämpfung von Mikrowellen erreicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Einkoppeleinrichtung auf, welche die Mikrowellen in den Applikator einkoppelt. Diese Einkoppeleinrichtung kann be- sonders bevorzugt eine Öffnung und bevorzugt eine irisartige Öffnung aufweisen. Diese Öffnung definiert den Eingang, das heißt den Kopplungseingang, des Applikators. Eine Blende besteht i.d.R. aus einem dünnen Blech, mit einer Öffnung, die kleiner ist als der Querschnitt des zuführenden Hohlleiters und des Querschnitt des Applikators (bevorzugt direkt hinter der Blende).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass diese Öffnung einstellbar ist. So ist es möglich, dass eine Größe dieser Öffnung veränderbar ist, es wäre jedoch auch möglich, dass eine Blende, welche diese Öffnung trägt, verschiebbar ist, insbesondere im Einkoppelbereich verschiebbar ist. Besonders bevorzugt ist eine Blende mit dieser Öffnung ent- lang einer geraden Richtung verschiebbar. Daneben ist es auch möglich, dass die effektive Weite (der Koppelfaktor) dieser Iris bzw. der Öffnung dadurch angepasst wird, indem zusätzliche Elemente in den Zuführbereich eingebracht werden, wie beispielsweise eine metallische Struktur oder eine dielektrische Struktur. Durch das Zusammenspiel der Blende und der zusätzlichen Elemente wird die effektive Weite (der Koppelfaktor) im Idealfall stets so ange- passt das bei gleichzeitigem Tuning der Frequenz ein Minimum der Leistung vom Applikator bzw. Resonator reflektiert wird.
Weiterhin ist es möglich, dass der Zuführbereich unterschiedlich relativ zu dem Applikator positioniert werden kann. Auf diese Weise kann eine Einkopplung der Mikrowellen vom Bo- den her oder auch von der Seite her realisiert werden. Eine Einkopplung vom Boden des Applikators her führt zu einer geringeren Leckage von Mikrowellen, aber die Einkopplung von der Seite her ist auch möglich. Bevorzugt erfolgt eine Einkopplung der Mikrowellen vom Boden des Applikators her. Dabei ist besonders bevorzugt der Materialkanal an der Oberseite des Applikators angeordnet. Besonders bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge durch einen an der oberen Oberfläche des Applikators angeordneten Schlitz transportiert.
Besonders bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge mit ihrer Mündung nach oben durch den Applikator transportiert. Wie erwähnt können die Strahlen auch wahlweise von der Seite her, das heißt der rechten oder linken Seite bezüglich des Transportpfads des Applikators eingekoppelt werden. Daneben wäre auch ein koaxialer Input ausgehend von der Mikrowellenquelle möglich, d.h. in der Längsrichtung des Applikators. Bevorzugt ist in diesem Fall die Kopplung nicht durch eine Iris definiert, sondern durch den Übergang von einer Koaxiallei- tung in den Wellenhohlleiter. Besonders bevorzugt kann in diesem Fall der Applikator einen Koaxialleitereingang aufweist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Transporteinrichtung zumindest in dem Erwärmungsbereich derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass wenigstens Abschnitte der Kunststoffvorformlinge außerhalb der Applikatoreinrichtung und/oder außerhalb des Bereichs, in dem die Mikrowellen befindlich sind, transportiert werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Haltelemente wenigstens abschnittsweise oberhalb der Applikatoreinrichtung angeordnet. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Halteeinrichtungen selbst nicht oder nur geringfügig von den Mikrowellen beeinflusst bzw. erwärmt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Halteeinrichtungen als Innengreife- reinrichtungen ausgestaltet, die wenigstens abschnittsweise in die Mündungen der Kunst- stoffvorformlinge eingreifen, um diese zu halten. Es könnten jedoch auch Außengreifer eingesetzt werden, welche insbesondere die Kunststoffvorformlinge an deren Sicherungsring und/oder deren Tragring und/oder den Bereichen zwischen dem Sicherungsring und dem Tragring halten Im Folgenden werden die Halteeinrichtungen, die bevorzugt für die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden, im Detail beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese Halteeinrichtungen auch für andere Zwecke verwendet werden können. Die Anmelderin behält sich daher vor, die hier beschriebene Ausgestaltung der Halteeinrichtungen auch separat zu beanspruchen. Erfindungsgemäße Halteeinrichtungen zum Halten von Stückgütern, insbesondere von Behältnissen und insbesondere von Kunststoffvorformlingen weisen einen ersten Befestigungsabschnitt auf, mit welchem sie an einer Transporteinrichtung, wie etwa einer Transportkette befestigbar sind. Weiterhin weisen die Halteeinrichtungen ein Eingriffs- bzw. Haltemittel auf, welches zum Halten von Kunststoffvorformlingen geeignet und bestimmt ist. Insbesondere handelt es sich dabei um ein Innengreifelement, welches in die Mündungen der Kunststoff- vorformlinge eingreifen kann. Besonders bevorzugt weisen die Halteeinrichtungen in einem Bereich, der zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Halteabschnitt liegt, Führungseinrichtungen auf, die insbesondere zur seitlichen Führung und zur Führung in Transportrich- tung der Haltelemente dienen.
Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann relevant, wenn die Halteeinrichtungen selbst eine große Länge, das heißt eine große Länge in der Längsrichtung der Kunststoffvorform- linge aufweisen. Im Stand der Technik werden üblicherweise Kunststoffvorformlinge mit ver- gleichsweise kurzen Halteeinrichtungen insbesondere an einer Kette durch eine Heizeinrichtung transportiert. Die Länge der Kunststoffvorformlingsgreifer ist so gewählt, dass sie bei einer normalen mechanischen Aufhängung auch bei einer Drehung der Kunststoffvorformlingsgreifer mit aufgesteckten Kunststoffvorformlingen einen guten Rundlauf gewährleisten können. Dies bedeutet, dass der Kunststoffvorformling auch bei hohen Umdrehungszahlen rund- läuft.
Bei zu langen Halteeinrichtung, welche insbesondere für die hier vorliegende Anwendung eines Mikrowellenapplikators vorteilhaft sind (da dann die eigentliche Transporteinrichtung sehr weit von der Applikatoreinrichtung beabstandet werden kann) kann ein guter Rundlauf des Behältnisses nicht mehr gewährleistet werden. Dies kann zur Folge haben, dass zum einen ein nachfolgender Prozess nicht funktioniert, zum anderen kann schlimmstenfalls das zu transportierende Verhältnis verloren gehen.
Die Erfindung schlägt daher vor, in einem Bereich die Haltelemente zu führen und insbeson- dere zentriert zu führen. Dabei kann eine Führungseinrichtung vorgesehen sein, welche eine Führung in mehrere Richtungen, bevorzugt in wenigstens zwei gegenüberliegende Richtungen und/oder in zwei zueinander senkrechten Richtungen besonders bevorzugt in allen Richtungen erreicht. Bevorzugt sind diese Richtungen jedoch senkrecht zu einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge. Bevorzugt kann hier eine Führung sowohl in der Transportrichtung, als auch in einer senkrecht zur Transportrichtung stehenden Richtung erreicht werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist diese Führungseinrichtung wenigstens eine Lagerungseinrichtung auf, das heißt insbesondere einen Innenring, an dem drehbar ein Außenring gela- gert ist. Dieser Außenring kann beispielsweise in Kontakt mit einem entsprechenden Außenring einer benachbarten Halteeinrichtung (d.h. in oder entgegen der Laufrichtung benachbart) in Kontakt stehen. Auch kann dieser Außenring mit einer seitlichen Führung in Kontakt stehen, um so die Kunststoffvorformlinge in jeder Richtung seitlich zu führen. Auf diese Weise kann auch bei einer Verlängerung der Halteeinrichtungen der Rundlauf der Halteein- richtung und des zu transportierenden Behältnisses verbessert werden. Durch die drehbare Lagerung der Halteeinrichtung kann insbesondere auch eine Drehung der Kunststoffvorformlinge um deren Längsrichtung erreicht werden.
Bevorzugt weist daher die Halteeinrichtung wenigstens ein Element zum Abrollen gegenüber einem weiteren Element wie etwa einer Führungskurve auf. Dieses Element ist dabei insbesondere bezüglich einer Längsrichtung der Halteeinrichtung und/oder des Kunststoffvorform- lings drehbar gelagert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Führungseinrichtung wenigstens zwei der- artige Drehlager auf, besonders bevorzugt wenigstens drei derartige Drehlager. Diese beiden Drehlager sind bevorzugt in einer Längsrichtung der Halteeinrichtung und/oder der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge übereinander angeordnet. Dabei wäre es möglich und bevorzugt dass diese beiden Drehlager koaxial bezüglich der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge drehbar gelagert sind, es wäre jedoch auch denkbar, dass die Drehlager bezüglich Achsen drehbar gelagert sind die bezüglich einander in einer zu der Längsrichtung der Kunststoffvorformlingen stehenden Richtung seitlich versetzt sind.
Dabei kann eines dieser Lager dazu geeignet sein, um an einem bezüglich der Transportrichtung linksseitigem Führungselement abzurollen, eine zweite Lagerungseinrichtung kann dazu geeignet und bestimmt sein, an einem rechtsseitigem Führungselement abzurollen und die dritte Lagerungseinrichtung kann dazu geeignet und bestimmt sein, an einer entsprechenden Führungseinrichtung des benachbarten Halteelements abzurollen. Bevorzugt sind diese Drehlager unabhängig voneinander drehbar und insbesondere nicht miteinander gekoppelt. Bevorzugt handelt es sich bei den Drehlagern um Wälzlager und insbesondere um Kugellager. Diese Ausgestaltung wird genauer unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Besonders bevorzugt sind die Führungseinrichtungen in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge bzw. in der Längsrichtung der Halteeinrichtung unmittelbar übereinander angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Führungseinrichtung in der Längsrichtung der Halteeinrichtung näher an dem Eingriffselement angeordnet, welches in die Mündungen der Kunststoffvorformlinge eingreift. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist eine der Führungseinrichtungen einen größeren Querschnitt auf, als wenigstens eine weitere der Führungseinrichtungen und besonders bevorzugt als die beiden anderen Führungseinrichtungen. Bei dieser Führungseinrichtung handelt es sich insbesondere um diejenige Führungseinrichtung, die in Kontakt steht mit der Führungseinrichtung eines benachbarten Halteelements.
Besonders bevorzugt weist daher die Halteeinrichtung wenigstens ein Element zum Abrollen in Umfangsrichtung auf. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Halteeinrichtungen wenigstens ein Trennelement auf, um die Halteeinrichtung in Längsrichtung zu verlängern. Dabei wäre es denkbar, dass die Halteeinrichtung ein teleskopartiges Ele- ment aufweist, welches eine Verlängerung oder Verkürzung der Halteeinrichtung ermöglicht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Halteeinrichtung wenigstens teilweise aus einem Material hergestellt, welches aus einem Dielektrikum und/oder einem Nicht- dielektrikum oder dergleichen gewählt ist. Besonders bevorzugt ist die Halteeinrichtung der- art gestaltet, dass die, wie oben erwähnt, seitlich und/oder in Laufrichtung und/oder gegen die Laufrichtung in Bezug auf ein nachfolgendes bzw. benachbarte Halteeinrichtung bzw. Halteelement geführt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die zueinander benachbarten Hal- teeinrichtungen unabhängig voneinander drehbar. Besonders bevorzugt sind die Halteeinrichtungen auch unabhängig voneinander in einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge verfahrbar. Auf diese Weise kann nicht nur ein Transport der Kunststoffvorformlinge erreicht werden, sondern auch eine Hub- und Senkbewegung insbesondere in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Transporteinrichtung zum Transportieren von Behältnissen und insbesondere von Kunststoffvorformlingen gerichtet, welche wenigstens eine Halteeinrichtung und bevorzugt eine Vielzahl von Halteeinrichtungen der oben beschriebenen Art aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Halteeinrichtungen wenigstens teilweise aus einem Material hergestellt, welches nicht oder wenig durch Mikrowellen erwärmbar ist. Vorteilhaft ist dieses Material aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt, welche beispielsweise PTFE, PEI, PP, AL203 oder dergleichen enthält.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Abschirmeinrichtung auf, welche ein Austreten von Mikrowellen aus der Applikatoreinrichtung wenigstens teilweise verhindert. Diese Abschirmeinrichtung dient insbesondere zu dem Zweck, den Austritt von Mikrowellen aus der Applikatoreinrichtung abzuschirmen und/oder zu reduzieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Abschirmeinrichtung mehrstufig, bevorzugt also wenigstens zweistufig aufgebaut. Bevorzugt ist daher die Abschirmeinrichtung aus mehreren Elementen bzw. Abschirmeinheiten aufgebaut. Bevorzugt weist die Abschirmeinrichtung daher wenigstens zwei Abschirmeinheiten auf, welche bevorzugt jeweils der Abschirmung von Mikrowellen dienen und die bevorzugt in einer Laufrichtung der Mikrowellen hintereinander angeordnet sind.
Bevorzugt sind dabei diese Abschirmeinheiten unterschiedlich aufgebaut und bewirken eine Abschirmung der Mikrowellen auf Grundlage unterschiedlicher Prinzipien. Dabei sind die Ab- schirmeinheiten bevorzugt aus einer Gruppe von Abschirmeinheiten ausgebildet, welche Cutoffelemente (bzw. Cutoffstrukturen), Chokes, Absorber und Strahlungsdichte Strukturen enthält.
Im Rahmen der Cutoffstruktur wird der Hohlleiter örtlich soweit verengt, dass ein Teil der Mikrowellen nicht auskoppelt und/oder ausbreitungsfähig sind und somit abgeschirmt und/oder gedämpft. Im Rahmen der Chokeeinrichtung werden die Mikrowellen bevorzugt durch destruktive Interferenz abgeschirmt und/oder gedämpft. Im Rahmen des Absorbers werden Mikrowellen in Fluiden oder Festkörpern absorbiert. Unter Strahlungsdichten Strukturen fallen metallisch leitende Flächen oder Gitter mit einer Maschenweite, die sehr viel kleiner als die Wellenlänge ist. Bevorzugt ist die Abschirmeinheit wenigstens dreistufig aufgebaut. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schließt sich an die Applikatoreinnchtung zunächst eine Cutoffstruktur an. Bevorzugt schließt sich an diese Cutoffstruktur eine Chokeeinrichtung als zweite Abschirmeinheit an. Bevorzugt ist wenigstens eine Abschirmeinheit unmittelbar an der Applikatoreinnchtung angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Cutoffstruktur und/oder die
Chokeeinrichtung insbesondere an der Applikatoreinnchtung angeordnet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Abschirmeinrichtung und/oder eine Stufe der Abschirmeinrichtung eine Struktur einer Vielzahl von Vorsprüngen auf. Diese Vorsprünge können dabei als Stäbe ausgebildet sein, bevorzugt als Stäbe oder Vorsprünge, die sich senkrecht zu einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge erstrecken.
Bevorzugt sind diese Vorsprünge regelmäßig ausgebildet und weisen insbesondere regelmäßige Abstände zueinander auf. Dabei wäre es möglich, dass diese Vorsprünge unterei- nander gleichartig ausgebildet sind. Auch könnten die Vorsprünge in einer Ebene angeordnet sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Cutoffstruktur eine hohlleiterartige Vertiefung auf, die die Funktion einer Lambda-Viertel-Falle hat.
Wie oben erwähnt, weist die Applikatoreinnchtung bevorzugt einen Schlitz auf, durch welchen hindurch die Kunststoffvorformlinge geführt sind. Vorteilhaft weist die Applikatoreinnchtung auch an einem Anfangsbereich und einem Endbereich eine Öffnung auf, nämlich in dem Eintrittsbereich der Kunststoffvorformlinge und in dem Austrittsbereich der Kunststoff- vorformlinge. Prinzipiell kann aus diesen Schlitzen bzw. Öffnungen Mikrowellenstrahlung austreten, was nach Möglichkeit verhindert werden sollte.
Die folgenden Maßnahmen, die dazu dienen, zu verhindern, dass Mikrowellen aus dem Applikator und/oder Resonator austreten, können auch ohne die oben beschriebene Erfindung Anwendung finden, das heißt insbesondere ohne das Merkmal, dass Rotationseinrichtungen zum Drehen der Kunststoffvorformlinge vorhanden sind und/oder dass die Transporteinrichtung wenigstens teilweise außerhalb der Applikationseinrichtung angeordnet ist. Diese Maßnahmen dienen dazu, das Auftreten von Mikrowellen außerhalb des Gehäuses der Maschi- nen oder der Applikatoreinrichtung zu reduzieren und insbesondere auf einen Wert zu reduzieren, der kleiner ist als 10 mW/cm2 , bevorzugt kleiner 2,5 mW/cm2 in einem Wellenlängenbereich von 915 MHz.
Bevorzugt ist wenigstens ein Bereich der Applikatoreinrichtung und bevorzugt wenigstens eine Wandung der Applikatoreinrichtung wenigstens teilweise mit einer Vielzahl von Vorsprüngen ausgestattet, welche die Mikrowellenleckage verhindert. Diese Wandung reicht besonders bevorzugt über den Schlitz, durch welchen die Kunststoffvorformlinge geführt werden, hinaus. Vorteilhaft erstreckt sich diese Wandung mit den Vorsprüngen über sämtliche der genannten Schlitze bzw. Öffnungen der Applikatoreinrichtung hinaus. Bei diesen Vorsprüngen, im Folgenden auch als Chokes (Drosseln) bezeichnet, handelt es sich um eine Vielzahl von Vorsprüngen, welche bevorzugt ausgehend von dieser Wandung senkrecht zu dem Schlitz und/oder senkrecht zu der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge weisen.
Diese Vorsprünge können dabei jeweils stiftartig ausgebildet sein und in Richtung des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge weisen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist daher die Wandung der Applikatoreinrichtung bevorzugt wenigstens eine und besonders bevorzugt genau eine Wandung der Applikatoreinrichtung mit einer Vielzahl derartiger Vorsprünge ausgestattet. Bevorzugt ist zumindest und besonders bevorzugt nur ein Bereich dieser Wandung mit Vorsprüngen ausgestattet, der außerhalb der Applikatoreinrichtung bzw. außerhalb desjenigen Bereichs, in dem die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden.
Vorteilhaft bestehen diese Vorsprünge bzw. Strukturen aus Metall (oder ggfs. aus dielektrischen Materialien), um den Austritt von Mikrowellen zu vermeiden. Zusätzlich oder alternativ können Mikrowellen absorbierende Strukturen eingesetzt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material des Kanals bzw. des Spalts, durch den die Kunststoffvorformlinge transportiert werden, als Kombination aus Chokes und Strukturen aus absorbierendem Material gebildet. Bevorzugt kann es sich hierbei um dielektrische und/oder metallische Materialien handeln. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Vorsprünge aus einer Vielzahl von Reihen von metallischen Vorsprüngen ausgebildet. Bevorzugt sind Cutoffwellenleiter und/oder Cutoffstrukturen vorgesehen mit Dimensionen, die von der Frequenz abhängen und die eine Weiterverbreitung der Wellen verhindern. Diese Cutoffstrukturen könnten beispielsweise durch einen engen Schlitz ausgeführt sein. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Absorberstrukturen vorhanden, welche eine hohe Absorption für die Wellen bieten und welche die Strahlung reduzieren. Diese Absorberstrukturen könnten sich an die Cutoffstrukturen anschließen.
Bevorzugt ragen jedoch diese Vorsprünge nicht in die eigentliche Applikationseinrichtung bzw. in den Bereich, in dem die Kunststoffvorformlinge eigentlich erwärmt werden, hinein. Vorteilhaft ragt jedoch die Wandung über die besagten Schlitze hinaus und in diesen über die Schlitze hinausragenden Bereichen sind die genannten Vorsprünge angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich können auch andere Absorbereinrichtungen und/oder Schutzeinrichtungen vorgesehen sein, welche bevorzugt nicht mit der Applikatoreinrichtung verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist der engere Bereich des Gehäuses mit Strukturen aus absorbierenden Materialien (dabei könnte es sich etwa auch um gitterartige Strukturen han- dein) ausgebildet, welche die austretende Mikrowellenstrahlung absorbieren, welche aus dem Kanal der Applikatoreinrichtung austritt.
Die Komponenten des Gehäuses sind derart ausgestaltet, dass sie die Mikrowellenstrahlung unter den gesetzlich zulässigen Grenzbereich reduzieren.
Bevorzugt sind die Eintritts- und Austrittsschlitze des Gehäuses mit Vorsprüngen ausgestattet, welche die Mikrowellenleckage auf den gesetzlich zulässigen oben genannten Wert reduzieren. Der Eintritts- und Austrittsbereich des Gehäuses ist bevorzugt mit einer Kombination von Vorsprüngen und Strukturen aus absorbierenden oder nicht absorbierenden Materi- alien ausgestattet, um die Mikrowellenleckage zu reduzieren. Weiterhin ist bevorzugt der Kanal der Applikatoreinrichtung mit zusätzlichen Cutoffwellenleitern bzw. Cutoffstrukturen ausgestattet, um die Leckage von Mikrowellen zu reduzieren. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Abstimmeinrichtung (im Folgenden auch als Tuner bezeichnet) auf, welche u.a. zur Regulierung einer Erwärmungsleistung für die Kunststoffvorformlinge geeignet und bestimmt ist. Um die Resonanzfrequenz der Applikatoreinnchtung auf unterschiedlichen Füllniveaus mit Kunststoffvor- formlingen einzustellen und insbesondere an die Frequenz der Mikrowelle anzupassen, sind Abstimmeinrichtungen (Tuner) vorgesehen. Diese Abstimmeinrichtungen können dabei bevorzugt in einem Kanal, der sich an die Applikatoreinnchtung anschließt, vorhanden sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abstimmeinrichtung dazu geeignet und be- stimmt, eine Resonanzfrequenz des Applikators und eine Sendefrequenz der Mikrowellenerzeugungseinrichtung aufeinander abzustimmen. Besonders bevorzugt erfolgt dabei diese Abstimmung durch eine Veränderung und/oder Anpassung der Resonanzfrequenz. Damit weist die Abstimmeinrichtung bevorzugt Mittel auf, welche dazu geeignet und bestimmt sind, eine Änderung der Resonanzfrequenz zu bewirken.
Unter der Resonanzfrequenz wird insbesondere diejenige Frequenz verstanden mit der die Mikrowellen auf die Kunststoffvorformlinge aufgebracht werden und/oder diejenige Frequenz, die sich bei einem wenigstens teilweise und bevorzugt vollständig (mit Kunststoffvorformlin- gen) gefüllten Applikator bzw. Resonator ergibt. Bevorzugt ist diese Resonanzfrequenz ab- stimmbar.
Die Sendefrequenz ist diejenige Frequenz, mit der die Mikrowellenerzeugungseinrichtung strahlt. Diese Sendefrequenz ist zumindest bei Verwendung eines Magnetrons nicht veränderbar bzw. nicht kontrolliert veränderbar (kann sich jedoch bei einer Leistungsänderung än- dem). Bei Verwendung einer Solid State - Mikrowellenquelle kann die Sendefrequenz auch veränderbar sein.
Bevorzugt erfolgt die Anpassung bzw. Abstimmung für gefüllte oder teilgefüllte Applikatorein- richtungen. Zu teilgefüllten Applikatoreinnchtung kann es insbesondere bei Anlaufprozessen oder bei Entleerprozessen kommen, bei denen entweder (etwa nach Betriebsbeginn) neue Kunststoffvorformlinge der Applikatoreinnchtung zugeführt werden oder die Applikatoreinnchtung leergefahren wird. Dabei kann die Anpassung beziehungsweise Abstimmung abhängig von dem Beladungszustand des Applikators und/oder physikalischen Größen des Mikrowellenfeldes geregelt und/oder gesteuert werden. Allgemein hängt die Erwärmungsleistung von mehreren Einflussfaktoren ab, insbesondere der zur Verfügung stehenden Mikrowellenleistung, einer Blendeneinstellung, einer Kopplung, einer Tunereinstellung, einem Material und einer Temperatur des Kunststoffvorformlings und einer Transportgeschwindigkeit.
Dabei können bevorzugt unterschiedliche Abstimmkonzepte vorgesehen sein. So können beispielsweise langsame Abstimmkonzepte vorgesehen sein, welche für den kompletten Frequenzbereich geeignet sind und welche teilweise gefüllte und auch vollständig gefüllte Applikatoreinrichtungen versorgen können. Auch können diese Abstimmkonzepte die Erwärmung von Kunststoffvorformlingen mit geringer Masse und auch von Kunststoffvorformlingen mit hohen Massen ermöglichen. In diesem Fall kann die Abstimmeinrichtung einen beweglichen Block aus dielektrischem Material aufweisen, der bevorzugt am hinteren Ende des Applikators angeordnet wird (im Bereich des letzten Maximums des stehenden Wellenmusters der Applikatoreinrichtung).
Daneben kann ein schnelles Abstimmeinrichtungskonzept vorgesehen sein, welches für einen begrenzten Frequenzbereich vorgesehen ist, um das sich schnell ändernde Auseinanderlaufen zwischen der Resonanzfrequenz der Applikatoreinrichtung und der Mikrowellen- quelle zu kompensieren. Dieses kann verursacht werden durch ein sich periodisches Ändern der Resonanzfrequenz der Applikatoreinrichtung, wenn die Kunststoffvorformlinge durch die stehende Welle bzw. das stehende Wellenmuster der Applikatoreinrichtung bewegen. Daneben kann dies erreicht werden durch schnelle Änderungen der Zentralfrequenz der Mikrowellenquelle (insbesondere im Fall einer Solid-State-Quelle). Alternativ oder zusätzlich kann eine drehende Struktur dielektrischen und/oder metallischen Materials vorgesehen sein, die bevorzugt nahe an einem Maximum des stehenden Wellenmusters der Applikatoreinrichtung angeordnet ist.
Vorzugsweise ist das Abstimmelement bzw. die Abstimmeinrichtung aus einem Material her- gestellt, welches aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, welche AL2O3, PTFA, PTFE, Quarz, PEI (Polyetherimid), Igus A500 ®, und dergleichen enthält. Bevorzugt wird also ein anpassbarer Metallkurzschluss mit einem Choke vorgesehen, der effektiv die Dimensionen des Resonators oder des Hohlraums bzw. Hohlleiters begrenzt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Ende der Applikatoreinrichtung in der Transportrichtung offen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind beide Enden der Applikatoreinrichtung, das heißt sowohl das Ende in der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge als auch entgegen der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge offen. Auf diese Weise können die Kunststoffvorformlinge einfach und insbesondere auch ohne eine Bewegung in ihrer Längsrichtung in die Applikatoreinrichtung eingeführt werden. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Kunststoffvorformlinge in der Weise in die Applikatoreinrichtung eingeführt werden, dass sie in einem Anfangsbereich der Applikatoreinrichtung durch eine Hochbewegung bzw. eine Senkbewegung in diesen eintauchen und am anderen Ende der Applikatoreinrichtung wieder aus dieser herausgezogen werden. Bei dieser Aus- führungsform könnte zwar auf zwei Enden der Applikatoreinrichtung bzw. eine Abdämpfung in diesem Bereich verzichtet werden, dafür wäre jedoch eine aufwändigere Mechanik erforderlich, um die Kunststoffvorformlinge in die Applikatoreinrichtung einzuführen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Abstimmeinrichtung wenigstens ein drehbares Abstimmelement (bzw. eine Abstimmstruktur) auf. Besonders bevorzugt weist die Abstimmeinrichtung wenigstens zwei drehbare Abstimmelemente auf, wobei besonders bevorzugt diese Abstimmelemente bezüglich zueinander parallelen Drehachsen drehbar sind. Besonders bevorzugt sind diese wenigstens zwei Abstimmelemente bezüglich des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge gegenüberliegend angeordnet und/oder der Transportpfad der Kunststoffvorformlinge verläuft zwischen diesen beiden Abstimmelementen. Besonders bevorzugt sind die Abstimmelemente symmetrisch bezüglich des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge angeordnet.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind mehr als zwei derartige Abstimmelemente vorgesehen. Besonders bevorzugt sind wenigstens vier, bevorzugt wenigstens sechs derartige Abstimmelemente vorgesehen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine geradzahlige Anzahl derartiger Abstimmelemente vorgesehen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegen sich jeweils zwei Abstimmelemente bezüglich des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge gegenüber. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Abstimmelemente unabhängig voneinander drehbar. Dabei ist es jedoch auch möglich und bevorzugt, dass die Drehungen zweier Abstimmelemente, die sich bezüglich des Transportpfads der Kunststoffvor- formlinge gegenüberliegen hinsichtlich ihrer Drehung miteinander gekoppelt sind, wobei diese Kopplung sowohl mechanisch erfolgen kann als auch über die Steuerung der jeweiligen Antriebseinrichtungen der Abstimmeinrichtungen Bei diesen Antriebseinrichtungen kann es sich insbesondere um elektromotorische Antriebseinrichtungen handeln. Durch eine derartige Kopplung kann erreicht werden, dass die sich bezüglich des Transportpfades gegenüberliegenden Abstimmelemente stets in einer entsprechenden bzw. ebenfalls symmetri- sehen Drehstellung befinden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Abstimmelement bezüglich einer Drehachse drehbar, welche parallel zu einer Längsrichtung der zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge ist
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Abstimmelement und sind bevorzugt mehrere Abstimmelemente und sind bevorzugt alle Abstimmelemente in einem Bereich der Applikatoreinnchtung angeordnet, der sich nahe an einem Maximum des stehenden Wellenmusters der Applikatoreinnchtung befindet. Unter einem sich nahe an dem Maximum befinden wird verstanden, dass der Abstand zwischen dem Abstimmelement und/oder dessen geometrischer Drehachse einerseits und dem Maximum kleiner ist als der Abstand zwischen dem Abstimmelement und/oder dessen geometrischer Drehachse einerseits und dem Minimum des stehenden Wellenmusters. Bevorzugt ist der Abstand zu dem Maximum weniger als halb so groß wie der Abstand zu dem Minimum, bevorzugt weniger als ein Drittel so groß und bevorzugt weniger als ein Viertel so groß und besonders bevorzugt weniger als ein Fünftel so groß.
Bevorzugt können die Abstimmelemente bzw. Strukturen sowohl pro Maximum als auch pro Seite der Applikatoreinnchtung unterschiedlich oder synchron gedreht werden. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Symmetrie in Bezug auf die Achse in Transportrichtung des Transportpfads beibehalten ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Abstimmelemente aus einem dielektrischen und/oder metallischen Material hergestellt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Abstimmelemente einen kreis- segmentförmigen Querschnitt auf und insbesondere einen halbkreisförmigen Querschnitt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Abstimmelement und sind bevorzugt mehrere Abstimmelemente in eine Wandung integriert. Dabei kann diese Wandung Ausnehmungen aufweisen, in welchen die Abstimmelemente eingebaut sind. So könnten die Wandungen Lücken aufweisen, in denen sich jeweils die Drehachsen der Abstimmelemente befinden.
So wäre es denkbar, dass die Abstimmelemente einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen und je nach Drehstellung mehr oder weniger weit in die Wandung eingefahren sind. So könnte in einer Drehstellung der halbkreisförmige Querschnitt vollständig aus der Wandung herausragen und in einer weiteren Drehstellung vollständig in die Wandung eingefah- ren sein.
Bevorzugt sind die Abstimmelemente um einen Drehwinkel drehbar, der größer ist als 90°, bevorzugt größer als 180°, bevorzugt größer als 210°, bevorzugt größer als 240°, bevorzugt größer als 270° und besonders bevorzugt größer als 300°.
Bevorzugt sind die Abstimmelemente um einen Drehwinkel drehbar, der kleiner ist als 370°, bevorzugt kleiner als 360°, bevorzugt kleiner als 350°, bevorzugt kleiner als 340°, bevorzugt kleiner als 330° und besonders bevorzugt kleiner als 320°. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Wandung ebenfalls aus einem die- elektrischen und/oder einem metallischen Material bestehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist auch die besagte Wandung innerhalb der Applikatoreinrichtung angeordnet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die besagte Wandung ent- lang der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Wandung in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Abstimmelement vorgesehen, welches gegenüber der Applikatoreinrichtung in seiner Längsrichtung bewegbar ist. So kann das wenigstens eine Abstimmelement und können bevorzugt die mehreren Abstimmelemente bevorzugt in eine Öffnung eingefahren und/oder aus der Applikatoreinrichtung herausgezogen werden. Dabei kann die Verschiebung bzw. das Einfahren dieser Abstimmelemente erfolgen wie im Fall eines 3 Stub Tuners.
Bevorzugt sind mehrere derartiger Abstimmelemente vorgesehen, wie oben beschrieben wobei diese wiederum symmetrisch bezüglich des Transportpfads angeordnet sein können und auch im Übrigen so ausgeführt sein können wie oben für die drehbaren Abstimmelemente beschrieben. Dabei ist es auch möglich, dass sich diese Abstimmelemente in der Nähe der Maxima des elektrischen Feldes befinden.
Auch wäre es möglich, dass die Abstimmelemente sowohl drehbar als auch in ihrer Längs- richtung bewegbar sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Applikatoreinrichtung dazu geeignet und bestimmt, auf die Kunststoffvorformlinge ein sich in deren Längsrichtung änderndes Temperaturprofil aufzubringen. So wäre es möglich, dass einige Bereiche der Kunststoffvor- formlinge stärker erwärmt werden als andere Bereiche, etwa ein Bodenbereich stärker erwärmt wird als ein zentraler Bereich der Kunststoffvorformlinge. Eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere für einen nachgeordneten Umformungsprozess mittels einer Streckblasmaschine vorteilhaft sein. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Applikatoreinrichtung metallische und/oder dielektrische Elemente auf, wobei bevorzugt diese metallischen und/oder dielektrischen Elemente austauschbar sind und/oder eine Position dieser Elemente veränderbar ist. Diese metallischen und/oder dielektrischen Elemente dienen dabei insbesondere dazu, um gezielt eine Feldveränderung zu bewirken, um auf die Kunststoffvorformlinge ein sich in de- ren Längsrichtung änderndes Feld aufzubringen, um so die Kunststoffvorformlinge in deren Längsrichtung unterschiedlich zu erwärmen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind diese Elemente bewegbar, insbesondere verschiebbar und/oder drehbar. Bevorzugt weist die Vorrichtung wenigstens eine Antriebseinrichtung zum Bewegen dieser Elemente auf. Insbesondere handelt es sich dabei um einen elektromotorischen Antrieb. Weiterhin ist es denkbar, dass diese Elemente austausch- bar sind, um so die Anpassbarkeit der Applikatoreinrichtung zu erreichen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Position und/oder Lage der metallischen und/oder dielektrischen Elemente geregelt veränderbar. So ist es denkbar, dass eine Regelung und/oder Steuerung der Applikatoreinrichtung vorgesehen ist, welche etwa in Re- aktion auf ein gewünschtes Temperaturprofil der Kunststoffvorformlinge die Position und/oder Lage der metallischen und/oder dielektrischen Elemente ändert und insbesondere den oben erwähnten Antrieb ansteuert, der diese Elemente bewegt. Diese Regelung könnte dabei in eine Gesamtregelung der Anlage integriert sein. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine erste Sensoreinrichtung auf, welche eine Temperatur der Kunststoffvorformlinge erfasst. Besonders bevorzugt ist diese Sensoreinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Erwärmung bzw. Temperatur der Kunststoffvorformlinge berührungslos zu erfassen. Besonders bevorzugt ist diese Sensoreinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Temperatur der Kunststoff- vorformlinge während deren Bewegung zu erfassen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Sensoreinrichtung um ein sogenanntes Pyrometer.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung auf, welche eine Temperatur der Kunststoffvorformlinge erfasst. Vorteilhaft sind die erste Temperaturmesseinrichtung und die zweite Temperaturmesseinrichtung an verschiedenen Positionen entlang des Bewegungspfads der Kunststoffvorformlinge angeordnet. Auf diese Weise kann auch ein Temperaturgradient bzw. eine Erwärmung der Kunststoffvorformlinge bestimmt werden. Diese Daten können wie oben erwähnt zur Steuerung und/oder Regelung der Vorrichtung eingesetzt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche eine Steuerung und insbesondere eine Regelung der Erwärmungseinrichtung und insbesondere eine Echtzeitregelung ermöglicht. Genauer gesagt kann dabei auch die Leistung der Erwärmungseinrichtungen bzw. der Applikatoreinrichtung genau auf die Rotation, Bewegung und Temperatur der Kunststoffvorformlinge abgestimmt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung wenigstens eine, bevorzugt zwei oder mehrere, beispielsweise drei Mikrowellenapplikatoreinrichtungen auf. Dabei ist es denkbar, dass die Temperatur mit einem Pyrometer oder einer IR-Kamera beispielsweise am Einlauf, in einer Applikatoreinrichtung, zwischen den Applikatoreinrichtungen oder nach den Applikatoreinrichtungen gemessen wird. Da der dielektrische Verlustfaktor temperaturabhängig ist, ist es von Vorteil, wenn die Temperatur der Kunststoffvorformlinge vor der Prozessierung mit der MW-Erwärmungsvorrichtung in einem begrenzten Temperaturbereich liegt. Dies kann beispielsweise durch eine Vortemperierung geschehen, welche sowohl mit Mikrowellen, aber auch mit Warmluft, IR- Strahlung oder Laser stattfinden kann. So können beispielsweise die Kunststoffvorformlinge in einer ersten Erwärmungsstufe vortemperiert und auf die gleiche Temperatur gebracht werden. Es wäre auch eine nachträgliche Temperierung möglich d.h. eine Temperierung nach der hier beschriebenen Temperierung mit Mikrowellen möglich. Auch wäre eine zeitgleiche und/oder kombinierte Temperierung möglich. Dazu ist es beispielsweise möglich, dass mittels einer ersten Sensoreinrichtung, wie beispielsweise einem ersten Pyrometer, die Temperatur der Kunststoffvorformlinge vor einem ersten Applikator gemessen wird, anschließend wird in diesem ersten Applikator die Leistung und/oder Verweildauer der Kunststoffvorformlinge so angepasst, dass nach der ersten Applikatoreinrichtung ein gleichmäßig temperierter Strom an Kunststoffvorformlingen ankommt. Dies kann gegebenenfalls mit einer zweiten Sensoreinrichtung überprüft werden. In nachfolgenden Applikatoreinrichtungen kann dann das gewünschte restliche Temperaturprofil aufgebracht werden. Dabei kann eine Steuerung vorgesehen sein, welche sowohl zentral als auch dezentral angebracht ist und die Anlage steuert und bevorzugt regelt. Bevorzugt weist die Vorrichtung eine weitere Sensoreinrichtung auf, welche eine Temperatur der Kunststoffvorformlinge bestimmt. Dabei ist es möglich, dass, nachdem die Kunststoffvorformlinge die letzte Temperiereinrichtung (IR-Ofen, Mikrowellenofen, Laser, Heißluft, Kühlluft oder Temperierplatten) verlassen haben, nochmals das Temperaturprofil gemessen wird und anschließend das Behältnis streckgeblasen wird. Anschließend kann das so geblasene Behältnis nochmals überprüft werden, beispielsweise im Hinblick auf eine Wandungsdickenverteilung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist daher die Vorrichtung auch eine der Erwärmungseinrichtung nachgeordnete Blasformeinrichtung, wie insbesondere eine Streckblasmaschine auf. Weiterhin weist die Vorrichtung bevorzugt auch eine Überprüfungseinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die fertig geblasenen Behältnisse zu überprüfen und insbesondere im Hinblick auf eine Wandstärkenverteilung zu überprüfen.
Es ist dabei möglich, dass sämtliche Daten, wie insbesondere eine Einlauftemperatur, eine Zwischentemperatur, Tuningstellungen, eine vor- und rücklaufende Leistung, eine Position der Temperierelemente, eine Frequenz, eine Auslauftemperatur, Heizerstellgrößen, eine zusätzliche Kühlung, eine Blaskurvenaufzeichnung, eine Reckkraft und auch die Daten einer Auslaufkontrolle speziell der Wandstärke in einem oder mehreren IPCs aufgenommen werden und zur Selbstregulierung des Prozesses verwendet werden. So ist es möglich, dass bei einer Abweichung der Zielwandstärke in einem gewissen Bereich ein Temperierelement in einer Applikationseinrichtung verstellt werden muss, um wieder das gewünschte Wandstärkenprofil zu erreichen. Insbesondere jedoch die Endtemperatur vor dem Streckblasvorgang kann als wichtige Regelgröße genutzt werden, da hier der reine Heizprozess betrachtet wird und nur dessen Auswirkungen auf die endgültige Behältnisqualität.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, austretende Mikrowellen zu erfassen. Ins- besondere sollen dabei Mikrowellen detektiert werden, welche (ungewollt) aus der Applikato- reinrichtung austreten.
Grundsätzlich soll die Applikatoreinrichtung so ausgeführt sein, dass keine kritische Mikrowellenleckage entsteht. Sollte diese doch entstehen, ist es vorteilhaft, beispielsweise eine metallisch leitende Schutzeinhausung um das System zu bauen. Mit einem derartigen Leckagemessgerät kann nun gemessen werden, ob sich Mikrowellenenergie innerhalb der Schutzeinrichtung befindet. Überschreitet diese einen voreingestellten Grenzwert, wird die Mikrowellenenergie abgeschaltet. Es ist jedoch auch denkbar, noch eine zweite Messeinrichtung zur Messung von Leckagen außerhalb der Schutzeinrichtung zu verbauen. Diese kann einen gesetzlichen Grenzwert überwachen und auch diese kann bei Überschreiten eines voreingestellten Schwellenwerts das System abschalten. Vorteilhaft weist daher die Vorrichtung eine erste Leckagemesseinrichtung und eine zweite Leckagemesseinrichtung auf. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung auf, welche Störungen und insbesondere Plasmabögen erfasst.
Da PET einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor hat wird in der Applikatoreinrichtung eine hohe Felddichte benötigt. Diese wiederum kann zur Plasmazündung und zur Mikrowel- lenleckage führen. Um bei einer Plasmazündung keinen Schaden in der Applikatoreinrichtung hervorzurufen, wird also vorgeschlagen, eine Detektor- bzw. Sensoreinrichtung (insbesondere aber nicht ausschließlich eine Fotodiode) in die Applikatoreinrichtung bzw. den Resonator blicken zu lassen, um mögliche Plasmazündungen sofort zu detektieren. In diesem Falle kann eine Steuerungseinrichtung bewirken, dass die Mikrowellenenergiezufuhr abgeschaltet wird. Bevorzugt reagiert eine derartige Steuerungseinrichtung innerhalb von 100 s vorzugsweise innerhalb von 10 s. Dabei ist es möglich, dass jeder Applikatoreinrichtung eine derartige Sensoreinrichtung zugeordnet ist. Es wäre jedoch auch möglich, dass mehrere Applikatoreinrichtungen mittels einer Sensoreinrichtung geschützt werden.
Es wäre auch möglich, dass eine Energiezufuhr kurzzeitig verringert wird bzw. ausgeschaltet wird, um ggf. Fäden oder Unreinheiten am Anspritzpunkt verbrennen zu lassen und bei neuem Einschalten kein Plasma mehr zu haben. Auch könnte eine Ausschleusung von Kunststoffvorformlingen erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung auf, welche eine geometrische Gestalt der Kunststoffvorformlinge und insbesondere aber nicht ausschließlich eine Preformlänge oder einen Preformdurchmesser erfasst. Auch kann eine Erfassung dahingehend erfolgen, ob ein Kunststoffvorformling vorhanden ist. Bei einer Mikrowellenerwärmungseinrichtung ist es vorteilhaft, nahe an der Kuppe der Kunststoffvorformlinge Funktionselemente im Resonator zu platzieren. Daher kann es nachteilhaft sein für das System, wenn die Kunststoffvorformlinge zu lang sind. Es wird daher im Rahmen dieser Ausgestaltung vorgeschlagen, eine Inspektionseinrichtung der eigentlichen Er- wärmungseinrichtung vorzuschalten. Diese kann beispielsweise physikalische Eigenschaften, wie eine Länge, eine Dicke, dielektrische Eigenschaften, Verschmutzungen, fehlerhafte Kunststoffvorformlinge, Fäden am Anspritzpunkt, deformierte Mundstücke, einen schiefen Sitz in den Halteeinrichtungen und dergleichen erkennen.
Besonders bevorzugt kann weiterhin eine Auswurfeinrichtung vorgesehen sein, welche die betreffenden Kunststoffvorformlinge vor der Einfahrt in die Applikatoreinrichtung auswirft. Ein derartiges Inspektionssystem kann beispielsweise eine Lichtschranke, eine Kamera, ein induktives oder kapazitives Messgerät oder ein kleiner Messresonator sein oder eines oder mehrere dieser Elemente beinhalten.
Eine Lichtschranke oder ein mechanischer Taster, der unter dem Strom der Kunststoffvorformlinge hindurchblickt, kann auch noch vorhanden sein, während der Kunststoffvorformling sich in der Aufheizung befindet. Dieser kann auch ein Abrutschen von einer Halteeinrichtung detektieren und beispielsweise auch die Maschine anhalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Kühleinrichtung, insbesondere zum Kühlen der Mikrowellenerzeugung und/oder der Applikatoreinrichtung auf. Hierzu kann bevorzugt eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung und insbesondere einen Durchflusswächter auf, der diese Kühlung überwacht.
So ist es beispielsweise möglich, dass ein Abschalten erfolgt, wenn die Temperatur einer Applikatoreinrichtung oder einer Mikrowellenerzeugungseinrichtung über einen vorgegebenen Grenzwert steigt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines Mündungsbereichs des Kunststoffvorformlings auf. Dabei kann beispielsweise eine Luftkühlung vorgesehen sein, welche den Mündungsbereich des Kunststoffvor- formlings mit kühler Luft beaufschlagt. Es könnten jedoch auch andere Bereich des Kunststoffvorformlings gekühlt werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Applikatoreinrichtung derart gestaltet, dass sie in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge ein Temperaturprofil ermöglicht, das heißt, dass unterschiedliche Temperaturbereiche in unterschiedlichen Längsrichtungsbereichen der Kunststoffvorformlinge aufgebracht werden. Dies kann insbesondere durch eine Modifikation des elektrischen Feldes innerhalb der Applikatoreinrichtung möglich sein. Dies kann etwa durch fest verbaute oder verstellbare dielektrische und/oder metallische Funkti- onselemente, die sich im Applikator befinden, erreicht werden. Derartige Funktionselemente können bevorzugt wie Garniturenteile ausgewechselt werden. Eine Verstellung kann motorisch erfolgen und bevorzugt auch durch eine Regelung bewirkt werden, um ein gewünschtes Temperaturprofil zu erreichen. Im Hinblick auf das Maschinen-Layout wäre es auch möglich, die vorliegende Erwärmungseinrichtung als Rundläufer auszugestalten und in dem Fall eine Applikatoreinrichtung vorzusehen, welche ein kreisförmiges Profil aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung innerhalb der Applika- toreinrichtung angeordnete Funktionselemente auf, die bevorzugt bewegbar sind und die eine Anpassung eines Mikrowellenfeldes innerhalb der Applikatoreinrichtung ermöglichen. Wie oben erwähnt, kann auf diese Weise eine Anpassung an die unterschiedlichen aus dem Stand der Technik bekannten Kunststoffvorformlinge erfolgen. Bevorzugt weist die Vorrichtung mehrere Funktionselemente auf, die besonders bevorzugt unabhängig voneinander bewegbar und/oder verstellbar sind. Besonders bevorzugt sind die Funktionselement in einer Richtung bewegbar, die senkrecht zu dem Transportpfad der Kunststoffvorformlinge steht oder wenigstens eine Komponente aufweist, die senkrecht zu dem Transportpfad der Kunststoffvorformlinge steht.
Bevorzugt weist die Vorrichtung wenigstens zwei derartige Funktionselemente auf, welche symmetrisch bezüglich des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge angeordnet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Funktionselement und sind bevorzugt wenigstens zwei Funktionselemente derart verstellbar und/oder bewegbar, dass eine Symmetrie in Bezug auf eine Achse in Transportrichtung des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge beibehalten wird. Bevorzugt werden diese Funktionselemente auch verfah- rensseitig entsprechend bewegt. Diese Funktionselemente können dabei als plattenartige Körper ausgebildet sein, die innerhalb der Applikatoreinrichtung angeordnet sind. Auch wäre es möglich, dass die Funktionselemente leistenartig ausgebildet sind. Bevorzugt erstrecken sich eine Längsrichtung dieser Funktionselemente entlang des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge und/oder senk- recht zu einer Längsachse der Kunststoffvorformlinge.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bestehen die Funktionselemente aus wenigstens einem und bevorzugt aus unterschiedlichen metallischen und/oder dieelektrischen Materialien.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Funktionselement und sind bevorzugt mehrere Funktionselemente stangenartigen Trägern angeordnet. Bevorzugt wird daher das wenigstens eine Funktionselement in einer von einer Wandung der Applikatoreinrichtung beabstandeten Position gehalten.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Funktionselement benachbart zu einer Kuppe bzw. einem Endabschnitt und insbesondere einem geschlossenen Endabschnitt der Kunststoffvorformlinge angeordnet. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Funktionselement unterhalb der besagten Kuppe der Kunst- stoffvorformlinge und insbesondere direkt unterhalb dieser Kuppe angeordnet. Bevorzugt ist dabei dieses Funktionselement in einer vertikalen Richtung bewegbar und/oder verstellbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Erwärmungseinrichtung unterschiedliche Gestaltungen von Hohlleitern aufweisen. So können beispielsweise Rechteck- Hohlleiter vorgesehen sein, Rundhohlleiter, elliptische Hohlleiter, sechseckige Hohlleiter, Steghohlleiter und dergleichen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind einem Bereich des Schlitzes, durch den Mikrowellen austreten könnten, zusätzliche Schutzelemente vorgesehen. So könnten beispielsweise in diesen Bereichen λ/4 - Fallen vorgesehen sein. Daneben könnten auch Bürsten mit metallischen Borsten vorgesehen sein, welche die Mikrowellenleistung, die aus der Applikationsreinrichtung heraustritt abschwächen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Erwärmungseinrichtung auch ein Infrarot-Heizmodul auf. Dieses Infrarot-Heizmodul kann dabei insbesondere zu einer Vortemperierung der Kunststoffvorformlinge dienen. Weiterhin weist die Vorrichtung wenigstens eine und bevorzugt eine Vielzahl von Transporteinrichtungen auf, welche dazu geeignet und bestimmt sind, die Kunststoffvorformlinge zu der Applikatoreinnchtung zu transportieren. Dabei kann es sich beispielsweise auch um sogenannte Teilungsverzugssterne handeln, welche dazu geeignet und bestimmt sind, eine Teilung der Kunststoffvorformlinge während deren Transport zu verändern.
Dabei kann teilweise auf aktuelle oder aus dem Stand der Technik bekannte Transportvarianten zurückgegriffen werden, die auch bereits im Infrarotprozess als Standard verwendet werden. Diese Transportvariante kann gegebenenfalls mit Modifikationen auch mit der hier beschriebenen linearen Mikrowellenerwärmungseinheit ausgeführt werden. Dabei wäre es sogar möglich, dass eine Erwärmungseinrichtung mehrere nachfolgende Formmaschinen beispielsweise Blasformmaschinen versorgt. Daneben können derartige Anlagen auch Maschinenteile wie beispielsweise Sterilisationseinrichtungen aufweisen. Wie oben erwähnt, ist bevorzugt die Applikatoreinnchtung stationär angeordnet und die Kunststoffvorformlinge bewegen sich gegenüber der Applikatoreinnchtung.
Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Kunststoffvorformlinge stehen und die Applikatoreinnchtung sich bewegt, beispielsweise sich gegenüber den Kunststoffvorformlingen bewegt. Insbesondere bewegen sich jedoch die Applikatoreinnchtung und die Kunststoffvorformlinge relativ zueinander. Diese Bewegung findet dabei insbesondere in einer senkrecht zu der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge stehenden Richtung statt.
Vorteilhaft ist ein Heizprozess der hier beschriebenen Erwärmungseinrichtungen für Kunststoffvorformlinge geeignet, bei denen heißes oder kaltes Füllgut entweder direkt in den Kunststoffvorformling zur Ausformung des Behältnisses gegeben wird, oder aber später das Behältnis mit heißem Medium gefüllt wird und anschließend wieder rückgekühlt wird. Bei einer derartigen Ausführungsform kann sich eine Mikrowellen-Erwärmungseinheit vor einem Zwischenmodul und vor einem Formprozess, beispielsweise einer Blasformmaschine, befin- den. Im Rahmen eines sogenannten Hotfill-Prozesses können außerdem auch erhöhte Anforderungen hinsichtlich Preform-Temperaturen und auch einer Erhöhung des kristallinen Anteils des PET-Materials beim Heizen als Besonderheit hinzukommen. Weiterhin ist es auch denkbar, dass sich an der Erwärmungseinrichtung eine aseptische Blasformmaschine mit oder ohne Isolator anschließt. Dabei kann beispielsweise ein Zwischenmodul vorgesehen sein, welches beispielsweise ein Trockenaseptikmodul, ein Nas- saseptikmodul, eine Bestrahlungseinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt, oder dergleichen ist. Dabei ist es möglich, dass die hier beschriebene Erwärmungseinrichtung und/oder ein Zwischenmodul bzw. eine Blasformmaschine durch ein Schott bakteriell gasdicht, flüssigkeitsdicht und ähnlich abgedichtet werden/wird.
Auch wäre es möglich, dass die Erwärmungseinrichtung selbst als steriler Bereich ausge- führt wird und entsprechende Vorkehrungen getroffen werden. Beispielsweise ist ein Filteroder Reinigungssystem vorgesehen. Daneben kann in diesem Bereich auch eine Trennung zwischen einem Nass- und einem Trockenteil einer Sterilisationsreinrichtung stattfinden.
Ebenfalls denkbar wäre das ein Sterilisationsmittel wie flüssiges H202 vor der Erwärmungs- einrichtung in den Preform eingebracht wird und dann in der Erwärmungseinrichtung mittels Mikrowelle aktiviert wird.
Als Transport-Einrichtung kommen unterschiedliche Transporteinrichtungen in Betracht. So können, wie oben erwähnt, neben Transportketten auch beispielsweise Shuttles oder als Li- nearmotor betriebene Mover vorgesehen sein. Auch kann ein Transportband vorgesehen sein.
Die Transportgeschwindigkeit der Kunststoffvorformlinge innerhalb der Applikatoreinrichtung kann ungleichmäßig sein, aber auch gleichmäßig. Eine ungleichmäßige Geschwindigkeit hätte den Vorteil, dass Bereiche in der Applikatoreinrichtung bzw. im Resonator, in denen das E-Feld des Resonators minimal ist, schneller überbrückt werden können als Bereiche mit einem Maximum. Auf diese Weise könnte der Kunststoffvorformling schneller aufgeheizt werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit mit der der Kunststoffvorformling durch die Applikatoreinrichtung bewegt wird. So könnte mit einer Konstruktion gearbeitet werden, die näherungsweise bekannt ist, indem mehrere Kunststoffvorformlinge in einem festen Abstand im Resonator platziert sind (beispielsweise über ein Band oder eine Kette) und über mechanische-pneumatische oder me- chatronische Komponenten, wie beispielsweise einen Kettenantrieb, einen Servoantrieb und dergleichen bzgl. der Preform-Längsachse gedreht werden. Alternative Transportmöglichkeiten können, wie oben erwähnt, Mover sein, welche unabhängig voneinander auf einer Magnetbahn oder ähnliches sich bewegen und so ungleichmäßige oder gleichmäßige Bewegungen in der Applikatoreinrichtung realisieren.
Eine ungleichmäßige Bewegung hat den Vorteil, dass beispielsweise Minima eines E-Feldes schneller überbrückt werden können, und so insgesamt die Heizdauer reduziert werden kann. Weiterhin können jedoch mehrere Kunststoffvorformlinge in einem festen Abstand in der Applikatoreinrichtung platziert werden und entsprechend bewegt werden.
Die Rotation der Kunststoffvorformlinge kann beispielsweise über einen zentralen Kettenantrieb oder einen Zahnriemen oder dergleichen (beispielsweise Servoantriebe, elektromecha- nische Antriebe, pneumatische Antriebe und/oder mechanische Antriebe) erfolgen. Dabei wäre es möglich, dass die einzelnen Kunststoffvorformlinge mit einheitlichen Drehgeschwin- digkeiten gedreht werden, wobei diese Drehgeschwindigkeiten jedoch bevorzugt geändert werden können. Dies kann durch entsprechende Bewegungen eines Zahnriemens erreicht werden. Dieser Zahnriemen kann dabei beispielsweise Zahnräder antreiben, die an den jeweiligen Halteeinrichtungen angeordnet sind, und die mit einer Greif-Einrichtung gekoppelt sind, so dass die Kunststoffvorformlinge gedreht werden.
Daneben könnte auch ein Greifer auf einer Kurvenscheibe eingesetzt werden, um einen direkten Transport in dem Erwärmungsmodul zu erreichen. Durch eine intelligente Kinematik des Systems könnte auch so eine gleichmäßige oder alternativ ungleichmäßige Bewegung innerhalb der Applikatoreinrichtung durchgeführt werden.
Die Übergabe der Kunststoffvorformlinge in die Applikatoreinrichtung kann, wie oben erwähnt, von oben, der Seite her oder theoretisch auch von der Unterseite her erfolgen. Wie oben erwähnt, sollten diese offenen Seiten gegenüber einem Strahlungsaustritt gesichert sein. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Wende- Einrichtung auf, welche dazu geeignet und bestimmt ist, eine Ausrichtung der Kunststoffvorformlinge zu wenden. So könnten beispielsweise die Kunststoffvorformlinge derart gewendet werden, dass sie mit ihrer Mündung nach unten durch die Applikatoreinrichtung transportiert werden. Dies hätte den Vorteil, dass eine Kühlung der Mündungsbereiche der Kunststoffvor- formlinge leichter realisiert werden kann.
Die Transport-Einrichtungen aus der Applikatoreinrichtung bzw. Heiz-Einrichtung heraus und herein können analog zum Stand der Technik mit Teilungsverzugssternen, oder Sägezahnsternen ausgeführt werden, oder aber mittels Mover-Bändern oder anderen Transport- Systemen in die nachfolgenden Bearbeitungsschritte übergeben werden bzw. aus einer vorherigen Bestückungsvorrichtung entnommen werden. Der Vorteil von Bändern oder Movern könnte der variablere Prozess sein. So könnte beispielsweise die Transport-Einrichtung ein entsprechendes Schienensystem mit einer Heizvorrichtung, mehreren Formmaschinen und dergleichen aufweisen mit Hilfe der eine Bewegungseinrichtung wie ein Mover und entspre- chende Abzweigungen versorgt werden. Dies könnte beispielsweise auch mit Verzugssternen oder -bändern oder Lufttransporteuren oder dergleichen realisiert werden.
Wie oben erwähnt, ist auch eine gezielte Kühlung bestimmter Bereiche der Kunststoffvorformlinge während des Transports vorteilhaft. Während der Heizphase oder nach der Heizphase oder auch während einer Transferphase nach der Heizphase kann eine örtliche Abnahme der Temperatur durch beispielsweise eine Düseneinrichtung, wie beispielsweise eine Vortecdüse erreicht werden. Auch kann eine Oberflächenkühlung vorgenommen werden, in dem ein Bereich des Kunststoffvorformlings von einem Kühlelement kontaktiert wird. Auch kann es vorteilhaft sein, wenn während der Heizphase gleichzeitig gekühlt wird, um ge- wisse Bereiche der Kunststoffvorformlinge vor dem Überhitzen zu schützen oder aber um eine bestimmte Temperaturprofilierung zu erreichen. Auch könnte es möglich sein, durch die Kühlung den Kunststoffvorformling auf eine gewisse festlegbare Temperatur zu kühlen und die Kühlung als Regelkreislauf aufzubauen. Dabei kann eine Stellgröße, mit der etwa ein Lüfter oder dergleichen betrieben wird, auch eine Regelgröße sein, mittels der die Temperatur der Kunststoffvorformlinge eingestellt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Auswurf-Einrichtung zum Aussortieren von mangelhaften Kunststoffvorformlingen auf. Diese können man- gelhaft sein beispielsweise wegen ihres Materials oder wegen der Geometrie oder auch wegen Behandlungsfehlern. Bei einem fehlerhaften Temperaturprofil oder eines anderen Defekts der Kunststoffvorformlinge sollte es die Möglichkeit geben, diesen Kunststoffvorformling insbesondere einzeln aus einem Formenrad oder einer anderen Behandlungsstation oder ei- ner Transport-Einrichtung auszuschleusen. Dies kann über Stellglieder erfolgen, welche den Kunststoffvorformling aus dem Prozess drücken. Diese können beispielsweise mechanisch, elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch betrieben werden. Dabei kann bevorzugt im Vorfeld eine Detektion eines Defekts oder eines fehlerhaften Transportprofils insbesondere berührungsfrei erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvor- formlingen gerichtet, wobei die Kunststoffvorformlinge mit einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Transportpfades transportiert werden. Dabei weist die Transporteinrichtung Halteeinrichtungen zum Halten der Kunststoffvorformlinge auf und dieser Transportpfad weist wenigstens einen Erwärmungsabschnitt auf, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden. Weiterhin ist wenigstens eine Erwärmungseinrichtung -insbesondere stationär- wenigstens abschnittsweise entlang des Transportpfades angeordnet und erwärmt die von der Transporteinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge während deren Transport durch den Erwärmungsabschnitt. Dabei weist die Erwärmungseinrichtung eine ins- besondere stationäre Applikatoreinrichtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge mit Mikrowellen zu deren Erwärmung beaufschlagt.
Erfindungsgemäß ist die Transporteinrichtung zumindest im Erwärmungsabschnitt derart gegenüber der Applikatoreinrichtung angeordnet, dass zumindest ein Abschnitt der Halteele- mente außerhalb der Applikatoreinrichtung angeordnet ist. Es wird daher auch verfahrens- seitig vorgeschlagen, dass wenigstens ein Bestandteil der Erwärmungseinrichtung nicht innerhalb bzw. durch die Applikatoreinrichtung verläuft.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren werden ebenfalls Kunststoffvorformlinge mit einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Transportpfades transportiert, wobei die Transporteinrichtung Halteelemente zum Halten der Kunststoffvorformlinge aufweist und wobei dieser Transportpfad wenigstens einen Erwärmungsabschnitt aufweist, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden. Dabei ist weiterhin eine Erwärmungseinrichtung vorgesehen, welche insbesondere stationär wenigstens abschnittsweise entlang des Transportpfades angeordnet ist und welche die von der Transporteinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge während deren Transport durch den Erwärmungsabschnitt erwärmt. Dabei weist die Erwärmungseinrichtung eine insbesondere stationäre Applikatoreinnchtung auf, welche die Kunststoffvorformlinge mit Mikrowellen zu deren Erwärmung beaufschlagt. Erfindungsgemäß werden wenigstens zeitweise die Kunststoffvorformlinge bezüglich ihrer Längsrichtung, insbesondere während der Erwärmung, gedreht. Vorteilhaft werden die Kunststoffvorformlinge wenigstens zeitweise sowohl transportiert als auch bezüglich ihrer Längsrichtung gedreht.
Insbesondere werden die Mikrowellen in die Applikatoreinrichtung eingekoppelt. Es wäre grundsätzlich denkbar, dass die Mikrowellen in der Applikatoreinrichtung erzeugt werden, hier wird jedoch vorgeschlagen, dass die Mikrowellen außerhalb der Applikatoreinrichtung erzeugt werden und in die Applikatoreinrichtung eingekoppelt werden. Dieses Einkoppeln der Mikrowellen erfolgt insbesondere über einen Hohlwellenleiter.
Wie oben erwähnt, kann der hier beschriebenen Erwärmungseinrichtung eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen und insbesondere Kunststoffflaschen nachgeordnet sein.
Bei der Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen handelt es sich bevorzugt um eine Blasmaschine. Dies bedeutet, dass die Kunststoffvorformlinge zunächst in einer Heizstrecke thermisch konditioniert und anschließend durch Beaufschlagung mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium expandiert werden. Das fließfähige Medium steht bevorzugt unter Druck. Für die Zuführung des unter Druck stehenden Mediums weist die Vorrichtung eine Blasdüse auf, welche an eine Mündung der Kunststoffvorformlinge dichtend anlegbar ist, um die Kunststoffvorformlinge so mit flüssigem oder gasförmigem Medium zu expandieren. Daneben ist bevorzugt auch eine Ventilanordnung vorgesehen, welche die Zuführung der Blasluft an die Kunststoffvorformlinge steuert. Bevorzugt handelt es sich bei der Blasmaschine um eine Streckblasmaschine, was bedeutet, dass die Vorformlinge vor und/oder während der Expansion mittels einer Reckstange in Längsrichtung gedehnt werden. Die Blasstationen weisen dabei jeweils Reckstangen auf, welche in die Kunststoffvorformlinge einführbar sind und die Kunststoffvorformlinge in ihrer Längsrichtung dehnen. Die Reckstangen weisen dabei bevorzugt einen elektrischen Antrieb auf.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Vielzahl von Blasstationen an einem ge- meinsamen beweglichen Träger angeordnet. Bei diesem Träger handelt es sich dabei insbesondere um einen drehbaren Träger. Die Blasstationen weisen jeweils eine Blasformeinrichtung auf, welche bevorzugt einen Hohlraum ausbilden, innerhalb dessen die Kunststoffvor- formlinge zu den Kunststoffbehältnissen expandierbar sind. Diese Blasformeinrichtungen sind dabei bevorzugt mehrteilig ausgebildet und weisen zwei Blasformhälften und eine Bo- denform auf. Bevorzugt sind diese Blasformhälften lösbar an einer Formträgerschale oder an den Blasformträgern angeordnet. Die Blasformträger sind bezüglich einander schwenkbar sind, um die Blasformeinrichtungen zu öffnen und zu schließen. Zudem weist der Blasformträger Verriegelungsmechanismen auf, um die Formhälften während des Blasvorgangs gegeneinander zu verriegeln.
Besonders bevorzugt ist die Blasmaschine bzw. sind der Träger und die Blasformanordnungen innerhalb eines Reinraums angeordnet, welcher die Blasformmaschine gegenüber einer unsterilen Umgebung abgrenzt. Antriebseinrichtungen für die Verschließung, Verriegelung und/oder Öffnung der Blasformen sind dabei bevorzugt außerhalb des Reinraums angeord- net.
Die Blasformeinrichtungen werden bevorzugt innerhalb des Reinraums transportiert. Der Reinraum wird bevorzugt von mehreren Wandungen begrenzt. Bevorzugt wird der Reinraum dabei von wenigstens einer stehenden Wandung und einer sich gegenüber dieser stehenden Wandung bewegenden Wandung begrenzt. Der Reinraum grenzt die Blasformen insbesondere von einer unsterilen Umgebung ab. Vorteilhaft ist der Reinraum ring- oder torusartig um die Blasstationen bzw. Umformungsstationen und/oder den Transportpfad der Kunststoffbehältnisse ausgebildet. Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 a, b Zwei Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 a, b Zwei Darstellungen zur Veranschaulichung von Applikatorprinzipien;
Fig. 3 a, b Zwei Darstellungen einer Applikatoreinrichtung;
Fig. 4 a - 4 c Drei Darstellungen einer Applikatoreinrichtung; Fig. 5 a - 5 d Vier Darstellungen einer Applikatoreinrichtung; Fig. 6 a - 6 c Drei Darstellungen einer Abstimmeinrichtung;
Fig. 7 a, 7 b, 7 c, 7 d, 7 e Fünf Darstellungen von Feldverteilungen in der Applikatorein- richtung;
Fig. 8 a - 8 d Vier Darstellungen von Dämpfungseinrichtungen;
Fig. 9 a - 9 d Vier Darstellungen für Layouts für Applikatoreinrichtungen;
Fig. 10 a - 10 d Vier Darstellungen zur Veranschaulichung einer Regelung der Applikato- reinrichtungen;
Fig. 1 1 a - 1 1 f Sechs Darstellungen von Halteeinrichtungen für Kunststoffvorformlinge;
Fig. 12a - 12d Vier Darstellungen zur Funktionsweise eines Funktionselements;
Fig. 13a - 13d Vier Darstellungen zur Veranschaulichung der Temperierung; und
Fig. 14a - b zwei Darstellungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren
Ausführungsform.
Figur 1 a zeigt einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen 10. Diese Vorrichtung 1 weist eine Transporteinrichtung 2 auf, an der eine Vielzahl von Halteeinrichtungen 200 angeordnet ist. Diese Halteeinrichtun- gen können hier entlang des Pfeils bewegt werden. Die Transporteinrichtung kann dabei bevorzugt einen umlaufenden Träger aufweisen, an dem die einzelnen Halteelemente beweglich angeordnet sind. Die Halteeinrichtungen weisen jeweils unten genauer beschriebene Innengreifer auf, die jeweils in den Mündungen 10 a der Kunststoffvorformlinge 10 eingreifen.
Das Bezugszeichen 40 kennzeichnet schematisch eine Applikatoreinrichtung, durch welche die Kunststoffvorformlinge hindurchtransportiert werden und in welcher die Kunststoffvorformlinge mit Mikrowellen beaufschlagt werden. Zu diesem Zweck werden Mikrowellen erzeugt und, wie durch den kleinen vertikalen Pfeil gezeigt, in die Applikatoreinrichtung 40 ein- gekoppelt. Im Bereich eines Wellenleiterausgangs können unten genauer beschriebene Tuning-Elemente vorhanden sein. Das Bezugszeichen E kennzeichnet einen Erwärmungsbereich, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge 10 erwärmt werden. Dieser Erwärmungsbereich erstreckt sich hier entlang der Applikatoreinrichtung in der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge.
Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet eine erste Dämpfungseinrichtung, die dazu dient, aus dem Applikator austretende Mikrowellen zu dämpfen bzw. abzuschwächen.
Die Bezugszeichen 16 beziehen sich auf weitere Dämpfungseinrichtungen, die an den Stirn- seiten der Applikatoreinrichtung vorgesehen sein können, das heißt an den Stellen, an denen die Kunststoffvorformlinge in die Applikatoreinrichtung eintreten und wieder austreten.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann eine Vielzahl von in der Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge hintereinander angeordneten Applikatoreinnchtungen aufweisen. Wie oben erwähnt, können die Applikatoreinnchtungen dabei sowohl einen geradlinigen Verlauf als auch einen gekrümmten Verlauf annehmen.
Das Bezugszeichen 50 kennzeichnet grob schematisch eine Dreheinrichtung, welche eine Drehung der einzelnen Halteeinrichtungen 200 und auch der daran angeordneten Kunststoff- vorformlinge 10 bewirkt. Wie oben erwähnt, kann diese Dreheinrichtung etwa einen (nicht gezeigten) Zahnriemen aufweisen, an dem entsprechende Zahnräder der Halteeinrichtung ablaufen so dass eine Drehung der Halteeinrichtungen bewirkt wird Figur 1 b zeigt eine Ansicht der Vorrichtung in Transportrichtung der Kunststoffvorformlinge. Auch hier ist wieder das Halteeinrichtung 200 gezeigt, an welcher der Kunststoffvorformling 10 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet einen Spalt, innerhalb dessen der Kunststoffvorformling durch die Applikatoreinrichtung 40 transportiert wird. Das Bezugszei- chen 8 kennzeichnet ein unten genauer beschriebenes Funktionselement, welches die Feldverteilung im Inneren der Applikatoreinrichtung anpasst. Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet wieder die Abstimmeinrichtung, die zum Abstimmen der Wellenlängen dient, wie unten genauer beschrieben. Die Figuren 2 a und 2 b zeigen zwei Grundprinzipien bei der Beaufschlagung von Kunststoff- vorformlingen mit Mikrowellen. Bei der in Figur 2 a gezeigten Situation werden von einer Mikrowellenquelle 102 und hier einer Einkopplungseinrichtung 42 die Mikrowellen in die Applikatoreinrichtung eingekoppelt. Bei der in Figur 2 b gezeigten Situation werden die Mikrowellen in dem Applikator ausgehend von einer Wechselstromquelle 106 erzeugt. Im Rahmen der Erfindung wird insbesondere auf das in Figur 2 a gezeigte Prinzip zurückgegriffen, bei dem Mikrowellen in die Applikatoreinrichtung eingekoppelt werden.
Die Figuren 3 a, 3 b zeigen zwei Ausgestaltungen einer Applikatoreinrichtung 40. Man erkennt hier wieder den Spalt 46, durch den die Kunststoffvorformlinge geführt werden. Das Bezugszeichen 48 kennzeichnet einen Eintrittsspalt, über den die Kunststoffvorformlinge in den Applikator und/oder Resonator eintreten. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet eine Zuführeinrichtung wie einen Hohlleiter, über den die Mikrowellen in die Applikatoreinrichtung 40 eingekoppelt werden. Das Bezugszeichen 44 kennzeichnet eine Ausführ- bzw. Auskoppeleinrichtung im Bereich derer die Mikrowellen aus den Applikationsbereich der Applikatorein- richtung ausgekoppelt werden. In diesem Bereich können auch Abstimmeinrichtungen, wie beispielsweise unten genauer bezeichnete Tuning-Stifte oder Tuning-Platten vorgesehen sein.
Figur 3 b zeigt eine weitere Ausgestaltung der Applikatoreinrichtung 40. Dabei ist ein Design gezeigt, das keine scharfen Kanten aufweist, sodass das Risiko von Bogenbildungen reduziert wird.
Die Figuren 4 a bis 4 c zeigen drei Ausgestaltungen von Applikatoreinrichtungen. Dabei ist es möglich, dass die Applikatoreinrichtung wie in Figur 4 a gezeigt auf drei Seiten offen ist. Dabei können die Kunststoffvorformlinge über einen Spalt 48 eingeführt und auf der anderen Seite wieder ausgeführt werden. Weiterhin kann die Applikatoreinnchtung auch ausgeführt sein, wie in Figur 4 b gezeigt, das heißt nur einen Spalt 46 aufweisend. In diesem Falle werden die Kunststoffvorformlinge in diesen Spalt eingetaucht, um innerhalb der Applikatorein- richtung 40 erwähnt zu werden. Bei der in Figur 4 c Ausgestaltung ist auch an der Unterseite ein Spalt 49 vorgesehen, was heißt, diese Applikatoreinnchtung ist von allen Seiten offen.
Die Figuren 5 a bis 5 d zeigen vier Ausgestaltungen von Applikatoreinrichtungen. Dabei sind jeweils wieder die Zuführeinrichtungen 42 bzw. die Einkoppel-Hohlleiter 42 vorgesehen sowie die Auskoppel-Hohlleiter. Das Bezugszeichen 60 kennzeichnet grob schematisch eine Abstimmeinrichtung, die innerhalb des Ausgangshohleiters 44 angeordnet ist. Diese Abstimmeinrichtung kann hier in einer vertikalen Richtung bewegt werden, um eine Wellenlänge und/oder eine Intensität der Mikrowellen innerhalb der Applikatoreinnchtung 40 abzustimmen. Die Bezugszeichen 52 und 54 kennzeichnen zwei Umlenkungsbereiche, in denen die Mikrowellen in die Applikatoreinnchtung 40 umgelenkt werden. Man erkennt, dass hier eine Umlenkung um 90° erfolgt. Der Unterschied zwischen denen in den Figuren 5 a und 5 b gezeigten Varianten liegt darin, dass bei der in Figur 5 a gezeigten Variante ein polygonaler Übergang vorgesehen ist, wohingegen die Eckbereiche bei der in Figur 5 b gezeigten Ausführungsform gerundet sind.
In der Zuführeinrichtung 42 bzw. Einkoppeleinrichtung 42 kann eine nicht gezeigte Blende vorgesehen sein, um die Mikrowellen entsprechend gesteuert in die Applikatoreinnchtung 40 einzukoppeln. Die Figuren 5 c und 5 d zeigen zwei unterschiedliche Vorgehensweisen bei der Einkoppe- lung von Mikrowellen in die Applikatoreinnchtung 40. Die Bezugszeichen 10 beziehen sich hier wiederum auf die transportierten Kunststoffvorformlinge. Bei der in Figur 5 d gezeigten Variante werden die Mikrowellen ausgehend von dem Boden der Applikatoreinnchtung 40 eingekoppelt. Dabei ist der Materialkanal auf der Oberseite der Applikatoreinnchtung ange- ordnet. Bei der in Figur 5 c gezeigten Variante werden die Mikrowellen von der linken oder rechten Seite in die Applikatoreinnchtung eingekoppelt. Bei beiden Varianten kann wiederum eine Tuning-Einrichtung 60 vorgesehen sein. Daneben kann ein Schutzfenster 62 vorgesehen sein. Die Figuren 6 a bis 6 c zeigen drei Beispiele für die Abstimmeinrichtung 60. Bei der in Figur 6 a gezeigten Variante ist innerhalb der Abstimmeinrichtung, das heißt innerhalb des Hohlleiters ein dielektrischer Block 68 vorgesehen. Dieser ist in der Richtung d bewegbar und weist eine Dicke w auf.
Bei der in Figur 6 b gezeigten Variante ist in einem Bereich des Abstimmelements 60 ein drehbares dielektrisches und/oder metallisches Material 70. Je nach Drehstellung dieses Materials können auch hier die Wellenverläufe innerhalb des Hohlleiters angepasst werden. Bei der in Figur 6 c gezeigten Variante ist ein Kurzschlusselement 72 innerhalb des Hohlleiters angeordnet. Auch dieses ist in seiner Bewegung verschiebbar und kann die effektive Länge des Hohlraumes bzw. auch des Resonators ändern.
In den Figuren 7 a, 7 b, 7 c, 7 d und 7 e wird die Wellenerzeugung innerhalb des Applikators bzw. Resonators erklärt. Bei der in Figur 7 a gezeigten Situation ist eine wandernde Welle gezeigt. Falls keine Grenzbedingungen, beispielsweise durch Reflexion der Welle vorhanden sind, welche zu einem stehenden Wellenmuster führen, erlaubt der Hohlleiter der Welle, in eine bestimmte Richtung zu wandern. Hier ändert sich das Feld mit der Zeit und die Positionen der Maxima und Minima sind nicht festgelegt. Leistung wird in den Hohlleiter eingekoppelt und kann teilweise von Elementen innerhalb des Hohlleiters absorbiert werden, wobei die verbleibende Energie bevorzugt in eine am Ende liegende Last gespeist wird, wie etwa eine Wasserlast.
Wie in Figur 7 b gezeigt, treten bei dieser Ausgestaltung keine festen Positionen von Maxima und Minima auf. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil einer homogenen Erwärmung, weil die Maxima durch die Applikatoreinrichtung wandern. Ein Energietransfer ist hier in allen Positionen möglich. Leistung, die die Applikatoreinrichtung verlässt, kann abgeschwächt bzw. gedämpft werden. Ein Applikator in dieser Art kann auch leer bzw. ohne zu erwärmende Produkte betrieben werden. Wie erwähnt, wird im Rahmen der Erfindung insbesondere Bezug genommen auf Mikrowellen, das heißt auf Mikrowellen, die in den Applikator eingekoppelt werden, jedoch außerhalb des Applikators erzeugt werden. Bei der in Figur 7 c gezeigten Ausführungsform bildet sich eine stehende Welle aus, das heißt es sind feste Positionen von Maxima und Minima vor- handen. Diese Vorgehensweise erlaubt eine bessere Steuerung über die Feldverteilung innerhalb der Applikatoreinrichtung. Mit einem Resonator können höhere Feldstärken und damit eine höhere Absorption der MW-Energie durch Substrate mit einem kleinen Absorptionskoeffizienten realisiert werden. Die Leistung wird innerhalb der Applikatoreinrichtung reflek- tiert. Diese Ausgestaltung verwendet bzw. benötigt jedoch eine Last wie beispielsweise die zu erwärmenden Kunststoffvorformlinge.
Es wäre bevorzugt auch möglich, Kombinationen aus den hier gezeigten Verfahren zu verwenden, das heißt eine Kombination aus einer Applikatoreinrichtung mit einer wandernden Welle (insbesondere für Vorheizen bis zu einer gewissen einheitlichen Temperatur) und ein Resonator, um eine Profilierung zu erreichen.
In den Figuren 7 d und 7 e wird beschrieben, wie die Heizlänge der Applikatoreinrichtung reduziert werden kann. Für einen resonanten TE1 On-Applikator ist die Erwärmung der Kunst- stoffvorformlinge in denjenigen Bereichen, in dem Minima der stehenden Welle auftreten (Geringheitsbereich) zu niedrig. Um die Erwärmungseffizienz des Applikators zu verbessern, kann ein dielektrisches Material (vergleiche Figur 7 e) in die Applikatoreinrichtung eingebracht werden (wie beispielsweise Quarz, PTFA, und dergleichen). Dieses Material wird insbesondere in denjenigen Bereichen platziert, in denen eine geringe Erwärmung auftritt. Hier- durch wird die Beziehung zwischen den Hocherwärm-Bereichen und Niedrigerwärm-Berei- chen verbessert und als direkte Folge wird die Gesamtlänge des Applikators verkürzt (vergleiche Figur 7 e).
Die Figuren 8 a bis 8 d veranschaulichen die Dämpfung von Mikrowellen, welche aus der Ap- plikatoreinrichtung und/oder dem Gehäuse der Maschine austreten können. Bei der in Figur 8 a gezeigten Darstellung sind die einzelnen Kunststoffvorformlinge 10 gezeigt. Weiterhin ist eine in seiner Gesamtheit mit 6 bezeichnete Dämpfungseinrichtung vorgesehen, welche dazu dient, um aus der Applikatoreinrichtung austretende Mikrowellen zu dämpfen. Dieses Dämpfungselement bzw. diese Dämpfungseinrichtung weist einen Träger 63 auf, an den eine Vielzahl von Vorsprüngen 61 angeordnet ist, welche sich hier in Richtung der Kunststoffvorformlinge erstrecken. Da die Kunststoffvorformlinge durch die Applikatoreinrichtung bewegt werden, und auch durch die Dämpfungseinrichtung 6, ist diese Dämpfereinrichtung 6 so optimiert, dass auch die Effekte auf die Halteelemente für die Kunststoffvorformlinge, die innerhalb dieses Elements bewegt werden, berücksichtigt werden. Geeignete Materialien, die einen geringen Verlust aufweisen, für diese Schutzstrukturen beispielsweise, wie oben erwähnt, AL203, PTFA, PTFE, Quarz, PEI, Igus A500 und dergleichen.
Grundsätzlich könnte das Material des Kanals 45, durch welchen die Kunststoffvorformlinge transportiert werden, mit einer Struktur beschichtet sein (zum Beispiel mit dünnen Platten), um das Volumen dieses Kanals und den übrigen Bereich der Applikatoreinrichtung durch eine Material mit geringem Verlust zu trennen. Der Sinn liegt darin, die Verunreinigung der Applikatoreinrichtung zu reduzieren und auch die Wartung und den Service der Applikatoreinrichtung zu erleichtern.
Die Beschichtung der Innenwandungen des Applikators ist eine Möglichkeit.
Eine weitere Möglichkeit ist der Aufbau einer Trennvorrichtung aus dielektrischem Material, um den eigentlichen Materialkanal (Bereich des Applikators, der von den Preforms durchlaufen wird) und dem restlichen Bereich des Applikators.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Applikatoreinrichtung bzw. der Kanal 45 der Applikatoreinrichtung ein Luftspülsystem auf, um die Kontamination der Applikatoreinrichtung zu verringern. So könnten eine oder eine Vielzahl von Luftdüsen vorgesehen sein, welche insbesondere zeitweise den Innenraum der Applikatoreinrichtung mit Luft beispiels- weise auch mit Sterilluft beaufschlagen.
Figur 8 b zeigt eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Dämpfungseinrichtung 6 und weiteren seitlichen Dämpfungseinrichtungen 16. Dabei können die Dämpfungseinrichtungen 16 und Dämpfungseinrichtung 6 auf einem gemeinsamen Träger 61 bzw. 63 ausgebildet sein. Auch im Bereich der Dämpfungseinrichtung 16 ist eine Vielzahl der Vorsprünge 61 vorgesehen. Das Bezugszeichen 45 kennzeichnet den Kanal, durch den die Kunststoffvorformlinge, genauer, deren Grundkörper, gefördert werden. Auch hier ist wieder die Einkoppeleinrichtung 42 erkennbar sowie auch die Auskoppeleinrichtung 44, in der auch die (hier nicht gezeigten) Tuning-Elemente angeordnet sind.
Figur 8 c zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Applikatoreinrichtung. In diesem Falle sind als Dämpfungseinrichtungen für die Randbereiche 16 Metallblöcke vorgesehen, welche zum Abschneiden von (nicht wandernden) Wellen dienen. Zwischen diesen metallischen Blöcken sind wieder die oben erwähnten Vorsprünge 61 vorgesehen. Figur 8 d zeigt eine Ausgestaltung, bei der der Kunststoffvorformling 10 durch den nur teilweise dargestellten Raum der Applikatoreinrichtung gefördert wird. Auch hier ist wieder die Dämpfungseinrichtung 6 vorgesehen, welche insbesondere dafür sorgt, dass im Bereich des Spalts 46, innerhalb dessen die Halteeinrichtung 200 transportiert wird, die Mikrowellen gedämpft werden. Die Halteeinrichtung 200 weist hier drei Führungseinrichtungen 251 , 252 und 253 auf, die zur seitlichen Führung der Halteeinrichtung 200 dienen. Im Bereich des Kreises ist ebenfalls eine Dämpfung von Mikrowellenstrahlung vorgesehen, sodass diese nicht aus dem Resonator bzw. der Applikatoreinrichtung austreten können oder zumindest hinreichend stark gedämpft werden. Wie oben erwähnt, kann es sich hierbei beispielsweise um Metallbürsten oder dergleichen handeln. Daneben kann auch zur Dämpfung eine λ/4-Falle verwendet werden.
Die Figuren 9 a bis 9 d zeigen mehrere Darstellungen von unterschiedlichen Vorrichtungs- Layouts. Bei der in Figur 9 a im oberen Bild gezeigten Variante ist eine Leistungsquelle 92 vorhanden, welche über zwei oder mehrere Zweige mehrere Mikrowellengeneratoren 94 elektrisch versorgt. Diese Mikrowellengeneratoren 94 versorgen jeweils Mikrowellenquellen 96. An diese Mikrowellenquellen 96 schließen sich jeweils Zirkulatoren und Wasserlasten 98 an. Anschließend wird über einen Leistungssplitter 95 die Mikrowellenleistung jeweils auf zwei Applikatoreinrichtungen 40 aufgeteilt.
Bei der in Figur 9 a im unteren Bild gezeigten Variante ist ebenfalls eine Leistungsquelle 92, hier jedoch nur ein Mikrowellengenerator 94, vorgesehen. Dieser Mikrowellengenerator 94 versorgt wiederum hier drei oder auch mehrere Mikrowellenquellen 96. Jeder Mikrowellen- quelle 96 ist eine Wasserlast bzw. ein Zirkulator 98 zugeordnet und jeweils hier eine Applikatoreinrichtung 40. Es wäre jedoch auch möglich, die Varianten aus Figur 9 a miteinander zu kombinieren.
Auch könnten andere Vorgehensweisen gewählt werden. Daneben wäre es auch möglich, dass ausgehend von einer Quelle über Leistungssplitter direkt mehrere Applikatoreinrichtungen versorgt werden, oder dass Leistungssplitter hintereinander angeordnet werden und zunächst ausgehend von einer Mikrowellenquelle ein Leistungssplitter auf zwei Zweige verteilt und in jedem dieser zwei Zweige über nachfolgende Leistungsteile wiederum auf zwei Zweige aufgeteilt wird. Eine derartige Vorgehensweise ist in Fig. 9b gezeigt. Bei der in Figur 9 c gezeigten Ausgestaltung ist wiederum ein Mikrowellengenerator samt Mikrowellenquelle 96 vorgesehen, der über einen Hohlleiter 78 die Mikrowellen zu einem Leistungssplitter übermittelt. Ausgehend von diesem Leistungssplitter werden zwei Applika- toren 40 versorgt. Die Bezugszeichen 73 und 74 kennzeichnen Sensoreinrichtungen, welche beispielsweise eine eingehende Leistung messen, eine absorbierte Leistung, eine Impedanz oder dergleichen. Die Kunststoffvorformlinge werden entlang der Pfeile von einer Applikato- reinrichtung 40 zur nächsten transportiert. Die Bezugszeichen 50 kennzeichnet eine Steuerungseinrichtung, welche beispielsweise auch Signale von den Sensoreinrichtungen 73 und 74 empfangen kann, und welche umgekehrt den Leistungsteiler 95 ansteuern kann. Weiterhin kann die Steuerungseinrichtung 50 auch die einzelnen Applikatoreinrichtungen 40 ansteuern, genauer gesagt, die Einkopplungselemente 42 und die Abstimmreinrichtungen 60. Daneben kann die Steuerungseinrichtung 50 auch den Generator und die Mikrowellenquelle 96 ansteuern.
Dabei handelt es sich bevorzugt bei der Steuerungseinrichtung 50 um eine Regeleinrichtung, sodass eine Regelung des gesamten Systems ermöglicht wird.
Bei der in Figur 9 d gezeigten Situation können Kunststoffvorformlinge in zwei Gängen, das heißt auf parallelen Transportwegen durch mehrere hintereinander angeordnete Applikatoreinrichtungen 40 geführt werden. Auch wäre es möglich, dass mehr als zwei der Artikelgänge bzw. Transportzweige vorgesehen sind. Auf diese Weise kann der Durchsatz der Erwärmungseinrichtung insgesamt erhöht werden. Die Figuren 10 a bis 10 d zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit zusätzlichen Messeinrichtungen. Figur 10 a zeigt eine Anordnung, bei der die Kunststoffvorformlinge 10 durch eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Applikatoreinrichtungen 40 und entlang eines Transportpfades T transportiert werden. Das Bezugszeichen 12 kennzeichnet eine erste Sensoreinrichtung, wie insbesondere ein Pyrometer, welches berührungslos eine Temperatur der Kunststoffvorformlinge misst. Dabei misst diese erste Sensoreinrichtung 12 die Temperatur der Kunststoffvorformlinge vor dem Eintritt in die erste Applikatoreinrichtung 40. Die zweite Sensoreinrichtung 14 misst die Temperatur der Kunststoffvorformlinge nach deren Austritt aus der ersten Applikatoreinnchtung. Es wäre jedoch auch möglich, derartige Sensoreinrichtungen in die Applikatoreinnchtung selbst zu integrieren. Das Bezugszeichen 120 kennzeichnet eine Steuerungseinrichtung, welche sowohl mit den beiden Sensoreinrichtungen 12 und 14 als auch mit der eigentlichen Applikatoreinnchtung 40 kommuniziert. Anstelle eines Pyrometers wäre es auch möglich, eine Infrarotkamera insbesondere am Einlauf vor der ersten Applikatoreinnchtung 40 zu verwenden. Weitere Sensoreinrichtungen könnten auch zwischen der zweiten und dritten Applikatoreinnchtung und am Ende der dritten Applikatoreinnchtung vorgesehen sein. Die linke erste Applikatoreinnchtung kann insbesondere dazu verwendet werden, um die Kunststoffvorformlinge auf ein einheitliches Temperaturniveau zu bringen.
Figur 10b zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausgestaltung ist der eigentlichen Erwärmungseinrichtung 1 eine Umformungseinrichtung, wie insbesondere eine Blasformmaschine 150 nachgeschaltet. Diese Blasformmaschine weist dabei eine Blasform mit einem ersten Seitenteil 154, einem zweiten Seitenteil 156 und Bodenteil 158 auf. Diese drei Teile bilden gemeinsam einen Hohlraum aus, innerhalb dessen der Kunststoffvorformling durch Beaufschlagung von einem Medium, insbesondere mit Druckluft zu einem fertigen Behältnis 20 expandiert wird. Anstelle von Druckluft könnte der Kunststoffvorformling auch mit einer später abzufüllenden Flüssigkeit expandiert werden.
Weiterhin sind diese Seitenteile 154 und 156 an (nicht gezeigten) Seitenteilträgern angeordnet. Auch das Bodenteil 158 kann an einem (nicht gezeigten) Träger angeordnet sein. Zum Öffnen und Schließen der Blasformen werden bevorzugt die Seitenteile auseinander geschwenkt und das Bodenteil 158 weggestellt.
Das Bezugszeichen 162 bezieht sich auf eine Reckstange. Das Bezugszeichen 152 kennzeichnet einen Ventilblock, der die Beaufschlagung der Kunststoffvorformlinge mit Blasluft steuert.
Auch bei der in Figur 10 b gezeigten Variante sind mehrere Sensoreinrichtungen 12, 14 und 15 dargestellt. Das Bezugszeichen 120 kennzeichnet wieder eine Steuerungseinrichtung, wobei hier jedoch auch die Umformungseinheit 150 und beispielsweise auch der Ventilblock 152 in Steuerung integriert sind.
Das Bezugszeichen 142 kennzeichnet eine weitere Inspektionsreinrichtung, welche die fertig geblasenen Behältnisse prüft. Dabei kann insbesondere auch die Ausformung eines Bodens beobachtet werden, oder auch andere Eigenschaften wie insbesondere eine Wandstärkenverteilung des fertigen Behältnisses. Dazu kann die Inspektions- bzw. Sensoreinrichtung 142 eine Vielzahl von Sensorelementen aufweisen, welche die Wandstärken des Behältnisses entlang deren Längsrichtung beobachten. Die Steuerungseinrichtung 120 ermöglicht bevor- zugt auch eine IPC (Interprozesskommunikation). Auf diese Weise kann der gesamte Her- stellungsprozess für die Behältnisse 20 selbst reguliert werden.
Bevorzugt erlauben die einzelnen Einrichtungen auch eine unterschiedliche Temperierung der Kunststoffvorformlinge entlang unterschiedlicher Bereiche in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge. Dabei können insbesondere auch eine Endtemperatur vor dem
Streckblasen, das heißt eine Temperatur, durch die durch die Sensoreinrichtung 15 gemessen wird als wichtige Regelgröße genutzt werden, da hier der Heizprozess betrachtet wird und nur dessen Auswirkungen auf die finale Behältnisqualität.
Figur 10 c zeigt eine Darstellung der Vorrichtung mit mehreren Messeinrichtungen. Bei die- ser Ausgestaltung geht es insbesondere darum, das Auftreten von Fehlern und Austreten von Mikrowellen zu detektieren. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung zwei Sensoreinrichtungen 136 auf, die jeweils einer Applikatoreinrichtung 40 zugeordnet sind. Diese Sensoreinrichtungen sollen insbesondere Plasmazündungen erfassen. Bei diesen Sensoreinrichtungen 136 kann es sich beispielsweise um eine Fotodiode handeln, welche in den Resonator bzw. innerhalb in den Kanal der Applikatoreinrichtung blickt. Diese bzw. die Steuerungseinrichtung kann bei einer Plasmazündung sofort die Mikrowellenenergiezufuhr abschalten.
Die Bezugszeichen 132 und 134 beziehen sich auf erste und zweite Sensoreinrichtungen, welche dazu dienen, festzustellen, ob Mikrowellen aus den Applikatoreinrichtungen austre- ten. Dabei ist es möglich, dass die erste Sensoreinrichtung 132 innerhalb eines Gehäuses 130 angeordnet ist und feststellt, ob aus den Applikatoreinrichtungen 40 Mikrowellen austreten. Eine zweite Sensoreinrichtung 134 kann außerhalb des Gehäuses 130 angeordnet sein, um wiederum festzustellen, ob auch noch aus dem Gehäuse Mikrowellen austreten. Sollte eine der beiden Sensoreinrichtungen 132 und 134 einen zu hohen Messwert für die Mikrowellenenergie zeigen, so kann die Steuerungseinrichtung 120 die jeweiligen Applikatorein- richtungen abschalten. Bei der in Figur 10 d gezeigten Variante ist eine weitere Sensor- oder Messeinrichtung 138 vor der eigentlichen Applikatoreinnchtung 40 vorgesehen. Diese Messeinrichtung ist dazu geeignet und dazu bestimmt, geometrische Eigenschaften der Kunststoffvorformlinge zu bestimmen. Hier beispielsweise eine Preform-Länge. Bei Auftreten eines zu langen Kunststoff- vorformlings kann dieser mit einer Auswurfeinrichtung 140 aus dem Produktionsstrom aus- geschleust werden. Entsprechend ist auch hier wieder die Steuerungseinrichtung 120 vorgesehen, welche auch hier die Auswurfeinrichtung 140 steuern kann.
Bei einem bevorzugten Mikrowellensystem ist zusätzliche eine Wasserkühlung, beispielsweise am Magnetron, an einem Zirkulator und einer Wasserlast vorgesehen. Aber auch die Applikatoreinnchtung selbst kann wassergekühlt sein. Bei modernen Halbleiterquellen sollte vor allem der Verstärker gekühlt werden. Auch dies erfolgt üblicherweise mit Wasser. Derartigen Gestaltungen weisen besonders bevorzugt einen Durchflussmesser und/oder Tempermessung auf, der die Temperatur des Kühlwassers erfasst. Auf diese Weise kann auch die korrekte Kühlmittelmenge kontrolliert werden.
Figur 1 1 a zeigt eine Halteeinrichtung 200 für den Kunststoffvorformling 10 a nach dem Stand der Technik der Anmelderin. Dieses Halteelement 200 weist dabei eine relativ geringe Länge auf. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass einzelne Bestandteile, wie insbesondere die eigentliche Greifeinrichtung 202 auch für die erfindungsgemäße Halteeinrichtung verwendet wird, sodass insoweit auf diese Merkmale zurückgegriffen werden kann.
Figur 1 1 a zeigt auch eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung 1 . Diese Halteeinrichtung 200 weist dabei einen Halteabschnitt 202 auf, der zumindest teilweise in ein Behältnis bzw. in die Mündung eines Behältnisses einführbar ist. Zu diesem Zwecke weist der Halteabschnitt fünf Haltelemente 224, 226 (die übrigen nicht dargestellt, da hinterseitig) auf, die jeweils einen radial nach innen versetzten Endabschnitt 224a, 226a aufweisen, der in die Mündungen der Kunststoffvorformlinge einführbar ist. Zwischen den einzelnen Haltelementen sind dabei jeweils Schlitze 225 angeordnet, durch die eine gewisse Relativbewegung der Halteeinrichtungen bezüglich einander möglich wird. Auf diese Weise können die Halteelemente 222, 224 beim Eintritt in den Kunststoffvorformling geringfügig näher aufeinander zugestellt werden. Diese Schlitze verlaufen dabei bevorzugt geradlinig und sind besonders bevorzugt parallel zu der Längsrichtung L der Halteeinrichtung. Die eingangs erwähnte Umfangsrichtung der Halteeinrichtung ist damit als Umfangs- richtung um die Längsrichtung definiert.
Das Bezugszeichen 268 kennzeichnet einen Anschlag des Spreizkörpers, der zwischen den einzelnen Halteelementen bzw. innerhalb derselben verläuft. Das Bezugszeichen 232 kennzeichnet einen Basiskörper des Halteabschnittes, an dem die Halteelemente 224, 226 ange- ordnet sind und mit dem die Halteelemente 224, 226 einteilig ausgebildet sind.
Bevorzugt sind diese Halteelemente zumindest geringfügig biegbar an dem Basiskörper 232 angeordnet. Durch diese biegbare Anordnung werden die Halteelemente bei Eintauchen in ein Kunststoffbehältnis leicht nach innen gedrückt und bringen nunmehr eine gewisse Gegenkraft gegen die Innenwandung der Mündung auf, welche die Kunststoffbehältnisse 10 an der Halteeinrichtung 200 hält.
Das Bezugszeichen 208 kennzeichnet einen Grundkörper bzw. Träger der Halteeinrichtung 200, an dem wiederum der Halteabschnitt 202, genauer gesagt der Basiskörper 232 ange- ordnet ist. Der Basiskörper 232 bildet im Inneren einen Hohlraum aus, in dem wiederum der Spreizkörper angeordnet ist. Über Schraubverbindungen 286 ist der Basiskörper 202 in dem Grundkörper 208 angeordnet. Das Bezugszeichen 285 bezieht sich dabei auf einen Aufnahmebereich, in den der Halteabschnitt, genauer der Basiskörper 232 eingeführt wird. Bevorzugt wird zumindest der Abschnitt 232 und die Halteelemente 224, 226 aus einem nicht-metallischen Material gefertigt. Vorteilhaft ist auch der im Inneren (nicht sichtbar) befindliche Spreizkörper aus einem nicht-metallischen Material gefertigt.
Weiterhin ist in Fig. 1 1 a die Halteeinrichtung 200 mit einem daran angeordneten Kunststoff- vorformling 10 gezeigt. Dieser Kunststoffvorformling 10 weist eine Mündung auf, in welche der Endabschnitt der Halteeinrichtung eintaucht, um diesen Kunststoffvorformling zu halten.
Figur 1 1 a zeigt weiterhin auch eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung 1. Dabei sind wiederum zwei Halteelemente 224 und 226 erkennbar. Man erkennt, dass innerhalb der Halteelemente der Spreizkörper 206 angeordnet ist, wobei sich das Bezugszeichen 262 auf das Spreizelement bezieht, welches definiert, wie weit bei eingesetzten Spreizkörpern die beiden Halteelemente 226 und 224, insgesamt jedoch sämtliche Halteelemente auseinandergedrückt und gegen die Innenwandung 210b des Kunststoffvorformlings ge- drückt werden. Das Bezugszeichen 263 kennzeichnet eine Aufnahmenut des Halteelements 226, an der das Spreizelement 262 anliegt.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass der Spreizkörper die Halteelemente 224, 226 im Betriebszustand nicht weit aufspreizen muss. Entsprechend könnte der Spreizkörper auch als Stützkörper bezeichnet werden, der die Halteelemente radial nach innen abstützt. Allerdings werden die Halteelemente bei der Entnahme des Spreizkörpers aus dem Basiskörper ebenfalls zumindest leicht aufgespreizt.
Das Bezugszeichen 268 kennzeichnet wieder den unteren Anschlag, der an den Haltelemen- ten 224, 226 anliegt.
Das Bezugszeichen 286 bezieht sich wieder auf Schraubeinrichtungen, wie hier Madenschrauben, mit denen der Träger 208 an dem Basiskörper 232 und damit auch dem Halteabschnitt 202 befestigt ist. Das Bezugszeichen 272 kennzeichnet eine kanalförmige Öffnung, durch welche ein Werkzeug wie beispielsweise ein kleiner Schraubenzieher eingeführt werden kann um einen Spreizkörper 206 in der Längsrichtung L nach unten aus dem Körper 232 herauszudrücken. Auf diese Weise wird das Spreizelement 262 zugänglich und kann eingewechselt werden. Mit den Schraubkörpern 284 kann die gesamte Einrichtung an einem weiteren Element befestigt werden, wie beispielsweise einen stangenartigen Körper, der in die Ausnehmung 283 eintritt. Der Obere Bereich der Halteeinrichtung, insbesondere im Bereich der Ausnehmung und der Schraubkörper dient insgesamt als Befestigungsabschnitt 280, um die Halteeinrichtung an einem Träger, wie etwa einer Kette oder auch an Shuttles montieren zu können. Das Bezugszeichen 288 kennzeichnet eine Anlagefläche, um die Halteeinrichtung 200 an einem Träger zu montieren. So kann beispielsweise die Halteeinrichtung an einem Antrieb befestigt werden, der auch bewirkt, dass der Kunststoffvorformling 10 um seine eigene Längsachse gedreht wird. Die Halteeinrichtung kann jedoch auch an einer Transporteinrichtung wie etwa einer Transportkette angeordnet sein und durch diese transportiert werden.
Das Bezugszeichen 244 bezieht sich auf einen hier umlaufenden Vorsprung, der an dem Spreizkörper 206 ausgebildet ist. Dieser Vorsprung greift in einem montierten Zustand in Nuten bzw. Ausnehmungen 242 ein, die in den einzelnen Halteelementen ausgebildet sind. Man erkennt dabei, dass die geometrischen Gestalten dieser Vorsprünge und Ausnehmun- gen aneinander angepasst sind. Nach unten hin,, d.h. in Richtung des Vorsprungs weisen sowohl die Nut als auch der Vorsprung jeweils Schrägflächen 242a, 244a auf. Durch diese Schrägflächen wird, wenn der Spreizkörper aus dem Basiskörper 232 bzw. den Halteelementen herausgedrückt werden soll, auf die Halteelemente eine Kraft ausgeübt, welche diese auseinanderspreizt.
Man erkennt weiterhin, dass sich das Spreizelement 262 relativ nahe an dem unteren Ende der Halteeinrichtung befindet, so dass es bei angeordnetem Kunststoffvorformling ebenfalls innerhalb dieses Kunststoffvorformlings angeordnet ist. Bevorzugt ist dieses Spreizelement in der Längsrichtung unterhalb des Vorsprungs 244 angeordnet und bevorzugt zwischen dem Vorsprung und dem Anschlagelement 268. Dies ist vorteilhaft, da in diesem Falle die durch das Spreizelement auf die Halteelemente aufzubringende Kraft geringer ist, als bei höherer Anordnung des Spreizelements 262.
Auch wird auf diese Weise ein Wechsel des Spreizelements 262 erleichtert, da der Spreiz- körper 206 nicht so weit aus dem von den Halteelementen umgebenen Bereich herausgeschoben werden muss. Das Bezugszeichen 282 kennzeichnet eine in dem Grundkörper angeordnete Öffnung, durch welche ein Werkzeug zum Herausdrücken des Spreizkörpers 206 aus dem Basiskörper 232 eingeführt werden kann. Das Bezugszeichen 261 kennzeichnet eine an dem Spreizkörper angeordnete umlaufende Nut, in welche das Spreizelement 262 eingelegt werden kann. Auch das Spreizelement könnte entsprechend seiner Funktion als Stützelement bezeichnet werden, welches zum Abstützen der Halteelemente gegenüber dem Spreizkörper dient, insbesondere wenn die Halteeinrichtung in einen Kunststoffvorformling eingeschoben wird. Fig. 1 1 b zeigt eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung. Diese Halteeinrichtung weist hier drei Führungseinrichtungen 251 , 252 und 253 auf, die zur seitlichen Führung der Halteeinrichtung dienen. Diese drei Führungseinrichtungen sind gemeinsam Bestandteile einer mit 250 bezeichneten Führungsvorrichtung, die zum seitlichen Führen der Halteeinrichtung 200 dient. Die Führungseinrichtungen sind hier als drehbare Körper bzw. Außenringe ausgebildet, die gegenüber weiteren Führungsmitteln abrollen können.
Fig. 1 1 c zeigt, dass die Führungseinrichtungen jeweils Kugellager mit Kugeln 255 aufweisen, um so die Drehung der Außenringe dieser Führungseinrichtungen zu erreichen. Man erkennt weiterhin, dass die unterste Führungseinrichtung 253 einen geringfügig größeren Außenquerschnitt aufweist als die beiden anderen Führungseinrichtungen 251 und 252. Diese Führungseinrichtung 253 dient zum Abrollen gegenüber benachbarten Führungseinrichtungen benachbarter Halteeinrichtungen. Fig. 1 1 d veranschaulicht das Konzept der Führung. Man erkennt dabei, dass die Führungseinrichtung 251 gegenüber einer ersten Schiene 272 abrollt, welche in dieser Figur vor den Führungseinrichtungen angeordnet ist. Die Führungseinrichtung 252 rollt gegenüber einer zweiten Schiene 274 ab, die hier hinter den Führungseinrichtungen angeordnet ist und die Führungseinrichtung 253 gegenüber der benachbarten Führungseinrichtung.
Die Figuren 1 1 e und 1 1f zeigen zwei weitere Darstellungen, welche die Führung der Halteeinrichtungen veranschaulichen. Durch das hier vorgeschlagene Konzept werden die Halteeinrichtungen in drei Richtungen geführt und insgesamt so sowohl in der Transportrichtung als auch senkrecht hierzu.
Die Figuren 12a - 12d veranschaulichen die Funktionsweise der oben erwähnten Funktionselemente. Dabei zeigt das obere Teilbild eine mögliche Feldverteilung innerhalb des Applikators entlang der Längsrichtung des im unteren Teilbild gezeigten Kunststoffvorformlings. Diese Feldverteilung bzw. dieses Feldprofil führt noch nicht zu der gewünschten Erwärmung des Kunststoffvorformlings. Bei der im mittleren Teilbild von Fig. 12a gezeigten Situation ist ein Funktionselement 8, etwa ein dielektrisches Element in den Applikator eingebracht. Man erkennt, dass dieses Funktionselement die Feldverteilung innerhalb des Applikators ändert und insbesondere das Maximum des Feldes verschiebt.
Das untere Teilbild von Fig. 12a zeigt ein gewünschtes Profil der Feldverteilung. Man erkennt, dass das im mittleren Teilbild gezeigte Profil bereits näher an der gewünschten Feldverteilung liegt als das im oberen Teilbild gezeigte Profil. Fig. 12b zeigt eine erste mögliche Ausgestaltung eines innerhalb des Applikators angeordneten Funktionselements 8. Dieses Funktionselement 8 ist hier seitlich in Richtung des Doppelpfeils P1 auf den Kunststoffvorformling zustellbar.
Fig. 12 c zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Funktionselements 8. Dies kann dabei als kolben- oder stangenartiges Element ausgebildet sein, welches ebenfalls auf den Kunststoffvorformling zustellbar ist.
Fig. 12 d zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Funktionselements. Dieses ist hier als dielektrischer Block ausgeführt, der an einem Boden der Applikatoreinrichtung, d.h. unterhalb des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge angeordnet ist.
Die Figuren 13 a bis 13 d veranschaulichen unterschiedliche Temperierkonzepte für eine erfindungsgemäße Erwärmungseinrichtung. Diese Vorgehensweisen dienen insbesondere auch dazu, um ein in Umfangsrichtung sich änderndes Temperaturprofil auf den Kunststoff- vorformling aufzubringen. Bei der in Fig. 13 a gezeigten Vorgehensweise wird die Drehzahl n1 , n2, n3 des Kunststoffvorformlings variiert und somit in Rotationsrichtung ein inhomogenes Temperaturprofil aufgebracht.
Bei der in Fig. 13b vorgeschlagenen Vorgehensweise wird innerhalb einer ganzen Umdre- hung des Kunststoffvorformlings im Heizmodul bzw. in dem Applikator mit konstanter Dornrotation, die Heizenergie auf den Kunststoffvorformling variiert und somit in Rotationsrichtung ein inhomogenes Temperaturprofil aufgebracht. Fig. 13c zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines Applikators bzw. Resonators. Es wäre durchaus auch denkbar und ggf. beispielsweise hinsichtlich des sog. Footprint oder der Anordnung sinnvoll die Erwärmungsvorrichtung wie in Fig. 13c gezeigt, als Rundläufer auszuführen. Hierbei müsste der Resonator in eine Kreisform gebogen sein und entweder der gesamte Resonator sich mit den Preforms drehen oder aber nur die Preforms sich durch den gebogenen Resonator bewegen. Auch könnte es sinnvoll sein die Preforms mit einem synchronen und/oder stationären Verstellmechanismus für die Temperaturprofilierung durch den Resonator rotieren zu lassen. Die Vorteile könnten sein, dass evtl. Temperaturprofilierungseinrichtungen leichter integriert werden könnten oder eine Regelung der Preformtemperatur je Preform leichter funktionieren könnte.
Das Bezugszeichen 82 kennzeichnet einen Bereich, in dem die Kunststoffvorformlinge der Erwärmungsvorrichtung übergeben werden und das Bezugszeichen 40 kennzeichnet wiederum den Applikator, durch den die Kunststoffvorformlinge 10 transportiert werden. Das Bezugszeichen 84 kennzeichnet eine Baugruppe, die zur Temperaturprofilierung geeignet und bestimmt ist. Fig. 13d zeigt eine weitere mögliche Vorgehensweise, um eine Temperaturprofilierung zu erreichen. Während der Heizphase oder nach der Heizphase oder während der Transferphase nach der Heizphase kann eine örtliche Abnahme der Temperatur durch beispielsweise einer Vortecdüse 86 und/oder eine Oberflächenkühlung und/oder durch Kontakt (Proshape) oder einer anderen Weise erfolgen. Auch kann es vorteilhaft sein, während der Heizphase gleich- zeitig zu kühlen, um gewisse Bereiche vor dem Überhitzen zu hindern oder aber eine gewisse Temperaturprofilierung zu erzielen. Auch könnte es möglich sein, durch die Kühlung den Kunststoffvorformling auf eine gewisse festlegbare Temperatur zu kühlen und die Kühlung als Regelkreislauf aufzubauen. Die Stellgröße, mit dem der Lüfter o.ä. betrieben wird wäre dann die Regelgröße, mit der die Temperatur des Kunststoffvorformlings eingestellt wird.
Fig. 14a zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform ist innerhalb des Applikatoreinrichtung eine Vielzahl von Funktionseiemen- ten 8a - 8c angeordnet. Man erkennt, dass den mit den Bezugszeichen 8a - 8c gekennzeichneten Funktionselementen auch jeweils gegenüberliegende Funktionselemente zugeordnet sind. Dabei sind die jeweils bezüglich des Kunststoffvorformlings 10 gegenüberliegenden Funktionselemente jeweils in der gleichen Stellung angeordnet, also insbesondere gegenüber dem Transportpfad der Kunststoffvorformlinge symmetrisch angeordnet.
Die einzelnen Funktionselemente 8a, 8b, 8c sind in einer Richtung, welche senkrecht zu dem Transportpfad der Kunststoffvorformlinge steht bewegbar. Dabei handelt es sich bei den
Funktionselementen 8a und 8b jeweils um eine horizontale Richtung und bei dem Funktionselement 8c um eine vertikale Richtung.
Bevorzugt sind die einzelnen Funktionselemente 8a, 8b, 8c jedoch unabhängig voneinander bewegbar.
Das Bezugszeichen 64 kennzeichnet ein Abstimmelement, welches in Fig. 14a bezüglich einer vertikalen Drehachse, d.h. einer Drehachse, die parallel zu der Längsrichtung des Kunststoffvorformlings verläuft, drehbar ist.
Durch diese Drehung des Abstimmelements kann der (hier halbkreisförmige) Querschnitt des Abstimmelements näher an den Kunststoffvorformling bewegt werden. In Fig. 14a sind zwei derartige Abstimmelemente gezeigt, die sich bezüglich der Kunststoffvorformlinge bzw. bezüglich deren Transportpfad gegenüber liegen.
Fig. 14b zeigt eine Draufsicht auf die in Fig, 14a gezeigte Vorrichtung auf die Linie A aus Fig. 14a. Dabei sind hier insgesamt sechs Abstimmelemente 64 erkennbar, die auf den beiden Seiten des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge 10 angeordnet sind. Genauer sind diese Abstimmelemente hier bevorzugt symmetrisch zu diesem Transportpfad angeordnet.
Wie oben erwähnt sind dabei bevorzugt diese Abstimmelemente 64 in den Maxima des elektrischen Felds angeordnet. Bevorzugt sind diese Abstimmelemente 64 jeweils in äqui- distanten Positionen zueinander angeordnet. Das Bezugszeichen 66 kennzeichnet eine Wandung, in welche die einzelnen Abstimmelemente 64 eingebaut sind. Eine entsprechende (nicht dargestellte) Wandung ist bevorzugt auch auf der gegenüberliegenden Seite des Transportpfads angeordnet. Die einzelnen Abstimmelemente sind gegenüber diesen Wandungen drehbar. Da, wie oben erwähnt, die Abstimmelemente jeweils ein halbkreisförmiges Profil (in Fig. 14b ist nur der kreisförmige Endabschnitt erkennbar, vgl. Schnitt in Fig. 14a) aufweisen) kann durch die Drehstellung der Abstimmelemente festgelegt werden, welcher Anteil der Abstimmelemente aus den jeweiligen Wandungen 66 in Richtung des Transportpfads der Kunststoffvorform- linge 10 herausragt. Die Wandung kann aus dem gleichen Material bestehen, wie die Abstimmelement
So wäre es in einer Drehstellung der Abstimmelemente möglich, dass diese im Wesentlichen vollständig in die Wandung eingesenkt sind und in einer anderen Drehstellung (welche ge- genüber der erstgenannten Drehstellung um 180° verdreht ist) maximal aus der Wandung 66 herausragen.
Das Bezugszeichen 8a zeigt wiederum ein Funktionselement, welches sich hier, wie in Fig. 14b gezeigt, entlang der gesamten Applikatoreinrichtung erstreckt. Das weitere in Fig. 14a gezeigte Funktionselement 8b ist in Fig. 14b nicht erkennbar, da es sich unterhalb des Funktionselements 8a befindet. Ein entsprechendes Funktionselement ist auch auf der gegenüberliegenden Seite des Transportpfads vorhanden, jedoch in Fig. 14b aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur be- schriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Transporteinrichtung
6 erste Dämpfungseinrichtung
8 Funktionselement
8a,b,c Funktionselemente
10 Kunststoffvorformling
10a Mündung des Kunststoffvorformlings
12 Temperaturmesseinrichtung
14 Temperaturmesseinrichtung
16 weitere Dämpfungseinrichtungen
40 Applikatoreinrichtung
42 Zuführeinrichtung, Einkoppeleinrichtung
44 Ausführ- bzw. Auskoppeleinrichtung
45 Kanal
46 Spalt
48 Spalt
49 Spalt
52,54 Umlenkungsbereiche
60 Abstimmeinrichtung, Tuning-Einrichtung
61 Vorsprünge
62 Schutzfenster
63 Träger
64 Abstimmelement
66 Wand
68 dieelektrischer Block
70 dieelektrisches Material
72 Kurzschlusselement
73,74 Sensoreinrichtung
78 Hohlleiter
82 Bereich
86 Vortecdüse 92 Leistungsquelle
94 Mikrowellengenerator
95 Leistungssplitter
96 Mikrowellenquelle
98 Wasserlasten, Zirkulator
102 Mikrowellenquelle
104 Kopf
106 Wechselstromquelle
120 Steuerungseinrichtung
130 Gehäuse
132 erste Sensoreinrichtung
134 zweite Sensoreinrichtung
136 Sensoreinrichtung
138 Sensor- oder Messeinrichtung
140 Auswurfeinrichtung
142 weitere Inspektionseinrichtung
150 Blasformmaschine
152 Ventilblock
154 erstes Seitenteil
156 zweites Seitenteil
158 Bodenteil
162 Reckstange
200 Halteeinrichtung
202 Halteabschnitt
206 Spreizkörper
208 Grundkörper, Träger
210b Innenwandung des Kunststoffvorformlings
224,226 Halteelemente
224a,226a Endabschnitte der Halteelemente
225 Schlitze
232 Basiskörper
242 Nuten, Ausnehmungen
244 umlaufender Vorsprung
242a, 244a Schrägflächen 250 Führungsvorrichtung
251 , 252, 253 Führungseinrichtungen
255 Kugel
261 umlaufende Nut
262 Spreizelement
263 Aufnahmenut
268 Anschlag
272 kanalartige Öffnung
273, 274 Schienen
280 Befestigungsabschnitt
282 Öffnung
283 Ausnehmung
288 Anlagefläche L Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen (10) mit einer Transporteinrichtung (2), welche die Kunststoffvorformlinge (10) entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, wobei die Transporteinrichtung Halteeinrichtungen (200) zum Halten der Kunststoffvorformlinge (10) aufweist und wobei dieser Transportpfad wenigstens einen Erwärmungsabschnitt (E) aufweist, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden und mit einer Erwärmungseinrichtung (4), welche stationär wenigstens abschnittsweise entlang des Transportpfads angeordnet ist und welche die von der Transporteinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge (10) während deren Transport durch den Erwärmungsabschnitt (E) erwärmt, wobei die Erwärmungseinrichtung (4) wenigstens eine insbesondere stationäre Appli- katoreinrichtung (40) aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, die Kunststoffvorformlinge (10) mit Mikrowellen zu deren Erwärmung zu beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1 ) eine Dreheinrichtung (50) aufweist, welche die Kunststoffvorformlinge (10) wenigstens teilweise während deren Erwärmung um deren Längsachse (L) dreht, wobei bevorzugt die Applikatoreinrichtung (40) dazu eingerichtet ist, wenigstens zeitweise mehrere Kunststoffvorformlinge gleichzeitig aufzunehmen.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kunststoffvorformlinge während ihrer Erwärmung im Erwärmungsabschnitt (E) in einer Richtung transportiert werden, welche im Wesentlichen senkrecht zu ihrer Längsachse (L) ist.
3. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Mikrowellenerzeugungseinrichtung der Vorrichtung (1 ) ein Magnetron und/oder ein Festkörperelement aufweist.
4. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunststoffvorformling auf seinem Transportpfad mehrere unterschiedliche Appli- katoreinrichtungen durchläuft.
5. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1 ) eine außerhalb der Applikatoreinrichtung (40) angeordnete Mikrowellenerzeugungseinrichtung aufweist sowie eine Einkoppeleinrichtung (42), welche die von der Mikrowellenerzeugungseinrichtung erzeugten Mikrowellen in die Applikatoreinrichtung (40) einkoppelt.
6. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens Abschnitte der Halteeinrichtungen (200) aus dielektrischem Material bestehen.
7. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtungen (200) als Innengreifeinrichtungen ausgestaltet sind, wenigstens abschnittsweise in Mündungen (10a) der Kunststoffvorformlinge (10) eingreifen um diese zu halten.
8. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1 ) wenigstens eine erste Sensoreinrichtung (12) aufweist, welche eine Temperatur der Kunststoffvorformlinge (10) erfasst.
9. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1 ) wenigstens eine zweite Sensoreinrichtung (14) aufweist, welche eine Temperatur der Kunststoffvorformlinge (10) erfasst.
10. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (1 ) eine Abstimmeinrichtung (60) aufweist, welche zur Regulierung einer Erwärmungsleistung für die Kunststoffvorformlinge geeignet und bestimmt ist.
1 1 . Vorrichtung (1 ) nach dem vorangegangenen Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung (136) aufweist, welche Störungen und insbesondere Plasmabögen erfasst.
12. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung eine weitere Sensoreinrichtung (132, 134) aufweist, welche dazu geeignet und bestimmt ist, aus der Applikatoreinrichtung (40) austretende Mikrowellen zu detektieren.
13. Vorrichtung (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erwärmungseinrichtung zusätzlich eine IR - und/oder Warmluft- und/oder Laserheizung aufweist.
14. Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen (10), wobei die Kunststoffvorformlinge mit einer Transporteinrichtung (2) entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert werden, wobei die Transporteinrichtung Halteeinrichtungen (200) zum Halten der Kunststoffvorformlinge (10) aufweist und wobei dieser Transportpfad wenigstens einen Erwärmungsabschnitt (E) aufweist, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge erwärmt werden und mit einer Erwärmungseinrichtung (4), welche insbesondere stationär wenigstens abschnittsweise entlang des Transportpfads angeordnet ist und welche die von der Transporteinrichtung transportierten Kunststoffvorformlinge (10) während deren Transport durch den Erwärmungsabschnitt (E) erwärmt, wobei die Erwärmungseinrichtung (4) wenigstens eine stationäre Applikato- reinrichtung (40) aufweist, welche bevorzugt wenigstens zeitweise mehrere Kunststoffvorformlinge (10) gleichzeitig mit Mikrowellen zu deren Erwärmung zu beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zeitweise die Kunststoffvorformlinge (10) bezüglich ihrer Längsrichtung gedreht werden.
15. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren abhängig von physikalischen Messgrößen, wie beispielsweise Temperatur, die Erwärmungsleistung steuert und/oder reguliert.
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