Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Blasformen von Behältern aus Vorformlingen aus thermoplastischem Material.

Bei der Blasformung von Behältern aus Vorformlingen, die aus thermo plastischem Material bestehen, werden die Vorformlinge mittels einer Heizeinrichtung für die Umformung thermisch konditioniert. Die ther misch konditionierten Vorformlinge werden in Blasformen u. a. mit tels eines Blasgases zu Behältern gereckt. Dabei wird das Blasgas unter einem hohen Druck in die Vorformlinge geleitet. Nach dem Re cken weisen die Behälter noch eine Restwärme auf. Um eine nachträg liche Verformung der Behälter zu vermeiden, werden die Behälter in den Blasformen gekühlt. Dazu weisen die Blasformen Kühlkanäle auf, durch die ein Kühlfluid, z. B. Kühlwasser, geleitet wird. Für die Bereitstellung des Kühlfluids sind die Kühlkanäle über Fluidleitun gen mit einer Kühlvorrichtung verbunden, so dass ein geschlossener Kühlkreislauf gebildet wird.

Zur Erzeugung des Kühlfluids ist es aus DE 102017103438 Al be kannt, das zum Recken verwendete Blasgas in eine Kammer zu expandie ren, in der auch die Fluidleitungen der Kühlvorrichtung angeordnet sind. Durch die Expansion des Blasgases wird die Luft in der Sammel kammer gekühlt, wobei dadurch ebenfalls die Fluidleitungen und das darin eingeleitete Fluid gekühlt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Vorrichtung zum Blas formen von Behältern aus Vorformlingen aus thermoplastischem Materi al bereitzustellen, die mit höherer Effizienz und damit kostengüns tiger arbeitet.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprü che. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen An sprüche sowie der folgenden Beschreibung. Bei einer Vorrichtung zum Blasformen von Behältern aus Vorformlingen aus thermoplastischem Material, die mindestens eine Blasstation, die mindestens eine Blasform zum Formen eines in die Blasform eingesetz ten thermisch konditionierten Vorformlings mittels Blasgas und min destens eine fluidkommunizierend mit der Blasform verbundene Aus lassöffnung zum Expandieren des in der Blasform verwendeten Blasga ses aufweist, und mindestens eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der Blasstation mittels eines Kühlfluids umfasst, wobei die Kühlvorrich tung mindestens eine Fluidleitung für das Kühlfluid aufweist, die fluidkommunizierend mit einem Kühlkanalsystem der Blasform verbunden sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auslassöffnung zum Erzeugen eines Kühlgasstroms mittels des expandierten Blasgases aus gebildet ist, wobei zumindest ein Abschnitt der Fluidleitung im Kühlgasstrom angeordnet ist.

Mit der Erfindung wird das nach der Herstellung des Behälters aus der Auslassöffnung strömende Blasgas zur Kühlung des Kühlfluids in der Fluidleitung verwendet. Das Blasgas strömt nach der Herstellung aus der Blasform durch die Auslassöffnung. Beim Durchströmen der Auslassöffnung wird das Blasgas adiabatisch expandiert, so dass die Temperatur des Blasgases reduziert wird. Mit der Auslassöffnung wird damit ein Kühlgasstrom aus dem Blasgas erzeugt. Der Kühlgasstrom ist auf zumindest einen Abschnitt der Fluidleitung gerichtet bzw. ist dieser Abschnitt der Fluidleitung in dem Kühlgasstrom angeordnet.

Der Kühlgasstrom streicht daher um die Fluidleitung und es findet ein Wärmetausch statt, der das die Fluidleitung durchströmende Kühl fluid abkühlt. Dies bewirkt eine zusätzliche Kühlung des Kühlfluids, wobei die Fluidleitung sowohl eine Vorlaufleitung als auch eine Rücklaufleitung der Kühlvorrichtung sein kann. Durch das Abkühlen des Kühlfluids in der Fluidleitung wird die Energiebilanz der Vor richtung verbessert und es wird ein unnötiger Kälteeintrag in die Umgebung der Blasstation vermieden. Weiter kann die Kapazität der Kühlvorrichtung geringer ausgelegt werden, so dass eine kostengüns tigere Kühlvorrichtung verwendet werden kann. Damit kann die Vor- richtung mit höherer Effizienz und damit kostengünstig betrieben werden.

Gemäß einem Beispiel kann der zumindest eine Abschnitt der Fluidlei tung ein Wärmetauscherelement aufweisen, das in dem Kühlgasstrom an geordnet ist.

Mit dem Wärmetauscherelement wird die Kühlung der Fluidleitung und des darin strömenden Kühlfluids weiter verbessert. Das Wärmetausche relement weist dabei eine im Vergleich zur Fluidleitung vergrößerte Oberfläche auf, so dass der Wärmetausch zwischen dem Kühlgasstrom und der Fluidleitung verbessert wird.

Weiter ist denkbar, dass die Vorrichtung eine Sammelkammer zum Sam meln des expandierten Blasgases mit mindestens einer Durchgangsöff nung für den Kühlgasstrom aufweisen kann, wobei die Auslassöffnung fluidkommunizierend mit der Sammelkammer verbunden ist und der zu mindest eine Abschnitt der Fluidleitung in der Durchgangsöffnung an geordnet ist.

In der Sammelkammer wird das expandierte Blasgas gesammelt, so dass die Temperatur in der Sammelkammer reduziert ist. Durch das Einlei ten des Blasgases erhöht sich der Druck in der Sammelkammer, so dass ein Kühlgasstrom durch die Durchgangsöffnung entsteht. Da der min destens eine Abschnitt der Fluidleitung in der Durchgangsöffnung an geordnet ist, kann die gesamte Expansionskälte des expandierten Blasgases zum Kühlen des Kühlfluids verwendet werden.

In einem weiteren Beispiel kann die Vorrichtung eine Trockenluftkam mer mit mindestens einer auf die Blasform gerichtete Trockenluftöff nung zum Erzeugen eines Trockenluftschleiers aus dem erwärmten Kühl gasstrom aufweisen, wobei die Trockenluftkammer in Bezug auf die Sammelkammer stromabwärts des Kühlgasstroms angeordnet ist und mit der Sammelkammer über die Durchgangsöffnung fluidkommunizierend ver bunden ist. Mit dem Trockenluftschleier kann die Blasform getrocknet werden, um der Bildung von Kondenswasser entgegenzuwirken. Der Kühlgasstrom, der durch den Wärmetausch mit der Fluidleitung erwärmt wurde, wird durch die Durchgangsöffnungen in die Trockenluftkammer eingeleitet. In der Trockenluftkammer wird der erwärmte Kühlgasstrom gesammelt und durch die Trockenluftöffnungen als Trockenluftschleier auf die Blasformen geleitet. Dies erhöht die Effizienz der Vorrichtung wei ter.

Die Vorrichtung kann weiter beispielsweise mindestens eine Kammer wand aufweisen, die thermisch isoliert ist.

Sowohl die Sammelkammer als auch die Trockenluftkammer können ther misch isolierte Kammerwände aufweisen, um einen Wärmeaustausch mit der Umgebung der Sammelkammern zu vermeiden. Damit wird die Energie effizienz der Kühlung weiter erhöht.

Denkbar ist weiter, dass die mindestens eine Fluidleitung zum Bei spiel eine Kühlfluid-Vorlaufleitung oder eine Kühlfluid- Rücklaufleitung sein kann.

Vorzugsweise ist die Fluidleitung die Kühlfluid-Rücklaufleitung. Da mit wird das erwärmte Kühlfluid, das von der Blasform zur Kühlvor richtung strömt durch den Kühlgasstrom abgekühlt. Die Rücklauftempe- ratur des Kühlfluids wird damit gesenkt. Es findet damit eine Vor kühlung des Kühlfluids statt, so dass die Kühlvorrichtung weniger Energie benötigt, um das Kühlfluid auf die gewünschte Kühltemperatur für die Blasform zu kühlen.

Damit sei jedoch nicht ausgeschlossen, dass die Fluidleitung die Kühlfluid-Vorlaufleitung sein kann. In diesem Fall muss die Kühlvor richtung das Kühlfluid nicht auf die benötigte Kühltemperatur küh len, da der Kühlgasstrom eine weitere Kühlung des Kühlfluids auf die benötigte Kühltemperatur bewirken kann, bevor es in die Blasform eingeleitet wird. Es kann weiter zum Beispiel ein Schalldämpfer an der Austrittsöff nung zum Dämpfen von Geräuschen des expandierenden Blasgases ange ordnet sein.

Der Schalldämpfer kann zum Beispiel ein Ausrichtelement zum Ausrich ten des Kühlgasstroms auf die Fluidleitung aufweisen.

Damit kann der Kühlgasstrom die Fluidleitung gerichtet anströmen, so dass der Großteil des aus der Auslassöffnung strömende Kühlgasstrom über die Fluidleitung streicht. Dies erhöht die Kühlwirkung des Kühlgasstroms weiter.

Weiter kann die Vorrichtung beispielsweise eine Vielzahl von Blas stationen aufweisen, die jeweils über mindestens eine Fluidleitung fluidkommunizierend mit der Kühlvorrichtung verbunden sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausfüh rungsform mittels der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Blas formen von Behältern aus Vorformlingen aus thermoplasti schem Material; und

Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Blasstati on.

Die Vorrichtung zum Blasformen von Behältern aus Vorformlingen aus thermoplastischem Material wird, wie in Figur 1 dargestellt, im Fol genden in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.

Die Vorrichtung 10 kann eine Zuführeinrichtung 12 aufweisen, die der Vorrichtung 10 Vorformlinge zuführt. In einem Beispiel können die Vorformlinge mittels eines Transportrads 14 an eine Heizstrecke 16 der Vorrichtung 10 übergeben werden. Beim Durchlaufen der Heizstre cke 16 werden die Vorformlinge für das spätere Umformen zu Behältern thermisch konditioniert. Nach dem Durchlaufen der Heizstrecke 16 können die thermisch kondi tionierten Vorformlinge, z. B. mittels eines weiteren Transportrads 14, einer Blasstation 18, z. B. einem Blasrad 26, übergeben werden. In der Blasstation 18 werden die Vorformlinge in mindestens einer Blasform 28 zu Behältern geformt. Die Blasstation 18 kann eine Viel zahl von Blasformen 28 aufweisen.

Eine Kühlvorrichtung 20 kühlt die Blasformen 28 mit einem Kühlfluid und kann dazu über eine Kühlfluid-Vorlaufleitung 22 und eine Kühl- fluid-Rücklaufleitung 24 über die Blasstation 18 mit den Blasformen 28 verbunden sein.

Nach dem Umformen können die Behälter, z. B. mittels eines weiteren Transportrads 14, aus der Blasstation 18 entnommen werden. Die her gestellten Behälter können weiter, z. B. mittels eines oder mehrerer weiterer Transporträder 14, einer Ausgabeeinrichtung (nicht darge stellt) übergeben werden, um z. B. zu einer Beschichtungseinrichtung und/oder Sterilisationseinrichtung und/oder zu einer Fülleinrichtung (nicht dargestellt) transportiert zu werden.

Die Blasstation 18 ist in Figur 2 näher dargestellt. Sie kann ein Blasrad 26 aufweisen, mit dem mindestens eine Blasform 28 verbunden ist. In der Blasform 28 kann ein Vorformling mittels Blasgas zu ei nem Behälter gereckt werden. Dazu wird der thermisch konditionierte Vorformling in die Blasform 28 eingelegt und unter anderem mittels Blasgas expandiert, so dass die Wände des Vorformlings an die Wände der Blasform 28 gedrückt werden.

Nach dem Umformen weist der hergestellte Behälter noch Restwärme aus der thermischen Konditionierung des Vorformlings auf. Um eine unge wünschte Verformung des Behälters in der Blasform 28 zu vermeiden, wird der Behälter über die Blasform 28 gekühlt.

Dazu weist die Blasform 28 ein Kühlkanalsystem 38 auf, das über min destens eine Fluidleitung 32 mit der Kühlvorrichtung 20 fluidkommu- nizierend verbunden ist. Die Fluidleitung 32 kann dazu in fluidkom munizierender Verbindung mit der Kühlfluid-Vorlaufleitung 22 und/oder der Kühlfluid-Rücklaufleitung 24 stehen. Dazu können die Kühlfluid-Vorlaufleitung 22 und/oder die Kühlfluid-Rücklaufleitung 24 mit einer Dreheinführung 48 an das Blasrad 26 angeschlossen sein. Die Dreheinführung 48 ist weiter an das Kühlkanalsystem 38 der Blas form 28 angeschlossen. Damit kann Kühlfluid von der Kühlvorrichtung 20 in das Kühlkanalsystem 38 geleitet werden.

Sobald der Behälter weit genug abgekühlt ist, um sich in der Blas form 28 nicht mehr zu verformen, wird das Blasgas aus dem Behälter abgelassen. Dazu weist die Blasstation 18 eine fluidkommunizierend mit der Blasform 28 verbundene Auslassöffnung 30 auf.

Wenn das unter Druck stehende Blasgas aus der Auslassöffnung 30 aus strömt, kann das Blasgas in eine Sammelkammer 42 strömen, in der ein geringerer Druck herrscht als das Blasgas aufweist. Das Blasgas wird daher adiabatisch expandiert und kühlt ab. Aus dem abgekühlten Blas gas entsteht ein Kühlgasstrom 40. Um die dadurch entstehende Geräu schentwicklung zu verringern kann ein Schalldämpfer 46 an der Aus lassöffnung 30 vorgesehen sein.

Der Schalldämpfer 46 kann weiter mindestens ein Ausrichtelement 58 aufweisen, mit dem der Kühlgasstrom 40 auf einen Abschnitt 34 der mindestens einen Fluidleitung 32 gerichtet wird.

Alternativ oder zusätzlich kann die Sammelkammer 42 mindestens eine Durchgangsöffnung 60 zu einer Trockenluftkammer 44 aufweisen, wobei der Kühlgasstrom 40 durch die Durchgangsöffnung 60 aus der Sammel kammer 42 strömt. Weitere Abluftöffnungen sind an der Sammelkammer 42 nicht vorgesehen, so dass der Kühlgasstroms 40 die Sammelkammer 42 lediglich durch die Durchgangsöffnung 60 verlassen kann.

Der Abschnitt 34 der Fluidleitung 32 kann in der Durchgangsöffnung 60 angeordnet und befestigt sein, so dass der Kühlgasstrom 40 um den Abschnitt 34 der Fluidleitung 32 strömt und ein Wärmeaustausch zwi- sehen dem Kühlgasstrom 40 und dem Abschnitt 34 der Fluidleitung 32 stattfinden kann. Der Abschnitt 34 wird damit gekühlt. Weiter wird dadurch das Kühlfluid beim Passieren des Abschnitts 34 gekühlt.

Der Abschnitt 34 kann ein Wärmetauscherelement 36 aufweisen, mit dem die Oberfläche des Abschnitts 34 vergrößert werden kann. Damit wird der Wirkungsquerschnitt der Kühlung erhöht, da der Wärmetausch zwi schen dem Kühlgasstrom 40 und dem Abschnitt 34 über eine vergrößerte Oberfläche erfolgen kann.

Die Fluidleitung 32 führt das Kühlfluid vorzugsweise von dem Kühlka nalsystem 38 zu der Kühlvorrichtung 20 und ist dann als Rücklauflei tung 54 ausgebildet.

Damit sei jedoch nicht ausgeschlossen, dass die Fluidleitung 32 Kühlfluid von der Kühlvorrichtung 20 zu dem Kühlkanalsystem 38 lei ten kann und damit als Vorlaufleitung 52 ausgebildet sein kann.

Nachdem der Kühlgasstrom 40 durch den Wärmetausch mit dem Abschnitt 34 der Fluidleitung 32 erwärmt wurde, wird der Kühlgasstrom 34 nach dem Passieren der Durchgangsöffnung 60 in der Trockenluftkammer 44 gesammelt.

Um einen Wärmetausch mit der Umgebungsluft der Blasstation 18 zu vermeiden, kann die Sammelkammer 42 eine thermisch isolierte Kammer wand 62 aufweisen.

Die Trockenluftkammer 44 weist mindestens eine Trockenluftöffnung 56 zum Erzeugen eines Trockenluftschleiers aus dem erwärmten Kühl gasstrom auf. Die Trockenluftöffnung 56 erzeugt dabei einen Trocken luftstrom aus dem einströmenden erwärmten Kühlgasstrom. Der Trocken luftstrom ist in Form eines Trockenluftschleiers auf zumindest einen Teil der Außenfläche der Blasform 28 gerichtet. Damit wird eine Kon densation von Flüssigkeit an der Blasform 28 vermieden. Um einen Wärmetausch mit der Umgebungsluft der Blasstation 18 zu vermeiden, kann die Trockenluftkammer 44 eine thermisch isolierte Kammerwand 50 aufweisen. Insgesamt strömt die Blasluft beim Ablassen aus der Blasform 28 da mit durch die Auslassöffnung 30 als Kühlgasstrom 40 in die Sammel kammer 42 und dann über die Durchgangsöffnung 60 um dem Abschnitt 34 der Fluidleitung 32 in die Trockenluftkammer 44. Aus der Trocken luftkammer 44 entweicht die Blasluft als Trockenluftschleier aus der Trockenluftöffnung 56 in die Umgebung der Blasstation 18 und streicht um die Blasform 28.

Das oben beschriebene Beispiel dient in keiner Weise einer Beschrän kung der Erfindung. Vielmehr kann die Erfindung in vielfältiger Wei- se abgewandelt werden. Alle oben beschriebenen Merkmale der Erfin dung können allein oder in Kombination miteinander wesentlich für die Erfindung sein.

Bezugszeichenliste

10 Vorrichtung zum Blasformen von Behältern

12 Zuführeinrichtung

14 Transportrad

16 Heizstrecke

18 Blasstation

20 Kühlvorrichtung

22 Kühlfluid-Vorlaufleitung

24 Kühlfluid-Rücklaufleitung

26 Blasrad

28 Blasform

30 Auslassöffnung

32 Fluidleitung

34 Abschnitt

36 Wärmetauseherelement

38 Kühlkanalsystem

40 Kühlgasström

42 Sammelkammer

44 Trockenluftkammer

46 Schalldämpfer

48 Dreheinführung

50 Kammerwand

52 Vorlaufleitung

54 Rücklaufleitung

56 TrockenluftÖffnung

58 Ausriehtelement

60 Durchgangsöffnung

62 Kammerwand