Kunststoffbehälter werden häufig durch Streckblasformen hergestellt. Dabei wird im allgemeinen zunächst mittels Spritzgießen ein Vorformling bzw. Pre-form hergestellt. Dieser Vorformling hat üblicherweise einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der herzustellenden Fla- sche und eine Länge, die kleiner als die Länge der herzustellenden Flasche ist. Weiterhin hat der Vorformling im allgemeinen bereits eine Öffnung, die bereits die Form der Öffnung der herzustel- lenden Flasche hat. Beispielsweise kann die Öffnung mit Gewinde und Haltering ausgestattet sein.

Der Vorformling wird dann zunächst erwärmt und in eine Streckblasform eingebracht, deren Innen- raum dem fertigen Behälter entspricht. Nun wird meist mit Hilfe eines axial in den Vorformling ein- gebrachten Streckstempels die Form axial gestreckt. Dabei wird in dem Vorformling ein Innen- druck erzeugt, der meist im Bereich zwischen etwa 5 und etwa 15 bar liegt. Nachdem der Vorform- ling entsprechend gestreckt wurde, wird der Innendruck im Vorformling deutlich erhöht, d. h. in ei- nen Bereich von etwa 30 bis 50 bar, wodurch der Vorformling"aufgeblasen"wird und gegen die Innenwand der Streckblasform gepreßt wird, so daß er die Form des herzustellenden Behälters einnimmt.

Aus der WO 98/06 559 ist bereits eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern bekannt. Hier werden PET-Flaschen dadurch hergestellt, daß zunächst ein Vorformling auf eine für das Streck- blasen geeignete Temperatur von etwa 100 bis 120°C erwärmt wird. Dieser Vorformling wird in eine der Form des Behälters entsprechende Werkzeugform eingebracht, und es wird ein Streck- druck von mindestens 2 bar, üblicherweise 5 bis 10 bar, erzeugt. Mit Hilfe eines axialen und im allgemeinen vertikal bewegbaren Streckstempels wird der Vorformling axial gestreckt. Daraufhin BESTÄTIGUNGSKOPIE

wird in dem Vorformling ein Blasdruck erzeugt, der im Bereich von 40 bar liegt. Dadurch wird die Wand des Vorformlings an die Innenwand der Form gepreßt und dadurch der Behälter geformt.

Üblicherweise wird der Streckdruck mit Hilfe von Preßluft erzeugt. Für die Erzeugung des Blas- drucks wird jedoch hingegen meist ein spezieller Druckluftbehälter vorgesehen, der aufgrund des hohen notwendigen Drucks hohen Sicherheitsvorschriften unterliegt und aus diesem Grund ist das Verfahren sehr teuer.

In der WO 98/06 559 ist daher bereits vorgeschlagen worden, den Streckdruck durch Einblasen eines explosiven Gasgemisches in den Vorformling, zum Beispiel eines Gemischs aus Knallgas und einem Inertgas, zu erzeugen und den hohen Blasdruck durch Zünden des explosiven Gasge- misches zur Verfügung zu stellen, wobei durch diesen Explosionsblasdruck die Wandung des Vor- formlings bzw. des teilweise vorgeformten Behälters ganz an die Innenwand der Streckblasform gepreßt wird. Das Verfahren hat zudem den Vorteil, daß während des Streckblasens durch die Explosion eine kurzzeitiger Temperaturanstieg erzielt wird, wodurch der herzustellende Behälter sterilisiert wird.

Es hat sich allerdings bei der technischen Umsetzung gezeigt, daß die mit der bekannten Vorrich- tung hergestellten Behälter industriell nicht verwendet werden konnten. Sie waren bezüglich Form und Volumen und auch bezüglich ihrer optischen Erscheinung nicht in ausreichender Qualität her- stelibar und reproduzierbar. So war es beispielsweise nicht möglich, PET-Flaschen mit klaren durchsichtigen Wandungen herzustellen. Man vermutete, daß dieses teilweise unschöne Ausse- hen durch unerwünschte Temperatureinflüsse entstand, die aus einer nur unzureichend kontrol- lierbaren Explosion hervorgingen.

In der DE 199 38 724 ist daher bereits eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffbehältern mittels Streckblasformen beschrieben, bei der die Zündeinrichtung in dem vorrichtungsseitigen Innenraum angebracht ist, so daß die Explosion besser kontrolliert werden kann. Die hier be- schriebene Vorrichtung, bei welcher der Vorformling zunächst an einem Ende einer zylindrischen Aufnahme befestigt werden muß, deren dem Vorformling abgewandte Seite mit einem Verteiler- block in Eingriff bringbar ist, ist jedoch nur für Linearmaschinen einsetzbar, da die Konstruktion des Verteilerkopfs einschließlich der Zündeinrichtung derart kompliziert und voluminös ist, daß sie nur stationär eingesetzt werden können. Zudem hat sich auch bei dieser Vorrichtung gezeigt, daß ein nicht zu vernachlässigender Anteil von endgeformten Behältern nicht den üblichen Qualitätsan- förderungen entspricht. Zurückgeführt wird dies u. a. auf eine nur ungenügende Vermischung der das explosive Gas bildenden Fluidkomponenten.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, Kunststoffbehälter mit hoher gleichbleibender Qualität herzustellen und die zusätzlich den Einsatz an Rundläufermaschinen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verteilerblock direkt mit einem Vor- formling verbindbar ist, d. h. der Verteilerblock weist eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Vorformlings mit dem Verteilerblock auf. Mit anderen Worten kann der Vorformling ohne Zwi- schenschalten einer entsprechenden Aufnahme direkt fluiddicht mit dem Verteilblock in Kontakt gebracht werden. Dies hat eine ganze Reihe von Vorteilen. Zunächst kann die bislang im Stand der Technik für notwendig gehaltene Aufnahme, die zwischen Verteilerblock und Vorformling an- geordnet ist, eingespart werden, was zu einer erheblichen Kostensenkung beiträgt. Zum anderen wird dadurch der Volumenanteil der Brennkammer, der sich außerhalb des Vorformlings befindet, reduziert. Insbesondere befindet sich der Mischraum nun nahezu direkt oberhalb des Vorform- lings. Dies hat den Vorteil, daß die die explosive Mischung bildenden Gase besser dosiert werden können und zudem deren Durchmischung innerhalb des Vorformlings besser gewährleistet ist.

Allein durch diese Maßnahme ist es möglich, den Verteilblock an einer Rundläufermaschine mit einem drehbaren Karussell zur Aufnahme von mehreren Vorformlingen anzuordnen. Dabei weist die Rundläufermaschine mit Vorteil mehrere, vorzugsweise sechs Verteilerblöcke auf. Während bei den bislang im Stand der Technik bekannten Linearmaschinen, die das sogenannte Explosi- onsstreckblasen einsetzen, auf maximal etwa 6000 Flaschen pro Stunde begrenzt war, kann nun das Explosionsstreckblasverfahren auch auf Rundläufermaschinen eingesetzt werden, mit denen eine Herstellung von etwa 20 000 bis 40 000 Flaschen pro Stunde möglich ist.

In einer besonders bevorzugten Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Verteilerblöcke bei einer Rundläufermaschine derart angeordnet sind, daß sie zusammen mit dem Karussell gedreht wer- den können. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß die Rundläufermaschine mit extrem hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann.

Während vielfältiger Versuche hat sich gezeigt, daß überraschenderweise die Qualität der streck- blasgeformten Behälter durch Weglassen der Aufnahme bzw. durch direktes Verbinden des Vor- formlings mit dem Verteilerblock deutlich gesteigert werden kann. Weitere Experimente haben gezeigt, daß das Volumen des Mischraums in dem Verteilerblock in einer besonders bevorzugten Ausführungsform kleiner als 50 cm3, vorzugsweise kleiner als 25 cm3 und besonders bevorzugt kleiner als 15 cm3 ist. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, den Mischraum, d. h. denjenigen Teil der Brennkammer, der sich im Verteilerblock befindet, möglichst klein zu fertigen. Durch diese Maßnahme kann die Explosion bzw. die Dosierung der einzelnen das explosive Gas bildenden

Fluide deutlich besser kontrolliert werden. Zudem ist die Durchmischung der einzelnen Komponen- ten des explosiven Gases innerhalb des Vorformlings deutlich homogener.

Weiterhin konnte festgestellt werden, daß die bei der Explosion entstehenden Reaktionsprodukte nachfolgende Explosionsvorgänge negativ beeinflussen können. Bei den im Stand der Technik vorgesehenen relativ großen Mischräumen, die zudem noch durch eine zylindrische Aufnahme vergrößert werden, verbleibt beim Entfernen des endgeformten Behälters und Aufsetzen des nächsten Vorformlings zwangsläufig ein nicht unerheblicher Anteil an Reaktionsprodukten, die beispielsweise an den Wänden des Mischraums kondensiert sind, im Verteilerblock und steht beim folgenden Explosionsvorgang als Verunreinigung zur Verfügung. Daher ist der prozentuale Anteil der Rückstände der bei der Explosion entstehenden Reaktionsprodukte, wenn der endgeformte Behälter durch einen neuen Vorformling ersetzt wird, bei den Vorrichtungen des Standes der Technik deutlich größer als bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Somit konnte durch die erfin- dungsgemäße Maßnahme die Kontrollierbarkeit und insbesondere die Reproduzierbarkeit des Explosionsvorgangs weiter verbessert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß der Verteilerblock Kühlwasserkanäle zur Kühlung des Verteilerblocks aufweist. Insbesondere beim Einsatz des Ex- plosionsstreckblasverfahrens in Rundläufermaschinen, bei denen entsprechend viele Explosionen in kurzer Folge hintereinander durchgeführt werden, erfolgt eine signifikante Erwärmung des Ver- teilerblocks. Dadurch entsteht ein Temperaturgradient zwischen Vorformling und Verteilerblock, der das Explosionsverhalten negativ beeinflussen kann. Dadurch, daß der Verteilerblock entspre- chend gekühlt werden kann, sind während der gesamten Betriebsdauer der erfindungsgemäßen Vorrichtung gleiche Prozeßbedingungen erzielbar.

Auch diese Maßnahme zeigt gerade in Kombination mit der direkten Verbindung des Vorformlings am Verteilerblock besondere Wirkung. Zwar wäre es prinzipiell möglich, auch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen den Verteilerblock zu kühlen, dies würde jedoch nichts daran ändern, daß die im Stand der Technik immer zusätzlich vorgesehene Aufnahme sich bei wiederholten Explosionsvorgängen erhitzt, so daß keine gleichmäßigen Prozeßbedingungen vorliegen.

Auch wenn es prinzipiell möglich ist, das explosive Fluid direkt dem Verteilerblock zuzuführen, so wird dennoch in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Verteiler- block zumindest zwei getrennte Fluidzuführungskanäle für die Zuführung von zwei unterschiedli- chen Fluiden, deren Mischung das explosive Fluid bildet, aufweist.

Durch diese Maßnahme wird die Sicherheit der Vorrichtung erhöht, da sich explosives Fluid aus- schließlich in der Brennkammer befindet, in der das explosive Fluid ohnehin gezündet werden soll.

Bei direkter Zuführung des explosiven Fluids zum Verteilerblock kann es nämlich passieren, daß das entsprechend vorgesehene Schließventil nicht ordnungsgemäß schließt und daraufhin bei der Zündung des explosiven Fluids in der Brennkammer sich auch das noch in den Zuführungseinrich- tungen befindliche explosive Fluid entzündet.

In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Verteilerkopf zumindest ein Nadelventil zum Öffnen und/oder Verschließen von zumindest einem Fluidzufüh- rungskanal aufweist. Dadurch ist eine besonders genaue Dosierung des Fluids möglich, wodurch die Explosion besser kontrolliert werden kann. Wird das explosive Fluid beispielsweise aus Luft und Wasserstoff gebildet, so wird das Nadelventil zweckmäßigerweise zum Öffnen und/oder Schließen der Zuführung für Wasserstoff eingesetzt.

Mit Vorteil ist das Nadelventil als Rückschlagventil ausgebildet. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei hohem Druck innerhalb des Vorformlings das Nadelventil nicht unbeabsichtigt öffnet.

Die Qualität der zu formenden Behälter kann weiter gesteigert werden dadurch, daß der Verteiler- kopf einen Fluidabführungskanal für das Abführen der bei der Explosion des explosiven Fluids entstehenden Reaktionsprodukte aufweist. Bei den Vorrichtungen des Standes der Technik war entweder keine Fluidabführung vorgesehen, so daß beim Trennen der den Vorformling haltenden Aufnahme von dem Verteilerkopf das unter Druck stehende Innenvolumen des Vorformlings bzw. des zu diesem Zeitpunkt endgeformten Behälters schlagartig an Atmosphärendruck gesetzt wur- de, oder es erfolgte eine Abführung des Fluids über die Zuführungen. Das erste Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß eine nicht unerhebliche Menge der Reaktionsprodukte nach der Endfor- mung des Behälters in diesem verbleibt und vor der Befüllung des Behälters erst entfernt werden muß. Das zweite Verfahren hat hingegen den Nachteil, daß die Reaktionsprodukte, die den Explo- sionsvorgang nachteilig beeinflussen können, in die Fluidzuführungen entweichen, wovon sie wäh- rend der nächsten Zuführung des explosiven Fluids wieder in den nächsten Vorformling gebracht werden und dort die beschriebenen negativen Auswirkungen haben können.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß ein Ventil zum Schließen und/oder Öffnen des Fluidabführungskanals vorgesehen ist, wobei das Ventil vorzugsweise eine Sperreinrichtung auf- weist, die das Öffnen des Fluidabführungskanals verhindert und wobei das Ventil vorzugsweise derart ausgelegt ist, daß es bei entsperrter Sperreinrichtung selbsttätig durch den bei der Explosi- on des explosiven Fluids entstehenden Druck öffnet. Durch diese Maßnahme kann das Ventil sehr kostengünstig konstruiert werden. Während des eigentlichen Explosionsstreckblasvorgangs wird mittels der Sperreinrichtung das Ventil zum Schließen und/oder Öffnen des Fluidabführungskanals

im geschlossenen Zustand gesperrt. Nachdem die Explosion stattgefunden hat, wodurch sich der Vorformling an die Innenwand der Streckblasform legt, wird die Sperreinrichtung gelöst, so daß der sich nach der Explosion in dem Behälter befindliche Druck ausreicht, das Ventil selbsttätig zu öffnen, wodurch der Druck und gleichzeitig die bei der Explosion entstandenen Reaktionsprodukte über den Fluidabführungskanal die Brennkammer verlassen können.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß eine mit einem Antrieb versehene Streckstange bzw. ein Streckstempel sich durch den Mischraum und, wenn die Vorrichtung mit einem Vorformling verbunden ist, in diesen hinein erstreckt, wobei die Streckstange dafür vorgesehen ist, den Vorformling axial zu strecken. Durch diese Maßnahme wird der Mischraum weiter verkleinert, was, wie bereits oben ausgeführt wurde, positive Auswir- kungen auf die Kontrollierbarkeit des Explosionsvorgangs hat. Mit Vorteil ist die Streckstange in etwa zylindrisch ausgeführt mit mindestens zwei unterschiedlich dicken Abschnitten, wobei im ausgefahrenen Zustand der Streckstange, d. h. wenn sich die Streckstange in den Vorformling hinein bis zu dessen Boden erstreckt, der Abschnitt mit kleinerer Dicke sich in dem Vorformling befindet, während sich der Abschnitt größerer Dicke in dem Mischraum befindet.

Die Zündeinrichtung besteht vorzugsweise aus einer Zündkerze, die entweder in dem Verteiler- block oder in dem Teil der Streckstange angeordnet ist, der sich bei mit dem Verteilerblock ver- bundenem Vorformling in diesen erstreckt.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß ein Drucksensor zum Messen des Drucks in der Brennkammer vorgesehen ist. Dadurch kann festgestellt werden, ob die in dem Vorformling eingebrachte explosive Mischung bereits gezündet hat. Insbesondere kann festgestellt werden, ob ein genügend hoher Druck erzeugt worden ist. Falls dies nicht der Fall war, kann entweder der Behälter entsprechend markiert und entsorgt werden oder es kann in einem weiteren Schritt noch einmal ein explosives Fluid in den Vorformling eingebracht werden und erneut gezündet werden.

Im allgemeinen besteht das explosive Fluid aus einem explosiven Gasgemisch. Es ist jedoch prin- zipiell auch möglich, das explosive Fluid durch Flüssigkeiten zu erzeugen. Viele brennbare Flüs- sigkeiten zeigen jedoch nur im gasförmigen Zustand explosive Eigenschaften. Daher hat man schon versucht, flüssige Komponenten vor der Zuführung zu dem Ventilblock zu verdampfen, was jedoch aufgrund der notwendigen Erwärmung zusätzliche kostenintensive Einrichtungen erfordert.

Dies kann jedoch in einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform vermieden werden, bei der eine Fluidleitung vorgesehen ist, die mit einer Vernebelungsvorrichtung verbunden ist und in dem Mischraum mündet. Die Vernebelungsvorrichtung dient dazu, die Flüssigkeit-ganz ohne Ver-

dampfer-fein zu vernebeln und in dieser Nebelform in den Mischraum des Verteilerblocks zu füh- ren. Das vernebelte Fluid hat dann nahezu Gaseigenschaften und läßt sich beispielsweise mit anderen Gaskomponenten zu einem homogenen, explosiven Gasgemisch überführen. Dadurch wird der Aufwand eines separaten, externen Verdampfers eingespart.

Dieser Punkt führt zu einem weiteren Aspekt der Erfindung. Die Erfindung betrifft nämlich auch eine Vorrichtung zum Beschichten der Innenwände eines blasgeformten Kunststoffbehälters mit einer für Gase, Aromastoffe und dergleichen undurchlässigen Sperrschicht, bei welcher eine Streckblasform oder ein bereits endgeformter Behälter über ein Anschlußstück mit ventilgesteuer- ten Fluidleitungen verbunden ist, um den Behälter in der Form mit mindestens einem Gas zu füllen und gegebenenfalls wenigstens teilweise zu formen.

Man hat mit umfangreichen Maschinenanlagen schon versucht, die inneren Oberflächen der Wan- dungen solcher PET-Flaschen barrierenartig zu beschichten, um zu erreichen, daß niedermoleku- lare Gase, zum Beispiel Sauerstoff oder Kohlendioxid, durch diese Barriere die Kunststoffwände der PET-Flaschen wesentlich langsamer durchdringen. Man erreicht damit, daß im Fall von ver- packten flüssigen Lebensmitteln die Getränke durch die Innenbeschichtung ihren Geschmack, ihr Aroma und ihre Qualität wesentlich länger halten können.

Bei den erwähnten Blasformversuchen mußte zunächst ein hoher Druck in der PET-Flasche von etwa 40 bar erzeugt werden, weicher danach mit entsprechendem Zeitaufwand auf Vakuum ent- spannt werden mußte, um die-meist plasmagestützte-Beschichtung durchzuführen. Abgesehen von der Langwierigkeit dieses Verfahrens beim Umschalten von Hochdruck auf Vakuum und der Verwendung großer Maschineneinrichtungen zeigte sich auch, daß die Ausbeute der verwendeten Gase so gering ist, daß eine industrielle Anwendbarkeit nicht in Frage kommt.

Während bei dem beschriebenen"Explosions-Streckblasformen"das explosive Gasgemisch im Stand der Technik ausschließlich durch Vermischen von gasförmigen Komponenten erzeugt wer- den konnte, stellt das für die Beschichtung zu verwendende sogenannte"Präkursor"-Material eine flüssige Komponente dar, zum Beispiel das in einem Versuchsaufbau bereits eingesetzte HMDSO.

Zur Erzeugung des explosiven Gasgemisches hat man im Betriebsaufbau schon versucht, diese flüssige Komponente zu verdampfen, um dann wieder Gase zu einem Gemisch vereinigen zu können. Bei einem solchen Beschichtungsverfahren spielte es keine Rolle, aufwendige Maßnah- men vorzusehen, um die Anlage bei dem gewünschten Arbeitspunkt zu halten, zum Beispiel Tem- peraturregler einzusetzen. Im industriellen Betrieb stellt dieser meß-und regeltechnische Aufwand hingegen ebenso ein Risiko dar wie die umfangreichen Abdichtungsmaßnahmen.

Der Erfindung liegt deshalb auch die Aufgabe zugrunde, eine praktische und möglichst einfache Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Behälter, zum Beispiel PET-Flaschen, auf der Innenseite sowohl während des Formgebungsprozesses als auch unmittelbar danach mit einer Sperrschicht versehen werden, ohne daß separate Verdampfer eingesetzt werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fluidleitungen in einem Mischraum eines Verteilerblocks münden, der Mischraum mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung steht, eine Fluidleitung zu einer Vernebelungseinrichtung führt, und eine Zündeinrichtung vorgesehen, welche die vernebelten und/oder vermischten Fluide in dem Mischraum und dem Inneren des Behälters zwecks Verbrennung zündet.

Dabei ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der Behälter direkt mit dem Verteilerblock verbindbar ist. Dies hat die bereits oben im Zusammenhang mit der Vor- richtung zur Herstellung von blasgeformten Behältern erläuterten Vorteile, insbesondere ist sicher- gestellt, daß das vernebelte Fluid in dem Inneren des Behälter im vernebelten Zustand ankommt und nicht sich bereits vorher an den Wänden des Mischraums im flüssigen Zustand sammelt. Für den genauen und kontrollierten Ablauf der Explosion ist es von entscheidender Bedeutung, daß das Präkursor-Material im Inneren des Behälters vernebelt ist. Daher wird durch die direkte Ver- bindung des Behälters mit dem Verteilerblock, d. h. ohne Zwischenschalten der im Stand der Technik für notwendig erachteten Aufnahme, die Zuverlässigkeit der Vorrichtung entscheidend verbessert.

Mit Vorteil ist die Vorrichtung dafür vorgesehen, den Behälter zumindest teilweise zu formen. Da- bei führt vorzugsweise die zu der Vernebelungseinrichtung führende Fluidleitung von einer Pumpe zur Erzeugung eines Innendruckes von wenigstens 40 bar zu der Vernebelungseinrichtung. Somit kann dieselbe Maschine sowohl zum Formen oder Entformen des Behälters als auch zum Be- schichten des Behälters verwendet werden. Es ist sowohl möglich, mit Hilfe nur eines Explosions- vorgangs die zumindest teilweise Formung des Behälters und die Beschichtung des Behälters zu bewirken, als auch die einzelnen Vorgänge durch getrennte Explosionen zu erzielen, wobei die Beschichtung sowohl vor als auch während und nach der Formung des Behälters stattfinden kann.

Bei der einen Ausführungsform, bei welcher der herzustellende Behälter im Verlaufe des Formge- bungsprozesses beschichtet wird, werden über die Fluidleitungen Gase in den Mischraum und den Innenraum des Behälters geführt und zu einem explosiven Gasgemisch vereinigt, dessen Verbrennung durch die Zündeinrichtung zum einen für die hohen Innendrücke für den Formge- bungsprozeß und zum anderen für die notwendige chemische Reaktion sorgt, um die Innenwände des Behälters zu beschichten. Während das zündfähige Gasgemisch durch Zusammenführen von

Gasen erzeugt werden kann, steht für die Beschichtung ein Präkursor-Material nur in flüssiger Form zur Verfügung. Erfindungsgemäß wird nun diese Präkursor-Flüssigkeit von einer Pumpe auf einen Druck von wenigstens 40 bar gebracht und in diesem Zustand einer Vernebelungseinrich- tung zugeführt. Mit dieser Einrichtung wird die Flüssigkeit-ganz ohne Verdampfer-fein vernebelt und in dieser Nebelform in den Mischraum des Verteilerblocks geführt. Das vernebelte Präkursor- Material hat nahezu Gaseigenschaft und läßt sich mit den anderen Gaskomponenten zu einem homogenen, explosiven Gasgemisch überführen. Der ganze Aufwand eines separaten, externen Verdampfers wird eingespart, und dennoch kann man gleichzeitig mit dem Formgebungsprozeß die Innenwand des Behälters mit der gewünschten Barriereschicht versehen. Die neue Beschich- tungsvorrichtung kann praktisch und einfach aufgebaut sein und läßt sich überraschenderweise auch industriell im Großbetrieb einsetzen.

Man braucht für die flüssige Komponente des Präkursor-Materials letzteres nur zu dem Verteiler- block fördern, mit Hilfe der erwähnten Pumpe auf einen Druck von wenigstens 40 bar verdichten und zu einer Vernebelungseinrichtung zu führen. Das Vernebeln kann vorzugsweise durch Ein- spritzen aus einer Düse in den Mischraum gelingen, man kann die Flüssigkeit aber auch in hohe Rotation versetzen und/oder durch Ultraschall vernebeln. Sodann ist darauf zu achten, daß die einzelnen Komponenten möglichst gut vermischt werden, was man vorzugsweise durch Verwir- beln erreichen kann. Ferner muß durch das Kommunizieren des Mischraumes mit dem Innenraum des Behälters dafür gesorgt sein, daß das neu erstellte Gas-Nebel-Gemisch auch bis in den her- zustellenden Behälter ausgebreitet wird.

Die neue Vorrichtung gibt dem Nutzer die erforderlichen technischen Maßnahmen an die Hand, Mittel für die wesentlichen Schritte zur Durchführung des Beschichtungsverfahrens einzusetzen.

Dies gelingt auch für die andere, oben erwähnte Alternative, bei welcher die Beschichtung unmit- telbar nach dem Formgebungsprozeß erfolgen soll. Bei dieser Ausführungsform wird der Behälter erst einmal fertig geformt, zum Beispiel durch das Streckblasformen oder durch das Explosions- Streckblasformen, und wird dann beschichtet. Die Streckblasform kann entweder den ausgeform- ten Behälter erneut aufnehmen, oder der ausgeformte Behälter befindet sich nach Abschluß des Formgebungsprozesses noch in der Streckblasform. An dieser ist erfindungsgemäß der Verteiler- block angebracht, dessen Mischraum ebenso von wenigstens einer Fluidleitung versorgt wird wie der Innenraum des Behälters, der mit dem Mischraum in Verbindung steht. Es wird dann das für die Beschichtung vorgesehene Medium in gleicher Weise der Vernebelungseinrichtung zugeführt, welche direkt mit dem Mischraum in Verbindung steht. Mit Hilfe der Zündeinrichtung werden die vernebelten und/oder vermischten Fluide im Mischraum und dem Inneren des Behälters gezündet, verbrennen und schaffen Reaktionsprodukte, die sich zur Bildung der gewünschten Sperrschicht auf der Innenwand des Behälters niederschlagen. Das zündfähige und reaktionsfähige Gemisch

kann entweder durch Vermischen verschiedener dem Mischraum zugeführter Gase und/oder Ne- bel oder durch das Vernebeln selbst entstehen.

Das Verdichten des für die Beschichtung verantwortlichen Fluids, vorzugsweise eines Präkursor- Gases, auf wenigstens 40 bar ermöglicht eine Vernebelung in einer Weise, daß dieses Fluid auch in einem Gemisch anderer Gase fast gasartig fein verteilt zur Bildung eines homogenen Stromes eingeführt werden kann. Gegebenenfalls würde auch eine Drucksteigerung dieses Fluid auf we- nigstens 35 bar ausreichen. Versuche wurden bislang erfolgreich bei einem Druck von über 40 bar durchgeführt.

Bei einer besonderen Ausführungsform werden dem Mischraum Gase zur Bildung eines explosi- ven Gasgemisches in größerer Menge und daher über größere Zeit so zugeführt, daß sich in dem Mischraum bereits ein Druck von über etwa 10 bar entwickelt. Die erwähnte Druckerhöhung des Fluids mittels der Pumpe auf wenigstens 40 bar hat den weiteren Vorteil, daß die Vernebelung auch in den Mischraum hinein erfolgen kann, in dem bereits Gase mit einem Druck von über 10 bar vorhanden sind. Die Beschichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung sorgt durch die Druck- steigerung des für die Beschichtung verantwortlichen Fluids auf wenigstens 40 bar in jedem der in der Praxis angewandten Fälle für eine einwandfreie Vernebelung und damit ein mehr oder weniger homogenes Gasgemisch, welches zündfähig ist und die erforderlichen Aufgaben voll erfüllt.

Unter"Pumpe zur Erzeugung eines Innendruckes"sind äquivalente Mittel zur Steigerung des Druckes des Fluids zu verstehen. So kann für eine Verdichtung beispielsweise auch ein in einer Druckflasche angeschlossenes Fluid zum Treiben, Fördern und Verdichten der für die Beschich- tung verantwortlichen Fluide verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Vernebelungseinrichtung eine Flüssigkeitseinspritz- düse aufweist. Es wurde bereits gesagt, daß man Flüssigkeiten auch durch Anwendung von Ultra- schall vernebeln kann. Besonders einfach und technisch gut beherrschbar ist aber eine Flüssig- keitseinspritzdüse, die eine lange Lebensdauer hat und im allgemeinen keine Stillstandszeiten durch Wartung oder Reparatur bedingt.

Zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung weiterhin, wenn ein mit einem Antrieb versehener Streckstempel sich durch den Mischraum und in den Behälter erstreckt, wobei sich beim Vorfor- men der Druck in dem Mischraum und dem Behälter im Bereich zwischen 2 bar und 15 bar befin- det. Dieser Streckstempel wird mechanisch bewegt und gibt zusätzlich zu der radialen Druckkraft der explodierenden Gase eine mechanische Streckkomponente. Der spritzgeformte Vorformling aus Kunststoff wird nämlich wie bei den bekannten Verfahren erwärmt und dann durch ein in den Behälter eingeblasenes Gas auf den erwähnten Niederdruck zwischen 2 und 15 bar so vorge-

formt, daß sich durch dieses Gas das Innenvolumen des Behälters vergrößert. Auch wenn der Druck in dem Behälter nicht entspannt werden sollte, kann das Beschichtungsverfahren in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden, weil das für die Beschichtung verantwortli- che Fluid sogar in einen Raum eingeführt und vernebelt werden kann, in welchem ein Druck von über 10 bar herrscht.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung weiterhin, wenn der Verteilerblock und die Streckblasform an einem Förderer befestigt sind und mit dessen Hilfe durch verschiedene Bearbeitungszonen bewegbar sind. Man kann sich einen Linearförderer zu diesem Zweck vorstellen. Bevorzugt ist aber ein Rundläufer bzw. ein Rotationsförderer in Gestalt eines Karussells. Dieses kann man am Umfang mit mehreren Beschichtungsvorrichtungen gemäß der Erfindung versehen. Auf einer orts- festen Grundfläche kann man sich dann zum Beispiel eine Einführposition denken, in welche das Werkzeug mit der Streckblasform für die Aufnahme eines Vorformlings bewegt. Danach setzt sich eine kontinuierliche Förderbewegung zu einer nächsten Station bzw. durch diese hindurch fort, so daß ein und dieselbe, auf dem Rotationsförderer befestigte Beschichtungsvorrichtung nacheinan- der verschiedene Bearbeitungszonen durchläuft. Die Leistung einer Behälterherstellungsmaschine kann dadurch um ein Vielfaches gesteigert werden.

Es ist erfindungsgemäß weiterhin zweckmäßig, wenn die Fluidleitungen dadurch ventilgesteuert sind, daß zwischen dem Mischraum und der jeweiligen Fluidleitung ein Dosierventil eingebaut ist, dessen Öffnungs-und Schließvorgang durch das Ausgangssignal einer mittels Computer pro- grammierbaren Steuerung gesteuert werden. Für den richtigen Formgebungsprozeß und auch für die gleichzeitige oder nachfolgende Auftragung einer Sperrschicht auf die Innenwand des geform- ten Behälters ist es wichtig, die jeweils richtige Menge des jeweiligen Fluids dem Mischraum zuzu- führen. Bei der Zuführung nur von Gasen mag die Verwendung eines Dosierventils in dem einen oder anderen Fall an sich naheliegen, im Falle des vernebelnden Fluids hingegen ist ein Dosier- ventil in dieser Anordnung noch nicht verwendet worden. Es muß nämlich ein Fluid, vorzugsweise ein flüssiges Präkursor-Material, unter einem Druck von wenigstens 40 bar in ein Dosierventil ge- führt und von diesem zeitgesteuert abgegeben werden, wonach während der Abgabe des noch flüssigen Fluids eine Vernebelung und ein Einführen dieses fein vernebelten Fluids in den Misch- raum durchgeführt werden muß. Für eine erfolgreiche Ventilsteuerung verwendet man zweckmä- ßigerweise eine Computer programmierbare Steuerung.

Es hat sich dabei als besonders günstig erwiesen, wenn gemäß der Erfindung das Ausgangssi- gnal der mittels Computer programmierbaren Steuerung durch ein in die mittels Computer pro- grammierbare Steuerung eingespeistes Eingangssignal steuerbar ist, welches durch Messen we- nigstens einer physikalischen Eigenschaft des Fluidgemisches während oder nach der Verbren- nung oder der Sperrschicht nach der Verbrennung erzeugt wird. Mit anderen Worten gibt die

Computer programmierbare Steuerung für das Dosieren des jeweiligen Fluids an das Dosierventil ein Ausgangssignal ab. Dieses muß gesteuert werden. Es wird durch ein Eingangssignal gesteu- ert, welches in die erwähnte Steuerung eingespeist wird. Dies ist also die mittels Computer pro- grammierbare Steuerung. Das Eingangssignal, welches in diese Steuerung eingespeist wird, ent- steht durch eine Messung. Es handelt sich hier entweder um die Messung wenigstens einer physi- kalischen Eigenschaft des Fluidgemisches oder um die Messung der Sperrschicht. Die wenigstens eine physikalische Eigenschaft des Fluidgemisches kann man während oder nach der Verbren- nung messen. Die Eigenschaft der Sperrschicht kann man nur nach der Verbrennung messen.

Das Fluidgemisch kann beispielsweise während der Verbrennung eine andere Farbe bekommen.

Dieser Farbunterschied ist dann die physikalische Eigenschaft. Man kann diese während der Verbrennung deshalb messen, weil während der Verbrennung durch eine chemische Reaktion farbgebende Stoffe auftreten können. Erst recht kann man einen Farbunterschied nach der Verbrennung messen. Die Sperrschicht hingegen wird erst durch die Verbrennung erzeugt, und deshalb kann man deren physikalische Eigenschaft erst nach der Verbrennung messen.

Nach der Erfindung kann man mindestens einen Sensor außerhalb des Behälters in dem Werk- zeug anbringen. Die vorstehend erwähnte physikalische Eigenschaft wird mit Hilfe dieses Sensors gemessen. Ordnet man einen Sensor außerhalb des Behälters in dem Werkzeug an, dann ermög- licht dies mit Vorteil die direkte Erkennung entsprechender physikalischer Eigenschaften im Behäl- ter, wenn es sich zum Beispiel um Strahlen handelt. Durch diese Röntgenstrahlen, optische Strah- len oder Infrarotstrahlen können physikalische Eigenschaften direkt im Behälter festgestellt und benutzt werden, auf die folgenden Beschichtungsprozesse Einfluß zu nehmen. Selbstverständlich kann man Einfluß auch auf Formungsprozesse nehmen. Man kann dadurch also die Prozeßpara- meter eines unmittelbar folgenden Prozeßzyklus modifizieren.

Die industrielle Anwendbarkeit gelingt durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, weil man-so- zusagen automatisch-Prozeßparameter einstellen oder auch anpassen kann. So kann man zum Beispiel langsam laufende Effekte während einer kontinuierlichen Produktion verändern oder kompensieren. Bringt man zwei oder mehr Sensoren außerhalb des Behälters und in dem Werk- zeug an, dann kann man sogleich mehrere Parameter messen und die Einflußnahme auf folgende Prozeßzyklen verfeinern.

Vorteilhaft ist es auch, wenn wenigstens ein Sensor im Verteilerblock angebracht ist. Die Anbrin- gung im Verteilerblock ist technisch einfacher zu realisieren. In diesem Fall kann der Sensor zum Beispiel ein Drucksensor, ein Wärmesensor oder ein akustischer Sensor sein. Lichtmessungen im Behälter sind auf diese Weise zwar nicht durchzuführen, mitunter können aber die aus dem Druck und der Temperatur gemessenen Eigenschaften für die Steuerung des Maschinenbetriebes aus- reichend sein.

Zwar kann man die erzeugten und auf der inneren Oberfläche der Behälterwände abgelagerten Beschichtungslagen untersuchen, wobei zum Beispiel die Masse pro Oberfläche oder die Sauer- stoffeindringung gemessen wird. Die Quantifizierung gelingt hier zum Beispiel mittels Röntgenstrahlenfluoreszenz. Will man jedoch eine Maschine mit mehreren Beschichtungsvorrichtungen gemäß der Erfindung mit größerer Leistung betreiben, dann sollte eine solche Produktionsmaschine stärker automatisiert werden mit Maßnahmen zum zuverlässigen und fortlaufenden Einstellen und/oder Anpassen der Prozeßparameter.

Es ist auch vorteilhaft, wenn gemäß der Erfindung der Sensor ein Strahlungssensor ist. Man kann beispielsweise den Prozeß in Realzeit sehr gut überwachen, wenn man die integrierte Lichtintensi- tät abfühlt. Es handelt sich hier um diejenige Lichtintensität, welche durch die Verbrennung emit- tiert wird. Je höher die Intensität ist, um so mehr Präkursor-Komponenten sind an der Reaktion beteiligt und um so dicker ist die sich ergebene Barriereschicht. Es wurde in einem besonderen Fall eine emittierte Lichtstrahlung überwacht, welche die charakteristische 334 nm-UV- Stickstofflinie emittiert. Diese Emission tritt auf, wenn eine bestimmte Menge Stickstoff dem Prä- kursor-Gas zugemischt wird. In dem speziell untersuchten Fall war diese Zumischung beabsich- tigt, um eine Beschichtung nach Art Siliziumnitrid zu erzeugen. Man weiß, daß dadurch eine gute Barriereeigenschaft erzielt werden kann. Bei einem anderen Beispiel hat man SiOx- Beschichtungen untersucht, in dem die Lichtemission aus kurzlebigen OH-Radikalen erfaßt wurde.

Bei einem anderen Versuch wurde mittels des oben erwähnten akustischen Sensors eine akusti- sche Emission überwacht. Für die Bestimmung der abgegebenen Wärme kann auch eine IR- Diode verwendet werden.

Für den Einsatz eines Strahlungssensors hat man auch DLC-Typ Beschichtungen (diamantartiger Kohlenstoff) eingesetzt. Dabei wurde die Lichtemission aus einem Kohlenwasserstoff- Zwischenprodukt überwacht.

Günstig kann es erfindungsgemäß auch sein, wenn der Sensor zur Messung der fertigen Sperr- schicht eine Einrichtung zur Bestimmung der Dicke der Sperrschicht, eine Röntgenstrahlfluoreszenzeinrichtung mit einer Quelle für Röntgenstrahlung, eine Farbmeßeinrichtung mit einer Lichtquelle, eine Einrichtung zur Messung der Lichtstreuung mit einer Lichtquelle oder eine Einrichtung zur Messung der Lichtintensität mit einer Lichtquelle ist

Es kann erfindungsgemäß zweckmäßig sein, mit solchen Sensoren unmittelbar nach dem Be- schichtungsprozeß ein Signal zu erzeugen. Ein Beispiel wäre das Bestimmen der Masse des ab- gesetzten Beschichtungsmaterials durch Röntgenstrahlfluoreszenz. Man kann den gefertigten Behälter noch vor Verlassen der Beschichtungsvorrichtung kennzeichnen. Eine speicherprogram- mierte Steuerung könnte dann die Menge an Präkursor-Gas einstellen, die entsprechend in der nächsten Station einzuspritzen ist. Anstelle von Röntgenstrahlungsmessungen, die unter Umstän- den noch zu zeitaufwendig sind, kann man auch an schnellere Messungen von Beschichtungsdik- ken denken. Hier wird die schnelle IR-Spektroskopie von C02 vorgeschlagen.

Mit allen vorstehend erwähnten Lösungsvorschlägen, entweder das Überwachen der Realzeit mit- tels Strahlung, Druck, Wärme, akustischer Emission des Beschichtungsverfahrens selbst oder eine schnelle Qualifikation des Niederschlags nach dem Beschichtungsprozeß, zum Beispiel durch Messung der Dicke, durch die erwähnte Röntgenstrahlungsfluoreszenz, Farbmessungen der Be- schichtung, Lichtstreuung, kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ein Signal erreicht werden, welches aus dem soeben gefertigten und beschichteten Behälter erfaßt und als Rückmel- dung für die Steuerung verwendet wird, um dann Verfahrensparameter einzustellen, auf deren Grundlage der unmittelbar folgende Behälter hergestellt und/oder beschichtet wird.

Sehr gute Erfolge wurden bei einem Betrieb einer bevorzugten Beschichtungsvorrichtung erreicht, bei welcher die Beschichtung während der Formung des Behälters (eine PET-Flasche) einge- bracht wurde. Es wurde ein Mischraum in einem Verteilerblock mit Fluidleitungen und Dosierventi- len verbunden, wobei der an einer Seite des Verteilerblocks angeordnete Behälter zunächst in Form eines Vorformlings so befestigt wurde, daß dessen Innenraum mit dem Mischraum in Ver- bindung stand. Luft als Sauerstoffträger wurde als erstes und Wasserstoff in einer separaten Fluid- leitung als zweites mit dem Mischraum verbunden. Als drittes war die Auslaßdüse eines Dosier- ventils für eine Präkursor-Material mit dem Mischraum verbunden. Das Präkursor-Material stand zunächst in flüssiger Form zur Verfügung, wurde dann mit einer Pumpe auf über 40 bar kompri- miert und am Austrittsende der Düse durch starke Entspannung auf etwa 10 bis 15 bar vernebelt.

Die Fluideintrittsleitungen mündeten tangential in einen zylinderförmigen Mischraum, wodurch alle Gase oder gasähnlichen Fluide (Nebel) bei ihrem Weg zum Ausbreiten in dem gesamten Misch- raum bis hin in das Innere des Vorformlings einen Drall bekamen. Dadurch wurde die Vermi- schung der drei Fluidkomponenten begünstigt, so daß ein praktisch homogenes Gemisch in den Innenraum des Vorformlings eingeführt werden konnte. Eine Zündeinrichtung war im Mischraum vorgesehen und löste eine Verbrennung des homogenen Gasgemisches derart aus, daß der auf Erweichungstemperatur erhitzte Vorformling (etwa 90 bis 120°C) so aufgeweitet werden konnte, daß sich seine Wände an die Innenwandungen der Blasstreckform anlegten, wodurch der ge- wünschte Behälter seine Flaschenform erhielt. Die Verbrennung erlaubt ferner eine Reaktion der Bestandteile des Präkursor-Gases in einer Weise, daß auf den innenwandungen des sich bilden-

den Behälters eine Beschichtung aufgebracht wurde. Nach einer Kühlphase konnte die öffnungs- und schließfähige Streckblasform geöffnet werden und der fertig ausgeformte und mit der Innen- beschichtung versehene Behälter (PET-Flasche) herausgenommen und abgeführt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Diese zeigen : Figur 1 perspektivisch einen Rotationsförderer mit sechs an seinem Umfang unten im Abstand angeordneten Streckblasformen unter schematischer Darstellung der eingeführten Vorformlinge und der abgeführten, fertigen Behälter in Form von Flaschen ; Figur 2 eine Draufsicht auf den Rotationsförderer der Figur 1 ohne Deckplatten mit Ansicht auf die sechs Streckblasformen mit Druckspeichern ; Figur 3 perspektivisch einen Verteilerblock mit einigen Fluidanschlüssen, angesetztem Vorformling und Druckspeicher ; Figur 4 eine schematische Seitenansicht des Verteilerblocks mit dem Zuführweg des Präkur- sor-Materials und ausgeformtem Behälter (Flaschenform) ; Figur 5 eine etwas schematisierte Schnittdarstellung entsprechend der Einzelheit im Kreis X der Figur 4 ; Figur 6 eine Querschnittsansicht durch den Verteilerblock entlang der Linie VI-VI in Figur 5 (durch den in Figur 5 links gezeigten Ventilkörper) ; Figur 7 schematisiert eine Querschnittsansicht durch eine geschlossene Streckblasform mit darin befindlichem, ausgeformtem Behälter mit Lichtquelle und Meßsonde, Figur 8 perspektivisch und schematisch die beiden Hälften der geschlossenen Streckblasform der Figur 7 von außen mit der Schnittlinie VII-VII, Figur 9 eine perspektivische Vorderansicht eines Verteilerblocks einer zweiten Ausführungs- form, Figur 10 eine perspektivische Ansicht von hinten auf den Verteilerblock von Figur 9, Figur 11 eine Vorderansicht auf den Verteilerkopf von Figur 9, Figur 12 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A von Figur 11, Figur 13 eine Ansicht von oben auf den Verteilerkopf von Figur 9 und Figur 14 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Figur 13.

Eine Rundläufermaschine mit sechs Beschichtungsvorrichtungen für industrielle Anwendung ist in Figur 1 gezeigt. Über einem schematisch angedeuteten Rahmentisch 1 ist ein Rotationsförderer 2 um eine Antriebswelle 3 mit einer kreisrunden Grundplatte 4 und einer konzentrischen Deckplatte 5 gelagert. Der Rotationsförderer 2 ist in Blickrichtung der Antriebswelle 3 nach unten auf den

Rahmentisch im Gegenuhrzeigersinn entsprechend dem gebogenen Pfeil 6 (Drehsinn) mit kon- stanter Winkelgeschwindigkeit während des Betriebs antreibbar.

Am Umfang verteilt trägt die untere Grundplatte 4 Paare von vertikalen Stützstangen 7, wobei zwi- schen jeweils zwei Stützstangen 7 ein Zylinder 8 für den später noch zu beschreibenden Streck- stempel jeweils einer allgemein mit 9 bezeichneten Beschichtungsvorrichtung angebracht ist. Der Rotationsförderer 2 trägt sechs Beschichtungsvorrichtungen 9, weshalb sechs Paare von vertika- len Stützstangen 7 angezeigt sind, welche die Grundplatte 4 mit der Deckplatte 5 verbinden. Unter der Grundplatte 4 und über dem Rahmentisch 1 sind entsprechend den sechs Beschichtungsvor- richtungen 9 die Verteilerblöcke 10 mit darunter angeordneter Streckblasform 11 angebracht. Letz- tere besteht aus zwei etwa quaderförmigen Hälften, die innen eine Negativform 12 des auszufor- menden Behälters 13 aufweisen. Dieser in den Figuren 1 und 2 gezeigte Behälter 13 hat Fla- schenform. Eine Hälfte einer Streckblasform 11 enthält auch nur eine halbe Negativform 12, wo- bei beide Negativformen 12 einander zugewandt sind und bei geschlossener Streckblasform 11 den Raum des fertigen Behälters 13 bilden. Der Behälter wird in vertikal aufrechter Form herge- stellt und transportiert. Auch die für seine Herstellung erforderlichen Vorformlinge 14 werden in vertikaler Position mit Öffnung oben ausgerichtet und gefördert. Entsprechend erstreckt sich die Trennebene zwischen den beiden Hälften der Streckblasform 11 vertikal von unten nach oben und also parallel zur Antriebwelle 3. Diese beiden Hälften der Streckblasform 11 sind an einer Seite über ein vertikales Scharnier so angelenkt, daß sie auseinandergefahren und zusammengefahren werden können. Im geöffneten Zustand können die Werkstücke eingeführt bzw. herausgeführt werden.

Zu jeder, auch in Figur 2 in Draufsicht ohne Platten 4 und 5 gezeigten Beschichtungsvorrichtung 9 gehört außer der Streckblasform 11 der Verteilerblock 10, ein Druckspeicher 15 und Fluidleitungen 16.

In Figur 2 erkennt man ferner sechs Winkelbereiche, durch welche jede der sechs Beschichtungs- vorrichtungen 9 bei der Drehung 6 um 360° einmal hindurchgeführt wird. Es handelt sich um die Winkelzone I für das Einführen der Vorformlinge 14. Im Gegenuhrzeigersinn schließt sich dieser Winkelzone I die größere Winkelzone II für das Vorblasen und damit Vorformen der Vorformlinge 14 an. Danach folgt die sehr kleine Winkeizone 111 für das Zünden, während der auch der Verbren- nungsprozeß beginnt und stattfindet. In der nahezu 180° großen, sich dann anschließenden Win- kelzone IV ist der Kühlprozeß vorgesehen. In der Zone V werden wieder die Hälften der Streck- blasform 11 geöffnet und die ausgeformten und beschichteten Behälter 13 herausgenommen. Die Winkeizone Vi dient dem Leerlauf und gibt Reserven für etwaige Justagen.

In Figur 3 ist an dem Verteilerblock 10 unten der Vorformling 14 angesetzt gezeigt. Konzentrisch zu diesem ragt vertikal nach oben der Streckstempel 17 aus dem Verteilerblock 10. Er ist vertikal beweglich und wird von den oben beschriebenen Zylindern 8 translatorisch vor-und zurückbe- wegt, um den weichen Vorformling 14 beim Vorblasen längs zu strecken. Senkrecht zu der vertika- len Richtung des Streckstempels 17 tritt nach Figur 3 das Gas Sauerstoff über eintretende Luft durch den Luftanschluß 18 in den Verteilerblock 10 ein. Die mit diesem Luftanschluß 18 verbun- denen Luftleitungen (auch Fluidleitungen genannt) sind in den Figuren hier nicht besonders ge- zeigt. Auf der dem Luftanschluß 18 gegenüberliegenden Seite des Verteilerblocks 10 führt die Fluidleitung 16 Präkursor-Material in das für dieses vorgesehene Dosierventil mit dem Ventilkörper 19 für Präkursor-Flüssigkeit. Würde man den Luftanschluß 18 auf der einen Seite mit dem Ventil- körper 19 auf der anderen Seite des Verteilerblocks 10 mit einer gedachten Linie verbinden, dann tritt senkrecht zu dieser Linie und senkrecht zu dem Streckstempel 17 eine weitere, nicht gezeigte Fluidleitung für Wasserstoff in die allgemein mit 20 bezeichnete Wasserstoffdüse und dann in den in Figur 5 gezeigten Mischraum 21 in den Verteilerblock 10 ein. In Figur 3 ist ferner noch auf der der Wasserstoffdüse 20 gegenüberliegenden Seite des Verteilerblocks 10 ein Stecker mit Kabel 22 für das Einleiten von Steuerspannungen angedeutet.

Figur 4 zeigt die wesentlichen Teile einer Beschichtungsvorrichtung 9, bei welcher die Streckblas- form weggelassen ist und die Beschickung der Fluidleitungen 16 für die Präkursor-Flüssigkeit ver- deutlicht ist. Diese Präkursor-Flüssigkeit als Fluid befindet sich bei Raumtemperatur und Normal- druck in dem Ausgangstank 23. Eine in Figur 4 schematisch angedeutete Pumpe 24 zieht die Prä- kursor-Flüssigkeit über die Leitung 25 aus dem Ausgangstank 23 ab und drückt sie unter einem hohen Druck von über 40 bar durch die Fluidleitung 16 in den Druckspeicher 15. Diese Präkursor- Flüssigkeit steht im Ventilkörper bis zu dem in Figur 5 schematisch gezeichneten Ventil 26 an. Nur wenn dieses öffnet, kann die Präkursor-Flüssigkeit mit ihrem hohen Druck in die ebenfalls in Figur 5 gezeigte Auslaßdüse 27 gelangen, um an der Grenzfläche an der Vernebelungsstelle 28 (Figur 5) direkt am Eingang in den Mischraum 21 vernebelt zu werden. Das Steuersignal für das Ventil 26 wird über die Leitung 29 eingeleitet, die über den elektrischen Anschluß 30 von einer nicht ge- zeigten Computer programmierbaren Steuerung zu dem Ventil 26 eingespeist wird.

Die Figuren 5 und 6 zeigen Schnittansichten durch den Verteilerblock 10 mit den besonders inter- essierenden Teilen der Beschichtungsvorrichtung. Die auch in der Maschine wichtige vertikale Richtung liegt im Streckstempel 17, der sich mittig in einem Mischraum 21 mit Zylinderform befin- det und über einen Verschluß 31 abgedichtet im Verteilerblock 10 bzw. durch dessen Mischraum 21 in Richtung des vertikalen Doppelpfeils 32 nach oben und unten bewegt werden kann. Auf eine von dem Verteilerblock 10 vertikal nach unten sich erstreckende zylindermantelförmige Halterung 33 wird der Flaschenhals 34 des darunter abgebrochen gezeigten Vorformlings 14 aufgesteckt.

Man erkennt, daß das ebenfalls zylinderförmige Innere des Vorformlings 14 mit dem Mischraum

21 in direkter Verbindung steht. Der Mischraum 21 wird nach oben hin erst durch den Verschluß 31 begrenzt. Bei der Darstellung der Figur 5 blickt man auf die Wasserstoffdüse 20 und erkennt links die Auslaßdüse für die Präkursor-Flüssigkeit 27. In Figur 6 ist die gesamte Wasserstoffzufuhr allgemein mit 35 bezeichnet. Deren Düse 20 ist in Figur 6 tangential zu dem Mischraum 21 ange- setzt, damit der ausströmende und in den Mischraum 21 einströmende Wasserstoff eine Schrau- benlinie zu strömen beginnt. Das Gleiche gilt für die einströmende Luft über den Luftanschluß 18, dessen Fluidleitung 36 in Figur 6 abgebrochen gezeigt ist, wobei man in Figur 5 rechts die Ver- schraubung 37 am geräteseitigen Ende der Fluidleitung 16 für Luft erkennt. Auch die Luft strömt tangential in den Mischraum 21 ein, wie dies auch gemäß Figur 6 für das durch die Düse 27 ver- nebelte Präkursor-Material gilt. Die drei Fluide bilden infolgedessen die in Figur 5 gezeigte schrau- benförmige Bahn 38 mit vertikaler Komponente nach unten, so daß in den Mischraum 21 einer- seits und den Innenraum des Vorformlings 14 andererseits ein praktisch homogenes Gasgemisch eingeleitet wird. In Figur 5 ist auch ein Sensor 39 gezeigt, welcher Meßdaten über Meßkabel 40 aus dem Inneren des Verteilerblocks 10 zu nicht gezeigten Auswerteeinheiten nach außen leitet.

Der in Figur 5 gezeigte Ventilkörper 19 wird über den Adapter 41 mit Flansch 42 am Verteilerblock gehalten.

In den Figuren 7 und 8 ist diejenige Ausführungsform beim Messen der physikalischen Eigen- schaften des Fluidgemisches gezeigt, bei welcher eine Meßsonde 40 auf der einen Seite des Be- hälters 13 und eine Lichtquelle 43 auf der gegenüberliegenden Seite in der Streckblasform 11 an- geordnet sind.

Für den Betrieb der Beschichtungsvorrichtung wird als Vorbereitung ein kontinuierlich einstellbarer Elektromotor für den Antrieb der Pumpe 24 (Figur 4) als Hochdruckpumpe eingerichtet. Als Com- puter programmierbare Steuerung wird ein PLC-Gerät verwendet und mit einer Steuereinheit ver- bunden, von der Steuersignale zu den einzelnen Ventilen, Sensoren, Reglern und zum Motor gehen. Der PLC schickt eingestellte Werte für das Flüssigkeitsvolumen im Ausgangstank 23 für Präkursor-Flüssigkeit, Werte für den Einspritzdruck und auch den Startpunkt der Einspritzungen zu der Steuereinheit. Entsprechend gesteuert läuft der Betrieb ab.

Betrachtet man die Winkelzonen der Figur 2, dann läßt man den Umlauf gemäß dem gebogenen Pfeil 6 in der Winkelzone I beginnen. Hier öffnet sich die Streckblasform 11, und der vordere Vor- formling einer Reihe von gleichmäßig im Abstand angeordneten Vorformlingen 14 gelangt nach Durchlaufen der Förderbahn gemäß Figur 2 von rechts nach links in einem Halter unter Vorheizen auf Erweichungstemperatur von 80 bis 90°C an den Einführort in der Negativform 12. Dort wird der Vorformling gemäß Darstellung der Figur 3 auf die zylindermantelförmige Halterung 33 (Figur 5) aufgesteckt. Danach wird die Streckblasform 11 geschlossen. Weil sich der Rotationsförderer 2 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit im Drehsinn des gebogenen Pfeils 6 dreht, hat inzwischen

bis zum Schließen der Streckblasform 11 die Vorrichtung den Winkelbereich von etwa 20° der Winkelzone I für das Einführen des Vorformlings 14 durchlaufen.

Nun tritt die geschlossene Streckblasform 11 in die Winkelzone II ein, in welcher das Vorblasen von Gasen in den Mischraum 21 und das Innere des Vorformlings 14 beginnt. Über den Luftan- schluß 18 wird Luft bei Zimmertemperatur mit einem Druck < 15 bar in den Mischraum 21 einge- blasen. Dann wird auch Wasserstoff über die Wasserstoffzufuhr 35 und durch die Wasserstoffdüse 20 exzentrisch zur vertikalen Mittelachse und exzentrisch zum Streckstempel 17 tangential in die Mischkammer 21 eingeblasen, so daß sich die Luft mit dem darin enthaltenen Sauerstoff und auch der Wasserstoff in einer Schraubenlinie entsprechend der schraubenförmigen Bahn 38 der Fluide vermischen. In der Mischkammer 21 hat sich damit ein Druck von etwa 12 bis 13 bar aufgebaut, um zusammen mit der vertikalen Abwärtsbewegung des Streckstempels 17 den Vorformling 14 auszuweiten und zum Teil bereits in die Form des letztlich gewünschten Behälters 13 zu formen.

Es wird nun auch die Präkursor-Flüssigkeit durch Öffnen des Ventils 26 (Figur 5) zur Auslaßdüse 27 für Präkursor-Flüssigkeit und dort zu der Vernebelungsstelle 28 geführt. Auf ein Mikroliter Prä- kursor-Flüssigkeit kommen etwa 0,5 bis 1,5 Liter Luft. Infolge dieses Verhältnisses beginnt das Vernebeln und Zumischen von Präkursor-Flüssigkeit, nachdem Luft und Wasserstoff bereits zuge- führt wurden. Deren Zuführzeiten sind länger ; die des Präkursor-Materials gesteuert kürzer. Über den durch die Pumpe 24 erzeugten Druck und die Geometrie der Düse 27, insbesondere an der Vernebelungsstelle 28, erfolgt die Erzeugung des Nebels bzw. die Umwandlung der Präkursor- Flüssigkeit in sehr feine Tröpfchen mit gasähnlichem Verhalten. Der Präkursor-Nebel kann bei exzentrisch tangentialem Einleiten in den zylinderförmigen Mischraum 21, zum Beispiel unter ei- nem Winkel von 15° zum Streckstempel 17, in die schraubenförmige Bahn 38 der Fluide eingehen und dort mit den anderen Gasen innig vermischt werden. Die Mischkammer 21 und auch das Inne- re des Vorformlings 14 wirken wie eine Verwirbelungskammer. Das Vorblasen des Behälters bis auf etwa 90% seiner endgültigen Gestalt mit Hilfe des jetzt explosiven Gasgemisches (Luft, Sau- erstoff, Wasserstoff, Präkursor-Material) ist nach Durchlaufen der Winkelzone II über einen Winkel von etwa 60 bis 80° beendet.

Während des Durchlaufs der Winkelzone 111 erfolgt die Zündung mit Hilfe einer in dem Werkzeug, zum Beispiel im Verteilerblock 10 oder sogar im Streckstempel 17 angeordneten Zündeinrichtung, zum Einleiten der Verbrennung. In dieser Winkelzone 111 erfolgt die endgültige Formgebung, bei welcher die Wandungen des Vorformlings 14 an die Innenwand der Negativform 12 der Streck- blasform 11 gelegt werden. Nach dem Zünden und Durchlaufen der Winkelzone 111 über einen Winkel von 5° bis 25°, vorzugsweise 15°, tritt die Beschichtungsvorrichtung nun in die Winkelzone IV ein, in welcher ein Kühlen beginnt und nach Durchlaufen eines Winkelbereichs von etwa 180°

abgeschlossen ist. Gleichzeitig mit den Wänden des Behälters kühlt auch die Innenbeschichtung aus.

Der Behälter tritt in der noch geschlossenen Streckblasform 11 in die Winkeizone V ein, in welcher die Streckblasform 11 sich öffnet und der Behälter 13 herausgenommen werden kann. Er wird dann auf einen Linearförderer gemäß Figur 2 links unten gestellt und horizontal nach links außen abgeführt. Danach durchläuft die offene Streckblasform 11 die Leerlauf-Winkelzone VI, um beim Eintritt in die Winkelzone ! für das Einführen des Vorformlings 14 letzteren wieder aufzunehmen.

Das Spiel auf diesem Rotationsförderer 2 beginnt hier erneut.

Es versteht sich, daß das Einspritzen der Präkursor-Flüssigkeit durch Öffnen des Ventils 26 gesteuert so lange erfolgt, bis das Ventil 26 wieder geschlossen wird. In dem Werkzeug, d. h. der Form 11, ist ein Sensor 40 als Meßsonde entsprechend der Darstellung der Figur 7 eingebracht.

Dieser Sensor befindet sich außerhalb des in Herstellung befindlichen Behälters 13. Auf der dem Behälter 13 gegenüberliegenden Seite liegt in der optischen Achse gemäß Figur 7 die Lichtquelle 43. Es ist auf diese Weise möglich, zum Beispiel die farbliche Eigenschaft des in dem Behälter 13 befindlichen Fluidgemisches während oder auch unmittelbar nach der Verbrennung zu messen.

Die Meßsignale werden in die Steuerung gegeben und können das Verfahren des Formens und Beschichtens schon des nächst folgenden Behälters beeinflussen. Auch andere Meßverfahren sind möglich, wenn man den Sensor (oder auch mehrere Sensoren) im Verteilerblock 10 selbst anordnet. Zwar sind Strahlungsmessungen auf diese Weise nicht möglich, die Ausgestaltung der Meßanlage ist aber in diesem Fall technisch einfacher. Auch aus Messungen der Temperatur, des Drucks, Schalls usw. können wertvolle Parameter ermittelt werden, um das Formen und Beschich- ten des nächst folgenden Behälters eines kontinuierlichen Betriebs so zu beeinflussen, daß die fertigen Produkte die gewünschte Qualität haben.

Bei der hier in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform hat man sechs Stationen auf dem Umfang der Grundplatte 4 verteilt angeordnet. Es versteht sich, daß man auch 1-40 Stationen je nach den technischen Möglichkeiten anbringen kann.

In den Figuren 9 bis 14 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu sehen, die hier eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffbehältern mittels Streckblasen betrifft ohne Beschich- tungseinrichtung. Es wurden in diesen Figuren, soweit dies möglich war, die Bezeichnungen und Bezugszahlen für gleiche oder zumindest ähnliche Komponenten beibehalten.

In Figur 10 ist ein erfindungsgemäßer Verteilerkopf 10 zu sehen, der direkt mit dem Vorformling 14 verbunden ist. Dies wird besonders deutlich anhand von Figur 14, die eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Figur 13 zeigt.

Zu erkennen ist der Vorformling 14, der direkt an zumindest einem Dichtelement 49 des Verteiler- blocks 10 anliegt. Zu erkennen ist weiterhin die Streckstange bzw. der Streckstempel 17, der sich in den Innenraum des Vorformlings 14 erstreckt. Der Mischraum 50 bildet in dieser Konfiguration zusammen mit dem Innenraum des Vorformlings 14 die Brennkammer 21. Deutlich zu erkennen ist, daß das Volumen der Brennkammer 21 im wesentlichen nur durch das Innenvolumen des Vor- formlings 14, das den Streckstempel 17 umgibt, gebildet wird. Der Volumenanteil der Brennkam- mer 21, der sich in dem Verteilerblock 19 befindet, ist sehr gering und beträgt hier etwa 11 cm3.

Weiterhin ist in Figur 14 die Zündkerze 48 zu erkennen, die sich durch den Verteilerblock 10 in den ringförmigen Mischraum 50 erstreckt. Es versteht sich, daß die Zündvorrichtung statt dessen auch im Streckstempel 17 angeordnet sein könnte.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verteilerkopfs 10 sind in der Schnittansicht der Figur 12 entlang der Linie A-A von Figur 11 deutlicher zu erkennen. Auch hier ist der Verteilerblock 10 zu sehen, in dem die Zündkerze 48 steckt. Eine Fluidleitung für Zuluft 36 ist an dem Zuluf- anschluß 18 angeschlossen. Das Zuluftventil 47, das in dieser Ausführungsform als Rückschlag- ventil ausgebildet ist, verschließt bzw. öffnet die Zuluftleitung gegenüber dem ringförmigen Misch- raum 50. Der ringförmige Mischraum 50 kommt durch die in etwa zylindrische Bohrung zustande, in der die Streckstange bzw. der Streckstempel 17 angeordnet ist. Weiterhin zu erkennen ist eine Zuführung für Wasserstoff 35, die über ein Nadelventil 20 mit dem Mischraum 50 bzw. der Brenn- kammer 21 verbindbar ist. Auch das Nadelventil 20 ist hier als Rückschlagventil ausgebildet.

Ebenfalls zu erkennen ist das Abluftventil 45, das die Brennkammer 21 mit dem Abluftanschluß 44 verbindet.

Das Explosions-Streckblasverfahren funktioniert nun wie folgt. Die Vorformlinge 14 werden zu- nächst auf eine für den Streckblasprozeß geeignete Temperatur erwärmt und in eine hier nicht dargestellte Form eingebracht, deren innere Form dem zu erstellenden Behälter entspricht. Nun wird der Vorformling durch den sich in axialer Richtung bewegenden Streckstempel axial ge- streckt. Gleichzeitig wird mit Hilfe des Zuluftventils 47 und den Ventils 20 für die Wasserstoffzufüh- rung ein explosives Gasgemisch in der Brennkammer 21 und dem Mischraum 50 erzeugt. Dabei wird das Gas unter einen Druck zwischen etwa 3 und 10 bar gesetzt. Durch diesen Streckdruck wird ebenfalls der Durchmesser des Vorformlings vergrößert. Wenn der Vorformling seine axiale Länge erreicht hat, wird mit Hilfe der Zündkerze 48, die sich bis in den Mischraum 50 erstreckt, das explosive Fluid gezündet. Durch die Explosion erhöhte sich der Druck innerhalb des Vorform- lings schlagartig bis in einen Bereich von etwa 30 bis 50 bar. Durch diesen sogenannten Blasdruck wird der Vorformling 14 völlig gegen die nicht gezeigte Streckblasform gepreßt und erhält dadurch die Form der zu erstellenden Flasche. Die ordnungsgemäße Explosion kann mit Hilfe des Druck-

sensors 39 überwacht und festgestellt werden. Nachdem der entsprechende Druck erreicht wor- den ist, wird mit Hilfe der Steuerluftzuführung 46 für das Abluftventil 45 dieses entsperrt, so daß der Druck und damit auch ein Großteil der bei der Explosion entstandenen Reaktionsprodukte über den Abluftanschluß 44 entweichen können.

Insbesondere dann, wenn der Verteilerblock 10 in einer Rundläufermaschine zum Einsatz kommt, ist die Abfolge von Explosionen derart hoch, daß es aufgrund der bei der Explosion entstehenden Explosionsenergie zu einer Erwärmung des Verteilerkopfes 10 kommt.

Daher sind in dem Verteilerkopf 10 Kühlkanäle vorgesehen, die teilweise mittels Verschlußschrau- ben 53 verschlossen sind. Kühlwasser kann jedoch über den Kühlwassereinlaß 51 in den Vertei- lerblock 10 eindringen und über den Kühlwasserauslaß 52 diesen wieder verlassen. Dadurch ist sichergestellt, daß während des Betriebs der Maschine gleichmäßige Prozeßbedingungen herr- schen.

Bezugszeichenliste 1 Rahmentisch 2 Rotationsförderer 3 Antriebswelle 4 Grundplatte 5 Deckplatte 6 gebogener Pfeil (Drehsinn) 7 vertikale Stützstange 8 Zylinder für den Streckstempel 9 Beschichtungsvorrichtung 10 Verteilerblock 11 Streckblasform 12 Negativform 13 Behälter (PET-Flasche) 14 Vorformling 15 Druckspeicher 16 Fluidleitung 17 Streckstempel 18 Luftanschluß 19 Ventilkörper für die Präkursor-Flüssigkeit 20 Wasserstoffdüse 21 Mischraum 22 Kabel für Steuerspannung 23 Ausgangstank für Präkursor-Flüssigkeit 24 Pumpe 25 Leitung 26 Ventil 27 Auslaßdüse für Präkursor-Flüssigkeit 28 Vernebelungsstelle 29 Leitung für Steuersignal 30 elektrischer Anschluß 31 Verschluß 32 vertikaler Doppelpfeil 33 zylindermantelförmige Halterung 34 Flaschenhals 35 Wasserstoffzufuhr 36 Fluidleitung für Luft 37 Verschraubung 38 schraubenförmige Bahn der Fluide 39 Sensor 40 Meßkabel 41 Adapter 42 Flansch des Adapters 41 43 Lichtquelle 44 Abluft 45 Abluftventil 46 Steuerluft für Abluftventil 47 Zuluftventil 48 Zündkerze 49 Dichtung 50 Mischraum 51 Kühlwassereinlaß 52 Kühlwasserauslaß 53 Verschlußschraube

Zone für das Einführen der Vorformlinge 14 II Zone für das Vorblasen der Vorformlinge 14 ill Zone für das Zünden der Vorformlinge 14 IV Zone für das Kühlen der Vorformlinge 14 V Zone für das Herausnehmen der Behälter 13 V) Zone für den Leerlauf