Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Das Herstellen von Behältern aus Vorformlingen, insbesondere das Herstellen von Behältern aus Vorformlingen aus einem thermoplastischen Kunststoff, z.B. aus PET, ist hinlänglich im Stand der Technik bekannt. Der Vorformling wird hierzu in bekannter Weise zunächst in einer Heizvorrichtung auf die für eine Umformung erforderliche Temperatur gebracht, auch thermische Konditionierung genannt, und anschließend in eine Umformstation übergeben. In dieser Umformstation wird der Vorformling von innen mit einem Druckmedium beaufschlagt, z.B. von einem gas- förmigen Druckmedium, z.B. von einem Blasgas wie Druckluft, oder von einem flüssigen Druckmedium, z.B. vom Füllgut, und dadurch gegen die Innenkontur einer mehrteiligen äußeren Form der Umformstation aufgeweitet. Bekannt sind auch hybride Verfahren und Vorrichtungen, bei denen aufeinanderfolgend eine Teilumformung unter Verwendung eines gasförmigen und Teilumformung unter Verwen- dung eines flüssigen Mediums erfolgt. Unabhängig vom verwendeten Umformmedium wird die Umformung z.B. und mit Vorteil unterstützt von einer Reckstange, die von innen in den Vorformling hinein und gegen den Vorformlingsboden geführt wird, und die bei Weiterbewegung den Vorformling dann in dessen Längsrichtung reckt. Es werden dadurch Vorteile bei der Führung des Vorformlings und der sich daraus entwickelnden Behälterblase erreicht und eine hohe Übereinstimmung der erreichten Materialverteilung mit der gewünschten Materialverteilung, weil die Reckstange die Expansion in axialer Richtung bestimmt.

Jede Umformstation weist eine in aller Regel mehrteilig ausgebildete Form auf, damit diese in einen geöffneten und in einen geschlossenen Zustand gebracht werden kann. Im geöffneten Zustand lässt sich ein Vorformling in die Form einsetzen und nach erfolgter Umformung der entstandene Behälter wieder aus der Form entnehmen. Im geschlossenen Zustand umschließt die Form eine innere Kavität und der in der Form aufgenommene Vorformling kann gegen die geschlossene Form aufgeweitet werden.

Aus der DE 102009019 008 A1 ist eine wie vorstehend beschriebene Vorrichtung bekannt, die zur Blasformung von Behältern dient. In dieser Schrift wird durch Blasdruckeinwirkung ein thermisch konditionierter Vorformling innerhalb einer mehrteiligen Blasform in den Behälter umgeformt.

Weiterhin lehrt die DE 100 63 795 A1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern durch Blasformen, wobei der Umformprozess in mehreren auf einem umlaufenden Umformrad angeordneten Blasstationen mit jeweils einer mehrteiligen Blasform stattfindet. In dieser Schrift sind Doppelstationen mit zwei Kavitäten gezeigt. Vorformlinge werden paarweise in die Doppelstation übergeben und paarweise werden die fertigen Behälter entnommen.

Es ist auch bekannt, dass die fertigen Behälter z. B. nach ihrer Herstellung weiteren Behandlungsschritten unterzogen werden. Hierzu sind z.B. einem Umformrad in Förderrichtung nachgelagert weitere Arbeitsräder angeordnet. Die Vorformlinge können ebenfalls vor ihrer Umformung Behandlungsschritten unterzogen werden, z.B. einer Sterilisierung. Hierzu sind z.B. einem Umformrad in Förderrichtung vorgelagert weitere Arbeitsräder angeordnet.

Es ist im Stand der Technik auch bekannt, dass aus Vorformlingen hergestellte Behälter zur Erhöhung ihrer Stabilität gegen Wärmeeinwirkung über eine ausgedehntere Zeitspanne auf einer höheren Temperatur gehalten werden. Eine solche erhöhte Stabilität gegen Wärmeeinwirkung ist z.B. erforderlich, wenn die Behälter mit einem heißen Füllgut befüllt werden sollen, in sogenannten Hofill-Verfahren. Es ist hierzu z.B. bekannt, dass die äußere Form, gegen die der Vorformling zu dem Behälter expandiert wird, auf erhöhter Temperatur gebracht ist, z.B. auf Temperaturen größer 80°C, und z.B. bis zu 160°C. Der Behälter wird nach Abschluss der Umformung über eine gewisse Zeit innerhalb der geschlossenen Form unter Beibehaltung eines Innendrucks, z.B. des zuletzt angewendeten Umformdruckes, gegen die heißen Formwände gehalten, sodass das Behältermaterial nachkristallisiert. Solche Verfahren werden auch als Heat-Set-Verfahren bezeichnet und die für die Umformung und die anschließende Stabilisierung des Behälters erforderliche Zeit ist höher als bei Umformverfahren, bei denen die Behälter keine besondere Wärmestabilität aufweisen müssen.

Zu solchen Heat-Set-Verfahren ist auch bekannt, dass dieses Verfahren auf zwei getrennten Arbeitsrädern durchgeführt wird. Auf einem ersten Arbeitsrad werden die Vorformlinge in ersten Umformstationen mit ersten mehrteiligen Formen in einen Zwischenbehälter umgeformt. Dieser Zwischenbehälter wird erneut aufgeheizt für die Einleitung eines Rückschrumpfprozesses. Danach werden die Zwischenbehälter auf ein zweites Arbeitsrad mit zweiten Umformstationen und zweiten Formen übergeben und ein zweiter Umformprozess durchgeführt, wobei die Formen der zweiten Umformstation auf einer erhöhten Temperatur größer 80°C gehalten sind. Aufgrund dieser erhöhten Temperatur kann ein thermischer Relaxationsprozess im Behältermaterial stattfinden. Nach Entnahme der Behälter aus den zweiten Umformstationen haben die Behälter ihre endgültige Form erhalten und können einer weiteren Verwendung zugeführt werden.

Aus der DE 33 14 106 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern bekannt. Bei der Herstellung durchlaufen Vorformlinge aus einem thermoplastischen Kunststoff mittels einer Transportvorrichtung hintereinander eine Heizstrecke, eine Zwischenformstrecke, die mit den Vorformlingen mitbewegte zusätzliche Heizstrahler aufweist, und eine Umformstation. Es sollen insbesondere Behälter mit komplizierter Form hergestellt werden.

Eine Doppel- oder Mehrfachbehandlung von Vorformlingen ist aus der DE 103 40 916 A1 bekannt. Dabei sollen die Vorformlinge für die Realisierung einer aufeinanderfolgenden mehrfachen Durchführung eines vorgesehenen Behandlungsvorganges entweder in der Behandlungsstation belassen werden und mehrere Umläufe auf dem Arbeitsrad durchführen, oder nach einer Entnahme erneut der Behandlungsstation zugeführt werden. Bei den Behandlungen kann es sich z.B. um Beschichtungsvorgänge, insbesondere Plasmabeschichtungsvorgänge, um einen Verschlussvorgang oder einen Füllvorgang handeln. Erwähnt ist auch, dass eine solche doppelte oder mehrfache Behandlung für die Durchführung eines Anlaufvorganges oder für die Optimierung von Test- oder Abnahmebedingungen durchgeführt wird, um große Ausschussmengen an Vorformlingen zu vermeiden.

Auf einem anderen technischen Bereich ist aus der DE 10 2011 057 112 A1 eine Vorrichtung zum Behandeln von Behältnissen bekannt, bei der die Behältnisse in einem ersten Umlauf befüllt und verschlossen und in einem zweiten Umlauf etikettiert werden. Ein Umformen von Werkstücken ist nicht vorgesehen.

Nachteilig an den bekannten Lösungen für Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen ist, dass diese entweder nicht ausreichend kompakt gebaut sind, z.B. weil für die Ausführung jedes Bearbeitungsschrittes ein eigenes Arbeitsrad vorgesehen ist, oder die Vorformlinge in einer kompakteren Bauweise der Vorrichtungen lediglich einen Behandlungsprozess durchlaufen können oder die Verweildauer auf dem Arbeitsrad verlängert ist, und dadurch nur ein geringerer Durchsatz pro Zeiteinheit verwirklicht werden kann. Dies gilt insbesondere für die Herstellung temperaturstabilisierter Behälter (Heat-Set-Verfah- ren) für sich anschließende Hotfill-Verfahren.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, verbesserte und kompaktere Vorrichtungen und Verfahren zur Umformung von Vorformlingen in Behälter bereitzustellen.

Erfindungsgemäß soll diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst werden. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die nachfolgenden Erläuterungen zu erfindungsgemäßen Vorrichtungen betreffen in gleicher Weise erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Umformrad auf, an welchem verschiedene Bearbeitungsstationen angeordnet sind. Dieses Umformrad kann z.B. ein Blasrad sein, wenn die Umformung z.B. unter Verwendung eines Blasgases erfolgt, z.B. unter Verwendung von Druckluft. Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich z.B. eines solchen Umformrades und weiterer nachfolgend zur erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebener Einrichtungen. Es wird nachfolgend und in den Ansprüchen der Begriff „Werkstück“ benutzt. Dieser Begriff wird verwendet sowohl für Vorformlinge, als auch für daraus durch Umformung entstehende Zwischenbehälter und auch für die nach einer weiteren Umformung endgültig entstehenden Behälter. Diese Werkstücke durchlaufen zur Umformung mehrere Umläufe auf dem Umformrad, wobei die Werkstücke während eines jeden Umlaufs eine Umformung erfahren und zwischen aufeinanderfolgenden Umläufen von einer ersten Bearbeitungsstation in eine zweite Bearbeitungsstation überführt werden.

Als Vorformling wird in üblicher Weise ein aus einem tempoplastischen Kunststoff z.B. in einem Spritzgussverfahren hergestellter Körper verstanden, der nachfolgend durch Umformung in eine endgültige Behälterform überführt werden soll. Entsprechend weist dieser Vorformling gegenüber dem fertig umgeformten Behälter ein deutlich kleineres Innenvolumen und deutlich kleinere Abmessungen auf, was den Transport und die Lagerung gegenüber fertiggestellten Behältern stark vereinfacht. In der Regel weist der Vorformling ein geschlossenes und ein offenes Ende auf. Am offenen Ende, dem Mündungsbereich, sieht der Vorformling in aller Regel bereits so aus, wie der endgültige Behälter aussehen soll. Er weist hierzu z.B. ein Außengewinde für das Aufschrauben eines Verschlusses und Handhabungsstrukturen auf, z.B. einen Neckring. Dieser Mündungsbereich des Vorformlings soll während der Temperaturkonditionierung und während der Umformung möglichst unverändert bleiben. Der übrige Bereich eines Vorformlings ist ausgehend von diesem Mündungsbereich im Wesentlichen zylindrisch gestaltet mit einem kuppelförmig geschlossenen Boden als dessen geschlossenes Ende.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus Vorformlingen wird im Betrieb von den Vorformlingen in einer Förderrichtung durchlaufen. Nachfolgend wird beschrieben, welche Einrichtungen der Vorrichtung in Förderrichtung durchlaufen werden und welche Verfahrensschritte in Förderrichtung ausgeführt werden.

Die Vorrichtung umfasst ein erstes Transferrad, mit mehreren daran umfangsverteilt angeordneten Handhabungseinrichtungen zur Aufnahme, Abgabe und zum Transport von Werkstücken. Umfangsverteilt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Handhabungseinrichtungen am Umfang und umfangsbeabstandet verteilt angeordnet sind. Aus praktischen Gründen sind die Handhabungseinrichtungen dabei in aller Regel äquidistant zueinander angeordnet, d. h. stets um einen gleichen Drehwinkel zueinander versetzt. Dies verbessert die Laufruhe und erleichtert eine Synchronhaltung mit anderen Einrichtungen. Mit dem ersten Transferrad sollen Vorformlinge transportiert werden. Entsprechend sollen die Handhabungseinrichtungen zur Aufnahme, zum Transport und zur Abgabe von Werkstücken geeignet ausgeführt sein, insbesondere zur Aufnahme, zum Transport und zur Abgabe von Vorformlingen. Wie oben ausgeführt, entsprechen Vorformlinge in ihrem Mündungsbereich bereits dem endgültigen Aussehen des fertigen Behälters, sodass Handhabungseinrichtungen für Vorformlinge und Handhabungseinrichtungen für fertige Behälter identisch ausgeführt sein können, wenn der Handhabungsangriff am oder im Mündungsbereich erfolgt. Insbesondere sind hierfür Transportdorne im Stand der Technik bekannt und vorliegend geeignet, die in die Mündungsöffnung des Vorformlings oder Behälters und von innen klemmend hineingreifen. Bekannt sind im Stand der Technik und vorliegend geeignet auch Zangen, die an Handhabungskonturen des Vorformlings greifen, z.B. an einem Neckring angreifende Zangen. Solche Transportdorne und solche Zangen sind sowohl für Vorformlinge als auch für Behälter geeignet, sie sind insgesamt für Werkstücke im Sinne dieser Anmeldung geeignet.

Durch die Haltekraft, die die beispielhaft genannten Handhabungseinrichtungen auf das Werkstück ausüben, kann das Werkstück sicher gehalten und transportiert werden. Mit Vorteil ist vorgesehen, die Handhabungseinrichtungen austauschbar zu gestalten. So können je nach Bedarf unterschiedlich geformte Werkstücke behandelt werden, wobei der Änderungsaufwand an der Vorrichtung insgesamt gering bleibt. Ein solcher Austausch kann z.B. erforderlich werden, wenn umgestellt werden soll auf die Verarbeitung von Vorformlingen mit anders dimensioniertem Mündungsbereich, z.B. mit einem vergrößerten Mündungsöffnungsdurchmesser.

Das erste Transferrad übernimmt erfindungsgemäß zwei Funktionen. Zum einen transportiert es mit Hilfe seiner Handhabungseinrichtungen die Vorformlinge z.B. von einer Zuführungseinrichtung zu einer der am Umformrad angeordneten und für eine erste Umformung geeignet ausgebildeten ersten Bearbeitungsstationen. In diesen ersten Bearbeitungsstationen laufen die Vorformlinge um das Umformrad um und werden dabei umgeformt zu Zwischenbehältern. Der Begriff „Zwischenbehälter“ bringt zum Ausdruck, dass keine Vorformlinge mehr vorliegen, aber auch noch nicht die endgültig ausgeformten Behälter.

Die zweite Funktion des ersten Transferrades besteht darin, dass es mit Hilfe seiner Handhabungseinrichtungen Werkstücke vom Bypassmittel übernimmt, indem Werkstücke von am Bypassmittel angeordneten Handhabungseinrichtungen auf Handhabungseinrichtungen des ersten Transferrades übergeben werden, z.B. von Zange zu Zange, von Dorn zu Zange oder von Zange zu Dorn. Gemäß dieser zweiten Funktion transportiert das erste T ransferrad diese Werkstücke zu einer der am Umformrad angeordneten und für eine zweite Umformung geeignet ausgebildeten zweiten Bearbeitungsstationen. Da diese Werkstücke bereits einen Umlauf auf dem Umformrad durchlaufen haben, handelt es sich nicht mehr um Vorformlinge, sondern um Zwischenbehälter. Die vom Bypassmittel auf das erste Transferrad zugeführten und anschließend in die zweiten Bearbeitungsstationen übergebenen Werkstücke laufen innerhalb dieser zweiten Bearbeitungsstationen erneut um das Umformrad um und erfahren dabei eine zweite Umformung.

In der Regel und mit Vorteil ist das Bypassmittel als Bypassrad ausgeführt. Die Erfindung kann aber auch mit anders gestalteten Bypassmitteln realisiert werden, technisch vorteilhaft ist aber ein Bypassrad, sodass nachfolgend vereinfachend von einem Bypassrad gesprochen wird, ohne dass damit aber andere Bypassmittel ausgeschlossen sein sollen. In den Ausführungsbeispielen sind ebenfalls ausschließlich Bypassräder dargestellt, ebenfalls ohne Beschränkung der Allgemeinheit.

Für die oben beschriebene Übergabe und Interaktion zwischen erstem Transferrad, Umformrad und Bypassrad ist ein zueinander synchronisiertes Umlaufen vorgesehen. Das erste Transferrad muss gleichzeitig Werkstücke vor deren erster Umformung, also Vorformlinge, und Werkstücke vor deren zweiter Umformung, also Zwischenbehälter, aufnehmen und transportieren können. Dies ist z.B. dadurch möglich, dass das erste Transferrad an seinem Umfang und zueinander umfangsbeanstandet, insbesondere äquidistant, alternierend Handhabungseinrichtungen für beide Arten von Werkstücken aufweist, also für Vorformlinge und für Zwischenbehälter. Diese Handhabungseinrichtungen können dabei durchaus identisch ausgeführt sein, denn sowohl Vorformlinge als auch Zwischenbehälter können auf die gleiche Art und Weise gehandhabt werden. Vorteil dieser Anordnung wäre, dass die Übergabe und Synchronisierung über Drehzahl und die Teilungsabstände der beteiligten Räder (Transfer-, Bypass- und Umformrad) realisiert werden kann.

In Förderrichtung (der Vorformlinge) hinter dem ersten Transferrad ist ein Umformrad angeordnet, auf welchem mehrere erste Bearbeitungsstationen und mehrere zweite Bearbeitungsstationen umfangsverteilt angeordnet sind, die jeweils geeignet ausgeführt sind zur Aufnahme von Werkstücken und zur Bearbeitung der Werkstücke, wobei die ersten und zweiten Arbeitsstationen alternierend auf dem Umformrad angeordnet sind.

Soweit vorstehend von alternierender Anordnung die Rede ist, so umfasst dies mehrere Möglichkeiten. So können z.B. um Umformstationen des Typs A und des Typs B alternierend angeordnet sein, indem sich Typ A und Typ B abwechseln: A- B-A-B-A-B usw. Eine alternierende Anordnung ist auch dann gegeben, wenn eine gruppenweise Abwechslung erfolgt, also z.B. zwei Stationen vom Typ A zwei Stationen vom Typ B nachfolgen, dann wieder zwei Stationen vom Typ A und erneut zwei Stationen vom Typ B usw.: A-A-B-B-A-A-B-B usw. Die Gruppen können auch aus mehr als zwei Stationen des gleichen Typs bestehen. Diese Bedeutung von „alternierend“ gilt auch für die weiter oben beschriebene alternierende Anordnung der Handhabungseinrichtungen und diese Bedeutung gilt auch, soweit nachfolgend und in den Ansprüchen von alternierender Anordnung die Rede ist.

Während des Umlaufs auf dem Umformrad findet die Umformung der Werkstücke statt. Die ersten Bearbeitungsstationen sind dabei so ausgestaltet, dass sie die temperaturkonditionierten Vorformlinge aufnehmen und diese durch einen Umformprozess in einen Zwischenbehälter umformen können. Die ersten Bearbeitungsstationen weisen eine erste Form und eine davon umschlossene erste Kavität mit einem ersten inneren Volumen V1 auf. Die zweiten Bearbeitungsstationen weisen zweite, von den ersten abweichende Formen mit jeweils einer zweiten Kavität mit einem zweiten inneren Volumen V2 auf, welches größer ist als das erste Volumen V1. Die zweiten Bearbeitungsstationen sind so ausgestaltet, dass sie ein Werkstück, z.B. einen Zwischenbehälter, aufnehmen und diesen durch einen Umformprozess in einen Behälter umformen können.

Die Bearbeitungsstationen sind dabei so ausgestaltet, dass sie in eine geöffnete und eine geschlossene Positionierung bringbar sind. Auf diese Weise können die Werkstücke in die Bearbeitungsstation eingeführt und aus ihr entnommen werden (geöffneter Zustand) und die Werkstücke können durch Einspeisen eines Druckmediums in das Innere des Werkstücks gegen die Innenwände der geschlossenen Form aufgeweitet werden, während sie von der Form umgeben und gehalten sind. Mit Vorteil wird vorgeschlagen, dass die Formen der Bearbeitungsstationen austauschbar gestaltet sind. Auf diese Weise kann ein Umrüsten der Vorrichtung auf neue Werkstücke erfolgen, z.B. weil andere Vorformlinge in andere Behälter umgeformt werden sollen.

Auf diese Weise ist auch erreichbar, dass die ersten und zweiten Bearbeitungsstationen mit identischen Formen versehen werden und in einem alternativen Betriebsmodus der Vorrichtung jede der Bearbeitungsstationen mit Vorformlingen beschickt wird und unter Umgehung des Bypassrades, das dann auch entfernt werden könnte, jeder entstehende Behälter vom zweiten Transferrad abgeführt wird. Die Vorrichtung kann dadurch mit vergrößerter Variabilität eingesetzt werden, z.B. in einem ersten Betriebsmodus gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens und als erfindungsgemäße Vorrichtung, und in einem alternativen Betriebsmodus wie eine im Stand der Technik bekannte Vorrichtung.

Es ist im Stand der Technik bekannt, die Formen der Umformstationen mehrteilig auszubilden. Insbesondere ist eine dreiteilige Form bekannt, wobei die Form dann aus zwei Seitenschalen und einer Bodenform besteht. Es ist auch bekannt, eine buchartige Aufklappbarkeit dieser Formen vorzusehen. Daher sind weitere Erläuterungen hierzu nicht erforderlich. Eine solche dreiteilige Form ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Verbindung mit einer buchartigen Aufklappbarkeit.

In Förderrichtung (der Vorformlinge) hinter dem Umformrad ist ein zweites Transferrad angeordnet, an dem umfangsverteilt mehrere Handhabungseinrichtungen zur Aufnahme, Abgabe und zum Transport von das Umformrad verlassenden Werkstücken (Zwischenbehälter, Behälter) aufweist.

Auch das zweite Transferrad erfüllt eine Doppelfunktion. Die am zweiten Transferrad umfangsverteilt angeordneten Handhabungseinrichtungen sind daher derart ausgestaltet sind, dass sie Werkstücke aus den ersten und aus den zweiten Bearbeitungsstationen übernehmen können. Es müssen also Zwischenbehälter und Behälter gehandhabt werden, also übernommen, gehalten, transportiert und übergeben werden können.

Das zweite Transferrad nimmt sämtliche Werkstücke aus den jeweiligen Bearbeitungsstationen des Umformrades auf. Das sind zum einen Werkstücke in Form von Zwischenbehältern, die aus einer der ersten Bearbeitungsstationen entnommen werden, die also ursprünglich als Vorformlinge auf das Umformrad übergeben worden sind und während des Umlaufs in den Zwischenbehälter umgeformt wurden. Diese werden nachfolgend an das Bypassrad übergeben. Das sind zum anderen Werkstücke in Form von Behältern, die aus einer der zweiten Bearbeitungsstationen entnommen werden, die also ursprünglich als Zwischenbehälter auf das Umformrad übergeben worden sind und während des Umlaufs in den Behälter umgeformt wurden. Werkstücke, die als Behälter aus einer der zweiten Bearbeitungsstationen entnommen werden, werden von dem zweiten Transferrad nicht auf das Bypassrad übergeben, sondern z.B. einer Abführeinrichtung übergeben. Auf diese Weise verlassen die Werkstücke, nämlich die fertigen Behälter, die beschriebene Vorrichtung.

Zwischen dem ersten und dem zweiten Transferrad ist ein Bypassrad als bevorzugte Ausführungsform eines Bypassmittels angeordnet, das bevorzugt mehrere umfangsverteilt daran angeordnete Handhabungseinrichtungen zur Aufnahme, Abgabe und zum Transport von Werkstücken vom zweiten zum ersten Transferrad aufweist.

Das Bypassrad stellt die Verbindung zwischen dem zweiten und dem ersten T rans- ferrad her. Es übernimmt vom zweiten Transferrad ausschließlich Werkstücke, die Zwischenbehälter sind, und übergibt diese an das erste Transferrad.

Die genannten Räder sind dabei so zueinander synchronisiert drehangetrieben ausgebildet und die Handhabungseinrichtungen und Bearbeitungsstationen sind so umfangsverteilt auf den Rädern angeordnet, dass das erste Transferrad nur Werkstücke an die ersten Bearbeitungsstationen übergibt, die nicht vom Bypassrad auf das erste Transferrad gelangen, und das erste Transferrad übergibt Werkstücke an die zweiten Umformungsstationen, wenn die Werkstücke vom Bypassrad auf das erste Transferrad gelangen. In analoger Weise übergibt das zweite Transferrad nur Werkstücke an das Bypassrad, welche aus den ersten Bearbeitungsstationen entnommen werden, während Werkstücke aus den zweiten Bearbeitungsstationen nicht auf das Bypassrad übergeben werden, sondern aus der Vorrichtung ausgeschleust werden. Das Bypassrad wiederum transportiert ausschließlich Zwischenbehälter vom zweiten Transferrad zum ersten Transferrad.

Das erste Transferrad, das zweite Transferrad und das Bypassrad sind in einer bevorzugten Ausführungsform derart aufeinander abgestimmt, dass das Bypassrad nur jedes zweite Werkstück, nämlich die Zwischenbehälter, vom zweiten Transferrad übernimmt und diese an jede zweite Handhabungseinrichtung des ersten Transferrades übergibt.

Dabei ist insbesondere kontinuierliches Umlaufen der beschriebenen Räder bevorzugt, z.B. gegenüber einem taktweisen Umlaufen. Bei einem taktweisen Umlaufprozess drehen sich die beschriebenen Räder diskontinuierlich um einen definierten Kreiswinkel um die jeweilige Raddrehachse. Bei einem kontinuierlichen Umlaufen führen die Räder eine stetige Drehbewegung um ihre Raddrehachsen aus, wodurch der erreichbare Durchsatz höher ist.

Das zweite Transferrad übernimmt Werkstücke sowohl aus den ersten als auch aus den zweiten Bearbeitungsstationen und übergibt dabei nur die Werkstücke aus der ersten Bearbeitungsstation an die am Bypassrad angeordneten Handhabungseinrichtungen. Dabei sind die ersten und zweiten Bearbeitungsstationen jeweils als Umformstationen ausgeführt und bevorzugt mit mehrteilig ausgebildeten Formen, die relativ zueinander in eine geöffnete und eine geschlossene Positionierung bringbar sind, wobei in der geschlossenen Positionierung eine innere Kavität mit einem Volumen umschlossen ist.

Die Formen der ersten Bearbeitungsstationen unterscheiden sich von den Formen der zweiten Bearbeitungsstationen, indem die Formen der zweiten Bearbeitungsstationen innere Kavitäten mit einem Volumen V2 umschließen, das größer ist als das Volumen V1 der inneren Kavität der Formen der ersten Bearbeitungsstationen.

Ein typischer Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens kann z.B. darin bestehen, dass in den ersten Bearbeitungsstationen eine Umformung der Vorformlinge in einen Zwischenbehälter erfolgt, der z.B. noch ohne Behälterfüße und/oder ohne stabilisierende Ausprägungen wie Rippen, Sicken oder dergleichen, und/oder ohne dekorative Elemente ausgeführt ist. Diese am Zwischenbehälter fehlenden Füße, Ausprägungen und/oder dekorativen Elemente können dann z.B. während der Umformung in den zweiten Bearbeitungsstationen ausgeformt werden.

Ein weiterer typischer Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens kann z.B. darin bestehen, dass der fertige Behälter mit einem Griff versehen sein soll oder mit Befestigungsstrukturen, an denen später ein Griff befestigt werden kann. Bei der Umformung des Vorformlings in den Zwischenbehälter kann dies zunächst unberücksichtigt bleiben, d. h. der Zwischenbehälter weist zunächst weder einen Griff auf noch die genannten Befestigungsstrukturen. Diese werden erst bei der Umformung in den zweiten Bearbeitungsstationen ausgeprägt, z.B. indem in die zweiten Bearbeitungsstationen Behältergriffe eingelegt sind oder indem die Formen der zweiten Bearbeitungsstationen entsprechende Konturierungen aufweisen, um bei Umformung des Zwischenbehälters in den Behälter am Behälter diese Befestigungsstrukturen entstehen zu lassen.

Ein weiterer typischer Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens kann z.B. darin bestehen, dass die Formen der zweiten Bearbeitungsstationen auf eine erhöhte T emperatur gebracht werden, damit ein Heat-Set-Verfahren ausgeführt werden kann. Die Temperatur der Formen sollte dann z.B. oberhalb von 80°C gehalten sein und der fertig ausgeformte Behälter sollte für eine gewisse Zeit unter Beibehaltung des Innendrucks gegen die erwärmte Form gedrückt bleiben. Entsprechende Temperiermittel für Formen sind im Stand der Technik bekannt.

Denkbar ist aber auch, dass die zweiten Formen auf einer niedrigeren Temperatur als die ersten Formen gehalten sind, z.B. um nach dem zweiten Umformschritt eine effektive und frühe Kühlung der fertigen Behälter zu erreichen, z.B. um die Behälter direkt im Anschluss mit einem Griff zu versehen, ohne längeres Zuwarten auf eine eintretende Stabilisierung der Behälter durch Abkühlung. Die Behälter könnten auch anderen Bearbeitungsschritten zeitnah nach dem Verlassen der Form unterworfen werden, z.B. einem Etikettieren und/oder Befüllen, usw. Im Stand der T echnik bekannte Einrichtungen zum gezielten Kühlen der Behälter oder von Teilbereichen der Behälter, z.B. der Behälterböden, können dadurch ebenfalls vermieden werden.

Ein weiterer typischer Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens und bezüglich temperierter Formen kann vorsehen, dass die Formen der ersten Bearbeitungsstation auf einer erhöhten Temperatur gebracht sind. „Erhöht“ meint dabei durch Temperiermittel gezielt auf eine erhöhte Temperatur gebracht über das hinaus, was an thermischer Energie durch die Aufnahme der temperierten Vorformlinge in die Formen eingetragen wird. Es ist dadurch möglich, einen Schrumpfungsprozess in dem Zwischenbehälter auszulösen, nämlich indem der Umformdruck abgelassen wird, sobald bzw. kurz nachdem die Zwischenbehälterform erreicht ist, wodurch der Zwischenbehälter nicht länger gegen die heiße äußere Form gedrückt wird, sodass die heiße Form ein Rückschrumpfen des Zwischenbehälters bewirkt.

Sowohl die ersten als auch die zweiten Bearbeitungsstationen können Reckstangen aufweisen, um den jeweiligen Umformprozess durch die Reckstange unterstützt auszuführen. Soweit bei der Umformung des Zwischenbehälters in den endgültigen Behälter keine signifikante Volumenänderung und Materialumverteilung mehr stattfindet, können die zweiten Bearbeitungsstationen z.B. auch ohne Reckstange ausgeführt werden.

Es ist vorstehend von ersten und zweiten Bearbeitungsstationen die Rede gewesen. Die Erfindung kann aber auch noch eine dritte Art von Bearbeitungsstationen auf dem Umformrad vorsehen. Die Übergabe der Werkstücke gestaltet sich dadurch aufwendiger und unkomplizierter, beispielsweise könnte eine Übergabe auf das Umformrad an einer zweiten Drehposition des Umformrades erfolgen. Denkbar ist auch, dass die Stationen nicht nur in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet werden, sondern auch in einer Höhenrichtung. Primär zielt die Erfindung aber auf zwei Umformprozesse ab, die auf dem gleichen Arbeitrad ausführbar sind. Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf zwei Bearbeitungsstationen in Form von Umformstationen, sondern es kann auch noch eine dritte Art von Bearbeitungsstationen vorgesehen werden.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu Zeichnungen, in denen die Erfindung beispielsweise und schematisch anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Beispiel für eine erste Form, in der ein Vorformling gereckt und expandiert wird,

Figur 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einem ersten Transferrad 2, mit einem zweiten Transferrad 3, mit einem Umformrad 4 und mit einem Bypassrad 5 sowie mit Werkstücken in Form von Vorformlingen 6, mit Werkstücken in Form eines Zwischenbehälters 7 und mit Werkstücken in Form eines Behälters 8. Zusätzlich ist eine Eingabeeinrichtung 9 und eine Ausgabeeinrichtung 10 gezeigt, sowie eine erste Bearbeitungsstation 11 und eine zweite Bearbeitungsstation 12, beide auf dem Umformrad 4 angeordnet. Die zu jedem drehenden Rad eingezeichneten Richtungspfeile zeigen die Drehrichtung der einzelnen Räder an und die Förderrichtung der davon transportierten Werkstücke.

Über die Eingabeeinrichtung 9 werden noch nicht umgeformte Werkstücke 6 (nämlich Vorformlinge 6, z.B. aus einer im Stand der Technik bekannten Temperiereinrichtung kommend und also nach erfolgter Temperaturkonditionierung) an Handhabungseinrichtungen 13 des ersten Transferrades 2 übergeben. Dabei wird im dargestellten Beispiel lediglich jede zweite Handhabungseinrichtung 13 mit den noch nicht umgeformten Werkstücken 6 bestückt. Diese werden der Umlaufrichtung des ersten Transferrades 2 folgend in Richtung auf das Umformrad 4 transportiert und in einem Übergabebereich auf das Umformrad 4 in eine erste Bearbeitungsstation 11 übergeben.

Das Umformrad 4 weist erste 11 und zweite Bearbeitungsstationen 12 in alternierender Abfolge auf, vorliegend wechselt sich eine Bearbeitungsstation der ersten mit einer der zweiten Art ab, wobei diese Bearbeitungsstationen 11 , 12 am Umfang des Umformrades 4 mit äquidistantem Umfangsabstand angeordnet sind. In jede erste Bearbeitungsstation 11 wird ein noch nicht umgeformtes Werkstück 6 übergeben, während keine der zweiten Bearbeitungsstationen 12 mit einem solchen, noch nicht umgeformten Werkstück 6 beschickt wird. Dies ist realisiert, indem das erste Transferrad 2 und das Umformrad über geeignete Teilungsabstände zwischen den ersten und zweiten Bearbeitungsstationen 11 , 12 und zwischen den Handhabungseinrichtungen 13 des ersten Transferrades 2 verfügen, sowie synchronisiert drehangetrieben umlaufen.

Die in eine erste Bearbeitungsstation 11 übergebenen, noch nicht umgeformten Werkstücke 6 laufen in Drehrichtung des Umformrades 4 auf dem Umformrad 4 um und werden im Laufe eines Umlaufs in einen Zwischenbehälter 7 umgeformt. Bei der Übernahme befindet sich die Bearbeitungsstation 11 in einem geöffneten Zustand. Die Bearbeitungsstation 11 geht nach Übergabe des Werkstückes 6 in einen geschlossenen Zustand über und der Umformvorgang kann ausgeführt werden. Dabei wird das ursprünglich noch nicht umgeformte Werkstück 6 in einen Zwischenbehälter 7 umgeformt, z.B. wie anhand von Figur 2 später erläutert. Nahe des zweiten Transferrades 3 ist dieses Umformen abgeschlossen und die erste Bearbeitungsstation 11 öffnet sich, sodass das Werkstück 7, nämlich der entstandene Zwischenbehälter, von den Handhabungseinrichtungen 14 des zweiten Transferrades 3 aus der ersten Bearbeitungsstation 11 entnommen werden kann. Das Werkstück liegt also nun als Zwischenbehälter 7 vor und weist ein erstes Volumen V1 auf.

Die vom Umformrad 4 aus den ersten Bearbeitungsstationen 11 übernommenen Werkstücke 7 werden nun der Umlaufrichtung des zweiten Transferrades 3 folgend gefördert in Richtung auf das Bypassrad 5. In einem Übergabebereich zwischen dem zweiten Transferrad 3 und dem Bypassrad 5 erfolgt eine Übergabe der von den Handhabungseinrichtungen 14 des zweiten T ransferrades 3 gehaltenen Werkstücke 7 auf Handhabungseinrichtungen 15 des Bypassrades 5. Die Werkstücke 7 folgen nunmehr also der Umlaufrichtung des Bypassrades 5 und werden in einem Übergabebereich zwischen dem Bypassrad 5 und dem ersten Transferrad 2 auf nicht mit Werkstücken belegte Handhabungseinrichtungen 13 übergeben. Das erste Transferrad 2 fördert also in seinem Umlaufbereich vom Übergabebereich des Bypassrades 5 zum Übergabebereich auf das Umformrad 4 mit seinen Handhabungseinrichtungen 13 bei vollständiger Beladung in alternierender Abfolge Vorformlinge 6 und Zwischenbehälter 7.

Die auf dem ersten Transferrad 2 umlaufenden Zwischenbehälter 7 werden bei Erreichen des Übergabebereiches zum Umformrad 4 in geöffnete zweite Bearbei- tungsstationen 12 übergeben. Nachfolgend schließt sich die zweite Bearbeitungsstation 12 und während des weiteren Umlaufs des Umformrades 4 wird der Zwischenbehälter 7 in den Behälter 8 umgeformt. Das Werkstück bzw. der Behälter 8 weist nach der zweiten Umformung ein zweites Innenvolumen V2 auf, welches größer als das erste Innenvolumen V1 ist. Nahe dem Übergabebereich zum zweiten Transferrad 3 öffnet sich die zweite Bearbeitungsstation 12, sodass das Werkstück 8 von den unbesetzten Handhabungseinrichtungen 14 des zweiten Transferrades 3 aus dem Umformrad 4 entnommen werden kann und entnommen wird. Das Werkstück liegt nun als fertig ausgeformter Behälter 8 vor und weist ein zweites Volumen V2 auf.

Im Umlaufbereich des zweiten Transferrades 3 zwischen dem Entnahmebereich aus dem Umformrad 4 und dem Übergabebereich zum Bypassrad 5 sind also die Handhabungseinrichtungen 14 bei voller Beladung alternierend mit Zwischenbehältern 7 und fertig ausgeformten Behältern 8 bestückt. Nur die mit fertigen Behältern 8 bestückten Handhabungseinrichtungen 14 passieren ohne Übergabevorgang den Übergabebereich zum Bypassrad 5 und fördern in Drehrichtung des zweiten Transferrades 3 die fertigen Behälter 8 zu einer Ausgabeeinrichtung 10.

Auch diese beschriebenen Übergabevorgänge und Abläufe sind im dargestellten Beispiel realisiert, indem das erste Transferrad 2, das Umformrad 4, das zweite Transferrad 3 und das Bypassrad 5 über geeignete Teilungsabstände zwischen den ersten und zweiten Bearbeitungsstationen 11 , 12 und zwischen den Handhabungseinrichtungen 13, 14, 15 verfügen, sowie synchronisiert drehangetrieben umlaufen.

Figur 2 zeigt exemplarisch den grundsätzlichen Aufbau einer Umformstation. Prinzipiell und in grundsätzlicher Hinsicht könnten die ersten und die zweiten Bearbeitungsstationen 11 , 12 des Umformrades 4 in dieser dargestellten Weise ausgeführt sein. Die ersten und die zweiten Bearbeitungsstationen wären aber unterscheidbar, da sie anspruchsgemäß unterschiedliche Formen aufweisen.

Die gezeigte Umformstation dient der Umformung eines Vorformlings 6 in einen Zwischenbehälter 7. Die Umformstation ist dazu mit einer mehrteilig ausgeführten Blasform 24a, 24b ausgestattet, in die ein Vorformling 6 einsetzbar ist. Der Vorformling 6 kann ein spritzgegossenes Teil aus Polyethylenterephthalat (PET) sein. Zur Ermöglichung eines Einsetzens des Vorformlings 6 in die Blasform 24a, 24b und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des Zwischenbehälters 7 besteht die Blasform aus Formhälften 24a und einem Bodenteil 24b, das z.B. von einer nicht dargestellten Bodenhubvorrichtung positionierbar ist. Der Vorformling 6 kann im Bereich der Umformstation von einem Transportdorn 9 gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling 6 innerhalb der Vorrichtung umläuft. Es ist aber auch möglich, den Vorformling 6 beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel direkt in die Blasform 24a, 24b einzusetzen.

Zur Ermöglichung einer Druckluftzuleitung kann oberhalb des Transportdornes 29 z.B. ein Anschlußkolben angeordnet sein, der dem Vorformling 6 Druckluft zuführt und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn 29 vornimmt. Bei abgewandelten Konstruktionen ist es grundsätzlich aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.

Eine Reckung des Vorformlings 6 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Reckstange 31 , die z.B. von einem nicht dargestellten Antrieb (z.B. von einem Linearmotor oder kurvengesteuert) positioniert wird.

Nach einem Schließen der Formhälften 24a und der Bodenform 24b erfolgt in der Regel eine Verriegelung relativ zueinander mit Hilfe einer nicht dargestellten Verriegelungseinrichtung.

Zur Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes 21 des Vorformlings 6 ist gemäß Fig. 2 die Verwendung separater Gewindeeinsätze 22 im Bereich der Blasform 24a, 24b vorgesehen.

Fig. 2 zeigt zusätzlich zum Zwischenbehälter 7 auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling 6 und schematisch eine sich entwickelnde Zwischenbehälterblase 23.

Die gezeigte Umformstation könnte auch der Umformung eines Zwischenbehälters 7 in einen Behälter 8 dienen, ohne dass die Umformstation grundsätzlich anders aufgebaut sein müsste. In die entsprechende Blasform 24a, 24b würde dann lediglich ein Zwischenbehälter 7 eingesetzt, in einen Behälter 8 umgeformt und dann entnommen werden. Öffnen und Schließen der Blasform, Zuführung der Druckluft und die optionale Verwendung einer Reckstange könnten wie zuvor beschrieben ausgeführt werden.

Statt Druckluft könnte auch ein anderes Umformfluid zugeführt werden, insbesondere auch ein flüssiges Umformfluid, z.B. das abzufüllende Füllgut. Denkbar und vorteilhaft ist, die Umformung in den ersten Umformstationen mit einem gasförmigen Umformfluid durchzuführen, das z.B. eine sterilisierende Wirkung haben kann, und die Umformung in den zweiten Umformstationen mit einem flüssigen Umform- fluid auszuführen. Eine Umkehrung ist ebenfalls möglich, z.B. die Verwendung eines flüssigen Umformfluides in dem ersten Umformschritt und die Verwendung eines gasförmigen Umformfluides in einem zweiten Umformschritt, z.B. Abfüllung einer unkarbonisierten oder gering karbonisierten Flüssigkeit im ersten Schritt und Verwendung eines CO2-reichen gasförmigen Umformfluides im zweiten Umformschritt, um den Karbonisierungsgrad der Flüssigkeit einzustellen und zu erhöhen. Diese vorstehend erläuterten Möglichkeiten einer hybriden Umformung sind unabhängig von allen anderen vorstehend beschriebenen Merkmalen der Ausführungsbeispiele möglich und erfindungsgemäß.