Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoff- vorformlingen zu Kunststoffbehältnissen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Blasmaschine, insbesondere eine sogenannte Streckblasmaschine. Derartige Maschinen sind aus dem Stand der Technik seit Langem bekannt. Diese weisen üblicherweise einen beweglichen und insbesondere drehbaren Träger, ein sogenanntes Blasrad auf, an dem eine Vielzahl von Umformungsstationen angeordnet ist.

Diese Umformungsstationen weisen dabei jeweils Blasformträger und Blasformen auf, die auseinander- und zusammengeklappt werden können und in einem zusammengeklappten Zustand einen Hohlraum ausbilden, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt werden können. Derartige Blasformmaschinen stehen für unterschiedliche Leistungsbereiche zur Verfügung. Für den mittleren und oberen Leistungsbereich sind diese Blasformmaschi- nen üblicherweise als Rundläufermaschinen ausgeführt. In den vergangenen Jahren stiegen die Stationsleistungen dieser Maschinen stets weiter und damit untrennbar verbunden war auch eine Erhöhung der Drehzahl des jeweiligen Blasrades. Diese stetig erhöhten Drehzahlen führen auch zu höherer Belastung von Lagerung dieses Blasrades. Die Drehzahlen sind mittlerweile so hoch, dass die Lagerung in einem Dauerbetrieb einen deutlichen Temperaturanstieg auf teils über 60 °C erreicht. Dieser Temperaturanstieg wiederum führt auf Dauer zu einem beachtlichen Temperaturanstieg im Blasrad. Die Anmelderin konnte in aufwändigen Untersuchungen feststellen, dass dieser Temperaturanstieg sogar zu einer messbaren Positionsverschiebung des Blasrades führte. Eine derartige Positionsverschiebung kann in Verbindung mit einer hohen Drehzahl und auch immer leichter werdenden Kunststoffvorformlingen für die Behältnisse teilweise zu Problemen bei einem Transfer in- nerhalb der Maschine kommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Positionierungsprobleme, insbesondere auch bei Verwendung hoher Drehzahlen eines Blasrads, zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen weist einen Hauptträger auf, an dem ein (gegenüber dem Hauptträger) drehbarer Stationsträger angeordnet ist. Dabei ist an diesem Stationsträger eine Vielzahl von Umformungsstationen zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen angeordnet und weiterhin eine Lagerungseinrichtung vorgesehen, um den drehbaren Stationsträger drehbar gegenüber dem Hauptträger zu lagern. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine thermische Isolationseinrichtung auf, welche wenigstens einen Abschnitt der Umformungsstationen und/oder des Stationsträgers wenigstens teilweise thermisch gegenüber dem Stationsträger und/oder anderen Bereichen des Stationsträgers isoliert. Es wird daher vorgeschlagen, dass die auftretende Erwärmung mittels einer thermischen Isolierung geblockt wird und damit verhindert wird, dass bestimmte Bereiche des Stationsträgers oder der Umformungsstationen übermäßig erwärmt werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, dass bei höheren Drehzahlen des Blasrads bzw. des Stationsträgers gleichwohl keine übermäßige Erwärmung in sensible Bereiche des Stationsträgers eingebracht wird.

Bei der Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen handelt es sich bevorzugt um eine Blasmaschine. Dies bedeutet, dass die Kunststoffvorform- linge zunächst in einer Heizstrecke thermisch konditioniert und anschließend durch Beauf- schlagung mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium expandiert werden. Das fließfähige Medium steht bevorzugt unter Druck. Für die Zuführung des unter Druck stehenden Mediums weist die Vorrichtung eine Blasdüse auf, welche an eine Mündung der Kunststoffvor- formlinge dichtend anlegbar ist, um die Kunststoffvorformlinge so mit flüssigem oder gasför- migem Medium zu expandieren. Daneben ist bevorzugt auch eine Ventilanordnung vorgesehen, welche die Zuführung der Blasluft an die Kunststoffvorformlinge steuert.

Bevorzugt handelt es sich bei der Blasmaschine um eine Streckblasmaschine, was bedeutet, dass die Vorformlinge vor und/oder während der Expansion mittels einer Reckstange in Längsrichtung gedehnt werden. Die Blasstationen weisen dabei jeweils Reckstangen auf, welche in die Kunststoffvorformlinge einführbar sind und die Kunststoffvorformlinge in ihrer Längsrichtung dehnen. Die Reckstangen weisen dabei bevorzugt einen elektrischen Antrieb auf. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Vielzahl von Blasstationen an einem gemeinsamen beweglichen Träger angeordnet. Bei diesem Träger handelt es sich dabei insbesondere um einen drehbaren Träger. Die Blasstationen weisen jeweils eine Blasformeinrichtung auf, welche bevorzugt einen Hohlraum ausbilden, innerhalb dessen die Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen expandierbar sind. Diese Blasformeinrichtungen sind dabei bevorzugt mehrteilig ausgebildet und weisen zwei Blasformhälften und eine Bodenform auf. Bevorzugt sind diese Blasformhälften lösbar an einer Formträgerschale oder an den Blasformträgern angeordnet. Die Blasformträger sind bezüglich einander schwenkbar sind, um die Blasformeinrichtungen zu öffnen und zu schließen. Zudem weist der Blasformträger Verriegelungsmechanismen auf, um die Formhälften während des Blasvorgangs ge- geneinander zu verriegeln.

Besonders bevorzugt ist die Blasmaschine bzw. sind der Träger und die Blasformanordnungen innerhalb eines Reinraums angeordnet, welcher die Blasformmaschine gegenüber einer unsterilen Umgebung abgrenzt. Antriebseinrichtungen für die Verschließung, Verriegelung und/oder Öffnung der Blasformen sind dabei bevorzugt außerhalb des Reinraums angeordnet.

Die Blasformeinrichtungen werden bevorzugt innerhalb des Reinraums transportiert. Der Reinraum wird bevorzugt von mehreren Wandungen begrenzt. Bevorzugt wird der Reinraum dabei von wenigstens einer stehenden Wandung und einer sich gegenüber dieser stehenden Wandung bewegenden Wandung begrenzt. Der Reinraum grenzt die Blasformen insbesondere von einer unsterilen Umgebung ab. Vorteilhaft ist der Reinraum ring- oder torusartig um die Blasstationen bzw. Umformungsstationen und/oder den Transportpfad der Kunststoffbe- hältnisse ausgebildet.

Bei der Isoliereinrichtung kann es sich um einen thermischen Isolator handeln, der beispielsweise zwischen aneinander angrenzenden Bauteilen angeordnet ist. Es kann sich jedoch bei der Isoliereinrichtung auch um eine Einrichtung handeln, welche einen bestimmten Abschnitt insbesondere des Stationsträgers temperiert und insbesondere kühlt und damit die thermische Isolierung zwischen dem sich erwärmenden Bereich des Stationsträgers und anderen Bereichen ermöglicht.

Es wäre jedoch ebenfalls denkbar, bestimmte Bereiche der Blasmaschine aktiv zu kühlen, und auf diese Weise zu erreichen, dass die unerwünschte Erwärmung bestimmter Teile des Stationsträgers bzw. Blasrads nicht eintritt. Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen einen Hauptträger auf, an dem ein drehbarer Stationsträger angeordnet ist, wobei an diesem drehbaren Stationsträger eine Vielzahl von Umformungsstationen zum Umformen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen angeordnet ist und wobei eine Lagerungseinrichtung vorgesehen ist, um den drehbaren Stationsträger drehbar gegenüber dem Hauptträger zu lagern.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung hier eine Kühleinrichtung zum Kühlen wenigstens eines Bestandteils des drehbaren Stationsträgers und/oder wenigstens einer Umformungsstation auf, und diese Kühleinrichtung wiederum weist Leitmittel auf, welche ein aus der Umformungsstation austretendes gasförmiges Medium und/oder flüssiges Medium auf wenigstens einen Bestandteil des drehbaren Trägers und/oder wenigstens einen Bestandteil der Umformungsstation und/oder wenigstens einen Bestandteil der Lagerungseinrichtung lenkt.

Bei derartigen Umformungsprozessen von Kunststoffvorformlingen zu Kunststoffbehältnissen mittels Blasluft fällt üblicherweise Abluft an. Diese tritt insbesondere beim Entlasten der Kunststoffvorformlinge auf, das heißt dann, wenn die Kunststoffvorformlinge bereits umgeformt wurden und Wieder aus den Blasformen entnommen werden. Die Erfindung schlägt hier vor, diese Abluft gezielt zu nutzen, um sie auf den Stationsträger bzw. bestimmte Bereiche der Umformungsstationen zu lenken und um so eine entsprechende Kühlwirkung zu erreichen. Bevorzugt sind damit diese Leitmittel bzw. (Luftströmungs-)Leitmittel geeignet, beim Blasprozess auftretende Abluft auf den Stationsträger und/oder die Umformungsstatio- nen zu leiten.

Es wäre dabei ebenfalls möglich, direkt die Lagereinrichtung zu kühlen, in der der größte Temperaturanstieg zu messen ist. Bei den Leitmitteln kann es sich auch im einfachsten Fall um die Luftausgänge der Umformungsstationen handeln, etwa um Düsen oder dergleichen, welche derart ausgerichtet sind dass die durch diese Düsen austretende Luft auf die zu kühlenden Bereiche gelangt

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Umformungsstationen jeweils zwei Seitenteilträger auf, an denen zumindest mittelbar Blasformteile angeordnet sind, wobei diese Blasformteile einen Hohlraum ausbilden, innerhalb dessen Kunststoffvorformlinge zu den Kunststoffbehältnissen umformbar sind. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen diese Umformungsstationen jeweils Beaufschlagungseinrichtungen auf, welche die Kunststoffvorformlinge mit einem fließfähigen Medium beaufschlagen. Insbesondere handelt es sich bei diesem fließfähigen Medium um Luft und insbesondere um Blasluft. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Beaufschlagungseinrichtung die Kunststoffvorformlinge unmittelbar mit einer Flüssigkeit, wie insbesondere aber nicht ausschließlich einem abzufüllenden Getränk, beaufschlagt, um die Kunststoffvorformlinge durch diese Flüssigkeit zu expandieren.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Umformungsstationen jeweils stangenartige Körper, sogenannte Reckstangen, auf, welche in das Innere der Kunststoffvorformlinge einführbar sind, um diese in deren Längsrichtung zu dehnen.

Weiterhin weisen die Vorrichtungen bevorzugt einen Ventilblock auf, der die Zuführung des fließfähigen Mediums in die Kunststoffvorformlinge steuert. Dabei kann es sich hier wie oben erwähnt auch um einen Ventilblock handeln, der dazu geeignet und bestimmt ist, Flüssigkeit in die Kunststoffvorformlinge zu füllen, um diese so zu expandieren.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Isoliereinrichtung ein zwischen dem drehbaren Stationsträger bzw. einem ersten Bereich des Stationsträgers und wenigs- tens einer Umformungsstation und/oder einem weiteren Bereich des Stationsträgers angeordnetes Isolierelement auf, welches die thermische Isolierung und/ oder thermische Trennung bewirkt. Auch ist es dabei möglich, dass dieses Isolierelement zwischen einem ersten Bereich des Stationsträgers und einem zweiten Bereich des Stationsträgers angeordnet ist.

Wie eingangs erwähnt, sollten sich die Transferpunkte innerhalb der Maschine nicht verschieben, sondern müssen in jedem Betriebszustand positionsstabil bleiben. Um dies zu erreichen, waren auch im internen Stand der Technik bereits gewisse Lösungen bekannt. Eine Lösung zielte darauf ab, den Fahrtwind des Blasrads als passives Kühlmedium für die Lagerungseinrichtung zu nutzen. Dies ist zwar prinzipiell möglich, die Kühlleistung ist hier jedoch relativ eingeschränkt.

Bei der unten beschriebenen zweiten Ausgestaltung wird daher konkret vorgeschlagen, die ohnehin vorhandene Entlastungsluft der bereits geblasenen Flaschen nicht einfach in einen Innenbereich des Blasrads zu entlasten, wodurch diese teuer erzeugte Hochdruckluft abschließend verloren ist, sondern gezielt nach unten insbesondere auf die Lagerungseinrichtung, bei der es sich beispielsweise um einen Kugeldrehverbinder handelt, zu leiten und diesen damit aktiv zu kühlen. Bedingt durch die Tatsache, dass diese Luft vormals hoch verdichtet war und nach Beendigung des Blasvorgangs schlagartig entlastet wurde, beinhaltet diese Luft auch einen gewissen Teil an Expansionskräften, was in gewisser Weise einer aktiven Kühlung gleichkommt. Die Nutzung dieser Expansionskräfte würde auch den energetischen Wirkungsgrad der Maschine geringfügig verbessern. Der Umstand, dass bei NichtProduktion, das heißt im Standby-Betrieb, aufgrund der nicht vorhandenen Entlastungsluft keine aktive Kühlung stattfinden kann, ist unkritisch, da bei dieser geringen Drehleistung auch keine entsprechend hohe Temperatur in der Lagerungseinrichtung auftritt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Isoliereinrichtung einen platten- förmigen Körper aus einem thermisch isolierenden Material oder wenigstens einen Kühlmittelkanal auf. Falls ein plattenförmiger Körper eingesetzt wird, kann dieser beispielsweise zwischen einem ersten Bereich des Stationsträgers und einem zweiten Bereich des Stationsträgers angeordnet sein. Auf diese Weise kann dieser zweite Bereich des Stationsträgers gegenüber dem ersten Bereich isoliert werden und auch bei einer hohen auftretenden Erwärmung des ersten Bereichs kommt es nicht zu einer entsprechenden Erwärmung des zweiten Bereichs. Auch wäre es möglich, dass dieser plattenförmige Isolierkörper zwischen dem Stationsträger und den einzelnen Umformungsstationen angebracht ist, um eine übermäßige Erwärmung der Umformungsstationen zu verhindern. Auch kann wenigstens ein und bevorzugt eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen vorgesehen sein. Dabei kann beispielsweise in einem Bereich des Stationsträgers eine geschlossene Kühlmittelschleife vorgesehen sein. Die besagte Isolierplatte kann dabei ringförmig ausgebildet sein oder es kann eine Vielzahl von Isolierelementen vorgesehen sein.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der plattenförmige Körper aus einem thermisch isolierenden Material gebildet, beispielsweise aus Niro.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der drehbare Stationsträger gegenüber dem Hauptträger mittels eines Kugeldrehverbinders drehbar gelagert. Derartige Kugeldrehverbinder sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Diese können dabei eine Vielzahl von Wälzkörpern wie beispielsweise Kugeln aufweisen, die wie in einem Schrägkugellager auf ringförmigen Bahnen bzw. Laufflächen beispielsweise eines Innenrings verlaufen können. Auf diese Weise können diese Wälzkörper axiale Kräfte sowie Kippmomente aufnehmen. Bevorzugt ist das gesamte Lager mittels Dichtungen gegen Fettaustritt und Verschmutzungen geschützt. Bevorzugt weist daher die Lagerungseinrichtung einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring auf. Vorteilhaft bilden diese Lagerinnenringe und Lageraußenringe auch Laufflächen für eine Vielzahl von Wälzkörpern aus. Bevorzugt handelt es sich bei diesen Wälzkörpern um Kugeln.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Umformen von Kunststoffvor- formlingen zu Kunststoffbehältnissen gerichtet. Dabei werden Kunststoffvorformlinge an Um- formungsstationen übergeben und von diesen Umformungsstationen durch Beaufschlagung mit einem fließfähigen Medium zu den Kunststoffbehältnissen umgeformt. Weiterhin tritt im Rahmen des Umformungsprozesses aus den Umformungsstationen ein fließfähiges Medium aus, und die Umformungsstationen sind an einem Stationsträger angeordnet, der sich gegenüber einem stationären Hauptträger dreht und der gegenüber diesem Hauptträger mittels einer Lagerungseinrichtung drehbar gelagert wird, wobei wenigstens ein Abschnitt der Umformungsstationen oder der Lagerungseinrichtung und/ oder des Stationsträgers gekühlt und/ oder thermisch isoliert wird. Erfindungsgemäß wird diese thermische Isolierung durch eine thermische Isoliereinrichtung erreicht, welche wenigstens einen Abschnitt der Umformungsstationen und/oder einen Bereich des Stationsträgers und/ oder der Lagerungseinrichtung wenigstens teilweise thermisch gegenüber dem Stationsträger und/oder einem weiteren Bereich des Stationsträgers und/oder wenigstens einem Bereich der Umformungsstationen isoliert und/oder die Kühlung wird mittels des aus den Umformungsstationen austretenden fließfähigen Mediums erreicht.

Es wird daher auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass wenigstens ein Bereich der Vorrichtung gegenüber einem anderen Bereich thermisch isoliert wird oder dass wenigstens ein Bereich der Maschine aktiv durch ein aus den Umformungsstationen austretendes fließfähiges und insbesondere gasförmiges Medium gekühlt wird. Auf diese Weise kann zwischen der Lagerungseinrichtung und weiteren Bestandteilen des Stationsträgers und/oder der Umformungsstationen ein höherer Temperaturgradient erreicht werden als ohne die besagten Maßnahmen, das heißt ohne die Kühlung und/oder Isolierung. Insbesondere kann der besagte Bereich des Stationsträgers und/oder der Umformungsstationen auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden, als ohne die genannten Maßnahmen.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darin zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 Eine Detaildarstellung zur Veranschaulichung der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine grob schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dabei ist ein Stationsträger 4 gezeigt, bei dem es sich insbesondere um ein Blasrad handelt. Dieser ist drehbar bezüglich einer Drehachse Z gelagert. An diesem Stationsträger ist eine Vielzahl von Umformungsstationen 6 angeordnet. Diese Umformungsstationen 6 weisen dabei jeweils (nicht gezeigte) Seitenteilträger auf, an denen Blasformteile befestigt werden können. Diese Seitenteilträger können mit den daran angeordneten Blasformteilen geschwenkt, beispielsweise durch einen Schwenkvorgang, geöffnet und geschlossen werden. In einem geschlossenen Zustand werden die Kunststoffvorformlinge mit dem gasförmigen Medium beaufschlagt, um so zu Kunststoffbehältnissen und insbesondere Kunststoffflaschen expandiert werden zu können.

Figur 2 zeigt eine Detaildarstellung der vorliegenden Erfindung. Hier ist der stationäre Haupt- träger 2 dargestellt, an dem drehbar der Stationsträger 4 dargestellt ist. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet einen Wälzkörper, der Bestandteil einer Lagerungseinrichtung ist, die zur drehbaren Lagerung des Stationsträgers 4 dient. Dieser Stationsträger 4 weist dabei einen ersten Bereich 4a auf sowie einen zweiten Bereich 4b. Das Bezugszeichen 22 kennzeichnet ein thermisches Trennelement, welches zwischen dem Bereich 4a des Stationsträgers und dem Bereich 4b des Stationsträgers angeordnet ist. Auf diese Weise kann die hohe Erwärmung, die in der Lagerungseinrichtung 8 auftritt und auch auf den Bereich 4a übertragen wird, davon abgehalten werden, in den Bereich 4b zu wandern.

Daneben ist auch ein Kühlkanal 16 in dem Bereich 4b dargestellt, der dazu dient, diesen Bereich 4b zu kühlen.

Es wird darauf hingewiesen, dass auch alternativ entweder das plattenförmige Element 22 bzw. das Isolierelement 22 und der Kühlkanal 16 vorgesehen sein können. Das Bezugszeichen 18 kennzeichnet einen weiteren Bereich des Stationsträgers, der ebenfalls thermisch mittels eines Isolierelements 22 isoliert sein kann. An diesem Stationsträger 4 sind insgesamt die nur schematisch dargestellten Umformungsstationen 6 angeordnet. Durch diese hier gezeigte thermische Isolierung wird wie oben erwähnt erreicht, dass insbesondere die Bereiche 4a der Stationsträger nicht übermäßig erwärmt werden und es damit nicht zu thermisch bedingten Fehlstellungen oder Fehlpositionierungen kommen kann.

Weiterhin wäre es (nicht gezeigt) möglich, dass die einzelnen Umformungsstationen insbesondere mit ihrer Abluft Bereiche der Lagerungseinrichtung 8 kühlen oder auch Bereiche 4a, 4b des Stationsträgers und/oder des Stationsträgers 4. Dies würde insbesondere eine aktive Kühlung der besagten Bereiche bedeuten, die jedoch ebenfalls zu einer ordnungsgemäßen Kühlung desselben führen könnte.

Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombi- nation mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.

Bezugszeichenliste

1 erfindungsgemäße Vorrichtung

2 stationärer Hauptträger

4 Stationsträger

6 Umformungsstationen

8 Wälzkörper

8 Lagerungseinrichtung

16 Kühlkanal

18 weiterer Bereich des Stationsträgers

22 Thermisches Trennelement

22 plattenförmiges Element bzw. Isolierelement

4a Erster Bereich des Stationsträgers

4b Zweiter Bereich des Stationsträgers

Z Drehachse