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Dokumentenidentifikation DE69623606T2 15.05.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0820376
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM SELEKTIVEM HEIZEN EINER VORFORM EINES BEHÄLTERS
Anmelder Sidel S.A., Octeville-sur-Mer, FR
Erfinder EMMER, Gerard, F-76280 Saint-Jouin-Bruneval, FR;
EVRARD, Alain, F-76610 Le Havre, FR
Vertreter WINTER, BRANDL, FÜRNISS, HÜBNER, RÖSS, KAISER, POLTE, Partnerschaft, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 69623606
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 10.04.1996
EP-Aktenzeichen 969120906
WO-Anmeldetag 10.04.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/FR96/00538
WO-Veröffentlichungsnummer 0096032243
WO-Veröffentlichungsdatum 17.10.1996
EP-Offenlegungsdatum 28.01.1998
EP date of grant 11.09.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.2003
IPC-Hauptklasse B29C 49/64

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen beim selektiven Erwärmen eines Vorformlings für die Herstellung eines Behältnisses wie etwa einer Flasche aus einem thermoplastischen Material, insbesondere aus Polyethylenterephthalat PET, Polyethylennaphthalat PEN, oder Legierungen oder Mischungen aus solchen Materialien, mittels zumindest eines später erfolgenden Arbeitsschritts des Blas- oder Blasziehformens des heißen Vorformlings, wobei der Vorformling erwärmt wird, indem eine von mindestens einer Lampe abgegebene Heizstrahlung auf ihn gerichtet wird.

Während des Arbeitsschritts des Blas- oder Blasziehformens erfahren bestimmte Zonen des Vorformlings komplexe Längungen mit großer Amplitude: dies trifft auf die Zone zu, die sich unmittelbar unterhalb des Halses befindet und in die Schulter des fertigen Behältnisses übergeht; es trifft unabhängig von der Formgebung des Bodens des fertigen Behältnisses auch auf den Bodenbereich zu. Um das Ausziehen des Plastikmaterials in solchen Zonen zu erleichtern, ist es bekannt, das Material örtlich begrenzt stärker zu erweichen und diese bevorzugten Zonen daher auf eine wesentlich höhere Temperatur als den Rest des Vorformlings zu erwärmen, jedoch gleichzeitig ein Auskristallisieren des Materials, aus dem der Vorformling besteht, zu verhindern. Das Problem kann darüber hinaus durch den Umstand kompliziert werden, daß sich unmittelbar neben einer dieser bevorzugt zu erwärmenden Zonen (z. B. der unmittelbar unterhalb des Halses des Vorformlings befindlichen Zone, welche die Schulter des fertigen Behältnisses bilden soll) eine Zone des Vorformlings befinden kann, die nicht bzw. sehr wenig erwärmt werden darf, damit sie sich nicht erweicht und dann während der später erfolgenden Arbeitsschritte des Blas- oder Blasziehformens eine Verformung erfährt (z. B. weil das Material bereits behandelt wurde oder später behandelt wird), was insbesondere für den Hals des Vorformlings zutrifft.

Gegenwärtig ist es bekannt, die Wärmebehandlung der bevorzugt zu erwärmenden Zonen dadurch durchzuführen, daß diese Zonen über eine längere Zeit und/oder stärker als der Rest des Vorformlings erwärmt werden. Des weiteren werden Masken angeordnet, welche die Zonen, die nicht bevorzugt erwärmt werden sollen, wie etwa den Hals, schützen.

Um eine Vorstellung hiervon zu geben, zeigt Fig. 1 der beigefügten Zeichnung auf stark schematische Weise eine herkömmliche Anordnung eines Tunnelofens zum Behandeln der Vorformlinge im Vorbeilauf, wobei die lineare Verschiebung der Vorformlinge von einer Drehung eines jeden Vorformlings um sich selbst begleitet ist, so daß er im wesentlichen gleichmäßig der Strahlung aus entlang einer Seite angeordneten Quellen ausgesetzt ist. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 bestehen die Quellen aus länglichen Infrarotstrahlungslampen oder -röhren 1, die übereinander angeordnet sind, um den gesamten Körper 2 eines Vorformlings 3 zu erwärmen. Der wirksame Teil der Strahlung aus jeder Lampe, welcher den Vorformling erreicht, ist mit 4 bezeichnet, wobei die vom Vorformling empfangene Wärmeleistung pro Einheitsfläche bei einer gegebenen abgestrahlten Leistung umso höher ist, je geringer der Abstand von der Lampe 1 ist.

Der Körper 2 des Vorformlings 3 weist eine (unmittelbar unterhalb des Halses 5 des Vorformlings befindliche) Zone A auf, welche beträchtlich stärker als der Rest des Körpers erwärmt werden muß, da sie die Schulter des fertigen Behältnisses bilden soll und daher stark ausgezogen werden muß. Um die Heizzeiten für alle Abschnitte des Körpers des Vorformlings zu vergleichmäßigen, wird der Abstand einer jeden Lampe von der zu erwärmenden Zone des Vorformlings reguliert und/oder angepaßt: so wird etwa die Zone A erwärmt, indem der Abstand Lampe-Vorformling verringert wird bzw. die der Zone A gegenüberliegende Lampe 1A näher am Vorformling angeordnet wird, wodurch es ermöglicht wird, diese Zone unter Verringerung der abgestrahlten Leistung zu erwärmen. Hier ist anzumerken, daß diese Anordnung zur Folge hat, daß die zu der Zone A benachbarten Zonen wiederum Gefahr laufen, stärker erwärmt zu werden, falls die Leistung nicht auf geeignete Weise gesteuert wird.

Zu dem Zweck, den Hals 5 zu schützen, der nicht erwärmt werden darf, wird des weiteren eine im wesentlichen auf gleicher Höhe mit dem Übergang zwischen dem Hals 5 und dem Körper 2 des Vorformlings 3 befindliche Maske 6 angeordnet. Es zeigt sich jedoch, daß ein (durch fette Linien gezeigter) Anteil 7A der von der Lampe 1A abgegebenen Strahlung 4 nicht ausgeblendet wird und den Hals 5 erreicht, und daß des weiteren ein (auch durch fette Linien gezeigter) Anteil 7B der Strahlung 4, die von der über der Lampe 1A befindlichen Lampe 1B abgegeben wird, ebenfalls den Hals 5 erreicht (die über der Lampe 1B befindlichen Lampen sind zu weit entfernt, so daß angenommen werden darf, daß sie keine Auswirkung auf den Hals 5 haben). Der Hals 5 ist folglich gänzlich unzureichend geschützt, weshalb es nötig ist, die Leistung der Lampe 1A zu begrenzen und dadurch ein zusätzliches Erwärmen der Zone A zu begrenzen, um zu vermeiden, daß der Hals 5 übermäßig erwärmt wird.

Unter diesen Umständen weisen die gegenwärtigen Ofenanordnungen den Nachteil einer Beheizung auf, welche nicht ausreichend auf den bevorzugt zu erwärmenden Zonen wie etwa den Zonen der späteren Schulter, des Bodens und gegebenenfalls von Einschnürungsbereichen lokalisiert ist. Weiterhin ist es schwierig oder gar unmöglich, eine Zone mit einer sehr geringen Erstreckung intensiver zu erwärmen, außer etwa durch Anordnen eines örtlich begrenzten Wärmeschutzsystems, was die Ofenanordnung übermäßig komplizieren würde. Was den Schutz derjenigen Zonen betrifft, die nicht oder nur wenig erwärmt werden dürfen, so kann dies nur durch Anordnen von Masken in Form von länglichen Profilleisten erreicht werden, deren Effektivität ebenfalls nicht so vollständig ist, wie man wünschen möchte.

Die Patentschrift US-A-4 923 395 beschreibt ein selektives Erwärmen von Vorformlingen, wofür jede einer Mehrzahl von röhrenförmigen Heizlampen mit einem Reflektor versehen ist, der sie teilweise umgibt und in Richtung auf die zu erwärmende Zone des Vorformlings offen ist. Dennoch geht diese Schrift weder auf das Problem von Interferenzen zwischen der bevorzugt zu erwärmenden Zone und den daran angrenzenden Zonen, noch auf das Problem eines einfachen Schutzes für eine benachbart zu einer bevorzugt zu erwärmenden Zone befindliche Zone, die nicht erwärmt werden darf.

Die Patentschrift EP-A-0 240 037 beschreibt eine Vorrichtung zum selektiven Erwärmen bestimmter Zonen eines Körperabschnitts, welche eine Einfassung aufweist, die mehrere Lampen einschließt, welche gegenüber von Schlitzen angeordnet sind, in deren Achse eine Sammellinse angeordnet ist. Diese bekannte Anordnung gestattet jedoch keine Differenzierung der Heizwirkung der jeweils von ihr eingeschlossenen Lampen; es handelt sich hier um eine platzraubende Anordnung, die nicht jeder der gegenüber vom Körper eines Vorformlings in Etagen angeordneten Lampen zugeordnet werden könnte; schließlich werden auch das Problem von Interferenzen zwischen der bevorzugt zu erwärmenden Zone und den daran angrenzenden Zonen, sowie das Problem eines einfachen Schutzes für eine benachbart zu einer bevorzugt zu erwärmenden Zone befindliche Zone, die nicht erwärmt werden darf, nicht angesprochen.

Es ist im wesentlichen die Aufgabe der Erfindung, Mittel - ein Verfahren und eine Vorrichtung - zur Verfügung zu stellen, welche dem Bedürfnis nach einer Vereinfachung des Verfahrens zum selektiven Erwärmen der Vorformlinge entgegenkommen und es auf einfache Weise gestatten, bevorzugte Zonen intensiver zu erwärmen, mit einer Möglichkeit zum Regeln der Position und der Erstreckung dieser Zonen, mit einer geringeren Interferenz zwischen den benachbarten Zonen, und überdies mit einer Möglichkeit, auf einfache Weise eine benachbarte Zone zu schützen, die nicht erwärmt werden darf, wobei die erfindungsgemäß verwendeten Mittel auf die Zuhilfenahme von zusätzlichen Masken verzichten und zu einer Anordnung der Öfen zum Erwärmen der Vorformlinge, insbesondere der Tunnelöfen zum Erwärmen im Vorbeilauf, führen, die im Hinblick auf eine Verbesserung der durchzuführenden Funktionen einfacher und relativ weniger kostspielig ist.

Hierfür stellt die Erfindung gemäß einem ersten ihrer Aspekte ein Verfahren zum selektiven Erwärmen eines Vorformlings gemäß dem Oberbegriff zur Verfügung, das erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 genannten Maßnahmen gekennzeichnet ist.

Aufgrund der Konzentration der von der Lampe abgegebenen Strahlung wird derjenige Anteil der Strahlung, der die gewünschte Zone des Vorformlings erreicht, beträchtlich vergrößert, während vormals die von der Lampe abgegebene Strahlung deutlich diffus war: ein wesentlicher Anteil der abgegebenen Strahlung erreichte den Vorformling beidseitig von der gewünschten Zone. Anders ausgedrückt, einzig aufgrund der Tatsache des Fokussierens der von der Lampe abgegebenen Strahlung ist es möglich, ein intensiveres Erwärmen einer bevorzugten Zone des Vorformlings zu erzielen, obgleich die der Lampe zugeführte elektrische Leistung gleich bleibt oder sogar geringer ist.

Dies führt auch dazu, daß die benachbarten Zonen keine der von der Lampe stammenden Strahlung (seitliche Strahlung oder Streustrahlung) mehr bzw. weniger davon empfangen. Es ist daher einfacher, deren eigene Erwärmung bzw. die Abwesenheit von Erwärmung zu steuern, falls diese benachbarten Zonen oder eine von ihnen nicht erwärmt werden dürfen.

Schließlich wird es einfacher, ohne eine Änderung der Leistung und/oder Position der Lampe die Lage und die Erstreckung der bevorzugt zu erwärmenden Zone einzustellen sowie die Heizleistung ganz einfach durch Einstellen der Position der Fokussiermittel parallel zum Vorformling und/oder in Querrichtung dazu, oder auch durch Ändern ihres Bündelungsfaktors zu regeln.

In Tunnelöfen zum Erwärmen im Vorbeilauf wird das Erwärmen des Vorformlings im wesentlichen unter Verwendung mehrerer übereinanderliegender Reihen länglicher Infrarotlampen durchgeführt. Aufgrund der Nichtgerichtetheit der von jeder Lampe abgegebenen Strahlung kann es sein, daß eine gegebene Zone des Vorformlings nicht nur hauptsächlich durch die Strahlung von der dieser Zone in etwa gegenüberliegenden Lampe, sondern in zweiter Linie auch durch die seitliche Strahlung von einer dazu benachbarten Lampe erwärmt wird; ebenso kann selbst dann, wenn die Strahlung einer Lampe auf eine bevorzugt zu erwärmende Zone des Vorformlings fokussiert und dadurch eine benachbarte Zone vor einer von dieser Lampe stammenden seitlichen Strahlung bewahrt wird, dennoch diese benachbarte Zone, die nicht erwärmt werden soll, der seitlichen Strahlung von einer weiteren Lampe ausgesetzt bleiben, die sich jenseits von der vorhergehenden befindet. Unter diesen Umständen sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß des weiteren mindestens derjenige Teil der Strahlung zumindest stark abgeschwächt wird, der von einer zweiten, zu der genannten Lampe benachbarten Lampe in Richtung auf eine vor dem bevorzugten Erwärmen zu bewahrende Zone hin ausgegeben wird, die an die bevorzugt zu erwärmende Zone angrenzt und sich in Bezug auf diese entgegengesetzt zu der zweiten Lampe befindet, infolgedessen die bevorzugt zu erwärmende Zone die von der ersten Lampe stammende fokussierte Strahlung und einen Teil der von der zweiten Lampe stammenden Streustrahlung empfängt, während die vor dem Erwärmen bevorzugt zu bewahrende Zone weder die von der ersten Lampe stammende Strahlung, die auf die genannte, bevorzugt zu erwärmende Zone fokussiert ist, noch die von der zweiten Lampe stammende seitliche Strahlung, die ausgeblendet wurde, bzw. von dieser nur einen stark abgeschwächten Teil empfängt. In diesem Zusammenhang wird vorgesehen, im wesentlichen den Teil der Strahlung von der zweiten Lampe, der annäherungsweise in Richtung auf die nicht bevorzugt zu erwärmende Zone abgegeben wird (d. h. denjenigen Teil der Strahlung, der den längsten Weg durchläuft, bevor er den Vorformling erreicht), auszublenden.

Es ist daher von Vorteil, derart vorzugehen, daß mindestens der genannte Teil der Streustrahlung der zweiten Lampe mit Hilfe der Einrichtungen, mit denen die Strahlung der ersten Lampe fokussiert wird, stark abgeschwächt oder ausgeblendet wird; in diesem Fall sind es diese bereits an Ort und Stelle befindlichen Einrichtungen, welche eine Abschirmung bilden, so daß Gerätschaft eingespart werden kann.

Bei einer bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abschnitt des Körpers des Vorformlings, der an den Hals des Vorformlings angrenzt und dazu bestimmt ist, die Schulter des späteren Behältnisses zu bilden, bevorzugt erwärmt, und der Hals des Vorformlings, der unmittelbar an den bevorzugt zu erwärmenden Abschnitt angrenzt und dem gegenüber keine Strahlungslampe angeordnet ist, wird gegen das bevorzugte Erwärmen geschützt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch vorteilhaft, den Boden des Vorformlings oder möglicherweise vorhandene Einschnürungszonen zu erwärmen.

Gemäß einem zweiten ihrer Aspekte stellt die Erfindung auch eine Vorrichtung zum selektiven Erwärmen eines Vorformlings gemäß dem Oberbegriff zur Verfügung, die erfindungsgemäß konzipiert und durch die im Kennzeichen von Anspruch 10 genannten Maßnahmen gekennzeichnet ist.

Wenn die Vorrichtung eine zweite Strahlungslampe aufweist und ein übermäßiges Erwärmen einer angrenzenden zweiten Zone vermieden werden soll, sind daher die Fokussiermittel des weiteren bevorzugt derart angeordnet, daß sie den Großteil der von der zweiten Lampe stammenden und auf die zweite, unmittelbar zu der bevorzugt zu erwärmenden Zone benachbarte Zone gerichteten Strahlung zumindest stark abschwächen. Es ist daher sehr vorteilhaft, wenn die Fokussiermittel so konzipiert sind, daß sie den Großteil der Strahlung der zweiten Lampe ausblenden, der auf die zweite, nicht bevorzugt zu erwärmende Zone gerichtet ist, was es ermöglicht, die Funktionen des Fokussierens und Ausblendens in einem einzigen Organ zusammenzufassen und dadurch Gerätschaft, Platz und Geld einzusparen.

Geeigneterweise werden erste Verschiebungseinrichtungen zum Verschieben der Fokussiermittel parallel zur Achse der Vorformlinge vorgesehen, infolgedessen es möglich ist, die Auftreffzone der fokussierten Strahlung auf dem Vorformling einzustellen, und/oder zweite Verschiebungseinrichtungen zum Verschieben der Fokussiermittel, um sie an die Strahlungslampe anzunähern oder von dieser zu entfernen, infolgedessen es möglich ist, die Intensität der auf den Vorformling fokussierten Strahlung einzustellen.

Praktischerweise weisen die Fokussiermittel mindestens ein plankonvexes optisches Element mit einer dem Vorformling zugewendeten Konvexität auf, wobei die Achse des plankonvexen Elements annäherungsweise mit der Mitte der Strahlungsquelle und der Mitte der bevorzugt zu erwärmenden Zone auf dem Vorformling zusammenfällt. Bei einer Heizvorrichtung, die für ein Erwärmen der Vorformlinge im Vorbeilauf konzipiert ist, und bei der jede Strahlungslampe eine Stabform aufweist, kann das zugehörige plankonvexe Element ein plankonvexer optischer Stab sein, der im wesentlichen die gleiche Länge wie die Lampe besitzt.

In einem bevorzugten Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Fokussiermittel so angeordnet, daß eine unmittelbar benachbart zum Hals des Vorformlings befindliche Zone des Körpers des Vorformlings bevorzugt erwärmt wird, und der Hals des Vorformlinge nicht bevorzugt erwärmt wird; bei einer anderen, einfacher zu implementierenden Anwendung sind die Fokussiermittel derart angeordnet, daß der Böden des Vorformlings oder eine Einschnürungszone bevorzugt erwärmt wird.

Es ist des weiteren anzumerken, daß es die Anwendung der Erfindung ermöglicht, auf die Zuhilfenahme von komplizierten Formgebungen, z. B. solchen mit einer zusätzlichen Dicke in bestimmten Bereichen des Körpers, zu verzichten.

Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich durch die Lektüre der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bestimmter bevorzugter Auführungsformen, die einzig als keineswegs einschränkende Beispiele gegeben werden. In dieser Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen.

Es zeigt:

Fig. 2 eine Schemazeichnung, die auf vereinfachte Weise das erfindungsgemäße Verfahren zum Erwärmen zeigt; und

Fig. 3 eine Schemazeichnung, die auf vereinfachte Weise eine bevorzugte Variante einer Anwendung des Verfahrens zum Erwärmen von Fig. 2 veranschaulicht.

Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung wie in Fig. 1, wobei die gleichen besonderen Maßnahmen beibehalten sind, die, obgleich sie angesichts der weiterhin durch die Erfindung zur Verfügung gestellten Verbesserungen nicht mehr zwingend erforderlich sind, dennoch in Verbindung mit den Maßnahmen der Erfindung, von denen im nachfolgenden die Rede ist, merkliche Vorteile aufweisen: insbesondere die untere Lampe 1A, die der bevorzugt zu erwärmenden Zone A des Körpers 2 des Vorformlings gegenüberliegt, ist zur Flucht der weiteren Lampen 1 merklich versetzt und näher am Vorformling angeordnet; die annähernd gegenüber von der Trennungslinie zwischen Hals 5 und Körper 2 des Vorformlings befindliche Maske 6 wurde beibehalten. Des weiteren wurden in Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 beibehalten, um identische Organe oder Bauteile zu bezeichnen.

Gemäß der Erfindung ist ein optisches Element 8, das dazu konzipiert ist, zumindest einen Teil der von der Lampe 1A abgegebenen Strahlung zu fokussieren, zwischen der Lampe 1A und der bevorzugt zu erwärmenden Zone A des Körpers 2 angeordnet. Das Fokussierelement 8 muß aus einem Material bestehen, das in der Lage ist, der Umgebungstemperatur im Ofen ohne Verformung und Beeinträchtigung zu widerstehen und kann jegliche Formgebung besitzen, die zum Bewirken des gewünschten Fokussierens der Infrarotstrahlung geeignet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann es sich bei dem Fokussierelement 8 um einen Quarzstreifen mit plankonvexem Querschnitt handeln.

Die Abmessungen und optischen Merkmale des Fokussierelements 8 sind so festgelegt, daß ein Großteil 7A der von der Lampe 1A in Richtung auf den Vorformling hin abgegebenen Infrarotstrahlung 4 gemäß der Darstellung in einen (mit fetten Linien gezeichneten) Strahl 9 mit im wesentlichen parallelen oder auch schwach divergenten oder als Alternative im wesentlichen konvergenten Rändern fokussiert wird.

Infolge dieser Anordnung führt die Konzentration des Strahls 9 zu einer stärkeren Erwärmung der Zone A des Körpers 2 des Vorformlings 3, der von dem fokussierten Strahl bestrichen wird, während die der Lampe 1A zugeführte elektrische Leistung in keinerlei Hinsicht verändert zu werden braucht oder sogar abgeschwächt werden kann. Darüber hinaus kann die derart bevorzugt erwärmte Zone A eine beschränkte Erstreckung besitzen und über ihre gesamte Erstreckung relativ gleichförmig erwärmt werden.

Des weiteren kann eine einfache Einstellung der Lage der bevorzugt zu erwärmenden Zone A auf dem Körper 2 erwogen werden, und zwar durch das Vorsehen von Einrichtungen zum Verschieben des Fokussierelements 8 parallel zur Achse des Vorformlings (Doppelpfeil 10); desgleichen Einrichtungen zum Verschieben des Fokussierelements 8 in Querrichtung zur Achse des Vorformlings (Doppelpfeil 11), um es an die Lampe 1A anzunähern oder von dieser zu entfernen, infolgedessen es möglich ist, einen größeren oder kleineren Teil der von der Lampe 1A abgegebenen Strahlung 4 abzufangen und somit die Leistung zum Erwärmen der Zone A innerhalb bestimmter Grenzen einzustellen.

Bei einem Vergleich der in den Fig. 1 und 2 schematisch gezeigten Strahlen 7A ist des weiteren festzustellen, daß der untere Teil des Strahls 7A in Fig. 1, der auf den Hals 5 des Vorformlings 3 hin divergierte, aufgrund der Fokussierung nun auf die Zone A des Körpers 2 hin abgelenkt ist und den Hals 5 nicht mehr erreicht. Gleichzeitig blockiert die Maske 6 den nach unten hin divergierenden und nicht-fokussierten Teil des Strahls 4 aus der Lampe 1A. Insgesamt empfängt der Hals 5 des Vorformlings 3 nun keine von der Lampe 1A kommende Strahlung mehr.

Was den von der Lampe 1B stammenden Strahl 7B betrifft, so kann seine thermischer Einfluß auf den Hals 5 durch Vorsehen einer geeigneten Maske, die zwischen den Lampen 1B und 1A angeordnet ist und zumindest einen merklichen Teil davon ausblendet, merklich verringert werden. Anstatt eine spezielle Maske anzubringen, was den Aufbau des Ofens kompliziert machen würde, ist es möglich, aus dem Vorhandensein des der Lampe 1A zugeordneten Fokussierelements 8-Nutzen zu ziehen, das - wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist - im Verlauf eines beträchtlichen Abschnitts des Strahls 7B angeordnet ist, der in Richtung auf den Hals 5 aus der Lampe 1B austritt. Aufgrund der Position des Fokussierelements 8 und der relativen Neigung seiner Oberflächen sowie der aus der Lampe 1B austretenden Strahlung wird der untere Anteil des Strahls 78 vom Fokussierelement 8 blockiert oder in einem geringen Teil dieses Anteils in den Strahl 9 gebrochen. Somit gelangt nur der obere Randbereich des Strahls 7B über dem Fokussierelement 8 vorbei und überlagert sich dem Strahl 9 schräg auf die Zone A.

Somit wird infolge des erfindungsgemäß angeordneten Fokussierelements 8 nicht nur der Wirkungsgrad der Erwärmung der bevorzugt zu erwärmenden Zone A verstärkt, sondern auch die Streuerwärmung des benachbart zu dieser Zone A befindlichen Halses 5, der nicht bevorzugt erwärmt werden soll, wird sehr beträchtlich verringert. Dieses zweifache Ergebnis wird infolge des Vorhandenseins eines einzigen zusätzlichen Bauteils erhalten, und die diesem Bauteil zugewiesene Doppelfunktion des Fokussierens und Abschirmens gestattet es, zwei zueinander benachbarte Zonen auf jeweils entgegengesetzte Weise zu behandeln (zusätzliches Erwärmen im Fall der einen Zone und kein Erwärmen im Fall der anderen). Darüber hinaus werden diese bemerkenswerten Ergebnisse ohne eine Modifikation der Heizlampe 1A und ihrer elektrischen Versorgung erzielt, oder umgekehrt ist es bei einer gegebenen Heizleistung für die Zone A möglich, die elektrische Leistung zu reduzieren, die der Lampe 1A zugeführt wird.

Es ist jedoch anzumerken, daß es der Hauptzweck des Elements 8 ist, die von der benachbarten Lampe abgegebene Infrarotstrahlung auf eine Zone gegenüber vom Körper 2 des Vorformlings 3 zu fokussieren. Infolgedessen kann auch nur diese eine Funktion zur Verfügung gestellt werden. Fig. 3 zeigt somit ein weiteres Beispiel für eine Anwendung eines Fokussierelements 12, dessen einzige Funktion hier darin besteht, die von der oberen Lampe 1H abgegebene Strahlung auf die Bodenzone 13 des Vorformlings 3 zu fokussieren. Fig. 3 zeigt auch die Anwendung eines Fokussierelements 14, dessen Funktion es ist, die Strahlung zu fokussieren, die von einer Lampe 1C abgegeben wird, die gegenüber von einer gewünschten Position (Einschürungszone) des Körpers des Vorformlings angeordnet ist. Eine solche Anordnung gestattet ein punktuelles Erwärmen der geeigneten Zonen des Körpers, um ein ordnungsgemäßes Ausziehen dieser Zonen (Kugelkappe des Bodens, oder jeglicher weiteren Zone des Körpers) der Vorformlinge während des Arbeitsschrittes des Blas- oder Blasziehformens zu erleichtern, und gleichzeitig eine bessere Beherrschung des gewünschten Ausziehens, und zwar - im Hinblick auf den Boden - des Durchmessers einer kühleren Scheibe in der Mitte des Bodens am Anschnitt des Vorformlings, bzw. im Hinblick auf jegliche andere Zone des Körpers.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum selektiven Erwärmen eines Vorformlings (3) für die Herstellung eines Behältnisses wie etwa einer Flasche aus einem thermoplastischen Material mittels zumindest eines später erfolgenden Arbeitsschritts des Blas- oder Blasziehformens des heißen Vorformlings, wobei der Vorformling gemäß dem Verfahren erwärmt wird, indem eine von mindestens einer Lampe abgegebene Heizstrahlung auf ihn gerichtet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß auf eine bevorzugte Zone

(A) des Vorformlings (3) zumindest ein Großteil (7A) der Strahlung (4), die von einer der bevorzugten Zone (A) des Vorformlings im wesentlichen gegenüberliegend angeordneten Lampe (1A) annäherungsweise in Richtung auf den Vorformling (3) hin abgegeben wird, auf optischem Wege mit Hilfe von optischen Fokussiermitteln (8) fokussiert wird,

sowie dadurch, daß mit Hilfe der optischen Fokussiermittel (8) ein Teil der von einer zweiten, zu der genannten Lampe (1A) benachbarten Lampe ausgehenden Strahlung in dem von den optischen Fokussiermitteln (8) ausgehenden Strahl gebrochen und auf die bevorzugt zu erwärmende Zone gerichtet wird,

infolgedessen die bevorzugte Zone (A) den Großteil (7A) der Strahlung (4) empfängt, während die zu der bevorzugten Zone (A) benachbarten Zonen den Anteil der von der Lampe ursprünglich in ihre Richtung ausgegebenen Strahlung nicht empfangen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren mindestens derjenige Teil (7B) der Strahlung zumindest stark abgeschwächt wird, der von einer zweiten, zu der genannten Lampe (1A) benachbarten Lampe (1B) in Richtung auf eine vor dem bevorzugten Erwärmen zu bewahrende Zone (5) hin ausgegeben wird, die an die bevorzugt zu erwärmende Zone (A) angrenzt und sich in Bezug auf diese entgegengesetzt zu der zweiten Lampe (1B) befindet,

infolgedessen die bevorzugt zu erwärmende Zone (A) die von der ersten Lampe (1A) stammende fokussierte Strahlung sowie einen Anteil (7B) der von der zweiten Lampe (1B) stammenden Strahlung empfängt,

während die vor dem Erwärmen bevorzugt zu bewahrende Zone (5) weder die auf die bevorzugt zu erwärmende Zone fokussierte Strahlung der ersten Lampe noch die Strahlung der zweiten Lampe, die ausgeblendet wurde, bzw. von dieser nur einen stark abgeschwächten Teil empfängt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Strahlung der zweiten Lampe (1B), der annäherungsweise in Richtung auf die nicht bevorzugt zu erwärmende Zone (5) abgegeben wird, ausgeblendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der genannte Teil der Streustrahlung der zweiten Lampe (1B) mit Hilfe der Einrichtungen (8), mit denen die Strahlung der ersten Lampe fokussiert wird, stark abgeschwächt oder ausgeblendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffzone der fokussierten Strahlung (9) auf dem Vorformling (3) reguliert wird, indem die Fokussiermittel (8) vor der Strahlungslampe (1A) im wesentlichen parallel (10) zum Vorformling verschoben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der den Vorformling (3) erreichenden fokussierten Strahlung (9) reguliert wird, indem die Fokussiermittel (8) vor der Strahlungslampe (1A) so verschoben werden, daß sie an diese angenähert oder von ihr entfernt (11) werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (A) des Körpers (2) des Vorformlings (3), der an den Hals (5) des Vorformlings angrenzt und dazu bestimmt ist, die Schulter des späteren Behältnisses zu bilden, bevorzugt erwärmt wird,

sowie dadurch, daß der Hals (5) des Vorformlings, der unmittelbar an den bevorzugt zu erwärmenden Abschnitt (A) angrenzt und dem gegenüber keine Strahlungslampe angeordnet ist, gegen das bevorzugte Erwärmen geschützt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1B) des Vorformlings bevorzugt erwärmt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein beliebiger Abschnitt des Körpers des Vorformlings bevorzugt erwärmt wird.

10. Vorrichtung zum selektiven Erwärmen eines Vorformlings (3) für die Herstellung eines Behältnisses wie etwa einer Flasche aus einem thermoplastischen Material, insbesondere aus Polyethylenterephthalat PET, mittels zumindest eines später erfolgenden Arbeitsschritts des Blas- oder Blasziehformens des heißen Vorformlings,

wobei die Vorrichtung zumindest eine Strahlungslampe (1A) aufweist, die eine Heizstrahlung in Richtung auf den Vorformling (3) hin abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren zwischen der Lampe (1A) und dem Vorformling (3) angeordnete optische Fokussiermittel (8) aufweist, die einerseits dazu konzipiert sind, zumindest den Großteil (7A) der von der Lampe (1A) auf den Vorformling (3) hin abgegebenen Strahlung (4) aufzufangen und auf eine der Lampe (1A) gegenüberliegende, bevorzugte Zone (A) des Vorformlings zu fokussieren, und andererseits so angeordnet sind, daß sie einen Teil der von einer zweiten, zu der genannten Lampe (1A) benachbarten Lampe ausgehenden Strahlung in dem von den optischen Fokussiermitteln (8) ausgehenden Strahl brechen, und die auf die bevorzugt zu erwärmende Zone gerichtet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 mit einer zweiten Strahlungsquelle (1B), dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiermittel (8) des weiteren derart angeordnet sind, daß sie den Großteil der Strahlung (7B), die von der zweiten Lampe (1B) stammt, welche auf eine zweite, zu der bevorzugt zu erwärmenden Zone (A) unmittelbar benachbarte und nicht bevorzugt zu erwärmende Zone (5) des Vorformlings gerichtet ist, zumindest stark abschwächen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiermittel (8) dazu konzipiert sind, den Großteil der Strahlung (7B) der zweiten, auf die zweite, nicht bevorzugt zu erwärmende Zone (5) gerichteten Lampe (1B) auszublenden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie erste Verschiebungseinrichtungen zum Verschieben (10) der Fokussiermittel (8) parallel zur Achse der Vorformlinge aufweist, infolgedessen es möglich ist, die Auftreffzone der fokussierten Strahlung auf dem Vorformling einzustellen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie zweite Verschiebungseinrichtungen (11) zum Verschieben der Fokussiermittel aufweist, um sie an die Strahlungslampe anzunähern oder von dieser zu entfernen, infolgedessen es möglich ist, die Intensität der auf den Vorformling fokussierten Strahlung einzustellen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiermittel (8) mindestens ein plankonvexes optisches Element mit einer dem Vorformling zugewendeten Konvexität aufweisen, wobei die Achse des plankonvexen Elements annäherungsweise mit der Mitte der Strahlungsquelle und der Mitte der bevorzugt zu erwärmenden Zone auf dem Vorformling zusammenfällt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, die für ein Erwärmen der Vorformlinge im Vorbeilauf konzipiert ist, und bei der jede Strahlungslampe eine Stabform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das plankonvexe Element ein plankonvexer optischer Stab ist, der im wesentlichen die gleiche Länge wie die Strahlungslampe besitzt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Fokussiermittel (8) derart angeordnet sind, daß eine unmittelbar benachbart zum Hals (5) des Vorformlings befindliche Zone (A) des Körpers (2) des Vorformlings (3) bevorzugt erwärmt wird, und der Hals (5) des Vorformlings nicht bevorzugt erwärmt wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Fokussiermittel (12) derart angeordnet sind, daß der Boden (13) des Vorformlings (3) bevorzugt erwärmt wird.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Fokussiermittel (14) derart angeordnet sind, daß eine beliebige gewünschte Zone des Körpers des Vorformlings (3) bevorzugt erwärmt wird.







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