HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotations-Blasformmaschine
zur Herstellung von Kunststoffgefäßen oder -flaschen auf Basis von Vorformlingen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Werkzeugform, die zur Herstellung
dieser Gefäße und Flaschen verwendet wird.
Die Erfindung betrifft speziell die Maschine, die für die Herstellung
von Kunststoffflaschen und -gefäßen, insbesondere PET-Flaschen und -Gefäßen, mittels
eines Blasformverfahrens, das Vorformlingen verarbeitet, verwendet wird.
Bei der Herstellung der Gefäße und Flaschen wird ein Vorformling,
der als rohrförmiger, an seiner Unterseite geschlossener PET-Körper vorliegt, auf
eine voreingestellte Formtemperatur erhitzt, vorgestreckt, vorgeblasen und bis zu
einem Endpressdruck in der Flaschenform weiter geblasen.
Dieses Verfahren lässt sich unter Einsatz von Online-Maschinen, mit
feststehende Form, oder Rotationsmaschinen, ausgerüstet mit beweglichen Formen,
ausführen. Herkömmliche Maschinen sind in US-A-5 683 729 und WO-A-9 835 815 beschrieben.
Der Hauptnachteil herkömmlicher Maschinen rührt von der Tatsache her,
dass die kinematische Kette, die alle Teile der Maschine antreibt, eine einzelne
Kette ist und von einem einzelnen Antriebsmotor gesteuert wird, der alle erwähnten
Teile der Maschine antreibt.
Somit sind sämtliche Maschinenteile voneinander abhänging, weshalb
alle beweglichen Teile mit einer möglichst hohen Konstruktionsgenauigkeit entwickelt
werden müssen.
Dies ist mit sehr komplexen und kostspieligen Bearbeitungsvorgänge
verbunden, die sich negativ auf die Herstellungs- und Betriebskosten der Maschine
auswirken.
Außerdem lässt sich die herkömmliche Blasformmaschine für Flaschen
nicht verändern (z.B. eine Änderung der Anzahl der Formen), da ihre unflexible Bauweise
einen leichten Austausch von Teilen, die zur Maschine selbst gehören, verhindert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Maschine
der vorgenannten Art bereitzustellen, die, verglichen mit den früheren Maschinen,
leichter gebaut werden kann, zuverlässiger im Betrieb und relativ kostengünstig
ist und sich leicht verändern lässt.
Dieses Ziel, sowie weitere Ziele, die sich im Folgenden noch genauer
zeigen werden, lassen sich mit einer Maschine gemäß dem unabhängigen Anspruch 1
erreichen.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen
definiert.
Verglichen mit früheren Rotations-Blasformmaschinen bietet die Rotations-Blasformmaschine
gemäß der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass sie wesentlich flexibler im Betrieb
ist, wesentlich einfacher herzustellen ist, viel zuverlässiger im Betrieb ist und
deutlich weniger kostet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorgenannten und weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführung für
die Herstellung einer Rotations-Blasformmaschine und einer Blasform für die Herstellung
von Flaschen gemäß der vorliegenden Erfindung ersichtlich; diese bevorzugte Ausführung
wird in den Abbildungen der anhängenden Zeichnungen beispielhaft, jedoch ohne einschränkenden
Charakter dargestellt, wobei:
1 eine Draufsicht ist, die die Rotations-Blasformmaschine
der vorliegenden Erfindung illustriert;
2 eine weitere Draufsicht ist, die ein
Detail einer Zufuhr- und Entnahmeradanordnung darstellt, mit der die Vorformlinge
einem in der Maschine von 1 enthaltenen Ofen zugeführt
und aus ihm entnommen werden;
3 eine Querschnittansicht ist, die im
Wesentlichen entlang der Linie III-III aus 2 verläuft
und ein Detail von 2 darstellt;
4 den in 1
gezeigten Ofen der Maschine zeigt, aus Perspektive von B;
5 eine teilweise Querschnittansicht ist,
die ein Detail eines Ziehrads des in 4 gezeigten Ofens
darstellt;
6 eine schematische Ansicht ist, die
die sternförmigen Elemente mit variabler Neigung darstellt, die an der Maschine
aus 1 angebracht sind;
7 eine Detailansicht ist, die aus Perspektive
von B ein Detail der beiden in der Maschine aus 1
enthaltenen sternförmigen Elemente mit variabler Neigung zeigt;
8 eine Draufsicht ist, die ein Detail
eines der Greifer der Sternelemente aus 7 sowie einen
zugehörigen Antriebsmechanismus darstellt;
9 eine Querschnittsansicht ist, die den
Greifer aus 8 darstellt;
10 eine schematische Ansicht ist, die
eine der Blasformen der Maschine aus 1 darstellt, bei
geöffneter Position der Blasform;
11 die Blasform aus 10
in geschlossener Position darstellt;
12 eine Explosionszeichnung der Blasform
aus 11 ist;
13 eine Draufsicht ist, die ein Detail
eines Entnahmerades zur Entnahme der geformten Flaschen aus der Maschine darstellt;
14 das zu der Maschine aus
1 gehörende Detail aus 10
aus Perspektive von B darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Blasformmaschine aus 1 wird im Allgemeinen
in 1 durch die Bezugsnummer 1 gekennzeichnet
und umfasst eine Rotationsmaschine zur Herstellung von PET-Flaschen 56
aus Vorformlingen 55 (7), die von einer Zuführvorrichtung
2 und einen darauffolgenden Vorformling-Ausrichtungsvorrichtung
3 zugeführt werden.
Nach ihrer Ausrichtung wird die Vorform dem Ofen 5 der Maschine
1 über eine Zahlrad 4 zugeführt.
Dieser Ofen 5 dient insbesondere dazu, die zugeführten Vorformlinge
auf ihre Streckblastemperatur zu erhitzen. Die auf diese Weise erhitzten, aus dem
Ofen kommenden Vorformlinge werden nacheinander über ein Zahnrad 6 zu einem
sternförmigen Element mit variabler Neigung 7 gefördert, um die Vorformlinge
den Formen 8 zuzuführen.
Diese Formen sind auf einem Rotationstisch oder Drehständer
9, der von einer geeigneten Antriebseinheit (ohne Abbildung) angetrieben
wird, die wiederum von einer elektronischen Zentraleinheit unabhängig gesteuert
wird (ohne Abbildung).
Ein weiteres sternförmiges Element mit variabler Neigung
10 entnimmt die geformten Flaschen aus den entsprechenden Formen
9, um die Flaschen zur Entnahme aus der Maschine an ein Rad 11
zu befördern.
Die Zahnräder 4 und 6 der Erfindung sind deutlich
in 2 und 3 zu
erkennen. Rad 4, das die Vorformlinge dem Ofen zuführt, besitzt insbesondere
mehrere Greifzähne 12, um die Vorformlinge zu greifen, und wird von einem
Zahn- oder Kammriemen 13 rotierend angetrieben. Dieser Riemen wird von
einer unabhängigen, motorreduzierenden Einheit angetrieben, die ebenfalls von der
vorgenannten Zentralsteuereinheit gesteuert wird.
Rad 6 enthält mehrere Zähne 15, um die Vorformlinge
am Ausgang des Ofens zu greifen und wird von dem Motor 14 rotierend angetrieben.
Der in 5 dargestellte Ofen weist eine
Kette 16 auf, die die Greifdorne zum Greifen der Vorformlinge
55 antreibt.
Die Förderkette wird von einer motorreduzierenden Anordnung
18 angetrieben, die ein Wellen- (19) und Ritzelsystem (20)
aufweist (5). Dieser Motor wird ebenfalls auf unabhängige
Weise von der vorgenannten Zentralsteuereinheit gesteuert.
Die Vorformlinge 55 im Ofen 5 werden von Infrarotlampen
21 erhitzt.
Die sternförmigen Elemente mit variabler Neigung 7 und
10 (6 und 7),
mit denen die Vorformlinge den Formen zugeführt werden bzw. mit denen die geforment
Flaschen aus den Formen entnommen werden, weisen rotierende Räder auf, gekennzeichnet
durch die Nummern 22 bzw. 23, sowie mehrere Greifer, die sternförmig
auf den Rädern angeordnet sind.
Letzere werden von den Antriebsmotoren 25 bzw.
26 angetrieben, die ebenfalls von der Zentralsteuereinheit unabhängig gesteuert
werden und mit entsprechenden Untersetzungsgetrieben (27, 28)
und Radialwellen (20, 30) versehen sind.
Die Neigung der sternförmigen Elemente mit variabler Neigung
7 und 10 kann über Nocken geändert werden; diese sind für Rad
22 durch die Ziffern 31 und 32, für Rad 23 durch
die Ziffern 33 und 34 gekennzeichnet.
Diese Nocken wirken mit dem Hebel 35 und der Nase
36 des Gehäuses 37 zusammen, das die Greifermechanismen
24 aufnimmt (8 und 9).
Diese Mechanismen weisen ein erstes Zahnrad 38 auf, das fest
mit dem Hebel 35 verbunden ist und in ein zweites Zahnrad 39 eingreift,
das wiederum kinematisch mit einem dritten Zahnrad 40 verbunden ist.
Der Durchmesser dieser Zahnräder verringert sich, so dass eine festgelegte
Neigungsvariante des Greifers 24 bereitgestellt wird, wobei die Greifelemente
41 von der kinematischen Kette angetrieben werden, die die Nocken
31, 32 und 33, 24, den Hebel 35, die
Nase 36 sowie die Zahnräder 38, 39 und 40 umfasst.
Die in 10 bis 12
dargestellte Form 8 weist zwei äußere Halbschalen auf, wobei eine Schale
42 mit einem feststehenden Gehäuse 44 und die andere Schale
43 mit einem schwimmend gelagerten Gehäuse 45 versehen ist.
Im Inneren der Gehäuse 44, 45 sind die Halbschalen
46 bzw. 47 der Blasform angeordnet.
Ein Bodenelement 48 vervollständigt die Formen
8. Wie zu sehen ist, wird die Halbschale 46 durch Schrauben in
einer stabilen Position innerhalb ihres Gehäuses 44 in der äußeren Halbschale
42 gehalten. Halbschale 47 der Form 8 ist wiederum in
einer beweglichen Position innerhalb des schwimmend gelagerten Gehäuses der Halbschale
43 untergebracht.
Damit Halbschale 47 sich sternförmig in Verschlussrichtung
oder hin zur gegenüberliegenden Halbschale 46 bewegen kann, weist das schwimmend
gelagerte Gehäuse 45 Gegendruckkammern 49, 50,
51 auf, die durch entsprechende Schlitze 52 zur Aufnahme von Luftdichtungsmitteln
(ohne Abbildung) abgegrenzt sind.
Die schwimmend gelagerte Halbschale 47 wird von Schrauben
in ihrem entsprechenden Gehäuse 45 gehalten und ist in der Lage, eine festgelegte
sternförmige Verschiebung auszuführen.
Im Betrieb wird Druckluft in diese Gegendruckkammern 49,
40 , 51 eingespeist und drückt dabei die schwimmend gelagerte
Halbschale 47 gegen die feststehende Halbschale 46, um eventuell
vorhandene Verschleißspalten oder Bearbeitungsfehler aus der Form zu entfernen.
Bei dem oben beschriebenen Vorgang befinden die Halbschalen sich in
geschlossenem Zustand. Der Vorgang erfolgt beim Formens der Flaschen.
Das Rad 11, das dazu dient, die Flaschen 56 aus
dem sternförmigen Element 10 von 7 zu entnehmen,
ist deutlich in 13 und 14
zu sehen. Es ist auf dem sternförmigen Element befestigt und wird von dem demselben
Motor 26, der das sternförmige Element antreibt, rotierend unter Verwendung
eines über die Rollen 53, 54 aus 7
laufenden Antriebsriemen angetrieben.
Wie bereits angegeben umfasst die Maschine auch eine Zentralsteuereinheit,
die sämtliche Antriebsmotoren der funktionalen Teile der Maschine steuert. Genauer
gesagt weist jeder Motor einen elektronischen Servoantrieb auf, der durch Glasfasern
mit der Zentralsteuereinheit, die den synchronen Betrieb steuert, verbunden ist.
Da die oben beschrieben Konstruktion mehrere voneinander unabhängige
Teile aufweist, ist es möglich, zum Beispiel die Anzahl der Blasformen
8 zu ändern, ohne den kinematischen Teil aller Bestandteile der Maschine
neu entwickeln zu müssen.