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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Blasformung von Behältern,
bei dem ein Vorformling aus einem thermoplastischen Material nach
einer thermischen Konditionierung innerhalb einer Blasform von einer
Reckstange gereckt und durch Blasdruckeinwirkung in den Behälter
umgeformt wird.
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Die
Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur
Blasformung von Behältern aus einem thermoplastischen Material,
die mindestens eine mit einer Blasform versehene Blasstation aufweist
und die mit einer Reckeinrichtung versehen ist, in deren Bereich
eine Reckstange zur Beaufschlagung eines in die Blasform einsetzbaren
Vorformlings angeordnet ist und bei der die Reckstange mit einer Hubsteuerung
für die Durchführung einer Bewegungskoordinierung
der Reckstange gekoppelt ist.
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Bei
einer Behälterformung durch Blasdruckeinwirkung werden vorformlinge
aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Vorformlinge aus
PET (Polyethylenterephthalat), innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen
Bearbeitungsstationen zugeführt. Typischerweise weist eine
derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung
auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale
Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion
erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling
eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen
Expansion des Vorformlings wird in der
DE-OS 43 40 291 erläutert.
Die einleitend erwähnte Einleitung des unter Druck stehenden
Gases umfaßt auch die Druckgaseinleitung in die sich entwickelnde
Behälterblase sowie die Druckgaseinleitung in den Vorformling
zu Beginn des Blasvorganges.
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Der
grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Behälterformung
wird in der
DE-OS 42 12 583 beschrieben.
Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden
in der
DE-OS 23 52 926 erläutert.
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Innerhalb
der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge
sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher
Handhabungseinrichtungen transportiert werden. Bewährt
hat sich insbesondere die Verwendung von Transportdornen, auf die
die Vorformlinge aufgesteckt werden. Die Vorformlinge können
aber auch mit anderen Trageinrichtungen gehandhabt werden. Die Verwendung
von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen und die Verwendung
von Spreizdornen, die zur Halterung in einen Mündungsbereich
des Vorformlings einführbar sind, gehören ebenfalls
zu den verfügbaren Konstruktionen.
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Eine
Handhabung von Behältern unter Verwendung von Übergaberädern
wird beispielsweise in der
DE-OS
199 06 438 bei einer Anordnung des Übergaberades
zwischen einem Blasrad und einer Ausgabestrecke beschrieben.
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Die
bereits erläuterte Handhabung der Vorformlinge erfolgt
zum einen bei den sogenannten Zweistufenverfahren, bei denen die
Vorformlinge zunächst in einem Spritzgußverfahren
hergestellt, anschließend zwischengelagert und erst später
hinsichtlich ihrer Temperatur konditioniert und zu einem Behälter
aufgeblasen werden. Zum anderen erfolgt eine Anwendung bei den sogenannten
Einstufenverfahren, bei denen die Vorformlinge unmittelbar nach ihrer
spritzgußtechnischen Herstellung und einer ausreichenden
Verfestigung geeignet temperiert und anschließend aufgeblasen
werden.
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Im
Hinblick auf die verwendeten Blasstationen sind unterschiedliche
Ausführungsformen bekannt. Bei Blasstationen, die auf rotierenden
Transporträdern angeordnet sind, ist eine buchartige Aufklappbarkeit
der Formträger häufig anzutreffen. Es ist aber
auch möglich, relativ zueinander verschiebliche oder andersartig
geführte Formträger einzusetzen. Bei ortsfesten
Blasstationen, die insbesondere dafür geeignet sind, mehrere
Kavitäten zur Behälterformung aufzunehmen, werden
typischerweise parallel zueinander angeordnete Platten als Formträger
verwendet.
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Die
Durchführung der Bewegungskoordinierung der Reckstange
kann nach unterschiedlichen Prinzipien erfolgen. Bekannt ist es
beispielsweise, die Reckstange unter Verwendung von Kurvenrollen zu
positionieren, die entlang von Kurvenbahnen geführt sind.
Eine besonders hohe Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Reckvorganges
läßt sich bei derartigen Kurvensteuerungen realisieren,
wenn die Kurvenrollen zweiseitig geführt sind und hierdurch
einer exakt definierten Bahn folgen. Derartige Kurvensteuerungen
weisen aber den Nachteil auf, daß schwere und räumlich
groß dimensionierte Kur venbahnen verwendet werden müssen,
die in der Regel aus Stahl gefertigt sind. Eine Umrüstung
des Recksystems zur Durchführung abgeänderter
Reckbewegungen verursacht einen hohen Aufwand.
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Es
sind ebenfalls Kurvensteuerungen bekannt, bei denen die Kurvenrollen
lediglich einseitig geführt werden und unter Verwendung
von Pneumatikzylindern gegen die einseitige Führungsbahn
gedrückt werden. Es liegt hier zwar eine vereinfachte und
somit preiswertere und leichtere Konstruktion vor, in Abhängigkeit
von den auftretenden Reckkräften kann die Kurvenrolle aber
entgegen der belastenden pneumatischen Spannkraft von der Kurvenbahn abheben
und der Reckvorgang verläßt hierdurch die vorgegebene
Prozeßcharakteristik. Hieraus resultiert eine verschlechterte
Qualität der geblasenen Behälter.
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Sehr
genaue Recksysteme können unter Verwendung von elektrischen
Linearmotoren bereitgestellt werden. Linearmotoren der erforderlichen Leistungsstärke
sind derzeit jedoch noch sehr teuer und beanspruchen darüber
hinaus einen großen Bauraum.
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Bekannt
geworden sind ebenfalls bereits reine pneumatische Recksysteme sowie
Hybridsysteme, bei denen sowohl pneumatische Antriebe als auch Linearmotoren
zum Einsatz kommen.
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Sämtliche
bislang bekannt gewordenen Systeme zur Koordinierung der Durchführung
eines Reckvorganges weisen somit eine Reihe von Vor- und Nachteilen
auf, eine optimale Erfüllung der gestellten Anforderungen
bei einer Minimierung der verbleibenden Nachteile konnte bislang
aber noch nicht erreicht werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend
genannten Art derart anzugeben, daß eine einfach adaptierbare, preiswerte
und zugleich leichte Steuereinrichtung für das Recksystem
bereitgestellt wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß eine Vorgabe der Positionierung der Reckstange unter
Verwendung eines elektro-mechanischen Reckantriebes erfolgt, bei
dem eine Drehbewegung einer Motorwelle eines Servomotors durch eine
mechanische Kopplungseinrichtung in eine Hubbewegung der Reckstange
transformiert wird.
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Weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der
einleitend genannten Art derart zu gestalten, daß eine
kompakte und zugleich einfach adaptierbare Reckstangensteuerung
bereitgestellt wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Reckstange mit einem elektro-mechanischen Reckstangenantrieb
verbunden ist, der einen Servomotor und eine mechanische Kopplungseinrichtung
zum Anschluß der Reckstange an den Servomotor aufweist.
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Die
Kombination des elektro-mechanischen Reckstangenantriebes, der mechanischen
Kopplungseinrichtung sowie der Reckstange stellt ein starres Recksystem
bereit, das eine bei pneumatischen Recksystemen auftretende Nachgiebigkeit
vermeidet. Es kann hierdurch eine äußerst präzise
Reckstangenpositionierung gewährleitstet werden. Darüber
hinaus wird durch das relativ geringe Baugewicht der einzelnen Komponenten
eine geringe mechanische Trägheit und somit eine hohe Ansteuerungsdynamik
bereitgestellt.
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Eine
kompakte Konstruktion wird insbesondere dadurch unterstützt,
daß die Transformation des Drehbewegung in die Hub bewegung
unter Verwendung einer Gewindestange durchgeführt wird,
auf der ein Kopplungselement mit einem Innengewinde geführt
wird.
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Eine
nochmals gesteigerte Kompaktheit kann dadurch erreicht werden, daß die
Gewindestange in Richtung einer Längsachse der Motorwelle
positioniert wird.
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Eine
prozeßtechnische Verbesserung kann dadurch erreicht werden,
daß unter Verwendung des Servomotors und der Gewindestange
ein kraftgesteuertes Recken durchgeführt wird.
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Eine
andere Variation bei der Behälterherstellung besteht darin,
daß unter Verwendung des Servomotors und der Gewindestange
ein kraftgesteuertes Blasen durchgeführt wird.
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Zur
Verminderung des Energiebedarfs wird vorgeschlagen, daß der
Servomotor bei einer Rückhubbewegung der Reckstange generatorisch
betrieben wird.
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Eine
elektrische Optimierung wird dadurch unterstützt, daß der
Servomotor von einer in seiner unmittelbaren Umgebung angeordneten
Steuerung beaufschlagt wird.
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Zur
Vermeidung eines Getriebes und der hieraus resultierenden Trägheiten
ist vorgesehen, daß die Gewindestange mit einer identischen
Drehzahl wie die Motorwelle betrieben wird.
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Zur
Vermeidung einer Verschmutzung der Reckstange wird vorgeschlagen,
daß die Gewindestange in Richtung auf die Reckstange von
einer Verkleidung verdeckt wird.
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Hohe
Datentransferraten können dadurch erreicht werden, daß eine
Steuerung des Servomotors von einem Bussystem mit einer externen
Steuerung verbunden wird.
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Eine
typische Ausführungsform besteht darin, daß der
Servomotor von einem Blasrad umlaufend transportiert wird.
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Ein
modulares Steuerungskonzept wird dadurch unterstützt, daß der
Servomotor mit einer auf dem Blasrad angeordneten Spannungsversorgung sowie
einer auf dem Blasrad angeordneten Steuereinheit verbunden wird.
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In
den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 Eine
perspektivische Darstellung einer Blasstation zur Herstellung von
Behältern aus Vorformlingen,
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2 einen
Längsschnitt durch eine Blasform, in der ein Vorformling
gereckt und expandiert wird,
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3 eine
Skizze zur Veranschaulichung eines grundsätzlichen Aufbaus
einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern,
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4 eine
modifizierte Heizstrecke mit vergrößerter Heizkapazität,
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5 eine
perspektivische Seitenansicht einer Blasstation, bei der eine Reckstange
von einem Reckstangenträger positioniert wird und
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6 einen
Längsschnitt durch die Anordnung gemäß 5.
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Der
prinzipielle Aufbau einer Vorrichtung zur Umformung von Vorformlingen
(1) in Behälter (2) ist in 1 und
in 2 dargestellt.
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Die
Vorrichtung zur Formung des Behälters (2) besteht
im wesentlichen aus einer Blasstation (3), die mit einer
Blasform (4) versehen ist, in die ein Vorformling (1)
einsetzbar ist. Der Vorformling (1) kann ein spritzgegossenes
Teil aus Polyethylenterephthalat sein. Zur Ermöglichung
eines Einsetzens des Vorformlings (1) in die Blasform (4)
und zur Ermöglichung eines Herausnehmens des fertigen Behälters (2)
besteht die Blasform (4) aus Formhälften (5, 6) und
einem Bodenteil (7), das von einer Hubvorrichtung (8)
positionierbar ist. Der Vorformling (1) kann im Bereich
der Blasstation (3) von einem Transportdorn (9)
gehalten sein, der gemeinsam mit dem Vorformling (1) eine
Mehrzahl von Behandlungsstationen innerhalb der Vorrichtung durchläuft.
Es ist aber auch möglich, den Vorformling (1)
beispielsweise über Zangen oder andere Handhabungsmittel
direkt in die Blasform (4) einzusetzen.
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Zur
Ermöglichung einer Druckluftzuleitung ist unterhalb des
Transportdornes (9) ein Anschlußkolben (10)
angeordnet, der dem Vorformling (1) Druckluft zuführt
und gleichzeitig eine Abdichtung relativ zum Transportdorn (9)
vornimmt. Bei einer abgewandelten Konstruktion ist es grundsätzlich
aber auch denkbar, feste Druckluftzuleitungen zu verwenden.
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Eine
Reckung des Vorformlings (1) erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel
mit Hilfe einer Reckstange (11), die von einem Zylinder
(12) positioniert wird. Gemäß einer anderen
Ausführungsform wird eine mechanische Positionierung der
Reckstange (11) über Kurvensegmente durchgeführt,
die von Abgriffrollen beaufschlagt sind. Die Verwendung von Kurvensegmenten
ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn eine Mehr zahl
von Blasstationen (3) auf einem rotierenden Blasrad angeordnet
sind
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das
Recksystem derart ausgebildet, daß eine Tandem-Anordnung
von zwei Zylindern (12) bereitgestellt ist. Von einem Primärzylinder
(13) wird die Reckstange (11) zunächst
vor Beginn des eigentlichen Reckvorganges bis in den Bereich eines
Bodens (14) des Vorformlings (1) gefahren. Während des
eigentlichen Reckvorganges wird der Primärzylinder (13)
mit ausgefahrener Reckstange gemeinsam mit einem den Primärzylinder
(13) tragenden Schlitten (15) von einem Sekundärzylinder
(16) oder über eine Kurvensteuerung positioniert.
Insbesondere ist daran gedacht, den Sekundärzylinder (16)
derart kurvengesteuert einzusetzen, daß von einer Führungsrolle
(17), die während der Durchführung des Reckvorganges
an einer Kurvenbahn entlang gleitet, eine aktuelle Reckposition
vorgegeben wird. Die Führungsrolle (17) wird vom
Sekundärzylinder (16) gegen die Führungsbahn
gedrückt. Der Schlitten (15) gleitet entlang von
zwei Führungselementen (18).
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Nach
einem Schließen der im Bereich von Trägern (19, 20)
angeordneten Formhälften (5, 6) erfolgt
eine Verriegelung der Träger (19, 20)
relativ zueinander mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung (40).
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Zur
Anpassung an unterschiedliche Formen eines Mündungsabschnittes
(21) des Vorformlings (1) ist gemäß 2 die
Verwendung separater Gewindeeinsätze (22) im Bereich
der Blasform (4) vorgesehen.
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2 zeigt
zusätzlich zum geblasenen Behälter (2)
auch gestrichelt eingezeichnet den Vorformling (1) und
schematisch eine sich entwickelnde Behälterblase (23).
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3 zeigt
den grundsätzlichen Aufbau einer Blasmaschine, die mit
einer Heizstrecke (24) sowie einem rotierenden Blasrad
(25) versehen ist. Ausgehend von einer Vorformlingseingabe
(26) werden die Vorformlinge (1) von Übergaberädern
(27, 28, 29) in den Bereich der Heizstrecke
(24) transportiert. Entlang der Heizstrecke (24)
sind Heizstrahler (30) sowie Gebläse (31)
angeordnet, um die Vorformlinge (1) zu temperieren. Nach
einer ausreichenden Temperierung der Vorformlinge (1) werden
diese an das Blasrad (25) übergeben, in dessen
Bereich die Blasstationen (3) angeordnet sind. Die fertig
geblasenen Behälter (2) werden von weiteren Übergaberädern
einer Ausgabestrecke (32) zugeführt.
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Um
einen Vorformling (1) derart in einen Behälter
(2) umformen zu können, daß der Behälter
(2) Materialeigenschaften aufweist, die eine lange Verwendungsfähigkeit
von innerhalb des Behälters (2) abgefüllten
Lebensmitteln, insbesondere von Getränken, gewährleisten,
müssen spezielle Verfahrensschritte bei der Beheizung und
Orientierung der Vorformlinge (1) eingehalten werden. Darüber
hinaus können vorteilhafte Wirkungen durch Einhaltung spezieller
Dimensionierungsvorschriften erzielt werden.
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Als
thermoplastisches Material können unterschiedliche Kunststoffe
verwendet werden. Einsatzfähig sind beispielsweise PET,
PEN oder PP.
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Die
Expansion des Vorformlings (1) während des Orientierungsvorganges
erfolgt durch Druckluftzuführung. Die Druckluftzuführung
ist in eine Vorblasphase, in der Gas, zum Beispiel Preßluft,
mit einem niedrigen Druckniveau zugeführt wird und in eine
sich anschließende Hauptblasphase unterteilt, in der Gas mit
einem höheren Druck niveau zugeführt wird. während
der Vorblasphase wird typischerweise Druckluft mit einem Druck im
Intervall von 10 bar bis 25 bar verwendet und während der
Hauptblasphase wird Druckluft mit einem Druck im Intervall von 25
bar bis 40 bar zugeführt.
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Aus 3 ist
ebenfalls erkennbar, daß bei der dargestellten Ausführungsform
die Heizstrecke (24) aus einer Vielzahl umlaufender Transportelemente
(33) ausgebildet ist, die kettenartig aneinandergereiht
und entlang von Umlenkrädern (34) geführt
sind. Insbesondere ist daran gedacht, durch die kettenartige Anordnung
eine im wesentlichen rechteckförmige Grundkontur aufzuspannen.
Bei der dargestellten Ausführungsform werden im Bereich
der dem Übergaberad (29) und einem Eingaberad
(35) zugewandten Ausdehnung der Heizstrecke (24)
ein einzelnes relativ groß dimensioniertes Umlenkrad (34)
und im Bereich von benachbarten Umlenkungen zwei vergleichsweise
kleiner dimensionierte Umlenkräder (36) verwendet.
Grundsätzlich sind aber auch beliebige andere Führungen
denkbar.
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Zur
Ermöglichung einer möglichst dichten Anordnung
des Übergaberades (29) und des Eingaberades (35)
relativ zueinander erweist sich die dargestellte Anordnung als besonders
zweckmäßig, da im Bereich der entsprechenden Ausdehnung
der Heizstrecke (24) drei Umlenkräder (34, 36)
positioniert sind, und zwar jeweils die kleineren Umlenkräder
(36) im Bereich der Überleitung zu den linearen Verläufen
der Heizstrecke (24) und das größere
Umlenkrad (34) im unmittelbaren Übergabebereich
zum Übergaberad (29) und zum Eingaberad (35).
Alternativ zur Verwendung von kettenartigen Transportelementen (33)
ist es beispielsweise auch möglich, ein rotierendes Heizrad
zu verwenden.
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Nach
einem fertigen Blasen der Behälter (2) werden
diese von einem Entnahmerad (37) aus dem Bereich der Blasstationen
(3) herausgeführt und über das Übergaberad
(28) und ein Ausgaberad (38) zur Ausgabestrecke
(32) transportiert.
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In
der in 4 dargestellten modifizierten Heizstrecke (24)
können durch die größere Anzahl von Heizstrahlern
(30) eine größere Menge von Vorformlingen
(1) je Zeiteinheit temperiert werden. Die Gebläse
(31) leiten hier Kühlluft in den Bereich von Kühlluftkanälen
(39) ein, die den zugeordneten Heizstrahlern (30)
jeweils gegenüberliegen und über Ausströmöffnungen
die Kühlluft abgeben. Durch die Anordnung der Ausströmrichtungen
wird eine Strömungsrichtung für die Kühlluft
im wesentlichen quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge
(1) realisiert. Die Kühlluftkanäle (39)
können im Bereich von den Heizstrahlern (30) gegenüberliegenden
Oberflächen Reflektoren für die Heizstrahlung
bereitstellen, ebenfalls ist es möglich, über
die abgegebene Kühlluft auch eine Kühlung der
Heizstrahler (30) zu realisieren.
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5 zeigt
eine gegenüber der Darstellung in 1 abgewandelte
Darstellung der Blasstation (3) bei einer perspektivischen
Blickrichtung von vorne. Insbesondere ist aus dieser Darstellung
erkennbar, daß die Reckstange (11) von einem Reckstangenträger
(41) gehaltert ist.
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5 zeigt
ebenfalls die Anordnung eines Pneumatikblockes (46) zur
Blasdruckversorgung der Blasstation (3). Der Pneumatikblock
(42) ist mit Hochdruckventilen (43) ausgestattet,
die über Anschlüsse (44) an eine oder
mehrere Druckversorgungen angeschlossen werden können.
Nach einer Blasformung der Behälter (2) wird in
eine Umgebung abzuleitende Blasluft wird über den Pneumatikblock (42)
zunächst einem Schalldämpfer (45) zugeführt.
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Eine
typische Durchführung des Blasvorganges kann am einfachsten
anhand von 2 veranschaulicht werden. Nach
einem Einsetzen des Vorformlings (1) in die Blasform (4)
und einer Verriegelung der Blasstation (3) erfolgt zunächst
ein Hineinfahren der Reckstange (11) in den Vorformling
(1) bei gleichzeitiger Blasdruckunterstützung
derart, daß der Vorformling (1) durch die axiale
Reckung nicht auf die Reckstange (11) radial aufschrumpft.
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Nach
der in 2 dargestellten vollständigen Durchführung
des Reckvorganges erfolgt die vollständige Expansion der
Behälterblase (23) in die Endkontur des Behälters
(2) und der maximale Innendruck wird so lange aufrecht
erhalten, bis der Behälter (2) durch Abkühlung
eine ausreichende Formstabilität erreicht hat. Nach dem
Erreichen dieser Formstabilität wird die Blasdruckzufuhr
abgeschaltet und die Reckstange (11) wird wieder aus der
Blasform (4) und somit aus dem geblasenen Behälter
(2) zurückgezogen.
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5 veranschaulicht
ebenfalls, daß der Reckstangenträger (41)
mit einem Kopplungselement (46) verbunden ist, das mindestens
bereichsweise hinter einer Abdeckung (47) geführt
ist. Das Kopplungselement (46) ist unter Verwendung einer
in 5 nicht erkennbaren Gewindestange (48)
von einem Servomotor (49) positionierbar. Die Anordnung der
Gewindestange (48) wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 6 weiter
erläutert.
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6 zeigt
einen Längsschnitt durch die Anordnung gemäß 5.
Seitlich am Pneumatikblock (42) ist eine Kurvenrolle (50)
erkennbar, die zu einer mechanischen Positionierung des Pneumatikblockes (42)
dient. Insbesondere wird hiermit ein Anheben bzw. Absenken des Pneumatikblockes
(42) relativ zum Behälter (2) bzw. zum
Vorformling (1) vorgegeben.
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Das
Kopplungselement (46) ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel
als eine Gewindebuchse ausgeführt, die mit einem Innengewinde
in ein Außengewinde der Gewindestange (48) eingreift.
Das Kopplungselement (46) erstreckt sich mit Verbindungsschenkeln
bereichsweise seitlich neben der Abdeckung (47) und ist
hierdurch mit dem Reckstangenträger (41) verbunden.
Die Abdeckung (47) schirmt die Reckstange (11)
gegenüber der Gewindestange (48) ab, so daß eine
Verunreinigung der Reckstange (11) beispielsweise durch
von der Gewindestange (48) ausgehende Fett- oder Ölpartikel vermieden
wird. Alternativ zu der Gewindestange (48) kann auch eine
Gewindespindel verwendet werden.
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Die
Gewindestange (48) ist über eine Kupplung (51)
mit einer Motorwelle (52) des Servomotors (49)
verbunden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken
sich die Motorwelle (52) und die Gewindestange (48)
entlang einer gemeinsamen Längsachse, so daß die
Gewindestange (48) als Verlängerung der Motorwelle
(52) angeordnet ist. Hierdurch wird insbesondere eine getriebelose
Verbindung der Motorwelle (52) mit der Gewindestange (48) unterstützt.
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Außenseitig
am Reckstangenträger (41) ist ein Pneumatikventil
(53) angeordnet, um gegebenenfalls durch die Reckstange
(11) hindurch ein gasförmiges Medium in Richtung
auf den Vorformling (1) bzw. den Behälter (2)
zu leiten bzw. in umgekehrter Richtung abzuführen. Es kann
sich hierbei beispielsweise um Blasluft oder um Kühlluft
handeln.
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Die
Kopplung des Servomotors (49) über die Gewindestange
(48), das Kopplungselement (46) und den Reckstangenträger
(41) mit der Reckstange (11) stellt ein gegenüber äußeren
Belastungen starres und dennoch hoch dynamisches System bereit.
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Aus
einer meßtechnischen Erfassung des Motorstromes des Servomotors
(49) kann in einfacher Weise auf eine aktuelle Reckkraft
zurückgeschlossen werden. Insbesondere ist es hierdurch möglich,
nicht nur die Durchführung eines Reckvorganges in Abhängigkeit
von einem vorgegebenen Positionierungsprofil, sondern von einem
vorgegebenen Kraftprofil vorzunehmen. Es kann hierbei beispielsweise
vorgegeben werden, entlang vorgegebener Abschnitte des Reckweges
eines konstante Reckkraft oder eine vorgegeben veränderliche
Reckkraft zu generieren. In Abhängigkeit von der durch
die Erfassung des Motorstromes meßtechnisch erfaßten Reckkraft
kann ebenfalls in geeigneter Weise eine Blasdruckzuführung
gesteuert werden, da die konkret auftretenden Reckkräfte
einen Indikator für eine optimale Blasdruckzufuhr darstellen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsvariante ist es möglich, den
Servomotor (49) bei einer von einem Innendruck des Behälters
(2) unterstützten Rückführung
der Reckstange (11) generatorisch zu betreiben und hierdurch
eine Energierückspeisung vorzunehmen. Es kann hierdurch
die elektrische Betriebsenergie für eine Mehrzahl verwendeter
Servomotoren (49) vermindert werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist daran gedacht,
bei einer Anordnung der Blasstation (3) auf einem rotierenden
Blasrad (25) eine zentrale Energieversorgung für
die Servomotoren (49) auf dem Blasrad (25) anzuordnen.
Ebenfalls kann eine für den Betrieb der Servomotoren (49)
verwendete Steuereinheit auf dem Blasrad (25) positioniert
werden. Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform
ist jeder der Servomotoren (49) mit einer unmittelbar benachbart
zum jeweiligen Servomotor (49) angeordneten Steuerung ausgestattet.
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Eine
externe Vorgabe von Steuerungswerten erfolgt unter Verwendung eines
Bussystems, das die auf dem Blasrad (25) angeordnete Steuereinheit
mit einer stationären Hauptsteuerung verbindet. Die auf dem
Blasrad (25) angeordnete Energieversorgung für
die einzelnen Servomotoren (49) kann über eine Schleifringkopplung
mit einer stationär angeordneten Energiequelle verbunden
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird die Gewindestange (48)
mit einer gleichen Drehzahl wie die Motorwelle (52) betrieben.
Grundsätzlich ist aber auch die Verwendung eines Getriebes
zu Kopplung dieser beiden Bauelemente denkbar. Abweichend vom dargestellten
Ausführungsbeispiel können die Motorwelle (52)
und die Gewindestange (48) mit ihren jeweiligen Längsachsen
auch quer oder schräg zueinander angeordnet werden, wenn über
geeignete Kopplungselemente eine erforderliche kraftschlüssige
Verbindung hergestellt wird.
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Die
bereits erwähnte Steuerung des Blasvorganges in Abhängigkeit
von Zustandsdaten des Reckvorganges kann beispielsweise auch derart durchgeführt
werden, daß die Zuschaltung des Vorblasdruckes und/oder
des Hauptblasdruckes in Abhängigkeit von einer konkreten
Positionierung der Reckstange (11) erfolgt. Hierzu ist
es nicht erforderlich, die tatsächliche Position der Reckstange
(11) selbst zu messen, sondern durch Auswertung von Meßdaten
eines Inkrementalgebers, der im Bereich des Servomotors (49)
angeordnet ist, kann die aktuelle Position der Reckstange (11)
ermittelt werden. Bei Erreichen einer vorgegebenen Position der
Reckstange (11) wird ein zugeordnetes Blasgasventil geschaltet.
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Bei
den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
ist jeder Blasstation (3) ein eigenes Recksystem mit Reckstange (11),
Gewindestange (48) und Servomotor (49) zugeordnet.
Bei einer Anordnung der mit dem Erfindungsgemäßen
Recksystem ausgestatteten Blasstationen (3) auf einem Blasrad (25)
ist es insbesondere in einfacher Weise möglich, die Durchführung
des Reckvorganges automatisch an unterschiedliche Produktionsraten
und damit unterschiedlich Drehzahlen des Blasrades (25)
anzupassen. Prozeßtechnisch erweist es sich als ungünstig,
bei einer Veränderung der Drehzahl des Blasrades (25)
auch den Reckvorgang mit unterschiedlichen Reckgeschwindigkeiten
durchzuführen, da hierdurch die Materialeigenschaften der
hergestellten Behälter (2) beeinflußt
würden. Es wird somit angestrebt, auch bei unterschiedlichen
Drehzahlen des Blasrades (25) den Reckvorgang mit vorgegebenen Reckgeschwindigkeiten
oder Reckkräften zu realisieren. Die Verwendung des erfindungsgemäßen
Recksystems mit Servomotor (49) und Gewindestange (48)
erlaubt es in einfacher Weise, über eine Maschinensteuerung
eine von der Drehzahl des Blasrades (25) unabhängige
Vorgabe der Reckparameter zu realisieren. Auch für vorgebbare
und varrierende Ausstoßleistungen der Maschine kann hierdurch
eine hohe Qualität der hergestellten Behälter
(2) gewährleistet werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform ist daran gedacht, bei einer Ausstattung
der Blasmaschine mit einer Bedieneinrichtung, beispielsweise einer
Visualisierung, von einem Bediener Reckweg-Zeit-Profile, Reckkraft-Zeit-Profile, Reck-kraft-Reckweg-Profile
oder andere Profile für Reckparameter vorzugeben und unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Recksystems mit
hoher Genauigkeit umzusetzen.
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Hinsichtlich
des Servomotors (49) ist es gemäß einem
Ausführungsbeispiel möglich, einen verwendeten
Regler unmittelbar in den Motor zu integrieren. Alternativ zu der
erläuterten Anordnung der Gewindestange (48) als
Verlängerung der Motorwelle (52) und einer ebenfalls
bereits erläuterten schrägen oder rechtwinkligen
Anordnung des Servomotors (49) relativ zur Gewindestange
(48) unter Zwischenschaltung eines Getriebes oder anderer
Kopplungselemente ist es auch möglich, zur Erreichung einer kompakten
Ausführungsform den Motor seitlich neben der Gewindestange
(48) anzuordnen und über ein Doppel-Winkelgetriebe
oder geeignete andere Kopplungseinrichtungen die erforderliche Kopplung des
Servomotors (18) mit der Gewindestange (48) zu realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4340291 [0003]
- - DE 4212583 [0004]
- - DE 2352926 [0004]
- - DE 19906438 [0006]