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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. In der getränkeherstellenden Industrie ist es üblich, dass Kunststoffvorformlinge, beispielsweise mittels Blasformmaschinen, zu Kunststoffbehältnissen umgeformt werden. Zu diesem Zweck werden die Kunststoffvorformlinge zunächst in einem Ofen erwärmt und anschließend in diesem erwärmten und damit weichen Zustand der jeweiligen Blasformmaschine zugeführt. Im Rahmen dieser Erwärmung ist es dabei möglich, dass die Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfades transportiert werden und dabei von Heizeinrichtungen erwärmt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen bekannt, die ein Heizelement zur Erwärmung des Bodenabschnitts der Kunststoffvorformlinge aufweisen. Als Heizelement werden nach dem Stand der Technik insbesondere sogenannte Topstrahler eingesetzt. Diese sind fest und positionsspezifisch verbaut und können nur in einem kleinen Höhenbereich manuell verändert werden.
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Ebenfalls bekannt ist, unterhalb des zu erwärmenden Kunststoffvorformlings einen Bodenreflektor anzubringen, der die Wärmestrahlung auf den Kunststoffvorformling reflektiert. Beispielsweise aus
EP 2 561 972 B1 ist außerdem bekannt, dass dieser Bodenreflektor verstellbar ausgestaltet sein kann. Eine derartige Verstellung ermöglicht eine Anpassung an unterschiedlich lange Kunststoffvorformlinge und eine daraus resultierende Verbesserung des energetischen Wirkungsgrades.
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Die manuelle Verstellung des Topstrahlers ist jedoch aufwändig und zeitintensiv und wird daher nach dem Stand der Technik nicht in Abhängigkeit zur jeweiligen Länge der Kunststoffvorformlinge eingestellt, bzw. nicht ein- und ausgebaut. Dadurch ergeben sich Verschlechterungen des Heizprofils sowie eine Verschlechterung des energetischen Wirkungsgrades. Dieser Effekt tritt vor allem bei kurzen Kunststoffvorformlingen auf.
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Außerdem ist bei der Verwendung eines fest eingebauten Topstrahlers keine Verstellung des Bodenreflektors mehr möglich, da die Gefahr einer Kollision besteht. Die fehlende Verstellmöglichkeit des Bodenreflektors trägt ebenfalls zu einer Verschlechterung des Heizprofils und des energetischen Wirkungsgrades bei.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine energetisch verbesserte Erwärmung der Kunststoffvorformlinge insbesondere im Bodenbereich ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen weist eine Transporteinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert, und eine Heizeinrichtung, welche die Kunststoffvorformlinge wenigstens zeitweise erwärmt, auf. Die Heizeinrichtung weist zumindest ein Bodenheizelement auf, welches dazu geeignet und bestimmt ist, einen Bodenabschnitt der Kunststoffvorformlinge zu erwärmen, ein Reflektorelement, welches in Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge unterhalb des Bodenabschnitts der Kunststoffvorformlinge angebracht ist und Wärmestrahlung auf die Kunststoffvorformlinge reflektiert, und eine Verstelleinrichtung, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Reflektorelement in Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge zu verstellen.
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Erfindungsgemäß ist das Bodenheizelement an dem Reflektorelement angeordnet und/oder gemeinsam mit diesem verstellbar. Es wird darauf hingewiesen, dass die Anordnung des Reflektorelements unterhalb des Bodenabschnitts in dem Falle vorliegt, in dem die Kunststoffvorformlinge mit ihrer Mündung nach oben transportiert werden. Es sind aber auch Vorrichtungen bekannt, bei denen die Kunststoffvorformlinge mit ihren Mündungen nach unten transportiert werden. In diesen Fällen ist das Reflektorelement oberhalb des Bodenabschnitts angeordnet. Allgemein ist bevorzugt das Reflektorelement in einer Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge neben dem Kunststoffvorformlinge angeordnet, jedoch näher an dessen Bodenabschnitt als an dessen Mündung.
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Das Bodenheizelement ist dabei bevorzugt als Strahlungselement ausgestaltet, besonders bevorzugt als sogenannter Topstrahler, wie er nach dem Stand der Technik zum Erwärmen der Kunststoffvorformlinge bekannt ist.
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Bevorzugt ist die Transporteinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Kunststoffvorformlinge vereinzelt zu transportieren. Daneben handelt es sich bei der Transporteinrichtung bevorzugt um eine umlaufende Transporteinrichtung. Diese Transporteinrichtung kann dabei eine umlaufende Kette aufweisen, an der eine Vielzahl von Halteeinrichtungen zum Halten der Kunststoffvorformlinge angeordnet ist. Diese Haltemittel können dabei als Haltedorne ausgeführt sein, welche dazu geeignet und bestimmt sind, in die Mündungen der Kunststoffvorformlinge einzugreifen, um diese zu halten.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung auch Dreheinrichtungen auf, welche dazu geeignet und bestimmt sind, die Kunststoffvorformlinge um deren Längsrichtungen zu drehen. Bei dem Heizelement handelt es sich bevorzugt um einen Heizstrahler und besonders bevorzugt um einen Infrarot-Heizstrahler.
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Bevorzugt wird das Bodenheizelement von derselben Verstelleinrichtung verstellt, welche dazu geeignet und bestimmt ist, das Reflektorelement in Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge zu verstellen. Insbesondere weist diese Verstelleinrichtung einen Antrieb auf. Bei dem Antrieb kann es sich um eine Handkurbel, einen Elektromotor oder einen anderen Antrieb wie etwa einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb handeln. Bevorzugt erlaubt die Verstelleinrichtung eine Verstellung zumindest des Reflektorelements in der Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge.
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Besonders bevorzugt ist das Reflektorelement automatisch verfahrbar ausgestaltet. Dabei ist insbesondere auch denkbar, dass die Vorrichtung eine Bodenreflektor-Erfassungseinrichtung und eine Vorformlinglänge-Erfassungseinrichtung aufweist. Die Bodenreflektor-Erfassungseinrichtung kann dabei bevorzugt die Stellung und insbesondere die Höhe des Reflektorelements erfassen. Die Vorformlinglänge-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Länge der Kunststoffvorformlinge ist vorteilhaft in Transportrichtung stromaufwärts vor einem ersten Reflektorelement angeordnet. Vorteilhaft weist die Vorrichtung weiter eine Steuereinrichtung auf, welche ein Erfassungssignal der Bodenreflektor-Erfassungseinrichtung und der Vorformlinglänge-Erfassungseinrichtung empfangen kann. Die Steuereinrichtung steuert bevorzugt in Abhängigkeit von diesen empfangenen Signalen die Verstelleinrichtung.
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Vorteilhaft ist das Bodenheizelement in das automatisch verfahrbare Reflektorelement integriert. Insbesondere kann das Bodenheizelement mit einem definierten Abstand auf dem Reflektorelement angeordnet sein oder mit einer definierten Tiefe in das Reflektorelement eingelassen sein. Denkbar wäre dabei auch, dass der Abstand zwischen dem Bodenheizelement und dem Reflektorelement einstellbar ist. Jedoch ist bevorzugt auch bei dieser Ausgestaltung der Abstand zwischen dem Bodenheizelement und dem Reflektorelement klar definierbar. Auf diese Weise kann der optimale Abstand des Reflektorelements bzw. des Bodenheizelements zum Bodenabschnitt des Kunststoffvorformlings eingestellt werden, um die verbrauchte Energie auch bei unterschiedlich langen Kunststoffvorformlinge zu minimieren.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Heizeinrichtung weitere Heizelemente auf, welche bevorzugt in Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge übereinander angeordnet sind. Diese weiteren Heizelemente erwärmen bevorzugt den gesamten Kunststoffvorformling in Längsrichtung möglichst gleichmäßig. Vorteilhaft können die weiteren Heizelemente getrennt voneinander betrieben werden. Auf diese Weise kann der von den Heizelementen erwärmte Bereich optimal an den Kunststoffvorformling angepasst werden. Insbesondere kann dadurch vermieden werden, dass – vor allem bei kurzen Kunststoffvorformlingen – ein Bereich außerhalb des Kunststoffvorformlings bestrahlt und somit erwärmt wird. Dies verhindert einerseits eine Überhitzung der Heizeinrichtung und ermöglicht andererseits eine besonders energiesparende Betreibung der Vorrichtung.
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Um eine gemeinsame Höhenverstellung des Bodenheizelements und des Reflektorelements verwirklichen zu können, ist die elektrische Kontaktierung des Bodenheizelements bevorzugt von dem eigentlichen Strahlerträger, insbesondere einem Heizkasten, getrennt und als separate Speisung bzw. Kontaktierung ausgeführt. Bevorzugt ist die elektrische Kontaktierung der weiteren Heizelemente über den eigentlichen Strahlerträger ausgeführt. Vorteilhaft wird die elektrische Kontaktierung des Bodenheizelements unter ein Bodenelement wie insbesondere aber nicht ausschließlich eine Bodenkachel gelegt, um die thermische Belastung auf diese Bauteile einzuschränken. Insbesondere befindet sich die elektrische Kontaktierung unterhalb des Reflektorelements und/oder des Bodenheizelements. Bevorzugt ist auch die Kabelführung unterhalb des Reflektorelements gelegt. Vorteilhaft ist diese Kabelführung zumindest abschnittsweise flexibel ausgestaltet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung weitere Reflektorelemente auf, welche ebenfalls Wärmestrahlung auf die Kunststoffvorformlinge reflektieren. Dabei kann es sich insbesondere um solche Strahlung handeln, welche zunächst gegebenenfalls die Kunststoffvorformlinge nicht erreicht, anschließend jedoch durch die besagte Reflexion auf die Kunststoffvorformlinge gelenkt wird. Insbesondere wäre es denkbar, dass die Vorrichtung Seitenreflektoren aufweist, welche bezüglich der Kunststoffvorformlinge auf der gegenüberliegenden Seite der weiteren Heizelemente angeordnet sind, und/oder Seitenreflektoren, welche bezüglich der Kunststoffvorformlinge hinter den weiteren Heizelemente angeordnet sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Wärmestrahlung von dem Reflektorelement insbesondere auf den Bodenabschnitt der Kunststoffvorformlinge reflektiert.
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Bei allen Reflektorelementen kann es sich um polierte oder verspiegelte Bleche, insbesondere aus Aluminium, handeln, welche Strahlung direkt reflektieren, und/oder um Keramikreflektoren, welche die Strahlung absorbieren und dann wieder als Wärme abgeben.
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Bevorzugt kann die Vorrichtung sowohl passiv, mit ausgeschaltetem Bodenheizelement, als auch aktiv, mit angeschaltetem Bodenheizelement genutzt werden.
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Vorteilhaft handelt es sich bei der Wärmestrahlung der Heizeinrichtung um Infrarotstrahlung. Bei den weiteren Heizelementen kann es sich insbesondere um Infrarotröhren handeln. Vorteilhaft erstrecken sich diese Infrarotröhren in Richtung des Transportpfades der Kunststoffvorformlinge und insbesondere in gerader Richtung.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann entlang des Transportpfads der Kunststoffvorformlinge eine Vielzahl von einzelnen Heizmodulen vorgesehen sein. Bevorzugt sind dabei innerhalb jedes Heizmoduls ein Bodenheizelement und weitere Heizelemente angeordnet. Vorteilhaft ist auch jedes Heizmodul separat regelbar.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zum Erwärmen von Kunststoffvorformlingen gerichtet, bei dem die Kunststoffvorformlinge von einer Transporteinrichtung entlang eines vorgegebenen Transportpfads transportiert und von einer Heizeinrichtung wenigstens zeitweise erwärmt werden. Der Bodenabschnitt der Kunststoffvorformlinge wird dabei zumindest auch von einem Bodenheizelement erwärmt. Ein Reflektorelement, welches in Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge unterhalb des Bodenabschnitts der Kunststoffvorformlinge angebracht ist, reflektiert Wärmestrahlung auf die Kunststoffvorformlinge. Dieses Reflektorelement kann in Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge von einer Verstelleinrichtung verstellt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist das Bodenheizelement an dem Reflektorelement angeordnet und/oder kann gemeinsam mit diesem verstellt werden.
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Dabei ist die obig beschriebene Vorrichtung insbesondere dazu eingerichtet und dafür vorgesehen, dieses Verfahren durchzuführen, d.h. dass alle für die obig beschriebene Vorrichtung ausgeführten Merkmale ebenso für das hier beschriebene Verfahren offenbart sind und umgekehrt.
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Vorteilhaft wird das Bodenheizelement gemeinsam mit dem Reflektorelement in Abhängigkeit von der Länge des zu erwärmenden Kunststoffvorformlings verstellt. Dies führt zu einem besseren Energieeintrag in der Preformkuppe, da so das Bodenheizelement und das Reflektorelement bezogen auf die jeweilig gefahrenen verschiedenen Längen der Kunststoffvorformlinge schnell, unkompliziert und nah angestellt werden können.
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Bevorzugt werden die Kunststoffvorformlinge von weiteren Heizelementen, welche bevorzugt in Längsrichtung der Kunststoffvorformlinge übereinander angeordnet sind, beheizt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden diese weiteren Heizelemente und das Bodenheizelement getrennt voneinander mit Strom versorgt.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer Blasmaschine;
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2 eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik;
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3 eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit verstellbarem Bodenheizelement;
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4 eine perspektivische Ansicht einer Verstelleinrichtung;
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5 eine Schnittansicht der Verstelleinrichtung;
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6 eine perspektivische Ansicht der Verstelleinrichtung und Stromversorgung des Bodenheizelements;
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7 eine Schnittansicht der Verstelleinrichtung und Stromversorgung des Bodenheizelements.
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1 zeigt einen Teil einer Blasmaschine 1 zur Herstellung von Behältern 2 aus Vorformlingen 3 aus Kunststoff, wie Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP) usw., in der die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung finden kann. Die fertigen Behälter 2 können beispielsweise Flaschen sein, wie in 1 dargestellt, in die ein Produkt eingefüllt werden kann. Das Produkt kann insbesondere ein Getränk, ein Reinigungsmittel usw. sein. Die Vorformlinge 3 sind in 1 als Kreise für ihre Mündung dargestellt, wobei der Übersichtlichkeit halber nur zwei der Vorformlinge 3, am Anfang (in 1 unten) und am Ende (in 1 links) der von ihnen gebildeten Reihe, mit einem Bezugszeichen versehen sind.
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Die Blasmaschine 1 in 1 umfasst eine erste Transporteinrichtung 10, eine zweite Transporteinrichtung 20, eine dritte Transporteinrichtung 30, eine Heizeinrichtung 40 und eine nicht dargestellte Blaseinrichtung, die der dritten Transporteinrichtung 30 nachgeordnet ist. In der nicht dargestellten Blaseinrichtung können die mit der Heizeinrichtung 40 erwärmten Vorformlinge 3 durch Einblasen eines gasförmigen Mediums in die gewünschte Form des Behälters 2 geblasen werden. Die Blasmaschine 1 kann insbesondere eine Streckblasmaschine sein. In 1 sind zudem am Einlauf der Heizeinrichtung 40 schematisch eine Bodenreflektor-Erfassungseinrichtung 80 und eine Vorformlinglänge-Erfassungseinrichtung 90 gezeigt.
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Die erste, zweite und dritte Transporteinrichtung 10, 20, 30 dienen jeweils zum Transport der Vielzahl von in 1 dargestellten Vorformlingen 3. Hierbei sind die Vorformlinge 3 jeweils in der Transportrichtung der ersten bis dritten Transporteinrichtung 10, 20, 30 in einer Reihe hintereinander angeordnet. Die erste Transporteinrichtung 10 ist in 1 als Sägezahnstern ausgebildet, der drehbar gelagert ist, wie in 1 mit einem Drehpfeil auf der ersten Transporteinrichtung 10 angegeben. Die erste Transporteinrichtung 10 übergibt die von ihr gehaltenen Vorformlinge 3 an die zweite Transporteinrichtung 20.
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Die zweite Transporteinrichtung 20 ist eine Förderstrecke, entlang welcher eine erste Heizstrecke 41 und eine zweite Heizstrecke 42 der Heizeinrichtung 40 angeordnet sind und zwischen denen die Heizeinrichtung 40 einen Umlenkbereich 43 hat. Die erste und zweite Heizstrecke 41, 42 sind jeweils lineare Heizstrecken. Im Umlenkbereich 43, in welchem die Vorformlinge 3 entlang eines Halbbogens geführt werden, werden die Vorformlinge 3 von einer ersten Transportrichtung TR1 in eine zweite Transportrichtung TR2 umgelenkt. Die erste Transportrichtung TR1, in welcher die Vorformlinge 3 durch die erste Heizstrecke 41 transportiert werden, ist in 1 entgegengesetzt zu der zweiten Transportrichtung TR2 gerichtet, in welcher die Vorformlinge 3 durch die zweite Heizstrecke 42 transportiert werden.
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In der zweiten Transporteinrichtung 20 werden die Vorformlinge 3 an ihrer Mündung von einer Spindel gehalten, die drehbar in einem Kettenglied gelagert ist. Es sind mehrere Kettenglieder, mit den darin gelagerten Spindeln, miteinander verbunden, so dass die Kettenglieder eine endlos umlaufende Kette und damit die Förderstrecke der zweiten Transporteinrichtung 20 bilden. Nach Durchlaufen der zweiten Heizstrecke 42 werden die Vorformlinge 3 von der zweiten Transporteinrichtung 20 an die dritte Transporteinrichtung 30 übergegeben, welche ebenfalls drehbar gelagert ist und die von der Heizeinrichtung 40 erwärmten Vorformlinge 3 zur nicht dargestellten Blaseinrichtung weitertransportiert. Die Vorformlinge 3 werden also mit der Heizeinrichtung 40 erwärmt, während sie mittels der zweiten Transporteinrichtung 20 durch die Heizstrecken 41, 42 transportiert werden, wie nachfolgend genauer beschrieben.
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Hierbei werden die Vorformlinge 3 mittels der Spindel um ihre Achse gedreht, wie in 1 durch kleine weiße Drehblockpfeile angedeutet. Die erste Heizstrecke 41 dient zum ersten Heizen der Vorformlinge 3. Hierbei werden die Vorformlinge 3 am Umfang gleichmäßig erwärmt. Die erste Heizstrecke 41 hat eine Vielzahl von Heizmodulen, nämlich ein erstes Heizmodul 411, ein zweites Heizmodul 412, ein drittes Heizmodul 413, ein viertes Heizmodul 414, ein fünftes Heizmodul 415, ein sechstes Heizmodul 416, und ein siebentes Heizmodul 417. Die Heizmodule 411 bis 417 sind in dieser Reichenfolge in Richtung der ersten Transportrichtung TR1 in einer Reihe hintereinander angeordnet.
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Die Anzahl der Heizmodule 411 bis 417 ist individuell anpassbar und hängt von der benötigten Aufheizzeit bzw. von der Anzahl der Heizelemente ab. Die zweite Heizstrecke 42 dient zum zweiten Heizen der Vorformlinge 3. Hierbei werden die Vorformlinge 3 auf die endgültige Temperatur erwärmt, bei der sie mittels der nicht dargestellten Blaseinrichtung in einen Behälter 2 umgeformt werden können. Die endgültige Temperatur wird auch als Umformtemperatur der Vorformlinge 3 bezeichnet.
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Die zweite Heizstrecke 42 hat ebenfalls eine Vielzahl von Heizmodulen, nämlich ein erstes Heizmodul 421, ein zweites Heizmodul 422, ein drittes Heizmodul 423, ein viertes Heizmodul 424, ein fünftes Heizmodul 425, ein sechstes Heizmodul 426, und ein siebentes Heizmodul 427. Die Heizmodule 421 bis 427 sind in dieser Reichenfolge in Richtung der zweiten Transportrichtung TR2 in einer Reihe hintereinander angeordnet. Im Umlenkbereich 43 findet keine Erwärmung der Vorformlinge 3 mittels Heizstrecken bzw. Heizmodulen statt.
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Die Heizmodule 411 bis 417 der ersten Heizstrecke 41 und die Heizmodule 421 bis 427 der zweiten Heizstrecke 42 sind in 1 zur Vereinfachung der Darstellung jeweils als außen neben der von der zweiten Transporteinrichtung 20 gebildeten Förderstrecke angeordnet gezeigt.
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2 zeigt einen Schnitt, in Richtung der Pfeile A/AA entlang der dicken gestrichelten Linie in 1, durch das erste Heizmodul 411 der ersten Heizstrecke 41 entsprechend der Ausführungsform nach dem Stand der Technik. Die Heizmodule 412 bis 417 der ersten Heizstrecke 41 und die Heizmodule 421 bis 427 der zweiten Heizstrecke 42 sind jeweils auf die gleiche Weise aufgebaut wie das erste Heizmodul 411 der ersten Heizstrecke 41, so dass für deren Aufbau auch auf die Beschreibung des ersten Heizmoduls 411 verwiesen wird.
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Das erste Heizmodul 411 hat eine Vielzahl von Heizelementen 4110, die in 2 auf der rechten Seite der Vorformlinge 3 angeordnet sind. Die Vielzahl von Heizelementen 4110 ist in einer Reihe übereinander angeordnet. In 2 sind der Übersichtlichkeit halber nur das oberste und unterste Heizelement 4110 mit einem Bezugszeichen versehen. Zusätzlich ist jedes Heizelement 4110 ein länglicher Strahler, dessen Länge in Richtung der ersten Transportrichtung TR1 angeordnet ist bzw. der sich in Richtung der ersten Transportrichtung TR1 erstreckt. Jedes Heizelement 4110 dient zur Abstrahlung von Wärmestrahlung bzw. Heizstrahlung auf den Vorformling 3, welche den Vorformling 3 erwärmt.
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Auf der linken Seite des Vorformlings 3 ist ein Gegenreflektor 4111 angeordnet, welcher sich sowohl in Richtung der Länge L des Vorformlings 3 (in 2 die Vertikale) als auch in Richtung der Transportrichtung TR1 erstreckt. Der Gegenreflektor 4111 reflektiert die nicht von den Vorformlingen 3 aufgenommene Heizstrahlung wieder zum Vorformling 3 bzw. den davor und dahinter angeordneten Vorformlingen 3. Zusätzlich ist auf der Seite des Heizelements 4110 ein Rückenreflektor 4112 vorgesehen, welcher ebenfalls die noch nicht von den Vorformlingen 3 aufgenommene Heizstrahlung wieder zum Vorformling 3 bzw. den davor und dahinter angeordneten Vorformlingen 3 reflektiert.
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Außerdem ist unter dem Vorformling 3 ein Reflektorelement 4113 angeordnet, welches ebenfalls die nicht von den Vorformlingen 3 aufgenommene Heizstrahlung wieder zum Vorformling 3 bzw. den davor und dahinter angeordneten Vorformlingen 3 reflektiert.
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Das Reflektorelement 4113 reflektiert die Heizstrahlung insbesondere in Richtung auf den Bodenabschnitt B der zu heizenden Vorformlinge 3. Das Reflektorelement 4113 ist quer zum Rückenreflektor 4112 und zum Gegenreflektor 4111 angeordnet. Quer bedeutet hier, dass die Anordnung des Reflektorelements um bis zu 10° von der exakten Querrichtung abweichen kann.
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Zusätzlich ist ein Bodenheizelement 4115 vorhanden, das zwischen dem Bodenabschnitt B des Vorformlings 3 und dem Reflektorelement 4113 angeordnet ist. In Abhängigkeit von der Länge des Kunststoffvorformlings kann das Bodenheizelement beispielsweise entweder an der Position 4115A oder der 4115B angebracht sein. Dies erfordert nach dem Stand der Technik bei einem Wechsel der Länge der Kunststoffvorformlinge einen Umbau bzw. ein relativ umständliches Verstellen des Bodenheizelements 4115 von der Position 4115A zu 4115B bzw. umgekehrt.
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3 zeigt den Schnitt von 2 durch das erste Heizmodul 411 der ersten Heizstrecke 41 im Fall einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit verstellbarem Bodenheizelement. Auch hier wird der Vorformling von den Heizelementen 4110 erwärmt. Das Bodenheizelement 4115 ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung jedoch an dem Reflektorelement 4113 angeordnet. Das Reflektorelement 4113 kann von der Verstelleinrichtung 50 auf den Vorformling 3 zu oder von diesem weg verstellt werden. Das Bodenheizelement 4115 wird dabei gemeinsam mit dem Reflektorelement 4113 von der Verstelleinrichtung 50 verstellt.
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Auf diese Weise kann die Heizstrahlung besonders effektiv für die Erwärmung von Vorformlingen unterschiedlicher Größe genutzt werden. Indem einerseits das Reflektorelement 4113 relativ nah an den Bodenabschnitt B herangefahren werden kann, wird sichergestellt, dass kaum Heizstrahlung ungenutzt verloren geht. Indem außerdem der Abstand zwischen dem Bodenabschnitt B des Vorformlings 3 und dem Bodenheizelement 4115 veränderbar ist, kann der Bodenabschnitt B besonders gezielt erwärmt werden. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem Bodenabschnitt B und dem Bodenheizelement 4115 bzw. dem Reflektorelement 4113 hinsichtlich der Ausnutzung der Heizstrahlung der Heizelemente 4110 und 4115 optimal eingestellt werden.
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Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform ist das Bodenheizelement 4115 mit einem definierten Abstand auf dem Reflektorelement 4113 angeordnet. Denkbar wäre jedoch auch eine Ausführungsform, bei der das Bodenheizelement 4115 mit einer definierten Tiefe in das Reflektorelement 4113 eingelassen ist.
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Zur weiteren Energieeinsparung können die unteren Heizelemente 4110 bei der Erwärmung von kürzeren Vorformlingen 3 deaktiviert werden, beispielsweise ausgeschaltet oder alternativ weggefahren und ausgeschaltet werden, so dass nur jeweils die Heizelemente 4110 zur Erwärmung der Vorformlinge 3 zum Einsatz kommen, die auch tatsächlich für die Erwärmung der Vorformlinge 3 benötigt werden. Das heißt, die unteren Heizelemente 4110 werden nur bei der Erwärmung eines längeren Vorformlings genutzt, wohingegen sie bei der Erwärmung eines kürzeren Vorformlings nicht genutzt werden.
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4 und 5 zeigen eine Verstelleinrichtung 50 der Blasmaschine 1, mit welcher das Reflektorelement 4113 des Heizmoduls 411 und gemeinsam mit ihm alle anderen Bodenreflektorelemente der Heizmodule 412 bis 417 und 421 bis 427 in ihrer Stellung, insbesondere ihrer Höhe, verstellt werden können. Alternativ kann auch ein einziges, durchgängiges Reflektorelement 4113 in jeder Heizstrecke 41 vorgesehen sein. In 4 und 5 sind zur Vereinfachung der Darstellung nur das Heizmodul 411 der ersten Heizstrecke 41, sein Reflektorelement 4113, das Reflektorelement 4123 des zweiten Heizmoduls 412 der ersten Heizstrecke 41, das Reflektorelement 4133 des dritten Heizmoduls 413 der ersten Heizstrecke 41, das Reflektorelement 4213 des ersten Heizmoduls 421 der zweiten Heizstrecke 42, das Reflektorelement 4223 des zweiten Heizmoduls 422 der zweiten Heizstrecke 42, und das Reflektorelement 4233 des dritten Heizmoduls 423 der zweiten Heizstrecke 42 gezeigt. Das Reflektorelement 4113, das Reflektorelement 4123 und das Reflektorelement 4133 der ersten Heizstrecke 41 werden von zwei Stäben 51 gestützt, die als Gewindespindel ausgeführt sind. Die zwei Stäbe 51 sind eine erste Stützeinrichtung zum Stützen der Reflektorelemente 4113, 4123, 4133 der ersten Heizstrecke 41.
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Die Reflektorelemente 4213, 4223 und 4233 der zweiten Heizstrecke 42 werden von zwei weiteren Stäben 52 gestützt, die ebenfalls als Gewindespindel ausgeführt sind. Die zwei Stäbe 52 sind eine zweite Stützeinrichtung zum Stützen der Reflektorelemente 4213, 4223, 4233 der zweiten Heizstrecke 42. Die Stäbe 51 und 52 bzw. die erste und zweite Stützeinrichtung 51, 52 sind mittels eines um sie gelegten Riemens 53 miteinander und mit einer Antriebseinrichtung 54 gekoppelt. Der Riemen 53 ist eine Kopplungseinrichtung zum Koppeln der ersten und zweiten Stützeinrichtung 51, 52 mit der Antriebseinrichtung 54. Somit bewirkt ein von der Antriebseinrichtung 54 hervorgerufener Antrieb des Riemens 53 eine Drehung der Stäbe 51, 52 um ihre Achse, was eine gemeinsame und synchrone Verstellung aller Reflektorenelemente der Heizmodule der ersten und zweiten Heizstrecke 41, 42 zur Folge hat. Die Reflektorenelemente der Heizmodule der ersten und zweiten Heizstrecke 41, 42 können also zentral verstellt werden. Die Antriebseinrichtung 54 kann beispielsweise eine elektrische, pneumatische oder elektromechanische Stellantriebseinrichtung sein.
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Die Einstellung der Stellung der Reflektorenelemente der Heizmodule 411 bis 417 und 421 bis 427 mittels der Verstelleinrichtung 50 kann eine Bedienperson per Schalter oder Taster eines Bedientableaus der Heizeinrichtung 40 oder der Blasmaschine 1 vornehmen. Das heißt, die Einstellung der Stellung der Bodenreflektoren mittels der Verstelleinrichtung 50 erfolgt automatisch. Vorteilhaft handelt es sich um eine stufenlose Feineinstellung, die somit optimal an jede Länge der Vorformlinge 3 angepasst werden kann.
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Alternativ dazu können die Reflektorenelemente der Heizmodule 411 bis 417 und 421 bis 427 mit der Verstelleinrichtung 50 automatisch eingestellt werden. In diesem Fall wird die Verstelleinrichtung 50 von einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) der Blasmaschine 1 angesteuert. Für die Steuerung der Blasmaschine 1 kann die Steuereinrichtung beispielsweise auf die ermittelten Werte der Bodenreflektor-Erfassungseinrichtung 80 und der Vorformlinglänge-Erfassungseinrichtung 90 zugreifen.
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6 und 7 sind ebenfalls Darstellungen der Verstelleinrichtung 50. Bei diesen Darstellungen wird insbesondere die Stromversorgung des Bodenheizelements 4115 gezeigt. Auf die erneute Darstellung des Heizmoduls 411 wurde aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit verzichtet.
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Anders als bei einer Ausführungsform, die nur ein Reflektorelement 4113 unterhalb des Vorformlings 3 aufweist, benötigt ein Bodenheizelement 4115 eine elektrische Kontaktierung. Diese elektrische Kontaktierung eines Bodenheizelements 4115 erfolgt jedoch bevorzugt nicht wie im Stand der Technik (2) gemeinsam mit den weiteren Heizelementen 4110. Ein Nachteil des in 2 dargestellten Stands der Technik liegt insbesondere darin, dass eine Verstellung des Bodenheizelements 4115 nicht bzw. nur durch umständlichen Umbau erfolgen kann.
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Die Figuren zeigen daher, dass die elektrische Kontaktierung 4116 (vgl. 7) des Bodenheizelements 4115 bevorzugt separat von der Kontaktierung der weiteren Heizelemente 4110 ausgeführt ist. Um eine thermische Belastung der entsprechenden Bauteile einzuschränken, wird die elektrische Kontaktierung 4116 des Bodenheizelements 4115 bevorzugt unter das Reflektorelement 4113 und unter das Bodenheizelement 4115 gelegt. Die elektrische Leitung 4118, die alle Bodenheizelemente 4115, 4125, 4135 etc. mit Strom versorgt, verläuft daher ebenfalls unterhalb der Reflektorelemente 4113, 4123, 4133 etc. Bevorzugt verläuft die elektrische Leitung 4118 im Wesentlichen parallel zur Ebene der Reflektorelement 4113, 4123, 4133 etc.
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Ebenfalls unterhalb der Reflektorelemente verläuft die Kabelführung 4117. Die Kabelführung 4117 führt die elektrische Leitung 4118 ausgehend von der Verstelleinrichtung 50, insbesondere ausgehend von einem der Stäbe 51, zu der Unterseite der Reflektorelemente, unterhalb derer die elektrische Leitung 4118 parallel weitergeführt wird. Die Kabelführung 4117 ist bevorzugt zumindest abschnittsweise flexibel ausgestaltet, so dass die elektrische Leitung 4118 an der Verstelleinrichtung 50 unbeweglich angeordnet sein kann. Durch die Flexibilität der Kabelführung 4117 wird dennoch ermöglich, dass die Reflektorelemente und Bodenheizelemente bei gleichbleibend guter elektrischen Kontaktierung durch die Verstelleinrichtung 50 in ihrer Höhe verstellt werden können.
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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 Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blasmaschine
- 2
- Behälter
- 3
- Vorformling
- 10, 20, 30
- Transporteinrichtungen
- 40
- Heizeinrichtung
- 41
- erste Heizstrecke
- 411,
- 412, 413, 414,
- 415, 416, 417
- Heizmodule der ersten Heizstrecke
- 4110
- weitere Heizelemente
- 4111
- Gegenreflektor
- 4112
- Rückenreflektor
- 4113, 4123, 4133
- Reflektorelemente der Heizmodule 411, 412, 413
- 4115
- Bodenheizelement
- 4115A, 4115B
- Positionen A und B des Bodenheizelements
- 4116
- elektrische Kontaktierung
- 4117
- Kabelführung
- 4118
- elektrische Leitung
- 42
- zweite Heizstrecke
- 421,
- 422, 423, 424,
- 425, 426, 427
- Heizmodule der zweiten Heizstrecke
- 4213, 4223, 4233
- Reflektorelemente der Heizmodule 421, 422, 423
- 43
- Umlenkbereich
- 50
- Verstelleinrichtung
- 51, 52
- Stäbe
- 53
- Riemen
- 54
- Antriebseinrichtung
- 80
- Bodenreflektor-Erfassungseinrichtung
- 90
- Vorformlinglänge-Erfassungseinrichtung
- B
- Bodenabschnitt
- L
- Längsrichtung der Vorformlinge
- TR1, TR2
- Transportrichtungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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