DE60019715T2

DE60019715T2 - Rotations-Blasformmaschine und Werkzeugformen dafür

Info

Publication number: DE60019715T2
Application number: DE60019715T
Authority: DE
Inventors: Paolo Nava
Original assignee: SMI SpA
Current assignee: SMI SpA
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: IT1313996B1; ITMI992418A1; EP1112835B1; DE60019715D1; US6386857B1; EP1112835A3; ES2239949T3; EP1112835A2; ITMI992418A0; ATE294059T1

Description

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.

Claims

Rotations-Blasformmaschine (1) zur Herstellung von Kunststoffgefäßen oder -flaschen (56) ausgehend von Vorformlingen (55), wobei die Maschine unabhängige, motorreduzierende Anordnungen (14, 18, 25, 26) aufweist, die unabhängig gesteuert werden, um jeweils anzutreiben: a) einen Rotatiostisch (9), der mehrere Blasformen (8) stützt, b) (4, 6) zum Führen mehrerer Vorformlinge (55) zu einem Ofen (5) und zur Entnahme der Vorformlinge (55) aus dem Ofen (4), c) eine Förderkette (16) zum Fördern der Vorformlinge (55) in den Ofen (5), und d) sternförmige Elemente (7, 10) zum der Vorformlinge (55) in die Blasformen (8) und zur Entnahme der blasgeformten Flaschen (56) aus den Blasformen (8).
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die motorreduzierenden Anordnungen (14, 18, 25, 26) von einer elektronischen Zentralsteuereinheit unabhängig voneinander gesteuert werden.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Maschine des Weiteren Zahnräder (6) zur Entfernung der Vorformlinge (55) aus dem Ofen aufweist, und dass die Zahnräder (4) und weitere Zahnräder (6) von der gleichen motorreduzierenden Anordnung (14) angetrieben werden.
Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (4) von einem Zahn-(13) zum Antrieb der Zahnräder (4) angetrieben werden.
Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderkette (16) der Vorformlinge von der unabhängigen, motorreduzierenden Anordnung (18) angetrieben wird.
Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichet, dass die Kette (16) Greifdorne (17) zum Greifen der Vorformlinge (55) aufweist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sternförmigen Elemente (7, 10) eine variable Neigung aufweisen und rotierend von den jeweiligen unabhängigen Motoranordnungen (25, 26) angetrieben werden, die mit entsprechen den Untersetzungsgetrieben (27, 28) und Radialwellen (29, 30) versehen sind.
Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die sternförmigen Elemente (27, 10) aus rotierenden Rädern (22, 23) bestehen, die mehrere Greifer (24) aufweisen, die sternförmig auf den Rädern (22, 23) angeordnet sind.
Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass die sternförmigen Elemente (7, 10) Nocken (31, 32) für die Räder aufweisen.
Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (24) einen Hebel (35) und eine Nase (36) aufweisen, die fest in einem Gehäuse (37) angeordnet sind, das darin die Mechanismen aufnimmt, die die Greifer (24) antreiben, wobei die Nocken mit dem Hebel (35) und der Nase (36) zusammenwirken.
Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanismen, die die Greifer (24) antreiben, ein erstes Zahnrad (38) aufweisen, 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.
Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Durchmesser des ersten und des zweiten Rads (38, 39) verringert, so dass eine festgelegte Neigungsvariation der Greifer (24) bereitgestellt wird, wobei die Greifelemente (41) der Greifer von einer kinematischen Kette angetrieben werden, die die Nocken (31, 32, 33, 34), den Hebel (35), die Nase (36) und das erste, zweite und dritte Zahnrad aufweisen.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede motorreduzierende Anordnung jeweils einen elektronischen Servoantrieb aufweist, der durch Glasfasern mit der Zentralsteuereinheit verbunden ist.
Maschine zur Herstellung von Kunststoffgefäßen und -flaschen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasform (8) schwimmend gelagert ist.
Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugform (8) zwei äußere Halbschalen (42, 43) aufweist, wobei eine Schale (42) mit einem feststehenden Gehäuse (43) und die andere Schale (43) mit dem schwimmend gelagerten Gehäuse (45) versehen ist, und wobei im Inneren der Gehäuse (44, 45) jeweils die Halbschalen (46, 47) der gleichen Blasform angeordnet sind.
Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Halbschale in stabilen Position innerhalb des Gehäuses der äußeren Halbschale angeordnet ist, wobei die bewegliche Halbschale beweglich innerhalb des schwimmend gelagerten Gehäuses (45) untergebracht ist.
Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasform (8) im Inneren des schwimmend gelagerten Gehäuses (45) Gegendruckkammern (49, 50, 51) zur Aufnahme von Druckluft aufweist.
Maschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasform (8) mehrere Schlitze (52) zur Aufnahme von Luftdichtungsmitteln und zur Abgrenzung der Gegendruckkammern (49, 50, 51) aufweist.
Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet dass die Blasform (8) auf dem Rotationstisch der Maschine angeordnet ist.
Maschine nach Anspruch 1 zur Herstellung von PET-Flaschen und -Gefäßen.
Maschine nach Anspruch 15 zur Herstellung von PET-Flaschen und – Gefäßen.