EP1272331A1 - Verfahren zur temperierung von vorformlingen sowie vorrichtung zur temperierung - Google Patents
Verfahren zur temperierung von vorformlingen sowie vorrichtung zur temperierungInfo
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- EP1272331A1 EP1272331A1 EP01916904A EP01916904A EP1272331A1 EP 1272331 A1 EP1272331 A1 EP 1272331A1 EP 01916904 A EP01916904 A EP 01916904A EP 01916904 A EP01916904 A EP 01916904A EP 1272331 A1 EP1272331 A1 EP 1272331A1
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- translation
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Definitions
- the invention relates to a method for tempering preforms made of a thermoplastic material, the preforms being provided for blow molding in containers, in which the preform is provided with a temperature profile along a circumference, and in which the preforms are guided along at least one heating device along a translation path and are at least temporarily rotated with respect to their longitudinal axes.
- the invention further relates to a device for tempering preforms made of a thermoplastic material, the at least one conveyor line for the preforms and at least one Has heating device and provides the preforms with a temperature profile in the circumferential direction of the preforms, and in which a rotary drive is provided to carry out a rotational movement of the preforms and a translational drive is provided to move the preforms past the heating device.
- Such a method is used, for example, when containers are to be produced whose cross-section deviates from a circular shape.
- the deviation can consist, for example, of producing containers with an oval cross section or, for example, with a triangular or square cross section.
- EP-OS 0 620 099 contains a compilation of methods known from the prior art for the temperature conditioning of preforms.
- this publication also explains how to guide the preform past an alternating arrangement of heating elements and cool areas in such a way that the desired temperature profile is provided by coordinating the distances and the dimensions of the respective heating devices with the translation speed and the rotational speed of the preforms being passed.
- such an arrangement requires an unnecessarily large spatial extension, a large number of parameters have to be matched exactly to one another and an adaptation to different product requirements has proven to be extremely complex.
- DE-OS 196 08 570 describes a method in which a simplified constructional implementation is made possible by a stepwise rotation of the preforms to be provided with the temperature profile.
- DE-OS 197 57 818 explains a method and a device in which the preforms are held by support elements which can be pivoted about cam rollers along a cam track around their respective longitudinal axes and thereby support the application of a temperature profile in the circumferential direction.
- Such a device is particularly suitable for the temperature control of a large number of preforms per heating unit, but here, too, changes in the product requirements cause relatively high changes.
- control of the rotary movement is carried out at least temporarily decoupled from the translation movement and in that the control of the translation movement is carried out in such a way that peripheral regions of the preforms to be heated to a greater temperature face the heating device than peripheral regions of the preforms to be cooled to a longer temperature.
- Another object of the present invention is to construct a device of the type mentioned in the introduction in such a way that the production of containers with different circumferential geometries is facilitated.
- the rotary drive has a control decoupled from the translation drive and in that the control has a setpoint generator for a time-variable setpoint profile of the
- an expedient implementation consists in the fact that at least two preforms are transported clocked at the same time.
- the preforms be rotated while the translation movement is interrupted.
- the rotary movement is at least temporarily superimposed on a translation movement.
- a simple movement control is supported in that the rotary movement is carried out step by step.
- Another variant of the method is that the rotary movement is carried out continuously at least in sections.
- a further increase in the design options when specifying the temperature profile can be achieved in that the rotary movement is carried out with an alternating direction of rotation.
- the preforms are heated essentially from a predeterminable direction.
- a high heating effectiveness can be supported in that the preforms are heated from two directions that are essentially opposite to each other.
- the preforms, carried by a support element, are guided past the heating device.
- a high heating intensity is supported in that the heating device is provided with radiant heaters.
- An easy positioning of the support element can be supported in that the support elements are provided with a guide profile for specifying their respective rotational positioning.
- a high degree of accuracy in specifying the rotational movements can be supported in that the rotary drive is designed as a gear drive.
- a simple mechanical structure is supported in that the rotary drive has a rotating drive element.
- the rotational movement can be supported in that at least one turntable positioned by the rotary drive is arranged along the translation path.
- a division of the translation path into areas in which a rotational movement is carried out and in areas in which no rotational movement is carried out is supported in that at least two turntables are arranged along the translation path, between which a curve segment is positioned.
- the rotary drive is designed as a stepper motor.
- Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. Show it:
- Fig. 1 is a schematic representation of a part of the translation path of the preforms in the area of the heating device with an alternating arrangement of guide rails and turntables for guiding control rollers which are attached to support elements for the preforms.
- FIG. 3 shows a schematic illustration of two heating elements arranged opposite one another with a schematically illustrated positioning of a preform during a cyclical translation movement
- FIG. 5 shows the arrangement according to FIG. 4 when a rotary movement is carried out and simultaneous continuous heating
- FIG. 6 the arrangement according to FIG. 5 during the execution of a second double-sided heating phase
- Fig. 7 shows the arrangement of FIG. 6 when performing a further rotary movement with continuous heating
- FIG. 8 shows the arrangement according to FIG. 7 with a schematically illustrated exit movement of the preform from the area of the heating device.
- FIG. 1 shows a basic illustration of a positioning device (1) which is arranged in the area of a heating section (2) of a blowing device.
- the positioning device (1) consists of cam segments (3) and turntables (4).
- the curve segments (3) and the turntable (4) are each arranged alternately along a translation path (5) of preforms (6) shown in FIG. 2.
- the curve segments (3) and the turntable (4) are provided with guide grooves (7), which are provided for aligning cam rollers (8), which are fastened to support elements (9) for the preforms (6) shown in FIG. 2.
- the turntables (4) have gears which are not visible in FIG. 1 and which cooperate with a toothed belt system, a drive chain or other suitable drive elements.
- the toothed belt (10) is positioned by a rotary drive (11).
- the turntables (4) are provided with markings (12) which are detected by sensors (13). Through the Sensor monitoring of the markings (12) ensures that the turntables (4) are aligned.
- Heating devices (14) can be arranged on both sides or on one side along the translation path (5).
- the heating devices (14) can be provided with IR radiators, for example. In principle, however, other heating elements can also be used, for example HF radiators or blowers for hot air.
- the structure of a preferred embodiment for the support elements (9) results from the vertical sectional view in FIG. 2.
- the support elements (9) are positioned by support elements (15) which are connected to the support elements (9) in the area of support arms (16) via rotary bearings (17, 18).
- the preforms (6) can be slipped onto the support elements (9) in the vertical direction from above.
- the cam roller (8) is laterally offset from a longitudinal axis (19) of the support element (9). This causes a pivoting movement of the support element (9) relative to its longitudinal axis (19) when the cam roller (8) is pivoted.
- the support elements (15) guide the support elements (9) in the vertical direction above the curve segments (3) and the turntable (4) in such a way that the cam roller (8) of the support element (9) is guided in the guide grooves (7).
- cam rollers (8) has advantages in reducing frictional forces.
- the arrangement shown in FIG. 1 is particularly advantageous for preforms (6) which are transported in cycles along the translation path (5).
- the cyclical translation movement is expediently carried out in such a way that the cam rollers (8) are guided within the cam segments (3) during the movement phases and that the cam rollers (8) are positioned in the region of the turntable (4) during the respective rest phases.
- the turntable (4) rotates, the support elements (9) and the preforms (6) held thereby are rotated.
- toothed belt (10) or comparable drive elements act directly on the support elements (9).
- the specific constructive implementation depends on the respective application requirements.
- FIGS. 3 to 8 The implementation of a heating process for generating a temperature profile in the circumferential direction of the preforms (6) is explained in FIGS. 3 to 8.
- the same positioning of the heating section (2) is shown locally, which in this case is provided with two heating devices (14) located opposite one another.
- the preform (6) is first positioned between the two heating devices (14).
- the Positioning is preferably carried out at substantially equal distances from the two heating devices (14).
- the regions of the preform (6) facing the two heating devices are first heated. Because of their lateral positioning facing away from the heating devices (14), the transition areas between the heated zones of the preform (6) initially remain cooler than the areas directly facing the heating devices (14).
- the arrangement of the heating devices (14) opposite one another means that no rotation of the preforms (6) is required to generate a temperature profile in the circumferential direction.
- the rotational movement shown in FIG. 5 makes it possible to influence the temperature distribution in the transition area between the two already heated wall sections of the preform (6). Influencing results from the speed, the course of the speed and the number of revolutions of the preform (6).
- FIG. 6 shows a further heating phase in which, as in the illustration in FIG. 4, there is no rotational movement of the preform (6). 7, the preform (6) is again rotated.
- Direction of rotation can vary depending on generating temperature profile can be specified.
- Fig. 8 shows schematically the continuation of the translation movement of the preform (6) for further transport.
- the preforms (6) can be fed to different heating devices (14) one after the other in order to realize the final temperature profile to be generated.
- the paired arrangement of heating devices (14) supports the generation of symmetrical temperature profiles with a short heating time.
- thermoforming the preform (6) uniformly in advance and then to generate the temperature profile using the movement described. It is also possible to provide a sequence of movements of the preform (6) during rotation such that the temperature profile is reached starting from a cold preform (6) through the respective movement phases.
- thermoplastic materials can be processed in accordance with the described method and with the aid of the described device.
- the preform (6) is initially tempered substantially uniformly in the area to be tempered and then provided with a superimposed temperature profile
- this tempering process is also both in the circumferential direction of the preform (6) and in the longitudinal direction of the preform (6) or combined in both spatial orientations.
- the heat profile in the longitudinal direction is selected in particular so that a high and uniform orientation of the material is achieved in order to ensure both a good resistance of the blown container and a low use of material.
- clamping rings can be used to fix the preforms (6) in the area of the support elements (9).
- the intermittently operated devices are implemented in particular in connection with the implementation of the one-step process, in which the preforms (6) are first injection molded in the area of an injection molding module and transferred to a blow molding module after demolding and a suitable intermediate temperature control. In the area of the blow module, the preforms are then stretched and inflated by the action of compressed air. These process steps lead to a biaxial orientation of the material.
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Abstract
Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Temperierung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material. Die Vorformlinge sind zur Blasformung in Behälter vorgesehen. Die Vorformlinge werden entlang eines Umfanges mit einem Temperaturprofil versehen und während ihrer Temperierung entlang eines Translationsweges an mindestens einer Heizeinrichtung (14) vorbeigeführt. Darüber hinaus werden die Vorformlinge bezüglich ihrer Längsachsen mindestens zeitweise in eine Drehbewegung versetzt. Eine Steuerung der Drehbewegung (8) wird mindestens zeitweilig entkoppelt von der Translationsbewegung durchgeführt. Die Steuerung der Translationsbewegung wird derart durchgeführt, dass heisser zu temperierende Umfangsbereiche der Vorformlinge der Heizeinrichtung länger als kühler zu temperierende Umfangsbereiche der Vorformlinge zugewandt werden. Die Steuerung weist einen Sollwertgenerator für einen zeitlich veränderlichen Sollwertverlauf der Rotationsgeschwindigkeit der Vorformlinge auf.
Description
Verfahren zur Temperierung von Vorformlingen sowie Vorrichtung zur Temperierung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu Temperierung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, wobei die Vorformlinge zur Blasverformung in Behälter vorgesehen sind, bei dem der Vorformling entlang eines Umfanges mit einem Temperaturprofil versehen wird, und bei dem die Vorformlinge entlang eines Translationsweges an mindestens einer Heizeinrichtung vorbeigeführt sowie bezüglich ihrer Längsachsen mindestens zeitweise in eine Drehbewegung versetzt werden.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Temperierung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die mindestens eine Förderstrecke für die Vorformlinge und mindestens eine
Heizeinrichtung aufweist und die vorformlinge mit einem Temperaturprofil in Umfangsrichtung der Vorformlinge versieht, sowie bei der zur Durchführung einer Rotationsbewegung der Vorformlinge ein Rotationsantrieb und zur Vorbeiführung der Vorformlinge an der Heizeinrichtung ein Translationsantrieb vorgesehen sind.
Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise angewendet, wenn Behälter hergestellt werden sollen, deren Querschnitt von einer kreisrunden Form abweicht. Die Abweichung kann beispielsweise darin bestehen, Behälter mit ovalem Querschnitt oder beispielsweise mit dreieckigem oder viereckigem Querschnitt zu produzieren.
Die Herstellung derartiger unrunder Behälter wird bereits in der US 3,775,524 beschrieben. Es erfolgt zunächst eine symmetrische Temperierung der Vorformlinge, anschließend wird die Temperatur in ausgewählten Bereichen selektiv erhöht. Weitere Varianten zur Herstellung von Temperaturprofilen in Umfangsrichtungg des Vorformlings werden ebenfalls in der US 3,632,713, der US 3,950,459 sowie der US 3,892,830 beschrieben. Eine Temperaturkonditionierung durch selektive Abschattung wird in der DE-OS 33 14 106 angegeben .
Aus der US 5,292,243 ist es bekannt, gleichzeitig zwei Vorformlinge einer Temperaturkonditionierung in Umfangsrichtung zu unterziehen. In der EP-OS 0 620 099 findet sich eine Zusammenstellung von aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Temperaturkonditionierung von Vorformlingen.
Insbesondere wird in dieser Druckschrift auch erläutert, den Vorformling derart an einer abwechselnden Anordnung von Heizelementen und kühlen Bereichen vorbeizuführen, daß durch eine Koordinierung der Abstände und der Ausdehnungen der jeweiligen Heizeinrichtungen mit der Translationsgeschwindigkeit und der Rotationsgeschwindigkeit der vorbeigeführten Vorformlinge das gewünschte Temperaturprofil bereitgestellt wird. Eine derartige Anordnung erfordert jedoch eine unnötig große räumliche Ausdehnung, es müssen eine Vielzahl von Parametern exakt aufeinander abgestimmt werden und eine Anpassung an unterschiedliche Produktanforderungen erweist sich als äußerst aufwendig .
In der DE-OS 196 08 570 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem durch eine schrittartige Drehung der mit dem Temperaturprofil zu versehenen Vorformlinge eine vereinfachte konstruktive Realisierung ermöglicht wird. In der DE-OS 197 57 818 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung erläutert, bei denen die Vorformlinge von Tragelementen gehaltert sind, die über Kurvenrollen entlang einer Kurvenbahn koordiniert um ihre jeweiligen Längsachsen herum verschwenkt werden können und hierdurch die Aufbringung eines Temperaturprofils in Umfangrichtung unterstützen. Eine derartige Vorrichtung eignet sich besonders für die Temperierung einer großen Anzahl von Vorformlingen je Heizeinheit, auch hier werden durch Änderungen der Produktanforderungen aber relativ hohe Änderungsaufwendungen verursacht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß mit geringem Änderungsaufwand eine
Anpassung an unterschiedliche Produktanforderungen erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird dadurch erfindungsgemäß gelöst, daß eine Steuerung der Drehbewegung mindestens zeitweilig entkoppelt von der Translationsbewegung durchgeführt wird und daß die Steuerung der Translationsbewegung derart durchgeführt wird, daß heißer zu temperierende Umfangsbereiche der Vorformlinge der Heizeinrichtung länger als kühler zu temperierende Umfangsbereiche der Vorformlinge zugewandt werden.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß eine Produktion von Behältern mit unterschiedlichen Umfangsgeometrien erleichtert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch erfindungsgemäß gelöst, daß der Rotationsantrieb eine vom Translationsantrieb entkoppelte Steuerung aufweist und daß die Steuerung einen Sollwertgenerator für einen zeitlich veränderlichen Sollwertverlauf der
Rotationsgeschwindigkeit der Vorformlinge aufweist .
Durch die Entkopplung der Rotationsbewegung und der Translationsbewegung der Vorformlinge ist es möglich, eine räumlich sehr dichte Anordnung der einzelnen Heizeinrichtungen vorzunehmen und dennoch einen sehr großen Gestaltungsspielraum für die Vorgabe des Temperaturprofils in Umfangsrichtung bereitzustellen. Durch die konkrete Vorgabe des zeitlichen Verlaufes der Rotationsgeschwindigkeit kann sehr exakt ein vorgebenes Temperaturprofil realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, nicht nur relativ scharf begrenzte und
aufeinanderfolgende streifenförmige Bereiche mit höherer und geringerer Temperatur bereitzustellen, sondern auch Übergangszonen zwischen den höher temperierten und den geringer temperierten Bereichen können mit einem genau definierten Temperaturverlauf versehen werden. Ein derartiges Verfahren erweist sich insbesondere bei der Produktion von Behältern mit komplizierten Umfangsgeometrien als vorteilhaft.
Bei der Herstellung von Produktionsanlagen mit geringerer Fertigungskapazität erweist es sich als vorteilhaft, daß die Vorformlinge taktweise an der Heizeinrichtung vorbeigeführt werden.
Bei einer konstruktiven Realisierung von Heizeinrichtungen, die in eine Produktionseinrichtung zur einstufigen Herstellung von Behältern aus Vorformlingen integriert sind, besteht eine zweckmäßige Realisierung darin, daß mindestens zwei Vorformlinge gleichzeitig getaktet transportiert werden.
Zur Vereinfachung der kinematischen Abläufe wird vorgeschlagen, daß eine Drehbewegung der Vorformlinge während einer Unterbrechung der Translationsbewegung durchgeführt wird.
Bei Produktionsanlagen mit größerer Fertigungskapazität ist auch daran gedacht, daß die Drehbewegung mindestens zeitweilig überlagert zu einer Translationsbewegung durchgeführt wird.
Eine einfache Bewegungsteuerung wird dadurch unterstützt, daß die Drehbewegung schrittweise durchgeführt wird.
Eine andere Verfahrensvariante besteht darin, daß die Drehbewegung mindestens abschnittsweise kontinuierlich durchgeführt wird.
Zur Unterstützung einer Herstellung von Behältern mit komplizierter Umfangsgeometrie erweist es sich als zweckmäßig, daß die Drehbewegung mindestens zeitweilig mit einer variablen Umfangsgeschwindigkeit durchgeführt wird.
Eine weitere Erhöhung der Gestaltungsmöglichkeiten bei der Vorgabe des Temperaturprofils kann dadurch erreicht werden, daß die Drehbewegung mit wechselnder Rotationsrichtung durchgeführt wird.
Zur Vorgabe von unsymmetrischen Temperaturprofilen in
Umfangsrichtung erweist es sich als vorteilhaft, daß die Vorformlinge im wesentlichen aus einer vorgebbaren Richtung beheizt werden.
Eine hohe Heizeffektivität kann dadurch unterstützt werden, daß die Vorformlinge aus zwei relativ zueinander im wesentlichen entgegengesetzt verlaufenden Richtungen beheizt werden.
Zur Vermeidung einer mechanischen Beschädigung der Vorformlinge wird vorgesehen, daß die Vorformlinge von einem Tragelement gehaltert an der Heizeinrichtung vorbeigeführt werden.
Eine hohe Heizintensität wird dadurch unterstützt, daß die Heizeinrichtung mit Heizstrahlern versehen ist.
Eine leichte Positionierbarkeit des Tragelementes kann dadurch unterstützt werden, daß die Tragelemente zur Vorgabe ihrer jeweiligen Rotationspositionierung mit einem Führungsprofil versehen sind.
Eine hohe Genauigkeit bei der Vorgabe der Rotationsbewegungen kann dadurch unterstütz werden, daß der Rotationsantrieb als ein Verzahnungsantrieb ausgebildet ist.
Ein einfacher mechanischer Aufbau wird dadurch unterstützt, daß der Rotationsantrieb ein umlaufendes Antriebselement aufweist .
Bei der Temperierung von Vorformlingen im Bereich einer Taktmaschine kann die Rotationsbewegung dadurch unterstützt werden, daß entlang des Translationsweges mindestens ein vom Rotationsantrieb positionierter Drehteller angeordnet ist.
Eine Aufteilung des Translationsweges in Bereiche, in denen eine Rotationsbewegung durchgeführt wird und in Bereiche, in denen keine Rotationsbewegung durchgeführt wird, wird dadurch unterstützt, daß entlang des Translationsweges mindestens zwei Drehteller angeordnet sind, zwischen denen ein Kurvensegment positioniert ist .
Eine einfache und zugleich genaue Steuerbarkeit wird dadurch unterstützt, daß der Rotationsantrieb als ein Servoantrieb ausgebildet ist .
Insbesondere ist daran gedacht, daß der Rotationsantrieb als ein Schrittmotor ausgebildet ist .
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles des Translationsweges der Vorformlinge im Bereich der Heizeinrichtung mit einer abwechselnden Anordnung von Führungsschienen und Drehttellern zur Führung von Steuerrollen, die an Tragelementen für die Vorformlinge befestigt sind.
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch ein Tragelement für die Vorformlinge,
Fig. 3 eine schematische Darstellung von zwei einander gegenüberliegend angeordneten Heizelementen mit schematisch dargestellter Positionierung eines Vorformlinges bei einer taktweisen Translationsbewegung,
Fig. 4 die Anordnung gemäß Fig. 3 während eines Beginns einer ersten doppelseitigen Heizphase,
Fig. 5 die Anodnung gemäß Fig. 4 bei der Durchführung einer Drehbewegung und gleichzeitiger kontinuierlicher Aufheizung,
Fig . 6 die Anordnung gemäß Fig . 5 während der Durchführung einer zweiten doppelseitigen Heizphase,
Fig. 7 die Anordnung gemäß Fig. 6 bei der Durchführung einer weiteren Drehbewegung mit kontinuierlicher Aufheizung
u n d
Fig. 8 die Anordnung gemäß Fig. 7 mit schematisch dargestellter Austrittsbewegung des Vorformlinges aus dem Bereich der Heizeinrichtung .
Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Positioniereinrichtung (1) , die im Bereich einer Heizstrecke (2) einer Blaseinrichtung angeordnet ist. Die Positioniereinrichtung (1) besteht aus Kurvensegmenten (3) und Drehtellern (4). Die Kurvensegmente (3) und die Drehteller (4) sind jeweils abwechselnd entlang eines Translationsweges (5) von in Fig. 2 dargestellten Vorformlingen (6) angeordnet. Die Kurvensegemente (3) und die Drehteller (4) sind mit Führungsnuten (7) versehen, die zur Ausrichtung von Kurvenrollen (8) vorgesehen sind, die an in Fig. 2 dargestellten Tragelementen (9) für die Vorformlinge (6) befestigt sind.
Die Drehteller (4) weisen in Fig. 1 nicht erkennbare Verzahnungen auf, die mit einem Zahnriemensystem, einer Antriebskette oder anderen geeigneten Antriebselementen zusammenwirken. Der Zahnriemen (10) wird von einem Rotationsantrieb (11) positioniert.
Die Drehteller (4) sind bei der dargestellten Ausführungsform mit Markierungen (12) versehen, die von Sensoren (13) erfaßt werden. Durch die
Sensorüberwachung der Markierungen (12) wird für eine vorgesehene Ausrichtung der Drehteller (4) gesorgt.
Entlang des Translationsweges (5) können beidseitig oder einseitig Heizeinrichtung (14) angeordnet werden. Die Heizeinrichtungen (14) können beispielsweise mit IR-Strahlern versehen sein. Grundsätzlich sind aber auch andere Heizelemente verwendbar, beispielsweise HF- Strahler oder Gebläse für Heißluft.
Aus der Vertikalschnittdarstellung in Fig. 2 ergibt sich der Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform für die Tragelemente (9) . Die Tragelemente (9) werden von Halterungselementen (15) positioniert, die im Bereich von Halterungsarmen (16) über Rotationslager (17,18) mit den Tragelementen (9) verbunden sind. Bei der dargestellten Ausführungsform können die Vorformlinge (6) in lotrechter Richtung von oben auf die Tragelemente (9) aufgesteckt werden. Die Kurvenrolle (8) ist seitlich versetzt zu einer Längsachse (19) des Tragelementes (9) positioniert. Hierdurch wird bei der Verschwenkung der Kurvenrolle (8) eine Schwenkbewegung des Tragelementes (9) relativ zu seiner Längsachse (19) verursacht .
Die Halterungselemente (15) führen die Tragelemente (9) derart in lotrechter Richtung oberhalb der Kurvensegmente (3) und der Drehteller (4) , daß die Kurvenrolle (8) des Tragelementes (9) in den Führungsnuten (7) geführt ist. Alternativ ist es grundsätzlich auch möglich, im Bereich des Tragelementes (9) eine Vertiefung anzuordnen, in die die Kurvensegmente (3) und die Drehteller (4) mit entsprechenden Profilierungen eingreifen. Im Hinblick
auf eine Verminderung von Reibkräften hat die Verwendung von Kurvenrollen (8) jedoch Vorteile.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist insbesondere für taktweise entlang des Translationsweges (5) transportierte Vorformlinge (6) von Vorteil. Zweckmäßigerweise erfolgt die taktweise Translationsbewegung dabei derartig, daß während der Bewegungsphasen die Kurvenrollen (8) innerhalb der Kurvensegmente (3) geführt sind und daß während der jeweiligen Ruhephasen eine Positionierung der Kurvenrollen (8) im Bereich der Drehteller (4) realisiert ist. Bei einer Rotationsbewegung der Drehteller (4) wird hierdurch eine Rotationsbewegung der Tragelemente (9) und der hiervon gehalterten Vorformlinge (6) durchgeführt.
Alternativ zu einer Verwendung von Drehtellern (4) ist es auch möglich, den Zahnriemen (10) oder vergleichbare Antriebselemente unmittelbar auf die Tragelemente (9) einwirken zu lassen. Die konkrete konstruktive Realisierung erfolgt in Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden Anwendungsanforderungen .
Die Durchführung eines Heizvorganges zur Erzeugung eines Temperaturprofils in Umfangsrichtung der Vorformlinge (6) wird in Fig. 3 bis Fig. 8 erläutert. In allen Figuren ist hierbei örtlich die gleiche Positionierung der Heizstrecke (2) dargestellt, die in diesem Fall mit zwei zueinander gegenüberliegenden Heizeinrichtungen (14) versehen ist.
Gemäß Fig. 3 wird der Vorformling (6) zunächst zwischen den beiden Heizeinrichtungen (14) positioniert. Die
Positionierung erfolgt dabei vorzugsweise mit im wesentlichen gleichen Abständen zu den beiden Heizeinrichtungen (14) .
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 werden zunächst die den beiden Heizeinrichtungen zugewandten Bereiche des Vorformlinges (6) beheizt. Aufgrund ihrer den Heizeinrichtungen (14) abgewandten seitlichen Positionierung bleiben die Übergangsbereiche zwischen den beheizten Zonen des Vorformlings (6) zunächst kühler als die direkt den Heizeinrichtungen (14) zugewandten Bereiche. Grundsätzlich ist durch die dargestellte einander gegenüberliegende Anordnung der Heizeinrichtungen (14) keine Rotation der Vorformlinge (6) zur Erzeugung eines Temperaturprofils in Umfangsrichtung erforderlich. Die in Fig. 5 dargestellte Rotationsbewegung ermöglicht es jedoch, die Temperaturverteilung im Übergangsbereich zwischen den beiden bereits beheizten Wandungsabschnitten des Vorformlings (6) zu beeinflussen. Die Beeiflussung ergibt sich aufgrund der Geschwindigkeit, des Geschwindigkeitsverlaufes sowie der Anzahl der Umdrehungen des Vorformlings (6) .
Fig. 6 zeigt eine weitere Heizphase, bei der wie bei der Darstellung in Fig. 4 keine Rotationsbewegung des Vorformlings (6) erfolgt. Gemäß Fig. 7 erfolgt erneut die Durchführung einer Rotationsbewegung des Vorformlings (6) .
Die in Fig. 5 und Fig. 7 eingezeichnete gleiche
Rotationsrichtung stellt lediglich ein
Ausführungsbeispiel dar. Die jeweilige
Rotationsrichtung kann in Abhängigkeit vom zu
erzeugenden Temperaturprofil vorgegeben werden. Insbesondere ist es auch möglich, während der Rotationsphasen nicht nur Drehbewegungen mit variabler Geschwindigkeit, sondern auch mit sich ändernden Rotationsrichtungen durchzuführen.
Fig. 8 zeigt schematisch die Fortsetzung der Translationsbewegung des Vorformlings (6) zur Weiterbeförderung. In Abhängkeit von der zur Verfügung stehenden Heizleistung und der zur Verfügung stehenden Heizdauer können die Vorformlinge (6) nacheinander unterschiedlichen Heizeinrichtungen (14) zugeführt werden, um das zu erzeugende endgültige Temperaturprofil zu realisieren.
Ein vergrößerter Freiraum bei der Vorgabe des Temperaturprofils ergibt sich bei der Anordnung von Heizeinrichtungen (14) ohne die in Fig. 3 bis Fig. 8 dargestellte gegenüberliegende paarweise Anordnung von Heizeinrichtungen (14) . Die paarweise Anordnung von Heizeinrichtungen (14) unterstützt die Erzeugung von symmetrischen Temperaturprofilen bei kurzer Heizzeit. Bei komplizierten Umfangsgeometrien der zu erzeugenden Behälter ist es aber auch möglich, bei lediglich einseitiger Strahlungsbeaufschlagung der Vorformlinge (6) durch die Anwendung der entkoppelten Translationsbewegung und Rotationsbewegung unsymmetrische Temperaturprofile in einem relativ weiten Gestaltungsspielraum zu genieren.
Beispielsweise ist es auch möglich, den Vorformling (6) zunächst vorab gleichmäßig zu temperieren und anschließend mit Hilfe der beschriebenen Bewegung das Temperaturprofil zu erzeugen. Ebenfalls ist es möglich,
einen Bewegungsablauf des Vorformlings (6) bei der Rotation derart vorzusehen, daß ausgehend von einem kalten Vorformling (6) durch die jeweiligen Bewegungsphasen das Temperaturprofil erreicht wird.
Grundsätzlich können beliebige thermoplastische Kunststoffe gemäß dem beschriebenen Verfahren und mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung verarbeitet werden. Insbesondere ist es beispielsweise möglich, Vorformlinge aus Polypropylen oder aus Polyethylenterephthalat zu verarbeiten.
Im Hinblick auf die diversen beschriebenen Möglichkeiten zur Temperierung des Vorformlings (6) , bei denen der Vorformling (6) zunächst im zu temperierenden Bereich im wesentlichen gleichmäßig temperiert und anschließend mit einer überlagerten Temperturprofilierung versehen wird, ist ergänzend zu vermerken, daß auch dieses Temperierungsverfahren sowohl in Umfangsrichtung des Vorformlings (6) als auch in Längsrichtung des Vorformlings (6) oder kombiniert in beiden räumlichen Orientierungen angewendet werden kann. Die Wärmeprofilierung in Längsrichtung wird darüber insbesondere so gewählt, daß eine hohe und gleichmäßige Orientierungg des Materials erreicht wird, um sowohl ein gute Widerstandsfähigkeit des geblasenen Behälters als auch einen geringen Materialeinsatz gewährleisten zu können.
Alternativ oder ergänzend zu einer Beeinflussung der
Rotationsgeschwindigkeit und der Anzahl der durchgeführten Umdrehungen ist es zur Vorgabe des
Temperaturprofils in Umfangrichtung auch möglich, die
Intensität der jeweiligen Wärmebeaufschlagung und die
Ansteuerung einer Mehrzahl in lotrechter Richtung übereinander angeordneter Heizelemente zu beeinflussen. Zur Fixierung der Vorformlinge (6) im Bereich der Tragelemente (9) können beispielsweise Spannringe verwendet werden.
Durch die erläuterten Möglichkeiten zur Vorgabe des Temperaturprofils in Umfangrichtung durch die Steuerung der Rotationsbewegung der Vorformlinge und ebenfalls durch die Steuerung der Heizintensität sowie die Ansteuerung einzelner Heizstrahler in lotrechter Richtung übereinander ist es möglich, durch Einstellungen im Bereich einer Bedieneinrichtung ohne Umbauarbeiten im Bereich der Maschine beispielsweise von einer Beheizung zur Herstellung von ovalen Flaschen auf eine kontinuierliche Heizung umzuschalten.
Die Realisierung von taktweise betriebenen Einrichtungen erfolgt insbesondere im Zusammenhang mit der Durchführung des Einstufenverfahrens, bei dem zunächst im Bereich eines Spritzgußmoduls die Vorformlinge (6) spritzgußtechnisch hergestellt und nach einer Entformung und einer geeigneten Zwischentemperierung zu einem Blasmodul übergeben werden. Im Bereich des Blasmoduls werden die Vorformlinge dann gereckt und durch Drucklufteinwirkung aufgeblasen. Diese Verfahrensschritte führen zu einer biaxialen Orientierung des Materials .
Claims
1. Verfahren zur Temperierung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, wobei die Vorformlinge zur Blasformung in Behälter vorgesehen sind, bei dem der Vorformling entlang eines Umfanges mit einem Temperaturprofil versehen wird und bei dem die Vorformlinge entlang eines Translationsweges an mindestens einer Heizeinrichtung vorbeigeführt sowie bezüglich ihrer Längsachsen mindestens zeitweise in eine Drehbewegung versetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung der Drehbewegung mindestens zeitweilig entkoppelt von der Translationsbewegung durchgeführt wird und daß die Steuerung der Translationsbewegung derart durchgeführt wird, daß heißer zu temperierende Umfangsbereiche der Vorformlinge (6) der Heizeinrichtung (14) länger als kühler zu temperierende Umfangsbereiche der Vorformlinge (6) zugewandt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge (6) taktweise an der Heizeinrichtung (14) vorbeigeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Vorformlinge (6) gleichzeitig getaktet transportiert werden.
4. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehbewegung der Vorformlinge (6) während einer Unterbrechung der Translationsbewegung durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung mindestens zeitweilig überlagert zu einer Translationsbewegung durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung schrittweise durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung mindestens abschnittsweise kontinuierlich durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung mindestens zeitweilig mit einer variablen Umfangsgeschwindigkeit durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung mit wechselnder Rotationsrichtung durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge im wesentlichen aus einer vorgebbaren Richtung beheizt werden.
11. verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge aus zwei relativ zueinander im wesentlichen entgegengesetzt verlaufenden Richtungen beheizt werden.
12. Verfahren nach einem der beiden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformlinge (6) von einem Tragelement (9) gehaltert an der Heizeinrichtung (14) vorbeigeführt werden.
13. Vorrichtung zur Temperierung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die mindestens eine Förderstrecke für die Vorformlinge und mindestens eine Heizeinrichtung aufweist und die die Vorformlinge mit einem Temperaturprofil in Umfangsrichtung der Vorformlinge versieht sowie bei der zur Durchführung einer Rotationsbewegung der Vorformlinge ein Rotationsantrieb und zur Vorbeiführung der Vorformlinge an der Heizeinrichtung ein Translationsantrieb vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb (11) mindestens zeitweise eine vom Translationsantrieb entkoppelte Steuerung aufweist und daß die Steuerung einen Sollwertgenerator für einen zeitlich veränderlichen Sollwertverlauf der Rotationsgeschwindigkeit der Vorformlinge (6) aufweist .
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (14) mit Heizstrahlern versehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizeinrichtung (14) einseitig entlang des Translationsweges erstreckt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizeinrichtung (14) mindestens bereichsweise zweiseitig entlang des Translationsweges (5) erstreckt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Translationsweges
(5) zur Halterung der Vorformlinge (6) beweglich geführte Tragelemente (9) angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (9) zur Vorgabe ihrer jeweiligen Rotationspositionierung mit einem Führungsprofil versehen sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb
(11) als ein Verzahnungsantrieb ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb (11) ein umlaufendes Antriebselement aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Translationsweges (5) mindestens ein vom Rotationsantrieb (11) positionierter Drehteller (4) angeordnet ist .
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Translationsweges (5) mindestens zwei Drehteller (4) angeordnet sind, zwischen denen ein Kurvensegment (3) positioniert ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb (11) als ein Servoantrieb ausgebildet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb (11) als ein Schrittmotor ausgebildet ist.
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