DE102019008152A1

DE102019008152A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Behältern aus Kunststoff

Info

Publication number: DE102019008152A1
Application number: DE102019008152.8A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Herklotz; Werner Lesinski
Original assignee: KHS Corpoplast GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Herstellung von Behältern (18) durch Umformung von Vorformlingen (16) aus einem thermoplastischem Kunststoff, wobei die Vorrichtung (10) eine Formeinheit (12) mit einer Vielzahl von Formeinrichtungen (14) zum Formen von Behältern (18) aus Vorformlingen (16), ein mit der Formeinheit (12) in Reihe angeordnetes um eine Drehachse (24, 26) drehbares Transportrad (20) mit einer Vielzahl von an einem Umfang des Transportrads (20) angeordneten Aufnahmeelementen (22) zur Aufnahme und Beförderung von Vorformlingen (16) oder Behältern (18) und eine zwischen dem Umfang und der Drehachse (24, 26) des Transportrads (20) angeordnete und in eine Durchlassstellung und eine Auswurfstellung bringbare Auswahleinheit (28) zum Aussondern eines einzelnen in einem der Aufnahmeelemente (22) angeordneten Vorformlings (16) oder Behälters (18) aufweist, wobei die Auswahleinheit (28) in der Durchlassstellung einen Vorformling (16) oder Behälter (18) in dem Aufnahmeelement (22) belässt und in der Auswurfstellung einen Vorformling (16) oder Behälter (18) aus dem Aufnahmeelement (22) auswirft, wobei die Auswahleinheit (28) ein elektrisches Antriebselement (30) zum Überführen der Auswahleinheit (28) zwischen der Durchlassstellung und der Auswurfstellung aufweist. Mit der Erfindung wird damit eine Vorrichtung (10) zur Herstellung von Behältern (18) bereitgestellt, die kostengünstig, schnell und mit hoher Genauigkeit betrieben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern durch Umformung von Vorformlingen aus einem thermoplastischem Kunststoff.
Behälter aus thermoplastischem Kunststoff können mittels Blasformung oder hydraulischer Formung hergestellt werden. Um große Stückzahlen zu produzieren, werden Rotationsmaschinen genutzt. Dabei wird nacheinander eine Vielzahl von thermisch konditionierten Kunststoff-Vorformlingen mittels eines Transportrads an eine Vielzahl von Formvorrichtungen übergeben, die mit einem Rotorabschnitt der Rotationsmaschine, z.b. einem Blasrad oder einem Füllrad, verbunden sind. In den Formvorrichtungen werden die Vorformlinge zu Behältern geformt. Die Behälter werden aus den Formvorrichtungen an ein weiteres Transportrad übergeben. In dem Transportrad werden die transportierten Produkte auf Fehler geprüft. Dies kann sowohl bei den Vorformlingen als auch bei den Behältern erfolgen. Ergibt die Prüfung, dass der Vorformling bzw. der Behälter Mängel aufweisen, wird der entsprechende Vorformling bzw. Behälter aus dem Transportrad ausgeworfen. Dazu weist das Transportrad eine Selektionseinrichtung auf, die das mangelhafte Produkt aus dem Transportrad entfernt.
Dabei ist bekannt, die Selektionseinrichtung mittels eines pneumatischen Linearantriebs zu betreiben. Dabei besteht jedoch der Bedarf, eine Selektionseinrichtung bereitzustellen, die mit erhöhter Genauigkeit betrieben werden kann.
Weiter ist aus WO 2016/029997 A1 bekannt, mittels einer Sortiereinheit mit einem drehbar gelagerten Auswurfstern, der mehrere Auswurfarme aufweist, die Produkte bei Bedarf aus einem Transportrad auszuwerfen. Die Sortiereinheit ist dabei über dem Transportrad angeordnet und weist eine Drehachse auf, die im Wesentlichen tangential zu der Bewegungsrichtung der Produkte orientiert ist. Es besteht dabei der weitere Bedarf, eine schnellere und kostengünstigere Selektionseinrichtung bereitzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern bereitzustellen, die kostengünstig, schnell und mit hoher Genauigkeit betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der folgenden Beschreibung.
Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Behältern durch Umformung von Vorformlingen aus einem thermoplastischem Kunststoff, wobei die Vorrichtung eine Formeinheit mit einer Vielzahl von Formeinrichtungen zum Formen von Behältern aus Vorformlingen, ein mit der Formeinheit in Reihe angeordnetes um eine Drehachse drehbares Transportrad mit einer Vielzahl von an einem Umfang des Transportrads angeordneten Aufnahmeelementen zur Aufnahme und Beförderung von Vorformlingen oder Behältern und eine zwischen dem Umfang und der Drehachse des Transportrads angeordnete und in eine Durchlassstellung und eine Auswurfstellung bringbare Auswahleinheit zum Aussondern eines einzelnen in einem der Aufnahmeelemente angeordneten Vorformlings oder Behälters aufweist, wobei die Auswahleinheit in der Durchlassstellung einen Vorformling oder Behälter in dem Aufnahmeelement belässt und in der Auswurfstellung einen Vorformling oder Behälter aus dem Aufnahmeelement auswirft, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auswahleinheit ein elektrisches Antriebselement zum Überführen der Auswahleinheit zwischen der Durchlassstellung und der Auswurfstellung aufweist.
Mit der Erfindung wird eine Auswahleinheit für eine Vorrichtung zur Herstellung von Behältern bereitgestellt, die mit einem elektrischen Antriebselement eine hohe Genauigkeit im Betrieb beim Auswerfen von Produkten, d.h. Vorformlingen oder Behältern, aufweist. Weiter ist das elektrische Antriebselement einfach und kostengünstig zu installieren. Die Produkte werden dabei mittels eines Transportrads bewegt, das sich um eine Drehachse dreht. Dabei werden die Produkte in Aufnahmeelementen am Transportrad gehalten. Die Aufnahmeelemente sind entlang eines Umfangs des Transportrads um die Drehachse angeordnet. Die Auswahleinheit mit dem elektrischen Antriebselement ist dabei zwischen der Drehachse und dem Umfang angeordnet. Die Produkte werden von dem Transportrad an der Auswahleinheit vorbei transportiert. Die Prüfung der Produkte erfolgt in Transportrichtung vor der Position der Auswahleinheit am Transportrad. Weiter ist die Auswahleinheit dazu ausgebildet, die Produkte in der Auswurfstellung aus den Aufnahmeelementen von der Drehachse weg aus dem Transportrad zu drücken, wenn die als mangelhaft eingestuften Produkte mittels des Transportrads an der Auswahleinheit vorbei transportiert werden. In der Durchlassstellung lässt die Auswahleinheit die Produkte passieren. Das elektrische Antriebselement bringt dabei die Auswahleinheit von der Durchlassstellung in die Auswurfstellung, wenn ein fehlerhaftes Produkt aus dem Transportrad entfernt werden soll. Mittels des kostengünstigen elektrischen Antriebselements kann die Auswahleinheit auch bei hohen Transportgeschwindigkeiten der Produkte mit hoher Genauigkeit gesteuert und betrieben werden. D.h., dass die Auswahleinheit selbst bei hohen Transportgeschwindigkeiten genau die Produkte auswirft, die als mangelhaft eingestuft wurden und die nicht mangelhaften Produkte durchlässt.
Die Auswahleinheit kann in einem Beispiel mindestens eine Drückkante zum Herausdrücken des Vorformlings oder Behälters aus dem Aufnahmeelement in der Auswurfstellung aufweisen.
Mit der Drückkante kann die Auswahleinheit die Produkte auf einfache Weise aus dem Aufnahmeelement herausdrücken. Dabei drückt die Auswahleinheit das Produkt aus einem Bewegungspfad des Produkts, der durch das Transportrad vorgegeben wird, von der Drehachse des Transportrads weg.
Die Drückkante kann dabei drehbar um eine Drehachse der Auswahleinheit gelagert sein.
Durch die drehbare Lagerung der Drückkante um die Drehachse der Auswahleinheit, kann die Drückkante durch eine Drehbewegung zwischen der Durchlassstellung und der Auswurfstellung überführt werden. Die Drehbewegung kann dabei so ausgebildet sein, dass ein Ende der Drückkante mit der Drehachse der Auswahleinheit verbunden ist und das andere Ende der Drückkante sich um die Drehachse bewegt. Alternativ kann die Drehbewegung so ausgebildet sein, dass die Drückkante sich in ihrer Gesamtheit um die Drehachse der Auswahleinheit bewegt.
Die Drückkante kann an einem sich von der Drehachse der Auswahleinheit weg erstreckendem Rand einer mit dem Antriebselement bewegungsgekoppelten Kufe der Auswahleinheit angeordnet sein.
Die Kufe ist dabei an einem Ende mit der Drehachse der Auswahleinheit verbunden. Der Rand, an dem die Drückkante angeordnet ist, erstreckt sich dabei von der Drehachse weg. Weiter wird die Kufe von dem elektrischen Antriebselement um die Drehachse verschwenkt, sodass der Rand mit der Drückkante in den Bewegungspfad der Produkte am Transportrad eingeschwenkt wird. Dabei transportiert das Transportrad die Produkte entlang des Bewegungspfads auf die Drückkante zu. Dadurch werden die Produkte an die Drückkante gedrückt und aus dem Aufnahmeelement von der Drehachse weg herausbewegt.
Das elektrische Antriebselement kann die Auswahleinheit beim Übergang zwischen der Durchlassstellung und der Auswurfstellung mindestens teilweise in einen Bewegungspfad der von dem Transportrad transportierten Vorformlinge oder Behälter anordnen.
D.h., dass nicht der gesamte Bewegungspfad von der Auswahleinheit blockiert werden muss, um einen Auswurf eines Produkts aus dem Transportrad zu bewirken. Es reicht, wenn das Produkt lediglich leicht aus dem von dem Transportrad vorgegebenen Bewegungspfad abgelenkt wird, um das Produkt aus dem Aufnahmeelement zu entfernen.
Die Vorrichtung kann weiter eine Steuereinheit zum Steuern der Auswahleinheit aufweisen, wobei die Steuereinheit ein Prüfelement zum Prüfen eines Vorformlings oder Behälters aufweist und ein Auswurfsignal ausgibt, wenn das Prüfelement einen Vorformling oder Behälter als mangelhaft einstuft, wobei das elektrische Antriebselement die Auswahleinheit bei Empfang des Auswurfsignals in die Auswurfstellung überführt.
Das elektrische Antriebselement kann die Auswahleinheit von der Auswurfstellung in die Durchlassstellung überführen, wenn der Vorformling oder Behälter aus dem Aufnahmeelement ausgeworfen ist.
Damit wird eine aktive Rückführung der Auswahleinheit von der Auswurfstellung in die Durchlassstellung mittels des elektrischen Antriebselements bewirkt.
Das elektrische Antriebselement kann dabei ein Linearmotor sein.
Die Bewegung des Linearmotors kann dabei mit einer Kurvenscheibe beeinflusst werden, sodass die Steuerung der Auswahleinheit mit einer Kurvenscheibe durchgeführt werden kann. Weiter arbeitet ein Linearmotor verschleißarm und erreicht im Gegensatz zu pneumatischen Antrieben sehr hohe Geschwindigkeiten.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführungsform mittels der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Behältern; und
2a,b eine schematische Darstellung eines Transportrads mit einem Ausführungsbeispiel einer Auswahleinheit.

Die Vorrichtung 10 zur Herstellung von Behältern 18 durch Umformung von Vorformlingen 16 aus einem thermoplastischem Kunststoff wird im Folgenden in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet, wie in 1 dargestellt.
Die Vorrichtung 10 weist dabei eine Formeinheit 12 mit einer Vielzahl von Formeinrichtungen 14 zum Formen von Behältern 18 aus Vorformlingen 16 auf. Die Formeinrichtungen 14 empfangen dabei Vorformlinge 16 und formen diese mittels eines Streckblasverfahrens oder eines hydraulischen Verfahrens in Behälter 18 um. Die Vorformlinge 16 sind dabei thermisch konditioniert, um die korrekte Formung eines Behälters 18 zu erleichtern.
Weiter weist die Vorrichtung 10 ein Transportrad 20 auf, dass um eine Drehachse 24, 26 drehbar gelagert ist. Das Transportrad 20 kann dabei die Vorformlinge 16 zu den Formeinrichtungen 14 transportieren oder die fertig geformten Behälter 18 von den Formeinrichtungen 14 übernehmen und abtransportieren. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 10 jeweils ein Transportrad 20 zum Transportieren von Vorformlingen 16 und ein Transportrad 20 zum Transportieren von Behältern 18. Ein Transportrad 20 weist dabei Aufnahmeelemente 22 auf, die Vorformlinge 16 oder Behälter 18 aufnehmen können. Die Aufnahmeelemente 22 können dabei als Greifer ausgebildet sein, die die Vorformlinge 16 bzw. die Behälter 18 umgreifen. Die Aufnahmeelemente 22 sind dabei entlang eines Umfangs des Transportrads 20 um die Drehachse 24, 26 angeordnet. Dem Transportrad 20, das die Vorformlinge 16 transportiert, werden die Vorformlinge 16 dabei durch eine weitere nicht dargestellte Einheit, z. B. einer Heizeinheit, zugeführt. Das Transportrad 20, das die Behälter 18 transportiert, übergibt die Behälter 18 an eine nachgeschaltete, nicht dargestellte Einheit der Vorrichtung 10.
Die Vorrichtung 10 weist an dem Transportrad 20 weiter eine Auswahleinheit 28 auf, die zwischen der Drehachse 24, 26 und dem Umfang angeordnet ist. Mit der Auswahleinheit 28 können Vorformlinge 16 bzw. Behälter 18, die von dem Transportrad 20 an der Auswahleinheit 28 vorbei transportiert werden, aus dem entsprechenden Aufnahmeelement 22 des Transportrads 20 ausgeworfen werden.
Die Auswahleinheit 28 wird mittels eines elektrischen Antriebselements 30 betrieben. Das elektrische Antriebselement 30 überführt die Auswahleinheit 28 zwischen einer Durchlassstellung und einer Auswurfstellung. In der Durchlassstellung werden Vorformlinge 16 bzw. Behälter 18, die an der Auswahleinheit 28 mit dem Transportrad 20 vorbei transportiert werden, an der Auswahleinheit 28 vorbei gelassen. In der Auswurfstellung werden Vorformlinge 16 bzw. Behälter 18, die an der Auswahleinheit 28 vorbei transportiert werden, von der Auswahleinheit 28 aus dem entsprechenden Aufnahmeelement 22 des Transportrads 20 entfernt. Das elektrische Antriebselement 30 kann dabei ein Linearmotor oder ein Rotor sein.
Die Vorrichtung 10 kann dabei weiter eine Steuereinheit mit einem Prüfelement 36 aufweisen. Die Vorformlinge 16 oder Behälter 18 werden dabei an dem Prüfelement 36 vorbei transportiert. Das Prüfelement 36 ist in Transportrichtung vor der Auswahleinheit 28 angeordnet. Das Prüfelement 36 prüft dabei, ob ein Vorformling 16 oder Behälter 18 mangelhaft ist oder nicht. Wenn der Vorformling 16 oder Behälter 18 als mangelhaft eingestuft wird, wird ein Auswurfsignal von der Steuereinheit an die Auswahleinheit 28 ausgegeben. Wenn die Auswahleinheit 28 das Auswurfsignal empfängt, wirft die Auswahleinheit 28 den nächsten Vorformling 16 bzw. Behälter 18, der an der Auswahleinheit 28 vorbeikommt aus dem entsprechenden Aufnahmeelement 22 des Transportrad 20 aus.
Die 2a und 2b zeigen dabei verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Auswahleinheit am Transportrad 20. Der gerade Pfeil links in den Figuren stellt dabei die Richtung dar, in der die Produkte durch das Transportrad 20 bewegt werden.
In 2a ist das elektrische Antriebselement 30 als Linearmotor ausgebildet. Der Linearmotor schiebt dabei eine Kufe, die drehbar um eine weitere Drehachse 34 der Auswahleinheit 28 gelagert ist, in einen von dem Transportrad 20 definierten Bewegungspfad der Vorformlinge 16 bzw. Behälter 18. In 2a ist die Auswahleinheit 28 dabei in der Durchlassstellung dargestellt. Ein Vorformling 16 bzw. Behälter 18 wird dabei in Pfeilrichtung der 2a mittels des Transportrads 20 bewegt. Wenn das Prüfelement 36 einen mangelhaften Vorformling 16 bzw. Behälter 18 ermittelt, wird die Auswahleinheit 28 nach dem Empfang eines Auswurfsignals in die Auswurfstellung überführt, die in 2b dargestellt ist. Der Linearmotor bewegt dabei eine Drückkante 32 der Auswahleinheit 28 in den Bewegungspfad der Vorformlinge 16 bzw. Behälter 18. Die Drückkante 32 bildet dabei einen Rand der Kufe, die mit einem Ende drehbar an der weiteren Drehachse 34 der Auswahleinheit 28 gelagert ist und mit dem anderen Ende mit einem Schieber des Linearmotors verbunden ist.
Durch das Anordnen der Drückkante 32 in den Bewegungspfad der Vorformlinge 16 bzw. Behälter 18 wird der entsprechende Vorformling 16 bzw. Behälter 18 von dem Transportrad 20 an die Drückkante 32 gedrückt. Die Drückkante 32 lenkt dabei die Kraft, die das Transportrad 20 über die Aufnahmeelemente 22 auf den Vorformling 16 bzw. den Behälter 18 ausübt, von der Drehachse 24, 26 des Transportrads 20 weg. Dadurch wird der Vorformling 16 bzw. Behälter 18 nach außen aus dem Transportrad 20 herausgedrückt.
Nach dem Auswurf des Vorformlings 16 bzw. Behälters 18 zieht der Linearmotor die Kufe zurück in die Durchlassstellung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016/029997 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (10) zur Herstellung von Behältern (18) durch Umformung von Vorformlingen (16) aus einem thermoplastischem Kunststoff, wobei die Vorrichtung (10) eine Formeinheit (12) mit einer Vielzahl von Formeinrichtungen (14) zum Formen von Behältern (18) aus Vorformlingen (16), ein mit der Formeinheit (12) in Reihe angeordnetes um eine Drehachse (24, 26) drehbares Transportrad (20) mit einer Vielzahl von an einem Umfang des Transportrads (20) angeordneten Aufnahmeelementen (22) zur Aufnahme und Beförderung von Vorformlingen (16) oder Behältern (18) und eine zwischen dem Umfang und der Drehachse (24, 26) des Transportrads (20) angeordnete und in eine Durchlassstellung und eine Auswurfstellung bringbare Auswahleinheit (28) zum Aussondern eines einzelnen in einem der Aufnahmeelemente (22) angeordneten Vorformlings (16) oder Behälters (18) aufweist, wobei die Auswahleinheit (28) in der Durchlassstellung einen Vorformling (16) oder Behälter (18) in dem Aufnahmeelement (22) belässt und in der Auswurfstellung einen Vorformling (16) oder Behälter (18) aus dem Aufnahmeelement (22) auswirft, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit (28) ein elektrisches Antriebselement (30) zum Überführen der Auswahleinheit (28) zwischen der Durchlassstellung und der Auswurfstellung aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinheit (28) mindestens eine Drückkante (32) zum Herausdrücken des Vorformlings (16) oder Behälters (18) aus dem Aufnahmeelement (22) in der Auswurfstellung aufweist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drückkante (32) drehbar um eine weitere Drehachse (34) der Auswahleinheit (28) gelagert ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drückkante (32) an einem sich von der weiteren Drehachse (34) der Auswahleinheit (28) weg erstreckendem Rand einer mit dem Antriebselement (30) bewegungsgekoppelten Kufe der Auswahleinheit (28) angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Antriebselement (30) die Auswahleinheit (28) beim Übergang zwischen der Durchlassstellung und der Auswurfstellung mindestens teilweise in einen Bewegungspfad der von dem Transportrad (20) transportierten Vorformlinge (16) oder Behälter (18) anordnet.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) weiter eine Steuereinheit zum Steuern der Auswahleinheit (28) aufweist, wobei die Steuereinheit ein Prüfelement zum Prüfen eines Vorformlings (16) oder Behälters (18) aufweist und ein Auswurfsignal ausgibt, wenn das Prüfelement einen Vorformling (16) oder Behälter (18) als mangelhaft einstuft, wobei das elektrische Antriebselement (30) die Auswahleinheit (28) bei Empfang des Auswurfsignals in die Auswurfstellung überführt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Antriebselement (30) die Auswahleinheit (28) von der Auswurfstellung in die Durchlassstellung überführt, wenn der Vorformling (16) oder Behälter (18) aus dem Aufnahmeelement (22) ausgeworfen ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Antriebselement (30) ein Linearmotor ist.