DE2908122C2 - Verfahren zum Erwärmen von Vorformlingen für das Blasformen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen von Vorformlingen für das Blasformen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem die Vorformlinge durch schrittweises Fördern in einem Heiztunnel entlang mehrerer Infrarotheizkörper erhitzt und mit Luft angeblasen werden, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren zum Erwärmen von Vorformlingen (US-PS 40 76 071) werden die Vorformlinge kontinuierlich durch den Heiztunnel geführt und dabei um ihre Längsachse gedreht, um beim Vorüberwandern an den Infrarotheizkörpern die Erwärmung zu vergleichmäßigen. Außerdem werden die Vorformlinge während des Erwärmens mit Kühlluft angeblasen, um eine bessere Temperaturverteilung in der Wandung des Vorformlings zu erzielen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das bekannte Verfahren so zu gestalten, daß das Erwärmen der Vorformlinge vereinfacht und mit geringerer Strahlungsleistung wirtschaftlicher gestaltet wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Hiernach werden die Vorfonnlinge schrittweise zu aufeinanderfolgenden, mit den Infrarotheizkörpern versehenen einzelnen Heizstationen des HeiztunneJs gefördert, dort angehalten und der Strahlungswärme ausgesetzt Die entgegen der Förderrichtung der Vorformlinge durch den Heiztunnel strömende Luft erwärmt sich beim Durchgang durch den Heiztunnel. Auf diese Weise werden die in den Heiztunnel eintretenden Vorformlinge von dem Luftstrom erwärmt, so daß die Vorformlinge in diesem Teil des Heiztunnels zusätzlich zur Strahlung auch durch die Wärmekonvektion des Luftstroms erwärmt werden, während die sich dem Ende des Heiztunnels nähernden Vorformlinge von dem Luftstrom gekühlt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch Einfachheit, Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit aus. Die Unteransprüche betreffen eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung erläute-t. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer Blasformvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Erwärmen von Vorformlingen und mit einem schrittweise angetriebenen Drehtisch,

Fig.2 eine Schnittansicht der Blasformvorrichtung entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des Drehtisches der Blasformvorrichtung nach F i g. 1 mit einer Antriebseinrichtung,

Fig.4 eine Schnittansicht der Antriebseinrichtung entlang der Linie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 einen vergrößerten Teilschnitt der Erwärmvorrichtung entlang der Linie 5-5 in F i g. 2, gemäß einer anderen Ausführungsform und

F i g. 6 eine schematische Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Blasformvorrichtung nach F i g. 1 in kleinerer Darstellung.

Eine Blasformmaschine 20 enthält einen Drehtisch 21, der in einer waagerechten Ebene auf einer senkrechten Welle 22 drehbar ist. Die Welle 22 ist an einem umlaufenden Rad 23 befestigt, das mit einem Zahnrad 24 des Malteserkreuzgetriebes kämmt. Das Zahnrad 24 ist auf einer Stummelwelle 30 eines Kegelrades 31 gelagert, welches mit einem zweiten Kegelrad 32 kämmt, das auf einer Antriebswelle 33 gelagert ist. Die Antriebswelle 33 ist über eine Reibungsschlupfkupplung 34 mit einem Antriebsmotor 35 verbunden.

Im Betrieb treibt der Antriebsmotor 35 ununterbrochen das Zahnrad 24. Der fortgesetzte Umlauf des Zahnrades 24 dreht das Rad 23 in Uhrzeigerrichtung bis zu einem Bogen von 45°. Im Anschluß an den Vorschub des Rades 23 wird das Rad 23 während des fortgesetzten Umlaufs des Zahnrades 24 jeweils in Stellung gehalten.

Somit dreht das Rad 23 den Drehtisch 21 um Ve einer Umdrehung bei jeder Umdrehung des Zahnrades 24. Die Verweilzeit und die Zeit einer Teilumdrehung wird bestimmt durch die relativen Größen und Formen des Rades 23 und des Zahnrades 24.

Die Schlupfkupplung 34 bildet einen bestimmten Sicherheitsfaktor, da jegliches Anhalten einer Umdrehung der Zahnräder 3t, 32 oder des Malteserkreuzgetriebes oder des Drehtisches 21 einfach die Bewegung des Drehtisches 21 zum Stillstand bringt, während der Antriebsmotor 35 weiterläuft.

Der Drehtisch 21 ist mit acht radial verlaufenden Lagerkonsolen 39 versehen, die an der Oberseite des Drehtisches 21 befestigt sind und radial über den Umfang des Drehtisches 21 hinweg vorstehen. Die Lagerkonsolen 39 tragen jeweils an ihren abgelegenen Enden eine Halterung 40.

Ein Antriebsmotor 51 ist mit Abstand von dem Drehtisch 21 angeordnet und ein endloser Antriebsriemen 52 um an der Halterung 40 angeordneten Kegelscheiben 50 und eine von dem Antriebsmotor 51 angetriebene Antriebsscheibe 53 herumgeführt. Es ist zu beachten, daß der Antriebsriemen 52 nur sechs der acht Kegelscheiben 50 berührt da zwei der Kegelscheiben 50 innerhalb des Umfanges des Antriebsriemens 52 angeordnet, jedoch nicht mit ihm in Berührung sind.

Die gesamte bis dahin beschriebene Antriebsstruktur und der Drehtisch 21 sind auf einer unteren Bodenplatte 55 angeordnet Auf dieser Bodenplatte 55 sind acht Arbeitsstationen gelagert an die jede der Halterungen 40 zu ihrer Zeit herangeführt wird. Die Arbeitsstationen sind mit I bis VIII bezeichnet. Die Arbeitsstationen II bis VII sind jeweils Heizstationen; die Arbeitsstation I ist eine Lade- und Entladestation; die Arbeitsstation VIII ist eine Blasstation.

Die Heizstationen II bis VII sind identisch und werden von einer Metallblechkonstruktion eingeschlossen, die einen Heiztunnel 67 bildet Diese Struktur enthält einen bogenförmigen Lagerträger 56, der jede der Heizstationen II bis VII untergreift und eine auslegerartig nach außen vorstehende Lagerplatte 57 aufweist, die senkrechte Lagerkonsolen 58 trägt Ein Paar nach oben vorstehender Konsolen 59 trägt eine waagerechte Lagerplatte 60, auf welcher eine rechteckige Lagerung 61 mit offenem Boden und mit hochstehenden Säulen 62 und einer oberen Lagerplatte 63 aufgebaut ist. Die innere Säule 62 trägt an ihrem unteren Ende ein Paar Lagerstreben 64, welche eine Lagerplatte 65 parallel zu dem Drehtisch 21 und mit Abstand über ihm halten.

Die Lagerplatte 65 hat einen bogenförmigen Umfang und lagert die ,Innenwand 66 des Hetztunnels 67. Die Außenwand 68 des Heiztunnels 67 wird durch die Lagerkonsolen 58 gelagert, die an der Lagerplatte 57 befestigt sind.

An jeder der Heizstationen II bis VII steht auf nach innen vorstehenden Lagerkonsolen 69, die an jeder der Heizstationen II bis VII angeordnet sind, ein Paar Infrarotheizkörper 70 nach oben vor, die jeweils durch auf den Lagerkonsolen 58 gelagerte Konsolen 71 gehalten werden. Die Infrarotheizkörper 70 sind mit senkrechten öffnungen 72 in den Außenwänden 68 des Heiztunnels 67 ausgerichtet. Auf der Innenseite der Innenwand 66 sind in Fluchtlage mit den öffnungen 72 und den Infrarotheizkörpern 70 Reflektoren 73 aus Metallblech gelagert. An einer oder mehreren der Heizstationen II bis VII sind, wie besonders bei der Heizstation IV dargestellt, obere Heizelemente 75 angeordnet, die von einer Deckenwand 76 zur Überlagerung des Heiztunnels 67 an der bestimmten Station herabhängen.

Der Heiztunnel 67 besitzt eine Deckenwand 76, jedoch keine Bodenwand, um die Bewegung der Halterungen 40 und der darauf getragenen Vorformlinge 19 in den Heiztunnel 67 hinein und durch ihn hindurch zuzulassen. Das Ende 67a des Heiztunnels 67 im Bereiche der Lade- und Entladestation I ist offen. Das andere Ende 77 des Heiz'unnels 67 im Bereiche der Blasstation VIl steht radial über die Begrenzungen der Bodenolatte 55 und dann nach unten zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Quelle unter Druck stehender Luft zum Beispiel einem Gebläse vor. Die Innenwand 66 des Heiztunnels 67 zwischen den Arheitsstationen VII und VIII is* mit einer Öffnung 78 versehen, um den Durchgang eines Vorformlings 19 von der Heizstation VII zur Blasstation VIII zu ermöglichen.

Beim Betrieb der Blasformvorrichtung 20 ist zu

beachten, daß vorgeformte, kalte Voriormlinge 19 auf die Halterung 40 an der Lade- und Entladestation I

in aufgeladen werden. Bei der nächsten Schaltbewegung des Drehtisches 21 bewegt sich der aufgeladene Vorformling 19 von der Station I zu der Heizstation II, der Vorformling 19 tritt in das Ende 67a des Heiztunnels 67 ein und wird durch den Drehtisch 21 in Fluchtlage mit

is den Infrarotheizkörpern 70 an Station II bewegt Der nicht dargestellte blasgeformte Behälter wird während derselben wiederholten Schaltbewegung des Drehtisches 21 fortschreitend von Station VIII nach Station I bewegt Der Behälter wird dann an Station I entfernt und ein frischer, kalter Vorformling 19 auf die Drehscheibe 21 aufgesetzt

Während der kalte Vorformling 19 in den Heiztunnel 67 eintritt berührt die Kegelscheibe 50 den Antriebsriemen 52, und eine Drehbewegung der Antriebsscheibe 53 dreht den Vorformling 19 an der Heizstation II. Der Vorformling 19 wird dann von der Heizstation II jeweils zu den Heizstationen III bis VII weitergeschaltet, an jeder dieser Heizstationen durch die Infrarotheizkörper 70 und die Heizelemente 75 erwärmt. An jeder Station

jo wird der Vorformling 19 mit einem der Reflektoren 73 ausgerichtet der jegliche Strahlungswärme von den Infrarotheizkörpern 70, die nicht unmittelbar von dem Vorformling 19 absorbiert wurde, auf den Vorformling 19 zurück reflektiert.

Zur gleichen Zeit wird Luft durch den Heiztunnel 67 eingeführt, und diese Luft erwärmt sich beim Durchgang von der Heizstation VII zu den aufeinanderfolgenden Stationen, um an dem Tunnelende 67a auszutreten. Die Vorformlinge 19 werden in der erwärmten Luft durch Konvektion wie auch durch direkte Übertragung von den Infrarotheizkörpern 70 thermisch konditioniert Der Ausdruck Wärmen/Kühlen oder der Ausdruck »thermisch konditioniert« wird verwendet in Verbindung mit dem Luftstrom, da cie Luft anfänglich einen kalten Vorformling 19 an Station II erwärmen und einen heißen Vorformling 19 an der Heizstation VII kühlen kann. In jedem Fall erhöht der Luftstrom erheblich die Wärmestabilität. Während der Zeitspanne, in welcher die Vorformlinge 19 von einer Station zur nächsten

so weitergeschaltet werden, werden die Vorformlinge 19 nicht durch Übertragung erwärmt, sondern sie werden weiter erwärmt oder gekühlt durch Konvektion aus der heißen Luft. Ferner wird die Luft durch die erwärmten Reflektoren 73 erwärmt, selbst wenn sich ein Vorformling 19 nicht in Stellung befindet, so daß die Erwärmung der Luft recht wirksam und ununterbrochen ist. Die Vorformlinge 19 werden fortlaufend durch Konvektion und intermittierend durch Übertragung erwärmt/gekühlt.

Nachdem ein Vorformling 19 die Heizstation VII erreicht und dort erwärmt worden ist, bewegt die nr^hste Schaltbewegung des Drehtisches 21 den Vorformling 19 durch die öffnung 78 des Heiztunnels 67 hindurch auf die Blasstation VIII. Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Blasformabschnitte relativ zu einer radialen Ebene der Platte 21 verspannt sind. Der Grund hierfür ist ganz einfach. Der von der Heizstation VII in die Blasstation VIII eintretende Vorformling 19 ist in

der iadialen Abmessung kleiner als der aus der Blasstation VIII austretende und zur Entladestation 1 weiterbewegte geblasene Behälter. Durch das Verspannen der Formen wird ein vergrößerter lichter Raum für die Entfernung des Behälters auf Kosten des lichten Raumes für den Eintritt des Vorformlings 19 erreicht.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 sind Heizplatten 140 zwischen den Infrarotheizkörpern 70 und dem Vorformling 19 angeordnet. Die Heizplatten 140 haben die Form getrennter Platten, die in Schlitzen 142 der Heizplatten 140 angeordnete Bolzen 141, an den Außenwänden 68 des Heiztunnels 67 befestigt sind. Die Heizplatten 140 sind somit in Richtung aufeinander zu und voneinander fort einstellbar, um den Abstand zwischen ihnen zu verändern. Ferner können die einander zugewendeten Kanten 144, die den Raum 143 begrenzen, so geformt sein, daß sie dem Vorformling 19 ein erwünschtes Wärmeprofil verleihen. Es können eine oder mehrere der Heizstationen Il bis VII mit derartigen Heizplatten 140 ausgestattet sein, und die Profile aufeinanderfolgender Heizplatten 140 können nach Wunsch variiert werden. Hierdurch wird es möglich, verschiedene Abschnitte des Vorformlings 19 in verschiedenen Graden zu erwärmen, um ein Strecken und Blasen in eine gewünschte Gestalt zu begünstigen. Obwohl sie den Infrarotheizkörpern 70 direkt ausgesetzt sind, werden die Heizplatten 140 durch die durch den Heiztunnel 67 hindurchströmende Luft gekühlt.

Im folgenden wird eine Beschreibung des Ausfüh-

rungsbeispieles nach Fi g. 6 gegeben. Bei der Bearbeitung bestimmter Kunststoffe, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, kann es wünschenswert sein, aufeinanderfolgende Blasvorgänge mit dem Vorformling 19 durchzuführen, d. h. den Vorformling 19 in eine Vorform vorzublasen und diese Vorform dann zu dem fertigen Behälter aufzublasen.

In F i g. 6 ist ein zweiter Satz Blasformen an der einen Vorblasstation 150 angeordnet. Es wird somit ein Vorformling 19 an den Heizstationen II, III und IV erwärmt, dann bei der Vorblasstation 150 zu einer nicht dargestellten Vorform aufgeblasen und diese Vorform dann an den Heizstationen VI und VII erwärmt, um an der Blasstation VIII zu dem Behälter fertiggeblasen zu werden. Es können entweder die eine oder die andere oder beide dieser Blasstationen mit einer Streckeinrichtung versehen werden.

Um ein Drehen des Vorformlings 19 an der Vorblasstation 150 zu verhindern, kommt eine Leerlaufriemenscheibe 151 zur Anwendung, um den Antriebsriemen 52 aus seiner Berührung mit der Kegelscheibe 50 an der Vorblasstation 150 herauszuziehen, jedoch ohne den Umlauf der Vorformlinge 19 an den Heizstationen II, III, IV, VI und VIl zu unterbrechen. Ferner wird an der Vorblasstation 150 der Heiztunnel 67 unterbrochen und in einem ersten Abschnitt 67fc Luft an die Heizstationen VlI und VI sowie in einem zweiten Abschnitt 67c Luft an die Heizstationen IV, III und II herangeführt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erwärmen von Vorformlingen für das Blasformen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem die Vorformlinge durch schrittweises Fördern in einem Heiztunnel entlang mehrerer Infrarotheizkörper erhitzt und mit Luft angeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen der Vorformlinge stufenweise jeweils beim Anhalten im Bereich der Infrarotheizkörper und das Anblasen der Vorformlinge mittels eines durch den Heiztunnel entgegen der Förderrichtung gerichteten, sich beim Durchgang erwärmenden Luftstromes erfolgt, durch den die Vorformlinge in Förderrichtung im Anfangsbereich des Heiztunnels gewärmt werden.

?. Verrichtung zum Erwärmen von Vorformlingen für das Blasformen von Behältern aus thermoplastischem Kunststoff zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Drehtisch zum Transportieren der Vorformlinge durch einen Heiztunnel, mit einer Einrichtung zum Drehen der Vorformlinge um ihre Längsachse, mit mehreren Infrarotheizkörpern zum Erhitzen der Vorformlinge auf Blasformtemperatur und mit einer Einrichtung zum Einblasen von Luft in den Heiztunnel, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotheizkörper (70) in Förderrichtung der Vorformlinge (19) mit Förderschrittabstand zueinander außerhalb des Heiztunnels (67) vor je einer öffnung (72) in der Außenwand (68) des Heiztunnels (67) angeordnet sind, wobei das Anhalten der Vorformlinge (19) jeweils im Bereich der Infrarotheizkörper (70) erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den öffnungen der Außenwand (68) gegeneinander versiellbare Heizplatten (140) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiztunnel (67) in zwei Abschnitte unterteilt ist, zwischen denen eine Vorblasstation (150) angeordnet ist.