DE19646365A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Übergabe von Formlingen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übergabe von Formlingen im Bereich einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern aus einem thermoplastischen Material, bei dem ein Vorformling mindestens einer Heizeinrichtung zur Temperierung und mindestens einer Blasstation zur Blasverformung zugeführt wird und bei dem die Formlinge entlang mindestens eines Teiles ihres Transportweges von einem Greifelement gehalten werden.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Übergabe von Formlingen im Bereich einer Einrich­ tung zur Blasformung von Behältern aus einem thermo­ plastischen Material, bei der die Einrichtung zur Blas­ formung eine Heizeinrichtung zur Temperierung von Vorformlingen und mindestens eine Blasstation zur Blas­ verformung der Vorformlinge aufweist und die mit mindestens einem Greifelement versehen ist, das die Vorformlinge entlang mindestens eines Teiles ihres Transportweges innerhalb der Einrichtung zur Blas­ formung haltert.

Derartige Vorrichtungen werden dazu verwendet, Vorform­ linge aus einem thermoplastischen Material, beispiels­ weise Vorformlinge aus PET (Polyethylenterephthalat) innerhalb einer Blasmaschine unterschiedlichen Bearbei­ tungsstationen zuzuführen. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor tempe­ rierte Vorformling durch biaxiale Orientierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird. Der verfahrenstechnische Ablauf bei einer derartigen Expansion des Vorformlings wird in der DE-OS 43 40 291 erläutert. Die Vorrichtung kann ebenfalls dazu verwendet werden, fertig geblasene Behälter aus der Blaseinrichtung zu entnehmen.

Der grundsätzliche Aufbau einer Blasstation zur Be­ hälterformung wird in der DE-OS 42 12 583 beschrieben und Möglichkeiten zur Temperierung der Vorformlinge werden in der DE-OS 23 52 926 erläutert.

Innerhalb der Vorrichtung zur Blasformung können die Vorformlinge sowie die geblasenen Behälter mit Hilfe unterschiedlicher Handhabungseinrichtungen transpor­ tiert werden. Bewährt hat sich insbesondere die Ver­ wendung von Transportdornen, auf die die Vorformlinge aufgesteckt werden.

Die Verwendung von Tragkörpern zur Handhabung der Vorformlinge weist den Vorteil auf, daß die Vorform­ linge mit ihrer Mündung auf ein Kopplungselement des Tragkörpers aufgesteckt werden können und daß während der weiteren Transportbewegungen die verwendeten Trans­ portelemente lediglich auf den Tragkörper und nicht direkt auf den Vorformling einwirken. Hierdurch werden Beschädigungen und Verformungen des durch die Erwärmung weichen Vorformlings vermieden. Darüber hinaus wird ein Materialabtrag durch direkt wirkende Greifelemente, der beispielsweise zu einer Staubentwicklung führen könnte, vermieden.

Die bekannten Tragkörper in Form von Transportdornen weisen eine hohe mechanische Festigkeit und hierdurch bedingt eine hohe Zuverlässigkeit und eine lange Lebensdauer auf. Insbesondere bei einer Verwendung von rotierenden Transporteinrichtungen treten jedoch Flieh­ kräfte auf, die die Handhabungsgeschwindigkeit beein­ trächtigen.

Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen wird beispielsweise in der FR-OS 27 20 679 beschrieben. Ein Spreizdorn, der zur Halte­ rung in einen Mündungsbereich des Vorformlings einführ­ bar ist, wird in der WO 95 33 616 erläutert.

Gemäß dem Stand der Technik ist es nicht in ausreichen­ der Weise möglich, die Eigenschaften eines geringen Gewichtes der Vorrichtung zur Handhabung der Formlinge, eine hohe Betriebssicherheit sowie eine schonende Hand­ habung der Formlinge miteinander zu kombinieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu verbessern, daß bei geringem Baugewicht eine schonende Handhabung der Formlinge gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Formling vor einem Zugriff des Greifelementes von einem Halteelement positioniert wird, relativ zu dem ortsfest ein Positionierelement angeordnet wird, daß relativ zum Greifelement ortsfest ein Ausrichtelement angeordnet wird und daß bei einer Relativbewegung des Greifelementes in Richtung auf den zu ergreifenden Formling das Ausrichtelement relativ zum Positionier­ element und damit auch das Greifelement relativ zum Formling positioniert wird.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu ver­ bessern, daß eine schonende Handhabung der Formlinge bei einem geringen Baugewicht der Vorrichtung unterstützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Greifelement starr mit einem Ausrichtelement ge­ koppelt ist, daß im Bereich eines den Formling tragenden Halteelementes ein Positionierelement ange­ ordnet ist und daß das Ausrichtelement und das Greif­ element relativ zueinander derart angepaßt und relativ zueinander derart angeordnet sind, daß bei einer Rela­ tivbewegung des Greifelementes in Richtung auf das Halteelemente durch Kontakt zwischen dem Ausrichtele­ ment und dem Positionierelement eine Ausrichtung der Greifeinrichtung relativ zum Formling gegeben ist.

Ein typischer Handhabungsvorgang kann dadurch durchge­ führt werden, daß das Greifelement von einem Übergabe­ rad positioniert wird.

Zur Erleichterung von Übergaben des Formlings wird vor­ geschlagen, daß das Greifelement relativ zum Übergabe­ rad in radialer Richtung positionierbar ist.

Gemäß einer Verfahrensvariante ist vorgesehen, daß das Halteelement im Bereich der Blasstation angeordnet wird.

Ebenfalls ist es möglich, daß das Halteelement im Be­ reich der Heizeinrichtung angeordnet wird.

Eine zweidimensionale Positionierung kann dadurch unterstützt werden, daß durch eine sich verjüngende Führung bei einem Zusammenwirken des Ausrichtelementes und des Positionierelementes eine Positionierung quer zu einer Bewegungsrichtung des Greifelementes durchge­ führt wird und daß durch einen wirksam werdenden Anschlag zusätzlich eine Positionierung in Bewegungs­ richtung des Greifelementes erfolgt.

Zur Bereitstellung einer leichtgängigen Justierung wird vorgesehen, daß das Positionierelement rollenartig verwendet wird.

Eine Ausrichtung wird dadurch unterstützt, daß das Aus­ richtelement gabelartig verwendet wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Positionierelement gabelartig verwendet wird.

Angepaßt hierzu ist es zweckmäßig, daß das Ausrichtele­ ment rollenartig verwendet wird.

Ein möglicher Anwendungsfall besteht darin, daß der Formling stehend mit einer Mündung in lotrechter Richtung nach unten orientiert gehandhabt wird.

Insbesondere ist eine Verwendung des Verfahrens auch dadurch charakterisiert, daß der Formling hängend mit einer Mündung in lotrechter Richtung nach oben orien­ tiert gehandhabt wird.

Gemäß einer typischen Durchführung der Behälterformung ist vorgesehen, daß der Formling innerhalb der Blas­ station nach einer erfolgten Übergabe von einer Reck­ stange in Längsrichtung gereckt wird.

Zur Durchführung einer biaxialen Orientierung ist vorgesehen, daß der Formling nach einer erfolgten Übergabe innerhalb der Blasstation von einem unter Druck stehenden Medium expandiert und biaxial orien­ tiert wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrich­ tung zur Blasverformung von thermoplastischen Materialien,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ausrichtelement, das oberhalb eines bei dieser Blickrichtung nicht erkennbaren Greifelementes angeordnet ist,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1 mit zugeordnetem Positionierelement und

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Veranschau­ lichung einer Anordnung des Ausrichtelementes im Bereich eines Formlings und der Zuordnung des Ausrichtelementes zum Greifelement.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform weist die Vorrichtung zur Blasformung von Behältern ein Heizrad (1) und ein Blasrad (2) auf. Zu verarbeitende Vorformlinge werden über eine Zuführschiene (3) in den Bereich einer Wendeeinrichtung (4) geleitet und von Übergaberädern (5, 6, 7) in den Bereich des Heizrades (1) transportiert. Bei dieser Variante werden die Vorform­ linge hängend mit ihren Mündungen nach oben orientiert entlang der Zuführschiene (1) geleitet und von der Wendeeinrichtung (4) um 180° gedreht. Eine Beheizung im Bereich des Heizrades (1) erfolgt hierdurch derart, daß die Vorformlinge stehend mit ihren Mündungen nach unten orientiert sind. Es ist aber ebenfalls denkbar, eine hängende Heizung ohne vorhergehende Wendung der Vor­ formlinge durchzuführen.

Entlang des Heizrades (1) sind Heizeinrichtungen (8) und Kühleinrichtungen (9) angeordnet. Vorzugsweise ist jeweils eine Kühleinrichtung (9) zwischen zwei Heizein­ richtungen (8) angeordnet. Die Heizeinrichtungen (8) beheizen die Vorformlinge mit Hilfe von IR-Strahlung und die Kühleinrichtungen (9) blasen zur Oberflächen­ kühlung ruft auf die Oberflächen der beheizten Vorform­ linge.

Nach Abschluß der Beheizung und Durchlaufen einer Kühl­ strecke werden die temperierten Vorformlinge von einem Übergaberad (10) zum Blasrad (2) transportiert und hier in Formen (11) eingesetzt, die von Blasstationen (12) gehaltert sind. Die Blasstationen (12) sind buchartig aufklappbar und verschließbar. Nach einem Abschluß des Blasvorganges werden fertiggeblasene Behälter aus der Blasstation (12) entnommen und von Übergaberädern (13, 6, 14) einer Ausgabestrecke (15) zugeführt. Bei einer Blasformung der Vorformlinge im Bereich des Blas­ rades (2) mit einer Mündungsorientierung nach unten ist insbesondere daran gedacht, zwischen dem Blasrad (2) und der Ausgabestrecke (15) eine weitere Wendeeinrich­ tung anzuordnen, so daß die geblasenen Behälter hängend im Bereich der Ausgabestrecke (15) transportiert werden können.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Übergaberad (10), das die Vorformlinge in die Blasstationen (12) im Bereich des Heizrades (1) einsetzt. Bei der zugehörigen Ausführungsform ist insbesondere daran gedacht, die Vorformlinge hängend mit ihren Mündungen nach oben orientiert im Bereich der Blasstation (12) zu einem fertigen Behälter zu expandieren. Zur Gewährleistung eines präzisen Einsetzens der Vorformlinge in die Blas­ station (12) sind im Bereich von Übergabearmen (16) des Übergaberades (10) Ausrichtelemente (17) angeordnet. Das Ausrichtelement (17) weist eine gabelartige Zentrieraufnahme (18) auf.

Die Übergabearme (16) bestehen aus einer starr mit dem Übergaberad (10) verbundenen Armbasis (19) und einer teleskopierbaren Armverlängerung (20), die unter anderem das Ausrichtelement (17) trägt. Die Übergabe­ arme (16) sind schwenkwinkelbegrenzt relativ zu einer Armdrehachse (21) drehbeweglich gelagert. Typischer­ weise ist die drehbewegliche Lagerung derartig re­ alisiert, daß lediglich ein leichtes Spiel gegeben ist, das es ermöglicht, im Bereich der Zentrieraufnahme (18) in Umfangsrichtung Ausweichbewegungen von etwa +/- 1 mm durchzuführen. Üblicherweise reicht ein Spiel von +/- 0,5 mm.

In Fig. 2 ist bei dem im wesentlichen horizontal ver­ laufenden Übergaberad (10) zusätzlich ein Montagehilfs­ element (22) angeordnet, das während einer Montage eine Relativbewegung der Armverlängerung (20) zur Armbasis (19) verhindert. Erkennbar ist ebenfalls, daß sich die Zentrieraufnahme (18) in eine der Armdrehachse (21) abgewandte Richtung erweitert, um eine trichterartige Einfädelung zu unterstützen.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 2 bei relativ zum Ausrichtelement (17) gelöstem Montagehilfselement (22) und bei einer derartig eingefahrenen Armverlängerung (20), daß sich relativ zur Darstellung in Fig. 2 das Ausrichtelement (17) weiter an die Armbasis (19) angenähert hat.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein Halteele­ ment (23) zur Fixierung des Formlings im Bereich des Blasrades (2) vorgesehen. Das Halteelement (23) ist in Fig. 3 aufgrund seiner Montageposition nicht erkennbar. Ein dem Halteelement (23) ortsfest zugeordnetes Posi­ tionierelement (24) dient zur Ausrichtung des Ausricht­ elementes (17) bei einer relativen Annäherung. Bei der gemäß Fig. 2 gabelartigen Ausführung des Ausrichtele­ mentes (17) kann das Positionierelement (24) beispiels­ weise als eine Rolle (25) ausgebildet sein. Die Rolle (25) kann beispielsweise als rotationsfähige Hülse aus­ gebildet sein, die von einer Reckstangenführung (26) rotationsfähig gelagert ist. Die Reckstangenführung (26) dient dazu, eine Reckstange (27) zu führen und durch einen Anschlußkolben (28) zur Druckluftleitung in den Bereich des Formlings zu führen.

Zu einer Ermöglichung einer Druckluftversorgung des Formlings weist der Anschlußkolben (28) eine Luftzufuhr (30) sowie diverse Dichtungen (29) auf. Innerhalb des Anschlußkolbens (28) wird die Druckluft durch einen die Reckstange (27) umgebenden Ringspalt (31) geleitet.

Fig. 4 zeigt die Zuordnung der Bauelemente gemäß Fig. 3 in einem anderen Bildausschnitt, der insbesondere auch die Halterung des Formlings (32) verdeutlicht. Der Formling (32) ist im dargestellten Bearbeitungszustand als Vorformling ausgebildet, der zwar zur nachfolgenden biaxialen Orientierung bereits temperiert ist, der je­ doch noch keiner Druckluftbeaufschlagung unterzogen wurde.

Der Formling (32) wird oberhalb der Blasstation (12) von einer Greifeinrichtung (33) gehaltert, die relativ zum Ausrichtelement (17) ortsfest angeordnet ist. Die Greifeinrichtung (33) wird somit vom Übergabearm (16) gemeinsam mit dem Ausrichtelement (17) positioniert.

Zur Höhenpositionierung ist der Anschlußkolben (28) mit einer Führungsrolle (34) versehen, die von einer zuge­ ordneten Kurvensteuerung positionierbar ist.

Der Ausrichtvorgang und damit eine Indexierung wird derart durchgeführt, daß bei einer Bewegung der Greif­ einrichtung (33) gemeinsam mit dem Formling (32) in Richtung auf das Halteelement (23) durch das Positio­ nierelement (24) eine Ausrichtung des Ausrichtelementes (17) erfolgt. Aufgrund der ortsfesten Zuordnung des Ausrichtelementes (17) zu Greifeinrichtung (33) und des Positionierelementes (24) zum Halteelement (23) wird der Vorformling exakt definiert an das Halteelement (23) übergeben. Ein sinngemäß gleicher Ablauf ergibt sich nach einem Aufblasen und Orientieren des Vorform­ lings zum fertigen Behälter, der von einer vergleich­ baren Greifeinrichtung (33) wieder aus der Blasstation (12) entnommen wird. Auch hier wird für eine exakte Positionierung der Greifeinrichtung (33) relativ zum Formling (32) gesorgt, so daß ein Reiben oder Schleifen von Greifbacken der Greifeinrichtung (33) am Material des Formlings (32) vermieden werden kann.

Die Kombination der Greifeinrichtung (33), des Aus­ richtelementes (17), des Halteelementes (23) und des Positionierelementes (24) kann in abgewandelten Aus­ führungsformen an jeder Stelle der Blasmaschine einge­ setzt werden, an der Übergaben des Formlings (32) er­ folgen. Insbesondere kann eine Verwendung auch bei einer Übergabe des Formlings (32) an das Heizrad (1) und beim Übergang des Formlings (32) vom Heizrad (1) zu einer weiteren Übergabeinrichtung erfolgen.

Bei einer konstruktiven Realisierung des Ausrichtele­ mentes (17) und des Positionierelementes (24) kann sowohl die beschriebene Realisierung des Ausrichtele­ mentes (17) als trichterartige Gabel und des Positio­ nierelementes (24) als rollenartiges Teil erfolgen, es ist aber ebenfalls möglich, die Greifeinrichtung (33) mit einer geeignet positionierten Rolle zu versehen, die in ein dem Halteelement (23) zugeordnetes sich ver­ jüngendes Aufnahmeelement eingeführt wird. Ebenfalls sind zu der beschriebenen unmittelbaren mechanischen Ausrichtung der Teile relativ zueinander auch andere Varianten denkbar, beispielsweise eine berührungslose Ausrichtung aufgrund von einwirkenden Magnetfeldern.

Claims (19)

1. Verfahren zur Übergabe von Formlingen im Bereich einer Vorrichtung zur Blasformung von Behältern aus einem thermoplastischen Material, bei dem ein Vorformling mindestens einer Heizeinrichtung zur Temperierung und mindestens einer Blasstation zur Blasverformung zugeführt wird und bei dem die Formlinge entlang mindestens eines Teiles ihres Transportweges von einem Greifelement gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Formling (32) vor einem Zugriff des Greifelementes (33) von einem Halteelement (23) positioniert wird, relativ zu dem ortsfest ein Positionierelement (24) ange­ ordnet wird, daß relativ zum Greifelement (33) ortsfest ein Ausrichtelement (17) angeordnet wird und daß bei einer Relativbewegung des Greifele­ mentes (33) in Richtung auf den zu ergreifenden Formling (32) das Ausrichtelement (17) relativ zum Positionierelement (24) und damit auch das Greif­ element (33) relativ zum Formling (32) positioniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifelement (33) von einem Übergaberad (5, 6, 7, 13, 17) positioniert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Greifelement (33) relativ zum Übergaberad (5, 6, 7, 13, 14) in radialer Richtung positioniert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (23) im Be­ reich der Blasstation (12) angeordnet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (23) im Bereich der Heizeinrichtung (8) angeordnet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine sich verjüngende Führung bei einem Zusammenwirken des Ausrichtele­ mentes (17) und des Positionierelementes (24) eine Positionierung quer zu einer Bewegungsrichtung des Greifelementes (33) durchgeführt wird und daß durch einen wirksam werdenden Anschlag zusätzlich eine Positionierung in Bewegungsrichtung des Greifele­ mentes (33) erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement (24) rollenartig verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtelement (17) gabel­ artig verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierelement (24) gabelartig verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtelement (17) rollenartig verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Formling (32) stehend mit einer Mündung in lotrechter Richtung nach unten orientiert gehandhabt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Formling (32) hängend mit einer Mündung in lotrechter Richtung nach oben orientiert gehandhabt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Formling (32) inner­ halb der Blasstation (12) nach einer erfolgten Übergabe von einer Reckstange (27) in Längsrichtung gereckt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Formling (32) nach einer erfolgten Übergabe innerhalb der Blasstation (12) von einem unter Druck stehenden Medium expan­ diert und biaxial orientiert wird.

15. Vorrichtung zur Übergabe von Formlingen im Bereich einer Einrichtung zur Blasformung von Behältern aus einem thermoplastischen Material, bei der die Ein­ richtung zur Blasformung eine Heizeinrichtung zur Temperierung von Vorformlingen und mindestens eine Blasstation zur Blasverformung der Vorformlinge aufweist und die mit mindestens einem Greifelement versehen ist, das die Formlinge entlang mindestens eines Teiles ihres Transportweges innerhalb der Einrichtung zur Blasformung haltert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Greifelement (33) starr mit einem Ausrichtelement (17) gekoppelt ist, daß im Bereich eines den Formling (32) tragenden Halte­ elementes (23) ein Positionierelement (24) angeord­ net ist und daß das Ausrichtelement (17) und das Greifelement (33) relativ zueinander derart ange­ paßt ausgebildet und relativ zueinander derart an­ geordnet sind, daß bei einer Relativbewegung des Greifelementes (33) in Richtung auf das Halteele­ ment (23) durch Kontakt zwischen dem Ausrichtele­ ment (17) und dem Positionierelement (24) eine Aus­ richtung des Greifelementes (33) relativ zum Formling (32) vorgegeben ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ausrichtelement (17) als sich er­ weiternde Gabel und das Positionierelement (24) als Rolle ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ausrichtelement (17) als rollenartiges Element und das Positionierelement (24) als sich erweiternde Gabel ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Anspruch 15 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß das Greifelement (33) mit einem Anschlag zur Begrenzung eines Bewegungsweges gekoppelt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Anspruch 15 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß im Bereich eines Ein­ griffes des Ausrichtelementes (17) in das Positio­ nierelement (24) ein abnehmendes Spiel zur Durch­ führung einer stetigen Ausrichtung vorgesehen ist.