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Die Erfindung betrifft eine Extrusionsblasvorrichtung zur Herstellung von Kunststoffbehältern gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1, insbesondere zur Herstellung von hohlkörperförmigen Kunststoffbehältern.
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Die in der Vergangenheit üblichen Behältnisse aus Weiss- oder Buntblech, aus Glas oder auch aus Keramik werden in zunehmendem Masse von Behältnissen aus Kunststoff abgelöst. Insbesondere für die Verpackung fluider Substanzen, beispielsweise von Getränken, Öl, Reinigungsutensilien, Kosmetika usw., kommen hauptsächlich Kunststoffbehältnisse zum Einsatz. Das geringe Gewicht und die geringeren Kosten spielen sicher eine nicht unerhebliche Rolle bei dieser Substitution. Die Verwendung recyclebarer Kunststoffmaterialien und die insgesamt günstigere Gesamtenergiebilanz bei ihrer Herstellung tragen auch dazu bei, die Akzeptanz von Kunststoffbehältnissen, insbesondere von Kunststoffflaschen, beim Konsumenten zu fördern.
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Die Herstellung von Kunststoffbehältnissen, insbesondere Kunststoffflaschen, beispielsweise aus Polyethylen oder Polypropylen, erfolgt im Extrusionsblasverfahren, insbesondere in einem Schlauchblasverfahren. Dabei wird von einem Extruderkopf ein Kunststoffschlauch extrudiert, in Blasformwerkzeuge eingebracht, über eine Einblasvorrichtung, beispielsweise einen Blasdorn oder eine Blasnadel, durch Überdruck aufgeblasen und durch Kühlung ausgehärtet. Die dafür eingesetzten Extrusionsblasmaschinen besitzen in der Regel wenigstens einen Extruder zur Zuführung des Kunststoffmaterials. Der Ausgang des Extruders ist mit dem Extruderkopf verbunden, an dessen vorzugsweise in der Öffnungsweite regulierbarer Austrittsdüse der ein oder mehrschichtig extrudierte Schlauch austritt. Der extrudierte Schlauch wird an ein Blasformwerkzeug übergeben und innerhalb dessen Kavität mit der Einblasvorrichtung, beispielsweise einem Blasdorn oder einer Blasnadel, aufgeblasen. Beim Aufblasen mit einem Blasdorn wird gleichzeitig der Halsabschnitt der Kunststoffflasche ausgeformt. Mit einer Blasnadel erfolgt nur ein Aufblasen des in die Formkavität eingelegten Kunststoffschlauchs. Der Kunststoffschlauch kann ein- oder mehrschichtig sein, er kann als Schlauch mit Sichtstreifen, Dekorstreifen oder bezogen auf den Umfang mit mehreren, beispielsweise verschiedenfarbigen, Segmenten extrudiert sein.
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Die Blasstation mit der Einblasvorrichtung ist üblicherweise seitlich des Extruderkopfes angeordnet, und das mit dem extrudierten Schlauch beschickte Blasformwerkzeug muss in die Blasstation bewegt werden, wo dann die Einblasvorrichtung, beispielsweise ein Blasdorn, meist von oben in die Blasformkavität eingefahren wird. Für den kontinuierlichen Betrieb sind bei einer Art der bekannten Extrusionsblasmaschinen üblicherweise zwei Blasstationen vorgesehen. Jede Blasstation ist mit einem Blasformwerkzeug ausgestattet. Die Blasstationen sind dabei zu beiden Seiten des Extruders, einander gegenüberliegend angeordnet und weisen Blasformtische mit den Blasformwerkzeugen auf, die abwechselnd unter den Extruderkopf bewegt werden, um den extrudierten Schlauch zu empfangen. Dabei wird das Blasformwerkzeug zum Abholen des Schlauches geöffnet. Nach dem Schließen des Blasformwerkzeugs wird der Schlauch zwischen dem Extrusionskopf und dem Blasformwerkzeug abgetrennt. Danach wird der Blasformtisch wieder in die Blasstation bewegt, wo die Einblasvorrichtung in die Kavität des Blasformwerkzeugs eingefahren und der Schlauch gemäß der Blasformkavität aufgeblasen und danach entnommen wird. Bei Mehrfachextrusionsköpfen und Mehrfachblasformwerkzeugen ist jede Blasstation mit einer korrespondierenden Anzahl von Einblasvorrichtungen ausgestattet, die gemeinsam in die Blasformkavitäten eingefahren werden. Gesamthaft bilden der Extruder mit dem Extruderkopf und die beiden Blasstationen etwa die Form eines T. Dabei stellt der Extruder mit dem Extruderkopf den langen T-Strich dar, während die beiden Blasformtische abwechselnd entlang der kurzen Querstrichhälften unter den Extruderkopf bewegbar sind.
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Es sind auch Extrusionsblasmaschinen bekannt, bei denen eine Anzahl von Blasformwerkzeugen auf einem rotierenden Rad angeordnet ist. Das Rad steht etwa vertikal und führt die Blasformwerkzeuge etwa tangential an den vom Extruderkopf kontinuierlich extrudierten Kunststoffschlauch heran. Kurz vor Erreichen des extrudierten Kunststoffschlauchs wird das herangeführte Blasformwerkzeug geöffnet, um den Schlauch abzuholen. Beim Weiterdrehen des Rads wird das Blasformwerkzeug um den eingelegten Schlauch geschlossen und dieser beim Weiterdrehen schließlich abgeschert. Die Anordnung der Blasformwerkzeuge und die Drehgeschwindigkeit des Rads sind derart gewählt, dass der Schlauch erst abgeschert wird, wenn sich das nachfolgende Blasformwerkzeug um das nächste Schlauchstück geschlossen hat. Der in der Kavität des Blasformwerkzeuges befindliche Schlauch gelangt beim Weiterdrehen des Rades schließlich in die Blasstation, wo er über eine seitlich in das Formwerkzeug eingeführte Einblasvorrichtung gemäß der Blasformkavität aufgeblasen wird. Schließlich wird der aufgeblasene Hohlkörper durch Öffnen aus dem Blasformwerkzeug ausgegeben. Das am rotierenden Rad angeordnete Blasformwerkzeug wird bei der Weiterbewegung wieder geschlossen und wieder an den Extruderkopf herangeführt, um einen weiteren extrudierten Schlauch aufzunehmen.
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Aus der
EP 2 227 369 B1 ist eine Extrusionsblasvorrichtung zur Herstellung von hohlkörperförmigen Kunststoffbehältern, insbesondere von Kunststoffflaschen, bekannt, die einen in einem Geräterahmen angeordneten Extruderkopf mit zumindest einer Extrusionsdüse, eine Blasformwerkzeuganordnung mit zumindest einer Blasformkavität, zumindest eine Einblasvorrichtung und wenigstens eine Trenneinrichtung aufweist. Die Blasformwerkzeuganordnung weist an ihrer der Extrusionsdüse abgewandten Seite eine Mündung auf, durch welche die ebenfalls an der dem Extruderkopf abgewandten Seite der Blasformwerkzeuganordnung angeordnete Einblasvorrichtung in die Formkavität einfahrbar ist. Durch die gewählte Anordnung wird der extrudierte Kunststoffschlauch während des gesamten Herstellungszyklusses eines Behälters gehalten und permanent geführt. Dabei wird der relative axiale Abstand zwischen der Blasformwerkzeuganordnung und dem Extruderkopf verändert. Üblicherweise erfolgte dies durch eine zwangsgeführte axiale Höhenverstellung des Extruderkopfes gegenüber der Blasformwerkzeuganordnung während des Herstellungszyklusses. Die Abtrennung des extrudierten Schlauchs mit dem fertig aufgeblasenen Behälter erfolgt erst, nachdem die Blasformwerkzeuganordnung sich um einen darüber angeordneten Schlauchabschnitt geschlossen hat. Zum Abtrennen ist eine Trenneinrichtung vorgesehen, die gleichfalls auf der der Extrusionsdüse abgewandten Seite der Blasformwerkzeuganordnung angeordnet ist. Bei der axialen Höhenverstellung des Extruderkopfes müssen in relativ kurzen Zeitabschnitten große Massen bewegt werden. Dies resultierte in einem verhältnismäßig großen Energiebedarf. Deshalb schlägt die
EP 2 227 369 B1 vor, den Extruder zusammen mit dem Extruderkopf um eine Drehachse zu verkippen, um den relativen axialen Abstand zu verändern.
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Jedoch kann sich bei Verkippung des Extruders ein Abstand in Bezug auf die Blasformwerkzeuganordnung in einer Richtung parallel zur Längserstreckung des Extruders ändern. Dies kann zu ungewollten Verformungen des extrudierten Kunststoffschlauchs führen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Qualität von mittels einer Extrusionsblasvorrichtung hergestellten Kunststoffbehältern zu verbessern.
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Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einer Extrusionsblasvorrichtung zur Herstellung von Kunststoffbehältern, welche die im kennzeichnenden Abschnitt des Schutzanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Weiterbildungen und/ oder vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Vorrichtungsansprüche.
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Erfindungsgemäß wird eine Extrusionsblasvorrichtung zur Herstellung von Kunststoffbehältern, insbesondere von Kunststoffflaschen, vorgesehen, die umfasst: zumindest einen Extruder zur Extrusion eines Kunststoffmaterials des Kunststoffbehälters, aufweisend einen Extruderkopf, der zumindest eine entlang einer axialen Richtung weisende Extrusionsdüse aufweist; eine Blasformwerkzeuganordnung, aufweisend zumindest eine Blasformkavität; und eine Einblasvorrichtung, die an der dem Extruderkopf abgewandten Seite der Blasformwerkzeuganordnung angeordnet ist und durch eine dort vorgesehen Mündung in die Blasformkavität einfahrbar ist, wobei der Extruderkopf gegenüber der Blasformwerkzeuganordnung in axialer Richtung höhenverstellbar ist, der Extruder an einer Drehachse angelenkt und um diese Drehachse entlang seiner Längserstreckung nach Art einer Wippe kippbar gelagert ist.
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Damit kann die relative axiale Höhenverstellbarkeit in Bezug auf die Blasformwerkzeuganordnung, während sich der extrudierte Schlauch in der Blasformkavität befindet und aufgeblasen wird, durch die Verkippung sichergestellt werden, wobei der konstruktive und steuerungstechnische Aufwand reduziert werden kann. Der Energieaufwand für den Betrieb der Vorrichtung kann gleichfalls verringert werden. Weiterhin können die Vorteile der Extrusionsblasvorrichtung mit relativer axialer Verstellbarkeit des Extruderkopfes relativ zur Blasformwerkzeuganordnung und mit permanenter Führung des extrudierten Kunststoffschlauches während des Herstellungszyklusses erhalten bleiben. Das Extrusionsblasverfahren gemäß
EP 2 227 369 B1 bleibt weiterhin durchführbar. Die Anordnung der Blasformwerkzeuge zwischen dem Extruderkopf und der Einblasvorrichtung bleibt erhalten.
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Durch die kippbare Anlenkung des Extruders ist die relative axiale Abstandsverstellung der Extrusionsdüse von der Blasformwerkzeuganordnung sehr einfach bewerkstelligbar. Der mit dem Extruder verbundene Extruderkopf folgt automatisch der Kippbewegung und wird gegenüber seiner Ausgangsstellung nach oben oder nach unten geschwenkt. Die konstruktive Auslegung der Extrusionsblasvorrichtung kann dadurch vereinfacht werden.
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Vom Stand der Technik insbesondere unterscheidend, weist der Extruder einen relativ beweglichen Abschnitt auf, der in einer die axiale Richtung schneidenden Richtung in Bezug auf die Blasformwerkzeuganordnung relativ beweglich ist, und der Extruder ist zumindest abschnittsweise axial geführt.
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Somit kann ein sich während der Verkippung um die Drehachse einstellender Abstand/Versatz zwischen Extruderkopf, insbesondere der Extrusionsdüse, und der Blasformwerkzeuganordnung durch die relative Beweglichkeit des relativ beweglichen Abschnitts kompensiert werden, wobei durch die axiale Führung eine reine Axialbewegung zumindest eines Abschnitts des Extruders sichergestellt werden kann. Dies erlaubt eine sehr genaue Führung des Kunststoffschlauchs selbst während der axialen Verstellbarkeit. Die Fertigungsgenauigkeit der Kunststoffbehälter kann so gesteigert werden.
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Der axial geführte Abschnitt des Extruders kann gelenkig an eine Führungseinrichtung gekoppelt sein.
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Der relativ bewegliche Abschnitt ist also insbesondere während der Verkippung um die Drehachse in der die axiale Richtung schneidenden Richtung relativ beweglich.
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Die relative Bewegung kann, insbesondere konstant, translatorisch entlang einer die axiale Richtung schneidenden Richtung erfolgen.
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Der relativ bewegliche Abschnitt kann die relative Bewegung geführt durchführen.
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Insbesondere kann der Extruder den relativ beweglichen Abschnitt bilden.
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Dadurch kann der gesamte Extruder als Einheit bewegt werden. Das vereinfacht die Konfiguration. Zudem kann der Einfluss auf die Extrusion gering gehalten werden.
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Die Höhenverstellung der Extrusionsdüse kann also durch eine kombinierte Kippbewegung und Bewegung entlang der die axiale Richtung schneidenden Richtung des Extruders sichergestellt werden.
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Dabei kann die Drehachse fest am Extruder vorgesehen sein und in der die axiale Richtung schneidenden Richtung relativ beweglich zur Blasformwerkzeuganordnung vorgesehen sein.
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Auf diese Weise kann die relative Beweglichkeit des gesamten Extruders in der die axiale Richtung schneidenden Richtung einfach realisiert werden. Beispielsweise kann der Extruder eine Welle aufweisen, deren Achse die Drehachse bildet, und die Welle kann in einem Langloch geführt werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die die axiale Richtung schneidende Richtung parallel zur Längserstreckung des Extruders verläuft.
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Auch dadurch kann die Konfiguration vereinfacht werden, da die Anzahl der Vorzugsrichtungen der Extrusionsblasvorrichtung nicht erhöht werden muss. Insbesondere kann die die axiale Richtung schneidende Richtung eine horizontale Richtung sein.
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Weiterhin kann der Extruderkopf, insbesondere die Extrusionsdüse, in axialer Richtung geführt sein.
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Somit kann durch die Verkippung und die gleichzeitige relative Beweglichkeit des relativ beweglichen Abschnitts eine reine axiale Bewegung des Extruderkopfs relativ zur Blasformwerkzeuganordnung sichergestellt werden. Die Fluchtung von Extruderkopf und Blasformwerkzeuganordnung kann somit beibehalten werden.
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Der axial geführte Abschnitt kann dabei gelenkig an eine Führungseinrichtung gekoppelt sein.
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Der axial geführte Abschnitt befindet sich vorteilhafterweise auf einer Seite des Extruderkopfs in Bezug auf die Drehachse.
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Der axial geführte Abschnitt, also insbesondere Extrusionsdüse und/oder Extrusionskopf, kann gelenkig am Extruder vorgesehen sein.
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Es ist vorteilhaft, wenn die relative Bewegung selbstauslösend ist.
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Somit muss kein weiterer Antrieb für die relative Bewegung des relativ beweglichen Abschnitts vorgesehen werden.
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Damit auch Kunststoffbehälter mit großen Bauhöhen problemlos mit der Extrusionsblasvorrichtung herstellbar sind, kann der Extruder und seine Drehachse zudem höhenverstellbar angeordnet sein.
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Dadurch können auch höher gebaute Blasformwerkzeuganordnungen unter der Extrusionsdüse des Extruderkopfes angeordnet werden.
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Zweckmäßigerweise ist der Extruder im Bereich des Extruderkopfes mit einer Hebeeinrichtung verbunden.
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Mittels dieser Hebeeinrichtung, beispielsweise einem Kettentrieb, ist die Kippbewegung des Extruders sehr einfach und energiesparend durchführbar. Bei einer selbstauslösenden relativen Bewegung kann die Hebeeinrichtung auch die relative Bewegung in der die axiale Richtung schneidenden Richtung auslösen.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Extrusionsdüse bzw. ihre Mündung bei horizontaler Ausrichtung des Extruders auf der gleichen Höhe angeordnet ist wie die Drehachse.
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Somit kann die Konfiguration weiter vereinfacht werden, und die Bewegung des relativ beweglichen Abschnitts begrenzt werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Extruderkopf im Bereich der Extrusionsdüse einen maximalen Hub von bis zu + 200 mm beschreibt. Dieser Hub reicht aus, um das Extrusionsblasverfahren mit nur einer einzigen Blasformwerkzeuganordnung und permanenter Führung des extrudierten Schlauchs gemäß dem beispielsweise in der
WO 2004/078457 A1 beschriebenen Prinzip durchführen zu können.
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Die Drehachse kann derart entlang der Längserstreckung des Extruders vorgesehen sein, dass ein Schwerpunkt des Extruders bei maximal vorgesehener Auslenkung immer in demjenigen Abschnitt des Extruders verbleibt, der sich von der Drehachse bis zu dem vom Extruderkopf abgewandten Ende des Extruders erstreckt. Bezogen auf den Extruderkopf liegt der Schwerpunkt des Extruders immer hinter der Drehachse.
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Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Gewichtskraft nach oben gerichtet ist. Im Fall eines Versagens der im Bereich des Extruderkopfs angreifenden Hebemittel, beispielsweise eines Kettentriebs, wird der Extruderkopf immer angehoben und kann nicht auf die Blasformwerkzeuganordnung schlagen oder zu einer Klemmung führen. Das Anheben des Extruders wird durch diese Anordnung der Drehachse deutlich erleichtert und benötigt einen geringeren Energieaufwand. Für das Absenken wird ohnehin eine geringere Energie benötigt, da sie ja durch die natürliche Schwerkraft unterstützt wird.
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Der Extruderkopf kann starr am Extruder vorgesehen sein.
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Dadurch wird jede Bewegung zur axialen Verstellung des Extruders unmittelbar auf den Extruderkopf übertragen. Aufwendige gelenkige Verbindungen können entfallen.
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Um eine zusätzliche Höhenverstellbarkeit zu ermöglichen, kann in einer weiteren Ausführungsvariante der Extrusionsblasvorrichtung der Extruder und/oder der Extruderkopf zusätzlich zur wippenartigen Verkippung und der relativen Beweglichkeit des relativ beweglichen Abschnitts auch noch axial höhenverstellbar angeordnet sein. Dadurch können übermäßige Kippbewegungen und Bewegungen in der die axiale Richtung schneidenden Richtung verhindert werden.
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Die Einblasvorrichtung kann ein Blasdorn oder eine Blasnadel sein. Die Verwendung eines Blasdorns hat den Vorteil, dass zugleich mit dem Blasdorn auch der Halsabschnitt der aufgeblasenen Kunststoffflasche ausgebildet und kalibriert wird. Bei Verwendung einer Blasnadel erfolgt nur ein Aufblasen des in die Formkavität eingelegten Kunststoffschlauchs. Blasnadeln kommen beispielsweise auch bei mehreren übereinander angeordneten, miteinander in Verbindung stehenden Formkavitäten zum Einsatz und werden dabei beispielsweise seitlich im Halsbereich der aufzublasenden Flasche zugestellt. Extrusionsblasvorrichtungen können auch mit Kombinationen von Blasdornen und Blasnadeln ausgestattet sein.
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Indem während des Herstellungszyklusses für einen Kunststoffbehälter der mit dem Extruderkopf verbundene Extruder um eine Drehachse wippenartig verkippt und in der die axiale Richtung schneidenden Richtung in Bezug auf die Blasformwerkzeuganordnung relativ bewegt wird, kann die erforderliche axiale Höhenverstellung des Extruderkopfes bzw. der Extrusionsdüse relativ zur Blasformwerkzeuganordnung mit relativ geringem Energie- und Steuerungsaufwand durchgeführt werden, während der Kunststoffbehälter mit hoher Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden kann.
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Der Extruder kann aus einer horizontalen Ausgangsstellung verkippt werden, in der seine Drehachse auf der gleichen Höhe angeordnet ist wie die Extrusionsdüse des Extruderkopfes. Gleichzeitig kann darauf geachtet, dass die Verkippung und relative Bewegung des relativ beweglichen Abschnitts nur zu einem maximalen Hub in axialer Richtung des Extruderkopfes an seiner Extrusionsdüse von bis zu + 200 mm führt.
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Für die Herstellung von Kunststoffbehältern großer Bauhöhe kann eine höher gelegene Ausgangsposition für die Verkippung des Extruders eingestellt werden. Dies erfolgt dadurch, dass der Extruder samt seiner Drehachse angehoben wird. Durch diese einfache Maßnahme können auch Blasformwerkzeuganordnungen mit größeren Bauhöhen unter dem Extruderkopf angeordnet werden und könne übergroße Kippbewegungen verhindert werden.
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Eine weitere Maßnahme, um die horizontale Verschiebung der Extrusionsdüse möglichst klein zu halten, kann darin bestehen, dass der Extruderkopf zusätzlich zur Höhenverstellung infolge Verkippung und relativer Bewegung des relativ beweglichen Abschnitts des Extruders innerhalb eines Rahmens höhenverstellt wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer Extrusionsblasmaschine gemäß der Erfindung;
- 2 ein Schema des Verkippens eines Extruderkopfes bei kleinen Behältergrößen; und
- 3 ein Schema des Verkippens des Extruderkopfes bei Blasformwerkzeuganordnungen mit großen Bauhöhen.
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1 zeigt schematisch die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Komponenten einer gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehenen Extrusionsblasanlage. Die Extrusionsblasanlage umfasst einen Extruder 2, der an seinem einen, vorderen Ende einen starr gekoppelten Extruderkopf 3 aufweist. Der Extruderkopf 3 weist eine oder mehrere Extrusionsdüsen 4 auf. Unterhalb des Extruderkopfes 3 in axialer Richtung ist eine Blasformwerkzeuganordnung 5 angeordnet, die wenigstens eine Blasformkavität 6 aufweist. Üblicherweise entsprechen die Anzahlen der Extrusionsdüsen 4 und der Blasformkavitäten 6 einander. Die dargestellte Blasformkavität 4 mündet an der von der Extrusionsdüse 4 abgewandten Seite der Blasformwerkzeuganordnung 5. Jeder Blasformkavität 6 ist eine Einblasvorrichtung 7, beispielsweise ein Blasdorn, zugeordnet, welche auf die Mündung der Blasformkavität 6 ausgerichtet und an der von der Extrusionsdüse 4 abgewandten Seite der Blasformwerkzeuganordnung 5 angeordnet ist. Die Einblasvorrichtung 7 ist durch die Mündung in die Blasformkavität 6 einfahrbar, um einen eingelegten extrudierten Schlauchabschnitt gemäß der Formkavität 6 zu einem Kunststoffbehälter, beispielsweise zu einer Kunststoffflasche, aufzublasen.
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Die Extrusionsdüse 4, die Blasformkavität 6 in der Blasformwerkzeuganordnung 5 und die Einblasvorrichtung 7 sind axial im Wesentlichen aufeinander ausgerichtet. Während eines Zyklusses zur Herstellung des Kunststoffbehälters wird der relative Abstand zwischen der Extrusionsdüse 4 und der Blasformwerkzeuganordnung 5 verändert. Die Herstellung eines Kunststoffbehälters erfolgt dabei nach dem in der
WO 2004/078457 A1 beschriebenen Prinzip, welche in dieser Hinsicht zum integralen Bestandteil der vorliegenden Gebrauchsmusteranmeldung erklärt wird. Gemäß dem dort beschriebenen Prinzip wird der von der Extrusionsdüse 4 ein- oder mehrschichtig extrudierte Kunststoff schlauch permanent geführt. Die Führung des Kunststoffschlauchs erfolgt dabei durch die Extrusionsdüse 4 und die Blasformwerkzeuganordnung 5 bzw. bei geöffneten Formteilen durch die Extrusionsdüse 4 und die in dem fertig aufgeblasenen Kunststoffbehälter befindliche Einblasvorrichtung 7. Ein Abtrennen des fertig aufgeblasenen Kunststoffbehälters vom extrudierten Kunststoffschlauch erfolgt erst, nachdem sich die Formteile der Blasformwerkzeuganordnung 5 um einen neuen Abschnitt des von der Extrusionsdüse 4 extrudierten Kunststoffschlauchs geschlossen haben. Dabei erfolgt die Trennung an der von der Extrusionsdüse 4 abgewandten Seite der Blasformwerkzeuganordnung 5 mit Hilfe einer dort vorgesehenen, in
1 nicht näher dargestellten Trennvorrichtung.
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Zur Realisierung der axialen Relativbewegung zwischen der Extrusionsdüse 4 und der Blasformwerkzeuganordnung 5 ist der Extruder 2 entlang seiner Längserstreckung an einer Drehachse 9 angelenkt. Durch die gelenkige Lagerung ist der Extruder 2 nach Art einer Wippe um die Drehachse 9 kippbar. Die Kippbewegung wird auf den Extruderkopf 3 mit der Extrusionsdüse 4 übertragen. Dadurch ist der Abstand zwischen der Extrusionsdüse 4 und der darunter angeordneten Blasformwerkzeuganordung 5 veränderbar. Zum Auslösen der Kippbewegung ist der Extruder 2 im Bereich des Extruderkopfes 3 mit einer Hebeeinrichtung 8 verbunden. Beispielsweise handelt es sich bei der Hebeeinrichtung 8 um einen Kettentrieb. Wie es in 1 durch eine strich-punktierte Linie angedeutet ist, befinden sich bei horizontal ausgerichtetem Extruder 2 die Drehachse 9 und die Extrusionsdüse 4 bzw. deren Mündung auf der gleichen Höhe. Von dieser Ausgangsstellung ausgehend ist der Extruder in einem vorgegebenen Ausmaß anheb- oder absenkbar.
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Die Drehachse 9 ist derart entlang der Längserstreckung des Extruders 2 angeordnet, dass ein Gesamtschwerpunkt G des Extruders 2 in einem rückwärtigen Abschnitt 22 des Extruders 2 angeordnet ist, der sich von der Drehachse 9 zum dem Extruderkopf 3 abgewandten Ende des Extruders 2 erstreckt. Der zweite, vordere Abschnitt des Extruders trägt das Bezugszeichen 21. Der Abstand d des Gesamtschwerpunkts G von der Drehachse 9 ist dabei derart gewählt, dass auch bei maximaler positiver oder negativer Auslenkung des Extruders 2 gegenüber seiner horizontalen Ausgangsstellung der Gesamtschwerpunkt G im rückwärtigen Abschnitt 22 des Extruders bleibt. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass die Gewichtskraft an der Extrusionsdüse 4 immer in die von der Blasformwerkzeuganordung 5 wegweisende Richtung, das heisst nach oben, gerichtet ist. Dadurch wird zuverlässig verhindert, dass bei einem Versagen der Hebeeinrichtung 8 der Extruder gemäß der Orientierung der Schwerkraft nach unten kippt und die Extrusionsdüse 4 auf die Oberseite der Blasformwerkzeuganordnung 5 aufschlägt.
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Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass die Extrusionsdüse 4 in axialer Richtung geführt sein kann. Beispielsweise kann ein Bolzen senkrecht zur Drehebene um die Drehachse durch die Extrusiondüse verlaufen. Die Extrusionsdüse 4 kann gelenkig/drehbar an diesen Zapfen gekoppelt sein. Der Zapfen kann dann entlang einer Kulissenführung oder einem Langloch in axialer Richtung geführt sein. Somit ist die Extrusionsdüse 4 gelenkig an eine Führungseinrichtung zur Führung in axialer Richtung gekoppelt.
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Weiterhin weist der Extruder 2 eine Welle 23 auf, deren Mittelachse die Drehachse 9 bildet. Wie in 1 angedeutet, ist die Welle 23 in einem Langloch 11 angeordnet, dass sich in der horizontalen Richtung, also einer zur axialen Richtung senkrechten Richtung, erstreckt. Damit kann der gesamte Extruder 2 translatorisch relativ beweglich zu einem Rahmen und damit zu der Blasformwerkzeuganordnung 5 vorgesehen werden. Insbesondere kann sich die Drehachse 9 zusammen mit dem Extruder relativ bewegen. Die relative Beweglichkeit kann in beide Richtungen aus der Ausgangstellung gegeben sein. Hier wird die relative Beweglichkeit durch das Langloch geführt.
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Die relative Bewegung in der horizontalen Richtung wird durch das Anheben mittels der Hebeeinrichtung 8 ausgelöst. Somit ist kein besonderer Antrieb für diese Relativbewegung nötig.
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Bei dem in 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Extrusionsblasvorrichtung 1 ist der Extruder 2 samt fest angeflanschtem Extruderkopf 3 zusätzlich zur Verkippbarkeit und horizontalen relativen Beweglichkeit auch höhenverstellbar angeordnet. Dazu ist der Extruder 2 beispielsweise im Bereich der Anbindung an die Drehachse 9 auf eine Hebebühne 10 angeordnet. Dadurch kann die horizontale Ausgangsposition des Extruders 2 an verschieden hohe Blasformwerkzeuganordnungen 5 angepasst werden. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn Kunststoffbehälter mit größeren Bauhöhen hergestellt werden sollen. Durch die Höhenverstellbarkeit des Extruders 2 samt seiner Anlenkung an der Drehachse 9 werden allzu große Schwenkwinkel des Extruderkopfes 3 bzw. der Extrusionsdüse 4 beim Verkippen vermieden.
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2 und 3 zeigen schematisch die Verhältnisse beim Verkippen des Extruders bei zwei Blasformwerkzeugen 5 mit unterschiedlich großen Bauhöhen für verschieden hohe Formkavitäten 6 für unterschiedlich große Kunststoffbehälter. Mit 21 ist jeweils der vordere Abschnitt des Extruders 2 bezeichnet, der sich von der Drehachse 9 bis zur Mündung der Extrusionsdüse erstreckt, welche in 2 bzw. 3 jeweils bei dem Bezugszeichen 4 angedeutet ist. Dabei bezeichnen die ausgezeichneten Linien jeweils die horizontale Ausgangsposition, in der die Mündung der Extrusionsdüse 4 der gleichen Höhe angeordnet ist wie die Drehachse 9. Die gestrichelten Linien geben die aus der horizontalen Position in die positive (oben) bzw. negative (unten) gekippten Endlagen des Extruders an. Die maximale Auslenkung der Mündung der Extrusionsdüse nach oben bzw. nach unten ist jeweils mit den Bezugszeichen 4' bzw. 4" angedeutet. Der dabei auftretende Hub in positive und in negative Richtung ist jeweils mit x bezeichnet und beträgt bis zu + 200 mm.
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Die Mündung der Extrusionsdüse 4 bewegt sich trotz der Verkippung entlang einer geraden Linie entlang der axialen Richtung durch die axiale Führung zu ihren oberen und unteren Endpositionen 4' bzw. 4". Der über die beiden Endpositionen 4' 4" der Mündung der Extrusionsdüse 4 gemessene maximale Schwenkwinkel ist mit α bezeichnet und setzt sich aus zwei gleich großen Schwenkwinkeln + α/2 aus der mittigen Ausgangsposition nach oben bzw. nach unten zusammen.
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Aus 2 ist ersichtlich, dass die Mündung der Extrusionsdüse 4 beim Verkippen in ihre beiden Endpositionen 4' bzw. 4" in horizontaler Richtung nicht verschoben wird, da auch die Drehachse 9 sich, wie durch den Pfeil I (auch in 3) angedeutet, in horizontaler Richtung beim Verkippen verschiebt. Der relativ bewegliche Abschnitt, hier der gesamte Extruder 2, wird also relativ zu einem Rahmen bzw. der Blasformwerkzeuganordnung 5, die an dem Rahmen angebracht sein kann, relativ bewegt. 3 hingegen zeigt den Fall von größeren Höhen der Kunststoffbehälter. Hier wirkt sich die axiale Führung der Extrusionsdüse 4 und die relative horizontale Beweglichkeit des Extruders 2 besonders vorteilhaft aus, da ansonsten große Verschiebungen auftreten würden. In 2 ist im Bereich der Drehachse 9 auch deren Höhenverstellbarkeit mit dem Bezugszeichen h angedeutet. Durch die Höhenverstellbarkeit h der Drehachse 9 des Extruders kann den Erfordernissen von Blasformwerkzeugen 5 mit größeren Bauhöhen Rechnung getragen werden, ohne dass übergroße Kippbewegungen durchgeführt werden müssen.
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Für die Herstellung von besonders hohen Kunststoffgefäßen kann auch noch vorgesehen sein, dass der Extruder/Extruderkopf 3 zusätzlich zur Lageänderung infolge Verkippen gegenüber seiner Ausgangsposition höhenverstellt werden kann.
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In den schematischen Zeichnungen sind ein Extruderkopf mit nur einer Extrusionsdüse und ein Blasformwerkzeug mit nur einer Blasformkavität dargestellt. Es versteht sich, dass die geschilderte Anordnung auch bei Extrusionsblasvorrichtungen mit Mehrfachdüsenwerkzeugen und Mehrfachblasformwerkzeugen oder Anordnungen von Einfach- und/oder Mehrfachblasformwerkzeugen anwendbar ist. Die Zahl der Einblasvorrichtungen ist dabei auf die Anzahl der Blasformkavitäten abgestimmt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Extrusionsblasvorrichtung für eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Extrusion des Kunststoffschlauchs sein. Ebenso ist die Erfindung bei kontinuierlich und diskontinuierlich extrudiertem Kunststoffschlauch durchführbar.
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In der Ausführungsform ist die Drehachse/Welle 23 starr am Extruder vorgesehen. Jedoch kann auch der Extruder ein Langloch aufweisen, das sich relativ zu einer Welle, die beispielsweise an der Hebebühne 10 vorgesehen ist, bewegt.
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In der Ausführungsform wird die Extrusionsdüse axial geführt. Es kann jedoch alternativ auch ein anderer Abschnitt des Extrusionskopfes 3 oder des Extruders 2 axial geführt werden, selbst in diesem Fall kann die horizontale Verschiebung jedoch reduziert werden.
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Der axial geführte Abschnitt, also insbesondere die Extrusionsdüse oder der Extrusionskopf 3, kann gelenkig am Extruder vorgesehen sein. So können selbst Ausrichtungsfehler aufgrund der Kippbewegung vermieden werden. Ein Aktuator kann, aber muss nicht, die relative Ausrichtung zum Extruder steuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2227369 B1 [0006, 0011]
- WO 2004078457 A1 [0039, 0052]
