DE602005003970T2

DE602005003970T2 - Vorrichtung zum erwärmen von thermoplastischen rohlingen

Info

Publication number: DE602005003970T2
Application number: DE602005003970T
Authority: DE
Inventors: Alain Evrard
Original assignee: Sidel Participations SAS
Current assignee: Sidel Participations SAS
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: FR2876943A1; WO2006045926A1; ATE381422T1; JP2008516815A; MX2007004818A; EP1805000A1; DE602005003970D1; CN100584582C; EP1805000B1; PT1805000E; US7798800B2; CN101072669A; ES2299104T3; US20080102148A1; FR2876943B1; JP4402723B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein das Gebiet der Herstellung von Behältern, wie beispielsweise Flaschen, aus Thermoplast aus Rohlingen, die durch ein Verfahren des Blasens oder Ziehens-Blasens erhitzt werden, und sie betrifft insbesondere Verbesserungen, die auf dem Gebiet der Erhitzung mindestens eines Rohlings vorgenommen wurden, der für die Herstellung eines Behälters, wie beispielsweise einer Flasche, aus Thermoplast, insbesondere PET, durch Blasen oder Ziehen-Blasen bestimmt ist, wobei der Rohling zwischen zwei gegenüber liegenden Seitenwänden angeordnet wird, die in einem Abstand zueinander vorgesehen sind und von denen eine mehrere Strahlungsquellen trägt, die übereinander gegenüber dem Körper des Rohlings angeordnet sind.
In der Praxis, wie in den Dokumenten DE 100 58 950 A1 und US-B1-6 632 087 und auch schematisch in 1 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt, wird der Rohling 1 (im Allgemeinen eine Behältervorform, wie in dieser Figur dargestellt, oder ein Zwischenbehälter bei den Verfahren mit mehrfachem Blasen hintereinander) während des Ablaufens erhitzt, wobei er in Drehung um sich selbst (Pfeil 9) angetrieben wird, wobei er meistens mit seinem Hals 11 nach unten in einem Ofen 2 in Form eines Korridors angeordnet ist, dessen eine Seitenwand 3 mit einer Aufeinanderfolge von Einheiten 4 von Strahlungsquellen 5 (im Allgemeinen eine Aufeinanderfolge von übereinander angeordneten röhrenförmigen Lampen mit kurzer Infrarotstrahlung, die vom Thermoplast absorbiert wird und dieses durch und durch erhitzt) versehen ist, und dessen gegenüber liegende Seitenwand 6 vorzugsweise mit Reflexionsmitteln 7 versehen sein kann. Der Unterteil des Ofens ist mit Schutzmittel 10 versehen, die derart angeordnet sind, dass sie eine Hitzeabschirmung bilden, die den Hals 11 des Rohlings 1 schützen und seine Verformung verhindern kann. Jede Einheit 4 von Strahlungsquellen 5 umfasst eine Anzahl von Quellen im Verhältnis zur Höhe des Körpers 8 des größten Rohlings 1, der im Ofen bearbeitet werden kann. Um die kleinsten Rohlinge zu erhitzen, wird nur die entsprechende Anzahl von Quellen 5 jeder Einheit 4 im Verhältnis zur Höhe des Körpers 8 des Rohlings 1 eingesetzt (in dem Beispiel der 1 sind die oberen Quellen 5₈ und 5₉ nicht in Betrieb).
Jede Strahlungsquelle 5 entsendet in einem weit offenen Kegel, so dass mindestens ein wesentlicher Teil Q der von der oberen in Betrieb befindlichen Quelle 5₇ , bzw. von mehreren oberen Quellen 5₇ und 5₆ sowie ein kleinerer Teil q der von den anderen weiter unten befindlichen Quellen 5₅ bis 5₁ entsandten Strahlung über den Boden des Rohlings 1 verlaufen und verloren gehen.
Die Hersteller von Behältern aus Thermoplast streben derzeit danach, möglichst die Belastungen, die der Funktion der Maschinen zur Herstellung dieser Behälter anhaften, zu verringern, insbesondere den Stromverbrauch dieser Maschinen.
Nun trägt der Ofen zur Erhitzung der Rohlinge mehrheitlich (zu ungefähr 70 bis 90%) zum Stromverbrauch einer Anlage zur Herstellung von Behältern aus Thermoplast bei.
Folglich zeigt sich jede Verringerung der Verluste im Ofen, sei sie noch so gering, in einer begleitenden wesentlichen Verringerung des Stromverbrauchs und somit einer finanziellen Ersparnis und besseren Rentabilität der Maschine.
Die Erfindung soll somit diese Erwartung der Benutzer im Wesentlichen erfüllen und Mittel vorschlagen, die die Verluste im Ofen zur Erhitzung der Rohlinge und den Stromverbrauch desselben wesentlich verringern können.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Erhitzung mindestens eines Rohlings vor, der für die Herstellung eines Behälters, wie beispielsweise einer Flasche, aus Thermoplast, insbesondere PET, durch Blasen-Ziehen gemäß Anspruch 1 vor.
Dank dieser Vorkehrungen werden die Verluste auf Grund der verlorenen Strahlungen begrenzt. Es ist möglich, durch Einsatz der erfindungsgemäßen Vorkehrungen zu einer Verringerung des Stromverbrauchs des Ofens um 10% bei gleichzeitiger Verbesserung des Erhitzungsgrades des Rohlings um ungefähr 3% zu gelangen.
Allerdings, um ein Durchgehen der Erhitzungsvorrichtung und eine Überhitzung des Rohlings zu vermeiden, ist es wünschenswert, für eine Belüftung zu sorgen; dazu ist vorgesehen, ungefähr drei Viertel des Abstandes zwischen den beiden Seitenwänden zu verschließen.
Überdies scheint es vorteilhaft, den Rohling mit dem Hals nach unten anzuordnen, da in dieser Position der teilweise Verschluss im oberen Teil erfolgt und sich dadurch eine Minderung der Konvektionsverluste ergibt.
In der Praxis wird eine Vielzahl von Rohlingen beim Ablaufen in einem länglichen Ofen in Form eines Korridors erhitzt, wobei die Rohling durch Fördermittel zwischen den beiden Wänden und parallel zu diesen verschoben werden. Es kann nun vorgesehen werden, dass der Abstand zwischen den beiden Wänden nur auf gewissen ausgewählten Abschnitten verschlossen wird, damit die verschobenen Rohlinge einem vorbestimmten Heizprofil ausgesetzt sind, wobei diese Anordnung vorzugsweise mit weiteren herkömmlichen Lösungen kombiniert werden kann, wie beispielsweise dem punktuellen Erhitzungsfehler selektiv an gewissen vertikalen und/oder longitudinalen Stellen.
Damit die Erhitzungsvorrichtung auf möglichst flexible Weise genutzt werden kann und in der Lage ist, Rohlinge von ganz unterschiedlichen Größen zu bearbeiten, ist die Querplatte beweglich angeordnet. Die Querplatte ist mit Befestigungsmitteln angeordnet, die identisch mit den Befestigungsmitteln jeder Strahlungsquelle in ihrem jeweiligen Träger sind, so dass die Querplatte nun an Ort und Stelle einer Strahlungsquelle in dem Träge derselben montiert werden kann: die Querplatte kann somit in der Nähe des Bodens des Rohlings unabhängig von der Höhe des Rohlings montiert werden. In diesem Zusammenhang besteht eine bevorzugte Ausführungsart darin, wobei die Strahlungsquellen von allgemeiner Röhrenform sind, dass die Querplatte längliche Form hat und dieselbe Länge wie eine Strahlungsquelle besitzt. Insbesondere in einem konkreten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Mittel zur Befestigung der Querplatte überragende Längsfinger derselben Ausbildung wie die Kontaktbüchsen der Strahlungsquellen sind, die geeignet sind, in die Stützelemente der Kontaktbüchsen der Strahlungsquellen einzugreifen.
Um eine Überhitzung des Rohlings zu vermeiden, ist es wünschenswert, dass die Querplatte eine Breite besitzt, die ungefähr drei Viertel des Raums der beiden Seitenwände entspricht, um einen ausreichenden Raum für die Belüftung zu lassen.
Die Anordnungen der Erfindung können vorzugsweise bei den als länglicher Korridor ausgeführten Erhitzungsvorrichtungen, die Fördermittel umfassen, um den Rohling zwischen den beiden Wänden und parallel zu diesen zu verschieben, angewandt werden. Es kann nun vorgesehen werden, Querplatten an gewissen ausgewählten Stellen zwischen den beiden Wänden anzuordnen, so dass der zwischen den Wänden verschobene Rohling einem vorbestimmten Heizprofil unterworfen wird.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel ist die Innenseite der Querplatte mit einer Schicht aus einem reflektierenden Keramikmaterial für die Wellenlänge der Strahlung überzo gen, wobei die Querplatte vorzugsweise aus Aluminium hergestellt sein kann.
Die Erfindung wird durch die Studie der nachfolgenden detaillierten Beschreibung gewisser bevorzugter Ausführungsarten, die nur als nicht einschränkende Beispiele angeführt sind, besser verständlich. In dieser Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
1 eine sehr schematische Darstellung einer Erhitzungsvorrichtung nach dem Stand der Technik ist, die ihre Nachteile aufzeigt,
2 eine Darstellung analog zu jener aus 1 von einer Erhitzungsvorrichtung ist, die gemäß der Erfindung angeordnet ist, wobei ihre Vorteile aufgezeigt werden;
3 eine Darstellung des Ofens aus 2 ist, der unterschiedlich im Verhältnis zu einem kürzeren Rohling ausgeführt ist;
4 eine Draufsicht einer bevorzugten Ausführungsart eine erfindungsgemäßen Querplatte für die Ausrüstung der Erhitzungsvorrichtung der 2 und 3 ist;
5A eine Teilansicht ist, die im vergrößerten Maßstab die Art der Befestigung eines Endes einer Erhitzungslampe der Erhitzungsvorrichtung zeigt;
5B eine Teilansicht ist, die im vergrößerten Maßstab die Art der Montage, basierend auf jener der 5A, eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Querplatte der 4 zeigt.
2 stellt den Ofen 2 der 1 mit innen einem Rohling 1, im vorliegenden Fall einer Vorform identisch zu jener der 1, dar, der hier mit seinem Hals 11 nach unten angeordnet ist (in 2 werden dieselben Bezugszeichen wie in 1 beibehalten, um dieselben Elemente zu bezeichnen). Im Ofen 2, der hier gemäß der Erfindung angeordnet ist, ist der Zwischenraum zwischen den beiden seitlichen Wänden 3 und 6 zumindest teilweise verschlossen, über den Boden 12 des Rohlings hinaus und in der Nähe des Bodens 12, hier über dem Boden 12, wobei der Hals 11 des Rohlings unten angeordnet ist, so dass mindestens ein Teil der über den Boden des Rohlings 1 hinaus entsandten Strahlung in Richtung des Körpers des Rohlings reflektiert wird, wodurch die Verluste auf Grund der verlorenen Strahlungen begrenzt werden. Ferner werden mit der dargestellten Anordnung, bei der der Rohling mit dem Hals 11 nach unten und dem Boden 12 nach oben angeordnet ist, die Konvektionsverluste begrenzt. Vorzugsweise werden ungefähr drei Vierteil des Zwischenraums zwischen den beiden Seitenwänden 3, 6 verschlossen, um einen Durchgang für eine Belüftung zu lassen, die eine Überhitzung im Ofen verhindert.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß über den Boden 12 des Rohlings 1 hinaus und in der Nähe desselben mindestens eine Querplatte 13 angeordnet, die sich mindestens zum Teil zwischen den beiden oben erwähnten Seitenwänden 3, 6 erstreckt, wobei die Seite 14 dieser Querplatte, die sich gegenüber dem Boden 12 des Rohlings 1 befindet (hier die Unterseite bei der Anordnung des Rohlings mit dem Hals 11 nach unten), für die von den Quellen 5 entsandte Strahlung reflektierend ist.
Praktischerweise ist die Querplatte 13 abnehmbar auf einer 3 der Seitenwände des Ofens montiert, wobei auf Mittel zurückgegriffen wird, die später erklärt sind. Auf diese Weise kann dieselbe Platte 13 selektiv an der geeigneten Stelle im Inneren des Ofens angeordnet werden, so dass sie nicht zu weit vom Rohling entfernt positioniert ist, damit die gewünschte Wirkung unter optimalen Bedingungen erzielt werden kann.
Wie in 2 dargestellt, sind die Quellen 5₁ bis 5₆ funktionell. Der größte Teil der Strahlung, der bei der herkömmlichen Anordnung der 1 verloren gehen könnte, wird hier durch die Platte 13 abgefangen und in Richtung des Rohlings 1 entweder direkt oder indirekte mit Zwischenreflexion an den Reflexionsmitteln 7 der Seitenwand 6 reflektiert. Nur ein enger Strahlungskegel 23 (grau in 2 dargestellt) wird nicht abgefangen.
In 3 befindet sich in demselben Ofen 2 ein Rohling 1 mit einer wesentlich geringeren Höhe als jener der 2. Daher ist für eine optimale Funktion der erfindungsgemäßen Anordnung die Platte 13 weiter unten im Ofen montiert, und nur die Quellen 5₁ bis 5₅ sind nun funktionell.
Wie in 4 zu sehen ist, ist die Platte 13 in einer allgemeinen rechteckigen Form vorhanden und derart ausgeführt, dass sie sich quer zwischen den beiden Seitenwänden 3, 6 des Ofens auf ungefähr drei Viertel des Zwischenraums erstreckt, wobei die Platte geneigt ist, wie in den 2 und 3 zu sehen ist. Der Neigungswinkel ist derart gewählt, dass die reflektierende Seite 14 die Strahlungen zum Rohling 1 oder zur Wand 6 zurücksendet. Der Winkel kann zwischen 10 und 30° gewählt werden.
Um die Montage der Platte 13 auf der erforderlichen Höhe im Verhältnis zur Höhe des zu bearbeitenden Rohlings zu erleichtern, besteht eine strukturell sehr einfache Lösung darin, dass die Querplatte 13 mit Befestigungsmitteln 15 angeordnet wird, die identisch mit den Befestigungsmitteln jeder Strahlungsquelle 5 in ihrem jeweiligen Träger sind, so dass die Querplatte geeignet ist, an Ort und Stelle einer Strahlungsquelle in dem Träger derselben montiert zu werden.
In der Praxis sind die Strahlungsquellen längliche Lampen von allgemeiner Röhrenform; die Querplatte 13 ist nun von länglicher rechteckiger Form, wie in 4 zu sehen, und besitzt dieselbe Länge wie eine Strahlungsquelle.
In 5A ist eine übliche Anordnung der Montage eines Endes einer Strahlungsquelle 5 in den Erhitzungsvorrichtungen der Anmelderin dargestellt. An ihrem Ende ist die Quelle 5 mit einer Kontaktbüchse 16 versehen, die typischerweise quadratischen Querschnitt hat und in eine Öffnung 17 von komplementärer Form eingreift, die zur Struktur des Ofens 2 gehört, wobei die Trennwand 18 und die Öffnung 17 ein Stützelement der Büchse bilden. Ein Draht 19 zur elektrischen Versorgung ist mit der Büchse 16 verbunden (insbesondere verschweißt). Hinter der Quelle 5 befindet sich eine Wärmeisolierwand 20, die die übrige Struktur schützt, wobei die Wand 20 in einer Nut 21 der Quertrennwand 18 gehalten wird.
Unter diesen Bedingungen sind, wie in 5B gezeigt, die Befestigungsmittel 15 der Querplatte 13 längs überragende Finger 22 derselben Ausbildung wird die Kontaktbüchsen 16 der Strahlungsquellen – mit anderen Worten von quadratischer Form in den betreffenden Beispiel – und geeignet, in die Aufnahmeöffnungen 17 der Kontaktbüchsen der Strahlungsquellen einzugreifen.
Bei den Anlagen zur Herstellung von Behältern im Dauerbetrieb und mit hoher Produktionsfrequenz, wie jenen, die üblicherweise von der Anmelderin vertrieben werden, ist der Ofen 2 in der allgemeinen Form eines länglichen Korridors vorhanden und umfasst Fördermittel, um die Rohlinge 1 nacheinander zwischen den beiden Wänden 3, 6 und parallel zu diesen zu verschieben, wobei die Rohlinge 1 eine Drehung um sich selbst durchführen (Pfeil 9). Es ist bei einer solchen Ausführung des Ofens üblich, die Erhitzung der Rohling derart zu modulieren, dass ein Erhitzungsprofil erhalten wird, das an die dann beim Blasen erforderliche Verformung angepasst ist; eine Modulation besteht häufig darin, gewisse Quellen, bzw. gewisse Quelleneinheiten, inaktiv zu lassen oder vorzugsweise die individuelle Leistung der Quellen zu regeln.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen werden, eine solche Modulation der Erhitzung durchzuführen, wobei Querplatten 13 an gewissen ausgewählten Stellen zwischen den beiden wänden angeordnet werden, damit der zwischen den Wänden verschobene Rohling einem vorbestimmten Erhitzungsprofil unterzogen wird. Mit anderen Worten ist vorgesehen, Platten 13 an gewissen Stellen anzuordnen, aber an anderen Stellen nicht.
Auf vorteilhafte Weise ist vorgesehen, dass die Innenseite 14 der Querplatte 13 mit einer Schicht aus Keramikmaterial überzogen ist, das für die Wellenlänge der Strahlung, in der Praxis eine kurze Infrarotstrahlung, reflektierend ist.
Auf einfache und kostengünstige Weise ist die Querplatte 13 aus Aluminium hergestellt.

Claims

Vorrichtung zur Erhitzung mindestens eines Rohlings (1), der für die Herstellung eines Behälters, wie beispielsweise einer Flasche, aus Thermoplast, insbesondere PET, durch Blasen oder Ziehen-Blasen bestimmt ist, wobei die Erhitzungsvorrichtung zwei gegenüber liegende Seitenwände (3, 6) umfasst, die in einem Abstand zueinander vorgesehen sind, zwischen den der Rohling (1) angeordnet wird, wobei eine (3) der Seitenwände mehrer Strahlungsquellen (5) trägt, die übereinander gegenüber dem Körper (8) des Rohlings angeordnet sind, wobei mindestens eine Querplatte (13) über den Boden (12) des Rohlings hinaus und in der Nähe desselben angeordnet ist und sich zumindest teilweise zwischen den beiden oben erwähnten Seitenwänden (3, 6) erstreckt, wobei die Unterseite (14) dieser Querplatte (13), die sich gegenüber dem Boden (12) des Rohlings (1) befindet, für die von den Quellen (5) entsandte Strahlung reflektierend und geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (13) von jener (3) der Querwände getragen wird, die die Strahlungsquellen (5) tragen, die Unterseite (14) der Platte (13) um einen derartigen Winkel geneigt ist, dass die Strahlen zum Rohling (1) oder zu der Seitenwand (6) reflektiert werden, die der Seitenwand (3) gegenüber liegt, die die Strahlungsquellen (5) trägt, und die Querplatte (13) mit Befestigungsmitteln (15) angebracht ist, die mit den Befestigungsmitteln jeder Strahlungsquelle (5) in ihrem jeweiligen Stützelement (17, 18) identisch sind, so dass die Querplatte an Ort und Stelle einer Strahlungsquelle in der Stütze derselben angeordnet werden kann.
Erhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Unterseite (14) der Platte (13) zwischen 10° und 30° beträgt.
Erhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling mit dem Hals (11) unten und dem Boden (12) oben angeordnet ist, so dass die Verluste auf Grund der Konvektion begrenzt sind.
Erhitzungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querplatte (13) abnehmbar montiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquellen (5) allgemeine röhrenförmige Form haben, und dass die Querplatte (13) längliche Form hat und dieselbe Länge wie eine Strahlungsquelle (5) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (15) der Querplatte (13) überragende Längsfinger (22) derselben Ausbildung wie die Kontaktbüchsen (16) der Strahlungsquellen (5) sind, die geeignet sind, in die Stützelemente (17, 18) der Kontaktbüchsen der Strahlungsquellen einzugreifen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querplatte (13) eine Breite besitzt, die ungefähr drei Viertel des Raums der beiden Seitenwände (3, 6) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei diese Erhitzungsvorrichtung länglich ist und Förder mittel umfasst, um den Rohling zwischen den beiden Wänden und parallel zu diesen zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, dass die Querplatten (13) an gewissen ausgewählten Stellen zwischen den beiden Wänden angeordnet sind, so dass der zwischen den Wänden verschobene Rohling (1) einem vorbestimmten Heizprofil unterworfen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seite (14) der Querplatte (13) gegenüber dem Boden (12) des Rohlings (1) mit einer Schicht aus einem reflektierenden Keramikmaterial für die Wellenlänge der Strahlung überzogen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querplatte (13) aus Aluminium besteht.