DE19746150A1 - Vorrichtung zur Prüfung von Vorformlingen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die entlang eines Zuführelementes transportiert werden und die dafür vorgesehen sind, im Bereich einer Blas­ maschine zu einem Behälter aufgeblasen zu werden, wobei die Vorformlinge eine tubusartige Gestaltung mit einem geschlossenen Boden sowie einem Mündungsabschnitt auf­ weisen, der eine Mündungsöffnung des Vorformlings begrenzt.

Derartige Vorrichtung dienen dazu, vor einer Handhabung der Vorformlinge innerhalb der Blasmaschine zu prüfen, ob die Geometrie der Vorformlinge vorgegebenen Mindest­ anforderungen entspricht. Kritisch im Bereich auf die spätere Handhabung ist insbesondere die Mündungsgeo­ metrie der Vorformlinge. Es ist bereits bekannt, die Mündungsgeometrie der Vorformlinge zu überprüfen. Die im Anschluß an das Erkennen einer fehlerhaften Mündungsgeometrie durchzuführenden Verfahrensschritte zur Aussonderung des fehlerhaften Vorformlings aus der Reihe von aufeinander folgenden Vorformlingen im Bereich des Zuführelementes erfolgt bislang jedoch überwiegend manuell.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor­ richtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß die Prüfung und Handhabung der Vorformlinge weitgehend automatisiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß quer zu einer Transportrichtung der Vorformlinge eine Drehachse eines Detektorrades angeordnet ist, das sternförmig auf radial nach außen weisenden Stegen gerundet konturierte Detektorköpfe trägt, die eine an einen Mündungsdurchmesser der Vorformlinge angepaßte Dimensionierung aufweisen, daß in einer Umgebung des Detektorrades mindestens ein Segment des Zuführ­ elementes positionsveränderlich angeordnet ist, daß die Drehachse des Detektorrades in einer Prüfpositionierung einen Abstand zum Zuführelement derart aufweist, daß bei einer Rotation des Detektorrades die Detektorköpfe mindestens bereichsweise in den Mündungsabschnitt der Vorformlinge einführbar sind und daß das Segment des Zuführelementes mit einem Betätigungselement verbunden ist, das bei einer Detektion einer mangelhaften Ein­ führbarkeit des Detektorkopfes in den Mündungsabschnitt des Vorformlings eine Positionsveränderung des Segmentes zur Entfernung des Vorformlings aus dem Bereich des Zuführelementes auslöst.

Bei ordnungsgemäß geformten Vorformlingen greift das Detektorrad mit den Detektorköpfen bei einer Vorwärtsbewegung der Vorformlinge entlang des Zuführ­ elementes in die Mündungsabschnitte der Vorformlinge ein und rotiert hierdurch. Bei einer Deformation der Vorformlinge wird der kontinuierliche Bewegungsablauf gestört und der deformierte Vorformling kann das Detektorrad nicht passieren. Bei einer meßtechnischen Erfassung einer derartigen Bewegungsstörung wird das bewegliche Segment im Bereich des Zuführelementes vom Vorformling wegbewegt, so daß dieser nicht mehr gehaltert wird. Typischerweise fällt der Vorformling durch Schwerkrafteinwirkung in den Bereich einer Sammeleinrichtung und gibt den Transportweg entlang des Zuführelementes frei. Nach Erkennung dieser Freigabe kann der Transport- und Prüfvorgang der Vorformlinge fortgesetzt werden.

Eine einfache Funktionsüberwachung kann dadurch durch­ geführt werden, daß ein Detektor für eine Dreh­ bewegungserfassung des Detektorrades vorgesehen ist.

Eine weitere einfache Realisierungsvariante besteht darin, daß ein Detektor zur Erfassung einer Vorformlingspositionierung in einer Umgebung des Detektorrades angeordnet ist.

Eine typische Ausführungsform besteht darin, daß das Segment als Schienensegment eines als Zuführschiene ausgebildeten Zuführelementes gestaltet ist.

Eine preiswerte Realisierung wird dadurch unterstützt, daß das Stellelement für das Segment pneumatisch betätigt ist.

Zur Vermeidung von Verklemmungen nach einer Detektion von deformierten Vorformlingen wird vorgeschlagen, daß das Detektorrad höhenpositionierbar ist.

Auch bei der Durchführung dieser vertikalen Positionierungen besteht eine preiswertere Realisierung darin, daß ein Stellelement für die Positionierung des Detektorrades pneumatisch ausgeführt ist.

Zur Unterstützung eines Wiederanlaufens der Prüfein­ richtung nach einer Detektion eines fehlerhaften Vorformlings ist vorgesehen, daß das Detektorrad mit einem Positionierfinger zur Definition einer Anfangs­ positionierung versehen ist.

Definierte Anlaufbedingungen werden auch dadurch unter­ stützt, daß in einer Umgebung des Detektorrades in Transportrichtung vor dem Detektorrad ein positionier­ barer Sperrfinger angeordnet ist.

Eine berührungslose Förderungsüberwachung kann dadurch erfolgen, daß der Detektor zur Überwachung der Vorformlingsförderung als Lichtschranke ausgebildet ist.

Ein typischer Anwendungsbereich wird dadurch definiert, daß das Zuführelement als eine Zuführschiene ausge­ bildet ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Querschnitt durch eine Vorrichtung, bei der zwei positionierbare Segmente im Bereich einer Zuführschiene angeordnet sind,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II in Fig. 1 bei einer durch Weglassen diverser Bau­ elemente vereinfachten Darstellung und

Fig. 3 einen Horizontalschnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist die Vorrichtung zur Prüfung von Vorformlingen (1) ein Detektorrad (2) auf, das relativ zu einer Drehachse (3) rotationsfähig gelagert ist. Das Detektorrad (2) haltert Detektorköpfe (4), die von Stegen (5) mit einem Radzentrum (6) verbunden sind. Die Detektorköpfe (4) können beispiels­ weise mit einer kugelartigen Gestaltung versehen sein. Es ist aber ebenfalls möglich, ausgehend vom Zentrum (6) eine kontinuierliche Erweiterung und Überleitung der Stege (5) und der Detektorköpfe (4) vorzusehen.

Entlang der Drehachse (3) erstreckt sich eine Detektor­ welle (7), die im Bereich eines Lagers (8) geführt ist. Zusätzlich kann das Detektorrad (2) mit einer Bremse (9) verbunden werden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Bremse (9) im Bereich einer dem Detektorrad (2) abgewandten Ausdehnung der Detektor­ welle (7) angeordnet.

Das Lager (8) ist mit einem Tragrahmen (10) verbunden. Der Tragrahmen (10) ist gemeinsam mit dem Detektorrad (2) von einem Stellelement (11) höhenpositionierbar angeordnet. Als Stellelement (12) kann beispielsweise ein Pneumatikzylinder verwendet werden.

Die Vorformlinge (1) werden entlang eines Zuführ­ elementes (12) transportiert. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Zuführelement (12) als eine Zuführschiene ausgebildet. Die Vorformlinge (1) liegen mit Stützringen (13) auf der Zuführschiene auf.

Relativ zum Zuführelement (12) ist das Detektorrad (2) derart positioniert, daß die Detektorköpfe (4) bei einer Anordnung der Vorformlinge (1) im Bereich des Detektorrades (2) in einen Mündungsabschnitt (14) eingeführt werden, wenn eine Innenkontur des Mündungs­ abschnittes (14) an einer Außenkontur der Detektorköpfe (4) angepaßt ist.

In einer Umgebung des Detektorrades (2) ist mindestens ein Segment (15) des Zuführelementes (12) positions­ veränderlich angeordnet. Die Positionsveränderung kann über ein Stellelement (16) erfolgen. Auch das Stell­ element (16) kann als ein Pneumatikzylinder realisiert werden. Mit einem Abstand zum Segment (15) kann ein Stützsegment (17) angeordnet werden, das gemeinsam mit dem Segment (15) positionierbar ist.

Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 sind einander gegenüberliegend zwei positionierbare Segmente (15) vorgesehen, die jeweils mit einem Stellelement (16) sowie einem Stützsegment (17) verbunden sind. Bei Verwendung einer derartigen Anordnung fällt der Vor­ formling (1) nach einer Freigabe durch die Segmente (15) relativ gradlinig nach unten. Bei der verein­ fachten Ausführungsform unter Verwendung lediglich eines positionierbaren Segmentes (15) wird der Vorform­ ling durch Überlagerung einer Kipp- und einer Fall­ bewegung aus dem Bereich des Detektorrades (2) entfernt.

Zur Unterstützung einer definierten Positionierung des Detektorrades (2) relativ zu den Vorformlingen (1) bei einem Anlauf der Vorrichtung ist ein Positionierfinger (18) vorgesehen, der mit einem sich verjüngenden Positionierkopf (19) ausgestattet ist. Der Positionier­ finger (18) ist von einem Stellelement (20) zwischen die Detektorköpfe (4) bzw. zwischen die Stege (5) verfahrbar und positioniert hierdurch das Detektorrad (2) definiert in dessen Rotationsrichtung. Nach einer erfolgten Positionierung wird der Positionierfinger (18) wieder zurückgezogen.

Zur Verhinderung eines Nachrutschens von Vorformlingen (1) bei Verwendung einer Zuführschiene als Zuführ­ element (12) während der Entfernung eines fehlerhaften Vorformlings (1) ist ein Sperrfinger (21) vorgesehen, der von einem Stellelement (22) positionierbar ist. Auch die Stellelemente (20, 22) können als Pneumatik­ zylinder ausgeführt sein.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß entlang des Zuführ­ elementes (12) hintereinander eine Mehrzahl von Vorformlingen (1) angeordnet sind. Ebenfalls ist erkennbar, daß in der dargestellten Positionierung der Positionierfinger (18) zwischen die Detektorköpfe (4) des Detektorrades (2) eingeführt ist. In der darge­ stellten abgesenkten Positionierung des Detektorrades (2) wird eine weitere Absenkbewegung durch Anschläge (23) verhindert, die im Übergangsbereich zwischen dem Tragrahmen (10) und einem feststehenden Außenrahmen (24) angeordnet sind. Der Außenrahmen (24) haltert unter anderem das feststehende Teil des Stellelementes (11). Das bewegliche Teil des Stellelementes (11) ist mit dem Tragrahmen (10) für das Detektorrad (2) verbunden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist das Stellelement (11) als ein Stellzylinder ausgeführt. Das eigentliche Zylinderteil ist mit dem Tragrahmen (10) starr verbunden und eine Kolbenstange ist über eine Kopplung (25) mit einem Querschenkel (26) des Außen­ rahmens (24) verbunden. Die Kopplung (25) kann beispielsweise als ein fixierbares Drehgelenk ausge­ führt sein.

Die Anordnung der einzelnen Bauelemente in Relation zu einander wird weiter durch Fig. 3 verdeutlicht. In Fig. 3 ist ebenfalls wie in Fig. 2 eine Transportrichtung (27) der Vorformlinge (1) entlang des Zuführelementes (12) gekennzeichnet.

Aus Fig. 3 ist ebenfalls erkennbar, daß dem Sperrfinger (21) gegenüberliegend ein Sperranschlag (28) angeordnet ist. Die dargestellten Stellelemente (11, 16, 20, 22) weisen in der Regel eine mittig angeordnete Kolben­ stange sowie parallel hierzu angeordnete separate Führungsstangen auf, die eine klemmungsfreie Positionierung unterstützen.

Gemäß einer typischen Betriebsweise der Vorrichtung wird das Detektorrad (2) durch die Vorwärtsbewegung der entlang des Zuführelementes (12) bewegten Vorformlinge (1) gedreht, da die Detektorköpfe (4) in die Mündungs­ abschnitte (14) der Vorformlinge (1) eingeführt werden. Hierdurch erfolgt jeweils eine Mitnahme des zuge­ ordneten Detektorkopfes (4) und damit eine Drehung des Detektorrades (2).

Sollte ein Detektorkopf (4) aufgrund einer Deformation des Vorformlings (1) nicht in dessen Mündungsabschnitt (14) einführbar sein, so wird der Bewegungsablauf unterbrochen. Die entsprechende Störung des Bewegungs­ ablaufes kann durch Sensoren erfaßt werden. Zum Einsatz können beispielsweise Lichtschranken kommen, die in Transportrichtung hinter dem Detektorrad (2) in Folge des Staus entstehende Lücken erfassen. Nach Erfassung eines derartigen Zustandes kann das Detektorrad (4) mittels des Stellelementes (11) angehoben und das Segment (15) mittels des Stellelementes (16) aus der Führungsposition entfernt werden. Der defekte Vorform­ lings (1) fällt hierdurch aus dem Bereich des Zuführelementes heraus. Vor dem Anheben des Detektor­ rades werden nachfolgende Vorformlinge durch Einfahren des Sperrfingers (21) zurückgehalten. Durch eine Anschrägung des Sperrfingers (21) können die Vorform­ linge (1) zusätzlich zu einem Andrücken gegen ein Konterelement auch durch Formschluß zurückgehalten werden.

Im Anschluß an die Entfernung des defekten Vorformlings (1) wird das Segment (15) wieder in seine Ausgangs­ positionierung zurückgeführt und das Detektorrad (2) abgesenkt. Über den zuvor ausgefahrenen Sperrfinger (21) sind die nachfolgenden Vorformlinge (1) zunächst noch mit einem Abstand zum Detektorrad (2) fixiert. Das Detektorrad (2) kann deshalb über den Positionierfinger (18) in Rotationsrichtung definiert eingestellt werden, so daß nach einem Zurückfahren des Sperrfingers (21) und des Positionierfingers (18) der Prüfvorgang definiert fortgesetzt werden kann. Die Vorformlinge rutschen dabei zunächst mit dem Mündungsabschnitt (14) des ersten Vorformlings gegen den nach unten positionierten Detektorkopf (4) und bei einer weiteren Vorwärtsbewegung wird der nachfolgende Detektorkopf (4) in den Mündungsabschnitt (14) eingeführt. Hierdurch wird bereits der erste Vorformling wieder geprüft.

Vorrichtungen zur Blasverformung werden dazu verwendet, Vorformlinge aus einem thermoplastischen Material, bei­ spielsweise Vorformlinge aus PET (Polyethylen­ terephthalat), zu Behältern umzuformen. Typischerweise weist eine derartige Blasmaschine eine Heizeinrichtung sowie eine Blaseinrichtung auf, in deren Bereich der zuvor temperierte Vorformling durch biaxiale Orien­ tierung zu einem Behälter expandiert wird. Die Expansion erfolgt mit Hilfe von Druckluft, die in den zu expandierenden Vorformling eingeleitet wird.

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.

Die Verwendung von Greifzangen zur Handhabung von Vorformlingen ist ebenfalls wie eine Verwendung von Spreizdornen, die zur Halterung in einen Mündungs­ bereich des Vorformlings einführbar sind, alternativ oder zusätzlich möglich.

Gemäß einer typischen Ausführungsform weist die Vor­ richtung zur Blasformung von Behältern ein Heizrad und ein Blasrad auf. Zu verarbeitende Vorformlinge werden über eine Zuführschiene in den Bereich einer Wendeein­ richtung geleitet und von Übergaberädern in den Bereich des Heizrades transportiert. Bei dieser Variante werden die Vorformlinge hängend mit ihren Mündungen nach oben orientiert entlang der Zuführschiene geleitet und von der Wendeeinrichtung um 180° gedreht. Eine Beheizung im Bereich des Heizrades 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 sind Heizeinrichtungen und Kühl­ einrichtungen angeordnet. Vorzugsweise ist jeweils eine Kühleinrichtung zwischen zwei Heizeinrichtungen ange­ ordnet. Die Heizeinrichtungen beheizen die Vorformlinge mit Hilfe von IR-Strahlung und die Kühleinrichtungen blasen zur Oberflächenkühlung Luft auf die Oberflächen der beheizten Vorformlinge.

Nach Abschluß der Beheizung und Durchlaufen einer Kühl­ strecke werden die temperierten Vorformlinge von einem Übergaberad zum Blasrad transportiert und hier in Formen eingesetzt, die von Blasstationen gehaltert sind. Die Blasstationen sind buchartig aufklappbar und verschließbar. Nach einem Abschluß des Blasvorganges werden fertiggeblasene Behälter aus der Blasstation entnommen und von Übergaberädern einer Ausgabestrecke zugeführt. Bei einer Blasformung der Vorformlinge im Bereich des Blasrades mit einer Mündungsorientierung nach unten ist insbesondere daran gedacht, zwischen dem Blasrad und der Ausgabestrecke eine weitere Wendeein­ richtung anzuordnen, so daß die geblasenen Behälter hängend im Bereich der Ausgabestrecke transportiert werden können.

Der Vorformling (1) besteht entsprechend einer Ausfüh­ rungsform aus dem Mündungsabschnitt (14), dem den Mündungsabschnitt (14) von einem Halsbereich trennenden Stützring (13), einem den Halsbereich in einen Wandungsabschnitt überleitenden Schulterbereich sowie einem Boden. Der Stützring (13) überkragt den Mündungs­ abschnitt (14) quer zu einer Längsachse. In der Region des Schulterbereiches erweitert sich der Außendurch­ messer des Vorformlings ausgehend vom Halsbereich (43) in Richtung auf den Wandungsabschnitt. Bei einem aus dem Vorformling herzustellenden Behälter bildet der Wandungsabschnitt im wesentlichen die Seitenwandung des Behälters aus. Der Boden ist gerundet ausgebildet.

Der Mündungsabschnitt (14) kann beispielsweise mit einem Außengewinde versehen sein, das es ermöglicht, beim fertigen Behälter einen Schraubverschluß aufzu­ setzen. Es ist aber ebenfalls möglich, den Mündungs­ abschnitt (14) mit einer Außenwulst zu versehen, um eine Angriffsfläche für einen Kronkorken zu schaffen. Darüber hinaus sind auch eine Vielzahl weiterer Gestal­ tungen denkbar, um ein Aufsetzen von Steckverschlüssen zu ermöglichen.

Claims (1)

1. l. Vorrichtung zur Prüfung von Vorformlingen aus einem thermoplastischen Material, die entlang eines Zu­ führelementes transportiert werden und die dafür vorgesehen sind, im Bereich einer Blasmaschine zu einem Behälter aufgeblasen zu werden, wobei die Vorformlinge eine tubusartige Gestaltung mit einem geschlossenen Boden sowie einem Mündungsabschnitt aufweisen, der eine Mündungsöffnung des Vorform­ lings begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß quer zu einer Transportrichtung (27) der Vorformlinge (1) eine Drehachse (3) eines Detektorrades (2) ange­ ordnet ist, das sternförmig auf radial nach außen weisenden Stegen (5) gerundet konturierte Detektor­ köpfe (4) trägt, die eine an einen Mündungsdurch­ messer der Vorformlinge (1) angepaßte Dimensionierung aufweisen, daß in einer Umgebung des Detektorrades (2) mindestens ein Segment (15) des Zuführelementes (12) positionsveränderlich angeordnet ist, daß die Drehachse (3) des Detektor­ rades (2) in einer Prüfpositionierung einen Abstand zum Zuführelement (12) derart aufweist, daß bei einer Rotation des Detektorrades (2) die Detektor­ köpfe (4) mindestens bereichsweise in die Mündungs­ abschnitte (14) der Vorformlinge (1) einführbar sind und daß das Segment (15) des Zuführelementes (12) mit einem Betätigungselement (11) verbunden ist, das bei einer Detektion einer mangelhaften Einführbarkeit des Detektorkopfes (4) in den Mündungsabschnitt (14) des Vorformlings (1) eine Positionsveränderung des Segmentes (15) zur Entfernung des Vorformlings (1) aus dem Bereich des Zuführelementes (12) auslöst.

   • 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Detektor für eine Drehbewegungs­ erfassung des Detektorrades (4) vorgesehen ist.
   • 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Detektor zur Erfassung einer Vorformlingspositionierung in einer Umgebung des Detektorrades (2) angeordnet ist.
   • 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Segment (15) als Schienensegment eines als Zuführschiene ausge­ bildeten Zuführelementes (12) gestaltet ist.
   • 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stellelement (16) für das Segment (15) pneumatisch betätigt ist.
   • 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S, da­ durch gekennzeichnet, daß das Detektorrad (2) höhenpositionierbar ist.
   • 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Stellelement (11) für die Positionierung des Detektorrades (2) pneumatisch ausgeführt ist.
   • 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Detektorrad (2) mit einem Positionierfinger (18) zur Definition einer Anfangspositionierung versehen ist.
   • 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß in einer Umgebung des Detektorrades (2) in Transportrichtung (27) vor dem Detektorrad (2) ein positionierbarer Sperrfinger (21) angeordnet ist.
   • 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Detektor zur Über­ wachung der Vorformlingsförderung als Lichtschranke ausgebildet ist.
   • 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Zuführelement (12) als eine Zuführschiene ausgebildet ist.