CN100406350C - 制造设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于实施塑料容器的吹塑成型、装料和密封过程的制造设备，其具有至少一个第一类型成型装置(10)，至少一增塑塑料材料管子被导入所述第一类型成型装置(10)中。相应的第一类型成型装置(10)可围绕轴线(20)而枢转至空间分离的各个工作站(22，24，26)，至少一个工作站(24)用于容器的吹塑成型，另一个工作站(26)对由此吹塑成型成的容器进行装料和密封。对一增塑塑料材料管子进行吹塑成型以制得塑料容器、将以这种方式制得的相应容器在另一个工作站上填充尤其是流体的介质、以及进行密封，以上过程至少可以同时进行。因此与现有技术中的制造设备的循环周期相比，本发明的循环周期可以降低，因此，在无菌条件下密封的已装料的容器的产出率可显著地增加。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造设备，用于实施塑料容器的吹塑成型、装料和密封过程，该设备包括至少一个第一类型成型装置，至少一增塑塑料材料管被导入所述第一类型成型装置中。
背景技术
现有技术(DE19926329A1)中已知用于制造塑料容器的普通方法和装置，其中一种是：将一增塑塑料材料管子挤压进入一个成型装置中，所述管子的一端通过焊接而密封，通过产生作用于管子上的气压梯度而使管子扩大，施加该气压梯度，使容器形成在由两个相对的成型工具构成的成型装置的成型壁上。通过合适的装料心轴，在无菌条件下在成型装置内部对塑料容器进行装料，在装料心轴被移去之后，紧接着在形成预定的头部几何形状时对塑料容器进行真空密封，为了形成塑料容器自身以用于随后的流体储藏，两个容器成型爪通过液压驱动装置彼此相向地移动以获得一个闭合位置，以及沿相反方向彼此相离地移动通过相同路径以到达它们的开启位置。
由两个彼此分开的可控制的头部夹爪形成的头部几何形状也通常包括塑料容器的颈部件，该容器包括细颈瓶，一旦头部件藉由肘节件在分离位置被分离并因此从塑料容器本身上拆掉，则该颈部件可通过一个被头部件封闭的分离位置打开，以用于流体排出过程。
在许多例子中已经揭示了所述方法，它们被广泛应用于液体或浆状产品的包装系统中。
在实际应用中通常用于成型工具的相应进给运动的液压驱动装置存在问题，因为任何泄露将导致流体带来的污脏，这就会产生问题，尤其当成型机器用于药品场合、食品领域和医学技术的塑料容器时。同时维修也增加了，并且液压驱动装置经常不能达到所需的循环周期，或者慢的循环周期导致对用于容器成型的成型工具的精确定位的损害；对于已知的制造设备，吹塑成型、装料和密封过程是在一个制造机器中以时间顺序固定地进行的，因此整个制造过程需要相对长的制造时间。
为了克服上述缺点，尤其为了实现制造塑料容器的高的循环频率，现有技术提供了一种所谓的旋转塑料吹塑成型机(EP-B-0921932，EP-B-0858878)，它通常具有一个安装在一个基架上的轮子，该轮子围绕一个水平转轴转动。所提及的轮子包括一个支撑几个成型台的框架，每个成型台具有一对用于安装一对成型对分件的成型框架。所述成型框架能够在一个模具开启位置与一个模具闭合位置之间移动，在所述模具开启位置，所述模具对分件彼此之间具有一个特定距离以便安置一个挤出塑料型坯，在所述模具闭合位置，所述模具对分件形成一个封闭的型腔，所述型坯在所述型腔中被吹塑成型。但是，借助于现有技术中的这些旋转塑料吹塑成型机，所述如此获得的吹塑成型容器既不能被填充，也不能被无菌密封，因此仅仅适于制造空容器，所述空容器在位于旋转成型机之外的另一个位置被装上饮料或类似物，并且被设置一个诸如螺帽的合适密封件。
发明内容
在现有技术的基础上，本发明的目的是生产一种制造设备，用于实施塑料容器的吹塑成型、填充以及密封过程，这种设备允许运用例如电驱动或气驱动形式的现代驱动概念，上述驱动的维护成本降低，并特别允许要被制造的产品，例如塑料容器的高生产率。上述一个目的通过一种具有以下特征的制造设备而实现。
按本发明，因为相应的第一类型成型装置可围绕一个轴枢转而到达各个空间分离的工作站，并因为至少一个工作站用于容器的吹塑成型，另一个工作站用于对以这种方式吹塑成型成的容器进行装料和密封，所以有可能至少同时进行下列步骤：即对一增塑塑料材料管进行吹塑成型以用于制造塑料容器，在另一个工作站对已经以这种方式制成的容器填充介质，尤其填充一种流体，以及密封该容器。在上述构造的情况下，与用于实施吹塑成型、装料以及密封过程的公知制造设备的生产率相比，本发明的生产率至少加倍，这是因为现在为了获得塑料容器，不需要仅仅在公知制造设备的一个工作站上执行所有单独的过程，比如吹塑成型、装料和密封。对于各个制造和加工工作站，同样可以运用现代驱动概念并借助于步进电动机控制各个成型装置，从而避免工作液体或类似物造成的污脏。
因为各个制造步骤被划分于不同的工作站，所以与已知的只有一个工作站的制造过程相比，加工安全性和加工精确性也得以改善，在公知的一个工作站的生产过程中，所有的制造步骤顺序地在一个地方(一个工作站)执行，而不是如本发明装置那样同时执行。
在本发明的制造设备的一个优选实施例中，在第一工作站，相应的增塑塑料材料管可以被导入第一类型成型装置中；在沿着枢转方向的接下来的第二工作站上，包含增塑塑料材料的挤出管将会受到吹塑成型，从而制成容器，在沿着枢转方向的接下来的第三工作站上，在无菌条件下对吹塑成型容器进行装料及密封，并在沿着枢转方向的接下来的第四工作站上，将各吹塑成型过、装料过和无菌密封过的容器进行脱模。以这种方式，用于塑料容器的整个制造过程被划分在四个不同的工作站，分配给这些工作站的制造步骤在这些工作站中同时执行，这将导致被装料和无菌密封的塑料产品的非常高的循环频率和生产率，即使对于细颈瓶而言。
在本发明的制造设备的另一个优选实施例中，四个工作站沿着第一类型成型装置的枢转方向彼此之间径向间隔90°，可以顺序地将四个第一类型成型装置枢转至相应的工作站。因此，在制造设备的整个圆周上，工作站以均匀的径向距离彼此间隔开，从而当第一类型成型装置每次枢转至下一个工作站时，只发生非常短的生产停顿。优选进行设置，使得相应的第一类型成型装置围绕一个垂直轴枢转，并且相应的工作站被固定安装。
在本发明制造设备的另一个特别优选的实施例中，除了第一类型成型装置之外，还存在第二类型成型装置，它用于对相应的塑料容器在敞开的颈侧和头侧进行无菌密封，通过该敞开的颈侧和头侧，相应的容器被无菌填充流体。第一类型成型装置优选被安装在第二类型成型装置的下方，并且第一和第二成型装置的关联的成型工具构成一个公共纵轴，该公共纵轴与容器的纵轴相对应。以这种方式，第一类型成型装置与第二类型成型装置一起沿相关成型工具(头爪)的圆周枢转，这就使得回转质量和旋转质量低，从而不仅制造过程能够以减小的离心力安全地被执行，而且用于相应成型装置的枢转运动的驱动力也相应降低，这将降低应用该制造设备所涉及的制造成本和操作成本。
在本发明的制造设备的另一个优选实施例中，相应的成型装置可被操纵，以便借助于一个使相应的成型工具移动至一个至少用于密封模具的密封位置的连杆控制件，移动至少一个成型工具，连杆控制件可以通过一个驱动器，优选是一个步进电动机来驱动。这就允许对相应的成型工具进行均匀、安全和位置精确的驱动，并且仅仅需要少的维护。另外，通过连杆控制件可以以快的连续性进行多个开启和关闭过程，这同时也有利于将要制造的产品的高产量。
已经发现，进行设置使得相应的第一类型成型装置的相应驱动器至少在部分工作站上是固定的对于制造设备而言非常有利，可以通过一个连接位置将成型装置与驱动器的驱动轴连接起来。在所述解决方案中，仅仅是在对于利用成型工具进行开启或关闭过程有必要时才将驱动器连接至所涉及的成型装置中，特别是在成型工具枢转至一个工作站或从一个工作站枢转的过程中，否则相关的驱动器不会与成型装置一起运动，这将减小惯性力并因此减小离心力，以及产生前述优点。优选进行设置，使得用于第一成型装置的驱动轴垂直于其枢转轴线被安装，用于第二类型成型装置的另一驱动器的另一驱动轴平行于该枢转轴线延伸，并且该另一个驱动器被固定安装于第三工作站上，该工作站的功能是对容器进行装料和无菌密封。以这种方式，利用其成型工具进行开启和关闭过程的第二类型成型装置可被无阻碍地操纵，这是因为由于不同驱动轴而使得带有驱动器的相关的驱动装置位于制造设备内部的不同平面上。在第三工作站，第二类型成型装置的成型工具与第一类型成型装置一起向内枢转，并且通过操纵另一驱动器，在容器被装料之后第二类型成型装置的成型工具被移动至密封位置，随同在该密封位置的容器头部件的成型，执行对容器中内容物的无菌密封。
在本发明制造设备的另一个优选实施例中，在各个工作站之间具有一个层流单元或一个无菌屏障，在容器的无菌密封之前，该层流单元或无菌屏障覆盖第一类型成型装置的自由开口并因此覆盖相应的容器开口。这使得在制造过程中污染的粒子肯定不会随着流体进入容器开口。
附图简介
下面借助于附图所示的示例，更加详细地描述本发明的制造设备，其中附图是示意性的并且不按比例被绘制：
图1示出了制造设备整体的顶视图；
图2示出了沿图1中箭头X方向的制造设备的侧视图，其中未示出排出工作站；
图3示出了第一类型成型装置的顶视图(在DE-A-10317711.6中详细描述)；
图4示出了第二类型成型装置的部分顶视图(在DE-A-10317712.4中详细描述)。
优选实施方式
图1示出了带有第一类型成型装置10的用于细颈瓶等塑料容器的吹塑成型、装料和密封过程的制造设备的顶视图。由整体标号为12的挤压装置生成的一系列增塑塑料材料管子被引入相应的成型装置10中。为此，如果成型工具位于它们的开启位置以容纳相应的挤压管子，则粒状塑料沿着加热挤压部14熔化并经过一个排出装置16而导入第一类型成型装置10的相应成型工具中。因此，例如排成一行的十个挤压管由第一类型成型装置10所接纳。相应的成型装置10可以围绕制造设备的一个垂直延伸的枢转轴线20在一个水平平面18上枢转。另外，制造设备具有四个空间间隔开的工作站22、24、26和28，其中第一工作站22用于按照如上所述接纳挤压管。通过一个吹塑成型装置30，第二工作站24执行并排设置的挤压管的吹塑成型功能，该吹塑成型装置30通过向第一类型成型装置10的成型工具的模壁上鼓风而对各个塑料管加压，从而形成容器。上述鼓风过程可以通过真空、支承空气或类似物在第一类型成型装置获得支持。沿着枢转方向的下一个工作站26对在工作站24中制成的塑料容器进行无菌装料，在装料后，容器末端在工作站26被无菌密封。为此，第二类型成型装置32的驱动单元被用于工作站26中，并且在面对图1中观察者的方向，装料装置34被安装于成型装置32之上。沿着枢转方向的下一个工作站28将已经被吹塑成型、装料和密封的塑料容器进行脱模，从成型装置10如此脱模后的容器被推入货盘传送线36，以用于后续运输，尤其进入包装线(未示出)。
另外如图1所示，在制造设备中，四个工作站22、24、26和28沿着第一类型成型装置10的枢转方向顺序地彼此径向间隔90°，四个第一类型成型装置10与第二类型成型装置的成型工具一起向内枢转而顺序地进入相应的工作站22、24、26和28。图1所示的制造设备因此被用于同时执行所有四个不同的制造操作，诸如接纳挤压管、吹塑成型、装料、密封以及脱模，这就相对于现有技术中的相应制造设备显著地提高了要被制造的塑料产品的循环频率和生产率，在现有技术中，所提及的加工过程是在一个工作站中顺序地执行的。
各第一类型成型装置10安装成可顺时针地围绕垂直的枢转轴线20枢转，各工作站22、24、26和28被固定安装在制造设备中。
第一类型成型装置10的构造可以在图3的顶视图中看出。相应的成型装置也在本申请人的专利文献DE-A-10317711.6中被详细描述，因此在此仅指出成型装置的基本结构。成型装置10作为整体用于移动成型工具40和40a，并且在其自由前表面上，相应的成型工具40和40a具有槽型凹部(未示出)，该凹部因此构成模具半分件，用于产生未详细示出的塑料容器的几何形状，该塑料容器包括细颈瓶。两个成型工具40、40a共同作用以产生所述容器几何形状；如图3所示，两个成型工具40、40a位于闭合的成型位置，在该位置，成型工具的自由前表面沿着一个闭合分离线I-I彼此结合在一起。
移动相应成型工具40、40a的功能由整体标号为42的连杆控制件执行，该连杆控制件由一个中央安装的驱动器44驱动，为简单起见，在图3中仅示出了驱动器44的花键轴46。所述花键轴46借助于诸如爪形联轴器等连接件(未示出)而与一个电动机的驱动轴相连，该电动机例如为一个步进电动机，它因此允许连杆控制件42的动作，成型装置10的驱动轴与驱动器44的驱动轴一起枢转至一个公共轴线，驱动转矩通过联轴器而被传输以用于成型工具40、40a。如图2所示，一个所述驱动器44至少中央地位于工作站28和22上，用于打开成型装置，用于确保脱模过程以及随后的模具关闭，用于接纳由带有排出装置16的挤压装置12形成的相应挤压管。
连杆控制件42具有一个槽导引装置48，它位于一个旋转件50的外部圆周侧上，该旋转件50可由花键轴46驱动。一个与滑动件54共同作用的驱动件52接合在槽导引装置48中；当槽导引装置48从它的一个端部区域转动至它的另一个端部区域以及反向转动时，借助于可纵向移动的驱动件52，带有成型工具40、40a的相关联的滑动件54沿着闭合线I-I从由相应成型工具40、40a构成的模具的一个闭合位置移动至一个开启位置(未示出)，反之亦然。因此，通过驱动器44并借助于共同的驱动件，成对的相对设置的成型工具40、40a能够分别被一个连杆控制件42同步地在为此设置的工作站上移动，从而成对的彼此相对设置的四个连杆控制件由一个共同的驱动轴56所操纵。
对于每个枢转进入工作站24以及从工作站24枢转离开的第一类型成型装置10，在工作站26上设置第二类型成型装置32的驱动单元，如图2所示，成型装置32的驱动单元被固定安装，借助于一个中央旋转驱动装置(未示出)，相应的第一类型成型装置10沿着枢转轴线20径向地在一个公共水平平面18上枢转进入工作站26并位于第二类型成型装置32的驱动单元的下方。在所述向内枢转运动中，第二类型成型装置32的成型工具60被第一类型成型装置10所携带。所述第二类型成型装置32至少在图4的一部分中被详细示出，并在德国专利文献DE-A-10317712.4中被完整地描述，因此在这里将仅描述成型装置的基本特征。
图4中第二类型成型装置32用于将前侧面具有槽状凹部62从而形成模具半分件的成型工具60移动，用于形成未详细示出的塑料容器的头部几何形状。为了形成所述头部几何形状，相应的成型工具60与带有相应构造的凹部(未示出)的相应成型工具共同作用，图4所示的结构相应地在也位于闭合分离线I-I(未示出)的另一侧。成型装置32具有用于移动成型工具60的第二连杆控制件，其作为驱动单元整体由标号64表示，借助于该第二连杆成型件，相应的成型工具60可被操纵以沿着闭合分离线I-I关闭模具，可以依次通过另一个驱动器66驱动另一个连杆控制件64，该另一个驱动器66优选是电动机，例如步进电动机。为此，该另一个连杆控制件64具有一个位于进给件70中的槽导引件68，该进给件70由一个驱动件72接合，该驱动件72通过一个旋转部74被操纵并移至一个与成型工具60的开启及闭合位置I-I相对应的位置，所述旋转部74可由另一个驱动器66驱动。这里，彼此成对地相对设置的成型工具60同样分别通过一个连杆控制件64而同步移至其闭合位置，与闭合分离线I-I相对的两个电动驱动器66分别控制成对地彼此相对设置的第二连杆控制件64，以便移动成型工具60。
由于两个成型装置10和32在工作站26上的重叠，所以第一和第二成型装置的成型工具10、60构成一个公共纵轴，该纵轴与容器的纵轴相对应，成型装置32的驱动单元64和66保持在工作站26上，同时装置32的成型工具60随同相应的成型装置10被一起带到工作站26，在工作站26上，驱动单元64、66将成型工具60移动至密封位置，如图2所示，在工作站26中的成型装置10保持在成型装置32的下面。
在所涉及的结构中，用于第一成型装置10的驱动轴被安装，以便垂直于它的枢转轴线20延伸，而用于第二类型成型装置32的另一个驱动器66的另一个驱动轴平行于枢转轴线20延伸。另外，另一个驱动器66被固定安装在第二成型装置32上。另外，一个层流单元或无菌屏障(未示出)位于各个工作站22、24、26和28之间，在无菌密封之前，所述层流单元或无菌屏障覆盖第一类型成型装置10的自由开口，并因此覆盖相应的容器开口。
根据本发明的制造设备以及不同成型步骤在不同工作站中的分配，产生了一种旋转木马结构，它使得容器形式的塑料制品的生产具有非常高的循环频率。在很大程度上，卫生要求通过使用电动驱动器而满足，尤其是具有工作站的制造设备与分离增塑塑料材料的挤压装置之间被真空密封隔离，从而可以为吹塑成型、装料以及无菌密封过程自身创造干净的室内条件，这应当是用户所需要的。
Claims (8)
1.一种用于实施塑料容器的吹塑成型、装料和密封过程的制造设备，包括至少一个第一类型成型装置(10)，至少一增塑塑料材料管子被导入所述第一类型成型装置(10)中，各个第一类型成型装置(10)可围绕一个枢转轴线(20)枢转而到达各个空间间隔的工作站(22，24，26，28)，并且至少一个工作站(24)用于容器的吹塑成型，另一个工作站(26)用于对如此吹塑成型成的容器进行装料和密封，其特征在于：除了第一类型成型装置(10)之外，还具有另一第二类型成型装置(32)，所述第二类型成型装置(32)在塑料容器的敞开的颈侧和头侧对相应的塑料容器进行无菌密封，通过敞开的颈侧和头侧能够在无菌条件下用流体填充各容器，所述第一类型成型装置(10)可枢转至第二类型成型装置(32)的固定安装的驱动单元(64，66)的下方，第一和第二成型装置(10；32)的相关成型工具(10；60)构成一个公共纵轴。
2.如权利要求1所述的制造设备，其特征在于：在第一工作站(22)中，各增塑塑料材料管子被导入第一类型成型装置(10)中，在沿着枢转方向的接下来的第二工作站(24)，对所述管子进行吹塑成型，以便制得所述容器，在沿着枢转方向的接下来的第三工作站(26)，所述吹塑成型成的容器在无菌条件下被装料并被密封，在沿着枢转方向的接下来的第四工作站(28)，对已经吹塑成型、在无菌条件下装料和密封的各个容器进行脱模。
3.如权利要求2所述的制造设备，其特征在于：四个工作站(22，24，26，28)沿着第一类型成型装置(10)的枢转方向以径向彼此间隔90°的距离分隔，能够将四个第一类型成型装置(10)顺序地枢转至相应的工作站(22，24，26，28)。
4.如权利要求1-3中任一个所述的制造设备，其特征在于：各第一类型成型装置(10)可围绕一个垂直的枢转轴线(20)枢转，所述相应的工作站(22，24，26，28)被固定安装。
5.如权利要求1-3中任一个所述的制造设备，其特征在于：操纵相应的成型装置(10，32)，从而借助于一个移动相应成型工具(40，40a；60)的连杆控制件(42；64)，将至少一个成型工具(40，40a；60)移动至一个密封位置(I-I)，该密封位置至少用于模具的密封，所述连杆控制件(42；64)由一个驱动器(44，66)驱动，该驱动器为一个步进电动机。
6.如权利要求5所述的制造设备，其特征在于：用于各第一类型成型装置(10)的相应驱动器(44)被安装以便至少在工作站(22，28)的一部分上固定，所述第一类型成型装置(10)可借助于一个接合位置而与驱动器(44)的驱动轴相接合。
7.如权利要求6所述的制造设备，其特征在于：用于第一类型成型装置(10)的驱动器的驱动轴(46)垂直于其枢转轴线(20)延伸，用于第二类型成型装置(32)的另一个驱动器(66)的驱动轴平行于所述枢转轴线(20)延伸，所述另一个驱动器(66)被固定安装在第二成型装置(32)上。
8.如权利要求1-3中任一个所述的制造设备，其特征在于：在各个工作站(22，24，26)之间具有一个层流单元或一个无菌屏障，该层流单元或无菌屏障覆盖所述第一类型成型装置(10)的自由开口，并因此在相应的容器开口的无菌密封之前覆盖该容器开口。
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