CN100453290C - 用于制造热塑性容器的模制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于吹塑由热塑性材料制成的容器的模制装置，它包括模具(1)，该模具包括两个半模(1a，1b)，所述半模可以彼此相对移动并设有沿着半模的整个高度延伸的锁紧部件(14)，所述锁紧部件包括两个朝着彼此取向的钩(17a，17b)、邻近所述钩的两个凹槽(18a，18b)以及可旋转的扁栓(19)，所述扁栓(19)邻近其中一个钩并与另一个钩相互作用，从而使两个半模在关闭位置锁紧或者彼此释放，所述扁栓被插入到凹槽(18a)内。
Description
技术领域
本发明涉及用于由加热的热塑性材料制成的预制件吹塑或者拉伸吹塑制造容器的模制装置领域。
背景技术
更具体的说，本发明涉及对如下装置的改进，该装置包括由可以在打开位置和关闭位置之间相互移动的至少两个半模构成的至少一个模具，在所述打开位置中，各半模彼此分开，在所述关闭位置中，各半模通过限定了分型面的各配对支承面彼此紧密地压在一起，两个半模具有它们各自支承面的至少两个对应边缘，所述边缘在模具的关闭位置中是具有径向相对的各配合面的两个相互叠置的边缘，锁紧部件与所述叠置边缘在功能上相关联。
从FR-A-2646802中已经知道用于关闭位置中的两个半模的锁紧部件，它由多个连接指状体构成，所述指状体相互叠置地由第一半模同轴支撑并能够相对于模具的轴平行移动，从而接合在由第二半模支撑的多个容纳孔中。
已经证明这种锁紧部件是令人满意的，目前已经广泛用于带有所谓的“折刀”模具的模制装置中。
尽管如此，这些锁紧部件具有几个明显的缺点。
一个缺点是第一半模和第二半模分别以悬臂方式支撑指状体和容纳孔。在施加(例如通常在40×105Pa数量级的)吹塑压力过程中，这些径向伸出的指状体和容纳孔的支撑件在模具的周边上受到大致切向的作用力。为了避免其变形或者撕开，必须将这些支撑件做成实心形式，这增加了各半模的重量及成本。
另一个缺点是，在其基部装配在连接至半模的径向伸出的支撑件中的每个指状体的悬臂结构中，在锁紧位置，指状体的自由端保持在连接至另一个半模的沿径向伸出的支撑件的相应容纳孔中。在吹塑力的影响下，每个指状体受到弯曲/剪切应力，这又需要每个指状体是实心形式，因此它们重量大而且成本高。
所有这些要求使得锁紧部件明显伸出模具的周边之上，而在包括大量模具并且高速运转的设备(圆盘传送带类型的旋转模制装置)中，可用空间是非常有限的。另外，这些锁紧部件重量大，增加了半模的惯性，这对快速生产运转的设备是不利的。
最后，需要强调，通过多个叠置(同轴)的指状体的轴向位移而锁紧/开锁的方法涉及相对较长的操作，因为每个指状体装配在其对应孔中的操作部分时间长，并且产生适当的机械阻力：值得注意的是，因此仅能设置有限数量的彼此轴向分开的指状体和孔。这最终导致作用力在模具高度上的不均匀分布。
因此一直需要一种结构简单的模具，它能不那么笨重、更轻、更简单且更便宜，由于需要提高生产量(这需要装置以低惯性更快地运转)，这种需要就更加迫切。
发明内容
为此，本发明提供一种如前所述的模制装置，根据本发明的设计，它的特征在于按照如下方式设计锁紧部件：
-位于内侧上的一个所述叠置边缘具有一个配合面(内侧配合面)，它终端是钩，并在钩附近具有凹槽；
-位于外侧上的另一个所述叠置边缘具有一个配合面(外侧配合面)，它终端是钩，并在钩附近具有凹槽；
-所述内侧和外侧叠置边缘的各钩和凹槽基本上在模具的整个高度上延伸；
-基本上在模具的整个高度上延伸的扁栓以可围绕着销旋转的方式安装，所述销在一个所述凹槽内与其一个边缘相对应，并与各钩相接触；以及
-驱动部件，其与所述扁栓功能性地相关联，用于在两个极限位置之间围绕其销枢转，
由此扁栓可以占据两个功能性位置，也就是：
-插入到其安装凹槽内的位置，其中扁栓不会与另一个叠置边缘的相对凹槽接合，并允许两个半模相互相对移动，以便打开和关闭模具；以及
-伸出位置，其中扁栓朝着其安装凹槽的外侧枢转，并且两个半模处于关闭位置，所述扁栓在另一个叠置边缘的相对凹槽内接合，从而当两个半模受到将它们彼此分开的作用力(预吹塑、吹塑)时，所述扁栓与两个叠置边缘的两个钩相接合，并以机械方式保持两个半模。
由于本发明的这种设计，用于关闭位置的两个半模的锁紧部件被形成为使得在一些步骤(预吹塑、吹塑)中将这些半模分开的作用力在模具的整个高度上被均匀吸收。另外，通过将扁栓旋转一个相对小的角度(例如在20°的数量级)就可以通过将可旋转的扁栓围绕着它的其中一个边缘旋转获得模具的锁紧和开锁过程：这种相对小角度幅度的旋转可以相对较快地进行。这种快速的锁紧和开锁过程完全引入到用于通过吹塑或者拉伸吹塑制造热塑性容器的设备使用者所希望的功能限定的范围内，甚至需要该设备更快的产出。另外，需要强调的是，根据本发明提出的仅包括一个可动部分的锁紧部件的结构简单，所述可动部分自然是高的(也就是模具的高度)，但是厚度低，并且宽度相对较窄。结果，扁栓在旋转过程中具有相对较小的惯性，这样就又增加了生产量。最后，扁栓的结构性和功能性的布置的半模设计不需要明显增加材料，从而也相对于前面的解决方案而言基本减少了可动半模的惯性。大体上，根据本发明设计的锁紧部件的组件使得在关闭/锁紧以及开锁/打开阶段中模具的运行速度明显增加，同时，周边元件(销、支撑件等)的重量减少。
很明显，根据本发明的结构尽管能够用于任何类型的模具，但是当模具是具有两个半模的折刀类型时是特别重要的，所述两个半模相互旋转地连接在基本上与分型面的一侧平行的轴上：在这种情况下，前述锁紧部件设置在模具的与两个半模的所述轴相对的一侧上。
在已知的模具设计中，每个半模包括一个模具载体，其上在内部固定一个设有模具半模槽的壳，由两个壳限定的分型面在模具的关闭位置中压在彼此上：在这种情况下，如果锁紧部件由两个模具载体支撑是有利的。
在优选的实施方案中，因为扁栓的驱动部件的设计可以简化，因此扁栓由前述内侧叠置边缘所支撑。
在可能的实施方案中，所述两个叠置边缘的各钩和扁栓基本上在模具的整个高度上连续延伸。但是在另一个令人关注的实施方案中，由于减少了重量(因此导致惯性降低)，可以将扁栓和至少相对叠置边缘的钩基本上在模具的整个高度上不连续延伸。
在一个特定优选的实施方案中，扁栓被旋转支撑在其销上或者说由其销旋转地支撑，并且具有径向游隙。由于这种设置，当两个半模受到将它们彼此分开的作用力时，扁栓自身压在上述的钩的面上，从而它的枢转销不会传递任何作用力。这种销仅用于将扁栓保持在对应的半模上，因此它可以具有最小的尺寸，由此再次减少了重量。
本发明的设置特别适用于进行大量制造的设备中，所述设备包括可旋转移动的圆盘传送带类型的模制装置，该模制装置通常沿着周边设有多个模具。在这种情况下，在根据前述设置设计的模制装置中，可以设置一个与扁栓功能性相关联的驱动部件，所述驱动部件包括利用复位机构由扁栓的旋转轴的一端支撑的至少一个惰辊，所述辊能够与在旋转圆盘传送带上横向设置的固定引导凸轮协作。因此扁栓的驱动部件由能够将扁栓返回到其前述插入位置或者甚至在一个优选的变型中插入到前述的伸出位置的复位弹簧构成。
根据以下一些优选实施方案的详细说明可以清楚地理解本发明，所述实施方案仅为示例性实施例。以下的说明参考附图。
附图说明
图1A、1B和1C是根据本发明设计的折刀式模具从上方看的示意图，显示了三个不同的功能位置(分别是关闭和锁紧的模具、关闭和未锁紧的模具、打开的模具)；
图2A和2B分别是根据本发明设计的模具的具体实施方案的关闭位置和打开位置的透视图，图2A显示了部分模具，并且仅显示了其下部，图2B显示了扁栓的竖直剖视图，可以看见其中的结构；
图3是与图2B类似的视图，显示了模具的变型；
图4是显示了本发明的另一种设置的实施方案的分解透视图。
具体实施方式
本发明的设计是用于对由加热的热塑性材料(例如PET)制成的预制件进行吹塑或者拉伸吹塑而制造例如瓶子的容器的模制装置的改进。这种模制装置包括由可以在打开位置和关闭位置之间相互移动的至少两个半模(也可以包括形成可轴向移动的模具基部的第三部分)构成的至少一个模具，在所述打开位置中，半模彼此分开，在所述关闭位置，半模通过限定了分型面的各配合面彼此紧密地压在一起，设置多个锁紧部件来将两个半模锁定在关闭位置，并用于防止在以非常高(例如一般在40×105Pa数量级)的压力引入吹塑流体时两个半模发生分离或者部分打开。
通常这种模制装置包括多个模具，并因此被设计为旋转装置或者周边分布模具的圆盘传送带的形式，在旋转过程中，通过模具带有的凸轮随动件以及固定安装在旋转部分外部上的引导凸轮的共同操作，可以顺序控制模具的打开/关闭、锁紧/开锁等各项功能。
尽管本发明的结构可以用于任何类型的模具，但是它们特别适用于具有两个彼此相对旋转的半模的模具或者折刀式模具，目前折刀式模具使用非常普遍，因此在折刀式模具的范围内详细解释本发明的结构，但是本发明的保护不限于这种单一类型的模具。
折刀式模具整体以附图标记1表示，其大体结构由从上面看的图1A-1C中简化显示的两个半模1a和1b构成(图中虽然没有显示轴向可动基部，但是它也可以被设置在模具的基底上)。两个半模具有各自的配合面或者支承面2a，2b，它们在关闭位置中限定了分型面3(图1A，1B)。各配合面上凹陷有两个相应的半模槽4a，4b，这两个半模槽共同限定了模制空间4，所述空间具有要获得的容器的外形，或者是该形状除了其基部之外的至少大部分。
在图1A至1C更具体的显示的实施方案中，每个半模1a，1b具有一个复合结构，由至少一个外部支架或者模具载体5a，5b以及一个内部模制部分或者壳体6a，6b构成，所述内部模制壳体6a，6b可拆卸地安装在各模具载体上，并包括前述各半模槽4a，4b。壳体自身可以是两部分：具有半模槽的壳体本身以及置于壳体和各模具载体之间的壳体载体，如本申请人的专利文献EP0821641所披露的。
在优选的实施例中，如果是指折刀式模具，半模1a，1b(在本情形中，模具载体5a，5b)包括各伸出的颊板7a，7b，它们彼此之间以叠置的方式装配，并且由在分型面的延伸部分中设置的轴8所贯穿。
另外，通过在轴8的两侧上隔开的销10a，10b，两个各自伸出的凸耳9a，9b沿着轴8的方向旋转支撑两个促动连杆11a，11b的端部，这两个连杆的另两个端部在可以(如箭头13所示)线性移动的轴12上一起自由旋转，这样可通过未显示的驱动部件关闭模具或者沿着相反的方向打开模具。
在分型面3的另一侧上与轴8相对地设置用于在施加预吹塑和/或吹塑压力的过程中将两个半模1a，1b保持在关闭位置中的锁紧部件14。
以如下方式设计锁紧部件14。
在图1A所示的模具的关闭位置中，在将两个半模1a，1b对在一起时，在与轴8相对处，两个半模的界定各自支承面2a，2b的两个边缘的形状是两个相互叠置的边缘15a，15b，它们具有沿径向彼此相对设置的各自的配合面。
在所示的实施例中，其中一个所述叠置边缘(例如半模1a的边缘15a)不会沿着圆周方向延伸超过支承面2a，并且具有末端为朝着外侧翻转的形状为钩17a的配合面16a；另外，面16a挖空出一个与钩17a相邻的凹槽18a。
所述边缘的另一个边缘15b延伸超过支承面2b，并朝着外侧径向偏置，这样在图1A所示的关闭位置中，边缘15b从外侧覆盖边缘15a，配合面16b位于外侧上(外侧配合面)，与位于内侧上的配合面16a(内侧配合面)相对。
外侧配合面16b与面16a的设计方式基本上相似。面16b末端是朝向内侧翻转的位于钩17a之外的钩17b的形状，并挖空出一个与钩17b相邻的凹槽18b。
由各自的两个钩17a，17b和两个凹槽18a，18b形成轮廓的两个相对的配合面16a，16b基本上在模具的整个高度上延伸。
在图1A所示的模具的关闭位置中，两个钩17a，17b相对彼此沿着圆周方向偏置，彼此有角度地分开，并且面16a，16b彼此相对。
扁栓19也基本上在模具的整个高度上延伸，通过与其一个竖直边缘基本上一致的销20，该扁栓19由其中一个边缘15a，15b旋转地支撑，从而在模具的关闭位置中，它装配在两个钩17a，17b之间。
扁栓19可以由所述边缘15a，15b中的一个或者另一个同样良好地支撑，以获得所需的锁紧功能。尽管如此，当边缘15a沿着径向更加靠近半模1a，1b的旋转轴8时，显然，通过在边缘15a上安装扁栓19可以减少惯性。另外，很明显，如果扁栓连接至边缘15a，所讨论的扁栓的旋转驱动部件能够更加简单。
在这些情况中，如图1A所示，扁栓19安装在边缘15a上，从而扁栓的连接有旋转销20的纵向边缘被装配成与钩17a相接触，其中扁栓19和钩17a的配合面是圆形的。
最后，驱动部件(以下将会显示其实施方案)允许扁栓19在预定角度范围内在两个极限功能位置之间围绕其销枢转，也就是，
-插入位置(图1B所示)，其中扁栓19插入到凹槽18a中(并且扁栓19连接到该凹槽18a)，其结构使得扁栓19不会接合另一个叠置边缘15b，更具体的说，不会接合另一个边缘15b的钩17b，并允许两个半模相互移动(如图1C所示打开模具和关闭模具)；以及
-伸出或者枢转位置(图1A所示)，其中扁栓19朝着外侧枢转(两个半模1a，1b处于关闭位置)，并且接合在另一个叠置边缘15b的凹槽18b内，从而当两个半模1a，1b受到将它们彼此分开的作用力时(吹塑步骤和/或预吹塑步骤)，扁栓19接合在两个钩17a，17b之间，并以机械方式保持两个半模1a，1b。
此处需要强调，在如上所述并且如图1A至1C所示的半模1a，1b设计有各自的模具载体5a，5b情况下，叠置边缘1a，1b分别属于两个模具载体5a，5b。
还需要强调，图1A至1C中，叠置边缘15a，15b已经被显示为是与模具载体5a，5b一体的成型端部；但是可以考虑使所述叠置边缘或者其中分开的成型部分的一个15a和/或15b(尤其是通过螺母-螺栓连接)连接至各模具载体。
本发明的锁紧部件的结构是特别有用的，不仅是因为其结构简单(少量的组成零件，少量的加工)以及它为关闭位置中的各半模提供了特别有效的锁紧，而且因为扁栓19在其两个极限功能位置之间的相对较小的角度行程(例如在20°的数量级)。这种小角度行程由快速锁紧/开锁实现，快速锁紧/开锁有助于(与其它的结构相结合)提高运行速度。
特别重要的优选实施方案(由于其使用的尺寸过小，难以显示)在于，扁栓19由叠置边缘15a旋转支撑，并且具有径向游隙(例如，扁栓的销的远端带有径向游隙地接合在叠置边缘15a中设置的支撑轴承中)。因此，当半模1a，1b受到将它们彼此分离的作用力时，扁栓19可以自由地靠在钩17a上：由较大的支承面来吸收作用力，具有较低的压力，销20(或者该销的端部)不会受到任何剪切作用力，可以具有较小的尺寸(节省材料，减少重量和惯性)。
图2A和2B分别显示了根据本发明设计的模具的具体实施方案在两个不同的功能位置(分别是关闭和打开位置)中的透视图(图1A至1C的附图标记在图2A和2B中重复使用)。
在该实施方案中，两个叠置边缘15a，15b的各钩17a，17b和扁栓19基本上在模具1的整个高度上连续延伸。
图2A，2B还显示了扁栓19的旋转驱动部件21的实施方案，当模具1安装在圆盘传送带上时可以实施。图2B(模具处于打开位置)显示了扁栓19的安装方式，更具体的说，是其旋转销20的伸出到扁栓19的端部之外的端部在连接至半模1a的轴承22中枢转的方式。销20的穿过下轴承22的下端连接至径向臂23，径向臂23的自由端支撑惰辊24。该辊24能够与连接至机器框架的固定凸轮(未显示)共同操作，在支撑模具1的圆盘传送带的旋转过程中，该机器框架沿着辊24所遵循的轨道延伸。
在一个可能的实施方案中，通过辊/凸轮驱动扁栓19旋转会导致模具在关闭位置中被锁紧，而需要开锁时，扁栓在复位弹簧25的作用下沿着相反方向旋转。
在优选的变型中，通过辊/凸轮驱动扁栓19旋转会导致模具在打开位置中被开锁，而需要锁紧时，扁栓在复位弹簧25的作用下沿着相反方向旋转。
图3是与图2B类似的视图(模具处于打开位置)，显示了径向位于模具的关闭位置中的外侧上的叠置边缘15b是以分开的部分构成的情况，它连接至模具载体5b。在所示的实施例中，该部分通过螺母-螺栓连接以切向螺栓固定，其中仅能看见切向外壳的孔26。
图4中以分解透视图仅仅显示了模具载体5a和5b以及扁栓19和其销20。在该实施方案中，除了扁栓19之外，两个模具载体5a，5b的各叠置边缘15a和15b是不连续结构形式。如上所述，这些结构在模具的整个高度上延伸，尽管使用了轻质元件，但是可以在模具的整个高度上较为规律和均匀地吸收作用力。
因此在模具关闭位置中位于外侧的叠置边缘15b包括多个由间隔27分开的叠置的钩17b，所述间隔具有有限的高度；每个钩17b的各自设计保持与上述实施方案的单个钩的设计一致。
类似的，扁栓19由与销20连接的一连串腹板28构成，所述腹板与钩17b具有相同的间隔。
最后，模具载体5a的叠置边缘15a自身也设有多个与钩17b和腹板28对应的钩17a。在该实施方案中，可以使钩之间的间隔是实心的并且钻有孔，用于通过销20，如图4所示。
需要指出，如果需要，已经披 的不连续结构的一些元件可以与连续结构的元件相结合。因此，例如，叠置边缘15b的不连续钩17b和带有腹板28的扁栓19可以与连续钩17a相结合。
Claims (10)
1.一种模制装置，用于由加热的热塑性材料制成的预制件吹塑或者拉伸吹塑制造容器，所述装置包括至少一个模具(1)，该模具包括可以在打开位置和关闭位置之间相互移动的至少两个半模(1a，1b)，在所述打开位置中，各半模彼此分开，在所述关闭位置中，各半模通过限定了分型面(3)的各配合的支承面(2a，2b)彼此紧密地压在一起，两个半模(1a，1b)具有它们各自支承面(2a，2b)的至少两个各对应边缘(15a，15b)，所述边缘在模具的关闭位置中被径向设计为具有各自相对的配合面(16a，16b)的两个相互叠置的边缘，锁紧部件(14)与所述叠置边缘功能性地关联在一起，其特征在于所述锁紧部件(14)按照以下方式设计：
位于内侧上的一个所述叠置边缘(15a)具有内侧配合面(16a)，该内侧配合面的终端是钩(17a)并在钩附近具有凹槽(18a)；
位于外侧上的另一个所述叠置边缘(15b)具有外侧配合面(16b)，该外侧配合面的终端是钩(17b)并在钩附近具有凹槽(18b)；
所述内侧和外侧叠置边缘(15a，15b)的各钩(17a，17b)和凹槽(18a，18b)基本上在模具的整个高度上延伸；
基本上在模具的整个高度上延伸的扁栓以可围绕着销(20)旋转的方式安装，所述销在一个所述凹槽内与其一个边缘相对应，并与各钩相接触；以及
驱动部件，其与所述扁栓(19)功能性地相关联，用于在两个极限位置之间围绕其销(20)枢转，
由此扁栓(19)可以占据两个功能性位置，也就是：
插入到其安装凹槽内的位置，其中扁栓(19)不会与另一个叠置边缘的相对凹槽接合，并允许两个半模相互相对移动，以便打开和关闭模具；以及
伸出位置，其中扁栓(19)朝着其安装凹槽的外侧枢转，两个半模(1a，1b)处于关闭位置，所述扁栓(19)在另一个叠置边缘的相对凹槽内接合，从而当两个半模(1a，1b)受到将它们彼此分开的作用力时，所述扁栓(19)与两个叠置边缘(15a，15b)的两个钩(17a，17b)相接合，并以机械方式保持两个半模(1a，1b)。
2.如权利要求1所述的模制装置，其中，模具(1)是具有两个半模(1a，1b)的折刀类型，所述两个半模相互旋转地连接在基本上与分型面(3)的一侧平行的轴(8)上，其中，所述锁紧部件(14)设置在模具的与两个半模(1a，1b)的所述轴(8)相对的一侧上。
3.如权利要求1或2所述的模制装置，其中，每个半模(1a，1b)包括一个模具载体(5a，5b)，在所述模具载体上在内部固定着设有模具半模槽(4a，4b)的壳(6a，6b)，由两个壳(6a，6b)限定的分型面(3)在模具的关闭位置中压在彼此上，其中，锁紧部件(14)由两个模具载体(5a，5b)支撑。
4.如权利要求1所述的模制装置，其中，所述扁栓由所述内侧的叠置边缘支撑。
5.如权利要求1所述的模制装置，其中，所述两个叠置边缘(15a，15b)的各钩(17a，17b)和扁栓(19)基本上在模具的整个高度上连续延伸。
6.如权利要求1所述的模制装置，其中，扁栓和至少相对叠置边缘的钩基本上在模具的整个高度上不连续延伸。
7.如权利要求1所述的模制装置，其中，扁栓(19)旋转地支撑在销上或者说由其销旋转地支撑，并具有径向游隙。
8.如权利要求1所述的模制装置，该装置是圆盘传送带类型，并且可以旋转移动，其中，和扁栓(19)功能性地关联的驱动部件包括至少一个利用复位机构由扁栓的旋转轴的一端支撑的惰辊(24)，所述辊能够与在旋转圆盘传送带上横向设置的固定引导凸轮配合。
9.如权利要求8所述的模制装置，其中，扁栓(19)的驱动部件包括能够将扁栓(19)返回到其所述插入位置的复位弹簧(25)。
10.如权利要求8所述的模制装置，其中，扁栓(19)的驱动部件包括能够将扁栓(19)返回到其所述伸出位置的复位弹簧(25)。
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