CN100509351C - 设有以机械方式运动的拉伸杆的吹塑机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转机器(1)，用于通过模塑装置(4)拉伸吹塑预制件用热塑性塑料材料生产容器，所述模塑装置设有一可打开模具(5)和一可动拉伸杆(8)，该机器包括：用于支撑和驱动所述拉伸杆(8)的部件(9)，该部件按照机械的方式实现并且包括用于根据单向旋转运动产生出摇杆(11)在旋转圆形路径的两个预定角度位置中的具有给定角振幅的两个旋转运动；用于将摇杆的两个旋转运动转变成与拉伸杆(8)连接的驱动单元(13)的两个相对的线性交替的下降和上升移动的部件(12)。

Description

设有以机械方式运动的拉伸杆的吹塑机

技术领域

本发明涉及用于通过拉伸和吹塑预先通过注塑成型生产出的预制件生产由热塑性塑料制成的容器的机器领域。这些机器尤其用来用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)生产容器例如瓶子。

背景技术

在这种机器中，采用基本上为管状的预制件，它们在其一个轴向端部处封闭并且在其另一个轴向端部处打开，而且已经具有最终容器的颈部的最终形状。

在热调节炉中加热每个预制件以将预制件的主体加热至高于热塑性塑料的玻璃转变温度的温度。将经过这样调节的预制件转移到一吹塑模具中，其中限定了成所要获得的容器的形状的空腔。将预制件如此布置在模具中，即，其打开的端部在模具外面延伸。因此，可以将吹塑装置输送到预制件的颈部以便将压缩空气注入到预制件中。同时，将拉伸杆沿轴向导入进预制件中，以便抵靠在位于预制件的底部处的封闭端上。该拉伸杆由此用来在容器的吹塑期间有效地控制预制件的轴向变形。

本发明更尤其能够应用在旋转式拉伸吹塑机中，该机器包括安装在绕着其轴线连续转动的几个模塑装置。每个模塑装置具体包括一可打开模具、一吹塑装置和一拉伸装置。

根据已知的设计，通过用来提供拉伸杆运动所需的能量的气缸来控制拉伸杆的运动，但是通过辊子和凸轮来控制拉伸速度，所述凸轮用来根据吹塑站关于转台的旋转轴线的角度位置使拉伸杆的轴向位置完全同步。

目前得到广泛发展的这些系统在吹塑过程的操作方面令人完全满意。

但是，这些已知系统其总能耗较高。实际上，在所涉及的机器的能耗中的其中一个主要因素在于针对各种各样的功能所共用的压缩空气。这些包括用来促动每个吹塑站的拉伸杆的气缸的气动控制，必须给每个吹塑站提供压缩空气以便降低和升高杆。

已经提出了解决方案，以试图例如通过只是促动气缸来降低拉伸杆并且使得拉伸杆在吹塑过程最后在容器中的吹塑压力作用下升高来降低促动拉伸杆所需的压缩空气消耗(文献FR-2814392)。

也已经考虑了纯粹简单消除拉伸杆的气动控制，并且通过磁性控制系统来代替它(文献FR-2798093)。

但是，这些方案已经证实不是很好，并且在最新的机器中，拉伸杆继续被气动促动以便降低和升高。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种改进的但是简单的解决方案，该方案导致完全消除了拉伸杆的气动控制，并且因此导致在机器内的气动设备更小。

针对这些目的，本发明提出了一种用于通过拉伸吹塑预制件生产由热塑性塑料制成的容器的机器，该机器包括支撑着至少一个模塑装置的连续转动转台，所述模塑装置包括一可打开模具和可以通过支撑和驱动部件沿着模具的轴线顺序运动以便在容器生产操作期间拉伸预制件的一拉伸杆，其特征在于，用于支撑和驱动拉伸杆的部件为机械部件，它包括：

—动力输出部件，它在功能上与所述转台相关联并且能够从转台的连续单向转动中产生出摇杆的具有给定角振幅的两个旋转运动，这些运动在转台的环形路径的两个预定相应角度位置处发生；以及

—运动转换部件，它能够将摇杆的具有给定角振幅的两个上述旋转运动转变成驱动构件沿着与模具的轴线基本上平行的路径的两个交替下降和上升的相对线性运动，所述驱动构件与拉伸杆连接。

本发明基于以下简单但是迄今为止还未发现的事实，即旋转转台代表一运动源，从中可以通过纯机械部件来获取促动拉伸杆所需的运动。这种辅助运动的添加显然在转台的旋转驱动上具有相互作用，并且因此必须提供尺寸相当的电动机驱动部件。但是，对于转台的正确驱动所需的附加电能与用于驱动所有拉伸杆的气动设备的成本相比保持很小(尤其是，空气压缩机变得功率更小，因此更小并且成本更低)。

在由于其结构简单而优选的实施方案中，动力输出部件包括：

—至少沿着一圆弧延伸并且与转台共轴的固定凸轮部件，它包括至少两个位于相应的预定位置处用来控制拉伸杆的运动的凸起；以及

—一摇杆，它具有至少一个惰辊，它们由转台按照围绕着垂直轴线自由转动的方式支撑并且由此沿着凸轮部件驱动，该摇杆能够在惰辊经过凸轮部件的每个凸起时在预定角度范围上转动。

在该情况中，应用实施例在于：

—所述凸轮部件包括两个叠置的固定凸轮，这些凸轮对于所述每个预定位置而言包括两个相互成角度偏置地布置的相应凸起；以及

—摇杆，它包括两对具有两个惰辊的辊对，这两对辊对相互垂直偏置以便分别与所述两个凸轮协作，该摇杆包括两个相互交叉成一体并且在其相应端部处支撑着所述辊的臂，摇杆的旋转轴线与所述两个臂的相交部分重合，

由此，在每个所述预定位置处，摇杆通过在凸轮部件的两个连续凸起上通过而转动180°。

在一具体示例性实施方案中，所述凸轮包括相应的凸轮表面，它们为回转圆柱体并且与转台的轴线共轴，并且摇杆在由凸轮限定的圆柱形空间内运动。

还有按照简单的方式，该运动转换部件还能够布置成包括：

—一卡钳，它由通过其相应端部中的一个自由铰接的两个臂形成，这两个臂布置在基本上垂直平面中，

这些臂的第一个的另一个端部自由地铰接在转台的固定位置处，并且

这些臂的第二个的另一个端部铰接在与模具轴线平行地安装在引导件上的滑动件上，所述滑动件支撑着所述拉伸杆；以及

—一驱动杆，其端部的第一个通过具有三个自由度的旋转铰链与和摇杆的轴线成一体的旋转臂形成为一体，并且其另一个端部通过具有三个自由度的旋转铰链与所述卡钳的所述第一臂连接。

根据所期望的目的，根据本发明的布置使之能够完全消除气动促动拉伸杆，这由通过转台的转动促动的完全机械驱动代替。

附图说明

通过阅读专门提供作为非限定实施例的某些实施方案的以下详细说明将更好地理解本发明。在该说明书中，参照以下附图，其中：

图1为根据本发明布置的用于拉伸吹塑来模塑容器的机器的局部透视示意图；

图2A、2B和2C为放大图，只是分别以侧视图、透视图以及对于部分所述部件而言以平面图显示出拉伸杆的支撑和驱动部件，所述部件被显示出处于第一功能位置中(拉伸杆处于在模具外面的高位置中)；

图3A和3B分别以侧视图和前视图显示出拉伸杆的支撑和驱动部件，所述部件被显示出处于第二功能位置中(局部嵌入在模具中的处于中间位置中的拉伸杆)；并且

图4A和4B分别以侧视图和透视图显示出拉伸杆的支撑和驱动部件，所述部件被显示出处于第三功能位置中(完全嵌入在模具中的处于低位置中的拉伸杆，从而使得预制件完全拉伸)。

具体实施方式

首先参照图1，本发明所考虑的那种用于通过吹塑模塑预制件来生产热塑性塑料容器的机器包括围绕着其轴线以恒定的速度(箭头R)连续单向地转动的转台1(由其中央鼓2示意性地显示出)。

中央鼓2支撑着至少一个模塑装置4(实际上多个模塑装置分布在鼓的周边上)。每个模塑装置4包括一可打开模具(例如，如所示一样，由两个任选具有一垂直运动底部的枢转半模形成的“皮夹”或“折叠刀”式模具)，所述模具通过支架6支撑在鼓上。

为了使该附图更清楚，在图1中没有显示出从技术角度看没有直接涉及的高压气动吹塑部件，该部件可以使受热热塑性塑料预制件膨胀成模塑容器。

机械拉伸部件7包括一拉伸杆8，它可以轴向垂直运动(双箭头)，并且顺序地使之下降到模具5中以便与吹塑同步地轴向机械拉伸热预制件并且一旦模塑出容器将它从模具中抽出。

该拉伸部件7根据所需的运动和顺序还包括拉伸杆8的支撑和驱动部件9，根据本发明所述部件9如将要说明的一样主要为机械部件。

拉伸杆8的所述支撑和驱动部件9包括：

—动力输出部件10，它在功能上与转台2相关联并且能够根据转台2的连续单向转动R产生出摇杆11的具有给定角振幅的两个旋转运动，这些运动在转台的环形路径的两个预定相应角度位置处出现；以及

—运动转换部件12，能够将摇杆11的具有给定角振幅的两个上述旋转运动转变成驱动构件13沿着与模具5的轴线基本上平行的路径的两个相应下降和上升的相对线性运动，所述驱动构件13与拉伸杆8连接。

现在将更具体地参照图1还有图2A和2C对上述驱动部件的优选实施方案进行说明，这些附图分别以透视图(图2A)、侧视图(图2B)和局部平面图(图2C)按照分开清楚的方式显示出这些部件。

首先，更具体地针对动力输出部件10，它们可以如下构成。

至少沿着圆圈的圆弧延伸的凸轮部件14固定支撑在机器的机架(未示出)上，并且与转台共轴。优选的是，凸轮部件14如在这些附图中所示一样为圆形，该实施方案当前看起来似乎实施最简单。这些凸轮部件14包括至少两个凸起15和16，它们相互成角度间隔并且位于相应预定位置处以便控制拉伸杆8沿着一个方向和另一个方向的垂直运动。

上述摇杆11为具有惰辊的摇杆，该惰辊由转台(例如，通过与鼓2一体并且也支撑着所有上述运动转换部件12的托架或支柱20)。因此沿着凸轮部件14驱动摇杆11，该摇杆11在惰辊经过凸轮部件14的每个凸起15、16时能够转动过预定的角度范围。

在转台路径的上述两个预定位置之间，换句话说在两个凸起15、16之间的角度距离根据转台的转速以及拉伸阶段所要进行的精确顺序来确定，从而与包括预制件的装载和模塑好容器的卸载在内的拉伸吹塑过程的一个完整循环对应的转盘的一个整圈，即，在转盘的旋转循环中摇杆11首先在第一凸起15上然后在第二凸起16上的与在容器生产循环中拉伸杆8首先必须下降至模具中(拉伸，与凸起15对应)然后上升到模具外面(吹塑最后，与凸起16对应)的时间一致，该吹塑过程随着摇杆11在位于凸起15和16之间的间隔中的运动而进行。

由摇杆11在其在每个凸起15、16上通过期间所承受的转动最好在更长的角度范围上延伸，尤其例如在大约半圈上延伸。

为此，在优选示例性实施方案中，可以提供以下布置。

凸轮部件14包括两个固定圆形叠置凸轮14A、14B，标号14A例如表示下凸轮，并且标号14B表示上凸轮。对于其部件，两个凸起15、16也是双重形式，即凸起15包括形成在下凸轮14A上的第一凸起15A，之后(沿着摇杆11的运动方向)为形成在上凸轮14B上的第二凸起15B；凸起16类似地包括在凸轮14A上的第一凸起16A和在凸轮14B上的第二凸起16B。在两个连续凸起15A、15B和两个连续凸起16A和16B之间的角度距离相对较小，并且仅仅需要使得如下布置的摇杆11进行两倍旋转。

摇杆11配备有两对惰辊18A和18B，它们相互垂直偏置以便分别对着两个凸轮14A、14B设置。更准确地说，摇杆11包括两个臂19A、19B，它们相互成一体、相互垂直交叉偏置地布置并且分别支撑着那些辊对18A和18B。这样形成的摇杆11由与臂19A、19B的相交部分一致的其轴线17空闲地支撑在与支柱20一体的板21上。

因此，摇杆成自由枢转支架形式，它借助两个相应辊子18A、18B承载在两个凸轮14A、14B上。每次将辊子18A或18B设置在凸起15A、16A或相应的15B、16B前面，摇杆绕着其轴线如此转动，从而与相同臂相对的辊子承载在相应的凸轮上，摇杆的相应转动为四分之一圈。由于使用了两个连续的凸起15A、16A或者相应的15B、16B，所以如所期望的一样在每个情况下使得摇杆11转动半圈。

虽然凸轮部件14的设计并且因此还有摇杆11的设计可以产生出各种实施方案，但是两个凸轮14A、14B优选制成为环圈形式，其内表面(即尽管存在上述凸起，但通常为形成旋转圆柱体的表面)代表摇杆11的相应辊子的辊压表面。因此，摇杆11在由这些凸轮包围的圆柱形空间内运动。整个系统因此具有最小的尺寸。另外，施加在运动摇杆上的离心力有助于使之保持与凸轮14A、14B的辊压表面接触。

应该观察到的是，在该实施方案中并且如在图2C中更清楚地所示一样，摇杆11的枢轴线17沿着与凸轮14A、14B的辊压表面(除了凸起)平行的圆形路径运动。在承载在凸轮(例如在图2C中，承载在凸轮14A上的辊子18A)的辊子到达凸起(例如16A)时，摇杆11的枢转在另一个辊子保持承载在另一个凸轮上(例如辊子18B承载在凸轮14B上)的情况下进行。但是，支撑着所述辊子18B的半臂19B的长度大于在轴线17和凸轮14B的表面之间的径向距离。为了让摇杆进行不受限的枢转运动，在每个凸轮14A、14B中与设在另一个凸轮上的凸起相对地设有一凹槽。

至于运动转换部件12，可以有各种实施方案来将由摇杆11产生出的具有给定角振幅的不连续单向旋转运动转换成拉伸杆8的垂直线性往复运动。能够可靠地经受所涉及机器类型的高生产率的结构简单的部件可以优选如下构成。

卡钳25由两个臂23、24形成，它们相互自由转动地铰接并且布置在基本上垂直的平面中。第一臂23其另一个端部自由转动地铰接在转台的固定部分上例如铰接在与上述支柱20成一体的托架26上。第二臂24其另一个端部铰接在形成为在垂直引导件27(即，与模具5的轴线平行)上自由运动的滑动件的上述驱动构件13上；该滑动件13支撑着拉伸杆8的上端。

在图1更清楚地显示出的示例性实施方案中，托架或支柱20布置有以垂直板形状的背板28，该背板在顶部处支撑着上述板21并且在底部处与用于将它固定在转台的鼓2上的下机架29成一体。支柱20的组件因此具有斜倚U形的总体形状，在其内安装有一加强板30，在其顶部处固定有上述托架26。在托架26下面，加强板30的前缘布置成构成或支撑滑动件13的垂直引导件27。

刚才所述的支柱20的布置用来将支柱的非常好的刚性与在集成在支柱20的结构中的某些部件的优点结合，支柱一方面保证了将摇杆11正确支撑在凸轮部件14上，并且另一方面确保了让拉伸杆8沿着模具轴线正确行进所需的引导件27的可变形性，由此实现在空间和重量方面的好处。

为了将位于凸轮部件14内部中的摇杆11的枢转运动输送给卡钳25和位于所述凸轮部件14外面的拉伸杆8，设有一齿轮传动装置，并且第一齿轮31与摇杆11的轴线17一致，因此与之成一体地转动，并且与由板21自由转动地支撑的第二齿轮32啮合。第二齿轮32的轴线刚性支撑着径向臂33。该臂33因此用由摇杆11控制的在由两个齿轮31、32的齿轮比决定的角度范围上的枢转运动促动。在图1和2A-2C中更具体地显示出的实施例中，其中摇杆11通过在每对凸起15A、15B和16A、16B的通道上枢转半圈，齿轮31、32的齿轮比如此确定，从而臂33的端部在后者进行半圈时与摇杆11同步地转动半圈。

将驱动杆34进一步插入到臂33的端部和卡钳25的臂23的中间部分之间，该驱动杆通过具有三个旋转自由度的连接件35(例如，球接头和/或通用接头)与它们成一体。

臂33与第二齿轮32的轴线一致以便在摇杆11运动到凸轮部件14的凸起15、16外面时大致延伸进由卡钳25限定的平面中。在该情况中，杆34也延伸进该平面中。

刚才所述的机构的功能清楚地出现在这些附图中。

在图2A至2C中，摇杆11沿着凸轮部件14的角度位置如此，从而臂33朝着转台的旋转轴线3延伸。在该位置中，臂33的端部已经驱动了杆34，这反过来通过在板26上的转动使得卡钳25的臂23升高。卡钳25因此处于封闭结构中，并且滑动件13输送到引导件27的顶部。然后拉伸杆8在模具5之外处于升高位置中。

在图3A和3B中，摇杆11横越凸起15、16，并且更具体地说假设它位于在凸起15A、15B或相应的16A、16B之间的中间支点处。然后使臂33枢转90°(图3B)，使杆34倾斜并且滑动件13处于引导件27的中间位置处。拉伸杆半接合在模具5中。

在图4A和4B中，摇杆11已经经过前面的凸起15或16，并且因此完成了其枢转。臂23现在相对于转台的轴线转动，从而杆34向下推压卡钳25的臂23。因此卡钳25打开最大，从而滑动件13位于引导件27的底部处。然后使拉伸杆8最大嵌入在模具中。这也是在图1中所示的情况。

Claims (6)

1.一种用于通过拉伸吹塑预制件生产由热塑性塑料制成的容器的机器，该机器包括支撑着至少一个模塑装置(4)的连续转动转台(1)，所述模塑装置包括一可打开模具(5)和可以通过支撑和驱动部件(9)沿着模具的轴线(3)顺序运动以便在容器生产操作期间拉伸预制件的一拉伸杆(8)，其特征在于，用于支撑和驱动拉伸杆(8)的部件(9)为机械部件，它包括：

一动力输出部件(10)，它与所述转台(1)能够操作地相关联并且能够从转台的连续单向转动中产生出摇杆(11)的具有给定角振幅的两个旋转运动，这些运动在转台的环形路径的两个预定相应角度位置处发生；以及

运动转换部件(12)，它能够将摇杆的具有给定角振幅的两个上述旋转运动转变成驱动构件(13)沿着与模具的轴线平行的路径的两个交替下降和上升的相对线性运动，所述驱动构件(13)与拉伸杆(8)连接。

2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述动力输出部件(10)包括：

至少沿着一圆弧延伸并且与转台共轴的固定凸轮部件(14)，它包括至少两个位于相应的预定位置处用来控制拉伸杆(8)的运动的凸起(15，16)；以及

一摇杆(11)，它具有至少一个惰辊，它们由转台(1)按照围绕着垂直轴线(17)自由转动的方式支撑并且由此沿着凸轮部件驱动，该摇杆(11)能够在惰辊经过凸轮部件的每个凸起(15，16)时在预定角度范围上转动。

3.如权利要求2所述的机器，其特征在于：

所述凸轮部件(14)包括两个叠置的固定凸轮(14A，14B)，这些凸轮对于所述每个预定位置而言包括两个相互成角度偏置地布置的相应凸起(15A，16A；15B，16B)；以及

摇杆(11)，它包括两对具有两个惰辊(18A，18B)的辊对，这两对辊对相互垂直偏置以便分别与所述两个凸轮(14A，14B)协作，该摇杆(11)包括两个相互交叉成一体并且在其相应端部处支撑着所述辊的臂(19A，19B)，摇杆的旋转轴线(17)与所述两个臂的相交部分重合，

由此，在每个所述预定位置处，摇杆通过在凸轮部件的两个连续凸起上通过而转动180°。

4.如权利要求2所述的机器，其特征在于，固定凸轮部件为圆形。

5.如权利要求3所述的机器，其特征在于，所述凸轮(14A，14B)包括相应的凸轮表面，它们为回转圆柱体并且与转台的轴线共轴，并且摇杆(11)在由凸轮限定的圆柱形空间内运动。

6.如权利要求2所述的机器，其特征在于，所述运动转换部件(12)包括：

一卡钳(25)，它由通过其相应端部中的一个自由铰接的两个臂(23，24)形成，这两个臂(23，24)布置在垂直的平面中，

这些臂的第一个(23)的另一个端部自由地铰接在转台(1)的固定位置(26)处，并且

这些臂的第二个(24)的另一个端部铰接在与模具轴线平行地安装在引导件(27)上的滑动件(13)上，所述滑动件(13)支撑着所述拉伸杆(8)；以及

一驱动杆(34)，其端部的第一个通过具有三个自由度的旋转铰链与和摇杆(11)的轴线成一体的旋转臂(33)形成为一体，并且其另一个端部通过具有三个自由度的旋转铰链与所述卡钳的所述第一臂(23)连接。

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