CN101934582A - 一种用于对吹塑机进行转换的方法以及一种吹塑机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于通过换模对吹塑机进行转换的方法。在用于对吹塑机进行转换的方法中，所述吹塑机具有被加热到热定形工作温度的可旋转运动的多个模，在所述吹塑机中用空模进行至少一个模拟工作循环，此时将冷却介质从外界同时地供给到全部的模腔中以便与所述热定形工作温度相比使所述模冷却。本发明还公开了一种用于吹塑塑料容器的吹塑机。吹塑机在机器控制器中包括程序调度程序，所述程序调度程序用于使用空模且以所述模的减小的转速并通过从外部向所述模供给所述冷却介质来执行至少一个模拟工作循环。

Description

一种用于对吹塑机进行转换的方法以及一种吹塑机
技术领域
本发明涉及根据专利权利要求1的前序部分的一种方法以及根据专利权利要求10的前序部分的一种吹塑机。
背景技术
在例如用于在热态下待灌装的饮料的PET瓶的热定形吹塑机中，通过具有热载体介质的温度控制装置附加地将模加热到热定形工作温度。为对热定形吹塑机转换(convert)以生产不同类型的瓶子，必须更换模。例如，热定形吹塑机包含至少8个模，或者多至30个模或者更多。热定形工作温度可为大约130℃至180℃，从而当换模时，人们必须首先等到模已冷却到例如40℃-60℃的操作温度。虽然通过温度控制装置的进一步输送的且不再被加热的热载体介质来冷却模，但到模已冷却至大约60℃且能更换时需要至少半个小时，并且到模已冷却至大约40℃且能更换时需要多于1个小时。因此换模相当于高生产损失。如果在热定形吹塑机中进行拉伸吹塑，拉伸型吹扫杆(purge rod)或拉伸杆插入每个模中；在正常工作循环期间杆在模中机械地预拉伸容器坯(perform)，并且在正常工作循环的规定部分供给吹入空气从而使经预拉伸的容器坯成为瓶状。可选地，在将瓶从模中移除之前，也短时间吹入吹扫空气以便能以尺寸上稳定的方式移除瓶。然而，通常，在准备换模的过程中，只通过温度控制装置的仍循环且不再被加热的热载体来冷却每个模。
从JP 3222714已知，为了使在模中的模制件更快地凝固且为了缩短循环时间，用气体首先进行加热，然后冷却。
从JP 9085420 A已知，在模塑操作期间用冷却水冷却金属模。
从US 6991756 B1已知，热交换设备在内部被分配给金属模，以便引导液体、热或冷的热载体通过模的热交换通道并且在从热的到冷的热载体转变期间用吹扫空气吹扫相应的热载体。
最后，从DE 4242024 C2已知，用于塑料加工的模在与模腔分隔开的通道中保持有处于工作温度的液体，以使在高温下引入的塑化的塑料凝固且在换模之前用压缩空气去除包含在通道中的液体。
发明内容
本发明的目的是指出一种上述类型的方法以及一种吹塑机，用于使由于换模的转换(conversion)所引起的生产损失最小化。
根据具有专利权利要求1的特征的方法以及在具有专利权利要求10的特征的吹塑机中实现所述目的。
基本的构思是：不是关闭吹塑机并等到模已冷却到足够的程度，而是在至少一个模拟工作循环内通过利用从外部供给的冷却介质从模腔表面带走热量的方式来进行强制冷却。
根据本方法，每个热定形模可选地不仅通过温度控制装置的在模中流通且无任何进一步的热供应的热载体来冷却，而且另外在至少一个模拟工作循环期间通过从外部供给的冷却介质来冷却，该冷却介质经由模腔表面从模中有效地带走热量并且排出所述热量。令人惊讶地，到模已达到适于操作的温度的等候期间能够减少大约一半的时间或甚至更多，从而使由于换模的转换所引起的生产损失最小化。此处，用空模进行至少一个模拟工作循环使得全部的模均匀且同时地被冷却，此处，能以有利的方式使用原本已存在的吹塑机的驱动和运动控制机构。仅需要的额外的措施在于，提供和引入足够量的冷却介质，可选地以能够增强冷却作用的增加压力且以相应的供给速度来引入冷却介质。然而，这些额外的努力相对于可实现的生产损失的最小化可以忽略。利用冷却介质从模腔表面排热令人惊讶地有效，并且不用对模进行显著改进或不用为额外的冷却操作进一步装备吹塑机就能使用原本已存在的通向模腔的流动路径。作为一可选方案，利用同样仅为强制冷却目的而设置的输送装置，冷却介质也能在仅为强制冷却而设置的供给和/或排出路径中循环。根据本方法，多个模拟工作循环以连续的顺序进行，如果必要的话，吹塑机连续“空”运行直到已经达到用于换模所期望的模温度。
除原本已设置的部件以外，吹塑机基本上仅需要机器控制器中的程序调度程序，以便用空模进行至少一个模拟工作循环来准备转换过程，并且将冷却介质可选地在同时输送入全部模的模腔中。有利地，此处，利用空模以与正常工作循环相比减小的模的转速从而以减少的能量输入来进行至少一个模拟工作循环。除此之外，吹塑机，特别是热定形拉伸吹塑机，可不需要任何显著改进。为热定形吹塑机而设置的温度控制装置在模拟工作循环中不加热用于温度控制的热载体，因为它们只为正常工作循环或为加热而起作用，使得与热定形工作温度相比，通过从外部供给的冷却介质的额外冷却实现了模温度的快速降低，并且在很短的时间段后已能更换模。例如，周围空气被用于模腔表面的冷却。可选地，可以主动的方式来冷却周围空气以增强冷却效果。可替代地，也可使用诸如冷却水的液冷介质，或者诸如气雾剂形式的气体的和液冷介质的混合物，以便通过从模腔表面带走蒸发热来增强冷却效果。
在本方法的有利变型中，通过位于空模中的拉伸式吹扫杆或拉伸杆，例如持久地且以高压或高通过速率，将冷却介质供给到构造为拉伸吹塑机的吹塑机中，并且以这种方式被冷却的全部模以与正常工作循环相比较低的转速运动。供给的冷却介质例如通过设置在拉伸杆和处于模的空态下的模之间的空隙而流出模腔。可替代地或额外地，也可分配至少一个安全阀给模，该阀在模拟工作循环期间打开或者对压力进行响应，并且允许冷却介质以尽可能大的输送速率流出，可选地在增强冷却作用的偏压下流出。在模拟工作循环期间也能够至少部分地打开模以便为冷却介质打开(release)另外的流出路径。可选地，当在模拟工作循环如同在正常工作期间一样每个模在旋转运动期间被打开且又被关闭时，冷却介质以特定地有目的的控制方式以高通过速率通过模腔。拉伸杆具有用于模拟工作循环的额外的功能，即它输送冷却介质，将冷却介质分配在模腔中且朝向模腔表面分配。在一个有利的方法的变型中，当输送冷却介质时，为实现最佳冷却效果，在模拟工作循环期间拉伸杆基本固定地保持在模腔中位于最佳冷却位置处。因此，在模拟工作循环期间拉伸杆不像在正常工作循环期间的情况下在模中往复运动。
相反地，在本方法的不同变型中，作为可选方案，有利的是，利用拉伸杆相对于模的运动，使得从外部供给的冷却介质分配入模腔中，其中拉伸杆相对于模的运动原本在用于吹塑容器的正常工作循环中被控制。
在一个本方法的有利变型中，每个模拟工作循环以低于正常工作循环的模的速度进行。转速能显著地降低，从而仅消耗少量的驱动能量。例如，以大约每秒转过360度中的50度的转速进行模拟工作循环。
根据本方法，以下是更有利的：与正常工作循环相比，在冷却期间以及在模拟工作循环期间时角度范围被改变，例如被扩展，在该角度范围内-在模围绕机械轴线的旋转运动模拟的工作循环内和对全部模同时进行冷却-将冷却介质输送入每个模中。在正常工作循环期间，例如吹入空气只在很小的角度范围内以适度的通过量被供给，而在模拟工作阶段周围空气以高通过量且持续相对长的时间持久地被供给，直到最大地经过一完整旋转。而且，与正常工作循环相比，在冷却期间冷却介质的输送压力例如可以在相当大的程度上改变。例如，输送压力可以为大约40巴和10巴或可在该压力范围内变化。
上述的方法变型也可互相组合以使冷却作用尽可能的有效。
例如，与也被用于吹塑的介质相同的介质可用于冷却操作。可替代地，不同的介质以及甚至液体或气液混合物能用于冷却。如果周围空气用于吹塑，在用空模的模拟工作循环期间，于是在模拟工作循环期间可以冷却周围空气，就像液体或气雾剂状的冷却介质。冷却介质从外部输送且供给，并且可为气体或液体或气液混合物，例如气雾剂，从而例如通过经由模腔表面带走蒸发热而在最后一种提及的情况下实现甚至更强的冷却作用。
在吹塑机中，特别在热定形拉伸吹塑机中，冷却介质的外部供给连接到拉伸杆上，拉伸杆能插入模中并且将输送的冷却介质分配到模腔中且分配到模腔表面上，并且通过拉伸杆和模之间的特定空隙将冷却介质排出。
可选择地，吹塑机可包括至少一个另外的输送装置，该另外的输送装置至少在模拟工作循环期间可分别连接到相应的模和其拉伸杆上，并且被用于输送从外部供给的冷却介质，冷却介质可为气体的、液体的或气体和液体的。
有利地，吹塑机配备成使得，用于每个模拟工作循环的程序调度程序，在一回转的范围中与正常工作循环相比改变介质输送的角度范围和/或输送压力或输送速率，和/或使拉伸杆至少基本不动地停止在模中的预定冷却位置。这不需要吹塑机任何显著的结构改进，而是这能在控制器侧舒适地编程。
为打开流出模的流出路径，且路径具有尽可能大的截面，因而至少在模拟工作循环期间允许冷却介质的高通过速率，安全阀可分配给模，该安全阀在控制器侧可操作或对压力进行响应。
在吹塑机的另一个可选方案中，可设置用于冷却介质(诸如可被冷却的周围空气或可被冷却的冷却水，或/和气雾剂状冷却介质)的独立有效的输送装置，以及通向模的供给路径，该供给路径有利地配备有大的截面并且很可能仅为冷却而连接，以便在模拟工作循环期间以持久和有效的方式并且以高通过量和/或高压对全部模通过全部模的模腔表面同时进行冷却。
附图说明
现在将结合附图对根据本发明的主题的实施例进行说明，其中：
图1为具有多个模的吹塑机的示意图；
图2为处于正常工作循环阶段的模的截面；以及
图3为在用于模的强制冷却的模拟工作循环期间的模的截面。
具体实施方式
图1为示出用于从容器坯生产诸如PET瓶的塑料容器的吹塑机B的示意图，在吹塑机B的正常工作循环中持续地生产容器，并且每个工作循环包括例如吹塑机B的360度的旋转。有利地，吹塑机B为用于生产在热态下待灌装的饮料的PET瓶的热定形拉伸吹塑机。这意味着在开始生产之前，利用温度控制装置(未示出)且通过例如在与模腔分隔开的通道中循环地输送过模的热载体，将吹塑机B的模加热到例如大约130℃至180℃的热定形工作温度，并且保持在所述温度。在拉伸吹塑时，每个容器坯在吹塑工艺中被机械地拉伸且在供给吹入空气时在模中被吹塑。
如果吹塑机B中的生产需要改成生产不同的产品(不同的容器或不同的瓶)，则在生产的结尾冷却后必须更换模；虽然由于温度控制装置热载体仍能够循环通过模，但热载体不再被加热。
如图1所示的吹塑机B与这种类型的常规吹塑机相比配备有额外的强制冷却装置，从而使用于模更换的等候期间以及与其有关的生产损耗最小化。而且将参照图3详细地对所述强制冷却装置进行说明。
图1中的吹塑机B包括机械轴线或轴1，机械轴线或轴1通过旋转驱动器12沿箭头2的方向被旋转地驱动。载有模夹4和可更换的模5的臂3安装在机械轴1上。机械轴1限定轴线X，模5在例如360度的正常工作循环中的生产期间绕轴线X旋转，其中每个模5在打开状态下进给容器坯(图2中的P)，然后关闭模5，并且在再次打开模5之前从容器坯P吹塑成型出例如瓶(图2中的F)的容器，且将瓶F从模中移除。
例如，每个模5由两个折叠式的半模(5a和5b)和可移动的下部分6构成，两个折叠式的半模(5a和5b)和下部分6共同地限定在图2中绘出的具有口持部(mouth holding portion)14的模腔13。如果瓶F通过拉伸吹塑模制，每个模5具有分配给其的拉伸杆7，拉伸杆7为中空的，包括通路15并且利用致动器17沿双头箭头16的方向在模腔13中可直线地移动。例如，致动器17可包括吹塑机B的凸轮控制器(未示出)。
图1进一步示出从分配器9延伸到模5的拉伸杆7的连接线路8；连接线路8与模5一起旋转并且通过连接线路10连接到输送装置11上，输送装置11例如压缩空气控制器或压缩机，为了吹塑容器坯P，输送装置11选择性地在吹塑机B的回转的特定角度范围内输送周围空气L到拉伸杆7。
吹塑机B包括具有程序段D的计算机化机器控制器C，程序段D包括用于操作强制冷却装置的程序调度程序R以便通过换模而准备吹塑机B的转换或更换。
利用程序调度程序R在生产结束后运行至少一个模拟工作循环，在这个模拟工作循环空模5中以与正常工作循环期间的转速相比减小的转速绕机械轴线X运动。这时模5处于空态，即容器坯P不再插入。温度控制装置可以进一步被操作，但热载体不再被加热。在模拟工作循环期间周围空气L由输送装置11持久地吹入，经过拉伸杆7同时进入全部模5的模腔13以便吸收模腔表面的热量(图3)。热空气通过拉伸杆7和模5的口持部14之间的空隙Z吹出。
可将程序调度程序R设计成使得拉伸杆7沿双头箭头16的方向进行直线运动，该运动也在正常工作循环内进行；或者设计成使得在模拟工作循环期间拉伸杆7基本固定地保持在模腔13内的预定最佳冷却位置处。
而且，可将程序调度程序R设计成使得周围空气L在机器旋转的整个360度上被供给。与正常工作循环相比输送压力或输送速率能被改变，有利地被增强和/或逐渐地增加或减小。
在示出的工艺步骤中，标准的周围空气L例如用于模5的强制冷却。周围空气L在模拟工作循环期间能被冷却以便增强冷却效果。在强制冷却期间为实现尽可能高的通过速率，每个模5可另外包括至少一个安全阀V，安全阀V通过程序调度程序R打开或者对压力进行响应。在模5被打开和再次关闭的同时在模拟工作循环内也能继续强制冷却。可替代地，在模拟工作循环期间模5能保持关闭或只能被打开得很小。
图2示出正常工作循环的阶段，其中模5沿箭头2的方向绕机械轴线X旋转，并且插入的容器坯P被保持在口持部14内和插入的拉伸杆7上。在此阶段容器坯P仍未被模制。模已经达到大约130℃至180℃的热定形工作温度。在正常工作循环的进一步的过程中(未示出)，首先降低拉伸杆7(以虚线画出轮廓)以机械地拉伸容器坯P。同时或以滞后方式通过输送装置11和供给线路8引入吹入空气，以便使容器坯P达到模腔表面13上的瓶F的形状并且保持该形状直到瓶F已充分地凝固以从模中移除。
图3示出在用于空模5的额外强制冷却的模拟工作循环期间的步骤。在周围空气L由输送装置11且经过供给线路8持久地吹入的同时，拉伸杆7如在正常工作循环中沿双头箭头16的方向运动，周围空气L作用在模腔表面13上且通过空隙Z流出模5。可选地，空气也可通过安全阀V排出模腔13，那时打开安全阀V。而且，可选地可行的是，至少临时地打开模5，如由箭头(21和22)所描述的，而在该过程中不中断强制冷却。
可选择地，图3示出了用于不同的冷却介质或液冷介质M(例如冷却水)的贮液器20，在模拟工作循环期间液冷介质M经由输送装置11输送入模5；这时开关阀18能阻断周围空气L的供给。作为另一可选方案，可设置另外的输送装置19(压缩机或泵)用于在模拟工作循环期间将冷却介质(例如冷却水M)经由供给线路9同时地输送入全部模5的模腔13内。强制冷却也可使用周围空气和冷却水的混合物(例如作为气雾剂)来进行。
作为另一可选方案，单独的供给线路23以虚线示出，供给线路13从另外的输送装置19通向模腔13的入口或拉伸杆7；在模拟工作循环期间经由所述供给线路23介质能从外部供给到空模5并且例如经由安全阀V排出。这能在没有拉伸杆7而工作的热定形模5中被采用，但如果采用拉伸杆7也能被使用。
在最后一种提及的情况中，如果需要，模腔13能经由供给线路23以及供给线路8被强制冷却，并且热量能从模腔表面13排出，以便与热定形工作温度相比使模5冷却到对于换模来说可接受的且在大约60℃至40℃的范围内的温度，以及尽可能地缩短到换模以及更换吹塑机B的等候期间。
在标准的热定形拉伸吹塑机中，通过单独利用热载体使模冷却至约60℃的冷却期间持续会至少半个小时，并且在冷却至约40℃的情况下冷却期间会持续超过1小时，其中热载体由温度控制装置供给并且不再被加热。利用根据本发明的强制冷却能够使该期间减半或者甚至进一步缩短。本发明还设想：只在每个模拟工作循环期间通过独立的供给路径将冷却介质L、M同时施加到全部的模腔内。可选择地，仅为了模腔表面的强制冷却，模连接到仅为此目的而设计的供给线路和至少一个输送装置，并且在冷却期间能够停止吹塑机。热载体能够，但不必，通过温度控制装置循环。可选地，热载体另外甚至在强制冷却期间也能被冷却。

Claims (14)

1.一种用于通过换模对吹塑机(B)进行转换的方法，所述吹塑机(B)用于从容器坯(P)吹塑出塑料容器(F)、特别是PET瓶(F)，所述吹塑机(B)包括在工作循环期间可旋转地运动并被加热到热定形工作温度的多个模(5)，所述方法的特征在于：用空的模(5)进行至少一个模拟工作循环以准备在所述吹塑机(B)中的换模；以及在所述至少一个模拟工作循环期间，将冷却介质(L，M)至少大致在同时输送至全部所述模(5)的模腔(13)，并且从外部供给的所述冷却介质(L，M)通过从模腔表面(13)排走热量来相对于所述热定形工作温度使所述模(5)冷却。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在空的且属于形成为拉伸吹塑机的所述吹塑机(B)的闭合的模(5)中，放置拉伸杆(7)并且将所述冷却介质(L，M)通过所述拉伸杆(7)引入所述模(5)的所述模腔(13)中，并且使所述冷却介质(L，M)优选地至少通过形成在所述拉伸杆(7)和所述模(5)之间的空模(5)中的空隙(Z)排出所述模(5)，和/或附加地或可选择地经由至少一个安全阀(V)排出所述模和/或排出至少部分打开的所述模(5)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，相对于在容器坯(P)位于模(5)中的正常工作循环中受控制的拉伸杆运动，所述拉伸杆(7)在所述模拟工作循环期间被基本固定地保持在预定冷却位置处。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，与在正常工作循环中一样，所述拉伸杆(7)在所述模拟工作循环期间在所述模(5)中运动以冷却所述模。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，在冷却所述模(5)期间以所述吹塑机(B)中的所述模(5)的与正常工作循环相比更慢的转速进行所述模拟工作循环，优选地以每秒至多转过360度中的50度的转速。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，与正常工作循环相比，在所述模拟工作循环中的冷却所述模(5)的期间角度范围被改变，优选地被扩大，在以所述模(5)绕机械轴线(X)的旋转运动模拟的工作循环中在该角度范围内所述冷却介质(M，L)被同时输送入所述模(5)中。
7.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，与所述正常工作循环相比，在所述模拟工作循环中的冷却期间所述冷却介质(M，L)的输送压力被改变，优选地被提高，优选地提高到大约40巴和10巴之间的压力范围。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述模拟工作循环期间输送入所述模(5)的所述冷却介质(M，L)为在所述正常工作循环中还用于吹塑所述容器坯(P)和/或用于吹扫的介质，或者与此不同的介质，和/或具有比在所述正常工作循环期间输送的介质更低的温度。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，所述冷却介质(L，M)为诸如周围空气的气体，优选的是冷却的周围空气，或为诸如冷却水的液体，优选的是被冷却的冷却水，或为诸如气雾剂形式的气液混合物。
10.一种用于在热定形模(5)中从容器坯(P)吹塑出塑料容器、特别是用于热灌装的PET瓶(F)的吹塑机(B)，特别是拉伸吹塑机，所述热定形模(5)在正常工作循环期间旋转地运动并且可更换地固定，所述吹塑机(B)包括可编程的机器控制器(C)以及用于将介质(M，L)输送入每个模(5)内的输送装置(9，11)，所述吹塑机的特征在于，所述机器控制器(C)具有程序段(D)，所述程序段(D)具有程序调度程序(R)，所述程序调度程序(R)用于使用空的模(5)且以减小的转速来进行至少一个模拟工作循环，从而通过从外部向所述模(5)供给的冷却介质(M，L)来强制冷却模腔表面。
11.根据权利要求10所述的吹塑机，其特征在于，所述输送装置(9，11)被连接或可连接到拉伸杆(7)上，所述拉伸杆(7)能插入所述模(5)中。
12.根据权利要求10所述的吹塑机，其特征在于，设置分别能够连接到所述模(5)和所述拉伸杆(7)上的至少一个另外的输送装置(19)，用于至少在所述模拟工作循环期间输送气体的或液体的冷却介质(M，L)；和/或设置独立的供给路径仅用于强制冷却。
13.根据权利要求10所述的吹塑机，其特征在于，通过用于所述模拟工作循环的程序调度程序(R)，在所述模(5)的回转的范围中，介质供给的角度范围和/或输送压力为可变的，和/或所述拉伸杆(7)能够基本停止在模腔(13)中的预定冷却位置。
14.根据权利10至13中的至少一项所述的吹塑机，其特征在于，每个模(5)具有分配给其的安全阀(V)，所述安全阀(V)在所述模拟工作循环期间是可操作的以用于强制冷却或者对压力进行响应。
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