CN102015249A - 用于夹持预制坯件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于吹塑成型容器的装置。由热塑性材料制成的预制坯件在一加热路段的区域中被加热并且接着被转移给一吹塑装置。该吹塑装置设有至少一个用于使所述预制坯件成型为容器的吹塑站。所述预制坯件沿着其输送路径的至少一部分由一承载元件保持，该承载元件至少区域地松动地导入到所述预制坯件的嘴部区段(21)中并且在其导入之后在所述嘴部区段内部被夹紧。夹紧元件(57)倒圆地构成。沿着所述头部的外圆周彼此间隔距离地设置至少两个夹紧元件。

Description

用于夹持预制坯件的装置
技术领域
本发明涉及一种用于吹塑成型容器的装置，该装置具有用于加热由热塑性材料制成的预制坯件的加热路段并且该装置设有吹塑装置，该吹塑装置具有至少一个用于使所述预制坯件成型为容器的吹塑站，以及在该装置中，用于输送所述预制坯件的承载元件在可插入所述预制坯件的嘴部区段中的头部区域中具有至少一个可定位的夹紧元件。 
背景技术
在通过吹塑压力作用来成型容器时，由热塑性材料制成的预制坯件、例如由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的预制坯件在吹塑机内部被供给到不同的工作站。典型地，这种吹塑机具有一个加热装置以及一个吹塑装置，在该吹塑装置的区域中，事先被温度处理的预制坯件通过双轴向的定向膨胀成容器。该膨胀借助于引导到待膨胀的预制坯件中的压力空气进行。在DE-OS 43 40 291中解释了在预制坯件的这种膨胀时的工艺过程。本文开头所提及的处于压力下的气体的导入也包括压力气体到展开中的容器泡中以及压力气体在吹塑过程开始时到预制坯件中的导入。 
在DE-OS 42 12 583中描述了用于形成容器的吹塑站的基本结构。在DE-OS 23 52 926中解释了用于温度处理预制坯件的可能性。 
在用于吹塑成型的装置内部，预制坯件以及经吹塑的容器可以借助于不同的操作装置输送。公开了输送芯棒的使用，预制坯件插套到该输送芯棒上。但是，预制坯件也可以用其它承载装置操作。用于操作预制坯件的夹钳的应用以及为了夹持而可以导入到预制坯件的嘴部区域中的撑开芯棒的应用同样属于可用的设计结构。 
例如在DE-OS 199 06 438中描述了在使用转送轮的情况下操作容器，其中转送轮设置在吹塑轮与输出路段之间并且另一转送轮设置在加热路段与吹塑轮之间。 
预制坯件的已经解释过的操作一方面在所谓的双级方法中进行，在该方法中，预制坯件首先以注射成型方法被制造、紧接着被中间存储并且以 后在其温度方面进行条件处理并且被吹塑成容器。另一方面在所谓的单级方法中实现应用，在该方法中，预制坯件直接在其注射成型技术的制造和充分固硬化之后被合适地温度处理并且紧接着被吹塑成型。 
在使用的吹塑站方面公开了不同的实施方式。在设置于旋转的输送轮上的吹塑站中，经常遇见模具承载件的书式的可翻性。但是也可能的是，采用可相对于彼此移动的或者以其它方式被导向的模具承载件。在位置固定的吹塑站中(这些吹塑站尤其是适合于接收多个用于成型容器的模腔)，典型的是使用彼此平行设置的板作为模具承载件。 
对于输送预制坯件所使用的输送芯棒不能满足所有的要求，所述要求在以高速可靠地输送预制坯件方面提出。特别是插入到预制坯件嘴部区域中的输送芯棒还具有一系列的缺陷。公知的输送芯棒通常由硬芯构成，在其外侧上套上弹性体构成的O形环。在将夹紧芯棒插入到预制坯件的嘴部区域中时，所述O形环弹性变形并且引起预制坯件在夹紧芯棒上的固定。 
随着运行时间的增多，预制坯件的这种夹持方式被证明是不可靠的。一方面预制坯件的内直径经历制造公差，所述制造公差导致不同的夹紧力。此外，弹性以及所述弹性体产生的弹力随着老化并且取决于当时的温度而改变。也不可以防备性地将太大的压力施加到所述嘴部区域上，因为这种太大的压力将导致所述嘴部区域的变形。由于所述弹性体材料的该特性需考虑，或多或少量的预制坯件从夹紧芯棒上掉落并且不能用于后续的吹塑成型。 
在DE 10 2005 011 805中已经描述了一种可控的夹紧元件，其由弹性体材料制成并且构造为弹簧状的空心型材，由此，与例如O形环形式的实心型材相比虽然已经实现了显著的改善，但是仍不能以令人满意的方式和方法满足在长运行时间上均匀且可再现地展开的要求。 
发明内容
本发明的任务是，这样地设计一种开头所述类型的装置，使得在高输送速度的情况下支持预制坯件的可靠输送。 
根据本发明，所述任务通过以下方式实现，即所述夹紧元件倒圆地构成并且沿着所述头部的圆周方向彼此间隔距离地设置至少两个夹紧元件。 
通过将承载元件松动地插入到预制坯件的嘴部区段中避免了在所述插入期间的摩擦效应，所述摩擦效应会导致材料磨损。在达到承载元件在所 述嘴部区段内部的最终定位之后进行主动夹紧并且从而进行预制坯件的可靠夹持。在预制坯件的预定定位之后又取消承载元件与嘴部区段之间的夹紧并且所述承载元件可在与预制坯件无摩擦接触的情况下被从所述嘴部区段中拉出。 
夹紧元件的倒圆构造和多个单独夹紧元件的使用允许夹紧元件的确定的径向定向，而无需弹性变形。所述夹紧元件为了实施夹紧过程可精确地在一个径向方向上定位。通过所述倒圆的轮廓支持了在配属滑动面上的简单滑动。此外，可将夹紧力局部限制地引入到预制坯件嘴部区段的内限制区域中。 
通过以下方式支持在不实施翻转过程情况下预制坯件的输送，预制坯件至少沿着其输送路径的一部分以其嘴部区段在竖直方向上向上定向地由承载元件输送。 
根据一个实施例变型方案提出，承载元件与预制坯件之间的夹紧通过作用在所述承载元件上的拉力预给定。 
同样可考虑，承载元件与预制坯件之间的夹紧通过作用在所述承载元件上的压力预给定。 
通过以下方式进行预制坯件的可靠夹持，即，所述承载元件在基本状态中夹持预制坯件并且仅仅通过主动的调整力引起该预制坯件的释放。 
根据另一实施例变型方案也可以的是，预制坯件由承载元件的固定通过主动的调整力引起。 
通过以下方式支持高的再现精度，即，预制坯件的夹持和释放通过一个加载所述承载元件的凸轮控制装置预给定。 
典型的应用在于，预制坯件由所述承载元件至少沿着一个加热路段的一部分输送。 
通过以下方式实现小的机械载荷并且同时实现高的可靠性，即，由承载元件将在所述承载元件的一纵向方向上作用的调整力转化为相对于该调整力增大的并且夹持所述预制坯件的横向力。 
通过以下方式提供紧凑且稳固的实施方式，即，所述承载元件具有套筒形的基本元件和在该基本元件中被导向的并且承载所述头部的定位元件。 
通过以下方式支持确定的力传递，即，所述张紧元件刚性地构成。 
通过以下方式实现预制坯件的可靠操作，即，沿着所述头部的圆周设 置至少三个张紧元件。 
为了将行程运动转换为径向的定位运动提出，所述张紧元件在所述头部的径向方向上能够由至少一个相对于水平面倾斜设置的导向面定位。 
通过以下方式支承夹紧元件径向移动时的确定的运动过程，即，彼此对置并且至少区域地间隔开地设置两个相对于水平面倾斜设置的导向面。 
特别是通过以下方式实现均匀的运动，即，所述两个导向面在所述头部的径向方向上向外V形地展宽。 
可通过以下方式在夹紧元件的区域中实现交替的力加载区域并且从而实现高寿命，即，所述张紧元件球状地构成。 
根据另一实施方式也提出，所述张紧元件辊状地构成。 
通过以下方式避免夹紧元件从所述头部的掉落，即，在所述头部的区域中壳体状地构造用于所述夹紧元件的接收空间。 
特别是对于所述夹紧元件的固定有贡献的是，所述夹紧元件在所述头部的区域中不仅由在竖直方向上向下倾斜的导向面而且由在竖直方向上上升的限制面导向。 
附图说明
在附图中示意性示出本发明的实施例。其中： 
图1是一个用于由预制坯件制造容器的吹塑站的透视图； 
图2是一个吹塑模具的纵剖视图，一个预制坯件在该吹塑模具中被拉伸和膨胀； 
图3是一个用于吹塑成型容器的装置的基本结构的草图； 
图4是一个改型的、加热能力增大的加热路段； 
图5是一个预制坯件的侧视图，可主动夹紧的承载元件插入到该预制坯件中； 
图6是图5中具有取下的管状基本元件的装置的部分示图； 
图7是具有插入的保持元件的预制坯件的部分剖视图，其处于未被夹紧的位置中； 
图8是图7中的装置，其处于夹紧位置中，具有径向向外移动了的球。 
具体实施方式
在图1和2中示出一个用于使预制坯件1成型为容器2的装置的原理 结构。该布置在此可如图所示的那样或者在一垂直平面中旋转180°进行。 
用于使容器2成型的装置基本上包括一个吹塑站3，该吹塑站设有一个吹塑模具4，预制坯件1可以被放入到该吹塑模具中。预制坯件1可以是由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的注射成型件。为了允许将预制坯件1放入到吹塑模具4中并且为了允许成品容器2的取出，吹塑模具4由一些半模5、6和一个底部件7构成，该底部件可以由一个提升装置8定位。预制坯件1可以由一个保持元件9固定在吹塑站3的区域中。例如也可能的是，例如通过夹钳或者其它操作机构将预制坯件1直接置入到吹塑模具4中。 
为了允许导入压力空气，在吹塑模具4下方设置一个连接活塞10，该连接活塞向预制坯件1供应压力空气并且同时进行密封。但是在变换的构型中原则上也可以考虑的是，使用固定的压力空气输入管路。 
在本实施例中，预制坯件1的拉伸借助于一个拉伸杆11进行，该拉伸杆由一个缸12定位。根据另一种实施方式，通过凸轮段进行拉伸杆11的机械式定位，这些凸轮段被一些作用轮加载。当在一个旋转的吹塑轮25上设置多个吹塑站3时，凸轮段的采用尤其是符合目的的。 
在图1所示的实施方式中，拉伸系统这样构成，使得提供了两个缸12的串联布置。拉伸杆11由一个初级缸13首先在开始真正的拉伸过程之前一直移动到预制坯件1的底部14的区域中。在真正的拉伸过程期间，初级缸13连同伸出的拉伸杆与一个承载该初级缸13的滑座15一起由次级缸16或者通过一个凸轮控制装置定位。尤其是考虑，次级缸16被凸轮控制地以如下方式安装，使得由一个导向滚轮17预给出当前的拉伸位置，在执行拉伸过程期间，该导向滚轮沿着一个凸轮轨道滑动。导向滚轮17由次级缸16压到导轨上。滑座15沿着两个导向元件18滑动。 
当设置在承载件19、20的区域中的半模5、6闭合之后，借助于一个锁止装置20进行这些承载件19、20相对于彼此的锁止。 
为了适配于预制坯件1的嘴部区段21的不同形状，根据图2，在吹塑模具4的区域中使用单独的螺纹嵌入件22。 
图2除了经吹塑的容器2之外也用虚线示出预制坯件1并且示意性示出正在展开的容器泡23。 
图3示出吹塑机的基本结构，其设有一个加热路段24以及一个旋转的吹塑轮25。从预制坯件入口26起，预制坯件1由转送轮27、28、29输送到加热路段24的区域中。沿着加热路段24设置了一些加热辐射器30以及 风机31，用于对预制坯件1进行温度处理。在预制坯件1的充分温度处理之后，该预制坯件被转送轮35转送到吹塑轮25，吹塑站3设置在在该吹塑轮的区域中。完成吹塑的容器2由另外的转送轮37、28、38供应给一个输出路段32。转送轮37在此构造为取出轮，转送轮39构造为输出轮。 
为了可使预制坯件1这样地成型为容器2，使得容器2具有如下所述的材料特性：所述材料特性保证填充在容器2内的食品、尤其是饮料的长的应用可能性，在加热和定向预制坯件1时必须遵守特定的方法步骤。此外，可以通过遵守特定的尺寸设计规定而获得有利的效果。 
可以采用不同的合成材料作为热塑性材料。例如可采用PET、PEN或者PP。 
预制坯件1在定向过程期间的膨胀通过供入压力空气实现。压力空气的供入分成一个预吹塑阶段和一个紧接着的主吹塑阶段，在预吹塑阶段供入具有低压力水平的气体、例如压缩空气，在主吹塑阶段供入具有较高压力水平的气体。在预吹塑阶段期间，典型地采用压力区间在10巴至25巴的压力空气，并且在主吹塑阶段期间供入压力区间在25巴至40巴的压力空气。 
由图3同样可见，在所示的实施方式中，加热路段24由多个环绕的输送元件33构成，这些输送元件链式地依次排列并且沿着一些转向轮34、36被导向。尤其是考虑，通过链式布置而展开一个基本上矩形的基本轮廓。在所示的实施方式中，在加热路段24的向着转送轮27的伸展区域中使用一个单独的尺寸较大的转向轮34以及在相邻转向部的区域中设置两个尺寸较小的转向轮36。但是原则上也可以考虑任意其它的导向装置。 
为了允许转送轮27和吹塑轮25彼此间的尽可能紧密的布置，所述的布置方式被证明是特别有利的，因为在加热路段24的相应的伸展区域中定位了三个转向轮34、36，确切地说分别是较小的、定位在通向加热路段24的直线延伸的过渡区域中的转向轮36和较大的、定位在向着转送轮27和吹塑轮25的直接过渡区域中的转向轮34。取代应用链式的输送元件33地，例如也可能的是，采用旋转的加热轮。 
在容器2完成吹塑之后，所述容器由转送轮38从吹塑站3的区域中导出并且输送至输出路段32。 
在图4所示的改型的加热路段24中，通过加大数量的加热辐射器30可以在单位时间内对更大量的预制坯件1进行温度处理。在此，风机31将 冷却空气导入到冷却空气通道39的区域中，这些冷却空气通道分别位于配属的加热辐射器30对面并且通过流出开口给出冷却空气。通过流出方向的设置，对于冷却空气实现了一个基本上横向于预制坯件1的输送方向的流动方向。这些冷却空气通道39可以在位于加热辐射器30对面的表面的区域中提供用于加热辐射的反射器，同样可能的是，通过给出的冷却空气也实现加热辐射器30的冷却。 
预制坯件1和容器2通过吹塑机的输送能够以不同的方式和方法进行，根据一个实施例变型方案，预制坯件至少沿着其输送路径的显著部分由输送芯棒承载。但是也可以的是，在使用作用在预制坯件的外侧上的夹钳的情况下实施预制坯件的输送，或者使用内芯棒，所述内芯棒被导入到所述预制坯件的嘴部区域中。同样，在预制坯件的空间定向方面也可以考虑不同的变型方案。 
根据一个变型方案，预制坯件1在预制坯件入口26的区域中用其嘴部在竖直方向上向上定向地被供入、接着旋转、沿着加热路段24和吹塑轮25用其嘴部在竖直方向上向下定向地被输送并且在到达输出路段32之前又旋转。根据另一变型方案，预制坯件1在加热路段24的区域中用其嘴部在竖直方向上向下定向地被加热、但是在到达吹塑轮25之前又旋转180°。 
根据第三实施例变型方案，所述预制坯件在不实施翻转过程的情况下用其嘴部在竖直方向上向上定向地经过吹塑机的所有区域。 
图5示出预制坯件1的侧视图，一个承载元件46区域地插入到该预制坯件的嘴部区段21中。该承载元件46在其面向预制坯件1的端部区域中具有压紧元件47，该压紧元件固定在套筒形的基本元件48上。一个定位元件49在该基本元件48内部被导向，该定位元件可以在纵轴线50的方向上相对于该基本元件48运动。基本元件48在其背离预制坯件的伸展区域中保持着一个终端元件51，该终端元件在图5的实施例中构造为齿轮。定位元件49的限制元件52通过弹簧53支撑在所述终端元件51上。该弹簧53构造为拉簧并且允许定位元件49在基本元件48内部朝预制坯件1的方向移动。在定位元件49的拉力加载结束之后，该定位元件由弹簧53复位到其基本位置中。 
图6示出图5中布置的部分示图，其中取走了基本元件48。可以看到，嘴部区段21用上限制部54导向到压紧元件47上。定位元件49用头部55嵌入到该嘴部区段21中。 
根据图7中的示图，所述头部55基本上由一个张紧元件56以及一个设置在该张紧元件56与压紧元件47之间的夹紧元件57构成。该夹紧元件57可构造为球。 
在图7所示的导入位置中，在此未示出的弹簧53很大程度上卸载并且在所述夹紧元件57与所述嘴部区段21的一个内限制部之间延伸着一个间隙58。所述定位元件49在该状态中可无摩擦地或至少低摩擦地导入到嘴部区段21中。为了实施所述夹紧元件57相对于预制坯件1的夹紧，将定位元件49的一段在背离预制坯件1的方向上从所述基本元件48拉出。所述夹紧元件57由此在所述压紧元件47与张紧元件56之间以径向的运动分量移动并且朝预制坯件1的内壁的方向向外压。由此进行所述头部55的撑开和所述预制坯件1的相应固定。 
图7示出，夹紧元件47在所述张紧元件56的一个相对于水平面倾斜的导向面59与所述压紧元件47的一个同样相对于水平面倾斜的导向面60之间被导向。所述导向面59在此相对于水平面下降并且所述导向面60上升。由此这些导向面59、60从所述纵轴线50起限定一个接收空间，该接收空间区域地设有V形的横截面。导向面59在其背离所述纵轴线50的区域中通入到限制面61中，所述限制面相对于水平面上升。导向面59和限制面61由此限定了一个用于夹紧元件57的接收空间，该接收空间在该区域中同样具有V形的横截面。所述限制面61防止在向外拉所述头部55时夹紧元件57从所述嘴部区段21中掉出。为了支持多个夹紧元件57在所述头部55的圆周区域中的确定的设置，所述张紧元件56具有分隔片62，这些分隔片分别在两个相邻的夹紧元件57之间延伸。例如可以的是，张紧元件56设有六个分隔片并且由此提供用于六个夹紧元件57的接收腔。 
图8示出图7的在张紧元件56朝压紧元件47的方向定位之后的布置。张紧元件56朝压紧元件47方向的最大定位在此通过分隔片62在压紧元件57上的靠置来确定。通过导向面59、60的彼此接近，夹紧元件57在一个径向方向上向外定位并且由此固定所述预制坯件1。根据一个优选的实施方式，夹紧元件57构造为球。但是同样可考虑的是，例如采用圆柱形或套筒状的轮廓。夹紧元件57的优选材料是陶瓷。由此可降低所述夹紧元件57与预制坯件1之间的热传递。但是原则上也可以使用其他材料，例如金属。 
夹紧元件57的倒圆的轮廓导致所述夹紧元件57与预制坯件1之间的相对小的接触区域，从而在预给定的压力的情况下实现高的面压力。 
所述承载元件46沿着吹塑机的一部分、特别是沿着加热路段24的输送可例如在使用导轨的情况下进行，所述导轨在终端元件51与一横接片之间嵌入。在使用所述设有齿结构的终端元件51的情况下可引起所述承载元件46围绕所述纵轴线50的旋转运动。 
为了实施所述定位元件49相对于所述基本元件48的定位运动可使用凸轮控制装置。所述凸轮控制装置在此例如可将所述限制元件52抵抗所述弹簧53的力从所述基本元件48中拉出，从而所述承载元件46在通过所述凸轮控制装置释放后又返回到图7中所示的基本位置中。 
根据另一实施方式也可以的是，将弹簧53构造为压簧，其在一个基本位置中使所述张紧元件56与所述压紧元件47之间的夹紧元件57向外移位。由此在基本状态中进行所述预制坯件1的夹持并且仅仅在例如通过凸轮控制装置进行的激活操作中通过所述夹紧元件57向内的移位进行预制坯件1的释放。具体的技术方面的实现可根据应用进行设置。使用压簧具有的优点是，预制坯件1在取消外部的控制力时不会丢失。 
被证明特别有利的是，夹紧元件57从内部加载所述嘴部区段21。由此所述嘴部区段21的外部区域保持自由，以便例如通过夹钳进行操作。此外，避免了所述嘴部区段21的敏感的螺纹区域的损坏。所述螺纹用于以后给经灌装的容器2旋上封盖并且在此的损坏将导致不密封。 

Claims (21)

1.一种用于吹塑成型容器的装置，该装置具有用于加热由热塑性材料制成的预制坯件的加热路段并且该装置设有吹塑装置，该吹塑装置具有至少一个用于使所述预制坯件成型为容器的吹塑站，以及在该装置中，用于输送所述预制坯件的承载元件在可插入所述预制坯件的嘴部区段中的头部区域中具有至少一个可定位的夹紧元件，其特征在于，所述夹紧元件(57)倒圆地构成并且沿着所述头部(55)的外圆周彼此间隔距离地设置至少两个夹紧元件(57)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述承载元件(46)被构造用于夹持一用其嘴部区段(21)在竖直方向上向上定向的预制坯件(1)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述夹紧元件(57)能够通过在所述承载元件(46)的纵轴线(50)的方向上作用的拉力定位。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述夹紧元件(57)能够通过在所述承载元件(46)的纵轴线(50)的方向上作用的压力定位。
5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于：所述承载元件(46)具有至少一个弹簧(53)，该弹簧在无调整力作用的情况下使所述夹紧元件(57)相对于预制坯件(1)夹紧。
6.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于：所述承载元件(46)具有弹簧(53)，该弹簧在卸载位置中将所述夹紧元件(57)设置在基本状态中。
7.根据权利要求1至6之一所述的装置，其特征在于：所述夹紧元件(57)由陶瓷构成。
8.根据权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于：设置凸轮控制装置，用于将一调整力至少沿着设置的输送路径的一部分引入到所述承载元件(46)中。
9.根据权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于：所述承载元件(46)的输送路段至少沿着加热路段(24)的一部分延伸。
10.根据权利要求1至9之一所述的装置，其特征在于：所述夹紧元件(57)具有用于将在所述纵轴线(50)的方向上作用的调整力转换为相对于该调整力增大的、夹持所述预制坯件(1)的夹紧力的构型。
11.根据权利要求1至10之一所述的装置，其特征在于：所述承载元件(46)具有套筒形的基本元件(48)和在该基本元件(48)中被导向并且承载所述头部(55)的定位元件(49)。
12.根据权利要求1至11之一所述的装置，其特征在于：所述夹紧元件(57)至少区域地构造为空心型材。
13.根据权利要求1至12之一所述的装置，其特征在于：所述张紧元件(56)刚性地构成。
14.根据权利要求1至13之一所述的装置，其特征在于：沿着所述头部(55)的圆周设置至少三个张紧元件(56)。
15.根据权利要求1至14之一所述的装置，其特征在于：所述张紧元件(56)在所述头部(55)的径向方向上能够由至少一个相对于水平面倾斜设置的导向面(59，60)定位。
16.根据权利要求1至15之一所述的装置，其特征在于：彼此对置并且至少区域地间隔开地设置相对于水平面倾斜设置的两个导向面(59，60)。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：所述两个导向面(59，60)在所述头部(55)的径向方向上向外V形地展宽。
18.根据权利要求1至17之一所述的装置，其特征在于：所述张紧元件(56)球状地构成。
19.根据权利要求1至17之一所述的装置，其特征在于：所述张紧元件(56)辊状地构成。
20.根据权利要求1至19之一所述的装置，其特征在于：在所述头部(55)的区域中壳体状地构造一用于所述夹紧元件(57)的接收空间。
21.根据权利要求1至20之一所述的装置，其特征在于：所述夹紧元件(57)在所述头部的区域中不仅由在竖直方向上向下倾斜的导向面(59)而且由在竖直方向上上升的限制面(61)导向。
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