CN102189668A - 用于制造塑料容器的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于制造塑料容器的设备和方法，其中用铸模制造预成型件并且用吹制模对预成型件进行完工。为了确保实现简单的结构和改进的温度控制，提出了将所述铸模和所述吹制模进行排列以形成模具复合体。

Description

用于制造塑料容器的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种权利要求1和16的前序部分中描述的类型的用于制造塑料容器的设备和方法。
背景技术
从DE 19737697A1中可公知这种类型的设备。现有的设备包括呈注塑模具形式的铸模，用铸模制造出塑料毛坯即所谓的预成型件。在吹制模中，对该预成型件进行吹制以形成完工的容器。设置了多个铸模，它们优选地布置在两个注塑模具转子上，注塑模具转子相继地移动经过一个将液性塑料装填入注塑模具的压出机。接下来，将在注塑模具中形成的预成型件输送到输送转子。然后输送转子将预成型件输送到吹塑成形转子，吹塑成形转子设置有多个围绕四周的吹制模。每个预成型件插入一个吹制模中并且被吹制以形成完工的容器。
优选地，借助于沿轴向拉伸预成型件的拉伸杆来实现吹制，而引入的压缩气体(通常是空气)引起预成型件的放射状拉伸。拉伸杆一般用于塑料容器的制造，例如在美国专利US 4039641中进行了描述。
将注塑成形的预成型件输送到吹制模所涉及的一个问题是温度控制，温度控制根本不能被精确地确定，因为当预成型件输送时，预成型件会暴露在外部条件下，而外部条件会根据环境条件(外部温度)发生变化。因此，比较可靠的是，让预成型件冷却下来并且提供加热器来将预成型件加热到用于吹制工序的预定温度。另外，现有设备在其构造方面很复杂并且需要很多的占地面积。
发明内容
本发明是基于提供用于制造塑料容器的设备和方法的目的，其在构造上设计简单并且允许受控制的温度控制。
关于设备，所述目的通过权利要求1的特征来实现，而关于方法通过权利要求16的特征来实现。
由于根据本发明的实施例，预成型件能够在两个模具之间即在铸模和吹制模之间进行直接输送，无需同时暴露在环境条件中。因而，能够精确地保持预定的吹制温度，无需中间的加热。而且，根据本发明的模具复合体能布置在单一的运送设备上，优选地布置在转子上，使得所需要的占地面积的尺寸至少减半。
在从属权利要求中限定了本发明的有利的实施例。
另一个结构性优势在于以下事实：用于制造预成型件所需要的内模或外模可不仅在铸模中而且尤其在吹制模中具备多个功能。例如，内模可具备喷射器或两个模具之间的输送设备的功能。附加地或可选择地，内模也可在吹制模中作为拉伸芯棒和/或作为吹制喷管来使用。最后，甚至也可在吹制工序后使用内模或外模将待装填的产品供给到容器中，使得能够在相同的运送设备(转子)上来实现容器的制造和其装填。而且，用于装填工序的回气管可位于内模中或外模中。
通过将温度控制设备布置在铸模中，铸模可在适当的区域被额外地加热或更强地冷却，使得预成型件能够具有预定温度剖面。
而且，内模可设置有冷却设备，借助于冷却设备，例如能够对在吹制工序中在较小程度上待拉伸的区域进行冷却。例如这应用于预成型件的孔口区，此处需要尺寸上的稳定性。
使用任意类型的铸模均能够实现本发明，特别是使用两种最常规的铸模，即注塑模具或压模。
附图说明
借助于下面的附图将更加详细地说明本发明的实施例。在附图中：
图1示出本发明的设备的示意性俯视图；
图2示出该设备的模具复合体；
图3示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；
图4示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；
图5示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；
图6示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；
图7示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；
图8示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；
图9示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；
图10示出在另一方法步骤中的图2的模具复合体；以及
图11示出可选择的模具复合体。
具体实施方式
图1示出了用于制造塑料容器2(在实施例中示出为瓶子，尤其是PET瓶)的设备1的示意性图和俯视图。设备1包括连续传送器系统连续传送器系统尤其是圆盘传送带或转子3，其绕轴3′沿传送方向F可旋转地被驱动并且首先旋转经过用于液性塑料的供料设备4(尤其是压出机)然后旋转到传送器5，完工的容器2通过传送器5从转子3退出并且被运走。而且，给转子3分配装填设备，所述装填设备例如包括旋转配料器6和供料线路7。上述的部件均为常规型。然而，用于液性塑料的供料设备和装填设备的组成部分的分配到目前为止还没有被组合到单一的转子中。
转子3在它的圆周上设置有多个模具复合体8，其在附图中进行了更加详细的解释。
图2示出了这种模型复合体8的局部图，其包括铸模9和吹制模10。铸模9和吹制模10沿着共同的中心线M在垂直方向上相对于彼此共轴地排列。铸模9和吹制模10彼此直接邻接，就是说，在这两个模具9、10之间不存在输送或传送距离，不存在盛行的周围空气。对于各个的中心线，也可以以成角度的方式或彼此偏离的方式来实现这种排列。
铸模9用于预成型件11(图4)的制造，如同一般的用于塑料容器的制造。“预成型件”是块状的中空体，其只具有开口且无焊缝(例如用于焊接相对的一侧)，并且优选地，预成型件的那些与完工的容器2上的相应部分必须尺寸上尽可能稳定地对应的部分已经完全预成型。这些尺寸稳定的部分例如是用于接纳封闭件的颈部11b(例如螺旋颈、闭合颈圈或卷边)和所谓的颈圈(collar)11c，通过这些部分完工的容器随后将被装入夹持设备或传送器等并且在夹持设备或传送器等中进行运送。
如图2所示，铸模9形成为注塑模具并且包括第一半模9a和第二半模9b，第一半模9a和第二半模9b能够在双箭头O的方向上彼此移开以便打开铸模9，并且能够进行重新装配。铸模9沿着包括中心线M的平面而被分割开。半模9a、9b各包住空腔12的一半并且形成外模，外模限定了预成型件11的外部形状。
预成型件的内部形状由内模13限定，内模13能够沿着中心线M在箭头I的方向上陷入空腔12中，并且能够从空腔12中拉出。如果内膜13位于空腔12中，内膜13具有至空腔12的四周距离(all-arounddistance)，从而限定了预成型件11的壁厚，如图3更详细地所见。
同样地，吹制模10包括至少两个吹制模部分10a、10b，吹制模部分10a、10b在中心线M的平面上分离并且包住限定完工容器2的外部形状的空腔14。吹制模10的模部10a、10b也能够在箭头O的方向上被打开和闭合。
如果模具复合体8位于塑料供料器4的区域内，则将液性塑料通过装填部15压入铸模9，如图4所示，直到完全地填满由外模9a、9b和内模13限定的空腔12。通过注射来实现塑料的引入。
如图5所示，注塑模具9设置有温度控制设备16，借助于温度控制设备16，现在位于铸模9中的预成型件11能够具有期望的温度剖面。例如，借助于设置在特定部位上的控制设备16a，必须保持尺寸稳定的颈部11b和颈圈11c上的区域能够被冷却到所使用的塑性材料不能被拉伸或延伸的温度，或者仅通过施加实质上增强的力不能被拉伸或延伸。在其他区域中，例如在区域16b中，预成型件11可被加热或可保持在一定温度。
然后，将半模9a、9b移开，如图6中所见，并且释放就位于内模13上的预成型件11。
铸模9的内模13被设计成用于多个其他的功能。在打开铸模9后，内模13作为输送设备从铸模9的区域向下移动进入吹制模的区域，这能够通过图6与图7的比较发现。在示出的实施例中，由吹制模10限定的空腔14被定尺寸为使得预成型件11能够(通过后来的容器2的进料口14a)插入到空腔14中而不需打开吹制模10。然而，在其他的实施例中，也能够打开吹制模10以接纳预成型件11。
内模13移动进入吹制模10的空腔14，直到预成型件11能够以下面所述的方式定位于正确的吹制位置。
内模13包括通常用于吹塑成形的拉伸杆17，在示出的实施例中，拉伸杆17被接纳在外套管18中。拉伸杆17布置在外套管18中，相对中心线M共轴，并且能够相对于外套管18移动。外套管的外侧面用于预成型件11的内侧面的形成，并且在示出的实施例中(见图7和图8)，外套管的外侧面移动进入吹制模10的空腔14至少进到颈部。然后拉伸杆17沿着中心线M在双箭头R的方向上相对于套管18轴向地移动，以密封的方式从套管的头部18b中的开口18a露出并且将预成型件11从内模13放置入空腔14。在头部18b的外部，拉伸杆17和套管18之间设置有空腔18c，通过空腔18c可引入例如冷却剂，冷却剂冷却套管18的头部18b从而冷却与其邻近的必须保持尺寸稳定的部分11b、11c。
拉伸杆17以公知的方式本身设置有适应预成型件11的底部11a的头部17a，借助于头部17a，通过使拉伸杆17在轴向上关于中心线M进一步延伸，底部11a能够被拉伸，这在图8中示出。
内模13的另一个功能是其作为吹塑喷管(molding lance)的实施例，从而拉伸杆17在其头部17a中设置有出气口19，出气口19相对于中心线M横向地布置，并且通过供给线路20以通常的方式被供给有吹制气体(即压缩空气或另一种加压气体)，压缩气体通过这些出气口19被引入预成型件11的内部，直到在拉伸杆17的支撑下预成型件11的所有侧面处于紧靠吹制半模10a、10b的空腔14的内壁，从而容器已经得到了它的最终形状。
较坚固部17b包括头部17a并且能够密封套管18的头部18b的开口18a，除了较坚固部17b外，拉伸杆17在轴向上还具有较窄部17c，较窄部17c的外宽小于套管18的头部18b的开口18a。当容器2已经得到它的最终形状时，拉伸杆17退回到套管18内直到窄部17c变成倚靠在套管头部18b的开口18a内。较窄部17c经由倾斜表面17d并入拉伸杆17的较坚固部17b，使得，取决于倾斜表面17d的位置在窄部17c和开口18之间保留有环形间隙21，该环形间隙21用作装填阀(filling valve)并且具有可调节的过流截面(flow cross-section)。如果现在将产品装填入套管18内部的空腔18c，则产品通过环形间隙21排出并且装填容器2。从而，内模13也可用作装填设备。
优选地，铸模9相对于吹制模10可移动，使得它能够使吹制模10上方的空间空出。由此可以用适当的封闭部件来封闭容器2，而容器2仍然位于吹制模10中。
在内模13已经完全退入铸模9中后，通过打开吹制半模10a、10b将容器从吹制模10中释放。容器2可通过传送转子5来收集并且被运走，而铸模9围绕内模13被再次关闭并且为另一个注塑成型工序做好准备。
铸模9也可设计成用于压力造型的压模，而不是注塑模具，如图11所示。为此，以与第一实施例相同的方式设计的内模13，在装填液性塑料之前将内模13完全地从空腔12中取出，并且将精确比例量的液性塑料引入空腔12。然后如果使内模13下降进入空腔12直到内模13的所有侧面离空腔12具有相同的距离，则液性塑料可被均匀地分布，并且获得图4中示出的预成型件11。
因而，所描述的根据本发明的模具复合体8允许将预成型件从加热预成型件的铸模直接输送到吹制模，使得能够获得限定的温度。而且，也能保持预定的温度剖面。
根据所描述的和绘制出的实施例的改进，即使容器不需要或不能直接用吹制模装填，也能够采用本发明。如果不需要装填，则只要铸模和吹制模相对于彼此共轴地布置以使得从铸模到吹制模的直接输送是可行的，也可采用水平并排布置，而不是已描述的铸模和吹制模在彼此之上的布置。内模、拉伸杆和吹塑喷管的功能也可由一个单一的部件来实现。也可通过模具复合体的其他部分来实现容器的装填。在一个优选实施例中，预成型件或容器由吹制模和/或铸模来连续地运送。尤其是，吹制模和/或铸模布置在旋转的圆盘传送带上。在另一个优选实施例中，预成型件或容器由固定的吹制模和/或铸模来操作。

Claims (16)

1.一种用于制造塑料容器(2)的设备(1)，所述设备包括用于制造预成型件(11)的铸模(9)和用于完工所述容器(2)的吹制模(10)，其特征在于，所述铸模和所述吹制模(9，10)进行排列以形成模具复合体(8)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述铸模和所述吹制模(9，10)相对于彼此共轴地布置。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述铸模(9)包括内模和外模(9a，9b，13)，其中所述铸模(9)的所述内模(13)在所述铸模(9)和所述吹制模(10)中沿轴向能移动。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述内模(13)包括用于将所述预成型件(11)从所述铸模(9)输送到所述吹制模(10)内的输送设备。
5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述内模(13)具有用于所述吹制模(10)的拉伸芯棒设备(17)。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述内模(13)包括用于所述吹制模(10)的吹制空气喷管。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述内模(13)包括能轴向移动的套管(18)，其中拉伸杆(17)和/或吹制空气喷管以相对于所述套管(18)能轴向移动的方式被接纳在所述套管中。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述铸模(9)设置有温度控制设备(16)以使所述预成型件(11)具有预定温度剖面。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述内模(13)设置有冷却设备。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述模具复合体(8)连接到用于装填所述容器(2)的供料线路(7)。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述内模(13)或所述外模(9a，9b)连接到用于装填所述容器(2)的供料线路(7)。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述供料线路(7)连接到所述内模(13)的所述套管(18)，其中拉伸杆(17)和/或吹制空气喷管(17)以相对于所述套管(18)能轴向移动的方式被接纳在所述套管(18)中并且与所述套管(18)形成环形间隙(21)，所述环形间隙被配备作为阀。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述铸模(9)为注塑模具。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述铸模(9)为压模。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述模具复合体(8)分配有用于所述容器(2)的封闭部件。
16.一种用于制造塑料容器(2)的方法，其中首先用铸模(9)制造预成型件(11)，随后用吹制模(10)对所述预成型件(11)进行完工以形成所述容器(2)，其特征在于，将所述预成型件(11)从加热所述预成型件的所述铸模(9)中直接输送到所述吹制模(10)内。
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