CN102781647A - 用于吹塑成型容器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于吹塑成型容器的方法和设备。在此，预制坯件在热条件处理之后在吹塑模具内部通过吹塑压力作用而成型为容器。所需的吹塑气体穿过连接元件导入到预制坯件的内空间中。在吹塑成型之后将扫气用气体引导通过容器的内空间。使用多个吹塑站。对于所述吹塑站中的至少一个吹塑站在仅仅配置给该吹塑站的储存容腔中储备所需扫气用气体量的至少一部分。

Description

用于吹塑成型容器的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于吹塑成型容器的方法，在该方法中，预制坯件在热条件处理之后在布置在吹塑站区域中的吹塑模具内部通过吹塑压力作用而成型为容器，以及在该方法中，吹塑气体穿过连接元件导入到预制坯件的内空间中，并且在该方法中，在吹塑成型之后将扫气用气体引导通过容器的内空间，并且在该方法中，使用多个吹塑站。

此外，本发明还涉及一种用于吹塑成型容器的设备，该设备具有至少两个分别带有至少一个吹塑模具的吹塑站，以及在该设备中，一用于吹塑气体的流动路径穿过一连接元件延伸，所述吹塑气体用于吹塑成型容器，并且在该设备中，吹塑站连接在用于供入扫气用气体的装置上。

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。

在用于吹塑成型的设备内部，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。输送芯棒的使用被证实是有利的，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保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。

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。

特别是在制造被设置用于灌装热液体的容器的情况下使用下述吹塑模具——所述吹塑模具具有高于环境温度的温度。热吹塑模具导致经吹塑的容器的材料的硬化只能缓慢地进行。因此，在实施吹塑过程之后，在这种制造方法中常常将扫气用气体导入到容器中，所述扫气用气体引起容器壁的冷却并且由此有助于将成品容器更快地从吹塑模具中取出。

这种扫气用空气的供入例如可通过空心的拉伸杆进行，所述拉汉森干设有相应的流出开口。但是原则上也可以考虑其他的用于供入扫气用气体的方案。为了控制扫气用气体的供入，通常使用特殊的管道和阀布置。此外，常常对于扫气用气体预给定一个压力水平，所述压力水平既不相应于通常的低的预吹塑压力也不相应于较高的主吹塑压力。因此，相应的压力水平必须要么通过压力调节器单独地提供要么附加于其他压力地单独供应。因此，与标准及其相比，扫气用气体的在设备技术方面的提供要求费事地进行改装，或者必须完全相应地应用特殊的控制单元。

发明内容

因此本发明的任务是，这样地改善一种开头所述类型的方法，使得有助于以简化的设备技术实现所述方法。

根据本发明，所述任务通过以下方式实现，即，对于所述吹塑站中的至少一个吹塑站在仅仅配置给(或对应于)该吹塑站的储存容腔中储备所需扫气用气体量的至少一部分。

本发明的另一任务是，这样地设计本文开头所述类型的设备，使得有助于简化设计结构。

根据本发明，所述任务通过以下方式实现，即，所述吹塑站中的至少一个吹塑站与用于扫气用气体的至少一部分并且仅仅配置给(或对应于)该吹塑站的储存器连接。

分别个别的储存器与每个吹塑站的对应允许吹塑装置的非常模块化的结构。尤其可以的是，吹塑装置很大程度上按照基本标准设计并且仅仅对于需要提供扫气用气体的情况以附加地需要的构件来补充该基本结构。这不仅简化了初次装配而且也简化了标准机器的可能的改装。

此外，通过个别的储存器与每个吹塑站的对应避免了吹塑站的复杂的布线或耦合。

通过以下方式避免单独地控制储存器的填充，即，在实施吹塑过程期间用所述扫气用气体实施所述储存容腔的至少部分的填充。

通过以下方式有助于结构特别简单地实现所述方法，即，所述储存容腔的填充至少部分地穿过所述储备容腔的与所述容器的内空间连接的流体连接进行。

通过以下方式实现储存器的简单的冷却可能性，即，所述储备容腔的至少一部分经由一进入阀被填充压力气体。

通过以下方式有助于储存器的受控的填充和排空，即，不仅压力气体向储存容腔中的供入而且压力气体从储存容腔的排出都分别通过至少一个阀控制。

通过以下方式避免运动的供应元件，即，所述扫气用气体侧向地穿过拉伸杆的壁被导入到拉伸杆的内空间中。

通过以下方式提供简化的实施方式，即，在使用软管的情况下将扫气用气体供应给拉伸杆。

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设备的基本结构的草图；

图4是一个改型的、加热能力增大的加热路段；

图5是具有用于扫气用气体的储存器并且无阀连接装置的实施方式的示意图；

图6是相对于图5改型的实施方式，具有附加的用于扫气用气体的输入阀；

图7是再次改型的实施方式，具有另外的用于控制所述扫气用气体的输出的阀；

图8是再次改型的实施方式，在该实施方式中，储存器和拉伸杆通过柔性的软管彼此连接；

图9是相对于图8改型的实施方式，其中，控制阀的布置方式改变；

图10是相对于图8和9进一步改型的实施方式，其中，不仅在储存器的入口而且在出口的区域中都使用阀；

图11是用于以气动方式实现另一实施方式的示意图，其中在使用消耗的吹塑空气的情况下实施扫气过程。

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的设备的原理结构。

用于使容器2成型的设备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由一些模具半部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可以由一个输送芯棒9保持在吹塑站3的区域中，该输送芯棒与预制坯件1一起经过所述设备内部的多个处理站。但是也可以的是，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，在输送芯棒9下方设置一个接合活塞10，该接合活塞向预制坯件1供应压力空气并且同时进行相对于输送芯棒9的密封。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上设置多个吹塑站3时，凸轮段的采用尤其是符合目的要求的。

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的区域中的模具半部5、6闭合之后，借助于锁止装置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，该预制坯件转送到吹塑轮25，吹塑站3设置在该吹塑轮的区域中。完成吹塑的容器2由另外的转送轮供应给一个输出路段32。

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29和输入轮35的伸展区域中使用一个单个的尺寸较大的转向轮34并且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29和输入轮35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29和输入轮35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，所述容器由取出轮37从吹塑站3的区域中导出并且通过转送轮28和输出轮38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。

图5示出完成吹塑的容器2，拉伸杆11插入到所述容器中。所述拉伸杆11至少区段地构造为空心的并且具有内空间41。拉伸杆11在其插入到容器2中的伸展部的区域中具有至少一个流出开口42、优选具有多个流出开口42。所述拉伸杆11穿过一导向元件43延伸。在图5所示的实施方式中，拉伸杆11具有一些流入开口44，所述流入开口在所示的位置中布置在所述导向元件43的内空间45的区域中。该内空间45通过密封装置46、47相对于周围环境密封。

一储存器48与所述导向元件43的内空间45连接，所述储存器具有一内空间49。在图5所示的实施例中，储存器48通过管形的间隔元件50与所述导向元件43连接。

根据图5中所示的实施例，对于容器2的成型所需的吹塑空气通过一个包围所述拉伸杆11的环形间隙供入到所述容器2或预制坯件1的内空间中。在所述容器2成型期间，吹塑空气通过流出开口42流入到拉伸杆11的内空间41中并且通过流入开口44和内空间45到达储存器48的内空间49的区域中。所述储存器48由此被用通过储存器容腔精确预给定的压力空气量填充，所述压力空气具有大致相应于最大吹塑压力的压力。

在吹塑过程结束并且容器2区域中的压力降低之后，所述压力空气作为扫气用气体从储存器48流出并且经由拉伸杆11的流出开口42进入到容器2的内空间中。由此引起扫气过程并且特别是引起容器2的壁的冷却。

从图5中特别是可看出极其简单的结构原理。导向元件43仅需与储存器48耦合以实现提供扫气用气体的功能。在运行期间不需要任何控制功能，因为该系统自主控制。

在一个实施例变型中，吹塑气体不是经由环形间隙51而是经由拉伸杆11的内空间41供入，在该实施例变型中只需要让导向元件43设有一个附加的用于供入吹塑气体的接头。在其他方面给出了相同的功能能力。

图6示出一个相对于图5变型的实施方式，在该实施方式中，储存器48附加地经由进入阀52与一压力气体源53耦合。典型的是，该压力气体源53与用于所述较高的吹塑压力的压力气体源是一样的。但是也可以的是，通过消耗的吹塑空气提供所需的扫气用空气的至少一部分。

经由所述进入阀52可以将已经压缩过的压力气体导入到储存器48中，所述压力气体通常在流入到储存器48中时部分地解压缩。所述解压缩导致气体的冷却并且由此可实现储存器48的冷却。此外，在使用进入阀52的情况下可以根据需求使提供的扫气用气体量比通过储存器48的内空间45预给定的多。替代或补充地也可以的是，通过单独的冷却介质来冷却所述储存器。例如，储存器48的金属壳体可设有用于冷却用的流体、例如水的冷却通道。

根据图7中的实施例，除了进入阀52之外，还在储存器48的区域中设置一个排出阀54。所述排出阀54即使在使用进入阀52的情况下也允许精确地计量预给定量的扫气用气体。由此特别是可避免提供太大量的扫气用气体，太大量的扫气用气体会导致没有必要的成本。

图8示出一个实施方式，在该实施方式中，不是在使用导向元件43的情况下而是在储存器48经由软管55与拉伸杆11连接的情况下将扫气用空气供应给拉伸杆11的内空间41。典型的是，软管55与拉伸杆11的背离容器2的端部连接。

图8示出一个实施方式，在该实施方式中，储存器48仅仅设有一个排出阀54。所述排出阀54在该实施方式中布置在软管55与拉伸杆11之间。根据未示出的另一实施例也可以的是，代替排出阀54地使进入阀52与储存器48耦合。

根据图9中的实施例变型方案，图8中的排出阀54在其定位方面这样地改变，使得其现在布置在软管55与储存器48之间。这种布置方式避免了排出阀54必须与拉伸杆11一起定位的必要性。因此，在该实施方式中，排出阀54相对于储存器48不可运动地布置。

被预备用于实施相应的过程的吹塑站3典型地具有实际的模具半部5、6以及布置在模具半部5、6与承载件19、20之间的外壳。调温介质通道或加热元件优选布置在所述外壳的区域中，以便在更换产品时支持所述模具半部的简单更换。根据一个实施例，为了制造可热灌装的容器2，所述外壳被加热到约120℃的温度。相反，包围底部模具和嘴部区段21的构件被冷却到12-14℃的温度。通过使用扫气用空气来冷却经过吹塑的容器2，仅仅需要供入用于加热模具半部5、6和用于冷却其他构件的调温介质。相反，不需要供入液态形式的第三调温介质。

图10示出的实施方式类似于图7至9中的实施方式。在此，更详细地例如示出吹塑压力的供应。通过预压阀56供入具有3bar至20bar压力水平的第一预吹塑压力P1，通过主压阀57供入具有典型地20bar至40bar的压力的主吹塑压力P2。通过回输阀58支持消耗的吹塑空气的回输。可通过排气阀59将不再需要的吹塑气排出，所述吹塑空气既不能通过回输阀58导出也不能供应给储存器48。

在该实施方式中，储存器48不仅设有进入阀52而且设有排出阀54。必要时可以在不仅使用进入阀52而且使用排出阀54的情况下完全地放弃给储存器48供应从容器2的内空间流出的吹塑空气。由此，根据应用情况而定，可以在使用压力气体源53的情况下提供具有0至100%百分比的所需扫气用气体量。

此外，图10示出一个实施例变型方案，在该实施例变型方案中，储存器48由单个的储存器段60构成。这些储存器段60可被个别地激活，以便提供对于相应的应用情况最佳的储存容腔。例如可以的是，各个储存器段60分别设有0.1升的储存容腔。所述激活可手动地通过截止阀或者电控地进行。

根据图11中的实施例，消耗的吹塑空气(AR)通过回输阀65供应给储备容器61。所述储备容器61用作补偿储存器，因为消耗的吹塑空气的供入和取出不是在时间上同步地进行。储备容器61通过控制阀62与吹塑压力供给装置连接。这例如可以是用于较高吹塑压力的吹塑压力供给装置。因此，所述控制阀62在功能上相应于图10中的阀52。所述控制阀62可以由止回阀63桥接，当在储备容器61中出现的压力比连接上的吹塑压力供给装置中出现的压力低时，所述止回阀关闭。

储罐61通过扫气阀64连接在空心的拉伸杆11上。拉伸杆11与扫气阀64的连接优选通过软管55进行。

根据图10的实施方式，通过阀56、57供入用于使容器成型的吹塑压力，该实施方式相反的是，在图11中，用于实施扫气过程的压力气体的供入相应于图10的进入阀52的功能地通过控制阀62进行。图10的回输阀58用于将消耗的吹塑气体从容器2导出并且图11的回输阀65用于控制消耗的吹塑气体对于冲洗完成吹塑的容器的使用。

Claims (15)

1.一种用于吹塑成型容器的方法，在该方法中，预制坯件在热条件处理之后在布置在吹塑站区域中的吹塑模具内部通过吹塑压力作用而成型为容器，以及在该方法中，吹塑气体穿过连接元件导入到预制坯件的内空间中，并且在该方法中，在吹塑成型之后将扫气用气体引导通过容器的内空间，并且在该方法中，使用多个吹塑站，其特征在于，对于所述吹塑站(3)中的至少一个吹塑站在仅仅配置给该吹塑站(3)的储存容腔中储备所需的扫气用气体量的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在实施吹塑过程期间用所述扫气用气体至少部分地填充所述储存容腔。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述储存容腔的填充至少部分地穿过所述储备容腔的与所述容器(2)的内空间连接的流体连接进行。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述储备容腔的至少一部分经由一进入阀(52)被填充压力气体。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，不仅压力气体向储存容腔中的供入而且压力气体从储存容腔的排出都分别通过至少一个阀(52，54)控制。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述扫气用气体侧向地穿过拉伸杆(11)的壁被导入到拉伸杆(11)的内空间(41)中。

7.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在使用软管(55)的情况下将扫气用气体供应给拉伸杆(11)。

8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，冷却用于所述储存容腔的储存器(48)。

9.一种用于吹塑成型容器的设备，该设备具有至少两个分别带有至少一个吹塑模具的吹塑站，以及在该设备中，一用于吹塑气体的流动路径穿过一连接元件延伸，所述吹塑气体用于吹塑成型容器，并且在该设备中，吹塑站连接在用于供入扫气用气体的装置上，其特征在于，所述吹塑站(3)中的至少一个吹塑站与用于扫气用气体的至少一部分并且仅仅配置给该吹塑站(3)的储存器(48)连接。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述储存器(48)经由一进入阀(52)与一压力气体源(53)连接。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述储存器(48)能够经由一排出阀(54)与所述容器(2)的内空间连接。

12.根据权利要求9或10所述的设备，其特征在于，所述储存器(48)设有冷却装置。

13.根据权利要求9至12之一所述的设备，其特征在于，所述储存器(48)构造为用于消耗的吹塑空气的储备容器(61)。

14.根据权利要求9至13之一所述的设备，其特征在于，用于扫气用气体的供入装置至少区段地构造为空心的拉伸杆(11)。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述拉伸杆(11)经由一软管(55)与所述储存器(48)连接。

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