CN103402736A - 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。所述方法和设备用于吹塑成型容器。预制坯件在热条件处理之后在吹塑机的吹塑模具内部通过吹塑压力作用而成型为容器。为了适配于待制造的容器的轮廓，在容器成型之前首先将第一吹塑模具的至少一部分从吹塑站中取出并且替换为第二吹塑模具的至少一部分。在将所述第一吹塑模具的所述部分取出之前使固定所述吹塑模具的所述部分的锁止装置（48）松脱并且在将所述第二吹塑模具的所述部分放入之后又将所述锁止装置（48）定位以固定所述第二吹塑模具的所述部分。每个锁止装置（48）都与一调节元件（47）耦合。

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吹塑机的吹塑站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，为了适配于待制造的容器的轮廓首先将第一吹塑模具的至少一部分从吹塑站中取出并且替换为第二吹塑模具的至少一部分，其中，在将所述第一吹塑模具的所述部分取出之前使固定所述吹塑模具的所述部分的锁止装置松脱并且在放入所述第二吹塑模具的所述部分之后又将所述锁止装置定位以固定所述第二吹塑模具的所述部分。

此外，本发明还涉及一种用于吹塑成型容器的设备，该设备具有至少一个带有吹塑模具的吹塑站，以及在该设备中，吹塑模具由至少两个部件构成，所述部件能够由至少一个锁止装置固定在吹塑站的区域中，其中，所述锁止装置与至少一个操纵装置耦合。

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-OS4340291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-OS4212583中描述了用于形成容器的吹塑站的基本结构。在DE-OS2352926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-OS19906438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。

高效率吹塑机在单位时间内生产大量瓶子。目前，在相应的高效率机器的情况下，产率最高可达每小时80000个瓶子的数量级。

在很多应用情况下，这种吹塑机的销售者生产不同的最终产品并且为此需要不同地吹塑成型的容器。因此，高效吹塑机的在很多天范围内得到的总产量常常超出了对于吹塑容器的确定数量的具体当前需求。因此，吹塑机的吹塑站被这样设计，使得可以完全或部分地更换吹塑模具。在相应改装之后，相关的吹塑机可以制造其他形状的或尺寸不同的吹塑容器。

特别是在常常具有20至40个设置在旋转的吹塑轮上的吹塑站的大型吹塑机的情况下，吹塑模具或吹塑模具的部分的更换已被证明是劳动强度高的。

吹塑机的典型设计如此进行，即，其首先具有相对机械稳定的外模具承载件，所述外模具承载件可取决于结构设计地相互锁止，或者所述外模具承载件不被锁止地使用。在所述外模具承载件中常常放入外模具壳，所述外模具壳相对万能地设计并且即使在模具更换时通常也不需要更换。此外，使用内模具壳，所述内模具壳具有适配于待制造的容器的内轮廓。所述内模具壳然后被可松脱地固定在外模具壳的区域中。

在EP0821641A中描述了一种这样的设计。在此，外模具壳与模具承载件螺接并且在外模具壳的侧面区域中设置不同的接片。在更换内模具壳时，将固定所述接片的螺钉松脱并且将所述接片朝外移动。然后可以取出相应的内模具壳并且将其替换为另外的模具壳。接着再将所述接片向内推并且重新固定。由此，在吹塑站打开后必须在每个吹塑站的区域中松脱四个螺钉、移动四个接片并且接着又返回地定位并且最终重新将所述四个螺钉拧紧。

在WO2007/12308A1中描述了一种在操作方面显著简化的锁止装置。在此可以在使用手动杠杆的情况下将锁止装置松脱并且又固定，所述锁止装置不仅提供形状锁合而且提供力锁合。在具有模具内壳和模具外壳的设计中应用时，将模具内壳的整个侧面在一个工作步骤中相对于模具外壳或相对于模具承载件松脱或又固定。

在实现尽可能短的由于模具更换过程引起的生产中断方面，迄今为止公知的方法和设备还不能满足所有对于最小化改装时间所提出的要求。

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，使得在进行模具更换时实现改装时间的降低。

根据本发明，所述任务通过以下方式实现，即，每个锁止装置都与一个调节元件耦合。

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，使得在进行模具更换时实现改装时间的降低。

根据本发明，所述任务通过以下方式实现，即，每个锁止装置都与一个调节元件耦合。

通过将所使用的每个锁止装置与一个调节元件耦合，可以实现无工具的模具更换过程。根据分别期望的自动化级别可以将所有调节元件或一些调节元件构造为可手动操纵的杠杆或把手。在自动化程度高的实施方式中，可以将所述调节元件中的至少一些构造为致动器，例如构造为气动或液压操纵的缸或构造为电动马达。

具体地根据具体期望的改装时间降低并且根据被视为可接受的设备技术耗费来选择待实现的实施方式。

在一个物美价廉的支持无工具地更换模具的方案中，所有的调节元件都作为可手动操纵的元件实现，在自动化程度高的方案中将尽可能大量的调节元件作为优选可由机器控制装置操纵的致动器实现。但是也可以混合地使用不仅手动操纵的致动器而且可控的致动器。

通过以下方式实现机械流程与锁止装置松脱的有利协调，即，所述吹塑站在所述锁止装置松脱之前被打开。

可再现并且稳固的运动预给定可通过以下方式实现，即，所述吹塑站的打开在所述吹塑轮的旋转运动期间通过一可定位的凸轮段进行。

为了进一步提供所需的工作空间，建议，在所述锁止装置解锁之前定位一吹塑喷嘴。

一个符合目的要求的设计方案在于，所述吹塑喷嘴的定位在所述吹塑轮的旋转运动期间通过一凸轮段进行。

为了进一步适配于待制造的容器，建议，松脱一底部模具的锁止装置。

所需工作时间的进一步降低可通过以下方式实现，即，所述底部模具通过至少一个耦合装置与至少一个工作介质供应装置连接。

一个简化的机械设计方案可通过以下方式提供，即，一用于所述底部模具的保持装置与所述吹塑站的模具承载件如此地机械耦合，以至于实现一运动耦合。

一个物美价廉的实施方式可通过以下方式实现，即，所述调节元件被手动操纵。

增大的自动化程度可通过以下方式支持，即，所述调节元件由可控的致动器操纵。

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是吹塑轮的透视图，具有几个装配好的吹塑站以及一个单独的用于支持无工具地更换模具的控制装置；

图6是外模具壳的透视图，具有用于操纵锁止装置的致动器，所述锁止装置用于固定未示出的内模具壳；

图7是可手动操纵的用于固定和释放内模具壳的锁止元件；

图8是外模具壳的外部透视图；

图9是具有放入的内模具壳的外模具壳的透视图；

图10是用于定位底部模具的装置的透视图；

图11是用于底部模具的锁止装置，其中，该锁止装置设有手动杠杆，

图12是在将手动杠杆替换为可自动操纵的调节元件之后的按照图11的布置结构，

图13是一个具有可定位的凸轮段的装置的透视图，所述凸轮段用于使模具上升和下降，

图14是图5中所示的用于支持无工具地更换模具的操作装置的示意图透视俯视图。

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示出具有三个已经装配好的吹塑站3的吹塑轮25的透视图。还可以看到一个用于启动无工具地更换模具的开始并且用于结束该工作过程的操作装置41。此外，可以看见一个可定位的凸轮段42，所述凸轮段在一个工作位置中用于在吹塑轮25进行旋转运动的情况下预给出吹塑站3的打开。所述凸轮段42例如可以气动定位。同样，图5示出两个ID单元43、44的布置。这些单元43、44例如可以用于识别吹塑模具4或吹塑模具4的部分并且将相应的信息传递给机器控制装置。所述识别例如可以通过发射机应答器或其他例如可电子检测或光学检测的识别元件进行。

所述识别例如可用于检验各个模具部件的相关性和/或用于检验所述模具部件是否与通过机器控制装置选出的产品类型相一致。

图5中还示出一个可定位的凸轮段65，该凸轮段用于将吹塑喷嘴相对于吹塑模具4定位。所涉及的凸轮段65还将结合图13详细阐述。

图6示出两个外模具壳的透视图，它们被设置用于装配在承载件19、20的区域中。在外模具壳45、46的外侧上设置一个或多个调节元件47。所述调节元件47可以构造为气动缸并且用于定位图6中未示出的锁止元件，所述锁止元件用于将同样未示出的内模具壳相对于外模具壳45、46固定。

图7示出用于固定内模具壳的锁止元件48的透视图。该锁止元件在此与一个构造为手动杠杆49的调节元件耦合。所述手动杠杆在此构造为摇转杠杆，其将锁止元件48手动地沿纵向方向50定位并且由此进行内模具壳的固定或又释放所述内模具壳。

所述手动杠杆49在所示的实施例中实施为具有卡锁栓51的肘形杠杆。

图8示出内模具壳52的外部透视图。还可以看到吹塑模具4的底部件7，所述底部件设有多重联接器53。所述多重联接器53用于将至少一个冷却或加热介质供应给底部件57。

图9示出具有两个配属的内模具壳52的外模具壳45、46的透视图。又可以看到调节元件47。

为了实施底部件7的定位，设置一个升降装置54。

此外，还可以看到用于冷水的分配器模块55和用于吹塑站3的软管系统56。

图10示出吹塑站3的结构，其中，吹塑站3的打开和关闭在使用肘形杠杆的情况下实施。还可以看到模具承载件19、20以及外模具壳45、46。

为了实施底部件7的定位，使用滑座58。所述滑座58的定位在使用凸轮59的情况下进行。

吹塑站3的打开-和关闭运动在使用凸轮滚子60的情况下进行。底部模具7的运动和承载件19、20的打开运动的耦合在使用耦合杠杆61的情况下进行。

图11示出用于底部模具7的可无工具地松脱和固定的锁止装置。调节元件47在此构造为可手动操纵的手动杠杆。还可以看到滑座58和用于定位所述底部模具7的轴63。为了保持选出的锁定或松脱状态，采用卡锁栓64。

图12示出图11中的实施方式的变型方案。根据图12的实施方式，调节元件47构造为气动式摆动缸。优选构造为具有终端位置开关的摆动缸。

图13示出用于定位吹塑喷嘴的凸轮段65。所述凸轮段65可以由一个调节元件66定位。该调节元件66可以是手动调节装置，在所示的实施例中使用气动调节装置，所述气动调节装置通过一个阀67控制。所述阀67以及所述气动调节元件66由一个保持件68适当地定位。

图14示出具有四个操作键的操作装置41。一个操作键被设置用于启动更换过程并且一个另外的操作键被设置用于结束更换过程。此外，还存在一个用于实施复位过程的操作按钮以及用于紧急停止的操作按钮。

吹塑模具4的部分或整个吹塑模具4的典型更换以如下方式进行，即，至少在一个设置的工作位置上提供用于让操作人员通往吹塑轮25的入口，例如通过打开机器饰板的门。接着，将用于打开吹塑站39的凸轮段手动或自动地如此定位，以至于在吹塑轮25旋转时吹塑站3在操作人员的工作位置的区域中打开。典型的是，在吹塑站3打开的同时进行底部模具7的定位，例如通过与吹塑站3的打开运动机械耦合。

在吹塑站3的凸轮段定位的同时，用于定位吹塑喷嘴的凸轮段65也适当地设置。于是，吹塑轮25优选以节拍方式如此地向前运动，以至于各个吹塑站依次地、打开地定位在操作人员的区域中。于是，在实施手动解锁的情况下，操作人员可以操纵所述手动的锁止元件，在自动解锁的情况下，分别以受控的方式（例如通过气动缸、液压缸或电动马达）进行吹塑模具4的需取出的部件的解锁。然后，操作人员可以将吹塑模具4的相关部件取出并且替换为设置的其他部件。所描述的过程在将新吹塑模具部件放入后以相反的顺序进行。

根据一个实施例，操作人员的各个操作过程光学地通过待操纵元件的照射来支持。例如通过所谓的激光指示器或通过光点来支持。

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吹塑机的吹塑站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，为了适配于待制造的容器的轮廓首先将第一吹塑模具的至少一部分从吹塑站中取出并且替换为第二吹塑模具的至少一部分，其中，在将所述第一吹塑模具的所述部分取出之前使固定所述吹塑模具的所述部分的锁止装置松脱并且在将所述第二吹塑模具的所述部分放入之后又将所述锁止装置定位以固定所述第二吹塑模具的所述部分，其特征在于，每个锁止装置都与一调节元件耦合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吹塑站（3）在所述锁止装置松脱之前被打开。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述吹塑站（3）的打开在吹塑轮（25）的旋转运动期间通过一可定位的凸轮段进行。

4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在所述锁止装置解锁之前定位一吹塑喷嘴。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述吹塑喷嘴的定位在所述吹塑轮（25）的旋转运动期间通过一凸轮段实施。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，松脱一底部模具（7）的锁止装置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述底部模具（4）通过至少一个耦合装置与至少一个工作介质供应装置连接。

8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，一用于所述底部模具（7）的保持装置与所述吹塑站（3）的模具承载件（19，20）如此地机械耦合，以至于实现一运动耦合。

9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述调节元件被手动操纵。

10.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述调节元件由可控的致动器操纵。

11.一种用于吹塑成型容器的设备，该设备具有至少一个带有吹塑模具的吹塑站，以及在该设备中，吹塑模具由至少两个部分组成，所述部分能够由至少一个锁止装置固定在吹塑站的区域中，其中，所述锁止装置与至少一个操纵装置耦合，其特征在于，每个锁止装置都与一调节元件耦合。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，邻近吹塑轮（25）设置一可定位的凸轮段，用于预给出所述吹塑站（3）的打开。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，邻近吹塑轮（25）设置一凸轮段，用于预给出吹塑喷嘴的定位。

14.根据权利要求11至13之一所述的设备，其特征在于，底部模具（7）具有至少一个用于与工作介质供应装置连接的耦合装置。

15.根据权利要求11至14之一所述的设备，其特征在于，底部模具（7）的承载件与吹塑模具（4）的承载件（19，20）机械地耦合。

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