CN103547432A

CN103547432A - 包括拉伸杆在冲击操作中的回缩的容器的吹制拉伸方法

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Publication number: CN103547432A
Application number: CN201280024180.6A
Authority: CN
Inventors: M·德里安; T·多; P·普罗泰; F·圣泰斯
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2032-04-30
Also published as: EP2709818A1; US9688013B2; MX2013013089A; MX347627B; FR2975331A1; US20140203481A1; CN103547432B; FR2975331B1; WO2012156614A1; EP2709818B1

Abstract

在拉伸吹制组件（7）中基于粗坯（3）来制造容器（2）的容器制造方法，拉伸吹制组件配有：模具（8），模具设有壁体（10）和模具底部（13），模具底部在出离位置和回进位置之间是可轴向移动的；拉伸单元（9），拉伸单元包括相对于壁体（10）可轴向移动的拉伸杆（21）和拉伸杆（21）的移动控制装置（29）。该方法包括：拉伸吹制阶段;冲击阶段，在该冲击阶段时最初位于出离位置的模具底部（13）向其回进位置移动，冲击阶段包括回缩操作，回缩操作在于：控制拉伸杆（21）的移动与模具底部（13）的移动同时地进行，或释开拉伸杆（21），以允许拉伸杆的自由轴向运动。

Description

包括拉伸杆在冲击操作中的回缩的容器的吹制拉伸方法

技术领域

本发明涉及通过对塑料材料如聚对苯二甲酸乙醇酯（PET）制的粗坯的拉伸吹制来制造容器。

背景技术

无论是涉及预型件或是已经历预成形操作的中间容器，粗坯包括通常是回转圆柱形的主体、组成要成形的容器的饮口的颈部、和封闭与颈部相对的主体的底部。

常见的制造技术在于将预先加热到大于材料的玻璃转化温度（在PET的情形中大约为80℃）的一温度的粗坯引入模具中，模具设有壁体，壁体限定容器的具有型腔的空腔，并且在于通过颈部将流体注入粗坯中，流体如气体（通常是空气），是加压的，以将材料紧贴模具的壁体。

在压力的作用下，被加热软化的材料形成气泡，气泡同时沿着平行于模具的主轴线的轴向方向和沿着垂直于模具的轴线的径向方向膨胀和展开。

为了避免容器的任何偏心和保证材料的良好等分，粗坯的轴向拉伸通过在模具中可轴向移动的拉伸杆来获得，该拉伸杆包括远侧端部，远侧端部推动粗坯的底部直到使之紧贴呈容器底部的型腔的模具底部。

很早已知的是通过气动千斤顶控制拉伸杆的运动，参照例如法国专利FR2662631（DYNAPLAST）。一般性地，千斤顶的气动供给通过与以7巴（100psi）进行压缩的压缩空气管网的简单连接得到保证，拉伸杆的速度通过凸轮进行机械调节。

近期提出通过磁力控制来替代气动控制，参照法国专利FR2798093或其美国同族US6722868——都由西德尔公司申请。该技术具有节约加压空气和限制使用磨损构件的双重优点（磁力控制以无接触实施），趋于逐渐地替代较为久远的和性能较不良好的气动控制。

这些技术在具有冲击（boxé）底部的容器的制造中都具有困难。在该应用中，容器的吹制在模具的空腔中实施，所述模具配有相对于模具的主（纵）轴线可平移移动安装的模具底部。在拉伸结束时，模具底部在该主轴线上朝空腔的方向移动，以局部地使材料超拉伸，从而赋予容器底部以良好的受控变形能力。这是为什么这种应用通常被准备给用于进行热填充的容器，该容器称为HR。

对模具底部移动的控制通常是气动的。对于移动模具底部所要求的压力较高，这是因为这需要克服源自在容器中的吹制压力（大于25巴）的阻力。

拉伸杆应在冲击时被保持紧贴模具底部，以限制在模具底部运动时容器底部的滑动（和从而偏心）的风险。

拉伸杆的气动控制不阻止冲击，这是因为由模具底部——在其上应用大于25巴的一压力——所施加的推力明显大于由牵拉杆所施加的阻力（相比而言是可忽略的）——其控制压力仅仅为大约7巴。然而，与模具底部的惯性和其移动速度（对于避免材料在模具底部和壁体之间的聚合现象而言是高的）相关的冲击动力学是如，在模具底部的推力下的牵拉杆的回缩运动会显得是不受控的。牵拉杆的回弹现象会出现，这会引起容器底部留下痕迹且利于在失去牵拉杆接触时容器底部的滑动。

就拉伸杆的磁力控制而言，磁力控制使冲击难以实施，这是因为由控制电磁体在拉伸杆上引起的作用力比由常见的气动控制引起的作用力大很多，并且制造商面临，或者是因拉伸杆的阻力而实施冲击的不可能性，或者是通过在模具底部和拉伸杆之间的冲压引起的模具底部的损坏。

发明内容

本发明旨在通过提出一种解决方案来消除前述的弊端，所述解决方案允许限制在冲击时模具底部变形或损坏的风险。

为此，首先提出一种在拉伸吹制组件中基于塑料材料制粗坯来制造容器的容器制造方法，拉伸吹制组件配有：

－模具，模具设有壁体和模具底部，壁体限定容器的具有型腔的空腔，沿着模具的主轴线延伸；模具底部在出离位置和回进位置之间相对于壁体是可轴向移动的，

－拉伸单元，拉伸单元包括相对于壁体是可轴向移动的拉伸杆和拉伸杆的移动控制装置，

该方法包括：

－将粗坯引入模具中的引入阶段；

－拉伸吹制阶段，在该拉伸吹制阶段时加压流体被注入粗坯中并且拉伸杆朝模具底部的方向被移动直到局部地将粗坯紧贴模具底部；

－冲击阶段，在该冲击阶段时最初位于出离位置的模具底部向其回进位置移动；在该冲击阶段的过程中，设置回缩操作，所述回缩操作在于：

－控制拉伸杆的移动与模具底部的移动同时地进行，或

－释开拉伸杆，以允许拉伸杆的自由轴向运动。

拉伸杆的移动控制装置例如伺服于模具底部的位置。

其次，提出一种基于塑料材料制粗坯来拉伸吹制容器的拉伸吹制组件，其包括：

－模具，模具设有壁体，壁体限定容器的具有型腔的空腔，沿着主轴线延伸，

－模具底部，模具底部在出离位置和回进位置之间相对于壁体是可轴向移动的，

－拉伸杆，拉伸杆相对于壁体是可轴向移动的，

－拉伸杆的移动控制装置，其包括编程的控制单元，以在在于将模具底部从其出离位置向其回进位置移动的冲击操作时：

－控制拉伸杆的移动与模具底部的移动同时地进行，或

－将拉伸杆从移动控制装置释开，以允许拉伸杆的自由轴向运动。

根据一实施方式，拉伸杆可脱开地在活动滑架上安装，例如通过活动联接构件。该联接构件可包括活塞，活塞在衬套中安装成衬套分为两个腔室，这两个腔室中的一个至少连接到一流体分配器。活塞优选地在等于模具底部的行程的一预定行程上是可移动的。

根据另一实施方式，拉伸吹制组件包括模具底部的位置的探测部件，如连接到控制单元的至少一传感器。

拉伸杆的移动控制装置优选地是电磁的。

第三提出一种基于塑料材料制粗坯通过拉伸吹制来制造容器的容器制造机器，该容器制造机器配有如在上文所展示的一个或多个拉伸吹制组件。

附图说明

通过阅读以下参照附图进行的描述，本发明的其它目的和优点将得到展示，附图中：

－图1是容器的拉伸吹制组件的局部透视图，其配有以位于拉伸杆的上部位置示出的拉伸单元，处于将粗坯引入模具中的时刻；

－图2是与图1相似的视图，示出位于拉伸杆的下部位置的拉伸单元，处于容器的预吹制操作结束时；

－图3是与图1相似的视图，示出位于拉伸杆的回缩位置的拉伸单元，处于容器底部的冲击操作结束时；

－图4是示出模具的剖视图，处于预吹制操作开始的时刻；

－图5是与图4相似的视图，处于预吹制操作结束时；

－图6是与图4相似的视图，处于冲击操作结束时；

－图7是示出沿着模具的轴线测量的拉伸杆和模具底部相对于对应在冲击结束时模具底部的上部位置的一原点的各自位置的线图；

－图8、图9和图10是根据拉伸杆的移动控制的一具体实施方式的拉伸杆的三个不同位置的剖视图。

具体实施方式

在图1到图3上部分地示出通过塑料材料（如PET）制粗坯，在此情况下是预型件3的拉伸吹制制造容器2的容器制造机器1，其包括基本上圆柱形的主体4、其形状确定的颈部5、和封闭与颈部5相对的主体4的半球形底部6。

实际上，机器1配有一系列单独的拉伸吹制组件7，组件在围绕中心轴被带动转动的循环输送装置（未显示）上安装。每个拉伸吹制组件，如在图1到图3上所示，包括模具8、拉伸单元9和吹制部件，吹制部件本身是公知的且未显示。

模具8例如是文件夹类型的且包括两个半模，两个半模围绕一公共铰链铰接，并且两个半模敞开，以连续地允许所成形的容器2的排送和要成形的预型件3——在加热单元中预先进行加热——的引入。

模具8（此外在图4到图6上是可视的）包括壁体10，壁体限定容器2的具有型腔的空腔11，基本上围绕纵向主轴线X是回转对称的并在下部分中具有开口12，开口限定一通道，用于相对于主轴线X和从而相对于壁体10在以下位置之间可轴向移动安装的模具底部13：

－出离位置（图1和图4），在其中，模具底部13从开口12分开，

－和回进位置（图3和图6），在其中，模具底部13封闭开口12。

模具底部13的活动性允许在称为“冲击”操作的操作中进行容器2的底部的超拉伸。模具底部13的移动例如通过被供给加压气体的双效千斤顶进行保证。

在附图上所示的作为示例给出的构型中，容器2以颈部朝上定向，模具底部13的出离位置对应下部位置，而其回进位置对应上部位置。

模具底部13具有上表面14，上表面在底部13的上部位置通过封闭开口12来封闭空腔11，从而使型腔完整——在容器2的吹制时材料紧贴型腔。

拉伸单元9包括框架15，框架固定在机器1的循环输送装置上，框架基本上垂直于模具8竖直地延伸。框架15在横截面上具有呈U形的型面和包括底部壁体16，两侧壁体17处于底部壁体的边缘。

拉伸单元9包括活动系统18，活动系统包括滑架19，滑架配有凸出的悬架20，在悬架上通过上端部22固定拉伸杆21。滑架19在导轨23上在以下位置之间滑动安装，导轨固定在框架15的底部壁体16上：

－上部位置（图1），在其中，拉伸杆21完全从模具8出离，拉伸杆21的自由下端部24与模具8隔开一距离，该距离大于颈部5的高度，以允许所成形的容器2的排送和要吹制的预型件3的引入；

－下部位置（图2），在其中，拉伸杆21被接纳在模具8中，紧邻模具底部13（模具底部从而位于出离位置），容器2的材料部分地夹持在拉伸杆21和模具底部13之间。

拉伸单元9配有将滑架19锁定在上部位置的锁定装置25，锁定装置包括挂钩26和闭锁器27，挂钩固定在滑架19的上部分，闭锁器固定在框架15的侧壁17的一个上，闭锁器27配有活动的扁插销（targette）28，在滑架19的上部位置（图1）挂钩26卡扣在活动的扁插销上。

拉伸单元9还配有使滑架19移动的电磁控制装置29。控制装置29包括：

－在框架15上，一对电磁体30（也被称为电磁马达或更为简单地马达），每个固定在框架15的一侧壁17上；

－在滑架19上，一对磁道31，每个由一系列极性交错的永磁体形成，相面对布置并与每个马达30隔开较小的距离；

－控制单元32（在图5上示意性地示出），与马达30电连接，并被编程以为马达发送电控制信号。

根据在图5上所示的第一实施方式，滑架19的位置暂时性地伺服于模具底部13的位置。模具底部13的位置指令例如通过探测部件发送，如至少一传感器33，能够确定模具底部13沿着模具8的主轴线X的线性位置。

探测部件（在此情形下是传感器33）例如是磁力类型的，并且探测部件在此情形下可与固定在模具底部13上的一磁道相面对布置。作为变型，可涉及一个或多个电容传感器，所述电容传感器配有连续地探测模具8的一部分存在的多个灵敏元件。

根据在图8、图9和图10上所示的第二实施方式，拉伸杆21是可脱开的，控制单元32被编程以控制拉伸杆21的暂时释开，允许其在一预定行程上的自由轴向运动。

具有冲击底部的容器2的制造如下进行实施。

第一阶段在于将预先加热到大于材料的玻璃转化温度（在PET的情形中大约为80℃）的一温度的预型件3引入模具8中。一旦预型件3就位和模具8封闭，控制装置29引起解锁，继而滑架19（和从而拉伸杆21）从上部位置向开始位置移动，在该开始位置中拉伸杆21的自由端部24与预型件3的底部6相接触（图4）。

第二阶段，称为拉伸吹制阶段，在于在预型件3中以称为预吹制压力的一平均压力——在5巴到15巴之间——注入流体（正常是空气），同时将拉伸杆21从其开始位置向其下部位置移动，模具底部13被保持在其出离位置（下部位置）中。在该阶段中，拉伸杆21的移动速度被调节以保持在拉伸杆21的自由端部24和预型件3的底部6之间的接触。

在该拉伸吹制阶段结束时（图2和图5）：

－容器并未完成形成，由于压力不足，多个区域并不总是与壁体10相接触；

－拉伸杆21在其下部位置中部分地将在成形过程中的预型件的底部6紧贴模具底部13。换句话说，底部6夹持在拉伸杆21的自由端部24和模具底部13的上表面14之间。

更为确切的说，拉伸杆21的下部位置被调节以使得在拉伸杆21的自由端部24和模具底部13的上表面14之间布置孔隙34。该孔隙34的预定的值小于或等于材料在底部6的中心的局部厚度。实际上，孔隙34优选地在0.2mm到1mm之间（例如大约为0.5mm）。

如在附图上良好可视，特别是在图5和图6上可视，模具底部13在其中心具有凹状预留区35，预型件3的残余的模制余料（pastille）36在拉伸结束时接纳在该凹状预留区中。拉伸杆21将余料36保持在预留区35中并且保证底部6的横向锁定，在称为冲击阶段的第三工艺阶段时避免底部滑动。

冲击阶段在于将最初位于出离位置的模具底部13向其回进位置移动，并且在于通过在模具底部13的回升中在预型件3中以高压（称为吹制压力，大于25巴）注入流体（空气），通过对容器2的吹制使成形完成。吹制压力在预定时间中——被称为稳定期——在模具底部13到达其上部位置之后进行保持。吹制压力将材料紧贴模具8的壁体10和模具底部13的上表面14，从而以空腔11的型腔构形容器2。

冲击阶段包括回缩操作，回缩操作在模具底部13向其回进位置的移动中（换句话说，在模具底部13向其上部位置的回升中），

－或者，根据第一实施方式，在于与模具底部13同步（或伺服）地移动拉伸杆21，保持在拉伸杆21的自由端部24和模具底部13的上表面14之间的孔隙34恒定。这样，拉伸杆21连带地伴随模具底部13的移动，

－或者，根据第二实施方式，在于释开拉伸杆21，以允许拉伸杆21在模具底部13回升时的自由轴向运动。

在第一实施方式中，拉伸杆21的移动不是被动的（即拉伸杆21并不是在其回升时被底部13推动），而是主动的：这种移动受电磁控制装置29控制，电磁控制装置给马达30发送滑架19回升的控制信号，即滑架朝其上部位置方向移动的控制信号。

通过控制装置29发送的电控制根据由传感器33发送的模具底部13的至少一位置指令进行伺服。

可设计的是，还将滑架19的移动的电控制伺服于冲击中的模具底部13的移动速度，以考虑冲击的动力学，和避免在拉伸杆21的运动中的可能的颠动，该颠动会引起底部6的材料的损坏（甚而软化）。

在图8到图10上所示的在第二实施方式中，拉伸杆21是可脱开的，同时通过形成千斤顶的活动联接构件37联接到滑架19的悬架20。

在前端部，联接构件37包括凸缘38，用于拉伸杆21在其上端部上的刚性固定。在后端部，联接构件37包括（或优选地被构型成）活塞39，活塞被接纳在形成在悬架20中的衬套40中。

活塞39将衬套40分为上腔室41和下腔室42。根据在图8、图9和图10上示出的一优选实施方式，如此通过联接构件37形成的千斤顶是单效类型的，腔室41和42连接到五通道和两位置型的流体分配器43，两位置是：

－负载位置（图8和图9），在其中，上腔室41连接到流体压力源（优选地是液压源，以获益高压力）而下腔室42连接到露天；

－排放位置（图10），在其中，上腔室41与排放管路44相联通而下腔室42总是连接到露天。

分配器43通过控制单元32进行控制。

活塞39和衬套40被定尺寸以使得活塞39的行程等于在冲击操作时模具底部13的行程。

在一变型中，下腔室42通过在悬架20中实施的钻孔简单地持久地连接到露天，而上腔室41连接到三通道和两位置型的分配器，两位置是：负载位置，在其中，上腔室41与流体压力源相联通；和排放位置，在其中，上腔室41与排放管路相联通。

在另一变型中，拉伸杆保持与滑架19连在一起，不过滑架19与马达30的联接是脱开的，滑架19（和从而拉伸杆21）的释放通过控制单元32进行控制。

在此情形中，控制单元32——正常地被编程以通过马达30在滑架19上应用朝向下的电动力（在拉伸杆21下降中）或向上的电动力（在拉伸杆21回升时）——也被编程，以例如通过在冲击操作时暂时性地消除电动力来修改在拉伸杆21上所应用的电动力指令，以释放拉伸杆和允许模具底部13无阻力地回升。

此外，为了避免（或限制）在冲击结束时拉伸杆21的可能回弹，当模具底部13到达其上部位置时，可在控制单元32中设置用于拉伸杆21的电磁挡块。该挡块可在冲击中，在等于（或略微大于，以保留安全边际）模具底部13的行程的一行程上，通过对拉伸杆21的回升的编程来实施。考虑到电动力同时消除，拉伸杆21在冲击中保持是自由的，不过拉伸杆不能回升超出其编程行程末。

无论所选定的实施方式如何，运行如下。在拉伸吹制阶段时，分配器43位于负载位置，拉伸杆21的位置——没有任何轴向游隙——通过控制单元32确定，控制单元保证滑架19的移动（在图8上的箭头的方向上）。只要拉伸杆21没有到达其下部位置，这种构型就被保持。

在冲击操作起动时，模具底部13的移动和拉伸杆21的释放通过控制单元32被同时地控制。只要模具底部13没有到达其上部位置，拉伸杆21从而不用任何阻力（除了其本身重量）对抗模具底部13的回升。在冲击中拉伸杆21的回升（沿着在图10上箭头的方向）从而是被动的，拉伸杆21通过模具底部13在等于其行程的一距离上简单地被推动。

在称为脱气阶段的第四阶段，在于在稳定期结束时，使如此成形的容器2置于露天。压力从而降落直到渐近地达到大气压力。继而模具底部13向其下部位置被移动，滑架19（与拉伸杆21）被回升到上部位置，模具8是敞开的并且所成形的容器2被排送以允许循环的重复。

通过任意地给底部13的中心在其回进（上部）位置中的高度分配零值，在图7的线图上画出拉伸杆21的自由端部24和模具底部13的中心的各自轴向位置（或高度）。

在拉伸阶段中可以看见，底部13保持其出离（下部）位置，而拉伸杆21从上部位置向下部位置下降，当拉伸杆21到达底部13的中心的高度——加上孔隙34——时，到达该下部位置。

在冲击阶段中，底部13和拉伸杆21同时地向其各自的上部位置回升，在其间的孔隙34保持是恒定的。可以看见，在底部13和拉伸杆都到达其上部位置之后，至少在稳定期中，底部和拉伸杆暂时性地被保持在该上部位置中。继而突然发生脱气，跟随有拉伸杆21的回升。

优选地，在使分配器43重置于负载位置之前，对滑架19的回升进行控制，以避免使得拉伸杆21被突然地向下推动并从而损坏容器2的底部。当将拉伸杆21从容器2的底部分开的距离足够时，分配器43重置于负载位置可在拉伸杆21的回升中被控制。

刚刚描述的拉伸吹制组件7和其运行方法带来以下的优点：

－模具底部13的移动既不被阻止，也不被存在拉伸杆21而抑制，拉伸杆随着模具底部13的回升退回并给模具底部13释出位置；

－容器2的底部6在冲击时被保持相对于模具底部13定中心，而没有滑动的可能性，基本上恒定的保持力源自拉伸杆21和底部13的同时移动；

－容器2的底部6在冲击时在其中心不被损坏，拉伸杆21在冲击时在底部6上不施加任何作用力，这避免材料的冲压。

Claims

1.一种在拉伸吹制组件（7）中基于塑料材料制粗坯（3）来制造容器（2）的容器制造方法，拉伸吹制组件配有：

－模具（8），模具设有壁体（10）和模具底部（13），壁体限定容器（2）的具有型腔的空腔（11），沿着模具的主轴线（X）延伸；模具底部在出离位置和回进位置之间相对于壁体（10）是可轴向移动的，

－拉伸单元（9），拉伸单元包括相对于壁体（10）可轴向移动的拉伸杆（21）和拉伸杆（21）的移动控制装置（29），

所述容器制造方法包括：

－将粗坯（3）引入模具（8）中的引入阶段；

－拉伸吹制阶段，在该拉伸吹制阶段时加压流体被注入粗坯（3）中并且拉伸杆（21）朝模具底部（13）的方向被移动直到局部地将粗坯（3）紧贴模具底部（13）；

－冲击阶段，在该冲击阶段时最初位于出离位置的模具底部（13）向其回进位置移动；

所述容器制造方法的特征在于，所述容器制造方法包括回缩操作，回缩操作在冲击阶段的过程中在于：

－控制拉伸杆（21）的移动与模具底部（13）的移动同时地进行，或

－释开拉伸杆（21），以允许拉伸杆的自由轴向运动。

2.根据权利要求1所述的容器制造方法，其特征在于，拉伸杆（21）的移动控制伺服于模具底部（13）的移动。

3.一种基于塑料材料制粗坯（3）来拉伸吹制容器（2）的拉伸吹制组件（7），拉伸吹制组件包括：

－模具（8），模具设有壁体（10），壁体限定容器（2）的具有型腔的空腔（11），沿着主轴线（X）延伸，

－模具底部（13），模具底部在出离位置和回进位置之间相对于壁体（10）是可轴向移动的，

其特征在于，移动控制装置（29）包括编程的控制单元（32），以在在于将模具底部（13）从其出离位置向其回进位置移动的冲击操作时：

－将拉伸杆（21）从移动控制装置（29）释开，以允许拉伸杆的自由轴向运动。

4.根据权利要求3所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，拉伸杆（21）的移动控制装置（29）伺服于模具底部（13）的位置。

5.根据权利要求3或4所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，拉伸杆（21）的移动控制装置（29）是电磁的。

6.根据权利要求3到5中任一项所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，拉伸杆（21）可脱开地在活动滑架（19）上安装。

7.根据权利要求6所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，拉伸杆（21）通过活动联接构件（37）在活动滑架（19）上安装。

8.根据权利要求7所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，活动联接构件包括活塞（39），活塞在衬套（40）中安装成衬套分为两个腔室（41，42），这两个腔室中的一个至少连接到流体分配器（43）。

9.根据权利要求8所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，活塞（39）在等于模具底部（13）的行程的一预定行程上是可移动的。

10.根据权利要求3到9中任一项所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，拉伸吹制组件包括模具底部（13）的位置的探测/监测部件，如连接到控制单元（32）的至少一传感器（33）。

11.根据权利要求3到9中任一项所述的拉伸吹制组件（7），其特征在于，控制单元（32）被编程以在冲击阶段中修改应用于拉伸杆（21）的电动力指令。

12.一种基于塑料材料制粗坯通过拉伸吹制来制造容器的容器制造机器（1），所述容器制造机器配有根据权利要求3到11中任一项的一个或多个拉伸吹制组件（7）。