CN103781704A - 用于吹制和灌装塑料容器的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于由型坯同时吹制和灌装塑料容器的设备(10)，该设备包括：模具(14)，所述模具用于将型坯包围成使得能够接近所述型坯的口部；拉伸装置(42)，所述拉伸装置用于在所述模具中拉伸所述型坯；灌注头(16)，所述灌注头用于经所述口部注入液体以便使所述型坯在所述模具中膨胀，由此获得包括分配开口(22)的已吹制和灌装好的容器(12)，所述设备的特征在于还包括封盖头(18)，所述封盖头用于将盖子(40)固定在所述已吹制和灌装好的容器的分配开口上，所述封盖头恒久地配置在所述灌注头(16)和所述模具(14)之间。

Description

用于吹制和灌装塑料容器的设备
技术领域
本发明涉及一种用于由型坯(预成形坯)吹制和灌装塑料容器的设备。
背景技术
塑料容器(如水瓶)是根据包括吹塑或拉伸吹塑的不同方法来制造和灌装的。
根据这些已知方法之一，首先通过注塑过程制造出塑料型坯，然后在将型坯定位于模具内之前对型坯加热。
型坯通常为柱形管的形式，该管在其底端封闭，在其相对端开口。
一旦将型坯定位在模具内，从模具上方仅能看到型坯的开口端。
这种方法利用拉伸杆，其向下伸入型坯的开口端中以便靠接其封闭的底端。拉伸杆进一步被致动成推拉封闭端，从而引起对型坯的拉伸。
在拉伸阶段开始之后，液体也经由型坯的开口端注入型坯中。这种液体注入使型坯膨胀，直到与模具的内壁接触，从而获得瓶子的最终形状。
在模具内被如此制造和灌装的瓶子然后必须用盖子封住。
对此，打开模具，并将灌装有液体的瓶子移送到设置有封盖头(cappinghead)的站点。
盖子安设在封盖头内，且封盖头绕瓶子的螺纹颈部旋转，以便绕着颈部旋拧上盖子。
尽管这种方法被证明是令人满意的，然而仍需要使吹制、灌装和封盖过程更为简便。
发明内容
对此，本发明提供了一种如权利要求1所限定的设备。
在根据本发明的设备中，在容器的吹制和灌装期间(通过拉伸和膨胀操作)封盖头安设在灌注头和模具之间。因而，一旦容器已进行了吹制和灌装，便无需提升灌注头以及将封盖头移送到灌注头和仍包围着容器的模具之间，因为封盖头已经在适当的位置就位。
也不需要向配备有封盖头的远处站点移送灌装好的且敞开的容器，从而避免或至少减少液体在被移动时的溅洒。
因此，与现有技术相比，吹制、灌装和封盖过程变得简化和更快。
根据一个特征，封盖头具有以对齐轴线为中心的贯通孔，灌注头和模具沿着对齐轴线对齐，所述贯通孔使得液体能够从灌注头注入到容器的开口中。
因此，封盖头的贯通孔设置在灌注头和模具之间，且更特别地，面对灌注头的供液体排出的出口和容器的分配开口两者。
应注意，对齐轴线也穿过容器的分配开口，位于其中间。
根据一个可能的特征，封盖头安装在灌注头上。
这提供了封盖头在灌注头和模具之间的简单配置。
更特别地，封盖头安装在灌注头的下方。
根据一更具体的特征，封盖头相对于灌注头可旋转地安装。
这种安装对于绕着分配开口的颈部旋拧盖子的后续步骤特别方便。
然而，也可想到不需要旋转封盖头的其它类型的封盖操作。
因而，可想到其它封盖技术，例如，螺旋式封盖(screw capping)、压合式封盖(press-on capping)、密封式封盖(用铝箔)和超声密封式封盖。
根据另一个可能的特征，所述设备包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动封盖头绕着与灌注头和模具的对齐轴线一致的旋转轴线旋转。
因此，所述设备包括用于驱动封盖头旋转以便将盖子固定在容器的分配开口上的适当装置。
这种驱动装置可恒常地／永久地整合在所述设备中，这因此不必在需要其的时候使其靠近封盖头。
更特别地，所述驱动装置可相对于旋转轴线侧向(横向)偏移。
这种布置使得在所述设备中能以恒常的方式收纳所述驱动装置(该驱动装置位于不会妨碍灌注头的纵向运动的位置)，而封盖头恒常地设置在灌注头和模具之间。
因此，侧向偏移的驱动装置使得在容器已被吹制和灌装好之后能为了封盖的目的驱动封盖头旋转而不改变封盖头和驱动装置的位置。
根据一个可能的特征，所述驱动装置联接到封盖头的周缘，例如通过啮合方式。
根据另一个可能的特征，所述驱动装置在容器以固定位置保持在模具内的同时被致动。
该特征的有利之处在于，包围着被吹制和灌装好的容器的模具保持在与吹制和灌装过程中所占据的位置相同的位置，并仍将容器保持就位。
因此，避免了容器中液体的溅洒。
根据另一个可能的特征，所述驱动装置包括无刷电机。
这些类型的驱动装置使得能够对盖子绕分配开口的螺纹颈部进行的旋拧操作期间的旋拧转矩进行精确控制。
或者，可想到结合磁耦合的其它类型的电机。
应注意，在封盖操作期间将容器保持就位的模具被用作抗旋转装置。
根据另一个可能的特征，封盖头具有用于接纳要固定在容器开口上的盖子的接纳装置／接纳结构和用于将所述盖子保持在所述接纳装置中的保持装置／保持结构。
根据另一个可能的特征，所述接纳装置包括所述贯通孔。
因此，由于贯通孔的内尺寸和盖子的外尺寸的适当大小，盖子被接纳在贯通孔中并且可紧牢地装配在其中。
根据一个可能的特征，所述保持装置绕所述贯通孔设置。
这种保持装置可例如为贯通孔的内壁和／或设置在其中的弹性装置。
根据另一个可能的特征，所述拉伸装置包括拉伸杆。
以通常的方式，这种拉伸装置在用于在模具内拉伸型坯的拉伸阶段使用。
根据另一个可能的特征，所述设备包括用于使拉伸杆向下朝盖子可能堵塞在其中的接纳装置移动的致动装置。
拉伸杆有两个目的，因为它既在吹制和灌装过程中参与在模具中拉伸型坯，又释放已堵塞在封盖头的接纳装置内的盖子。
根据另一个可能的特征，灌注头以平移运动的方式可动。这种运动沿着灌注头和模具的纵向对齐轴线进行。
根据另一个可能的特征，灌注头和封盖头以平移运动的方式一起可动，以便使封盖头移向或移离模具。
这种平移运动使得封盖头能绕着容器的分配开口与模具接触。例如，这可在吹制和灌装过程中发生。这种运动使得封盖头能从模具移开，例如，在必须将盖子设置于封盖头时。
根据另一个可能的特征，所述设备包括：
-移送装置，所述移送装置用于在封盖头已从模具移开之后将要固定在容器开口上的盖子移送到封盖头和模具之间，和
-定位装置，所述定位装置用于将所述盖子定位在封盖头的接纳装置内。
因此，当封盖头已从模具移开时，在封盖头和容器的从模具突出的分配开口之间留下适当的空间。该空间用于在其中配置所述可移动的移送和定位装置。
附图说明
现将参照附图仅通过示例对本发明的实施例进行说明，在附图中：
-图1是根据本发明的设备及其主要部件的总体示意图；
-图2是图1的设备的局部示意图，具有用于移送和在封盖头上定位盖子的装置；
-图3A-D是连续的示意图，示出用于移送和在封盖头上定位盖子并将其固定在容器的分配开口上的不同操作；
-图4A和4B是两个连续视图，示出利用拉伸杆来脱开卡在封盖头内的盖子。
具体实施方式
图1示出用于由型坯同时吹制和灌装塑料容器的设备10的主要部件的局部示意图。
如图1所示，容器是已灌装有液体的瓶子12。
设备10包括将瓶子12包围在图1的位置处的模具14。
另外，设备10还包括灌注头16，在瓶子成形期间液体已通过该灌注头注入瓶子中。
设备10还包括拉伸装置，这里，拉伸装置包括图4A和4B所示并将在下文进行说明的拉伸杆。
设备10还包括相对于灌注头16可旋转地安装的封盖头18。
如虚线所示，封盖头18具有以纵向轴线A为中心的贯通孔20。
轴线A为对齐轴线，灌注头16和模具14在图1的制造构型中沿着该对齐轴线对齐。
贯通孔20具有相对的两侧20a和20b。一侧20a面对着灌注头16，而相对侧20b面对着模具14，且更特别地，面对着容器12的分配开口22。
尽管在图中未示出，但灌注头16具有出口，当封盖头18靠在模具14上且贯通孔20包围分配开口22时液体在进入贯通孔20和分配开口22之前流过该出口。
该位置未在图中示出，但表示容器同时被吹制和灌装的位置。
此外，设备10包括用于驱动封盖头18绕着与纵向对齐轴线A一致的旋转轴线旋转的驱动装置24。
如图1所示，驱动装置24相对于轴线A侧向偏移，并联接到封盖头18的周缘。
更特别地，驱动装置包括传动机构26，其与设置在封盖头18的周缘的传动机构28协作配合。
这些传动机构可以啮合接合，且例如可以是齿轮。
传动机构26例如安装在电机24的输出轴30上。
电机24例如为无刷电机。
该电机使得能精确控制在下文将说明的旋拧过程中传递到封盖头18及由此传递到盖子上的力。
图1示出已通过通常的过程(例如在申请人的专利申请EP1529620中所述的)同时进行了吹制和灌装液体之后所制造出的容器12。
简单地说，容器12已由塑料型坯制成。
根据该已知过程，塑料型坯首先通过模制过程制造，然后在定位于模具12内而使得能够接近(触及)型坯的口部之前被加热。
因此，型坯的口部从模具的上部突出，模具包围型坯的其余部分。
根据制造工艺，模具14可分成两个或更多个部分。
型坯通常呈柱形管的形状，在其底端封闭，在其相对端开口。
一旦型坯已定位在模具内，从模具上方仅能看到型坯的开口端及其突出的口部。
开口端在该过程中成形，从而得到分配开口22。
吹制和灌装过程利用拉伸杆(在图4A和4B中示出)，其向下伸入型坯的开口端中以便与其封闭底端接触。
然后进一步实施拉伸以将封闭端向下推，并以受控的方式相应地拉伸型坯。
在拉伸阶段已开始之后，由灌注头16供给的液体在拉伸杆仍被致动的同时经围绕拉伸杆的型坯开口端注入型坯中。
这种液体注入使型坯伴随着拉伸杆的移动而膨胀，直到与模具的内壁接触。
由此获得容器22的最终形状。
一旦已根据上述过程对容器进行了吹制和灌装，便要将盖子固定到容器的分配开口22上。
对此，使沿着轴线A以平移运动的方式一起可动的灌注头16和封盖头18沿着轴线A提升，以便在封盖头18和分配开口22之间留下足够的自由空间。
应注意，灌注头16和封盖头18之间的连接为包括滚针轴承的可旋转连接。
这样的可旋转连接是本领域技术人员已知的。
应注意，分配开口22包括具有外螺纹34的颈部32和设置在颈部的基部的凸缘36。凸缘36定位在设于模具14的上部中的凹部内。
图2是示出保持在模具14内的容器12以及离开模具14和颈部32的封盖头18的简化示意图。
设备10包括用于移送要固定到分配开口22上的盖子40的移送装置38。移送装置38已经从非工作位置(未示出)移动到位于封盖头18和分配开口22之间的活动位置。
移送装置38可呈盖子配送板的形状，该板例如在其上表面上具有浅凹部，用于将板上的盖子40定位并保持在固定位置。
该板可以是在其周缘包括多个盖子的旋转板，或者可以是仅在一端载持一个盖子且沿着垂直于轴线A的轴线伸长的长形板。
图3A至3D为示出容器的封盖过程的连续视图。
图3A与图2相同，其中盖子40已被移送到封盖头18和颈部32之间并面对着贯通孔20的侧面20b定位在贯通孔20下方。灌注头16和所附装的封盖头18被致动成朝向移送装置38和盖子40下降。
如图3B所示，封盖头18向下朝着颈部32移动，并且随着封盖头18被向下致动，盖子40被强制接合在贯通孔20中。
贯通孔20的内尺寸(内径)和盖子40的外尺寸(外径)被调节成使得盖子40能被受力地导入到贯通孔20中，并如图3C所示保持就位。
应注意，盖子40部分地接合在孔20中。
盖子40由于摩擦力在封盖头的接纳装置(贯通孔20的整个内部)中保持就位。盖子40紧牢地装配在已灌装的所述接纳装置中。
盖子40被导入贯通孔20中的程度取决于盖子和孔各自的尺寸。它们各自的尺寸越彼此对应，盖子40就被越少地导入贯通孔20中。
在本实施例中，盖子40已仅借助于灌注头和封盖头的平移运动定位在封盖头18的接纳装置中。
这是用于将盖子在封盖头中安置就位的非常方便的手段，其不需要任何其它装置。此外，移送装置38可简化，因为它们不需要沿着竖直轴线A可移动。
然而，也可想到用于将盖子定位在封盖头18的接纳装置中的其它定位装置。
也可另选地想到用于将盖子40移送到封盖头18和容器的分配开口之间的其它移送装置。
回到图3C，一旦盖子40已适当地定位在贯通孔20中，移送装置38便如箭头所示地撤回。
接下来，装配有盖子40的封盖头18由于被相应致动的灌注头16而被驱动为沿着轴线A作向下平移运动，以便绕着颈部32安置盖子40。
如图3D所示，驱动装置24被致动以便驱动封盖头18旋转，例如如上所述的那样。
封盖头由此被驱动成绕着轴线A旋转。封盖头18的这种旋转运动使得盖子40被驱动成绕着颈部32旋转，从而绕着容器的颈部紧紧地旋拧盖子40。
也可另选地想到用于对容器12进行封盖的其它封盖技术。例如，可使用压合盖式的或超声的密封技术。对于超声密封的情况，颈部和盖子可使用二次成型(包覆成型，over-moulding)技术制造在一起。
应理解，已经说明的设备具有特别简单的结构，并且具有能够仅按照更少和简单的运动(平移和旋转)来运动的可动的部分或部件。
另外，封盖头在吹制、灌装和封盖过程中被驱动成沿着纵向轴线A(例如，竖直轴线)作平移运动，或者在封盖过程的最后步骤期间被驱动成进行旋转(图3D)。
图4A和4B仅示出灌注头16和封盖头18。模具14和被包围的容器12仍位于封盖头下方，但是为了清楚起见已将它们移除。
如图4A所示，设备10包括拉伸杆42，其滑动连接在灌注头16中。
拉伸杆42由图中未示出的常规致动装置致动，该致动装置使其沿着纵轴线A上下移动。
灌注头16包括内壳体44，该内壳体大致为筒状并且将拉伸杆42和为了清楚起见未在图中示出的灌注喷嘴收纳在其中。
灌注喷嘴抵靠内壳体44的截头圆锥形内表面46以在不再需要流体注入容器中时实现流体密封。
该灌注喷嘴在上述的封盖过程中留置在该抵靠位置。
灌注喷嘴在其中间部分中开孔以便在其中接纳拉伸杆42。
在图4A中，盖子48保持在接纳装置(灌注头18的贯通孔20)中。
然而，盖子48会不当地定位在灌注头18中。
例如，盖子48已以过大的距离被导入到贯通孔20中，这导致盖子的堵塞。
或者，盖子可能已以倾斜的方式被导入到孔20中，从而导致其堵塞在孔内。
在将盖子定位在灌注头中时(图3B)，或者在将盖子固定在容器的分配开口上时(图3D)，例如在旋拧盖子并试图将灌注头移离图3D的位置之后，可能检测到这种堵塞情况。
这种情况已如图4A和4B所示利用拉伸杆42得以解决。
如图4B所示，当检测到盖子48堵塞时，使拉伸杆42向下朝着灌注头18移动，更特别地，朝着接纳装置20移动。
然后拉伸杆42在盖子48上施加竖直力，并将其向下推出接纳装置20，如图4B所示，从而放空所述接纳装置并移除堵塞住的盖子。

Claims (18)

1.用于由型坯同时吹制和灌装塑料容器的设备(10)，该设备包括：
-模具(14)，所述模具用于将型坯包围成使得能够接近所述型坯的口部，
-拉伸装置(42)，所述拉伸装置用于在所述模具中拉伸所述型坯，
-灌注头(16)，所述灌注头用于经所述口部注入液体以便使所述型坯在所述模具中膨胀，由此获得包括分配开口(22)的已吹制和灌装好的容器(12)，
所述设备的特征在于，还包括封盖头(18)，所述封盖头用于将盖子(40)固定在所述已吹制和灌装好的容器的分配开口上，所述封盖头恒久地配置在所述灌注头(16)和所述模具(14)之间。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述封盖头具有以对齐轴线(A)为中心的贯通孔(20)，所述灌注头和所述模具沿所述对齐轴线对齐，所述贯通孔使得液体能够从所述灌注头注入到所述容器的开口中。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述封盖头(18)安装在所述灌注头(16)上。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述封盖头相对于所述灌注头可旋转地安装。
5.如权利要求2和4所述的设备，其中，其包括驱动装置(24)，所述驱动装置用于驱动所述封盖头绕着与所述灌注头和所述模具的对齐轴线一致的旋转轴线旋转。
6.如权利要求5所述的设备，其中，所述驱动装置(24)相对于所述旋转轴线侧向偏移。
7.如权利要求5或6所述的设备，其中，所述驱动装置与所述封盖头的周缘(28)联接。
8.如权利要求5至7中任一项所述的设备，其中，所述驱动装置在所述容器(12)被保持在所述模具中的同时被致动。
9.如权利要求5至8中任一项所述的设备，其中，所述驱动装置包括无刷电机(24)。
10.如权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述封盖头(16)具有用于接纳要固定在所述容器的开口上的盖子(40)的接纳装置(20)和用于将所述盖子保持在所述接纳装置中的保持装置。
11.如权利要求2和10所述的设备，其中，所述接纳装置包括所述贯通孔(20)。
12.如权利要求11所述的设备，其中，所述保持装置绕着所述贯通孔设置。
13.如权利要求1至12中任一项所述的设备，其中，所述拉伸装置包括拉伸杆(42)。
14.如权利要求10至12中任一项和权利要求13所述的设备，其包括用于使所述拉伸杆向下朝着其中可能堵塞有盖子(48)的所述接纳装置移动的致动装置。
15.如权利要求1至14中任一项所述的设备，其中，所述灌注头(16)以平移运动的方式可动。
16.如权利要求15所述的设备，其中，所述灌注头(16)和所述封盖头(18)以平移运动的方式一起可动，以便使所述封盖头移向或移离所述模具(14)。
17.如权利要求15或16所述的设备，其中，所述平移运动是在所述模具的上方进行的竖直移动。
18.如权利要求10或11和权利要求16所述的设备，其包括：
-移送装置(38)，所述移送装置用于在所述封盖头已从所述模具移开之后将要固定在所述容器(12)的开口(22)上的盖子(40)移送到所述封盖头和所述模具之间，和
-定位装置，所述定位装置用于将所述盖子定位在所述封盖头的接纳装置内。
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