CN103909647A - 用于吹塑成型容器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种用于吹塑成型由热塑性材料制成的容器的设备，其具有：至少一个沿着预制坯件的输送路径设置的加热路段，所述加热路段具有至少一个加热装置；用于将所述预制坯件输送通过所述加热路段的操作装置；和设有吹塑模具的吹塑站；其中，所述输送路径被至少局部地限界为隧道状，其中，在至少一个对置于所述加热装置的侧上设有反射器，所述反射器在所述加热装置的区域内与所述加热装置一起形成加热区域，其特征在于，所述反射器实施成能够与所述操作装置一起穿过所述加热路段运动并且至少部分地延伸到所述预制坯件的运动轨道中。本发明还涉及了一种用于吹塑成型容器的方法。

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由热塑性材料制成的容器的设备，其具有：至少一个沿着预制坯件的输送路径设置的加热路段，所述加热路段具有至少一个加热装置；用于将所述预制坯件输送通过所述加热路段的操作装置；和设有吹塑模具的吹塑站；其中，所述输送路径通过加热路段至少局部地限界为隧道状，其中，在至少一个对置于所述加热装置的侧上设有反射器，所述反射器在所述加热装置的区域内与所述加热装置一起形成加热区域。

此外，本发明还涉及了一种用于吹塑成型容器的方法，其中，由热塑性材料制成的预制坯件在热条件处之后，沿着在具有加热区域的加热路段的区域内的输送路径，在吹塑模具内部通过吹塑压力作用成型为容器，并且其中，所述输送路径至少局部地被限界为隧道状。

背景技术

在通过吹塑压力作用来成型容器的情况下，由热塑性材料、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加工站。典型的是，这种吹塑机具有加热装置以及吹塑装置，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效，预制坯件插套到所述输送芯棒上。但也可以用其它操作装置操作预制坯件。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。

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，经常会碰到模具承载件的书式可翻性。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引导的模具承载件。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。

在执行加热之前，预制坯件典型地套装在输送芯棒上，这些输送芯棒将预制坯件或是输送通过整个吹塑机或是仅在加热装置区域内回转。在竖立式加热预制坯件的这种情况下（预制坯件的嘴部沿竖直方向朝下定向），预制坯件通常被套装到输送芯棒的套筒状的保持元件上。在悬挂式加热预制坯件的情况下（其中，这些预制坯件以其嘴部沿竖直方向朝上定向），通常将夹紧这些预制坯件的撑开芯棒导入到预制坯件的嘴部中。

为了缩短所需的加热时间已经公开的是，在加热路段区域中使用NIR-辐射器，该NIR-辐射器的加热辐射在近红外线范围内发射，典型地具有0.4微米至1微米之间的波长。在此，预制坯件的加热基本通过在NIR-辐射穿过预制坯件材料的情况下辐射吸收来实现。为了优化能量输出，设计了这种具有多个镜面的加热路段，以便尽可能地避免或者至少强烈降低通过加热路段的构件对热辐射的吸收，并且以便将NIR-辐射重新反射到预制坯件上用于加热。

典型的是，加热路段至少局部地构造成隧道状，并且这些加热路段为此例如由用于加热元件的保持装置的壳体在一侧上限界以及由对置于该壳体的反射器在另一侧上限界。在竖直方向上，限界可以通过底部和/或盖部实现，视以下情况而定：预制坯件以其嘴部沿竖直方向是朝上还是朝下定向地输送穿过加热路段。这种竖直边界也可以构造成反射器。此外通常的是，预制坯件的嘴部区域例如借助于一起运转的反射器被保护以防加热的辐射，因为所述区域已经被完成制造并且在吹塑成型的情况下不应进一步变形。

在加热隧道内部具有空气，该空气通过加热装置和同样逐渐变热的隧道壁以及预制坯件被加热，并且预制坯件在其加热期间被输送穿过该空气。加热隧道的内部空间尺寸设计通常与预制坯件的尺寸设计无关，从而在预制坯件相对较小的情况下，隧道状包围的加热路段具有相对较大的内部体积，并且加热隧道具有相比较而言相对较大的、面向该内部空间的限界面。

为了减少所需的加热能量，由WO2011/063784A1公开的是，加热路段的横向于输送方向设置的横截面与待加热的预制坯件的尺寸设计相关地如此变化，使得与较大的预制坯件相比，给较小的预制坯件配置较小的横截面。这通过以下方式实现：加热路段的横向于输送方向设置的横截面由至少一个可改变位置地设置的壁如此限界，使得通过壁定位的改变可以改变所述横截面的尺寸。所述壁可以例如是在高度方面可定位的底部。

发明内容

本发明的任务在于，如此设计一种本文开头所述类型的设备，使得减少了用于温度处理预制坯件所耗费的加热能量。此外，本发明的另一任务在于，如此改善本文开头所述类型的方法，使得减少了温度处理预制坯件所耗费的加热能量。

根据本发明，所述任务在设备方面通过以下方式解决：反射器实施成与操作装置一起可运动穿过加热路段并且至少部分地延伸进入到预制坯件的运动轨道中。

根据本发明，所述任务在方法方面通过以下方式解决：在加热路段区域内设有反射器，该反射器与预制坯件一起通过加热路段运动、在此至少区段地延伸进入到预制坯件的运动轨道中并且在水平方向上对加热区域限界。由于一起运动的原因可以实现所述延伸进入到运动轨道中，否则预制坯件会与反射器冲撞。

由此，根据本发明，优选与预制坯件的尺寸相关地减小了隧道状加热路段的加热区域的尺寸并且从而减小了加热路段的内部体积，其方式是：一起运转的发射器例如可以更换。优选的是，反射器应将所述预制坯件在部分圆周区域中包围。根据本发明认识到的是，为了加热处于加热隧道内的空气体积需要与体积相关的能量，并且通过预制坯件穿过加热路段以及在保持预制坯件的输送元件旁边经过的输送运动而发生与周围环境不断气体交换，这种气体交换造成持续地供入冷的环境空气。通过根据本发明的构型方案，与反射器静止的情况相比，一起运转的反射器可将预制坯件在部分圆周区域中更紧密地包围。因此可以减小加热区域体积以及降低加热隧道的内部边界面的尺寸，从而实现了加热能量更好的利用。此外由此可能的是，反射器更靠近预制坯件地设置。例如，反射器可以具有圆柱体内表面的形状。替代的是，弯曲的、将预制坯件在部分圆周区域中包围的面同样也是可以的，以及横木状的、具有多个相互邻接的平坦反射区域的反射器也是可能的。优选的是，在此反射器的包围角度大于90°、优选大于120°、特别优选大于150°。优选的是，反射器的面向预制坯件的面具有围绕预制坯件的弧形或圆形。由此，热辐射更好地反射到预制坯件上。此外有利的是，在穿过加热装置时，反射器的中心轴线相对于预制坯件的外表面的间距是恒定的。这同样允许加热能量从反射器最佳地反射到预制坯件上。

已经表明，反射器间距的减小会引起预制坯件加热质量的改善，因为可以更好地掌控热进入点。当应该利用温度曲线来温度处理预制坯件时，也就是预制坯件应该在不同区域中获得不同的温度时，上述情况特别适用。

本发明的另一构型方案是这样设置的：反射器在预制坯件的主要长度上延伸。例如可以露出预制坯件的嘴部区域和/或闭合的圆头区域。优选的是，反射器的高度应与预制坯件相匹配。

本发明的另一构型方案是这样设置的：反射器与操作装置的运动同步/被同步。例如，操作装置可以是输送芯棒、钳子和/或撑开芯棒。

本发明的另一构型方案是这样设置的：反射器具有用于使冷却介质穿过的开口。这种冷却介质可以例如是冷却空气，该冷却空气被吹入到加热区域中、例如用于冷却反射器。冷却空气也可以指向预制坯件，以便通过控制冷却空气供入和/或控制加热装置的加热功率来实现例如调整预制坯件的温度处理或者调整预制坯件内温度曲线的形成。

本发明的另一构型方案是这样设置的：反射器包括具有不同反射特性的区段。由此可以实现关于预制坯件所期望的加热曲线。特别的是，这些区段沿预制坯件的纵向、也就是沿预制坯件的纵轴线设置。在直立式或悬挂式地进行预制坯件输送的情况下，这相应于竖直方向。例如，给预制坯件的圆头区域配置的反射区域可以构造成反射较差，以便较小程度地温度处理所述区域。

本发明的另一构型方案是这样设置的：操作装置构造成在加热区域内可旋转。由此，由操作装置所保持的预制坯件可以在加热区域内旋转，以实现最佳的加热。为了实现在加热区域内有利的预制坯件旋转但也可以如此构造操作装置，使得预制坯件相对于操作装置旋转。

本发明的另一构型方案在方法方面是这样设置的：反射器设置在加热装置的对面；和/或反射器与预制坯件同步运动；和/或在穿过加热区域时，反射器的中心轴线相对于预制坯件的外表面的间距保持恒定；和/或反射器沿垂直方向对加热区域限界。

附图说明

在附图中示意性示出本发明的实施例。其中：

图1：示出了穿过根据本发明的、具有所配备的待加热的预制坯件和反射器的加热模块的示意性横截面；

图2：示意性示出了具有反射器和预制坯件的加热元件的侧视图；

图3：示出了图2的俯视图；

图4：示出了图2的另一侧视图；

图5：示出了图4中的反射器的第一实施方式的剖切示图；

图6：示出了图4中的反射器的第二实施方式的剖切示图；

图7：示出了反射器的第三实施方式的立体示图；

图8：示出了图7的俯视图；

图9：示出了根据图5的反射器的第一实施方式的立体示图；

图10：示出了图9的俯视图；

图11：示出了根据图6的反射器的第二实施方式的立体示图；和

图12：示出了图11的侧视图。

具体实施方式

图1示出了加热模块11的透视图，该加热模块设置用于布置在加热路段（未示出）的区域内。加热模块11包围加热通道12，预制坯件10运动穿过所述加热通道。加热通道12基本上相应地构造成U型并且具有封闭的底部13。加热通道12在侧向上由也可以实施成反射器的侧壁14以及由加热箱15限界。在加热箱15区域内定位了加热辐射器20。

预制坯件10设置在保持元件16中。保持元件16具有承载件17。通过承载件17和保持元件16使得预制坯件10以确定的定位输送穿过加热通道12。

从图1可看到的是，侧壁14与具有流动通道19的冷却体18连接。冷却空气穿过流入口21流入到流动通道19中并且穿过流出口22又从流动通道19排出。从冷却体18排出的冷却空气朝预制坯件10的嘴部区段23的方向被引导并且由此绕流预制坯件10的嘴部区段23并且造成其冷却。

在加热箱15区域内，多个加热辐射器20沿竖直方向相叠地设置（也参见图2至图6）。为了实现频选地加热，在加热辐射器20与加热通道12之间设置了滤板24，该滤板优选由合适的石英玻璃制成。根据有利的实施方式，不仅加热辐射器20而且滤板24都由冷却空气冷却。

在背离滤板24方向的区域内，在加热辐射器20后面设有辐射反射器（未示出），该辐射反射器优选具有轮廓化的反射器表面。该反射器表面优选如此结构化，使得避免反射回到加热辐射器20中并且支持在加热通道12的区域内形成合适的热量分布。

加热模块11设置用于使预制坯件10以一空间取向被加热，其中，预制坯件10以其嘴部区段23沿竖直方向朝上设置。因此，用于预制坯件10的承载件17设置在加热通道12的沿竖直方向处于上部的区域中或加热通道12上方。在此，承载件17与未示出的输送装置连接。

为了提供隧道状的加热通道12，加热通道12沿竖直方向朝下由底部13限界，该底部例如可以构造成反射器。加热通道12具有横截面25，该横截面与加热通道12的在结构上设置的最大膨胀相对应。

在图1中示出了加热模块11的加热通道的横截面25的缩小。为此，在承载件17上设有反射器30，该反射器的高度29以有利的方式基本上在加热通道12的高度上延伸。或是如图7、图8所示，该反射器具有在反射器30的整个高度29上实施成圆段形的留空；或是如图9、图10所示，留空31的高度35与预制坯件10的高度相匹配。在此，反射器30的宽度32如此选择，使得留空31的端部33基本上位于两个预制坯件10的中心。反射器30的深度34延伸进入到预制坯件10的运动轨道中（此处沿箭头方向A）。在此，留空31的形状如此选择，使得加热辐射器20的热量辐射被有利地反射回到预制坯件10。

图5、图9、图10示出了具有留空31的反射器30的实施方式，该留空仅在基本上与预制坯件20的高度相应的高度35上延伸。在这个实施方式中，留空31具有配备过渡区域36的底部37。附加的是，如在图6、图11、图12中所示，可以在反射器内设置冷却口38，通过这些冷却口或是供入冷却空气或是排出热空气。

在采用反射器30中的留空31的情况下，在加热通道12的区域中在所述留空31外部符合目的要求地将处于所述留空31外部的高度水平上的加热辐射器20关断。

在运行中，预制坯件10与反射器30一起在加热通道12内沿输送方向A运动经过加热辐射器（参见图2至4）。

参考标号列表

10  预制坯件

11  加热模块

12  加热通道

13  底部

14  侧壁

15  加热箱

16  保持元件

17  承载件

18  冷却体

19  流动通道

20  加热辐射器

21  流入口

22  流出口

23  嘴部区段

24  滤板

25  横截面

29  高度

30  反射器

31  留空

32  宽度

33  端部

34  深度

35  高度

36  过渡区域

37  底部

38  冷却口

Claims (12)

1.一种用于吹塑成型由热塑性材料制成的容器的设备，其具有：至少一个沿着预制坯件的输送路径设置的加热路段，所述加热路段具有至少一个加热装置；用于将所述预制坯件输送通过所述加热路段的操作装置；和设有吹塑模具的吹塑站；其中，所述输送路径被至少局部地限界为隧道状，其中，在至少一个对置于所述加热装置的侧上设有反射器，所述反射器在所述加热装置的区域内与所述加热装置一起形成加热区域，其特征在于，所述反射器实施成能够与所述操作装置一起运动穿过所述加热路段并且至少部分地延伸进入到所述预制坯件的运动轨道中。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反射器至少在所述预制坯件的主要高度上延伸。

3.根据权利要求1或2之一所述的设备，其特征在于，所述反射器的面向所述预制坯件的面朝所述预制坯件弯曲，并且所述面构造成在部分圆周区域中包围所述预制坯件，并且所述面特别是具有包围所述预制坯件的弧形形状或者圆形形状。

4.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，所述反射器的运动与所述操作装置同步。

5.根据权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，所述反射器与所述操作装置机械式运动耦合地连接，所述反射器特别是固定在所述操作装置上。

6.根据权利要求1至5之一所述的设备，其特征在于，所述反射器具有用于使冷却介质穿过的开口。

7.根据权利要求1至6之一所述的设备，其特征在于，所述反射器包括具有不同反射特性的区段。

8.根据权利要求1至7之一所述的设备，其特征在于，在穿过所述加热区域时，所述反射器的中心轴线相对于所述预制坯件的外表面的间距是恒定的。

9.根据权利要求1至8之一所述的设备，其特征在于，所述预制坯件实施成能够在所述加热区域中旋转。

10.一种用于吹塑成型容器的方法，其中，由热塑性材料制成的预制坯件在热条件处之后，沿着在具有加热区域的加热路段的区域内的输送路径，在吹塑模具内部通过吹塑压力作用成型为容器，并且其中，所述输送路径至少局部地被限界为隧道状，其特征在于，在所述加热路段的加热区域内设有反射器，所述反射器与所述预制坯件一起运动通过所述加热区域、在此至少区段地延伸进入到所述预制坯件的运动轨道中、并且沿水平方向对所述加热区域限界。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述反射器与设置在所述加热区域内的加热装置对置地设置；和/或所述反射器与所述预制坯件同步运动；和/或在穿过加热区域时，所述反射器的中心轴线相对于所述预制坯件的外表面的间距保持恒定。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述反射器至少部分地也沿垂直方向对加热区域限界。