CN104093543B - 用于热成型的模具单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过热成型制造容器(37)的领域，特别涉及一种模具单元(24)，其具有能够接纳热塑性预成型件的至少一个热成型腔(28)，所述热成型腔(28)由模具单元(24)中的内表面(54)和轴向开口(62)限定。模具单元(24)包括至少一个主体(44)、位于模具底部的至少一个可动部件(46)、以及至少一个可伸缩构件(58)。可动部件(46)位于与所述轴向开口(62)相对的一侧且能够相对于所述主体(44)在打开位置和抵靠所述主体(44)的封闭位置之间移动。在所述打开位置，可动部件(46)与主体(44)由横向开口(48)沿与轴向开口(62)相对的方向分开。当模具底部的可动部件处于打开位置时，至少一个可伸缩构件(58)能够穿入所述横向开口(48)，从而在热成型腔(28)中与轴向开口(62)相对地形成至少一个可伸缩凸缘(60)。本发明还涉及使用模具单元(24)的热成型方法和热成型设备。

Description

用于热成型的模具单元
技术领域
本发明涉及一种模具单元(mold block，模具组块)，特别是涉及这样一种模具单元，其具有适合接纳热塑性预成型件的至少一个热成型腔，所述热成型腔由模具单元的内表面和轴向开口限定。
背景技术
这种模具单元主要用于在热成型设备中制造容器，特别是食品容器。这些容器通常会接纳一个标签带，该标签带特别用于标识所包装的内容物。
法国专利2858263中描述了这种类型的模具单元。然而，现有技术中的模具单元具有这样的缺点：由于热成型腔具有在标签带的插入过程中用作支撑部(abutment)的台肩，导致容器具有与之相对应的台肩。容器中存在的台肩使容器变得薄弱且减弱其抵抗竖直压缩的能力。此外，出于美观的需求，需要生产一种具有平滑壁的容器。
发明内容
本发明致力于改善上述缺点。
在本发明的至少一个实施例中，提供了一种能够实现该目的的模具单元，该模具单元包括：主体；至少一个可动的模底部件(mold-bottom part)，位于远离所述轴向开口的一端；以及至少一个可伸缩构件。可动的模底部件可在打开位置和抵靠所述主体的封闭位置之间相对于所述主体移动，在打开位置中，可动的模底部件通过侧开口与主体分开而远离所述轴向开口。当可动的模底部件处于打开位置时，至少一个可伸缩构件能够穿过所述侧开口，从而形成至少一个可移开的台肩，该台肩位于热成型腔内并与所述开口对准。
因此，在将可动的模底部件抵靠主体而封闭，且将至少一个可伸缩构件从热成型腔缩回之后，热成型腔的内表面可以是大致平滑的，且在吹制结束时免于出现台肩。预成型件的热塑性材料可以紧密配合于热成型腔的平滑内表面，从而产生无台肩的容器。
特别是，为了在标签带的外缘的多个点处对其进行支撑，模具单元可以包括多个可伸缩构件，当可动的模底部件处于打开位置时，所述多个可伸缩构件能够穿过所述侧开口，从而形成多个可移开的台肩，该台肩位于热成型腔内并与所述开口对准。
为了保证当可动的模底部件打开时，可伸缩构件会自动配置在热成型腔的内部从而形成可移开的台肩，模具单元还可以包括至少一个弹簧，使得所述可伸缩构件通过侧开口穿入热成型腔。
此外，为了保证当可动的模底部件封闭时，可伸缩构件会自动撤出热成型腔，所述台肩可以形成与所述主体接触的接触表面，且所述可伸缩构件可以包括与所述可动的模底部件接触的接触表面，与主体接触的接触表面和与可动的模底部件接触的接触表面被设置为形成一角度，使得可动的模底部件从所述打开位置到所述封闭位置的移动会导致可伸缩构件抵抗所述弹簧(的作用)而缩回。
特别地，模具单元还可以包括致动器(特别是流体致动器)，用以使所述可动的模底部件在所述封闭位置和打开位置之间移动。
单个开口在处于其接纳标签带的位置中与至少一个台肩对准，有利的是可以经由该开口插入标签带，并使活塞能够穿入热成型腔。
有利的是，模具单元包括多个热成型腔，从而能够形成多个并列容器以提高产率。
单个可动的模底部件可以封闭多个热成型腔的底部，从而避免增加可动部件的数量以及增加热成型腔的数量。
有利地，模具单元能够在至少一个成型和吹制位置与用于插入标签带和/或模制品脱模的位置之间进行倾斜(tilting，倾转)。模具单元因此可以在第一方向接纳标签带，且在第二方向接纳热成型活塞，从而能够减少热成型设备占用的空间并提高产率，特别是当该设备包括多个接连地占据不同方位的模具单元以便同时在第一模具单元中插入标签带并在第二模具单元中进行容器的热成型的情况时。国际专利申请WO 2006/051237中描述了多个使用倾斜模具单元的方法。
本发明还涉及一种通过热成型制造容器的设备。在至少一个实施例中，该设备包括：所述模具单元；加热装置，用以对热塑性预成型件进行加热；成型活塞，用以使热塑性预成型件成型，所述活塞能够经由开口穿入热成型腔中；以及气动吹制装置，用以将热塑性预成型件抵靠于至少一个热成型腔的内表面进行吹制。
本发明还涉及一种在该设备中通过热成型制造容器的方法。该方法包括以下步骤：
将标签带插入模具单元的所述热成型腔，从而使标签带抵靠所述台肩，所述台肩最开始出现在热成型腔内处于用以接纳标签带的位置，同时模底部件处于其打开位置；
通过将活塞穿入热成型腔，形成热的热塑性预成型件；以及
将预成型件抵靠于热成型腔的内表面进行吹制。
为了能够制造表面平滑的容器，在该方法的至少一个实施例中，在吹制步骤结束前，所述模底部件移动到其封闭位置，以便移开所述台肩。
特别地，可以将标签带插入热成型腔，并可以将活塞通过轴向开口穿入热成型腔。
此外，该方法还可以包括倾斜模具单元的步骤，该倾斜步骤在插入标签带的步骤和成型步骤之间进行，从而易于使用同一个开口将标签带和活塞插入热成型腔。
有利地，预成型件形成热塑性片材的一部分，从而可以通过使片材前进而容易地为热成型设备供料。
更有利地，该方法包括在吹制步骤之后进行的容器脱模步骤，容器脱模步骤需要将模具单元倾斜并同时推进热塑性片材，从而能够进一步提高产率。倾斜可以与模具单元的轴向移出一起进行，特别是当模具位于热塑性片材下方时，可以与模具单元的降低一起进行。然而，还可以构想到其它脱模方法，例如仅将模具单元沿轴向移出。
附图说明
通过阅读下文对以非限制性示例方式示出的一实施例的详细说明，可以更好地理解本发明且更易见其优点。下文的说明参照了下列附图：
图1是适合使用本发明的模具单元的一实施例的一种设备的示意图。
图2A是在热成型方法中在插入标签带的步骤期间，本发明的一实施例中的模具单元的纵向截面图；
图2B是图2A的模具单元的俯视图；
图3是在该方法中随后进行的通过活塞成型的步骤中的同一个腔的纵向截面图；
图4A是在该方法中随后进行的吹制步骤中的同一个腔的纵向截面图；以及
图4B是图4A的模具单元的俯视图。
具体实施方式
图1中所示的设备执行本发明的方法的第一实施方式。该设备包括多个站，由热塑性材料构成的片材10在驱动装置(未示出)的驱动下逐一通过这些站。沿片材前进的方向F依次观看，该设备包括：加热站14；热成型站16；装填站18，用于对已成型的容器37进行装填；以及封闭站20，通过利用封闭片材22密封多个容器37的开口来封闭多个容器37。
当然，本发明也可用于非连续片材形式的热塑性材料构成的容器的热成型，例如用于单个的球形或薄片形式热塑性材料，每一件材料被热塑成型为一个或多个容器。
为清楚起见，图中示出的热成型站16只具有一个设有单个热成型腔28的模具单元24。然而，在能够想到的大多数实施例中，为了获得更高的产率，可在一个热成型站的一个或多个模具单元中结合多个热成型腔。
图中所示的热成型站16还包括：热成型活塞30，该热成型活塞30可在所述热成型腔28中移动；以及包括用于将标签带插入热成型腔的装置，该装置包括具有用于插入多个标签带38的插入腔36的单元32，所述插入腔优选面向片材前进的方向。
优选地，热成型活塞30能够仅沿大致竖直的轴线移动。在所示的实施例中，每个模具单元24与一个插入单元32关联。通过馈给装置将标签条带送至插入腔36附近。通过未示出的装置能够从条带中切出标签带38并将该标签带38卷进插入腔36中。作为示例，该装置类似于在专利FR 2793185中所描述的装置。标签带38呈端部开口的柱体形状。设有多个插入杆42用以将卷起的标签带38从插入腔36传送到热成型腔28中，所述传送是相对于模具单元24侧向地进行的。为此，热成型腔28设有一轴向开口，该轴向开口在模具单元24的这一位置中面向插入腔36。
图2A和图2B详细示出了处于用以在标签带38已从轴向开口插入之后接纳标签带38的位置中的模具单元24。模具单元24包括主体44和可动的模底部件46，该模底部件46位于热成型腔28的远离轴向开口的底部。主体44具有连接到热成型腔28的内表面54的排气管道50。在图2A和图2B所示的初始位置中，可动部件46处于打开位置，与主体44轴向地间隔开从而在可动部件46和主体44之间形成侧开口48。模具单元24还包括流体致动器64，用以使可动部件46在打开位置和抵靠主体44的封闭位置之间轴向地移动。在所示的实施例中，模具单元24还具有四个可伸缩构件58，每个可伸缩构件58均形成面向热成型腔28的轴向开口的台肩60。在将标签带38经由轴向开口插入热成型腔28时，使标签带38抵靠着与开口对准的台肩60被支撑，从而使台肩60在标签带38插入后保持标签带38。
每个可伸缩构件58包括第一端70和第二端72。台肩60由第一端70的第一表面形成，其与接触可动部件46的第二表面74成锐角。抵靠第二端72支承的弹簧76沿平行于接触表面74的方向朝向热成型腔内部推压可伸缩构件58。在图2A和图2B所示的位置中，可伸缩构件58抵靠于可动部件46的外表面，但每个可伸缩构件58的第一端70通过侧开口48穿入热成型腔28。
图3示出了借助热成型活塞30使热塑性片材10成型的步骤。在该步骤中，活塞30通过开口沿轴线A穿入腔28中，将已在加热站14中预先加热过的片材10的热塑性材料朝向热成型腔28内部推压并使该热塑性材料变形。在该步骤中，可动部件46保持在其打开位置，且可伸缩构件58保持在热成型腔28内部处于用以接纳标签带38的位置，使台肩58持续保持标签带38，由此防止标签带38被推向热成型腔28的底部。
然而，在图4A和图4B所示的吹制步骤之前，可动部件46可借助致动器64而沿轴向朝向主体44移动，以便到达抵靠主体44的封闭位置。在其封闭行程中，形成台肩60的表面与主体44接触，使得在每个可伸缩构件58中，在接触主体44的表面和接触可动部件46的表面74之间形成锐角，导致可伸缩构件58向外缩回而使得台肩60从热成型腔28移开并转到热成型位置。因此，在图4A和图4B所示的热成型位置中，可动部件46抵靠主体44封闭并与之对准，由此形成平滑的内表面54，片材10的热塑性材料抵靠于该内表面54而由气动吹制装置进行吹制，该气动吹制装置在压力作用下向由活塞30在热塑性材料中形成的空腔中注射空气。同时，排气管50抽吸标签带38而使其抵靠于内表面54。因此，片材10的热塑性材料借助吹制压力被推向表面54直到其紧密地配合到表面54，由此形成外侧大致平滑及美观的容器，且标签带38很好地整合到容器的外侧中。在吹制步骤之后，可以通过竖直移动模具单元24来使容器脱模。
在容器脱模后，可动部件46和可伸缩构件58从接纳位置到热成型位置的运动当然是可逆的，从而使热成型腔28准备好插入下一组标签带38。
尽管参照多个特定实施例描述了本发明，但在不背离本发明的权利要求限定的范围的情况下，可以做出多种变化和变型。例如，热成型站可包括不同数量的模具单元，而且/或者每个模具单元可包括不同数量的热成型腔。尽管参照具有倾斜型模具的热成型站描述了本发明，但本发明也可用于其它类型的热成型设备。由见，说明书和附图应被视为示意性的而非限制性的。

Claims (14)

1.一种模具单元(24)，具有适合接纳热塑性预成型件的至少一个热成型腔(28)，所述热成型腔(28)由所述模具单元(24)的内表面(54)和轴向开口限定；以及
所述模具单元的特征在于，其包括：
主体(44)；
至少一个可动的模底部件(46)，其位于远离所述轴向开口的一端，并且在打开位置与抵靠所述主体(44)的封闭位置之间能相对于所述主体(44)移动，在所述打开位置中，所述可动的模底部件(46)通过侧开口(48)与所述主体(44)分开而远离所述轴向开口；以及
至少一个可伸缩构件(58)，当所述可动的模底部件(46)处于打开位置时，所述至少一个可伸缩构件能够穿过所述侧开口(48)，从而形成至少一个可移开的台肩(60)，所述台肩位于所述热成型腔(28)内并与所述轴向开口对准。
2.根据权利要求1所述的模具单元(24)，包括多个可伸缩构件(58)，当所述可动的模底部件(46)处于打开位置时，所述多个可伸缩构件能够穿过所述侧开口(48)，从而在所述热成型腔(28)内形成与所述轴向开口对准的可移开的台肩(60)。
3.根据权利要求1所述的模具单元(24)，还包括至少一个弹簧(76)，用以导致所述可伸缩构件(58)通过所述侧开口(48)穿入所述热成型腔。
4.根据权利要求3所述的模具单元(24)，其中，所述台肩(60)形成与所述主体(44)接触的接触表面，且所述可伸缩构件(58)还包括与所述可动的模底部件(46)接触的接触表面，与所述主体接触的所述接触表面和与所述可动部件(46)接触的所述接触表面被设置为形成一角度，使得所述可动部件(46)从所述打开位置到所述封闭位置的运动导致所述可伸缩构件(58)抵抗所述弹簧(76)而缩回。
5.根据权利要求1所述的模具单元(24)，还包括致动器(64)，用以使所述可动的模底部件(46)在所述封闭位置与所述打开位置之间移动。
6.根据权利要求5所述的模具单元(24)，其中，所述致动器(64)是流体致动器。
7.根据权利要求1所述的模具单元(24)，包括多个热成型腔。
8.根据权利要求1所述的模具单元(24)，能够在至少一个成型和吹制位置与用于插入标签带(38)和/或用于使模制品脱模的位置之间进行倾斜。
9.一种通过热成型制造容器(37)的设备，所述设备包括：
根据权利要求1至8中任一项所述的模具单元(24)；
加热装置(14)，用以对所述热塑性预成型件进行加热；
成型活塞(30)，用以使所述热塑性预成型件成型，所述活塞能够经由所述轴向开口穿入所述热成型腔(28)中；以及
气动吹制装置，用以将所述热塑性预成型件抵靠于所述至少一个热成型腔(28)的内表面(54)进行吹制。
10.一种在根据权利要求9所述的设备中通过热成型制造容器(37)的方法，所述方法包括以下步骤：
将标签带(38)插入所述模具单元(24)的所述热成型腔(28)，从而使所述标签带抵靠支撑于所述台肩(60)，所述台肩(60)最开始出现在热成型腔(28)内处于用以接纳所述标签带(38)的位置中，同时所述可动的模底部件(46)处于其打开位置；
通过将活塞(30)穿入所述热成型腔(28)，形成热的热塑性预成型件；以及
将所述预成型件抵靠于所述热成型腔(28)的内表面(54)进行吹制；
所述方法的特征在于，在吹制步骤结束前，所述可动的模底部件(46)移动到其封闭位置，以便移开所述台肩(60)。
11.根据权利要求10所述的通过热成型制造容器(37)的方法，其中，将所述标签带(38)插入所述热成型腔(28)，并且所述活塞经由同一个轴向开口穿入所述热成型腔(28)。
12.根据权利要求10所述的通过热成型制造容器(37)的方法，还包括处于插入所述标签带(38)的步骤和成型步骤之间的、倾斜所述模具单元(24)的步骤。
13.根据权利要求10所述的通过热成型制造容器(37)的方法，其中所述预成型件形成于热塑性片材(10)的一部分。
14.根据权利要求13所述的通过热成型制造容器的方法，还包括在吹制步骤之后进行的使所述热塑性片材(10)中形成的容器(37)脱模的步骤，该步骤需要倾斜所述模具单元(24)并同时推进所述热塑性片材(10)。
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