CN104203538B

CN104203538B - 用于在吹塑模具中吹塑容器的方法和设备

Info

Publication number: CN104203538B
Application number: CN201380017894.9A
Authority: CN
Inventors: K·哈特维格
Original assignee: Societe dAssistance Technique pour Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: JP2015511184A; US10016926B2; EP2812173B1; US20150054206A1; US20180290367A1; CN104203538A; JP6143796B2; US10479015B2; EP2812173A1; WO2013117494A1

Abstract

本发明涉及一种在吹塑模具中制造容器的方法，吹塑而成的容器(22；72；82)具有沿纵向轴线(A)对齐的颈部和底部，并且被包围在吹塑模具(12；70；80)内，所述吹塑模具包括两个侧半部(12a，12b；70a，70b；80a，80b)，当吹塑模具处于闭合位置时所述两个侧半部沿接合平面(P)相互接触，吹塑而成的容器在包括纵向轴线的纵向截面中具有至少一个横向尺寸，其特征在于，所述方法包括沿大致横向的方向移动分开吹塑模具两个侧半部(12a，12b；70a，70b；80a，80b)的步骤，两个侧半部从接合平面(P)移动分开的总距离小于所述吹塑而成的容器的最大横向尺寸，并且使吹塑而成的容器能从吹塑模具(12；70；80)取出。

Description

用于在吹塑模具中吹塑容器的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种吹塑/吹制容器的方法。

背景技术

塑料容器如水瓶根据包括吹塑或拉伸吹塑成型在内的不同方法来制造和填充。

根据这些已知方法中的一种，首先通过注塑/模制工艺制造塑料预成型件，然后该塑料预成型件在放置于吹塑模具内之前被加热。

预成型件通常具有柱形/筒形管的形式，其底端封闭而其对向端敞开。

这种吹塑模具通常包括两个半模和可能包括模具基底。

两个半模移动以彼此分开，从而将预成型件插入其间。然后模具通过使两个半模朝向彼此移回而闭合，从而将预成型件包封在模具内。

预成型件然后被沿其纵轴以及径向地吹塑或拉伸吹塑从而变形并接触到模具的内壁，由此获得吹塑而成的容器。

然后模具如上述一样再次打开，吹塑而成的容器在新的预成型件被插入模具之前从模具取出。

在工业背景下，有必要降低上述操作的周期长短/循环时间。

发明内容

在这方面，如权利要求1限定的方法实现了这一需求。

在现有技术中，两个侧半部从接合平面移开一个总距离(每一个侧半部行进的距离的总和)，该总距离至少等于吹塑而成的容器的最大横向尺寸。这是因为容器从模具横向取出。

本申请人已经发现，有可能以比现有技术更小的幅度打开模具并且能够令人满意的取出吹塑而成的容器。

模具的侧半部的较小位移增加了整个制造过程的周期时间。它也减少了由侧半部的运动引起的惯性，并且，自然地导致摩擦更小，因此延长了机械部件的寿命的持续时间。

根据可能的特征，所述总距离还取决于吹塑而成的容器的颈部的横向尺寸。

所述总距离适合于容器的形状，并相应地设置。

根据可能的又一特征，总距离还取决于吹塑而成的容器的颈部的横向尺寸。

在某些情况下，颈部的横向尺寸可能对总距离具有影响，因此，当调整两个侧半部必须移动的总距离时必须要考虑颈部的横向尺寸。

根据取决于后者的可能的特征，当颈部的横向尺寸小于底部的横向尺寸并且容器在颈部与底部之间的横向尺寸保持恒定或增加时，所述总距离等于颈部的横向尺寸。

这样的容器具有圆柱形状或圆锥或截头圆锥形状，其顶点位于颈部侧。这个圆锥或截头圆锥形状的基底(great base)位于所述容器的底部。

或者，该容器可以具有方形的截面或任何其他截面形状：矩形、三角形等。

根据取决于先前特征中的任一项的可能的特征，该方法包括用液体填充容器。

在容器的吹塑过程中或之后，液体可以被注入到容器中。

根据另一个可能的特征，在移动分开模具的两个侧半部之前，所述方法包括以下步骤：

-拉伸放置在吹塑模具内的预成型件，

-将液体注入预成型件，从而导致所述预成型件被拉伸的同时在吹塑模具内膨胀，由此产生吹塑而成的、填充有液体的容器。

根据一个可能的特征，当所述吹塑而成的容器已填充有液体(不论使用何种方法)时，该方法还包括在取出该容器之前为吹塑而成的、填充有液体的容器封盖的步骤。将容器封盖特别有利于防止液体在取出或移除操作过程中飞溅到容器各处。

当容器从模具下方取出时，这是特别有用的。

根据一个可能的特征，当底部的横向尺寸小于吹塑而成的容器的最大横向尺寸时，总距离等于吹塑而成的容器的最大和最小横向尺寸之间的差值的一半。

如果容器底部的横向尺寸是该容器的最大横向尺寸，那么总距离必须不同地调整。

根据另一个可能的特征，吹塑而成的容器包括具有第一横向尺寸D1的腰部，该第一横向尺寸小于吹塑而成的容器的分别设置在腰部的每一部分上的两个相应的凸起部分的第二和第三横向尺寸D2和D3。

这是设置有腰部的吹塑而成的容器的给定构型的特征。

根据取决于后者的可能的特征，总距离等于横向尺寸Di和D1之间的差值的一半，其中i等于1或2。

根据取决于后者的可能的另一特征，如果：

具有横向尺寸D2的凸起部分布置在腰部上方，并且

D2等于或大于D3

或者D2小于D3且吹塑而成的容器底部的横向尺寸等于D3，则所述横向尺寸之间的差值是(D2-D1)。

因此该特征涉及两种构型。在第一构型中，容器具有腰部且横向尺寸D2和D3是相同的。

在第二构型中，容器具有腰部且底部具有比腰部上方的凸起部分更大的横向尺寸。

根据一个可能的特征，所述方法包括从打开的吹塑模具中取出吹塑而成的容器的步骤。

根据一个可能的特征，所述吹塑而成的容器从吹塑模具下方取出。

这是用来取出所获得的容器的简单方法。

根据一个可能的特征，吹塑模具包括底部部分，所述方法包括使吹塑而成的容器靠置于其上的吹塑模具的底部部分移动远离吹塑模具的两个侧半部的步骤。

这使得可以取出吹塑而成的容器。

如果模具中没有底部部分，吹塑而成的容器可以在模具打开时就掉落并且通过任何合适的接收装置接收。

根据另一方面，本发明涉及一种如权利要求13限定的设备。

该设备具有比现有技术的设备更长的寿命，因为用于移动分开模具的两个侧半部的装置适于使这两部分移动一个比现有技术中更小的距离，并且因此，其尺寸相应地设置。它们受到比现有技术更小的机械惯性和限制。

根据一个可能的特征，该设备包括用于从所述吹塑模具下方取出吹塑而成的容器的装置。

根据另一个可能的特征，该吹塑模具包括底部部分，所述设备包括用于使吹塑而成的容器靠置于其上的吹塑模具的底部部分移动远离吹塑模具的两个侧半部的装置。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考附图描述本发明的实施例，在附图中：

-图1是根据本发明的一个实施例的设备的示意性总体视图；

-图2是图1的模具的剖面AA的俯视图；

-图3是图1的注射头和模具的示意性局部放大图；

-图4A和4B分别是俯视图和侧视图，示出了两个模具侧半部之间的间隔和根据本发明的吹塑而成的容器；

-图5A和5B分别是俯视图和侧视图，示出了两个模具侧半部之间的间隔和根据现有技术的吹塑而成的容器；

-图6示出了容器和模具，其两者都具有另一种结构；

-图7A示出了包封容器的三部分模具结构；

-图7B是图7A的模具在打开位置以及容器在取出过程中的视图；

-图8示出了容器和三部分模具，其两者都具有另一种结构；

-图9是包封容器的模具的又一种布置。

具体实施方式

图1示意性地表示根据本发明的一个实施例用于同时从预成型件吹塑并填充容器例如瓶子的设备10。然而，应注意的是，本发明不限于这样的设备。例如，吹塑而成的容器的填充可以独立于该设备而实现。

这些预成型件可以由热塑性聚合物制成。

设备10包括用于包围预成型件的吹塑模具12。这样的预成型件首先通过注塑/模制工艺制造，然后在放置于模具12内之前被加热，如申请人的专利EP1529620 B1中所公开的。

预成型件通常具有柱形/筒形管的形状，其底端封闭而其对向端敞开。

模具12是例如三部分模具，其中两个部分或侧半部12a、12b组装在一起时限定了内腔14。

第三部分12c是基底或底部部分，其有助于限定内腔14。

设备10包括布置在模具12的任一侧上的移动装置15a和15b，其用于沿着轴线B移动两个侧半部12a和12b的每一个，这里轴线B是例如水平的。在下面的描述中轴线B也将称为横向轴线。

每个移动装置是例如活塞装置，其可以由处理器或计算机进行控制。所述活塞装置可以是液压的或气动的。

可替代地，该模具可通过凸轮打开。首先，两个侧半部被彼此隔开，用于将预成型件16插入二者之间。

然后，两个侧半部12a和12b朝向彼此移回，从而沿接合平面P接触，如图2所示。

图2是图1的剖面AA处的俯视图。

如图1所示，预成型件16在根据本发明的吹塑和填充方法开始前被插入腔14中。

当预成型件已定位于模具12内时，只有预成型件的敞开端从模具的上方可见。

所述腔体的形状对应于所获得的容器的形状，其将在吹塑和填充方法结束时由所形成的容器完全占据。

设备10还包括用于将液体注入预成型件16的液体注射线路18和注射装置。

注射装置包括注射头20，该注射头与模具12和预成型件16密封接触(用于液体密封目的)。

图3是设置在模具12上方的注射头20的示意性局部放大图。

模具12包围吹塑而成的、已填充的容器22(在此，例如填充有水的瓶子)，该容器已经通过将在后面描述的吹塑和填充方法从预成型件16获得。

注射头包括注射阀装置24，其包括安装在内壳体26中的注射喷嘴28。

注射头20是大致柱形的形状，如部分地示于图3中，内壳体26也是柱形的形状，并且两者是同轴的。

注射阀装置24、更具体地注射喷嘴28可以沿着纵向轴线A在允许液体被注入预成型件的注射位置(打开位置)和静止位置(关闭位置)之间移动，在所述静止位置中，注射喷嘴28密封接合地靠置在喷射头的内表面26a上，从而防止液体从喷射头向预成型件的任何流动。

纵向轴线A在此处是垂直轴线，注射头20与模具12基本上沿该轴线对齐。

轴线A是容器22以及预成型件16的对称轴线。

如图3所示，注射喷嘴28在制造方法终止、容器已被吹塑并填充时处于已被占据的关闭位置(下部位置)。

在打开位置中，注射喷嘴28处于与内表面26a成一距离的上部位置。为清楚起见，这个上部位置未在图中示出，但它位于设置在注射头20的周壁32中的横向通道30(以虚线表示)上方。

这个供给通道连接到液体注射线路18。

使注射喷嘴28从内表面26a移开、移到通道30上方使得线路18中的液体能够从通道30流向预成型件(在图3中，图1的预成型件16被替换为已形成的容器22)。

回到图1，设备10还包括拉伸装置38，用于当预成型件被包封在模具12内时拉伸预成型件16。

拉伸装置包括与注射喷嘴28滑动连接的拉伸杆38。

在图3中，为了清楚起见，未示出拉伸杆。例如，拉伸杆38可以与轴线A对齐和以流体密封的方式穿过注射喷嘴28。

图1实施例的拉伸杆38基于命令被致动以向下插入预成型件16内，从而拉伸预成型件同时填充液体被注入其中，以使所述预成型件在模具内膨胀。

用于致动杆38的致动装置为清楚起见未示出。

设备10包括阀装置40，在阀装置打开时使液体能够流过线路18并且在阀装置关闭时防止液体流过阀装置及其下游。

阀装置40基于命令被致动。

待注入预成型件的液体例如水从液体源S供给，该液体源将所述液体供给至系统10的泵装置42。

泵装置42位于阀装置40的上游。

这种泵装置适合于输送恒定的压力，例如3bar和7bar之间。

泵装置42适合于提供预定体积的液体并推动液体通过液体注射线路18。

如图1中进一步所示，流量阀44作为安全阀与泵装置42并联安装。

该阀起到排放阀的作用以保护泵装置，例如当液体压力累积或者当没有容器被制造时。

设备10包括一端连接到泵装置42和对向端连接到注射头20的管路46。阀装置40安装到管路46上。应注意的是，管路46是液体注射线路18的一部分。

在根据本发明的实施例执行吹塑和填充方法的过程中，拉伸杆38在拉伸阶段被致动，而阀装置40处于关闭位置，从而防止液体被注入到预成型件16中。

拉伸杆38向下接合在预成型件16的开口端中以与该预成型件的封闭的底端接触。然后拉伸杆被进一步致动以向下推动封闭的端部并相应地以受控的方式拉伸预成型件。

在拉伸阶段启动后过去一个预定的时间段后，启动注射阶段以便将液体注入预成型件，以用于形成所述容器并且填充该容器。

注射阶段随着阀装置40的打开和泵装置42的运行而开始。阀装置40的致动可以通过处理器或计算机或手动控制。

此外，注射喷嘴28被致动以在其上部位置(打开位置)升高。

泵装置42以可控的方式运行，使得液体被按照预定的注射或填充曲线推动或移动经过液体注射线路18和注射头20到预成型件16(用于被注入其中)。液体被注入到预成型件16中，同时预成型件被拉伸，从而导致所述预成型件在模具12内膨胀。EP1529620 B1提供了吹塑和填充方法的实施例的进一步的细节。

在图3中，仅示出在注射阶段终止时吹塑而成的、已填充的容器的上部。

如图所示，预成型件的开口端已经成形为从模具上方伸出的分配开口50。

开口50具有颈部52，该颈部具有外螺纹以及设置在颈部的基部处的凸缘或颈环54。

特别地，颈环54靠置在设于容器22周围的模具的上部处的肩部56上。

吹塑而成的、已填充的容器22与图1中示出的模具内壁成互补的形状。

在图1中，每个模具侧半部在其内壁上具有上部凹部12a1(相应的12b1)、下部凹部12a2(相应的12b2)和中间突出部12a3(相应的12b3)，中间突出部将有助于形成容器的腰部。

因此，每个中间突出部的横向尺寸大于每个上和下凹部的横向尺寸。

当容器已吹塑而成且填充有液体时，必须从模具中将其取出。应注意的是，该容器可以在从模具中取出之前设置有密封盖。

图4A和4B分别示出了两个模具侧半部12a和12b在模具的打开位置相对于容器22的俯视图和侧视图(与图1相同)。

这个打开位置已通过命令图1的移动装置15a和15b相应地致动而获得，从而使侧半部12a和12b沿横向轴线B从接合平面P移开，如图4A中的箭头F1和F2所示。

如图4B所示，容器22包括具有第一横向尺寸D1的腰部22a和布置在腰部的任一部分上的第二和第三凸起部分22b和22c。

各个凸起部分22b、22c分别具有横向尺寸D2、D3。

在本实施例中，D1小于D2和D3，D2等于D3。

在其它实施例中，D2可以与D3不同。

如图4A和4B所示，两个模具侧半部12a和12b相互移开一个总距离X，该总距离是每个模具侧半部从接合平面P行进的距离的总和。

在该实施例中，总距离X等于给定构型(形状和横向尺寸)的容器的横向尺寸D2和D1之间差值的一半。

如图4B所示，两个模具半部的减少的移位使得能够例如通过重力或借助于附加的去除或取出装置如抓取臂或杆等从模具下方去除或取出容器。

在容器已经填充有液体的情况下，在模具打开时能够仅通过重力取出容器。

在拉伸吹塑成型方法过程中已经使用气体代替液体作为成形流体的情况下，吹塑而成的容器从模具下方弹出或取出可以在引入容器以使其成形的气体的推进作用下实现。气体例如空气已被通过容器的上部开口端引入到容器中，并且在模具开口处向下推动容器。

应注意的是，无论成形工艺如何(液体或气体)，吹塑而成的容器可掉落到设置在加工工位(模具...)下方的输送装置上。

图5A和5B分别示出了与图4A和4B的视图相似的视图。

然而，图5A和5B示出了根据现有技术打开模具12的方式。

更具体地说，两个模具侧半部12a和12b彼此分开间隔一个总距离Y，该距离大于容器的最大横向尺寸D2或D3。

这是因为在现有技术中容器22横向地从模具中取出，如图5A中的箭头F3所示。

借助于本发明，不再要求使模具的部分行进这样大的距离，因为从模具中去除或取出所形成的容器从下方执行。吹塑而成的容器的脱模在其纵向轴线的方向上进行。

因此，为了移动两个模具部分而必要的致动装置不需要像现有技术中一样坚固，并且更少经受磨损和破坏。因此，它们可以相应地确定尺寸并且更经济。

它们的寿命周期因此增加。并且维护问题减少了。

整个制造方法因此比现有技术更有效并且循环时间减少。

此外，通过重力或者通过向下定向的推进力从模具下方去除或取出容器使得在容器已被接纳于支承装置如输送装置上时能够有效地控制容器的直立或竖直稳定性。

相反，在现有技术中，当容器已被填充有液体时，通过操作容器的颈部而横向取出容器(图5A)。

然后，这导致了被操作的已填充的容器的摆动，因此使得它们的后续转移更难以控制和效率更低。

图6示出了具有在两个凸起部分——上部部分60b和扩大的下部部分60c——之间的腰部60a的容器60。

在该实施例中，腰部的横向尺寸D1小于上部部分60b的横向尺寸D2，而上部部分60b的横向尺寸D2进而小于下部部分60c的横向尺寸D3。

通过这种构型，对于图4A-B的实施例，模具62的两个模半部62a和62b移动一个总距离(D2-D1)/2。获得了同样的优点并且不会重复。

图7A示出的模具70由三部分组成：两个侧半部70a、70b和底部或基部70c。

模具70包封了与容器22具有大致相同形状的吹塑而成的容器72。

容器72具有底部，在吹塑方法终止时该底部靠置于基部70c上。可选地，吹塑而成的容器72已填充有液体，例如水。

基部70c具有与容器腰部72b相同的横向尺寸D1。

对于前述的实施例，侧半部70a和70b彼此分离间隔一个总距离(D2-D1)/2。

同时，之前或随后，基部70c从图7A中占据的位置或者在图7B所示的较低的高度中的任一位置横向抽出。

图7B是模具处于打开位置的视图，而容器正在掉落(通过重力或者在已经用于形成所述容器的气体的推进作用下)。这个位置可能已经通过使基部70c降低一预定的高度(在使两个侧半部间隔开之后或同时)、然后横向抽出它而获得，如水平箭头所示。

这种抽取在容器的上部仍然位于侧半部70a和70b之间时迅速完成，从而避免或至少限制容器的任何摇摆或倾斜运动。

所取出的容器的进一步操作与上面参考图4A和4B的描述相同。

图8示出了三部分的模具80，其具有两个侧半部80a、80b和基部80c。

模具80包围由基部80c支承的吹塑而成的、可能填充有液体的容器82。

容器82包括具有横向尺寸(直径)D1的腰部82a，该腰部隔开具有横向尺寸(直径)D2的上凸起部分82b与具有横向尺寸(直径)D3的下凸起部分或膨胀/隆起部分82c。

如图8所示，D3大于D2，D2进而大于D1。

基部80c具有横向尺寸D4，其大于D2和小于D3。

在该实施例中，必须使用以调节两个侧半部80a和80b之间的间隔距离的容器和/或模具构型由较大的横向尺寸，即D3和D4给出。

因此，通过图8的构型，侧半部80a和80b必须相互间隔开一个总距离(D3-D4)/2，以便使容器从模具释放，并使其能够从下方去除或取出。

容器82的取出可以如参照图7A和7B所述的那样实现。

如图9所示，两部分的模具90包括包围着吹塑而成的、可能填充有液体的容器92的两个侧半部90a和90b。

容器92包括颈部92a和对向的底部92b以及在它们之间的体部92c。

颈部92a具有小于底部92b的横向尺寸。

此外，颈部92a和底部92b之间的容器体部92c的横向尺寸不断增加，从而导致锥形或截头圆锥形状。

因此，两个模具半部仅间隔开一个对应于容器颈部的横向尺寸的总距离以使所述容器能取出。

应注意的是，如果颈部与底部之间的容器体部的横向尺寸恒定(柱形形状)，那么开口或间隔距离是相同的。

在一种变型实施例中，模具90可包括基部92c，如虚线所示。上面关于包括基部的模具实施例描述的所有内容此处也适用，在此不再重复。

Claims

1.一种在吹塑模具中制造容器的方法，吹塑而成的容器(22；72；82)具有沿纵向轴线(A)对齐的颈部和底部，并且被包封在吹塑模具(12；70；80)内，所述吹塑模具包括两个侧半部(12a，12b；70a，70b；80a，80b)，当吹塑模具处于闭合位置时所述两个侧半部沿接合平面(P)相互接触，吹塑而成的容器在包括所述纵向轴线的纵向截面中具有至少一个横向尺寸，其特征在于，所述方法包括沿大致横向的方向移动分开吹塑模具的两个侧半部(12a，12b；70a，70b；80a，80b)的步骤，两个侧半部从接合平面(P)移动分开的总距离小于所述吹塑而成的容器的最大横向尺寸，并且使吹塑而成的容器能从吹塑模具(12；70；80)取出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述总距离取决于所述吹塑而成的容器的外表面的形状以及容器的所述至少一个横向尺寸。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述总距离还取决于吹塑而成的容器(92)的颈部(92a)的横向尺寸。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，当所述颈部的横向尺寸小于底部的横向尺寸并且容器在颈部和底部之间的横向尺寸保持恒定或不断增加时，所述总距离等于所述颈部的横向尺寸。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，当吹塑而成的容器的底部的横向尺寸小于该容器的最大横向尺寸时，所述总距离等于该吹塑而成的容器的最大和最小横向尺寸之间的差值的一半。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述吹塑而成的容器(22)包括具有第一横向尺寸D1的腰部(22a)，该第一横向尺寸小于吹塑而成的容器的分别设置在腰部的每一部分上的两个相应的凸起部分(22b，22c)的第二横向尺寸D2和第三横向尺寸D3。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述总距离等于横向尺寸Di和D1之间的差值的一半，其中i等于2或3。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，下列情况中所述横向尺寸之间的差值是D2-D1：

具有横向尺寸D2的凸起部分(22b)布置在腰部上方，并且

D2等于或大于D3

或者D2小于D3且吹塑而成的容器的底部的横向尺寸等于D3。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，所述方法包括从打开的吹塑模具(12；70)中取出吹塑而成的容器(22；72)的步骤。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述吹塑而成的容器从吹塑模具下方取出。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述吹塑模具(12；70；80)包括底部部分(12c；70c；80c)，所述方法包括使吹塑而成的容器(22；72；82)靠置于其上的吹塑模具的底部部分移动远离吹塑模具的两个侧半部的步骤。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在使模具的两个侧半部移动分开之前，所述方法包括以下步骤：

-拉伸放置于吹塑模具(12)内的预成型件(16)，

-将液体注入预成型件，从而引起所述预成型件在吹塑模具内膨胀，同时所述预型件被拉伸，由此导致吹塑而成的、填充有液体的容器。