CN104552893A - 具有用于塑料预制件的电机控制支撑件的加热塑料预制件的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加热塑料预制件(10)的设备(1)，包括沿预设输送路径输送塑料预制件(10)的输送装置(2)，其中，所述输送装置(2)包括环状输送机构(26)，在所述环状输送机构(26)上安装有用于支撑塑料预制件(10)的多个支撑件(32)，所述支撑件(32)可相对于所述塑料预制件(10)将要旋转的纵向(L)移动，所述支撑件(32)与驱动装置(24)关联，所述驱动装置(24)彼此独立控制并还使所述塑料预制件(10)相对于其纵向旋转运动。

Description

具有用于塑料预制件的电机控制支撑件的加热塑料预制件的设备和方法
技术领域
本发明涉及加热塑料预制件的设备和方法。
背景技术
很久以前从现有技术中人们就已经可以知道加热塑料预制件的设备和方法。现有技术中塑料预制件首先在这些设备中加热，以便接下来在成型设备中成型，例如利用拉伸吹塑机的吹塑轮成型，形成塑料容器，如塑料瓶等。众所周知，这种设备的窑炉分别使用输送装置输送塑料预制件通过加热隧道或加热管道，如通过使用输送链等，并在该输送过程中，加热塑料预制件。在现有技术中的加热过程中，人们还会使塑料预制件绕其纵向轴旋转，从而使塑料预制件受到更加均匀的加热。
现有技术中，通常将塑料预制件耦合至例如齿轮上，该齿轮运转通过传动装置固定套组，进而使塑料预制件旋转，该种方式已证明是成功的，但该种方式并不是对每种领域都适用，尤其是由于一些原因需要塑料预制件可变旋转时，如旋转过程中产生差异或以不同的方式旋转塑料预制件。其中后者更具优势，因其能够将不同温度曲线或单独温度曲线应用于塑料预制件。
发明内容
本发明的目的是增加现有技术中加热塑料预制件的设备的可变性。
如果可能的话，本发明的进一步根本目的是提供一种能够减少垂直凸轮(vertical cam)的设备。
上述目的通过根据本发明独立权利要求的主题内容可以实现，较佳实施例以及进一步的发展形成从属权利要求的主题内容。
本发明的加热塑料预制件的设备包括沿预设输送路径输送塑料预制件的输送装置。另外，该输送装置具有环状输送机构(circulating conveying means)，在该环状输送机构上安装有多个用于支撑塑料预制件的支撑件。在本实例中，这些支撑件可移动，尤其是以可旋转和/或可置换的方式相对于将要旋转的塑料预制件的纵向移动。
根据本发明，在各种情况下(in each case)这些支撑件与驱动装置关联，所述驱动装置是彼此独立控制的，并至少产生塑料预制件相对于其纵向的旋转。
然而，在现有技术中，所有塑料预制件的旋转移动都是以单一的形式进行，例如通过皮带驱动，并且由垂直凸轮产生塑料预制件的往复运动。而本发明中，在各种情况下各个驱动装置应该与单个支撑件关联。优选地，在各种情况下，这些驱动装置都具有定子和转子。在本实例中优选地，这些驱动装置的定子安装在前述输送机构上，该输送机构可以是例如循环链或类似机构。
此外，这些驱动装置的定子还可以结合在输送机构内，例如结合在输送链的单个链节内。优选地，支撑件耦合到驱动装置的转子。特别优选的方式是支撑件与转子一体成型。
支撑件优选为支撑心轴(holding mandrel)，能够被引入容器或塑料预制件的孔隙内，因此从内部支撑塑料预制件。优选地，支撑件与转子相互耦合。
在进一步较佳实施例的实例中，在各种情况下，支撑件上还安装有屏蔽件，用于隔热塑料预制件的不需加热的区域，在本实例中，尤其是塑料预制件的螺纹区域或孔隙区域应该受到保护。
在进一步较佳实施例的实例中，塑料预制件的输送路径的具有曲率不同的部分。这样，例如可提供沿其输送塑料预制件的输送路径直线部分以及曲线部分。例如，在这些曲线部分，塑料预制件的移动方向可以转向(reverse)，例如，这些曲线部分可以具有180°的总角度(overall angle)。
在进一步较佳实施例的实例中，在各种情况下，驱动装置包括电机，在本实例中例如，电机的定子可以安装在输送机构上，如输送链等，进而用于支撑塑料预制件的支撑件可以安装在转子上。
因此，优选地，在各种情况下，在支撑件上设置电驱动器，如前所述，这些电驱动器可以是传统意义上的电机。
优选地，驱动装置还可以允许支撑件沿塑料预制件的纵向移动。这样，在塑料预制件的传送过程中，支撑心轴可以移动，特别是可以移动进入塑料预制件的孔隙中且在加热结束的时候再从塑料预制件的孔隙中撤出。优选地，驱动装置还可以是同样可以实现旋转移动的线型驱动器。在本实例中，线型驱动器可以包括转子和定子，其中定子优选位于壳体内并优选安装在链节内。
作为沿塑料预制件纵向的移动速度改变的结果，优选沿塑料预制件纵向形成温度变化曲线(temperature profile)。
在进一步较佳实施例的实例中，设备包括冷却装置，用于冷却输送机构和/或驱动装置。这样，设置的冷却装置可以使输送机构和/或驱动装置以主动或被动的方式得到冷却。举例来说，输送机构可以设计成具有多个链节的输送链的形式，其中各个链节由金属制造，例如由散热效果好且有利于散热的铝制造，尤其是但不限于以冷却肋片的方式制造。优选地，输送机构通过气体介质冷却，特别是使用冷却空气。而且，输送机构还可以是可旋转轮。
此外，冷却装置还可以使用液体冷却。这样例如，可以对驱动装置产生的热量进行散热，例如通过在冷却肋片上安装的叶片来协助散热，该叶片在冷却液体内运转。这样，通过该冷却液体也可以对产生的热量进行散热。
为了使加热装置的红外线辐射进一步远离，在输送机构和各个加热装置下方或之间还可以设置有屏蔽装置，如可以是屏蔽板等。该加热装置尤其是红外线辐射器但不限于红外线辐射器。在该实例中，可以将每一支撑件和/或每一支撑装置与该屏蔽装置关联。在该实例中，这些屏蔽装置还可以各自安装在输送机构的链节上。另外，环状输送机构还可以是循环输送带或类似机构。
在进一步较佳实施例的实例中，驱动装置的定子可以通过输送机构冷却，特别是通过链节。正如前述，输送机构优选由金属制造，尤其是铝。而且输送机构还可以由其它材料生产，特别是塑料。
在进一步较佳实施例的实例中设置有用于控制驱动装置的控制装置。优选地，每一驱动装置具有与其关联的控制装置，更优选地，每一驱动装置还配备有单独的供电器(current supply)，这样例如，可为每一支撑件或每一链节分别设置独立的供电，该供电器可以通过滑动触件以特别优选的方式工作。这样例如，还可以为供电器设置固定载体，在该实例中，供电器的两个触件或两电极可以分别结合到在固定载体内实现供电方式。
在进一步较佳实施例的实例中，正如前述，输送机构为输送链。
在进一步较佳实施例的实例中，每一驱动装置具有解码装置，特别是数字解码器。该数字解码器优选用于控制各个驱动装置的各自转子的旋转速度和/或冲程。优选地，上述各个数字解码器通过控制装置激活。在该实例中，用于激活数字解码器的控制信号也通过上述的电导线或其它电导线传送给各个数字解码器。这样，优选地，控制信号可以通过电流消耗(currentconsumption)传送。
在进一步实施例的实例中，数字解码器安装在凹槽(recess)内。这样例如，链节可具有凹槽，数字解码器安装在该凹槽内。
在该实例中，数字解码器还可以引入至凹部(depression)内，为此优选地，利用封闭元件封闭该凹部，如利用塑料复合材料。
在优选的方式中，在数字解码器和驱动装置之间，构成与数字解码器和驱动装置关联的连接装置，该连接装置特别是线连接装置(如电缆线等)。
在该实例中，连接线可以是插入式连接(例如插座或电线)，这样例如可以便于维修以及将驱动装置从输送机构上移出，如从链节上取出等。
此外，数字解码器和驱动装置还可以通过滑动触件连接和/或将数字解码器通过电缆线连接至滑动触件上。另外，在各种情况下，与驱动装置关联的每一数字解码器由中央控制单元控制。在该实例中，还可以再设置控制单元，这样优选地使解码装置也能够从输送装置移出。另外，如上所述，还可以对每一数字解码器单独激活，这样可以调整各个塑料预制件的不同旋转速度。
此外，关于塑料预制件的旋转方面，本发明具有相对自由度，这样所有的支撑件可以从它们循环的指定点进行重复移动。另外，正如上述，各个支撑件的旋转速度或旋转移动都可能不同，在这种情况下，旋转速度和旋转方向也可以不同。
在本实例中，用于支撑塑料预制件的支撑件以及转子均不需要润滑剂。优选地，不需要使用导向凸轮即可实现启动各个支撑件的旋转移动和/或使支撑件的直线运动(特别是沿塑料预制件的纵向方向)。这样，这些装置优选不安装导向凸轮。
在进一步的较佳实施例的实例中，塑料预制件的加热设备还包括供电装置，特别是固定安装的供电装置，至少有时(at least a time)可以为驱动装置提供电能。在本实例中，可以在输送机构的循环路径上设置合适的电轨，特别是连续电轨，例如链型跑道(chain-type running track)。在本实例中，电轨可以具有塑料载体，在塑料载体内如可以形成铜轨。另外，电轨本身可由铜构成，可以通过例如两种方式供电。而且该供电装置或电轨可从如金属片的材料弯曲成角度使其能够自我支撑来形成。优选地，供电装置可以连续供电。
此外，合适的金属片电轨还可以弯曲成角度从而插入塑料载体，例如可以插入进塑料基层。因此优选地，上述电轨插入进塑料载体内，特别是嵌入进塑料载体内。本发明的设备现可包括至少一个电流拾取器，运行时电流拾取器始终与电轨或其导电元件分别接触。另外，可以安装多个这种电流拾取器，特别是大型加热装置的情况下尤其是如此。
在进一步较佳实施例的实例中，供电装置安装在输送机构的上方，例如在链节的上方。另外，供电装置还可以分别位于链节后方、输送机构的后方或者输送机构的循环路径上。这样，在工作运行过程中，供电装置基本上不会造成障碍。另外，尤其是在支撑件的移动过程中，与供电装置接触的支撑件设置在输送机构的至少一个部件上，例如设置在链节上。在这种情况下优选设置弹性件朝电流消耗装置的方向预压接触的部件。
此外，可以利用已经存在的结构或电流输送元件供电。这样，可以实现区域性供电，例如在该区域内提供给解码器的驱动能量或控制信号也可以进行传递。另外，还可以使用用于传递驱动能量和/或控制信号的(电流)导电装置。
在进一步较佳实施例的实例中，将驱动装置设计或控制成允许塑料预制件以不同的旋转速率进行旋转。优选地，每一驱动装置还可以配置控制装置，用于控制塑料预制件的旋转速度。优选地，控制装置可以允许塑料预制件的旋转速度的周期性改变。
在进一步的较佳实施例的实例中，加热塑料预制件的设备还包括至少一旋转位置检测装置，用于检测塑料预制件相对于其纵向方向的旋转位置。优选地，旋转速度的控制取决于该旋转位置。这样，沿塑料预制件的圆周方向能够产生加热的温度变化曲线。因此例如，塑料预制件首先以第一旋转速度旋转1/4圈，以第二旋转速度再旋转1/4圈，然后再次以第一旋转速度再旋转1/4圈，然后以第二旋转速度旋转最后1/4圈。在该实例中，第二旋转速度可以大于第一旋转速度。另外，上述旋转速度可以连续变化。
本发明进一步涉及塑料预制件的加热方法，在该方法中，塑料预制件通过至少一个环状输送机构沿预设的输送路径输送，并在该输送过程中加热。在该实施例中，该各种情况下塑料预制件分别安装在支撑件上，并在加热时塑料预制件相对于其纵向方向至少有时运动，特别是转动(turn)和/或置换(尤其是沿直线方向)。
根据本发明，塑料预制件通过电机驱动器转动，优选地，塑料预制件在加热过程中还至少有时冷却，特别是在塑料预制件的表面冷却，例如可以通过冷却介质对其作用进行冷却，如尤其是冷却空气。另外，优选地，进一步相对应的设备的组件也进行冷却，如尤其是驱动装置，特别是上述的电机驱动器。
在进一步较佳方法的实例中，用于支撑塑料预制件的支撑件(或者至少支撑装置上的部件，如前述的转子和/或支撑心轴)也至少有时沿纵向方向(然而，也可以是塑料预制件的纵向轴)运动。在该实例中，特别是实现将这些支撑件引入至塑料预制件和/或将这些支撑件再次从塑料预制件中移出。优选地，塑料预制件相对于其纵向方向转动未使用(尤其是固定的)导向凸轮。还优选地，实现支撑件支撑塑料预制件的移动也未使用(固定的)导向凸轮。
在进一步较佳的方法的实例中，至少有时探测至少一个支撑件相对于塑料预制件的纵向方向的旋转位置。更准确地，至少有时探测支撑装置的一个支撑部件，例如支撑心轴相对于塑料预制件的纵向方向的旋转位置。优选地，控制驱动装置取决于探测到的支撑件的旋转位置。
在进一步较佳的方法的实例中，塑料预制件旋转速度至少有时变化。特别是在加热过程中旋转速度至少有时变化。这样，旋转速度可以至少周期性的变化。特别优选地，旋转速度的变化还取决于塑料预制件的旋转位置。
优选地，为了在塑料预制件的圆周方向，相对于塑料预制件的壁产生温度变化曲线，变化塑料预制件的旋转速度。这个步骤还可以被称为优先加热(preferential heating)。结果是，可以利用这类温度变化曲线更容易的产生具有偏离圆形横截面的横截面的容器，例如具有椭圆横截面的容器。
优选地，加热步骤之后产生容器的横截面偏离圆形横截面。
本发明进一步涉及上述塑料预制件加热设备的使用和/或上述产生温度变化曲线的方法(预先加热)。
附图说明
下面结合附图，对本发明的有益效果和实施例作进一步说明：
图1为本发明中加热塑料预制件的设备的结构示意图；
图2为本发明中用于支撑塑料预制件的支撑装置的结构示意图；
图3为图2所示支撑装置的图解平面示意图；
图4为图1所示设备的图解平面示意图；
图5为激活状态时可见的图解平面示意图；
图6为支撑装置可见的进一步图解示意图；
图7为支撑装置的进一步结构示意图。
具体实施方式
图1为加热塑料预制件10的设备1的结构示意图。由图所示，首先将塑料预制件通过供给装置132(如通过供给轨道)分别供应至单断轮或分离装置134应。将塑料预制件从分离装置134供应至实际上的线型窑炉。由图所示，该线型窑炉包括输送装置2。该输送装置2包括环状输送机构，如输送链26等。在环状输送机构上安装有多个支撑装置22。由图所示，这些支撑装置22分别用于支撑各个塑料预制件。由图所示，支撑装置22包括有支撑件32(图2所示)，将支撑件32设计成可接合塑料预制件的孔隙内的支撑心轴的形式。
字母标记“T”，用于表示塑料预制件的输送路径。沿着该输送路径T设置有多个用于加热塑料预制件的加热装置12或保温装置。另外，提供各个塑料预制件10可绕其自身纵向轴转动，由图所示，该纵向轴指与图1的平面成90°的角度。
数字标记“156”是指输送装置，用于将已加热的塑料预制件传递至成型装置(图中未标示)，进而使塑料预制件形成塑料容器。
图2为支撑装置22的局部放大图，由图再次显示，塑料预制件10通过支撑心轴32支撑，该支撑心轴32被引入至孔隙10a内。
数字标记“24”表示整个驱动装置(如尤其是指电机)。由图显示，该驱动装置用于驱动塑料预制件10相对于其自身纵向轴L旋转。由图所示，该驱动装置24包括安装在链节34上的定子42，设置有转子44，以便相对于定子42可旋转。在转子44上以固定方式安装可引入至塑料预制件孔隙内的支撑心轴32。数字标记“45”是指用于转子44的可旋转支承的轴承装置。
数字标记“14”表示供电装置，如电轨等。该电轨用于为驱动装置24提供电流。由图所示，驱动装置24具有沿电轨或各自的接触片滑动的滑动触件54，56。数字标记“52”表示数字解码器，特别是通过该数字解码器可以探测驱动装置24的转子的旋转位置，而且还可以选择地探测塑料预制件10沿该纵向的位置。
图3为图2结构的平面示意图，由图中明显显示，除了触件56，还设置有预压装置57，用于将触件夹持在供电装置14上，这样可以确保为驱动装置提供稳定的电流。
图4为加热塑料预制件的设备1的进一步结构示意图，图中再次示出环状电流供电装置14，以及用于控制各个驱动装置24的供电的控制装置40。该控制装置可以单独启动各个支撑件的驱动装置。也可以是支撑件的每一驱动装置各自配备独立的控制装置。而且优选地，仅设置一个控制装置用于控制支撑件应的所有的驱动装置。
图5为驱动装置激活时可见的结构示意图。由图中显示，设置有用于控制驱动装置的控制装置40，该控制装置40由上位机控制机构(overridingmachine control mean)50激活。由图中显示，该供电装置14包括两个电轨16，分别用于提供正电触件和负电触件。这些电轨或供电装置14分别固定安装，可彼此相对移动的链节34安装支撑装置22。因此支撑件也安装在链节34上。
图6为本发明支撑装置的进一步结构示意图，由该图再次显示链节34，在链节34上形成凹槽，数字解码器52安装在该凹槽内。由图显示，为了分别与驱动装置以及滑动触件54释放连接，在链节34上还设置有插入式触件或插座组合62和64，
数字标记“45”也指轴承装置。另外，由图中显示，还设置有冷却装置58或冷却肋片，用于使驱动装置24冷却，或者使定子42和转子44冷却。在这种情况下，通过各个链节34的相对移动实现该冷却过程，因此在本实施例中将冷却肋片设置在链节34上。
通过释放插入式触件64和扣环72实现拆卸定子42，一般情况下，数字解码器52优选铸入在链节的凹槽内或结合在定子42内。
最后，图7显示本发明支撑装置的另一个实施例，图中再次显示数字解码器52，将数字解码器52通过插入连接方式连接至滑动触件54上。基于该设计，数字解码器52结合在驱动装置40的定子42内，在这种情况下，通过释放插入式触件62拆卸定子。数字标记“53”是指填充物，如塑料复合材料等，由该填充物将数字解码器52固定在凹槽内。
申请人保留请求保护申请文件中所开的、对本发明相比现有技术具有新颖性来说所有关键特征的单个或组合的权利。
标记清单：
L-纵向
T-输送路径；
P-输送路径；
1-设备
2-输送装置
10-塑料预制件
10a-孔隙
14-供电轨
12-加热装置/保温装置
16-电轨
22-支撑装置
26-输送链
30-冷却装置
32-支撑件，支撑心轴
34-链节
40-控制装置
42-定子
44-转子
45-轴承装置
52-数字解码装置
52-填充物
54-滑动触件
56-滑动触件
62-插入式触件/插座组合
64-插入式触件/插座组合
72-扣环
124-驱动装置
132-供给装置
134-单断轮/分离装置
156-输送装置

Claims (11)

1.一种加热塑料预制件(10)的设备(1)，包括沿预设输送路径输送所述塑料预制件(10)的输送装置(2)，其中，所述输送装置(2)包括环状输送机构(26)，在所述环状输送机构(26)上安装有用于支撑所述塑料预制件(10)的多个支撑件(32)，所述支撑件(32)可相对于所述塑料预制件(10)将要旋转的纵向(L)移动，其特征在于，所述支撑件(32)与驱动装置(24)关联，所述驱动装置(24)彼此独立控制并还使所述塑料预制件(10)相对于其纵向旋转运动。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述驱动装置(24)包括电机。
3.根据至少一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述驱动装置(24)还允许所述支撑件(32)沿其纵向(L)移动。
4.根据至少一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于冷却所述环状输送机构(26)和/或所述驱动装置(24)的冷却装置(58)。
5.根据至少一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述环状输送机构(26)为输送链。
6.根据至少一前述权利要求所述的设备，其特征在于，每一所述驱动装置(24)包括数字解码器(52)。
7.根据至少一前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述设备包括供电装置(14)，所述供电装置(14)固定安装并至少有时为所述驱动装置(24)提供电能。
8.一种加热塑料预制件(10)的方法，其中，所述塑料预制件(10)通过至少一个环状输送机构(26)沿预设的输送路径(P)输送并在输送过程中加热，所述塑料预制件(10)安装在支撑件(32)上并在加热过程中所述塑料预制件(10)相对于其纵向(L)至少有时移动，其特征在于，所述塑料预制件(10)通过电机驱动机(24)转动。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，用于支撑所述塑料预制件(10)的支撑件(32)沿其纵向也至少有时移动。
10.根据至少一前述权利要求所述的方法，其特征在于，至少有时检测至少一个支撑件(32)相对于所述纵向(L)的转动位置。
11.根据至少一前述权利要求所述的方法，其特征在于，至少有时改变所述塑料预制件(10)的旋转速度。
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