CN104870166A - 用于制造容器的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用于制造容器(511)的设备(500)，包括：多个模具部分(501A-501I)，每个均具有在与另一模具部分(501A-501I)紧靠时形成模具腔(509A-509I)的两个基本上相对的面(510A-510I)；及引导器件(502)，使模具部分沿着长度大于模具部分(501A-501I)总长度的闭合路径(503)行进；特征在于，其包括至少一个注射头，配置为将一定量液体注射到设置在模具腔(509A-509I)内的预成型件(507)的腔中，并使预成型件扩张为容器(511)；特征还在于，每个模具部分(501A-501I)沿着闭合路径(503)以相对于紧邻的模具部分(501A-501I)增加的速度、行进通过所述闭合路径(503)的至少一个操纵区(505,506)，所述设备(500)包括将预成型件(507)插入所述设备(500)中的定位操纵区(505)及将容器(511)取出的取出操纵区(506)。

Description

用于制造容器的设备和方法

本发明通常涉及用于制造容器的设备。本发明还涉及用于制造容器的方法以及所生产的容器。

众所周知，通过吹制成型过程制造容器，其中空白坯料或“预成型件”定位在模具的腔内且注射有压缩气体，通常是空气，使得空白坯料或“预成型件”膨胀并呈现模具腔的轮廓。模具的轮廓配置为容器的形状，使得当预成型件在模具内膨胀时预成型件因此形成为容器。

对此的一个常见变形是拉伸吹制成型过程，其中预成型件在膨胀的同时沿着纵向轴线机械地拉伸。在拉伸吹制成型过程中使用的预成型件具有封闭端，使得预成型件通常类似于具有封闭端和在开放端处具有开口的试管。这些预成型件在开口处通常还设置有凸缘、螺纹等，以允许闭合装置与完成的容器的开口的附接。

在拉伸吹制成型过程期间，拉伸杆或类似装置插入预成型件的开口中并前进，当注射空气时在预成型件处从预成型件内部推动并沿着预成型件的纵向轴线拉伸预成型件。预成型件的开口保持基本上不变形，但是预成型件的主体拉伸和扩张，以匹配预成型件置于其中的模具的轮廓。

拉伸吹制成型因此尤其适合于长型容器即用于包装矿泉水和其他饮料的容器的制造。虽然本文涉及使用拉伸吹制成型过程制造饮料容器，但是应该理解的是，在此讨论的原理可等同地应用于用于其他物质和用途的容器的制造。

用于拉伸吹制成型的设备至少包括前述的模具(最好设置为两个或更多个活动部分以便于完成的容器的取出)以及用于将压缩气体注射到预成型件的腔中且可能插入或移除拉伸杆的注射头。

设备可具有单个腔室，但是更经常的是，设备以多个腔室的形式设置多个模具。使用多个模具将提高容器制造过程的输出，这在商业化的容器制造和装瓶操作中是大为有利的。

在大容量的拉伸吹制成型实施中，这些模具传统上设置在大的旋转轮的圆周上。当轮到达某个角位置时，打开模具，插入预成型件以及使模具闭合包围预成型件，而当轮旋转时，注射头将气体注射到预成型件中，使得等到轮返回到初始角位置时，模具部分内的容器完全形成并移除，以进行清洗、填充和密封。

通过使用轮和多个模具并使多个注射头作用在设置在模具内的多个预成型件上，相对于单模具设备，可连续地并以非常高的生产率生产容器。当与填充和密封线组合操作时，可如此生产成千上万的填充的和密封的容器。一般来说，设置在轮上的模具腔的数量越大，可制造容器的速率越大。

本原理的一个具体实施方式在文献EP1226017中找到，该文献描述了一种模制设备，其中存在多个模具部分，每个模具部分配置为与相邻的模具部分的对应面形成模具腔。这些模具部分没有设置在轮的边缘上，而是位于类似辐条的径向支撑件的端部，以围绕公共轴线转动。

径向支撑件可进一步改变为具有器件以允许模具部分的径向移动，既在绝对意义上移动又相对于彼此移动，径向支撑件可进一步改变以允许模具部分的轴向移动。通过这些移动器件，在模制设备的操作期间，打开和闭合模具部分之间的每个模具腔。

然而，当在容器制造和填充操作中实施时，现有技术中已知的设备需要相当大量的占地面积。伴随轮形的模制设备的是，需要至少供应用于向容器填充液体产品的设备，以及用于使预成型件和容器在它们之间运动的运输带或输送器。这限制了对于给定占地面积来说任一设施都可实现的产量，并可使产品价格过度增加。

此外，现有技术中已知的设备需要大量的能量来操作。具体地，在成型操作期间期望将模具部分夹持在一起，以防止标记沿着模具部分相遇处的分型线形成在容器的表面上。必须因此提供通过大的力将模具部分夹持在一起的器件。这需要大量的能量且需要增加更多的机械设备，进一步增加了模制设备所需的空间及其构造和操作的复杂性。

因此，本发明的目的在于提供模制设备，与现有技术中已知的模制设备相比，该模制设备的空间效率更高，且在容器生产期间消耗更少的能量。

因此，根据第一方面，本发明涉及用于制造容器的设备，该设备包括：多个模具部分，每个所述模具部分设置有至少两个基本上相对的面，所述至少两个基本上相对的面配置为在与另一模具部分的相对面紧靠时形成模具腔，所述模具腔基本上限定容器的形式；以及引导器件，配置为使所述多个模具部分沿着闭合路径以循环连续的方式连续地行进，所述闭合路径的长度大于所述模具部分当彼此紧靠时的总长度。

根据本发明，所述设备的特征在于，所述设备包括至少一个注射头，所述至少一个注射头配置为将一定量的液体注射到定位在两个所述模具部分之间的、至少部分地设置在由所述模具部分形成的模具腔内的、基本上呈管状的预成型件的腔中，从而使所述预成型件扩张为所述模具腔的轮廓并形成容器；其特征进一步在于，每个模具部分沿着所述闭合路径、以相对于紧邻的模具部分的速度增加的速度、行进通过所述闭合路径的至少一个操纵区，所述设备包括：定位操纵区，其中，将所述预成型件插入所述设备中；以及取出操纵区，其中，将所述容器从所述设备取出。

这在以下方面是有利的：当注射到预成型件中的液体是包装在容器内的液体时，通过单个设备在单个步骤中制造容器并给容器填充产品。根据本发明的设备将因此排除了对用于填充容器或将容器从形成设备运输到填充设备的任何附加器件的需要。

本方面在以下方面是进一步有利的：所配置的容器制造设备将消耗比本领域中已知的能量少的能量来制造容器，其原因在于，在设备的操作期间模具腔内的压力增加被用于确保每个容器适当地模制。

在设备的操作期间，随着液体注射到预成型件中且预成型件扩张，模具腔内的压力升高。当预成型件扩张以与模具腔本身的壁接触时，需要将模具部分保持在一起，使得扩张的预成型件不会推动模具部分分离，而是呈现模具腔的形式的最小细节。

一旦具体预成型件扩张为与模具腔的表面接触，则与其紧邻的腔中的预成型件将从液体注射到定位在腔中的预成型件中而加压。前一个腔内的容器将几乎完全形成，它本身将压力施加到前面的模具腔的壁上。形成具体预成型件扩张为接触到的模具腔的两个模具部分因此通过紧邻的腔内的压力而保持在一起。

按照这种方式，在预成型件扩张为模具腔的轮廓时将模具部分保持在一起所需的能量的量减少，提高了设备的操作的经济性和效率。还提高了生产的容器的质量，其原因在于，通过模具部分上的压缩力防止了模具分隔线形成在容器中。

根据特征，所述设备设置有至少两个操纵区，在定位操纵区将所述预成型件插入所述模具腔中，在取出操纵区从两个紧邻的模具部分移除所述容器。

这在以下方面是有利的：在两个不同的操纵区执行预成型件的插入和容器的移除，将产生一部分闭合路径，其中在这一部分闭合路径上，没有预成型件或容器设置在模具腔内。这一部分闭合路径可用于执行提高设备的操作的多个辅助步骤中的任何步骤。按照这种方式，提高了设备及其操作的性能和灵活性。

在优选实施方式中，用于清洁所述模具腔的器件设置在所述定位操纵区和取出操纵区之间。

这在以下方面是有利的：由此在不需要停止模制设备或以其他方式中断容器的生产的情况下，定期地清洁模具腔。此外，设置用于清洁设备的器件确保了模具腔不存在污垢、油脂或其他这样的污物，提高了生产的容器的清洁和质量并保持位于容器中的产品的纯度。

根据另一特征，所述设备进一步包括用于将闭合件应用于容器的开口的至少一个闭合装置，所述至少一个闭合装置设置为与模具部分协作地运动。

这在以下方面是有利的：在单个设备中组合了生产准备销售的容器所需的整个范围的过程。与现有技术相比，容器制造和填充操作所需的空间因此减少，允许在不需要工厂占地面积相应地增加的情况下，增加了产量。此外，在单个机器上执行整个形成和填充过程总的来说减小了操作的复杂性。因此提高了填充的容器的容量和产品经济性。

优选地，通过形成使所述容器形成的所述模具腔的所述模具部分的相对运动，所述至少一个闭合装置相对于所述容器定位。

这在以下方面是有利的：在不需要附加的致动器或其他运动装置的情况下，使闭合装置相对于模具腔定位，通过模具部分沿着闭合路径的运动例如经过操纵区来实现闭合装置的定位。设备因此变得更简单、更可靠和更便宜地操作。

根据另一特征，为每个模具部分设置一个闭合装置。

这在以下方面是有利的：将设备可操作的速度最大化。由于每个模具部分存在一个闭合装置，所以使该循环的、专用于将闭合装置定位在容器上的那一部分最小化。按照这种方式，使设备的操作的每个周期的总时间最小化。因此提高了设备的输出。

可选地，为每两个模具部分设置一个闭合装置。

这在以下方面是有利的：减小设备的整体复杂性。通过为每隔一个模具部分设置一个闭合装置，减小了闭合装置的总数量，导致设备中的部件对应地减少。因此使得设备的操作更可靠。

根据另一特征，每个闭合装置安装在模具部分上。

这在以下方面是有利的：减小设备的整体复杂性和尺寸。由于闭合装置安装在模具部分上并因此随模具部分移动，所以不需要设置附加的致动器以使闭合装置运动。此外，闭合装置与模具部分的组合总的来说将导致更小的容器产量。相对于本领域中已知的设备，根据本发明的设备因此在更紧凑的包装方面提供改进的性能。

根据又一特征，每个模具部分包括用于在闭合件应用于所述模具腔内的所述容器之前保持闭合件接近模具腔的保持器件。

这在以下方面是有利的：在闭合件应用于容器之前预定位闭合件。因此最小化闭合装置的操作所需的运动的范围，提高了闭合件应用于容器的速度并最大化设备的输出。

根据又一特征，所述闭合路径设置成具有圆角的多边形的形式。

这在以下方面是有利的：闭合路径配置为包括对应于多边形的面的多个直线段。每个面可设置有操纵区、注射头、闭合装置等，使得当每个模具部分沿着闭合路径的、对应于多边形的面的那部分经过时，生产容器。圆角的提供用于保持模具部分围绕闭合路径的平稳运输，保持设备的操作的速度和效率并减少磨损。按照这种方式，可以有效地将多个设备组合成一个，从而增加设备的输出并使得其操作更划算。

根据第二方面，本发明涉及用于容器的连续制造的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供模制设备，所述模制设备包括多个模具部分，每个所述模具部分设置有至少两个基本上相对的面，所述至少两个基本上相对的面配置为当与另一模具部分的相对面紧靠时形成模具腔，所述多个模具部分设置在引导器件上，所述引导器件使所述模具部分沿着闭合路径以循环连续的方式行进，所述闭合路径的长度大于所述模具部分当彼此紧靠时的总长度；(b)使第一模具部分以相对于相邻的第二模具部分增加的速度、行进经过沿着所述闭合路径设置的定位操纵区，从而打开设置在所述第一和第二模具部分内的所述模具腔；(c)将基本上呈管状的预成型件定位在所述第一和第二模具部分之间，所述预成型件限定预成型腔并具有设置在与所述腔连通的开放端的开口；(d)使所述第二模具部分经过所述定位操纵区并相对于相邻的所述第一模具部分使所述第二模具部分加速，从而使所述第一模具部分的第一面紧靠所述第二模具部分的相对的第二面，所述预成型件因此至少部分地包围在由所述第一和第二面形成的模具腔内；以及(e)将一定量的液体注射到预成型件的腔中，从而使得所述预成型件扩张为所述模具腔的轮廓并成型容器；其中，在所述模制设备中重复步骤(b)至(e)，当围绕的模具部分经过取出操纵区时，在取出步骤中移除在之前的迭代中生产的容器。

该方法在以下方面是有利的：该方法实现了如上所述的、使用该方法的设备的优点，高速有效地生产填充的容器。

具体地说，该方法配置为利用模具部分沿着闭合路径运动的周期性，使得插入两个模具部分的模具腔中的预成型件将随着预成型件成型为容器而围绕一部分闭合路径行进，最终回到闭合路径的、可使方法重复的起始点。通过设置形成诸多模具腔的诸多模具部分，执行方法，使得在任何给定的时间，至少有一个预成型件/容器经历方法的每个步骤。按照这种方式，以最大化成型的和填充的容器的输出这样的方式执行方法。

此外，该方法在以下方面是有利的：闭合路径上多个模具部分的设置本来就是多样化的，允许对基本方法做大量改变和修改以满足任何具体应用的要求。

在一个可能的配置中，所述插入操纵区和取出操纵区毗邻。

这在以下方面是有利的：最小化用于执行本发明的方法的设备的复杂性。因此使得本发明的方法的性能更有效和可靠，提高了实施该配置的容器的制造的经济性。

在另一可能的配置中，在所述定位操纵区和取出操纵区之间沿着所述闭合路径设置分隔。

这在以下方面是有利的：使得方法更灵活和多样化。具体地说，取出操纵区和定位操纵区的分隔导致一部分闭合路径位于取出操纵区和定位操纵区之间，其中在取出操纵区和定位操纵区之间模具腔是空的。该部分可设置为排队段，能够在不中断模具部分供应通过闭合路径的情况下，使设备调节以改变设备的操作的速度。

可选地，闭合路径的、位于取出操纵区和定位操纵区之间的一部分可用于辅助步骤的性能，其中所述辅助步骤不是容器的制造所必需的，而是所述辅助步骤必须周期性地执行以保持操作的完整性，例如检测、润滑或清洁步骤。

优选地，所述方法至少包括取出步骤之后的用于清洁模具腔的附加步骤。这在以下方面是有利的：在不需要周期性地停止过程并拆解设备以清洁其部件的情况下，在由方法生产的容器中保持高水平的清洁。按照这种方式，在不牺牲操作的效率的情况下，本发明的方法的输出保持在可能性最高的质量水平。

根据另一特征，所述方法进一步包括所述注射步骤之后的闭合步骤，其中通过闭合装置将闭合件应用于所述容器，通过所述第一和第二模具部分通过操纵区的相对运动而定位所述闭合装置。

这在以下方面是有利的：闭合步骤的并入将导致在通过单个设备经济地执行的单个过程中制造、填充和密封容器。因此通过尽可能少的机器以尽可能少的步骤执行生产准备销售的容器的整个过程，减少了这样的操作的间接成本并允许在相同的厂房中布置更多数量的生产线。该过程因此变得更经济。

根据另一特征，所述方法在两圈所述闭合路径上执行，在第一圈期间执行所述定位步骤和注射步骤，在第二圈期间执行所述闭合步骤和取出步骤。

这在以下方面是有利的：在两圈闭合路径上执行方法将使闭合路径的有效长度加倍，同时保持闭合路径的实际长度不变。按照这种方式，方法可适合于在不改变线本身或改变模具部分围绕线行进的速度的情况下，产生需要不同的形成速率或特性的容器。按照这种方式，使得方法更多样化和可适用。

根据又一特征，所述方法的步骤在所述闭合路径的每个回路上重复至少两次。

这在以下方面是有利的：对于模具部分行走的闭合路径的每一圈，方法在每个模具腔内生产一个以上容器。按照这种方式，提高了方法和实施该方法的设备的输出。

根据第三方面，本发明涉及由上述方法生产的饮料容器。

这在以下方面是有利的：这样的饮料容器将体现之前列举的方法的优点。

通过以下描述还将呈现本发明的其他特点和优点。

在通过非限定性示例给出的附图中：

-图1是根据本发明的第一实施方式的模具部分的实施方式的立体图；

-图2是根据本发明的第一实施方式的设备在定位步骤期间的俯视正交图；

-图3是图2的设备在取出步骤期间的俯视正交图；

-图4是设备在注射步骤期间的侧视剖面图；

-图5是根据本发明的第二实施方式的设备的俯视正交图；

-图6是根据本发明的第三实施方式的设备的俯视正交图；

-图7是闭合装置和闭合件的立体图，闭合装置配置为在闭合件上操作；

-图8是根据本发明的特征的包括用于保持闭合件的保持器件的模具部分的立体图；

-图9是与图7的闭合装置关联地设置的且包含了两个图7的保持器件的模具部分的中段的立体图；以及

-图10是包括图7的闭合装置和注射头的模具部分的立体图。

由于本发明的方法和设备涉及通过吹制成型制造的容器，所以认为读者理解吹制成型过程和设备(包括使用液体作为工作流体的那些设备)的基本原理和部件。因此，应该在这种背景下阅读下面的描述。

图1描述了根据本发明的第一实施方式的第一模具部分100。第一模具部分100是基本上呈压制环的部分的形式的块，从而设置有基本上平行的内面101和外面102以及基本上平行的顶面103和底面104。第一模具部分100进一步设置有两个基本上相对的模具面105，所述模具面105设置为以限定该部分的角度θ汇合。

模具面105设置有第一模具凹部106，在本实施方式中，第一模具凹部106配置为基本上限定饮料容器的半个成型件。第一模具凹部延伸到模具面105的顶边缘107，从而在第一模具部分100的顶面103中形成颈部孔108。当第一模具部分100的模具面105紧靠另一模具部分的对应模具面时，两个第一模具凹部106将因此形成基本上限定容器的形式的模具腔。

颈部孔108优选地配置为仅适用于，作为参考本文描述的基本上管状的第一预成型件109的插入。第一模具部分100的顶面103进一步设置有锪孔110，使得当第一预成型件109设置在通过第一模具凹部106形成的模具腔内时，第一预成型件109的凸缘111将安放在锪孔110中。当两个第一模具部分100闭合包围第一预成型件109时，第一预成型件109的开放端112将因此坐落在模具腔的外部，第一预成型件109的其余部分设置在模具腔内。

当然，可由本领域技术人员容易地确定第一模具凹部106和第一模具凹部106形成的模具腔的准确形式，以及在该模具腔中形成容器所需的第一预成型件109的必要尺寸和比例。

第一模具部分100进一步设置有用于与引导器件接合的、本文以轨道槽113描述的器件。轨道槽113配置为容纳本文以虚线描述的轨道114。轨道114配置为形成闭合路径，使得第一模具部分100可围绕所述闭合路径周期性地行进。在本实施方式中，轨道槽113是平的，虽然可能反而有利的是设置辊、轮、润滑或其他这样的器件，以便于第一模具部分100在轨道114上围绕闭合路径的运动。

图2描述了根据第一实施方式的用于制造容器的、在定位步骤期间的第一设备200。第一设备200此处包括十一个第一模具部分100，本文编号为100A至100K。第一模具部分100A-100K设置在本文配置为圆形的一对轨道114上；第一模具部分100A-100K因此可围绕第一闭合路径201(为了清楚起见，本文以虚线表示，偏离第一模具部分100A-100K的中心线)循环。

本实施方式是示例性的，当然，应该理解的是，根据待使用设备的具体应用的要求，可设置更多或更少的模具部分。

在设备操作期间，第一模具部分100A-100K在轨道114上围绕第一闭合路径201以全程恒定的速度202行进。第一模具部分100A-100K可通过推进器件例如链条、带、棍、齿轮或适合于使用了第一设备200的具体应用的任何其他器件，围绕第一闭合路径201行进。

在本实施方式中，第一模具部分100A-100K围绕第一闭合路径201以大致连续的、头尾邻接的集体循环。第一模具部分100A-100K因此形成第一模具腔203A-203K(在该图中没有示出203A)。

在定位步骤期间，第一模具部分100A前进到操纵区204中。操纵区204对应于圆形闭合路径的、由角度α限定的部分。在本实施方式中，操纵区204的尺寸基本上等于由两个第一模具部分100占用的空间，但是根据设备的具体操作特性例如使用该设备生产的容器的尺寸，可在实际上增加或减少操纵区204的尺寸。

在进入操纵区204时，第一模具部分100A沿着第一闭合路径201以加速度205经过。这将导致第一模具部分100A接近第一模具部分100B，最终紧靠第一模具部分100B。然后，第一预成型件109插入由第一模具凹部106A和106A形成的模具腔200A(未示出)中。

应该理解的是，为了说明性目的，在图2中描述了第一预成型件109位于第一预成型件109将插入模具中的位置；然而，在第一设备200的操作期间，在第一预成型件109插入模具腔200A(未示出)中之前，模具部分100A和100B彼此紧靠。优选地，用于插入第一预成型件109的器件配置为避免刮擦、划痕或第一预成型件109与模具部分100A和100B之间的其他不必要的接触。

图3描述了图2的第一设备200处于取出步骤。第一模具部分100A已前进到操纵区204的端部，与第一模具部分100B邻接并将第一预成型件109包围在第一模具腔203A中。同时，通过第一模具部分100A经过操纵区204，打开图2中描述的第一模具腔203K，使第一模具凹部106A和106K暴露并允许完成的第一容器300从中取出。

优选地，图2中描述的定位步骤和经过步骤与图3中描述的取出步骤基本上同时执行。换句话说，在第一模具部分100A以加速度205经过图2和3中描述的两个位置之间的加速区204时，第一预成型件109定位在第一模具部分100A和100B之间，同时从第一模具部分100A和100K之间取出第一容器300。操纵区204因此用作定位操纵区和取出操纵区两者。

在第一设备200的操作期间，第一预成型件109定位在第一模具部分100A和100B之间。当第一模具部分100A经过操纵区204时，第一预成型件109包围在第一模具腔203A内，如上所述优选地使开放端从第一模具部分100A和100B突出。当第一模具部分100A和100B围绕第一闭合路径201行进时，注射器件将液体注射到所述预成型件的腔中，引导液体扩张到当第一模具部分100A和100B大致返回到操纵区204时取出的第一容器300中。

第一设备200最有利地配置为使得每当第一模具部分100经过操纵区204时，第一预成型件109插入且第一容器300移除。通过设置多个注射器件，可使用第一设备200制造和填充大量的容器。

此外，相对于本领域中已知的机械，第一设备200实现了相当大的能量节省，其原因在于，第一设备200不需要设置用于在成型过程期间将第一模具部分100夹持在一起的器件，如图4所演示的。

图4描述了在图2中描述的时刻，第一设备200的第一模具部分100I至100A的剖面。在图4中，存在三个容器300，处于它们的制造的不同阶段。第一容器300I接近完成，已经通过注射的液体400I扩张到第一模具腔203I的、除了最小细部之外的所有部分中。第一容器300J描述为处于第一容器300J的制造完成的时刻；注射的液体400J使得第一容器300J呈现第一模具腔203J的所有细部。第一容器300K完成，但是由于第一模具部分100A还没有经过操纵区，所以第一容器300K仍然保持加压并设置在第一模具腔203K内。

为了防止分隔线模制到在此使第一模具部分100J和100K以缝隙401J分隔开的第一容器300J中，需要将第一模具部分100J和100K保持在一起。虽然第一模具部分100J和100K最初邻接地定位，但是第一容器300J扩张到第一模具腔203J的小的细部中，将在第一模具部分100J和100K上施加侧向力402J。通过分别施加在第一模具部分100J和100K上的侧向力402I和402K，防止第一模具部分100J和100K分隔开。分别通过容器300I和300K内的加压产生的侧向力402I和402K将抵消侧向力402J，保持第一模具部分100J和100K邻接并防止分隔线模制到第一容器300J中。

应该理解的是，本领域的技术人员在选择沿着闭合路径的什么位置完成液体的注射和容器的制造方面，将具有很大的灵活性。虽然在本实施方式中，第一模具腔203I-203K设置为尽可能靠近操纵区204，但是可选择性地配置设备，使得附加的第一模具部分100位于操纵区204和完成第一容器300的制造所处的第一模具腔203之间。例如，可能优选的是，在注射结束和完成的第一容器300的取出之间设置空间，例如以允许容器中的液体沉淀或用于使容器中的任何泡沫溶解。

图5描述了根据第二示例性实施方式的第二设备500。第二设备500类似于图2-4中描述的第一设备200：第二设备500包括多个第二模具部分501A至501I，设置在轨道502上并围绕第二闭合路径503(为了清楚起见，本文描述为，如上那样，偏离第二模具部分501A至501I的中心线)以全程恒定的速度504运动。

第二设备500的操作与第一实施方式中的第一设备200的操作基本上相同。然而，第二设备500的不同之处在于，第二设备500包括两个操纵区：由角度β限定的定位操纵区505以及由角度γ限定的取出操纵区506。在定位操纵区505，第二预成型件507定位在第二模具部分501D和501E之间。第二模具部分501D以加速度508经过定位操纵区505，使得第二模具部分501D将邻接第二模具部分501E并将第二预成型件507包围在从第二模具凹部510D和510E形成的第二模具腔509D(未绘示)内。

在第二设备500的相对侧，第二模具部分501A已经过取出操纵区506，将第二模具部分501A与第二模具部分501I分隔开并使第二容器511暴露，使得可从第二设备500移除第二容器511。

第二设备500配置为使得没有设置在定位操纵区505和取出操纵区506之间的第二模具部分501，即在制造成第二容器511的过程中不存在第二预成型件507的那些第二模具部分，不彼此紧靠，反而是沿着第二闭合路径503分隔开间隙。可由每个具体应用的领域的技术人员，通过改变诸多因素例如设备的总体尺寸、第二模具部分501本身的尺寸、速度504、第二模具部分501经过定位操纵区505和取出操纵区506所用的加速度，来确定这些间隙的准确长度。

模具部分501之间的间隙允许设备的设计具有大的灵活性。在本第二实施方式中，一系列机械设备设置在间隙中以用于清洁和干燥设置在模具部分501中的模具凹部510。

具体地说，清洗器件512定位在第二模具部分501A和501B之间的间隙中，并配置为清洗面对间隙的模具凹部510A和510B。类似地，冲洗器件513定位在第二模具部分501B和501C之间的间隙中，干燥器件514定位在第二模具部分501C和501D之间的间隙中。模具腔509因此保持尽可能的干净，保持在工业设置中第二设备500输出的高质量水平。

图6描述了第三实施方式，再次类似于在前面的图中描述的第一和第二实施方式。第三设备600进一步设置有四个操纵区：两个定位操纵区601和两个取出操纵区602。二十五个第三模具部分603设置在轨道604上，轨道604使第三模具部分603通过旋转606围绕第三闭合路径605行进，第三闭合路径605基本上配置为具有圆角的矩形形状。

两个定位操纵区601和两个取出操纵区602成对地定位在第三闭合路径605的长侧上，使得围绕第三闭合路径605行进的第三模具部分603将在第三闭合路径605的长侧607的起始位置经过定位操纵区601、沿着第三闭合路径605的长侧607行进以及在长侧607的结束位置经过取出操纵区602。沿着每个长侧607理想地设置用于将液体注射到第三预成型件608中以使第三预成型件608扩张为第三容器609的器件。第三设备600因此配置为使得模具部分每围绕闭合路径一圈则制造是第一设备200和第二设备500所制造的容器的两倍的容器。

在实现方式的可能的变形模式中，可设置四个操纵区，每个操纵区位于第三设备600的每个拐角上，每个操纵区用作定位操纵区和取出操纵区两者，如图2和3中描述的设备中的那样。这样的配置会使得针对第三设备600的每侧通过给定的模具腔生产一个容器。

此外，每个拐角从本质上说可用作操纵区，其原因在于第三模具部分603将经历角加速度并如图6所示地彼此分隔开。这些分隔可因此用于插入和移除预成型件和容器，从而允许设备进一步减小尺寸。

应该理解的是，虽然到此讨论的三个实施方式使用以基本上规则形式配置的闭合路径201、503和605，但是本发明的一个优点在于可以以无限的多种不同的形式设置设备的闭合路径。闭合路径可因此针对每个具体设施优化，例如以满足某些要求的生产水平或适用于不规则的厂房。

因此，虽然三个设备200、500和600以基本上圆形和矩形形式设置，但是当然可行的是，将其他规则的多边形(例如三角形)、非凸起多边形(例如星形)或甚至不规则形状用于单个或多个定位操纵区和取出操纵区。

此外，闭合路径可适用于包围容器制造过程所需的、但是不并入设备本身中的其他机械设备。在图6中，示出了设备600内部的区域由辅助机械设备610部分地占用。根据具体设施，该辅助机械设备可包括预成型热调节器；储液器、过滤器、泵和/或用于供应和喷射液体的其他系统；控制系统、自动化设备和/或操作员控制台；或过程所需的其他设备中的任何或所有设备。按照这种方式，使得设备的安装和使用所需的总的工厂占地面积最小化。

图7-10将公开进一步增加如参照图1至6描述的容器制造设备的效用的多个附加特征。

图7描述了用于将闭合件701应用于容器的开口的闭合装置700。本文中，闭合件700是标准旋开盖；然而，本领域技术人员将认识到，通过适当的改变，可使用其他闭合器件例如塞子、冠形瓶塞或类似物。

闭合装置700通常包括通过臂703附着到杆704的闭合头702。在与闭合装置700成一体的设备的操作期间，需要闭合装置700能够与闭合件701接合和脱离接合，优选地，闭合装置700能够实现进一步的运动度。杆704包括至少一个伸缩点705，并优选地设置有允许杆704围绕其竖直轴706旋转和平移的器件。臂703还设置有滑动点，允许头702沿着径向方向708移动。

按照这种方式，闭合头702可相对于容器移动，而允许闭合件701的最有效的应用。

闭合装置700的运动可通过本领域技术人员公知的器件实现，例如齿轮组、齿条或丝杠；滑轮&线缆或齿轮&链条布置；气体或液压致动器；直线电机或它们的任何组合。优选的是，配置该设备使得该设备尽可能地固定，例如通过将该设备设置在杆704的基座内。这将减少闭合装置700的惯性并允许在操作期间尽可能快地和有效地定位闭合装置700。

头702设置有配置为作用于闭合件701的闭合插座709。在本实施方式中，闭合插座709设置有成形为当压在闭合件701上时抓住闭合件701的内杯710。优选地，内杯710仅足够紧地保持闭合件701，以防止在定位期间闭合件701掉落并允许将闭合件701旋拧到容器上，但是又不会太紧地保持闭合件701以至于在过紧的情况下损坏闭合件701，或者一旦应用就阻止闭合装置700的头702与闭合件701脱离接合。

虽然本文使用摩擦在操作期间将闭合件701保持在闭合插座709中，但是应该理解的是，可以可选地使用其他保持器件例如机械钳或真空吸引器。

通过容纳在闭合装置700的头702内的致动器711可旋转地驱动闭合插座709。在本实施方式中，致动器711是由通过空气供应软管713供应的压缩空气712驱动的气动马达。在其他实施方式中，致动器711反而可以优选地使用其他类型的致动器例如步进电机。

优选地，设备配置有操纵区，该操纵区定位为使得在完成的容器的闭合期间，模具部分分隔开，模具腔因此保持打开。这是尤其优选的，其原因在于，在闭合器件操作期间闭合器件和设备的其余部分之间的间隙被最大化。

图8A描述了根据本发明的特征的设置有一对保持器件800以保持闭合件701的模具部分，而图8B和8C分别描述了保持器件800的侧向细节视图和俯视细节视图。

如可在图8A中看到的，第四模具部分801设置有一对保持器件800，保持器件800设置在第四模具部分801上，接近设置在第四模具部分801中的两个模具凹部802。保持器件800将因此保持闭合件701紧邻通过模具凹部802形成的模具腔，使得在闭合件701应用于通过设备制造的容器期间闭合装置将需要行进的距离最小化。

图8B和8C分别描述了保持器件800的侧视图和俯视图。保持器件800基本上呈环803的形式，环803围绕设置在环803内的闭合件701。保持器件800配置为通过足够大的力将闭合件701保持在适当的位置，以防止当第四模具部分801运动时震松闭合件701，但是又不至于当闭合件701应用于容器时阻止通过闭合装置移除闭合件701。

在本实施方式中，这可通过设置大致设置在环803的内部的多个板簧804实现。板簧804设置为轻轻地压缩闭合件701，因此将闭合件701保持在适当的位置，而且允许不需要大的力就能取出闭合件701。

优选地，在如上所述的定位步骤期间，闭合件701插入保持器件800中。用于将闭合件701插入保持器件800中的准确器件可源自材料处理和自动化领域已知的技术，本文将不再讨论。

虽然本实施方式使用单个板簧机构，但是其他实施方式可使用用于将闭合件701保持在适当的位置的其他器件，例如夹子、拉环、吸引装置和类似物。尤其有利的替代方式是以销钉的形式配置，闭合件701设置在销钉上，所述销钉与容器的开口具有基本相同的尺寸，并通过摩擦保持所述闭合件701。

此外，即使当使用如本文在图8A至8C中描述的弹簧型保持系统时，仍然为板簧804的数量、尺寸、形状、位置和刚度的改变留有余地。如图8A至8C描述的保持器件800的配置应该因此被认为是示例性的，而非限定性的。

图9描述了图8A至8C的保持器件800并入根据本发明的设备900。每隔第四模具部分801设置两个保持器件800，与未设置有保持器件800的第四模具部分801交替。如之前的实施方式那样，沿着在该图中描述了其中一部分的闭合路径901支撑第四模具部分801A至801C。

还设置闭合装置700。闭合装置700独立于第四模具部分801安装在这样的器件上作为旋转架或类似物，使得闭合装置700沿着基本上平行于第四模具部分801A至801C行进所沿的闭合路径901的且与闭合路径901同心的闭合装置路径902运动。闭合装置700沿着闭合装置路径902以可变速度903运动，使得从粗放意义上说闭合装置700的闭合头702与相应的第四模具部分801A一起运动，但是从精确意义上说能可控地改变闭合装置700的闭合头702相对于所述第四模具部分801的位置。换句话说，闭合装置700跟随第四模具部分801A，但是能够相对于第四模具部分801A运动到不同的位置。

在闭合装置700的闭合头702可以置于的不同位置中，存在四个具体兴趣点904A至904D。在闭合步骤期间，闭合装置700的速度短暂改变，使得闭合装置700设置在位置904A。在位置904A，伸缩杆704和延伸臂703将闭合头702定位于保持在保持装置800内的闭合件701上，牢固地抓住闭合件701。闭合头702随后移动到位置904B，使得闭合件701在位置904A从保持器件800缩回并在位置904B旋拧到模具腔内的容器(为了清楚起见，本文省略)。闭合头702随后移动到位置904C以拾取另一闭合件701，接着移动到位置904D以在位置904D将另一闭合件701旋拧到设置在模具腔内的容器(为了清楚起见，再次省略)。

应该注意的是，虽然本文到此为止已经描述了包括设备及其操作的部件和动作的范围，但是可相当大地改变这些元件的应用，以实现不同的效果。

最值得注意的是，可能有利的是，将设备900配置为使得预成型件在取出之前将行进闭合路径901两圈。在第一圈期间，预成型件定位在模具腔中，并用液体注射，而成型容器。容器随后围绕第二圈行进，其中容器由闭合件闭合并从模具取出。通过从一个模具腔到下一个模具腔、在位于第一圈的预成型件和位于第二圈的容器之间交替，可将闭合路径的有效长度加倍，并实现上述的优点。

图10描述了用于制造容器的设备1000的又一可能的实施方式。具体地说，图10描述了示例性的第五模具部分1001。第五模具部分基本上类似于之前介绍的模具部分100、501、603和801，而显著的区别在于，第五模具部分包括与第五模具部分成一体的注射闭合组件1002。注射闭合组件包括伸缩杆1003，两个刚性臂1004附着到伸缩杆1003，但是为了清楚起见，拆下了一个刚性臂1004。如所示出的，伸缩杆配置为延伸&缩回并围绕其y轴旋转。

位于一个刚性臂1004的端部的是注射头1005。注射头设置有喷嘴1006，并配置为在压力作用下将一定量的液体通过所述喷嘴1006注射到模具腔1007内的预成型件(为了清楚起见而省略了)中，模具腔1007由第五模具部分1001中的模具凹部1008和邻接的第五模具部分(为了清楚起见也省略了)中的协作模具凹部形成。位于另一刚性臂1004的端部的是如上所述的闭合头702。位于第五模具部分1001的顶部的是如上所述的、保持闭合件701的保持器件800。

在设备1000的操作期间，伸缩杆1003将首先枢转以使注射头1005的喷嘴1006与模具腔1007对齐，然后下降以使喷嘴1006坐落在模具腔1007中的预成型件上。一定量的液体随后注射到预成型件中，使得预成型件扩张为基本上呈模具腔1007的形式的容器。伸缩杆1003将随后向上升起注射头1005，并枢转以使闭合头702与保持器件800中的闭合件701对齐，然后下降以从保持器件“拾取”闭合件701并升起闭合件701。伸缩杆1003将随后枢转以使闭合头702与模具腔1007对齐，然后下降以将闭合件旋拧到容器，如上所讨论的。

当然，本发明不限于上述的实施方式和附图。在不会因此背离本发明的保护范围的情况下，尤其仍然可对各元件的结构或通过技术等同物的替换来进行修改。

尤其是，应理解的是，如上面的公开所描述的本发明具有高度模块化的本质，本身不被认为是限于本文的形式或组合。具体地，应理解的是，包括模具部分、模具凹部和腔、轨道或其他引导器件、闭合路径等的设备的部件的具体数量和形式可与本文讨论的示例性实施方式的形式存在显著差别，但仍然在本发明的范围内。

在不背离本文描述的发明原理的情况下，所实现的本发明的准确配置和操作可因此不同于以上描述。因此，本公开的范围旨在作为示例性的而不是限定性的，并且本发明的范围由至少部分地源自于上述公开的任何权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种用于制造容器的设备，包括：

-多个模具部分，每个所述模具部分设置有至少两个基本上相对的面，所述至少两个基本上相对的面配置为当与另一模具部分的相对面紧靠时形成模具腔，所述模具腔基本上限定容器的形式；以及

-引导器件，配置为使所述多个模具部分沿着闭合路径以循环连续的方式连续地行进，所述闭合路径的长度大于所述模具部分当彼此紧靠时的总长度；

其特征在于，所述设备包括至少一个注射头，所述至少一个注射头配置为将一定量的液体注射到定位在两个所述模具部分之间的并至少部分地设置在由所述模具部分形成的所述模具腔内的、基本上呈管状的预成型件的腔中，从而使所述预成型件扩张为所述模具腔的轮廓并形成容器；并且，

其特征进一步在于，每个模具部分沿着所述闭合路径、以相对于紧邻的模具部分的速度增加的速度、行进通过所述闭合路径的至少一个操纵区，所述设备包括：定位操纵区，其中，将所述预成型件插入所述设备中；以及取出操纵区，其中，将所述容器从所述设备取出。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备设置有两个操纵区，在定位操纵区将所述预成型件插入所述模具腔中，在取出操纵区从两个紧邻的模具部分移除所述容器。

3.根据权利要求2所述的设备，其中用于清洁所述模具腔的器件设置在所述定位操纵区和所述取出操纵区之间。

4.根据权利要求1至3中任意权利要求所述的设备，进一步包括用于将闭合件应用于容器的开口的至少一个闭合装置，所述至少一个闭合装置设置为与模具部分协作地运动。

5.根据权利要求4所述的设备，其中通过形成使所述容器形成的所述模具腔的所述模具部分的相对运动，所述至少一个闭合装置相对于所述容器定位。

6.根据权利要求4或5所述的设备，其中为每个模具部分设置一个闭合装置。

7.根据权利要求4或5所述的设备，其中为每两个模具部分设置一个闭合装置。

8.根据权利要求5至7中任意权利要求所述的设备，其中每个闭合装置安装在模具部分上。

9.根据权利要求5至8中任意权利要求所述的设备，其中每个模具部分包括保持器件，用于在闭合件应用于所述模具腔内的所述容器之前保持闭合件接近模具腔。

10.根据权利要求1-9中任意权利要求所述的设备，其中所述闭合路径设置成具有圆角的多边形的形式。

11.一种用于制造容器的方法，包括以下步骤：

(a)提供模制设备，所述模制设备包括多个模具部分，每个所述模具部分设置有至少两个基本上相对的面，所述至少两个基本上相对的面配置为当与另一模具部分的相对面紧靠时形成模具腔，所述多个模具部分设置在引导器件上，所述引导器件使所述模具部分沿着闭合路径以循环连续的方式行进，所述闭合路径的长度大于所述模具部分当彼此紧靠时的总长度；

(b)使第一模具部分以相对于相邻的第二模具部分增加的速度、经过沿着所述闭合路径设置的定位操纵区，从而打开设置在所述第一和第二模具部分内的所述模具腔；

(c)将基本上呈管状的预成型件定位在所述第一和第二模具部分之间，所述预成型件限定预成型腔并具有设置在与所述腔连通的开放端的开口；

(d)使所述第二模具部分经过所述定位操纵区并相对于相邻的所述第一模具部分使所述第二模具部分加速，从而使所述第一模具部分的第一面紧靠所述第二模具部分的相对的第二面，所述预成型件因此至少部分地包围在由所述第一和第二面形成的模具腔内；以及

(e)将一定量的液体注射到预成型件的腔中，从而使得所述预成型件扩张为所述模具腔的轮廓并形成容器；

其中，在所述模制设备中重复步骤(b)至(e)，当围绕的模具部分经过取出操纵区时，在取出步骤中移除在之前的迭代中生产的容器。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述定位操纵区和所述取出操纵区毗邻。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述定位操纵区和所述取出操纵区之间沿着所述闭合路径设置分隔。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括所述取出步骤之后的用于清洁所述模具腔的步骤。

15.根据权利要求11至14中的任意权利要求所述的方法，进一步包括所述注射步骤之后的闭合步骤，其中通过闭合装置将闭合件应用于所述容器，通过所述第一和第二模具部分通过操纵区的相对运动而定位所述闭合装置。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法在两圈所述闭合路径上执行，在第一圈期间执行所述定位步骤和所述注射步骤，在第二圈期间执行所述闭合步骤和所述取出步骤。

17.一种用于制造容器的方法，其中根据权利要求11至15中任意权利要求所述的步骤在所述闭合路径的每个回路上重复至少两次。

18.一种饮料容器，通过根据权利要求11至17中任意权利要求所述的方法生产。