CN105189084B - 具有活动底部和水平连接平面的模具 - Google Patents

Abstract

一种用于从毛坯(3)制造容器(2)的模具(12)，容器具有设有底座(8)的底部(6)，该模具(12)包括：－壁(14)，其界定空腔(17)并且在空腔(17)以外限定通过开口(20)通向空腔(17)的空心保留区(21)；－模具底部(16)，其相对壁(14)活动，具有上表面(27)，上表面限定底座表面(28)，底座表面确定容器(2)的底座(8)的型腔。该模具中：－壁(14)具有锪窝(24)，锪窝从上面界定空心保留区(21)，并基本垂直地于中心轴线(X)围绕开口(20)直线延伸；－上表面(27)限定与锪窝(24)垂直相对地的边周表面(30)。

Description

具有活动底部和水平连接平面的模具

技术领域

本发明涉及从热塑材料制的毛坯来制造容器，如通过成型更准确地说通过吹制或拉伸吹制获得的瓶子或罐子。

背景技术

为了根据吹制技术制造容器，制造从将毛坯(这里指预型件或已经经过从预型件的初次吹制作业的中间容器)加热到高于构成毛坯的材料的玻璃转化温度的一温度开始。然后将毛坯引入模具，然后通过在毛坯中注入高压(一般高于25巴)气体(如空气)来进行毛坯的吹制。

拉伸吹制技术在于，除了吹制外，通过滑动杆拉伸毛坯，以便最大限度地减小容器的偏心，并使材料的分布尽可能均匀。

容器包括侧壁(也称为主体)、从主体的上端开始延伸的颈部、和从主体的下端开始延伸的与颈部相对的底部。容器的底部限定一般与主体连接的底座，并且容器可以通过底座置于平表面(如桌子)上。

模具包括限定空腔的壁，该空腔用于将其形状赋予容器的主体。空腔的下端被模具底部封闭，该模具底部用于将其形状赋予容器的底部。

今天制造者的主要目的之一是减少使用的材料量，这表现为减少容器的重量，而无论容器的目的如何(无气液体、加气液体、引入容器中的热液体)。作为减轻容器重量的补偿，试图通过或者与制造方法有关或者与设计有关的手段(artefacts)增加容器的刚性，因为只与双向(相对容器的纵向中心轴线的轴向和径向分子方向)有关的结构刚性是不够的。

甚至某些装载手册(尤其是对热充填或HR应用)同时考虑减少重量和增加容器的结构刚性，这就增加了容器设计的难度。在HR应用中，可以通过材料热固定的热途径增加容器的结构刚性，该方法在于使容器保持与模具的热壁接触，这会增加材料的结晶率。

更特别涉及容器底部，可以另外通过一模具进行材料局部过拉伸的机械途径增加或控制它的结构刚性，该模具带有具有容器主体型腔的固定壁，和带有容器底部型腔的模具底部，该模具底部相对模具壁活动安装。容器首先吹制到它的最终形状以外，在模具底部的低位，然后模具底部向相当于容器最终形状的高位移动。

示于法国专利申请FR 2 938 464(SIDEL)或它的相同美国专利US 2012/031916的该叫做“装盒(boxage)”的技术可以改进容器底部的机械状态，尤其是底座处的机械状态。

在该模具中，在安装在引导千斤顶上的模具底部与模具壁之间设有空隙，以便在这两个构件之间保持具有双重功能的间隙，一方面，模具底部可以相对模具壁移动，不会被卡；另一方面，形成可以将吹制过程中圈闭在模具与容器之间的空气排出的减压通风孔。

该技术令人满意，但还可改进。

实际上，模具与模具底部之间的运行间隙不能小于千斤顶的引导精度，对大约20-30mm的行程，该精度约为零点几毫米。

换句话说，该运行间隙与最终容器材料厚度为同一量级。因此，吹制时，当模具底部处于低位时，材料有流到间隙中的趋势。当模具底部向它的高位移动时，这样被卡住的材料形成在最终容器上的材料赘瘤(bourrelet)。该在容器底座上形成突起赘瘤对容器的稳定是有害的。

第一种方法在于通过切割或打磨去除容器的毛刺。但是，由于生产节奏(每台吹制机每小时几万个容器)该方法在工业规模上是不现实的。

第二个方法是给千斤顶添加一精度引导装置(例如小球)，以减小模具底部与模具壁之间的运行间隙。但该方法遇到实际困难，因为引导装置的尺寸需要改变模具结构的深度，模具周围的地方也是一样，特别是由于模具壁中存在温度调节(加热和/或冷却)流体流动需要的通道和分支。

第三个方法是提前控制模具底部的上升，使材料没有时间进入到模具壁与模具底部之间。但是，在这些条件下，用于容器底部的材料拉伸不足，因此底座形成不好，这会降低装盒的好处。

另外，减小模具底部与模具壁之间的运行间隙的本质是阻挡模具中存在的空气排出，这有容器形成不好的危险(在相等的周期时间)或减少循环时间(在相等的容器质量)。

发明内容

本发明的目的是提出一种能应用于所有类型容器的容器制造技术，容器具有正确形成的底座，并同时具有良好的刚性和良好的稳定性。

为此，首先提出一种用于从毛坯来制造容器的模具，容器具有主体和底部，底座设有从主体的下端开始基本垂直于主体延伸的边周底座，该模具包括：

－壁，其具有内表面，内表面确定容器的主体的型腔并界定空腔，该内表面在下端由开口结束，壁在空腔以外限定通过开口通向空腔的空心保留区；

－模具底部，其在排出位置与进入位置之间相对模具壁活动，在排出位置，模具底部与开口分开，在进入位置，模具底部嵌入在保留区中，底部具有上表面，该上表面限定底座表面，底座表面确定容器的边周底座并且与开口垂直相对地(àl’aplomb de)延伸。

在该模具中：

－模具壁具有从上面界定空心保留区的锪窝，该锪窝基本垂直于中心轴围绕开口直线延伸；

－模具底部的上表面限定边周表面，该边周表面与锪窝垂直相对地围绕底座表面在底座表面的延长部分中延伸。

模具的这种构型可以在模具的壁与模具的底部之间形成基本水平的连接平面。在这种模具中吹制的容器在其底座上没有轴向突起，这有利于容器的稳定性。

可以单独或组合各种附加特征：

－模具的壁具有边周唇部，边周唇部向内突起延伸并具有限定开口的棱边；

－唇部在横截面上在棱边处形成锐角；

－保留区由在锪窝的延长部分中轴向延伸的镗孔侧向界定；

－在模具底部的进入位置，锪窝与边周表面之间存在空隙；

－保留区具有在锪窝的延长部分中轴向延伸的镗孔，并且模具底部设有从与上表面相反一侧轴向延伸的裙部，在模具底部的进入位置，该裙部容置于镗孔中；

－裙部与镗孔之间设有运行间隙。

第二，提出一种从毛坯来制造容器的方法，该方法包括以下操作：

－将毛坯引入到如上所示的模具中，模具底部处于排出位置；

－通过将加压流体注入毛坯中来形成容器；

－在成型过程中，使模具底部向其进入位置移动。

附图说明

通过阅读下面参照附图进行的描述，本发明的其它目标和优点将显示出来，在附图中：

－图1是包括模具的成型装置的截面图，模具配有壁和活动的模具底部，所示模具处于相当于成型周期开始的低位；

－图2是与图1类似的图，其中成型装置以模具底部在成型周期结束时处于高位示出；

－图3是模具的细节图，示出处于高位的模具底部，为了清楚起见，没有容器；

－图4是与图3类似的图，示出处于高位的模具底部，带有成型容器。

具体实施方式

图中部分示出表示由塑料(如PET)制的毛坯3——在这种情况下是预型件——通过拉伸吹制形成容器2的装置1。

待形成的容器2具有沿主轴线X延伸的主体4、在主体的上端延长主体4的颈部5、和在主体4的与颈部5相对的下端7封闭主体4的底部6。容器的底部6具有限定与容器2的轴线X基本垂直的放置平面的周边底座8，通过该放置平面容器2用于置位于一平表面上，如桌子上。底部6具有使底座8向容器2的轴线X延长并向容器内突起延伸的中心穹顶9。

如图2中可见，容器2的主体4的下端7在它与底部6结合处附近是弯曲的。但该形状是示意性的，主体4的下端7可以是直的。

每个预型件3包括用于形成容器2的主体4的基本为柱形的筒体10、在容器2上保持不变的颈部5、以及在与颈部5相对的封闭筒体10并用于形成容器2的底部6的半球穹顶11。

成型装置1包括模具12、拉伸杆13、以及包含特别是管子、加压气源和电磁阀的吹制部件(未出示)，该吹制部件例如以传统方式组装在置于管子之上的整体中。

例如模具12为文件夹型，包括两个围绕铰链铰接的半模具，两个半模具打开，以便可以在成型周期开始时引入预热的预型件3，并且在周期结束时排出形成的容器2。

如附图中可见，模具12包括侧壁14，侧壁优选根据已知原理由两个可互相靠近或分离的半模具14A、14B构成，每个半模具包括加工表面15A、15B。当半模具14A、14B互相接触时，这些表面15A、15B共同形成内表面15，该内表面确定容器2的主体4的型腔。模具12还包括模具底部16，该模具底部确定容器2的底部6的型腔。内表面15界定一空腔17，预型件3被引入该空腔中并且成型在该空腔中进行。如在图1和2中可见，壁14，分别地每个半模具14A、14B，钻有用于使调节壁14的温度(加热和/或冷却)的流体流动的通道18。

内表面15围绕与待形成的容器2的轴线X重合的中心轴线延伸。内表面15在上端由孔眼19结束，预型件3的筒体10穿过孔眼19延伸，内表面在相对下端由开口20结束。

侧壁14在空腔17外限定与模具底部16互补的空心保留区21，模具底部将嵌入在保留区中。根据图中所示的优选实施方式，保留区21借助在分别附加在每个半模具14A、14B上的零件21A、21B中进行加工至少部分地形成。在一变型中，保留区21通过半模具14A、14B的加工形成，则如在图3和4上可见，它们具有更大的竖直延伸部分。

保留区21通过开口20通向空腔17。如在附图中可见，更确切地说在图2和3中可看，模具12的壁14具有向内突出延伸并具有棱边23的周边唇部22，该棱边限定开口20，并且在容器2上与主体4的下端7对应。在横截面上，唇部22在棱边23处形成一锐角A，这说明容器2的主体4在底部6附近表现为拱形的特征。角度A大于或等于30°，并优选大于或等于60°。根据附图中所示的优选实施方式，角度A约为65°。

如在图1中可见，保留区21在上部即空腔17一侧，由与空腔17相对的周边横向表面形成的锪窝24界定。该锪窝24基本在水平平面(即与轴线X垂直)中围绕开口20垂直延伸。

根据附图中所示具体实施方式，保留区21具有在锪窝24的延长部中轴向延伸的镗孔25。根据附图中所示的具体实施方式，模具12具有在锪孔24与镗孔25之间连接处的接合倒圆角26。

模具底部16安装为可相对壁14在排出位置与进入位置之间轴向移动，在排出位置，模具底部16与开口20分离，在进入位置，模具底部16嵌入在保留区21中，堵塞开口20。模具底部的活动性的目的是可以在成型过程中，过度拉伸容器2的底部6，在称为装盒的操作过程中，原来在排出位置的模具底部16向它的进入位置移动。为此，模具底部16例如安装在气动或液压千斤顶(未出示)上。

在作为示例给出的附图所示的构型中，容器2的颈部5向上，模具底部16的排出位置相当于低位，它的进入位置相当于高位。

模具底部16具有上表面27，处于模具底部16的高位的上表面通过堵塞开口而关闭空腔17，因此完成容器2成型时材料贴靠的型腔。

首先，上表面27在容器2的底座8的型腔限定底座表面28。底座表面28围绕轴线X并垂直于轴线X(即水平地)、与开口20垂直相对地、并在由开口界定的周边内周向地延伸。

其次，上表面27在穹顶9的型腔限定中心突销29。中心突销29从底座表面28开始在底座表面内轴向突起延伸。在模具底部16的高位，突销29向空腔17内完全突起超过开口20。

第三，上表面27限定在底座表面28的延长部中径向延伸到底座表面外的边周表面30。因此，边周表面30在开口20界定的边周外与锪窝24垂直相对地延伸。边周表面30与锪窝24平行，并水平延伸，即在垂直于中心轴线X的平面中延伸。

当模具底部16处于高位时(图2-4)，边周表面30和锪窝24共同限定一边周连接平面31。由于锪窝24和边周表面30的方向，连接平面31基本垂直于轴线X水平延伸。

在模具底部16的高位，在连接平面31处，模具底部16与模具12的壁14之间不一定实施接触。根据一优选实施方式，实际上，在模具底部16的高位，在连接平面31处存在空隙。该空隙有通风的功能，目的是可以在成型结束时排出圈闭在容器2与模具12之间的空气。这样可以正确地形成底座8，尤其是在它与主体4的下端7结合处。否则，可能在该连接处存在气泡，这会使底座8变形，至少可能减小宽度，破环容器2的稳定性。

在模具底部16的高位，连接平面31处限定的空隙优选约为零点一毫米。该值小于吹制结束时容器2的材料厚度，这至少避免(或限制)吹制结束当模具底部处于高位时材料的蠕变。

因此，如附图中所示，模具底部16设有柱形裙部32，裙部从与上表面27相反的一侧轴向延伸，以便在模具底部16的高位位于镗孔25中。裙部32的外径小于镗孔25的内径，使得裙部32与镗孔25之间设有大约零点几毫米的功能间隙。

另外，有利地在裙部32与上表面27之间的连接处设有倒角33。如图3所示，在模具底部16的高位，倒角33与连接倒圆角相面对。因此，吹制容器2时，从空腔17排出的空气流在模具底部16处有更好的通道。

根据图中所示实施方式，模具底部16另外包括从裙部32突出径向延伸到与上表面27相对的模具底部16下端的环箍34。在模具底部16的高位，该环箍34将位于镗孔25外的侧壁14中形成的互补凹槽35中。环箍34和凹槽35共同形成曲折通道，当容器2成型时，该曲折通道可以使从空腔17排出的空气流径向偏移，同时减小空气的压力，有利于更好地排出空气。

上面描述的模具12具有以下优点。

首先，模具底部16与模具壁14之间的连接平面31的水平性避免在容器2的底部6上形成有害于容器2的稳定性的轴向突起毛刺。但是在底座8的径向延长部分中可能存在环箍或者一个或几个在水平平面中延伸的附件形式的毛刺36。但是该径向毛刺36对容器2的稳定性无害。

第二，在存在这类毛刺36的假设中，毛刺的厚度(等于连接平面31的厚度)足够小，以使容器2的最终使用者几乎感觉不到，有利于使用者感觉到的质量。

第三，连接平面31的水平性可以最大限度地减小由于容器2的成型结束时流到空腔17外的材料在该平面中形成的可能毛刺36的厚度。因此，在底座8上提取的(因此可以看作是浪费的)材料量最少，有利于底座8的良好形态和结构刚性。

第四，由于位于开口20附近的连接平面31与设在镗孔25与裙部32之间的功能间隙分开，使最小化该功能间隙变得无用。因此可以选择精度较小但更坚固的引导千斤顶，有利于模具12更好的可靠性。由于模具12的壁14与模具底部16之间的空气膨胀，还可以更好地排出空腔中存在的空气。

容器2的制造方法如下:

杆13缩回，从将预热预型件的3引入打开模具12开始。则模具底部16处于低位。模具12关闭，然后杆13向模具底部16的方向移动，直至在底部贴靠这样拉伸的预型件3的材料，其间将预吹制加压(约为5-7巴)气体(一般为空气)注入到预型件3中。

当杆13到达模具底部16并贴靠材料时，模具底部16始终处于它的低位。预吹制压力不足以使材料紧密贴靠模具12的壁14；为此，需要在形成中的容器2中注入气体(一般为空气)，吹制压力大于预吹压力(实际应用中吹制压力约为20-30巴)。

优选在吹制操作过程中启动模具底部16上升，使底部6的材料轻微过拉伸，有利于分子的方向和材料从型腔附着在模具底部16的上表面27上。

唇部22在它的棱边23处形成的角度A的锐角特征限制材料在锪窝24处的径向蠕变，材料具有经受保持在由开口20界定的周边内的轴向膨胀的趋势。在材料流动到开口20的周边外的假设中，该材料的量很少，并在模具底部16的高位，在连接平面31处形成具有小厚度和小径向延伸部分的毛刺36，如图4所示。

当希望实现热固定时，临时保持这样形成的容器2中的吹制压力，以使容器保持与加热的壁14接触，以便通过增加它的结晶度保证材料的热固定，因此增加容器热充填时容器2的机械强度。

然后，使模具底部上升期间(通过容器2的底部6的材料)保持贴靠模具底部16的杆13缩回，容器2的内部处于自由空气下，并将容器2排出，然后重复下一容器的周期。

Claims (8)

1.一种用于从毛坯(3)来制造容器(2)的模具(12)，容器具有主体(4)和底部(6)，底部设有从主体的下端(7)开始基本垂直于主体(4)延伸的边周底座(8)，该模具(12)包括；

－壁(14)，其具有内表面(15)，内表面确定容器(2)的主体(4)的型腔并界定空腔(17)，该内表面(15)在下端由开口(20)结束，壁(14)在空腔(17)以外限定通过开口(20)通向空腔(17)的空心保留区(21)；

－模具底部(16)，其在排出位置与进入位置之间相对壁(14)活动，在排出位置，模具底部(16)与开口(20)分开，在进入位置，模具底部(16)嵌入在空心保留区(21)中，模具底部具有上表面(27)，上表面限定底座表面(28)，底座表面确定容器(2)的边周底座(8)并与开口(20)垂直相对地延伸，

该模具的特征在于：

－壁(14)具有锪窝(24)，锪窝从上面界定空心保留区(21)，并基本垂直于中心轴线(X)围绕开口(20)直线延伸；

－模具底部(16)的上表面(27)限定边周表面(30)，该边周表面与锪窝(24)垂直相对地围绕底座表面在底座表面(28)的延长部分中延伸。

2.根据权利要求1所述的模具(12)，其特征在于，模具(12)的壁(14)具有向内突起延伸并具有限定开口(20)的棱边(23)的唇部(22)。

3.根据权利要求2所述的模具(12)，其特征在于，唇部(22)在横截面上在棱边(23)处形成锐角A。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的模具(12)，其特征在于，空心保留区(21)由在锪窝(24)的延长部分中轴向延伸的镗孔(25)侧向界定。

5.根据权利要求1所述的模具(12)，其特征在于，在模具底部(16)的进入位置，锪窝(24)与边周表面(30)之间存在空隙。

6.根据权利要求1所述的模具(12)，其特征在于，空心保留区(21)具有在锪窝(24)的延长部分中轴向延伸的镗孔(25)，并且模具底部(16)设有从与上表面(27)相反一侧轴向延伸的裙部(32)，在模具底部(16)的进入位置，该裙部(32)容置于镗孔(25)中。

7.根据权利要求6所述的模具(12)，其特征在于，裙部(32)与镗孔(25)之间设有功能间隙。

8.一种从毛坯(3)来制造容器(2)的方法，其特征在于，该方法包括以下操作：

－将毛坯引入到上述权利要求中任一项所述的模具(12)中，模具底部(16)处于排出位置；

－通过将加压气体注入毛坯(3)中来吹制容器；

－吹制过程中，使模具底部(16)向其进入位置移动。