CN105365201A - 用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备，所述设备具有至少一个吹塑模具，其中吹塑模具包括：第一成型部和第二成型部，其中第一成型部和第二成型部能够借助第一驱动装置相对于彼此在关闭状态与打开状态之间移动，吹塑模具包括基部，基部能够相对于成型部沿平行于成型部的纵向轴线延伸的提升方向移动，以便在关闭状态沿提升方向关闭空腔，并且其中，塑料材料预制件能够在空腔内直接受到气体介质的压力作用，其特征在于，设备还包括至少一个第二驱动装置，第二驱动装置设计成电动线性驱动器的形式，装配并设置成相对于成型部沿提升方向移动基部。

Description

用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1和11各自的前序部分所述的用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备以及一种将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的方法。
因此，具体地，本发明涉及一种用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备，该设备包括至少一个吹塑模具，吹塑模具依次包括第一成型部和第二成型部。在此情况下，第一成型部和第二成型部能够借助第一驱动装置相对于彼此在关闭状态和打开状态之间移动，吹塑模具包括基部，基部能够相对于成型部沿平行于成型部的纵向轴线延伸的提升方向移动，以便在关闭状态下沿提升方向关闭空腔，塑料材料预制件能够在空腔内直接受到气体介质的压力作用。
背景技术
然而，根据现有技术已知此类型的用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备。
通过示例的方式，专利公布EP2199061A1同样地公开了一种用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备。具体地，该公布同样公开了一种用于升高或降低此公布所公开的吹塑成型设备的基部的驱动器。然而，此公布公开的驱动器用于通过机械引导凸轮实施基部的控制。
然而，吹塑成型过程作为整体仍然具有多个另外的机械移动(例如，模具载体的解锁及锁定移动或者吹塑成型喷嘴的移动),使得可以使用各个移动和各驱动器的配合以促进工艺流程。这特别在需要快速转换到不同尺寸的容器时很重要，众所周知，当使用机械引导凸轮时这种快速转换非常复杂。
然而，根据本发明，与上述现有技术相反，发明人认识到：如果能够相对于第一成型部和第二成型部以独立及省时的方式设置基部，则能够实现此类型的容器到不同类型和尺寸的容器的更迅速及廉价的切换。
具体地，本发明实际上特别是基于下述知识：吹塑成型设备的基部应始终距待被引入的塑料材料预制件的支承环的下边缘有利地具有相等的距离。例如，如果较小容器插入(例如较小预制件)到模具中，则所述基部与此类型容器的基座之间的距离相应地以不期望的方式增加。根据现有技术，例如作为EP2199961A的替代方案，所增加的距离用间隔件桥接。然而，对于各种尺寸容器的每个情况，这种间隔件必须首先以复杂的方式单独地定位在基部处和/或上。因此，这种方法同样非常复杂。
发明内容
因此，在此基础上，本发明的目的为克服上述问题，另一方面能够获得用于以廉价且同时省时的方式成型塑料材料预制件的设备，该设备使得能够将吹塑成型结构改变为其他尺寸的容器。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的设备实现。有利实施方式和进一步的发展形成从属权利要求的主题。
为了现在能够获得用于以廉价方式并且省时方式成型塑料材料预制件的设备，因而提供设备向待吹塑成型的不同容器(具体地，塑料材料预制件)的具体不同转换，本发明特别利用使用第二驱动装置的构思，第二驱动装置设计成电动线性驱动器的形式并设置且提供成以便相对于成型部沿提升方向移动基部。
因此，换句话说，用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备包括第二电驱动装置。
因此，具体地，已认识到，电动线性驱动器的使用不仅原理上表现为以特别简单结构方式设计的驱动装置，而且，还可以以特别可靠的方式使用该类型的电动线性驱动器用以在提升方向上驱动基部。
以此方式，完全省去用于基部移动的例如气动(线性)驱动器，以及/或机械引导凸轮等用于基部的不同于电动线性驱动器的驱动器。具体地，仅基部还可以借助电动驱动器(例如本文描述的电动线性驱动器)被驱动，在该情况下，与第二驱动装置相反，第一驱动装置可以为包括用以打开及关闭成型部的机械引导凸轮的装置。
然而，作为对此的替代方案，第一驱动装置又能够成为与第二驱动装置相同方式的电动驱动器。本发明的关键特征在于，在任何情况下，至少第二驱动装置设计成上述的电动线性驱动器的形式。
通过此处描述的电动线性驱动器，基部实际上可以通过施加电能以特别简单并受控的方式在线性驱动器内或上相对于成型部升高或降低。如果能够以免于用耦合和/或齿轮减速进行微调的方式实施各种部件相对于彼此的锁定，则线性驱动器实际上具有原理上的决定性优势。
根据至少一个实施方式，用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备包括至少一个吹塑模具，吹塑模具依次包括第一成型部和第二成型部，第一成型部和第二成型部能够借助第一驱动装置相对于彼此在关闭状态和打开状态之间移动，吹塑模具包括基部，基部能够相对于成型部沿平行于成型部的纵向轴线延伸的提升方向移动，以便在关闭状态下沿提升方向关闭空腔，塑料材料预制件能够在空腔内直接受到气体介质的压力作用。因此，“提升方向”优选为与两个成型部的主要延伸方向平行的方向。
根据至少一个实施方式，第二驱动装置至少包括一个定子和一个转子，定子以相对于成型部的共同旋转轴线固定的方式定位，转子能够沿定子和/或在定子内被输送，基部以可释放或不可释放的方式，特别是以浮动安装的形式定位在转子的面向成型部的一端上。
在“浮动安装”的情况下，例如在每侧沿一方向(优选沿提升方向)仅吸收轴向力。然而，在常规接合安装的情况下，对在操作温度的吹塑模具的状态而言目标为零间隙或预压力，在浮动安装的情况下，有意识并潜在性地接受取决于轴承的尺寸而存在的绕沿平行于提升方向的轴线的一定程度的轴向间隙，例如，十分之几毫米。
因此，在此安装方式的情况下省去了狭窄的轴向引导件。在此方面，在安装基部以及将基部应用于转子的期间，可以不必像接合安装的情况下那样需要仔细设置轴向间隙。因此，以如此方式设置公差：即使在特别不利的热条件(特别地，快速加热和/或冷却)下，转子和基部之间的支承也不会轴向张紧。换句话说，此类型的浮动安装确保基部与转子之间的支承免于机械张力。
根据至少一个实施方式，转子能够沿定子和/或在定子内以往复方式持续移动。换句话说，因此，上述线性驱动器不仅允许以特别简单也特别直接和低摩擦的方式相对于成型部调节基部，而且，另外在至少一个实施方式中，通过转子的持续往复运动量确保基部相对于成型部的更广泛的微调。
根据至少一个实施方式，定子是固定的，而同时转子直接连接至基板且移动。在该情况下，定子可以以可释放或不可释放方式设置在被设置成固定的保持构件上(在此情况下，保持至少是间接的)，并且保持构件以同样方式用于第二驱动装置。在上下文“至少是间接的”意味着：或者保持构件直接连接至第二驱动装置，或者另一方面，至少一个或更多个连接元件附接在保持构件与第二驱动装置之间。在该方面，在第二驱动装置直接设置在保持构件的情况下，第二驱动装置和保持构件彼此直接接触，而在仅间接设置的情况下，保持装置与第二驱动装置之间不存在直接接触。在该情况下，“固定”指的是如下事实：尽管保持构件可以例如沿输送路径被连带地输送，保持构件也不能更改其相对于成型部的共同旋转轴线的位置，即使在保持构件沿此输送路径进一步输送期间，亦是如此。
保持构件用于以简单固定方式定位定子，并且也特别用于以可靠方式相对于成型部引导转子。因此，在各个吹塑模具沿输送路径进行输送期间，通过保持构件防止了基部以下述方式切换位置：使得在吹塑模具的关闭状态，前述基部不再可以与成型部以压力密闭方式形成上述的空腔。
根据至少一个实施方式，至少一个输送元件设置成与转子相邻，以能够沿提升方向以可移置方式移动，或者，至少一个输送元件沿保持构件设计，在此情况下，输送元件特别的仅是用于在提升方向上沿基部进行引导的引导件。换句话说，本文描述的引导元件不用于驱动基部，而仅用于基部沿其方向相对于两个成型部被引导的移动。具体地，引导元件可以免于与驱动装置接合。这可以意味：此处描述的引导元件形成滑动支承的至少一部分。因此，换句话说，根据本发明，仅转子被本文描述的电动线性马达电驱动。
根据至少一个实施方式，基部以可释放或不可释放的方式(特别是以浮动安装的形式)附加地定位在引导元件的面向成型部的一端上。在该情况下，因此，基部能够在每种情况下通过浮动安装的形式单独安装在转子和引导元件两者上。
此外，用于成型的设备能够包括至少两个此类型的引导元件，这些引导元件可以沿横向方向(即，沿与提升方向成直角的方向)设置在定子或转子的两侧上。
根据至少一个实施方式，转子和/或引导元件为或设计成杆的形式，在此情况下，至少引导元件能够沿提升方向上被引导至完全通过保持构件。
根据至少一个实施方式，基部的控制以取决于成型部的控制的方式操纵。在该方面，本文描述的用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备可以包括至少一个单独的基部控制装置、以及单独的成型部控制器，这两个控制装置通过例如控制单元彼此进行数据通信。因此，在该方面，成型部的关闭运动和打开运动都可以在移动方面与基部沿提升方向的移动同步。
然而，作为对此的替代方案，基部的控制装置和成型部的控制装置还能够在每个情况下以用户定义且彼此独立的方式控制各自的运动。
在另一个实施方式中，基部提升的控制也可以通过吹塑成型站的控制装置进行操纵，因此，所述设备利用单个控制装置管控每个吹塑成型站，以便能够控制成型部和基部两者。
具体地，每个吹塑成型站台可以设置一个用于控制基部的控制单元。
根据至少一个实施方式，设备包括能量储存装置，在能量储存装置中，由基部在远离成型部的方向上的运动释放的机械能和/或电能能够至少部分地存储，此机械能和/或电能能够通过能量储存装置又供给至驱动装置，以便产生基部沿成型部的方向的提升运动。
换句话说，通过本文描述的能量储存器以特别简单的方式实施能量回收，使得电动线性马达在需要供给额外能量的情况下仅通过本文描述的能量储存装置需要供应大幅减少的能量。
附加地，本发明涉及一种用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的方法。在该情况下，上述设备所公开的所有特征以与本文描述的方法所公开的特征相同的方式公开，反之亦然。
根据至少一个实施方式，本文描述的用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的方法包括：至少一个吹塑模具，吹塑模具依次包括第一成型部和第二成型部，第一成型部和第二成型部借助第一驱动装置从打开状态移动至关闭状态，吹塑模具包括基部，基部相对于成型部沿平行于成型部的纵轴延伸的提升方向移动，以便在关闭状态沿提升方向关闭空腔，塑料材料预制件能够在空腔内直接受到气体介质的作用。
根据本发明，在此情况下，通过至少一个第二驱动装置相对于成型部沿提升方向移动基部，至少一个第二驱动装置设计成电动线性马达的形式。
在该情况下，本文所描述的方法具有与上述设备描述的相同的优势设计和优点。
附图说明
参照实施方式和对应的附图对本文所描述的设备和本文所描述的方法进行更详细地说明。在附图中：
图1为本文所描述的用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备的实施方式的示意性平面图；
图2为本文所描述的吹塑成型模块的实施方式的示意性侧视图；
图3A至图3C为由本文所描述的电动线性马达的实施方式驱动的基部的各种状态的示意性侧视图。
附图标记清单
1设备
2吹塑模具
4、6成型部
5驱动装置
7基部
8第二驱动装置
9保持装置
10能量储存装置
12加热模块
13吹塑成型模块
80定子
81转子
81A转子的端部
82引导元件
100提升方向
1000吹塑成型模块的旋转轴线
121加热设备
A入口
S1、S2、S3输送星轮
T输送方向
L横向方向
具体实施方式
在实施方式中，相同部件或以相同方式作用的部件的标记在每种情况下提供相同的附图标记。示出的元件不应认为是真实比例，而是各个元件可以放大地示出以加强理解。
在图1中，通过示意性平面图的方式示出了本文所描述的用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备1的实施方式。如可以从图1不难看到，设备1包括：首先是加热模块12，以及吹塑成型模块13。因此，首先，塑料材料预制件输送至入口A，并且塑料材料预制件被输送星轮S1接收以便被输送通过加热设备121。因此，在被输送通过的同时，塑料材料预制件达到能够预先设定的预加热温度。在沿输送方向T穿过加热设备121后，塑料材料预制件随后通过另外的输送星轮S2、S3转移至例如在每个情况下明确分配给塑料材料预制件的吹塑模具2。以此方式，塑料材料预制件在吹塑模具2内被吹塑成型为完工的容器。
如图2所示，以示意性侧视图示出图1中所示的吹塑成型模块13。在每种情况下，吹塑模具2示出为在吹塑模块13处布置在旋转轴线1000的左侧和右侧，并且吹塑模具2为吹塑成型站的一部分。再者，明显的是，各个吹塑成型站中的每一者包括成型部4、6，这些成型部4、6能够借助驱动装置5相对于彼此在关闭状态与打开状态之间移动。基部7能够相对于成型部4、6沿提升方向100移动，提升方向100平行于成型部4、6的纵向轴线延伸，并且优选地平行于整个吹塑成型站的旋转轴线。具体地，基部7相对于成型部4、6沿提升方向100的移动通过第二驱动装置8实施，根据本发明，第二驱动装置8设计成电动线性驱动器的形式。
该电动线性驱动器形式的第二驱动装置8的更精确的设计在图3A至图3C的示意性侧视图中更加明显。
实际上明显的是，第二驱动装置8包括：定子80和转子81，定子80以相对于成型部4、6的共同旋转轴线固定的方式定位，转子81能够沿定子80并在定子80内输送，基部7特别地通过浮动安装的方式定位在转子的面向成型部4、6的端部81A上。在此情况下，图3A至图3C中实现的转子81在定子80内的持续滑动安装通过将转子81设计成杆形式的元件来实现。实际上，转子81沿提升方向100完全穿过定子80，定子80可以具体设计为金属套管的形式。因此，定子80的主要延伸方向和转子81的主要延伸方向在每个情况下平行于提升方向100。定向成平行于转子81的引导元件82在每种情况下布置在定子80的两侧上，继而也在转子81的沿横向L的两侧上。换句话说，引导元件82的主要延伸方向与定子80和转子81两者的主要延伸方向以相同的方式再次彼此平行。附加地，因此，两个引导元件82通过浮动安装的方式连接至基部7。因此，基部7的主要延伸方向优选地与上述的杆形元件的主要延伸方向成直角。
如可以从图3A中不难看出，基部7定位在下端位置处。因此，基部7的这种下端位置也对应于完全打开的吹塑模具2。换句话说，成型部4、6和基部7完全移出彼此。
然而，在图3B中，基部7沿两个成型部4、6的方向上的集中已经开始，使得在图3B中基部7已经沿提升方向100被提升。因此，同样明显的是，在每种情况下设置在保持构件9内的两个引导元件82和转子81沿提升移动的方向100提升，并也通过保持构件9本身沿提升方向100被引导，使得可以通过转子81的和两个引导元件82两者的滑动支承轻易到达上端位置。因此，在上端位置(参见图3C)，基部7和被放在一起的模具4、6形成气密空腔，预先插入的塑料材料预制件在所述气密空腔内可以被吹塑成型以形成容器。
本发明并不局限于仅参照实施方式的描述。实际上，本发明包括任何新颖性特征和任何特征的组合，具体地包括权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或该组合特征并没有在权利要求或实施方式中明确指示。

Claims (12)

1.一种用于将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的设备(1)，所述设备包括至少一个吹塑模具(2)，其中，所述吹塑模具(2)包括第一成型部(4)和第二成型部(6)，其中所述第一成型部(4)和所述第二成型部(6)能够借助第一驱动装置(5)相对于彼此在关闭状态和打开状态之间移动，并且，其中所述吹塑模具(2)包括基部(7)，所述基部(7)能够相对于所述成型部(4、6)沿平行于所述成型部(4、6)的纵向轴线延伸的提升方向(100)移动，以便在所述关闭状态下沿所述提升方向(100)关闭空腔，并且，其中塑料材料预制件能够在所述空腔内直接受到气体介质的压力作用，其特征在于，包括至少一个第二驱动装置(8)，所述至少一个第二驱动装置(8)设计成电动线性驱动器的形式，并且所述至少一个第二驱动装置(8)装配并设置成相对于所述成型部(4、6)沿所述提升方向(100)移动所述基部(7)。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述第二驱动装置(8)至少包括一个定子(80)和一个转子(81)，所述定子(80)以相对于所述成型部(4、6)的共同旋转轴线固定的方式定位，所述转子(81)能够沿着所述定子(80)和/或在所述定子(80)内被输送，其中，所述基部(7)以可释放或不可释放的方式特别是以浮动安装的形式定位在所述转子的面向所述成型部(4、6)的一端(81A)上。
3.根据权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，所述转子(81)能够沿所述定子(80)和/或在所述定子(80)内以往复方式持续移动。
4.根据权利要求2或3所述的设备(1)，其特征在于，所述定子(80)是固定的，同时所述转子(81)直接连接至所述基板(7)且移动。
5.根据权利要求2至4中至少一项所述的设备(1)，其特征在于，至少一个引导元件(82)设置成与所述转子(81)相邻，以能够沿所述提升方向(100)在保持构件(9)内或沿保持构件(9)以可移置的方式移动，其中所述引导元件(82)特别地仅是用于在所述提升方向(100)上沿所述基部(7)进行引导的引导件。
6.根据前一项权利要求所述的设备(1)，其特征在于，所述基部(7)以可释放或不可释放的方式，特别是以浮动安装的形式，附加地定位在所述引导元件的面向所述成型部(4、6)的一端上。
7.根据权利要求5或6所述的设备(1)，其特征在于，所述引导元件(82)设置成与所述定子(80)和/或所述转子(81)侧向相邻以能够沿所述提升方向(100)以可移置的方式移动。
8.根据权利要求5至7中至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述转子(81)和/或所述引导元件(82)为/或设计成杆的形式，其中至少所述引导元件(82)能够沿所述提升方向(100)被引导至完全通过所述保持构件(9)。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述基部(7)的控制以取决于所述成型部(4、6)的控制的方式操纵。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(1)，其特征在于，对每个吹塑成型站设置一个用于控制所述基部(7)的控制单元。
11.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，包括能量储存装置(10)，在所述能量储存装置(10)中，由所述基部(7)在远离所述成型部(4、6)的方向上的运动释放的机械能和/或电能能够存储至少一段时间，所述机械能和/或电能能够通过所述能量储存装置(10)再次供给至所述驱动装置(8)，以便产生所述基部(7)沿所述成型部(4、6)的方向的提升运动。
12.一种将塑料材料预制件成型为塑料材料容器的方法，利用至少一个吹塑模具(2)进行成型，其中，所述吹塑模具包括：第一成型部(4)和第二成型部(6)，所述第一成型部(4)和所述第二成型部(6)借助第一驱动装置(5)从打开状态移动至关闭状态，并且，其中所述吹塑模具(2)包括基部(7)，所述基部(7)相对于所述成型部(4、6)沿平行于所述成型部(4、6)的纵向轴线延伸的提升方向(100)移动，以便在所述关闭状态下沿所述提升方向(100)关闭空腔，并且，其中塑料材料预制件在所述空腔内直接受到气体介质的压力作用，其特征在于，包括至少一个第二驱动装置(8)，所述至少一个第二驱动装置(8)设计成电动线性驱动器的形式，并且所述至少一个第二驱动装置(8)相对于所述成型部(4、6)沿所述提升方向(100)移动所述基部(7)。
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