CN105365202A - 用于吹塑成形容器的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于吹塑成形容器的方法和装置，该方法和该装置用于由事先在加热段的区域中被加热的用热塑性材料制成的预成形坯吹塑成形容器。预成形坯在它们被加热之后传送给一个吹塑装置，在该吹塑装置中预成形坯通过吹塑压力的作用在吹塑模具内部成形为容器。吹塑模具各由至少两个吹塑模具段组成。预成形坯与吹塑模具一起至少沿着一个旋转的吹塑轮的回转路径的一部分被输送。吹塑模具段的分隔面至少在吹塑站的打开状态中在吹塑轮的旋转方向上相对于吹塑轮的径向方向以一个倾角倾斜向前指向地定位。吹塑站的这种定位至少暂时地在实施传送过程期间进行。

Description

用于吹塑成形容器的方法和装置
本申请是申请日为2006年7月17日、申请号为200680026920.4、发明名称为“用于吹塑成形容器的方法和装置”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于吹塑成形容器的方法，在该方法中，用热塑性材料制成的预成形坯在一个加热段的区域中被加热并且接着传送给一个吹塑装置，在该吹塑装置中预成形坯通过吹塑压力的作用在由至少两个吹塑模具段组成的吹塑模具内部成形为容器，在该方法中，预成形坯与吹塑模具一起至少沿着一个旋转的吹塑轮的回转路径的一部分被输送。
此外，本发明涉及一种用于吹塑成形容器的装置，该装置具有一个用于加热用热塑性材料制成的预成形坯的加热段并且该装置设置有一个吹塑装置，该吹塑装置具有至少一个设置在吹塑轮上的用于使预成形坯成形为容器的吹塑站，在该装置中，所述吹塑站设置有模具承载件，这些模具承载件各保持吹塑模具段。
背景技术
在这样通过吹塑压力作用来成形容器时，用热塑性材料制成的预成形坯、例如用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的预成形坯在吹塑机内部供应给不同的处理站。这种吹塑机典型地具有一个加热装置以及一个吹塑装置，在该吹塑装置的区域中事先调节温度的预成形坯通过双轴定向膨胀成容器。该膨胀借助于导入到待膨胀的预成形坯中的压力空气来进行。DE-OS4340291中描述了在预成形坯这样膨胀时在方法技术上的过程。
DE-OS4212583中描述了用于成形容器的吹塑站的基本结构。DE-OS2352926中描述了用于调节预成形坯的温度的可能性。
在用于吹塑成形的装置内部，预成形坯以及已被吹塑的容器可借助于不同的传递装置输送。尤其是使用输送棒经受住了考验，预成形坯套在这些输送棒上。但预成形坯也可用其它承载装置来传递。使用用来传递预成形坯的夹钳以及使用可插入到预成形坯的嘴部区域中以便保持的卡紧棒也属于可供使用的结构。
预成形坯的已经描述的传递一方面在所谓的双级方法中进行，在这种双级方法中预成形坯首先以压注方法制造，接着临时储存并且随后才在它们的温度调节方面进行调整以及吹塑成容器。另一方面在所谓的单级方法中进行应用，在这种单级方法中预成形坯直接在它们以压注技术制造和充分硬化之后被合适地调节温度并且接着被吹塑成形。
在所使用的吹塑站方面已经公知了不同的实施形式。在设置在旋转的输送轮上的吹塑站中经常遇到模具承载件的书本式的可翻开性。但也可使用可彼此相对移动的或用其它方式导向的模具承载件。在尤其适用于接收多个用于成形容器的模腔的位置固定的吹塑站中，典型地使用彼此平行设置的盘作为模具承载件。
对吹塑机工作能力的与日俱增的要求导致使用具有相对大的数量的吹塑站的吹塑轮以及吹塑轮相对快速地旋转。吹塑站的数量大导致吹塑轮的直径大并且转速高导致由于运动质量的动能而制动和加速力强。
为了减小这些不利的效应，已经提出，以吹塑站的紧凑布置来设计吹塑轮。DE-OS19948474中描述了多个结构变型方案。但迄今仍不能找到在机械基本结构简单的同时可实现吹塑轮的改进的紧凑性的结构。
DE-OS10346089.6中描述了吹塑站在一个旋转的吹塑轮上的布置，在该布置中，吹塑模具段的分隔面逆着吹塑轮的运动方向倾斜向后定向。为了实施输入和输出过程使两个吹塑模具段摆动并且由此可实现对吹塑站内部的接近。
发明内容
本发明的任务在于，这样改进开头所述类型的方法，使得吹塑机的运动学过程的优化得到支持。
该任务根据本发明这样来解决：吹塑模具段的分隔面至少在吹塑站的打开状态中在吹塑轮的旋转方向上相对于吹塑轮的径向方向以一个倾角倾斜向前指向地至少暂时地在实施传送过程期间在吹塑轮的周向方向上运动。
本发明的另一个任务在于，这样设计开头所述类型的装置，使得在改善旋转质量的分布的情况下提供吹塑轮的紧凑且价格便宜的结构。
该任务根据本发明这样来解决：吹塑模具段的至少一个分隔面至少在吹塑站的打开状态中在吹塑轮的旋转方向上相对于吹塑轮的径向方向以一个倾角倾斜向前指向地设置。
以分隔面在吹塑轮的旋转方向上倾斜向前指向地设置吹塑站意味着，分隔面的以吹塑轮的中部为参考处于外部的部分在吹塑轮的运动方向上相对于分隔面的以吹塑轮的中央为参考较靠内部的部分在前行进地设置。这种设置虽然导致在实施输入和输出过程时运动学过程复杂，但两个吹塑站之间的距离可相对于现有技术显著减小，因为吹塑模具段不侧向摆动，而是实施具有径向分量的摆动运动。尤其是相对于另一个吹塑模具段较靠内部的吹塑模具段可在朝吹塑轮的中央的方向上摆动。
由于分隔面的倾斜位置在实施输入和输出过程时原理上的传递缺点很大程度上又这样来补偿：分隔面的倾斜度从外部观察在吹塑轮的运动方向上向前指向。在此已经考虑到，相对小的预成形坯的输入由于其小的外部体积而简单并且已被吹塑的容器的输出由于其较大的外部体积而相对复杂。由于分隔面在外侧倾斜向前指向的倾斜位置，大的容器的输出由于输出运动与吹塑轮的运动方向重叠而相对于径向方向上的输出得到简化并且相对小的预成形坯的输入被复杂化。在使用例如可摆动且可伸缩的传送装置的情况下由此补偿输入和输出过程的优点和缺点，由此，吹塑轮的明显紧凑的结构的结果是不面临值得一提的总缺点。
简单的可控制性这样得到支持：吹塑模具段的彼此相对夹紧通过一个气动的夹紧装置来提供。
为了在实施预成形坯的输入以及容器的取出时支持简单的运动学过程而提出，吹塑站以吹塑模具段的分隔面这样设置，使得分隔面在吹塑站的闭合状态中相对于吹塑轮的径向参考面倾斜地定位。
尤其是在材料传递中被证实有利的是，固定地与吹塑轮相连接的模具承载件相对于径向参考面倾斜地设置。
一个优选的实施形式这样来提供：可运动的吹塑模具段的转动轴基本上垂直地设置。
简单的材料回转也这样得到支持：吹塑站被构造用于接收以它们的嘴部区段在垂直方向上向上定向的预成形坯。
但此外也可以是，吹塑站被构造用于接收以它们的嘴部区段在垂直方向上向下定向的预成形坯。
整个结构的高的模块性可这样来实现：沿着吹塑轮的外圆周交替地定位固定地与吹塑轮相连接的模具承载件以及可相对于吹塑轮运动地设置的模具承载件。
在可接近性良好的情况下紧凑的构型可这样来实现：在吹塑轮的径向方向上布置在较靠外部的吹塑模具段相对于吹塑轮不可运动地由吹塑轮输送。
有助于结构稳定的是：至少一个吹塑模具段的定位在使用肘形杆的情况下来实施。
紧凑的构型与良好的可接近性之间的良好的折衷方案这样来提供：所述倾角在吹塑站的闭合状态中在相对于径向参考面10至40度的角度范围内定位。
尤其考虑的是，所述倾角相对于径向参考面以约20至30度的倾斜位置定位。
被证实特别有利的是，所述倾角相对于径向参考面以约25度的倾斜位置定位。
附图说明
附图中示意性地示出了本发明的实施例。附图表示：
图1用于用预成形坯制造容器的吹塑站的立体视图，
图2吹塑模具的纵剖面，在该吹塑模具中使预成形坯拉伸和膨胀，
图3用于说明用来吹塑成形容器的装置的基本结构的草图，
图4具有增大的热容的变型的加热段，
图5具有多个彼此并排地设置的吹塑站的吹塑轮在完全闭合的状态中的部分俯视图，
图6在吹塑站完全打开之后根据图5的布置。
具体实施方式
图1和图2中示出了用于使预成形坯1成形为容器2的装置的原理结构。
用于成形容器2的装置基本上由一个设置有吹塑模具4的吹塑站3组成，预成形坯1可嵌入到该吹塑模具中。预成形坯1可以是用聚对苯二甲酸乙二醇酯压注的件。为了可使预成形坯1嵌入到吹塑模具4中以及为了可取出制作好的容器2，吹塑模具4由一些模具半部5、6和一个可由升降装置8定位的底部件7组成。预成形坯1可在吹塑站3的区域中由一个输送棒9保持，该输送棒与预成形坯1一起在该装置内部穿过多个处理站。但也可例如通过钳或其它操作装置使预成形坯1直接嵌入到吹塑模具4中。
为了可导入压力空气，在输送棒9下方设置有一个连接活塞10，该连接活塞给预成形坯1供应压力空气并且同时相对于输送棒9进行密封。但在变型的结构中原则上也可考虑使用固定的压力空气导入管路。
预成形坯1的拉伸借助于一个由缸12定位的拉伸杆11进行。但原则上也可考虑通过一些由滚子(Abgriffrolle)加载的凸轮段来进行拉伸杆11的机械定位。使用凸轮段尤其是当在一个旋转的吹塑轮上设置多个吹塑站3时是符合目的的。当设置一些位置固定地布置的吹塑站3时，使用缸12是符合目的的。
在图1中所示的实施形式中，拉伸系统这样构造，使得提供两个缸12的串联布置。由一个初级缸13使拉伸杆11首先在真正的拉伸过程开始之前移动直到预成形坯1的底部14的区域中。在真正的拉伸过程期间，初级缸13连同移出的拉伸杆与一个承载初级缸13的滑座15共同由一个次级缸16或通过一个曲线(凸轮)控制装置定位。尤其考虑的是，这样被曲线控制地使用次级缸16，使得由一个在实施拉伸过程期间沿着一个曲线(凸轮)轨滑动的导向滚子17预给定当前的拉伸位置。导向滚子17由次级缸16压在导向轨上。滑座15沿着两个导向元件18滑动。
在设置在承载件19、20的区域中的模具半部5、6闭合之后，承载件19、20的彼此相对锁止借助一个锁止装置40进行。
为了适配预成形坯1的嘴部区段21的不同形状，根据图2提出在吹塑模具4的区域中使用独立的螺纹嵌件22。
除了已被吹塑的容器2，图2还用虚线描绘了预成形坯1并且示意性地示出了一个正在成长的容器泡23。
图3示出了一个吹塑机的基本结构，该吹塑机设置有一个加热段24以及一个旋转的吹塑轮25。从一个预成形坯输入装置26起，预成形坯1由传送轮27、28、29输送到加热段24的区域中。沿着加热段24设置有一些热辐射器30以及鼓风机31，以便加热预成形坯1。在足够加热预成形坯1之后这些预成形坯被传送给吹塑轮25，吹塑站3设置在该吹塑轮的区域中。完成吹塑成形的容器2由另外的传送轮供应给输出段32。
为了可使预成形坯1这样成形为容器2，使得容器2具有保证填充在容器2内部的食品、尤其是饮料具有长期的可用性的材料特性，在加热和定向预成形坯1时必须遵循专门的方法步骤。此外，通过遵循专门的尺寸确定规范可获得有利的效果。
作为热塑性材料可使用不同的塑料。例如可使用PET、PEN或PP。
在定向过程期间预成形坯1的膨胀通过供应压力空气来进行。压力空气供应划分为预吹塑阶段和接着的主吹塑阶段，在该预吹塑阶段中气体、例如压缩空气以低的压力水平供应，在该主吹塑阶段中气体以较高的压力水平供应。在预吹塑阶段期间典型地使用具有处于10bar至25bar区间内的压力的压力空气，在主吹塑阶段期间供应具有处于25bar至40bar区间内的压力的压力空气。
从图3也可看出，在所示的实施形式中加热段24由多个环行的输送元件33构成，这些输送元件彼此链式排列并且沿着一些转向轮34被导向。尤其考虑的是，通过链式的布置展开一个基本上矩形的基本轮廓。在所示的实施形式中，在加热段24的朝向传送轮29和输入轮35的延展区域中使用一个单个的尺寸确定得相对大的转向轮34并且在相邻的转向部的区域中使用两个尺寸确定得相对小的转向轮36。但原则上也可考虑其它任意的导向装置。
为了可彼此相对尽可能紧密地布置传送轮29和输入轮35，所示的布置被证实是尤其符合目的的，因为三个转向轮34、36定位在加热段24的相应的延展区域中，更确切地说分别是较小的转向轮36定位在向加热段24的直线延伸部分过渡的区域中并且较大的转向轮34定位在与传送轮29和输入轮35的直接的传送区域中。作为使用链式的输送元件33的替换方案，例如也可使用旋转的加热轮。
在容器2完成吹塑之后，这些容器由取出轮37从吹塑站3的区域导出并且通过传送轮28和输出轮38输送到输出段32。
在图4中所示的变型的加热段24中可通过更多数量的热辐射器30每单位时间加热更多量的预成形坯1。鼓风机31在此将冷却空气导入到冷却空气通道39的区域中，这些冷却空气通道分别位于对应配置的热辐射器30的对面并且通过流出口排出冷却空气。通过这样设置流出方向实现了冷却空气的基本上横向于预成形坯1的输送方向的流动方向。冷却空气通道39可在位于热辐射器30对面的表面的区域中提供用于热辐射的反射体，也可通过排出的冷却空气来实现热辐射器30的冷却。
根据图5中的实施形式，沿着吹塑轮25的圆周设置有多个吹塑站3。模具半部5可相对于转动轴56摆动地设置并且模具半部6与吹塑轮25刚性地相连接。吹塑站3的分隔面41相对于吹塑轮25的径向参考面42倾斜一个倾角43。
根据图5中的实施形式，吹塑模具由外部的模具壳44、45以及内部的模具壳57、58组成，所述内部的模具壳设置有待制造的容器2的轮廓。外部的模具壳44、45具有温度调节介质通道46，以便根据应用来加热或冷却吹塑模具4。
根据吹塑站3的在图6中所示的具有最大开口的工作状态，一个吹塑站3的模具承载件19与相邻的吹塑站3的模具承载件20邻接或以小的距离相对于各相邻的模具承载件布置。为了实施可摆动的模具承载件19的定位运动使用一个定位装置47，该定位装置优选可被曲线(凸轮)控制地操作。图5和图6中未示出的曲线控制装置在此通过一个控制轴48与铰接杆49相连接，该铰接杆通过摆动铰链50与控制杆51相耦合。控制杆51通过摆动铰链52与支撑杆53相耦合。
回到吹塑站3的在图5中所示的闭合工作状态可看到，控制杆51的中心线基本上延伸通过摆动铰链52和摆动铰链50的中点。由此可用简单的方式承受在模具承载件19、20彼此相对夹紧时的力。
模具承载件19、20的相对夹紧例如可在使用压力装置54的情况下实施，该压力装置根据一个实施例可由气动的压力介质加载。压力装置54在此设置在模具承载件20与外部的模具壳45之间。在吹塑站3的闭合状态中，在压力装置54的压力加载下外部的模具壳45被压离承载件20并且由此使得内部的模具壳57、58彼此相对夹紧。夹紧力在此至少如膨胀力那样大，这种膨胀力在吹塑成形容器2时作用在内部的模具壳57、58上。
根据另一个实施形式也考虑，杆51、53构造成具有所谓过死点位置的肘形杆。在这种实施形式中设置有一个用于杆51、53的附加的侧面的止挡，杆51、53在压力加载时压在该止挡上。这种实施形式使得该系统在压力加载时自闭锁并且即使在出现制造公差的情况下也可靠地避免可导致吹塑站3不期望地打开的力。
倾角43的尺寸确定优选在5至45度的范围内进行，更优选在15至30度的范围内进行。由于模具承载件19、20中的一个在很大程度上可向内指向地摆动，约20度的倾角43被证实是预成形坯1和容器2的传递与吹塑轮25的尽可能大的紧凑性之间的最佳折衷。
根据吹塑站3的在图6中所示的打开的定位，铰接杆49已摆动并且由此也引起控制杆51以及由此模具承载件19的摆动。模具承载件19由此在朝吹塑轮25的内部空间的方向上摆动经过相邻的吹塑站3的不可运动的模具承载件20。
图6也再次说明，吹塑站3相对于吹塑轮25的转动方向55向前指向地打开。由此支持被吹塑的容器2的取出过程的开头已经描述的优化。
作为具有不可相对于吹塑轮25运动的外部的模具承载件20的吹塑站3的在这些实施例中描述的布置的替换方案，也可将外部的模具承载件20布置得可运动并且将内部的模具承载件19布置得不可运动。由此改善吹塑站3的内部空间的可接近性，但机械操作元件的布置较费事。
根据另一个实施形式，也可在实施打开运动和/或闭合运动之前或期间使整个吹塑站1摆动，以便获得可接近性和紧凑性的最佳。根据另一个实施形式变型方案，也可将不可摆动的被支承的模具承载件20布置得可移动，以便简化装载和卸载的实施。
上面描述的所有实施形式可用于使预成形坯在吹塑技术上或者以它们的嘴部区段21在垂直方向上向上定向地或者以它们的嘴部区段21在垂直方向上向下定向地成形为容器2。所述的根据本发明的变型方案也可与用于预成形坯1的所描述的所有加热装置组合。

Claims (21)

1.用于吹塑成形容器(2)的方法，在该方法中，用热塑性材料制成的预成形坯(1)在加热段(24)的区域中被加热并且接着传送给吹塑装置，在该吹塑装置中预成形坯通过吹塑压力的作用在吹塑模具(4)内部成形以形成容器(2)，所述吹塑模具(4)由至少两个吹塑模具段组成，并且在该方法中，预成形坯(1)与吹塑模具(4)一起至少沿着旋转的吹塑成形轮(25)的回转路径的一部分被输送，其特征在于：
-至少在吹塑站(3)的打开状态中，这些吹塑模具段的分隔面(41)至少在传送操作进行中的特定时间期间在该吹塑成形轮的周向方向上相对于该吹塑成形轮(25)的径向参考面(42)运动，同时在吹塑成形轮(25)的旋转方向(55)上倾斜地向前指向，其通过以下方式实现，即，在吹塑站(3)的闭合状态中，倾角(43)在相对于径向参考面(42)5至45度的角度范围内定位，并且所述吹塑模具段的模具承载件以不可运动的方式与吹塑成形轮(25)相连接并且被吹塑成形轮(25)输送，所述吹塑模具段相对于吹塑成形轮(25)较靠外部地设置。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：至少一个吹塑模具段绕一个垂直的转动轴(40)摆动。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：这些吹塑模具段在所述吹塑站的闭合的定位中以分隔面(41)相对于该吹塑成形轮(25)的径向参考面(42)倾斜地设置。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于：这些吹塑模具段的彼此相对夹紧通过一个气动的夹紧装置来提供。
5.根据权利要求1至4中的任一项的方法，其特征在于：这些吹塑模具段中的至少一个的定位通过使用铰接杆来实施。
6.根据权利要求1至5中的任一项的方法，其特征在于：预成形坯(1)以它们的嘴部在垂直方向上面向上方地嵌入到所述吹塑站(3)中。
7.根据权利要求1至5中的任一项的方法，其特征在于：预成形坯(1)以它们的嘴部在垂直方向上面向下方地嵌入到所述吹塑站(3)中。
8.根据权利要求1至7中的任一项的方法，其特征在于：所述至少一个吹塑模具段的定位通过使用肘形杆来实施。
9.根据权利要求1至8中的任一项的方法，其特征在于：该倾角相对于径向参考面(42)以约15至30度的倾斜位置定位。
10.根据权利要求1至9中的任一项的方法，其特征在于：该倾角相对于径向参考面(42)以约20度的倾斜位置定位。
11.用于吹塑成形容器(2)的装置，该装置具有用于加热用热塑性材料制成的预成形坯的加热段(24)并且该装置设置有吹塑装置，该吹塑装置具有至少一个设置在吹塑成形轮(25)上的用于使预成形坯(1)成形以形成容器(2)的吹塑站(3)，在该装置中，所述吹塑站(3)设置有模具承载件(19、20)，这些模具承载件(19、20)各保持吹塑模具段，并且在该装置中，第一模具承载件可相对于第二模具承载件绕转动轴运动地设置，其特征在于：至少在所述吹塑站(3)的打开状态中，这些吹塑模具段的分隔面(41)在沿着吹塑成形轮(25)的旋转方向(55)倾斜地向前指向的同时相对于吹塑成形轮(25)的径向参考面(42)被设置，以使得在吹塑站(3)的闭合状态中，倾角(43)具有处于5度至45度的区间内的值，固定地与该吹塑成形轮(25)相连接的模具承载件(20)相对于径向参考面(42)倾斜地设置，并且在吹塑成形轮(25)的径向方向上较靠外部地设置的模具承载件(20)以不可运动的方式与该吹塑成形轮(25)相连接。
12.根据权利要求11的装置，其特征在于：在吹塑模具段的分隔面(41)的闭合状态中，所述吹塑站(3)被设置成使得该分隔面(41)相对于该吹塑成形轮(25)的径向参考面(42)倾斜地定位。
13.根据权利要求11或12中的任一项的装置，其特征在于：可运动的吹塑模具段的转动轴(40)在基本上垂直的方向上设置。
14.根据权利要求11至13中的任一项的装置，其特征在于：用于相对于支座(58)支撑可运动的模具承载件(19)的支撑装置被形成为一个铰接杆的一部分。
15.根据权利要求11至14中的任一项的装置，其特征在于：所述吹塑站(3)被形成用于接收以它们的嘴部区段(21)在垂直方向上向上定向的预成形坯(1)。
16.根据权利要求11至14中的任一项的装置，其特征在于：所述吹塑站(3)被形成用于接收以它们的嘴部区段(21)在垂直方向上向下定向的预成形坯(1)。
17.根据权利要求11至16中的任一项的装置，其特征在于：沿着该吹塑成形轮(25)的外圆周(61)交替地定位固定地与该吹塑成形轮(25)相连接的模具承载件(20)以及相对于该吹塑成形轮(25)以可运动的方式设置的模具承载件(19)。
18.根据权利要求11至17中的任一项的装置，其特征在于：这些吹塑模具段可彼此相对夹紧地设置。
19.根据权利要求11至18中的任一项的装置，其特征在于：该铰接杆被形成为肘形杆。
20.根据权利要求11至19中的任一项的装置，其特征在于：该倾角(43)具有处于15度至30度的区间内的值。
21.根据权利要求11至19中的任一项的装置，其特征在于：该倾角(43)具有约20度或者约25度的值。
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