CN105377529B - 用于吹塑成型容器的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于吹塑成型容器的设备。由热塑性材料构成的预热的预制坯件转送到吹塑装置上的吹塑成型机内部。在吹塑装置的区域中，预制坯件通过吹塑成型借助于吹塑压力的作用来成型为容器。吹嘴密封件布置在用于吹塑成型容器的设备的区域中，所述吹嘴密封件在与支撑环接触之后首先机械地相对于支撑环被预加应力并且接着气动地被继续压紧。因此，提供了包围预制坯件的嘴部区段的接收空间，为了避免使嘴部区段变形，所述接收空间具有与预制坯件的内空间基本上相同的压力。

Description

用于吹塑成型容器的设备
技术领域
本发明涉及一种用于吹塑成型容器的设备，其包含用于将预制坯件成型为容器的吹塑站。
根据本发明的设备能够以用于吹塑成型容器的方法来应用，在所述方法中，由热塑材料构成的预制坯件在加热区被加热并且接着转送到吹塑装置上，预制坯件在所述吹塑装置中在吹塑期间通过吹塑压力作用而成型为容器。对于具有旋转的吹塑轮的吹塑机实现了一个优选的应用。
背景技术
在通过吹塑压力作用来成型容器时，由热塑材料构成的预制坯件、例如由PET(聚对苯二酸乙二醇酯)构成的预制坯件在吹塑机内部被输送给不同的加工站。所述吹塑机典型地具有加热装置以及吹塑装置，预热的预制坯件在所述吹塑装置的区域中通过双轴向地取向而扩展成容器。借助于压缩空气实现所述扩展，所述压缩空气输入到待扩展的预制坯件中。在DE-OS 43 40 291中描述了预制坯件的这种扩展的工艺流程。对在压力下存在的气体进行的这种输入也包括将压缩空气输入到扩展的容器泡壳中以及将压缩空气输入到预制坯件中以开始吹塑过程。
在DE-OS 42 12 583中描述了一种用于容器成型的吹塑站的基本结构。在DE-OS23 52 926中描述了用于加热预制坯件的可能性。DE 10 2007 009 026 A1公开了一种这种类型的用于吹塑成型容器的设备以及用于制造所述容器所需的方法。
在用于吹塑成型的设备中，预制坯件以及被吹塑的容器借助于不同的操纵装置来输送。表明有效的是使用输送杆，将预制坯件套在所述输送杆上。然而预制坯件也可以利用其他承载装置来操纵。使用夹钳以操纵预制坯件并且使用支撑杆同样属于有效的构型，所述支撑杆为了固定被插入预制坯件的嘴部区域中。
例如在DE-OS 199 06 438中描述了在使用转送轮的情况下在将转送轮布置在吹塑轮和输出区域之间时对容器的操纵。
一方面对预制坯件的已述的操纵以所谓的二级方法来实现，在所述二级方法中，预制坯件首先以注射成型方法来制造，接着被临时存放并且稍后关于其温度被预处理并且被吹塑成容器。另一方面，在所谓的单级方法中实现一种应用，在所述单级方法中，预制坯件直接在其注射成型技术的制造并且充分的固定之后被适当地加热并且接着被吹塑。
这意味着，预制坯件可以由刚刚加热后就被吹塑成型或者可以单独地温度预处理并且接着被吹塑成型。在DE 10 2007 009 026 A1中描述了所述关系。
关于所使用的吹塑站公知了不同的实施方式。在布置在旋转的输送轮上(圆形转子原理)的吹塑站的情况下通常实现了单元承载体的书式的可翻开性。然而也可能的是，使用相对彼此移动地或以其他方式引导的单元承载体。在位置固定的特别适用于接收多个用于容器成型的气穴的吹塑站中，典型地彼此平行地布置的板用作单元承载体。
在对预制坯件进行吹塑技术上的变形时并且由此在成型为容器时，给预制坯件的内空间施加内压力，以便进行吹塑过程。在所述吹塑成型中，以最大40bar的压力起作用。在此不期望的是，预制坯件的螺纹区域也变形，因为否则损害在封闭容器时所使用的盖子的配合精度。
为了避免这种不期望的变形已经公知的是，在外侧机械地支撑螺纹区域。此外，对预制坯件的外侧的密封公知如下，在螺纹区域的两侧存在基本上相同的压力。为此，预制坯件的螺纹区域典型地通过补偿空间围绕，所述补偿空间相对于预制坯件的支撑环被密封。因此实现了，将吹塑压力全面地施加在螺纹区域上，并且由此避免了促使变形的在螺纹区域的内表面和外表面之间的压力降。
一方面必须在相对于支撑环密封时避免损坏预制坯件的支撑环，此外必须也在存在制造公差的情况下以及在考虑所使用的构件的老化现象和取决于温度的材料延展的情况下确保可靠的密封。DE 10 2007 009 026关于所述一系列要求提出了一种设备。
接着实现了一种吹塑装置领域中的密封元件，所述密封元件相对于预制坯件的支撑环被引导，并且根据所述吹塑装置，密封元件在与支撑环接触之后首先机械地相对于支撑环被预加应力并且接着气动地被进一步预紧。
用于密封预制坯件的密封元件在围绕预制坯件的嘴部区段的补偿空间的区域中从连接元件的止挡出发朝向连接元件的导入口的方向延伸并且具有至少一个拱形区域，所述拱形区域沿着反向于连接元件的支撑面的方向延伸。
通过在使用密封元件的情况下实现的对预制坯件的嘴部区段的周围环境的密封而可能的是，在嘴部区段的外部形成压力，所述压力在吹塑技术上的变形中克服嘴部区段的变形。这通过全面地将相等的压力施加在预制坯件的嘴部区段上来实现。
对密封元件的机械的预加应力提供了足够的密封性，以便在第二方法步骤中实现气动地进一步预紧密封件。气动的预紧特别是实现了，随着增大的密封压力也增大了对密封元件的密封预紧。
在所述公知的设备中具有的缺点是，为了实现在吹塑装置内部的密封布置，吹嘴必须构造为具有大的直径。由于在将多个吹塑站以预定的间距布置在吹塑装置上的情况下要求由此导致的很大的结构空间而通常不可能的是，用于夹紧预制坯件或被吹塑的容器的夹钳结构在吹塑站的任何位置中进入预制坯件或容器的区域中。
此外，在所述公知的设备中具有的缺点是，由于气动的预紧并且由于沿着反向于连接元件的方向的延伸而存在密封元件相对于支撑密封元件的同心的在嘴部区段中的圆柱面的相对运动。
特别是由于密封元件和圆柱面存在的材料结合的静摩擦和滑动摩擦具有极大系数的事实而具有的危害是，作用到同心的密封环形面上的保留的轴向力不足以产生用于可靠地密封所需的在密封座上的表面压力。
发明内容
本发明的目的在于，改善开头所述类型的设备，在简单的结构花费和高的运行可靠性下减小吹嘴的结构空间需求并且有助于所述设备和预制坯件或容器之间可靠地密封。
根据本发明，该目的通过以下方式实现，用于密封预制坯件的密封元件在围绕预制坯件的嘴部区段的补偿空间的区域中从连接元件的止挡出发朝向连接元件的导入口的方向延伸，密封元件具有至少一个拱形区域，所述拱形区域沿着反向于连接元件的支撑面的方向延伸，并且密封元件由可在吹嘴的内部运动的支撑套筒包围。
吹嘴密封件包括具有围绕的支撑套筒的密封元件，所述密封元件和所述支撑套筒共同被预加应力并且接着气动地被进一步预紧，通过使用所述吹嘴密封件实现了，进行不仅安全地而且十分可靠地密封预制坯件。
在此，支撑套筒特别是构造为刚性的，以便可以有效地支撑密封元件。因此，基于本发明除了刚性的支撑套筒以外也可以使用柔性的密封元件，所述柔性的密封元件对于所选的特殊情况的期望的密封功能而言自身不是形状稳定的或者不是足够形状稳定的。
通过围绕密封元件的支撑套筒实现了，能够以下述结果将用于预制坯件嘴部或容器嘴部和吹嘴密封件的接收装置构造为轴向地突出于吹嘴，即实现减小的结构空间，并且夹钳能够在相邻于吹嘴的吹塑站之间进入吹嘴的每个任意的位置中。
在进行预加应力时使密封元件确定地变形通过以下方式实现，即密封元件当在拱形部的区域中预加应力期间具有拱形部的增大的变形。在此，密封元件的密封唇在端面侧上贴靠在吹嘴插件上或者支撑在所述吹嘴插件上。
简单地进行进一步地预紧通过以下方式实现，即通过吹塑气体的作用于拱形部的压力实现所述进一步的预紧，基于所述进一步的预紧使拱形部扩展。在此，根据本发明的支撑套筒有效地阻止密封元件不期望地变形或偏移运动，从而通过拱形部导入密封元件中的压力最优地实现了使吹嘴密封件进一步地预紧。
优选地，支撑套筒布置为可在吹嘴头内部轴向地移动。例如密封元件的拱形部在轴向的方向上布置在支撑套筒和吹嘴头之间，以便实现对吹嘴密封件的所述机械的和气动的预加应力或进一步预紧。
根据本发明的由密封元件和支撑套筒构成的组件特别适用于消除在布置的纵向方向上产生的公差。所述公差可以例如由预制坯件的支撑环的厚度或者由吹嘴相对于吹塑模的几何布置而产生。由密封元件和支撑套筒构成的组件从吹嘴的最大伸出通过支撑套筒和吹嘴的环绕的壁之间的机械止挡来预定。
基于密封套筒的轮廓清楚的类似于折棚截面的走向实现了弹动。所述确定的弹动的可能性有助于公差补偿能力。
特别是对于进行密封过程而言表明有利的是，拱形部内的压力将横向力转换成对密封元件预紧的纵向力。通过根据本发明的原理，由于将支撑套筒用作可在吹嘴内部运动的元件而提供了下述的可能性，通过相应的材料选择来减小静摩擦系数和滑动摩擦系数，所述静摩擦系数和滑动摩擦系数会消极地影响纵向力的值。由于将支撑套筒用作包围密封元件的构件而阻止密封元件相对于吹嘴的构件进行相对运动。有利的材料选择例如包括选择同种的材料、例如金属-金属或者塑料-塑料。
特别是提出了使用复合材料或加入到基体中的润滑材料颗粒。也可以考虑的是，使用用于密封元件和支撑套筒的不同的材料、例如塑料-金属。通常密封元件由弹性材料构成。
根据本发明的原理的其他优点是由密封元件和支撑套筒构成的组件的特性，以便实用地自动地补偿吹嘴、支撑套筒和支撑环的凸肩区域的各个元件由于公差在轴向方向上与预制坯件或容器的长度偏差。密封元件的造型及其端部侧上的拱形部也有助于更大的延伸距离。此外，通过拱形部的造型实现了拱形部的压缩，所述压缩有助于补偿长度公差。优选地，支撑套筒配备有端部侧上的凸缘，所述凸缘的凸肩与吹嘴的凸出部这样相互作用，所述凸出部限定了吹嘴密封件的轴向延伸。
通过套筒和吹嘴之间的间隙配合避免了形成反作用力、即由于变形在密封元件拱形部的外表面上所调节的压力，所述间隙配合使拱形部和外部元件之间的空腔在拱形部变形期间特别是向周围环境空间排气。
提供用于预制坯件嘴部或容器嘴部的在吹嘴内部的同心的接收空间通过用于吹嘴密封件和吹嘴插件的定心和导向元件来实现。通过同心的接收空间有助于在预制坯件的螺纹区域上均匀地分配压力。
对用于使密封元件变形的并且用于实现在预制坯件的螺纹区域上均匀地分配压力的吹塑空气的使用通过以下方式来实现，接收空间通过至少一个连接通道与连接元件的内部空间连接。
附图说明
在附图中示意性地示出根据本发明的装置。附图中：
图1示出具有用于由预制坯件吹塑成型为容器的设备的吹塑站的透视图，其中，预制坯件在阀门组上定位在预制坯件接收装置的轴向位置中，
图2示出具有用于由预制坯件吹塑成型为容器的设备的吹塑站的透视图，其中，预制坯件在吹塑过程之后在阀门组上定位在轴向位置中，并且在所述轴向位置中包含在最初状态中在吹塑过程之前的预制坯件的视图以及在吹塑过程之后产生的容器。
图3示出根据图1的情况的无预制坯件的草图，
图4示出根据本发明的设备的轴向截面A-A，所述设备具有预制坯件或容器的如图所示的嘴部，所述嘴部具有螺纹和支撑环。
具体实施方式
图1示出用于吹塑成型容器2的设备3固定在吹塑空气控制组件4上，所述吹塑空气控制组件构造为阀门组。
图2示意性地示出，被吹塑的容器2和预制坯件1分别以其嘴部6被接收在吹嘴密封件10中。
图3示出根据图1的情况的无预制坯件并且具有轴向的截面走向A-A的草图。
图4示出剖割具有根据图3的吹嘴的设备3的轴向截面A-A，所述吹嘴带有预制坯件1或容器2的示意性示出的嘴部6。在所示的实施例中，外部元件7是锁紧螺母，所述外部元件具有设置用于支撑套筒8的在轴向方向上延伸的径向的以凸出部形式的止挡凸肩21。支撑套筒8与密封元件9一起构成吹嘴密封件10。
示出一个优选的实施例，其中，吹嘴密封件10是完成装配的单元。这由支撑套筒8和密封元件9的结构上的构型通过以下方式实现，在将密封元件9和支撑套筒8彼此套到一起之后，利用卡钩11将密封元件9固定在支撑套筒8上。
密封元件9具有至少一个优选的端部侧上的拱形部12，所述拱形部具有密封唇13，所述拱形部在止挡面31上在端面侧上贴靠并且密封在吹嘴插件14上。密封元件9具有优选地同心的、定位在端面侧上的密封面29，所述密封面适用于贴靠在预制坯件1或容器2的嘴部6的支撑环30上。
支撑套筒8可以配备有端部侧上的凸缘15并且通过间隙配合16在外部元件7中被引导，从而拱形部12和外部元件7之间的空腔17在拱形部变形期间特别是向周围环境空间排气。
间隙配合16这样确定尺寸，即在施加吹塑压力时阻止对密封元件9的挤压。支撑套筒8的凸缘15以及在外部元件21上的引导这样来设计，一个共同的贴靠面限定吹嘴密封件10的轴向延伸。示出了在施加吹塑压力下的情况，从而所述面彼此贴靠。在没有吹塑压力的情况下可以存在一个间隙尺寸。
拱形部12在几何形状上构造为，在给空间25施加压力时通过扩展实现了变形，所述扩展导致密封元件9轴向地朝向导入口32的方向延伸并且由此产生作用到密封贴靠面29，30上的压紧力。
此外，密封元件9的拱形部12构造为，所述拱形部对密封面29的轴向的力作用下是可弹动的并且由此可以自动地补偿所述邻接的构件的长度公差。设置一个环形弹簧20，以便通过轴向预加应力实现将螺纹件18固定在外部元件7和吹嘴杆19之间。
吹嘴插件14配备有至少一个通孔22，并且所述通孔使吹嘴插件14的内部空间23与拱形部12内部的空间25连接。由于吹塑压力供应装置24与吹嘴插件14的空间23连接，通过至少一个通孔22将吹塑压力施加给所述空间25，26。吹嘴杆19具有导向装置27，所述导向装置用于在吹塑压力供应装置24的空间内布置的横杆28(图4中未示出)。

Claims (15)

1.一种用于吹塑成型容器的设备(3)，其具有吹嘴头(7，14)以及吹嘴密封件(10)，所述吹嘴密封件具有一端面侧上的密封面(29)和一拱形部(12)，其中，所述吹嘴密封件和所述吹嘴头构造为，通过使所述密封面(29)贴靠在预制坯件(1)或容器(2)的嘴部(6)的支撑环(30)上来构成一可施加压力的空间(25，26)，其特征在于，所述吹嘴密封件(10)通过一套筒状的密封元件(9)构成，所述密封元件至少部分地由一可在所述吹嘴头(7，14)的内部运动的支撑套筒(8)包围。
2.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述密封元件(9)具有卡钩(11)，所述卡钩与所述支撑套筒(8)相互作用，以使得所述密封元件(9)能够固定在所述支撑套筒(8)内部。
3.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述密封元件(9)具有一拱形部(12)，所述拱形部在几何形状上构造为，包围一朝向吹嘴插件(14)敞开的空间(25)。
4.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述密封元件(9)具有一拱形部(12)，所述拱形部在几何形状上构造为，使得所述拱形部(12)布置在所述密封元件(9)的端部侧并且具有密封唇(13)，所述密封唇在端面侧贴靠在所述吹嘴插件(14)上的贴靠面(31)上。
5.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述密封元件(9)具有一拱形部(12)，所述拱形部在几何形状上构造为在给所述空间(25)施加压力时变形，所述变形导致所述密封元件(9)轴向地朝向插入口(32)的方向延伸并且由此产生作用到密封面贴靠部(29，30)上的压紧力。
6.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述密封元件(9)具有一拱形部(12)，所述拱形部在几何形状上构造为，在力轴向地作用到所述密封面(29)上时，所述密封元件(9)能够朝向所述吹嘴插件(14)的贴靠面(31)的方向弹动。
7.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述支撑套筒(8)具有凸缘(15)。
8.根据权利要求7所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述凸缘(15)借助于间隙配合(16)在外部元件(7)中能够运动地被导向，并且所述拱形部(12)和所述外部元件(7)之间的空腔(17)通过所述间隙配合(16)向周围环境空间排气。
9.根据权利要求8所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述间隙配合(16)的尺寸被确定为使得在施加吹塑压力时阻止所述密封元件(9)被挤压到所述间隙配合(16)中。
10.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述吹嘴头基本上通过一外部元件(7)和一吹嘴插件(14)构成。
11.根据权利要求10所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述吹嘴插件(14)具有至少一个通孔(22)，用于使所述吹嘴插件(14)的吹塑压力供应装置(23，24)与所述空间(25，26)连接。
12.根据权利要求11所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述空间(23，24，25，26)内部可施加的压力为最大40bar。
13.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述支撑套筒(8)由金属或塑料材料构成。
14.根据权利要求1所述的用于吹塑成型容器的设备(3)，其特征在于，所述密封元件(9)由弹性体材料构成。
15.一种在吹塑站中的吹塑空气控制单元(4)，其具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的用于吹塑成型容器的设备(3)。
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