CN106457651B - 用于接合预成型件的夹持设备 - Google Patents

Abstract

一种用于支撑由热塑性材料制成的预成型件的夹持设备，该预成型件具有带有不同长度的颈部，该颈部转而具有在其中获得的台阶，该台阶可以紧靠在夹持设备即卡盘的外表面上所获得的台阶，卡盘的该台阶对于每个预成型件而言总是在距颈部环底部相同的距离处。

Description

用于接合预成型件的夹持设备

发明领域

本发明涉及卡盘，即，适合于在预成型件为了进一步加工以便获得最终产品而必须经过的数个阶段期间(特别是在热调节和吹塑步骤期间)接合由热塑性材料制成的预成型件以对预成形件进行支撑、定向和输送的夹持设备。

背景技术

在用于制造由热塑性材料(例如PET)制成的瓶的设施中，预成型件借助于吹塑工艺在合适的吹塑机中转变成最终产品。在预成型件在现有技术中公知的这些吹塑机中进行加工前，预成型件借助于沿着输送链固定的所谓的卡盘传送到加热炉中。卡盘通过将其插入到预成型件颈部中起到接合相应的预成型件的功能，使得随后预成型件在传送到不同的加工站时可以被支撑；最后，预成型件在操作周期结束时从卡盘取出而被释放。卡盘保持和支撑预成型件，特别地保持和支撑其颈部，这是在炉内在加热步骤期间保持冷却的唯一部分。夹持力必须是足够的以允许预成型件空间地移动，而不会由于预成型件移动时通常经受的应力将其释放。对于用于制造塑料瓶的设施的各个单元，用于各个操作的参考平面通常以所谓的“零颈部环(zero neck ring)”平面，即与包围预成型件的外颈部环的基准平面对应的平面为代表。装载预成型件的星形轮、炉轮、具有卡盘的链、在吹塑轮内的装载预成型件的星形轮、以及卸载瓶的星形轮相对于该平面定位。图1示出了一对现有技术的卡盘1，每个卡盘分别支撑一个预成型件2，其中卡盘1被约束到传送设备。“零颈部环”平面此处由参考标号3来表示。在图2中，详细示出了现有技术卡盘的插入到预成型件2的颈部5中的头部4。头部4转而包含表示卡盘的端部部分的第一帽形构件6，并且包含用于阻挡支撑位置中的预成型件的第二圆柱形构件7。卡盘1的插入头部4的部分包含管状圆柱形部分8，该管状圆柱形部分8具有略大于预成型件颈部5的内径的外径，并且因而也包含阻挡构件7，以便在头部4插入的区域的高度处界定台阶9。如此形成的台阶9适合于抵靠颈部5的界定预成型件2的开口的口部。因此，对于具有相同预定长度H的颈部的所有预成形件而言，恒定的距离H可以在“零颈部环”平面3和颈部/卡盘邻接部9之间界定。当预成形件颈部的形式改变时，卡盘也需要改变，这是由于两个原因：或因为颈部直径改变，或因为颈部高度改变；卡盘需要替换的情况是频繁的，仅仅是因为颈部的高度而非其直径已经改变。明显的是，利用所描述的系统，预成型件颈部的长度是否应该改变，即当要生产不同形式的瓶时，并且如果相同的卡盘被使用，参考——“零颈部环”平面3也将改变，从而导致对整个工艺链的负面影响。因此，将需要用适合于新颈部的尺寸的其它卡盘代替生产链中的所有的卡盘。在高生产量的瓶制造设施中，卡盘的数量也可以超过500个单元，因此，由于预成型件颈部的变化导致的必需进行卡盘的替换可能需要长达数个小时的停产时间。因此，基于上面的考虑，感到需要制造能够最小化或消除这些缺陷的卡盘，以提供适合于与具有不同高度的颈部的预成型件相互作用的卡盘。

发明概述

本发明的主要目的是制造一种卡盘，该卡盘可用于不同的预成型件形式，特别地用于具有因形式而异(from format to format)的长度的颈部的预成型件。每当预成型件形式发生变化时，即，每当需要从制造具有拥有预定长度的颈部的瓶切换到制造具有拥有不同长度的颈部的瓶时，该卡盘不需要替换。

该目的通过设有颈部的预成型件或容器的夹持设备或卡盘实现，该夹持设备或卡盘包括：

主体，其适合于在颈部的内部同轴地定位，该主体具有端部部分，

构造成摩擦地接合所述颈部的内表面以便与夹持设备一体地阻挡所述预成型件或容器的装置，

其特征在于，端部部分具有带有第一直径的第一区域和带有小于第一直径的第二直径的第二区域以及形成周向台阶的互相连接区域，该周向台阶构造成紧靠预成型件颈部内并且具有与夹持设备的所述台阶互补的形状，使得夹持设备适合于插入到不同形式的预成型件的具有不同长度的颈部中，使得无论那种形式，在预成型件的颈部环下方的平面总是位于相同高度处。

根据本发明的夹持设备因而可以与具有不同长度的颈部的预成型件一起使用，此时这些颈部反过来具有在其中所获得的台阶，该台阶可以紧靠在卡盘(即夹持设备)的主体的外表面上所获得的台阶，对于每个预成型件而言，该台阶总是位于距颈部环底部相同的距离处。因此，“零颈部环”平面和卡盘之间的相对位置对于每个预成型件而言将总是相同的，不论颈部长度如何。

卡盘的主体的端部部分可以与卡盘自身是一体的，或该端部部分可以是从卡盘的主体的剩余部分可移除的端部构件，例如帽。

本发明的另一个目的是提供一种预成型件，该预成型件适合于由根据本发明的设备夹持，所述预成型件具有在其中带有周向台阶的颈部，当所述预成型件紧靠根据本发明的设备的台阶时，该周向台阶就夹持位置而言用作设备的参考位置。

因此，本发明还提供了具有颈部的预成型件，该颈部构造成用于根据本发明的夹持设备的轴向插入，其中在颈部的内表面中设有周向台阶，该周向台阶具有与夹持设备的所述台阶互补的形状，该周向台阶适合于在插入期间形成抵着夹持设备的唯一的端部邻接位置。

明显的是，这种卡盘还可以用于夹持吹塑成型的瓶，或必要时用于其它类型的容器。

借助于本发明的特征，即使在具有不同颈部长度的预成型件改变的情况下，确保了瓶的制造的连续性，从而获得较高的制造产量。

附图简述

借助于附图，依据通过说明性、非限制性示例示出的根据本发明的卡盘的优选但非排他性的实施方案的详细描述，本发明的进一步的特征和优点将变得更明显，在附图中：

图1示出了一对现有技术卡盘的剖面，每个卡盘都处于预成型件的夹持位置中。

图2示出了图1中的卡盘的放大细节的剖面；

图3a、图3b、图3c示出了处于夹持位置中的本发明的卡盘的剖视图，其中预成型件具有不同的颈部高度。

图4示出了图3b中的内颈部/卡盘邻接部的细节。

图5示出了预成型件阻挡系统的分解透视图。

发明的优选实施方案的详细描述

图3a、图3b、图3c和图4示出了由本发明提供的解决方案，以便消除当使用不同颈部高度的预成型件同时保持直径恒定时必须改变卡盘的缺陷。本发明的基本观点是，提供一种卡盘100，该卡盘具有成形部分，使得颈部/卡盘邻接区域保持在以相对于卡盘的成形部分互补的方式方便地成形的预成型件颈部内，从而即使当预成型件颈部的形式改变时，使该邻接部和“零颈部环”30之间的距离保持恒定。因而，该距离独立于预成型件颈部的长度形成。图3a、图3b、图3c和图4示出了这样的卡盘100。在这些图中所描述的卡盘100是根据本发明的特定类型的卡盘，但明显的是，颈部/卡盘邻接部在预成型件颈部内并且总是在距零颈部环相同的距离处的布置可以应用到任何类型的卡盘，例如不同于所示出的那些卡盘的设有阻挡装置的卡盘。在图3a、图3b、图3c中，根据本发明的卡盘100被示出，同时该卡盘100阻挡具有不同的高度的预成型件颈部。值得注意的是，虽然颈部的长度H可以根据预成型件变化，但距离h，即邻接部和零颈部环之间的距离，有利地保持恒定，即使当使用具有不同颈部高度H的预成型件时。如从图可以看出，卡盘100在其面向预成型件2的部分中以主体40结束，该主体40适合于插入到预成型件的颈部中并且阻挡预成型件的颈部。如下面将进一步描述的，主体40的端部构件70具有两个区域81、82，该两个区域81、82具有两个不同的外径，从而在其互相连接区域或过渡区域中形成外围台阶71，即周向台阶71。特别地，在预成型件的最外面(即当口部夹持预成型件时邻近口部)的第一区域81具有比在预成型件最内部(即当口部处于夹持状态下时远离口部)的第二区域82的直径大的直径。端部构件70还具有在第一区域81和第二区域82之间的过渡区域，该过渡区域包括台阶71。优选但非排他地，第一区域81和第二区域82具有大体上沿着轴线X的其相应的轴向长度。优选但非排他地，第二区域的轴向长度大于第一区域的轴向长度。优选但非排他地，第一区域具有另一互相连接的区域，其中该另一互相连接的区域的端部位于第二区域远侧，该端部具有小于第一区域的邻近第二区域的部分的直径。优选但非排他地，在所述过渡区域中，端部构件70的外壁的凹度有所变化，所以存在拐点P或弯曲。优选但非排他地，第一区域81朝向第二区域82渐缩，并且/或第二区域82在相同的方向上(即朝向预成型件的内部)渐缩。值得注意的是，拐点参考显示剖视图的图。图5示出了根据实施方案的具有预成型件阻挡系统的主体40的分解透视图。设置有中心轴线X的主体40由三个构件组成：可以成锥形的上部构件50、中心构件60和帽形端部构件70；当卡盘插入预成型件中时，帽70是相对于预成型件的最内的部分。可以成锥形的中心构件60设置有纵向凹槽形式的平行于中心轴线X的多个腔61。腔61具有内壁62和在圆柱形表面上的开口。夹持构件63以及夹在内壁62和夹持构件63之间的弹性装置64包括在每个腔61内。夹持构件63具有面向腔61的内壁的内侧部65和面向外的相对的侧部66；外侧部66突出超过中心构件60的圆柱形表面。根据本实施方案，弹性装置64由弹簧组成，该弹簧作用在相应的腔61的内壁62和相应的夹持构件63的对应的内侧部65之间。在腔61中的每一个中，还包括凹部67，该凹部67适合于接纳相应的夹持构件63的端部腿68。夹持构件63由凹部67内的端部腿68保持，但其围绕穿过该端部腿68的轴线Z自由地旋转；轴线Z垂直于卡盘100的纵向轴线X，并且垂直于穿过凹部67的中心且穿过卡盘的纵向轴线X的径向轴线R。因此，端部腿68界定夹持构件63的支点。弹簧64作用在夹持构件63的内侧部65上，即作用在位于相对于端部腿68的相对侧上的自由端部69上。夹持构件63因而可以围绕穿过端部腿68的轴线Z旋转，并且因此，通过被弹簧64推动，夹持构件63被挤压，使其外侧部66抵着预成型件2的颈部5的内表面，从而阻挡预成型件2。夹持构件63的外侧部66稍微弯曲以促进卡盘插入到预成型件2的颈部5中。该布置促进卡盘插入预成型件颈部5和从预成型件颈部5释放，并且还允许相同的卡盘与具有拥有略微不同直径的颈部的预成型件一起使用。参考图3和图4，如上面所描述的，应注意的是，主体40的帽70具有带有第一直径的第一区域81和带有小于第一直径的第二直径的第二区域，以便形成周向台阶71。特别地，台阶被包括在第一区域81和第二区域82之间的过渡区域中。当将卡盘100插入到预成型件2的颈部5中时，台阶71抵靠相应的台阶72，该台阶72成形为与台阶71大体上互补。优选地，台阶71和台阶72之间的邻接部是轴向方向上夹持设备和预成型件之间的唯一的邻接部。台阶72形成于预成型件2的颈部5的圆柱形内表面上。瓶颈部5内的台阶72由颈部5的内壁的在具有第一直径的第一部分91和具有小于第一直径的第二直径的第二部分92之间的过渡部形成；第一部分91从颈部5的口部一直延伸到台阶72，并且第二部分从该台阶72一直延伸到界定预成型件的“零颈部环”平面30的颈部环底部。预成型件2的颈部5的第一直径是足够的以允许卡盘100的主体40的具有最大直径的部分插入到瓶颈部中。优选但非排他地，台阶72包括在第一区域91和第二区域92之间的过渡区域中。优选地，在所述过渡区域中，颈部的内壁的凹度有所变化，所以存在拐点P或弯曲。夹持设备的第一区域81、第二区域82和过渡区域优选地全部成形为使得其形状分别与预成型件的第一区域91、第二区域92和过渡区域互补。在图4中，从口部到颈部环，颈部5的内壁的过渡区域具有凹曲率，接着是具有相等曲率半径的凸曲率。夹持设备的过渡区域具有互补的形状。明显的是，可以获得具有与所描述的轮廓不同类型的轮廓的在预成型件2的颈部5内的台阶72的区域和主体40(即帽70)的台阶71的对应的区域，所描述的轮廓仅以示例的方式提供。对于任何颈部5，不管其长度H如何，台阶72的区域将总是位于相对于零颈部环的相同位置处，即在离零颈部环相同的距离h处(图3)。在预成型件颈部中的台阶72的区域的位置显然由在卡盘100的主体40的帽70的外表面上的台阶71的位置来决定。台阶71距表面31(图4)的距离优选基于夹持构件63夹持颈部的内表面所需要的位置设定尺寸，表面31对应于帽70的垂直于轴线X的外表面并且还界定卡盘100在面向预成型件2的内部的一侧上的端部；此外，通过考虑应该防止卡盘100的端部部分穿透预成型件2的在炉内部经受加热的部分，对台阶71距表面31的该距离进行尺寸设定；换句话说，通过确保表面31不超过预成型件的待加热的部分来对台阶71进行定位。因此，台阶72优选地定位在与卡盘100的其中夹持构件63的端部腿68(即凹部67)定位的区域对应的位置周围。在图3a中所示的示例中，在预成型件颈部上的台阶72的区域在距界定所谓的“零颈部环”平面30的颈部环底部大约4mm处，即，如所描述的，在界定夹持构件63的支点的区域中。图3a、图3b、图3c示出了在三种不同情况下对应于三种不同长度H的颈部的根据本发明的卡盘100。如从这些图可以看到的，即使预成型件颈部的长度H改变，在分别来自图3a、图3b、图3c中长度A、长度B和长度C(其中A>B>C)的示例中，卡盘相对于“零颈部环”平面的位置(即高度h)保持不变。在所描述的实施方案中，台阶71通过修改卡盘100的帽70而获得，具有以下优点：具有该端部构件的卡盘因而可以通过仅修改该部分而适合于本发明。根据本发明的卡盘的该特定的实施方案仅以示例方式描述，被制成具有另一形状的卡盘包含在本发明的范围内，假设其具有内颈部/卡盘邻接部，当改变预成型件颈部的高度时该邻接部距“零颈部环”平面的距离是恒定的。特别地，尽管本发明的描述已经针对使用由弹簧装置可致动的夹持构件的卡盘给出，但明显的是，该描述也可以应用到使用不同的夹持构件(例如，诸如橡胶环或其它弹性扩张装置)的卡盘。使用插入到周向凹槽中的橡胶扩张环的解决方案，由于周向凹槽的轴向变窄，或由于橡胶环的膨胀，或由于本领域技术人员已知类型的其它装置，因此导致例如环的径向扩张，从而产生抵着预成型件或瓶的颈部的内壁的摩擦接触。

Claims (10)

1.一种预成型件(2)或容器的夹持设备(100)，所述预成型件(2)或容器设有颈部(5)和颈部环，所述夹持设备(100)包括：

主体(40)，其适合于在所述颈部(5)内同轴地定位，所述主体(40)具有端部部分(70)，

构件(63、64)，其构造成摩擦地接合所述颈部(5)的内表面，以便与所述夹持设备(100)一体地阻挡所述预成型件(2)或容器，

其特征在于，所述端部部分(70)具有带有第一直径的第一区域(81)和带有小于所述第一直径的第二直径的第二区域(82)、以及在所述第一区域(81)和所述第二区域(82)之间的形成第一周向台阶(71)的互相连接的区域，所述第一周向台阶(71)构造成紧靠第二周向台阶(72)，所述第二周向台阶(72)在所述预成型件(2)或容器的所述颈部(5)内并且具有与所述夹持设备(100)的所述第一周向台阶(71)互补的形状，

其中所述第一周向台阶(71)是当所述夹持设备(100)插入所述预成型件(2)或容器中时所述夹持设备(100)的适合于轴向紧靠所述预成型件(2)或容器的唯一部分，

使得所述夹持设备(100)适合于插入到不同预成型件或容器形式的具有不同长度的颈部中，使得无论是哪种预成型件或容器形式，在所述预成型件或容器的颈部环下方的平面总是位于相同的平面处。

2.根据权利要求1所述的夹持设备(100)，其中在所述互相连接的区域中，所述端部部分(70)的外壁的凹度存在变化。

3.根据权利要求1或2所述的夹持设备(100)，其中所述第一区域(81)和所述第二区域(82)各自具有其相应的轴向长度。

4.根据权利要求1或2所述的夹持设备(100)，其中所述第一区域(81)朝向所述第二区域(82)渐缩，并且所述第二区域(82)在所述第一区域(81)朝向所述第二区域(82)渐缩的相同的方向上渐缩。

5.根据权利要求1或2所述的夹持设备(100)，其中所述端部部分(70)是帽。

6.根据权利要求5所述的夹持设备(100)，其中所述帽可逆地约束到所述主体(40)。

7.根据权利要求3所述的夹持设备(100)，其中所述第一区域(81)朝向所述第二区域(82)渐缩，并且所述第二区域(82)在所述第一区域(81)朝向所述第二区域(82)渐缩的相同的方向上渐缩。

8.根据权利要求3所述的夹持设备(100)，其中所述端部部分(70)是帽。

9.根据权利要求8所述的夹持设备(100)，其中所述帽可逆地约束到所述主体(40)。

10.一种预成型件(2)，其具有颈部(5)和颈部环，所述颈部(5)构造用于根据权利要求1至9中的任一项所述的夹持设备(100)的轴向插入，其中在所述颈部(5)的内表面中设置有所述第二周向台阶(72)，所述第二周向台阶(72)具有与所述夹持设备(100)的所述第一周向台阶(71)互补的形状，所述第二周向台阶(72)适合于在轴向插入期间形成抵着所述夹持设备(100)的唯一的端部邻接位置。