CN106457653A - 通过将液体注射至连续预制件内来生成容器的方法和机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的方法包括以下步骤：‑加热连续的初始预制件(12)，‑将不可压缩液体注射到每个已加热预制件(22)中以使所述连续的已加热预制件(22)成型为容器(2)并填充所述容器(2)。该方法包括限定与预制件的热塑性材料的内应力相关联的至少一个应力参数以及限定用于所述应力参数的容许值范围，该方法包括连续初始预制件(12)中的每个以及连续已加热预制件(22)中的每个的分析步骤，所述分析步骤包括以下步骤：‑确定所述应力参数的值，‑将确定的值与容许值范围进行比较，‑当确定的值在容许值范围之外时发送输出信号。

Description

通过将液体注射至连续预制件内来生成容器的方法和机器
技术领域
本发明涉及通过将液体注射至连续预制件内以从连续预制件生成容器的方法。
本发明还涉及执行该方法以生成容器的机器。
本发明涉及利用不可压缩液体使预制件变形，从而由预制件成型容器的、被称为液压成型的领域。
在本申请中，"液体"具有物理意义。其表示任何不可压缩的且能够流动的介质。液体可具有低粘度(如水或酒精)、中粘度(如食用油或汤)，或者高粘度(如酸奶或奶制品)。液体可以是同质的或不同质的(包括果酱或食物屑)。液体不限于食物。不可压缩液体例如可以是水或其它饮料、身体护理产品、家庭或花园护理产品、医学流体、燃料、操作流体等。
背景技术
在本方法和机器中使用的预成型件传统上通过将热塑性材料(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))注射到注射腔体中生成。生成的预制件然后进给至机器以用于生成容器，其中每个预制件首先被加热到高于预制件的热塑性材料的玻璃态转化温度且低于预制件的热塑性材料的结晶温度的温度，然后通过将不可压缩液体注射到加热的预制件内来将已加热预制件成型为容器，不可压缩液体填充已成形的容器。
该方法是已知的并允许以连续和可重复的方式以及高效率获得容器，例如坚固的并充满液体的任何形状和体积的瓶子。注射到容器中的液体为例如提供给容器的用户的终端液体。
文件US 2011/135778 A1描述了用于同时成型和填充塑料容器的方法。
然而在一些情况下，容器未适当地成形并且在生成容器的模具内部容易破裂。实际上，因为预制件已被加热并且填充有通常低于预制件的温度的液体，所以预制件会经受急剧的温度变化。如果容器的热塑性材料的冷却不均匀，该温度变化可导致容器的结构变形。当该事件发生时，注射到预制件中的液体溢出并污染用于生成容器的机器，并且为了在可以继续容器的生产之前清洗机器，必须停止机器。因而，由于在清洗操作期间停止了机器，容器的破裂大大地减少了机器的吞吐量。
本发明的目的之一旨是通过提出用于生成容器的方法和机器以克服这些缺点，其中该方法和机器可阻止在成型及填充步骤期间容器的破裂。
文件US 2010/140280 A1描述了用于生成瓶子的方法，在该方法中使用环向刚度和瓶子几何结构来控制由变形引起的瓶子形状，该变形由水蒸气向外扩散通过瓶子壁而形成的真空造成。
文件DE 10 2012 102 357描述了包括控制装置的设备，以根据预制件的温度控制设备。
文件DE 10 2012 102 073 A1描述了使用至少一架相机来控制预制件的方法。文件WO 2014/075770 A1描述了使用立体物镜来控制预制件的颈部的方法。
本发明的目的之一在于提供用于生成容器的不同的方法和机器，其中该不同的方法和机器可在成型以及填充步骤期间阻止容器的破裂。
发明内容
为此，本发明涉及用于从由热塑性材料制成的连续初始预制件生成容器的方法，该方法包括以下步骤：
-将连续初始预制件进给至加热站，
-在所述加热站加热连续初始预制件以传送连续的已加热预制件，
-将已加热预制件进给至成型站，
-将不可压缩液体注射到每个已加热预制件里，以使所述连续的已加热预制件成型为容器，以及利用所述不可压缩液体在所述成型站中填充所述容器。
该方法包括限定与热塑性材料的内应力相关联的至少一个应力参数以及限定所述应力参数的容许值范围，该方法包括连续初始预制件中的每个和连续的已加热预制件中的每个的分析步骤，所述分析步骤包括以下步骤：
-确定用于分析的预制件的所述应力参数的值，
-将确定的值和容许值范围进行比较，
-当所确定的值在容许值范围之外时发送输出信号。
根据本发明的方法因而允许在预制件经受成型和填充步骤之前检查预制件的质量。申请人已得出容器破裂经常是由于在液体产品注射步骤之前预制件的粗劣质量并且具体地是预制件的热塑性材料的内应力的结论。内应力来自用于生成预制件的热塑性材料的注射方法，并在预制件的加热步骤期间"解放"或释放该内应力。当预制件中的内应力太大和/或不均匀分布时，所述预制件的成型和填充步骤可以不符合要求的方式出现并导致破裂。因而，通过注射热塑性材料生成的预制件的质量对从所述预制件获得的容器的成型和填充步骤的结果具有高度影响。因为可确定只有具有符合要求的内应力的预制件形成容器，所以在成型和填充步骤之前检查预制件的质量因而可帮助防止容器的破裂。
在加热步骤之前和之后检查预制件的质量使得能够在注射步骤之前测量内应力的释放对预制件的质量的影响。
当预制件的加热温度远在玻璃态转化温度之上且靠近并低于预制件的热塑性材料的结晶温度时，内应力的影响会更加的重要。该加热温度，对于PET在130℃的范围内，对于经受液压成型过程的预制件是需要的，由于液体的注射导致热塑性材料的急剧冷却，因而该冷却使得热塑性材料变为刚性并因此防止容器的进一步变形。因而，为了使容器在变为刚性之前完全地成型，热塑性材料的温度必须足够的高。
在这种情况下，如果内应力没有均匀分布在预制件中和/或如果内应力的强度太高，那么预制件的扩张很可能在成型和填充步骤期间引起容器的破裂。
根据本发明的方法，通过提出分析表示热塑性材料的来自预制件的注射方法的内应力的应力参数，允许在成型和填充步骤之前检查预制件的质量并防止成型和填充不符合要求的质量的预制件。因而，容器破裂的风险大大地减少，这将减少停止机器的需要并提高所述机器的吞吐量。
根据本发明的另一特征，与热塑性材料的内应力相关联的应力参数是沿着分析的预制件的高度测量的、热塑性材料的内应力的最大周向散布。
通过选择与预制件材料中的内应力分布相关联的应力参数，可通过在预制件已经受加热步骤之前和之后对预制件进行简单的光学对比而检验预制件的质量。
为此，根据本发明的特征，在加热步骤之前和之后，并在将不可压缩液体注射至所述已加热预制件之前在预制件上执行确定应力参数的步骤。
在加热步骤期间内应力的释放允许在预制件已被加热之后使得预制件上的内应力的影响可视化。因而最大横向散布是可视的并通过预制件的不规则形状表明该最大横向散布，例如通过以"香蕉效应"著称的在容纳有预制件的轴线的轴向平面中的预制件的非正常弯曲。因而有可能通过将分析的预制件的形状与符合要求的预制件的形状相比较来确定预制件是不符合要求的，即，符合要求的预制件为由具有低于容许极大值的内应力的热塑性材料制成的预制件的形状。
根据本发明的其他特征：
-通过获取已加热预制件的至少一个图像来执行确定应力参数的值的步骤，以及通过比较获取的图像与具有容许最大横向弯曲值的参考已加热预制件的至少一个参考图像来执行比较步骤；以及
-已加热预制件至少在确定应力参数的值期间以旋转方式运动，通过在所述分析的已加热预制件的不同角位置处获取已加热预制件的多个图像，以及通过处理获取的图像以识别对应于分析的预制件的最大横向弯曲的至少一个图像以执行确定应力参数的值的步骤，通过比较所述识别的已获取图像和所述参考图像来执行比较步骤。
根据本发明的变型，通过获取初始预制件的至少一个图像和已加热预制件的至少一个图像来执行确定应力参数的值的步骤。由计算器使用初始预制件的至少一个图像和同一预制件加热之后的至少一个图像确定在所述预制件的加热步骤期间所述预制件的最大实际变形。然后在比较步骤期间，将最大实际变形与可由参考的已加热预制件的参考图像限定的容许最大横向弯曲值进行比较。
因而，简单地通过拍照或通过对分析的预制件制作影片，可以确定预制件是符合要求还不不符合要求。
根据基于本发明的方法的另一特征，应力参数是在所述分析的预制件的加热步骤之前和之后所分析的预制件的主体的高度和/或外径的变化，确定所述应力参数值的步骤包括在加热步骤之前测量预制件的主体的高度和/或外径的步骤、在加热步骤之后测量预制件的主体的高度和/或外径的步骤以及确定主体的所述高度和/或外径的变化。
与内应力的分布有关的另一现象可通过在加热之前和加热之后沿预制件的轴向方向测量预制件的高度变化来观察。如果该变化超出符合要求的范围，则预制件在成型和填充步骤期间很可能会破裂。高度的变化还可通过对分析的预制件拍照来确定。获取了预制件在加热之前的附加图像。
根据本发明的其他特征：
-应力参数是分析的预制件的热塑性材料的内应力强度；以及
-通过将分析的初始预制件暴露至圆偏振光以及通过第二交叉偏振器获取穿过初始预制件的入射偏振光的干涉图像或影片来执行确定来自至少一个应力参数的应力参数的值的步骤，以及通过将获取的图像或影片与通过一个或多个参考预制件的偏振光的干涉图像或影片相比较来执行比较步骤，所述参考预制件具有在容许值范围内或容许值范围极值处的应力参数的值。
对穿过分析的预制件的偏振光的干涉图像的分析允许在预制件加热之前确定预制件的材料的内应力的强度，这意味着可在加热站的上游执行该分析并提供关于初始预制件漂移的警报。
根据本发明的另一特征，在已经对所述分析的预制件执行了比较步骤之后，当输出信号已发送时，不执行将不可压缩液体注射到已加热预制件里的步骤，分析的预制件优选地在所述注射不可压缩液体的步骤之前被撤走。
采用根据本发明的方法以使得只有符合要求的预制件成型为容器并填充所述容器，这大大地降低了在成型和填充步骤期间预制件破裂的风险。
根据本发明的其他特征：
-输出信号是可听和/或可视的警报信号。
根据另一方面，本发明涉及用于从连续初始预制件成型连续容器的机器，该机器至少包括加热站和和成型站，加热站布置成从连续初始预制件传送连续的已加热预制件，所述成型站包括用于将不可压缩液体注射到已加热预制件中以在成型站中成型连续容器的装置，该机器还包括布置成执行如上文所述方法的分析步骤的分析设备。
根据本发明的机器的其他特征：
-分析设备至少包括放置在加热站上游的上游光学设备和放置在加热站和成型站之间的下游光学设备，上游光学设备和下游光学设备均布置成获取每个待分析的预制件的至少一个图像或影片，所述分析设备布置成确定连续的已加热预制件中的每个的最大横向弯曲值；以及
-分析设备包括设置有圆偏振光源的干涉仪设备和用于通过第二交叉偏振器获取穿过每个预制件的偏振光的干涉图像或影片的设备，所述干涉仪设备放置在加热站的上游。
附图说明
通过阅读以下以示例方式给出并参照附图的说明，本发明的其它方面和有益效果将变得明显，在附图中：
-图1是允许执行根据本发明的任何方法以从预制件生成容器的上述机器的示意性视图，
-图2是具有与预制件的热塑性材料的内应力相关联的不同应力参数值的各种预制件的示意性剖视图，
-图3是当内应力具有容许强度和容许分布时穿过预制件的偏振光的干涉图像的示意性视图，
-图4是当内应力不具有容许强度或容许分布时穿过各种预制件的偏振光的干涉图像的示意性视图，
-图5是示出了根据本发明的用于生成容器的机器中循环的连续预制件的内应力值的图示。
具体实施方式
在本说明书中，术语“上游”和“下游”是相对于在生产系统中形成的预制件和容器的循环方向而言。
参照图1，其描述了通过在连续预制件中注射加压液体来生成容器2的生产系统。
除随后将描述的预制件分析设备之外，该生产系统包括在预制件的液压成型技术领域通用的成型机器6。成型机器6设置有加热站8和成型站10。初始预制件12在机器6上游的入口14处进入加热站8，以及容器2在机器6下游的出口16处退出成型站10。成型机器6还包括用于将初始预制件12从入口14传输到成型站10以及用于将成型的容器2从成型站10传输到出口16的装置。
一连串初始预制件12被放置在成型机器6中的入口14处。初始预制件12通过加热站8依次加热，这意味着初始预制件12中的每个的加热以相同的顺序依次相继地开始和结束。表述“已加热预制件22”将表示从加热站8出来的预制件。
每个初始预制件12是通过在具有待获得的预制件的形状的模制腔体中注射热塑性材料而预先生成的。热塑性材料例如可从以下材料中选择：诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚乳酸(PLA)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)的聚酯，或诸如低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)的聚烯烃，或者诸如聚苯乙烯(PS)的苯乙烯基材料，或者诸如聚氯乙烯(PVC)的其它聚合物，或者这些材料的混合物。
每个初始预制件12具有例如试管的大体形状。因而，每个初始预制件12包括具有沿纵向轴线A延伸的管状形状并在纵向截面(即，在包含纵向轴线A的轴向平面)具有U形形状的主体24。如图2和图3所示，初始预制件12具有开口末端部26并且在另一端处具有闭合末端部28。开口末端部26具有例如待成形的容器的颈部30的最终形状，这意味着颈部30的形状在容器成型过程期间不会改变。颈部30限定内部开口32，内部开口32沿纵向轴线A延伸并通过具有外表面的壁界定，该外表面例如设置有允许容器2通过旋拧来接纳盖子的螺纹34。闭合端部26具有例如半球形形状。上述形状作为非限制示例给出并且可预见其他的形状，例如不具有螺纹的颈部鞍状部30的另一形状，包括或不包括与纵向轴线A大体垂直的径向延伸的外肩部36。
初始预制件12可在与成型机器6的位置不同的另一位置生产，从而将预制件一起储存和运送到机器的位置。
替代地，初始预制件12可在与成型机器6的位置相同的位置生产，以使得注射的预制件被转移到成型机器6的入口。这允许减少在成型步骤之前用于加热预制件所需要的能量。
由于在模制腔体的不同位置处的材料流、冷却速度、材料压力中的不同，尤其是取决于在模制腔体中这些位置与热塑性材料的注射喷嘴之间的距离，以及取决于在冷却过程中用于补偿材料密度变化而布置的保持压力的设置，该注射过程导致预制件材料中的内应力的存在，在该注射过程中，在热塑性材料为粘性的温度下将所述热塑性材料注射到模制腔体中，以填充空腔并且然后冷却以变为刚性预制件。具有例如在1.5mm附近的小厚度的预制件尤其可能经受非常高级别的内应力。如前所述，在预制件已经被加热时释放内应力，这些内应力在形成过程中在预制件的变形期间其中会导致预制件的性能差异。
初始预制件12的尺寸取决于待生产的容器2。如图2所示，预制件12的高度h被限定为根据纵向轴线A从预制件的闭合端部28到预制件的开口末端部26的预制件长度，以及预制件的直径d被限定为主体24在与纵向轴线A垂直的径向平面中的最大直径。预制件的厚度e被限定为预制件的外表面和内表面之间的距离。
作为用于生产瓶子类型的容器的示例，高度h包括在40mm到160mm之间，直径d包括在16mm到45mm之间以及厚度e处于1.5mm到7mm范围之内。
初始预制件12被传送到加热站的入口14，在加热站中初始预制件12例如遵循具有为预制件布置的长度的路径相继地循环以在加热站8的出口处达到预定温度。加热站8由烤箱形成，该烤箱包括例如由一个或多个模块制成的加热外围部和在加热外围部中沿确定路径传送预制件的装置。根据实施方式，传送装置还布置成使预制件在沿路径加热期间围绕它们的纵向轴线A进行旋转，以确保已加热预制件22的整个周围上均匀加热。该烤箱是已知的，因此本文中不做更详细的描述。
在加热站8的出口处，已加热预制件22处于预制件材料的玻璃态转化温度与其结晶温度之间的温度处，以在加热站8的出口处获得能够在注射到所述已加热预制件22内的压力的影响下变形的软的已加热预制件22，即，具有延展性的预制件。但是，该温度是使预制件在大气压力下仍然保持其形状的温度，这意味着在没有任何压力施加到预制件上的情况下预制件不会倾向于变形。举例来说，对于由PET制成的处于先前提及的尺寸范围内的预制件，在100℃到140℃之间的温度下加热预制件。然而应注意到预制件需要沿轴向方向和/或沿径向方向经受的重要扩张越多，预制件在高于玻璃态转化温度、但没有达到结晶温度的温度下加热的越多，例如对于由PET制成的处于先前提及的尺寸范围内的预制件在135℃附近的温度下进行加热。因而，对于具有高双取向率的预制件，限定预制件必须经受的累积的轴向伸长和径向扩张，预制件需要在最高可能的、但没有达到使预制件材料结晶的温度下工作，以在不会出现材料的过度拉伸、可能具有不足够高的温度和/或重大的延伸率的情况下，允许预制件容易地变形而足以达到期望的容器形状。
然后例如通过传送轮38将已加热预制件22从加热站8的出口传送到成型站10的入口，如图1所示。
成型站例如以已知的方式通过轮40形成，轮40可绕纵向轴旋转运动并携带多个子站(未示出)，每个子站被布置成分别接纳预制件并将加压液体注射到所述预制件的内部。为此，每个子站例如包括模具42和液体注射喷嘴，该模具42限定具有待生产的容器的形状的模制腔体并接纳预制件，液体注射喷嘴被布置成将液体注射到已加热预制件22中。以已知的方式，注射喷嘴被放置成与模具42中的预制件的内部开口32液密流体连通，并在第一压力下注射液体以使预制件变形，预制件的主体24朝模制腔体的壁进行扩张。然后，当预制件几乎已完成其变形时，注射喷嘴在大于第一压力的第二压力下注射液体，以在预制件中产生压力峰，这允许完全迫使预制件的壁抵靠模具的壁以使得容器完全成型。注射到预制件中的液体有利地是旨在填充容器并被提供给容器的终端用户的液体，以使得容器的成型和填充发生在单个步骤中。预制件的扩张步骤可通过压靠预制件的闭合端部分28的拉伸杆辅助，以辅助预制件的轴向变形。用于通过将液体注射到预制件的内部来生产容器的方法是已知的，例如来自文件US-7 914 726，因此本文不做更详细的描述。
成型和填充的容器2然后在成型站10的出口处被收回并例如通过传送轮44传送到出口16。成型和填充的容器有利地被传送至布置成封闭填充的容器2的加盖站(未示出)，例如在到达成型机器6的出口之前用盖或箔片封闭。
如前面所提及的，当预制件的材料的内应力的强度大于最大强度时或当内应力不适当地分布在预制件中时，上文所述的成型和填充步骤可导致从所述预制件获得的容器的破裂，填充容器的液体然后在成型机器6中溢出并污染所述机器。在下文描述中，术语“符合要求的预制件”将表示具有在加热所述预制件之后允许限制所述预制件的轴向变形和径向变形的内应力的预制件，这意味着允许生产不大可能破裂的容器，以及术语“不符合要求的预制件”将表示具有很可能会在容器的成型和填充期间导致容器破裂的内应力的预制件。
为了检查在成型机器6中循环的预制件的质量，所述成型机器6包括用于分析预制件的分析设备46，该分析设备46布置成确定与每个预制件的热塑性材料的内应力相关联的至少一个参数值，随后被称为应力参数，并将所确定的值与该应力参数的容许值范围进行比较，以确定每个预制件是符合要求的预制件还是不符合要求的预制件。
根据基于本发明的方法的实施方式，应力参数与预制件的材料中的内应力分布有关，且对于给定的加热温度由分析的预制件相对于符合要求的预制件的高度的变化进行限定。该参数可通过观察预制件和通过测量加热之后观察的预制件与加热之后符合要求的预制件之间的高度间隙来估计。
实际上，如先前所提及的，在预制件加热步骤期间，已加热预制件22的材料中的内应力被释放，相对于初始预制件12来说，这将导致预制件的高度的降低以及直径的增大。
在图2中，参考标记2a表示初始预制件以及参考标记2c表示具有容许最大回缩的参考预制件。参考标记2b示出了已加热预制件22，其具有将沿纵向轴延伸并且可接受给定的加热温度的主体24，这意味着预制件2b的高度h将包括在初始预制件(在加热步骤期间几乎没有内应力将被释放的情况中)的高度与具有最大回缩的参考预制件(在容许的最大内应力存在于初始预制件12中的情况中)的高度之间，容许的已加热预制件22的主体的外径d已经受相应的增加。
为了实现如上文所述的方法，分析设备46包括储存参考预制件2a和参考预制件2c的图像的存储器，参考预制件的图像构成确定用于轴向回缩的容许值范围的标准规格。
分析设备46包括放置在加热站8下游的并布置成确定已加热预制件22的形状的下游光学设备48。
另外，分析设备46包括相对初始预制件12布置在加热站8的上游的并布置成确定初始预制件12的形状的上游光学设备52。
分析设备46包括控制单元50。控制单元50被连接到传送装置以将预制件传送到加热站的入口。控制单元50装备有计算装置，该计算装置用于将已加热预制件22的形状和当相同的预制件仍然相对上游光学设备52定位时通过上游光学设备52在片刻之前确定的形状与两个参考预制件2a、预制件2c的形状进行比较。
另外，可设置用于感测已加热预制件22的温度的传感器(未示出)，以及可应用用于根据已加热预制件22的温度调整符合要求的预制件的容许回缩的公式。例如，该公式可通过在初始预制件12类型的预制件上的初步试验进行确定。控制单元50布置成确定分析的已加热预制件22是否具有容许的轴向回缩。
根据本方法的变型，对于给定的初始预制件12，可直接测量由于加热引起的轴向回缩值而无需参照标准规格。为了实现该变型，控制单元50包括存储容许的轴向回缩最大值的存储器。控制单元50能够计算预制件在初始预制件12的形状和已加热预制件22的形状之间的轴向回缩。另外，可提供用于感测已加热预制件22的温度的传感器(未示出)，以及可应用用于更正容许回缩的公式。分析装置46能够将该容许回缩值和容许的轴向回缩最大值进行比较并相应地发送信号。
可利用每个预制件的主体24的外径作为应力参数并且通过测量在加热之前和之后观察的预制件与在加热之后符合要求的预制件之间的直径空隙来实现与如上所述分析相类似的分析。
根据另一实施方式，应力参数是在分析的预制件的整体高度上测量的热塑性材料的内应力的最大周向散布。
该实施方式可合并到任意上述实施方式中。当应力参数中的至少一个在容许值范围之外时，认为预制件是不符合要求的。
本方法提出通过实时观察该参数的一个效果来确定该应力参数的值，而不是直接测量该参数。实际上，如果内应力沿初始预制件12的直径变化，内应力在加热步骤期间的释放将导致对应的已加热预制件22的弯曲。该方法包括观察预制件的步骤以及在包含纵向轴的至少一个轴向平面测量预制件的弯曲的步骤，即，根据径向方向测量预制件相对于其纵向轴线A的变形。由于通过加热站8的出口处的预制件获得的形状，该现象被称为"香蕉效应"。容许的最大值由图2中通过参考标记2d指定的标准规格确定。
如通过参考标记2d所示，可在接近预制件的闭合端部28的高度的至少一个高度处并按照不同的角度围绕轴An来测量外径，如图2中通过直径d2所示。还可在预制件的另一高度处执行该直径的测量，例如通过图2中的直径d1所示。然后，通过计算以上来确定外径的中心(以螺栓点示出)。颈部30的轴线A例如通过图像分析确定为穿过颈部的中心并垂直于外肩部36的平面或开口末端部26的平面的轴线。轴线A'可通过计算确定为穿过颈部的中心并穿过所测量的直径的所述中心的轴线。当所述预制件仍然是符合要求的预制件时，轴线A和轴线A'之间的容许最大角偏移“emax”被预先确定为预制件可接受的最大角偏移。该应力参数表示预制件的容许最大横向弯曲。
因而，具有轴线A'相对于轴线A的角偏移“ε”大于最大角偏移“emax”的已加热预制件22被认为是不符合要求的预制件。相反，具有轴线A和轴线A'之间的角偏移小于或等于“emax”的已加热预制件22被认为是符合要求的预制件。
应力参数的容许值范围可附加地或替代地通过在具体高度处测量的包含在最小容许直径dmin和最大容许直径dmax之间的直径范围确定。换言之，如果对于给定的已加热预制件，d1和/或d2包含在由测量d1和/或d2的高度处所确定的最小容许直径dmin和最大容许直径dmax之间，预制件被认为是符合要求的。相反，具有在具体高度处测量的一个或全部直径“d”超出dmin和dmax之间的相应的容许范围之外的任何已加热预制件22被认为是不符合要求的预制件。
获得了每个已加热预制件22的多个图像。实际上，因为变形不出现在预制件的所有的轴向平面中，为了确定已加热预制件22的壁的部分是否位于容许值范围之外，必须在已加热预制件22的整体圆周上(即，在预制件的不同角位置处)检查预制件的壁的纵向轴线A之间的空隙。为了实现如上所述的方法，成型机器6包括用于使已加热预制件22绕其纵向轴线A旋转的装置。控制单元50在与下游光学装置48相对的预制件的不同角位置处获取已加热预制件22的多个图像。预制件的两个图片之间的角距离布置成使得无论在哪个轴向平面均可检测到的预制件的轮廓的变形，在这些轴向平面中会出现相对于纵向轴线A的空隙。因而，预制件在两个连续图片中以等于或小于90°的角度转变，优选的通过等于或小于45°的角度。根据变型，在已加热预制件22旋转期间制作已加热预制件22的影片以获得已加热预制件22的轮廓的多个图像。
然后将获取的图像或影片传递至控制单元50并与根据图2d的参考标准规格进行比较。此外，可提供用于感测已加热预制件22的温度的传感器(未示出)，并且可应用用于根据已加热预制件22的温度调整容许回缩的公式。如果获取的图像中的一个或影片的图像中的一个示出预制件的轮廓径向偏离超过参考标准规格2d，然后就可确定分析的预制件是不符合要求的。
应注意到在上文的描述中，将应力参数的测量值与该应力参数的容许值范围进行比较的步骤已描述为图像的比较。然而比较图像不是必需的。可简单地对图像进行分析以确定应力参数的测定值，然后可将该值和对于符合要求的预制件所确定的容许值范围进行比较。例如，可计算每个获取的图像的横向弯曲值，并将每个测量的横向弯曲与用于该弯曲的预先储存的容许最大参考值进行比较。
除了如上文所述的参数之外或替代地，在初始预制件12与已加热预制件22之间，在分析的预制件的整个高度上测量的、热塑性材料的内应力的最大周向散布的变化或最大实际变形可被选择为应力参数。
除了如上文所述的参数之外，在经过加热站8期间初始预制件12所经受的高度变化的标准偏差可选择为应力参数。实际上，如先前所提及的，在加热预制件期间预制件中的应力的释放可使得所述预制件的高度h相对于预制件加热之前的高度发生变化。
下游光学设备48和/或上游光学设备52例如可以是在可见范围起作用的相机。还可利用距离或轮廓光学传感器(共焦、干涉测量、激光三角测量等)。
根据另一实施方式，通过在所述预制件在加热站中循环之前获取穿过在机器中循环的每个预制件12的偏振光的一个或多个干涉图像或干涉影片来确定应力参数值，例如穿过冷却的预制件12的偏振光。
该实施方式合并到在加热步骤之后测量应力参数的任意上述实施方式中。
替代地，只有先前描述的热塑性材料的内应力的最大周向散布是结合利用偏振光的分析进行测量的。
当应力参数中的至少一个超出容许值范围之外时，认为预制件是不符合要求的。
为了实现如上所述的方法，成型机器6包括布置在加热站8的上游的设备54，该设备54包括圆偏振光源和相机源，其中相机源能够通过第二交叉圆偏振器获取通过初始预制件12传输的入射偏振光的图像。如图3和图4已示出的，干涉图像或系列干涉图像允许观察预制件的材料的内应力的幅值或强度以及分布。实际上，在该干涉图像中，内应力导致连续波或火焰形式的、在预制件的壁中延伸的干涉条纹56的存在，这些条纹56的分布和形状给出了有关预制件的材料中内应力的分布和大小的信息。
在图3上，已示出了在交叉偏光器之间用白色或单色光获得的用于符合要求的参考预制件的干涉图像。该图像可被用作为标准规格，允许对在机器中循环的每个预制件获得的干涉图像进行比较，以确定内应力的分布和幅值是否符合要求还是不符合要求。为此，限定了框架58，将在该框架58的内部分析二维干涉图像。框架58例如在初始预制件12的主体24上远离颈部30延伸，以获得表示预制件的位于框架58中的材料中的内应力的分布和内应力的大小的样本。当图像是用白光获得时，可通过例如色彩分析确定干涉条纹的阶数。优选地，框架58为长方形并在初始预制件的较大部分上在高度和宽度上进行延伸，例如初始预制件12的圆柱形部分的90％左右以及初始预制件12的宽度的50％或70％左右。初始预制件12的二维图像例如通过计算在该框架58内延伸的干涉条纹56的数目和/或通过测量该框架58内的干涉条纹56的顶点的位置进行分析。将干涉条纹56的数目和/或干涉条纹56的位置与容许值范围进行比较，该容许值范围由用于符合要求的预制件的框架58内的干涉条纹56的最大数目限定和/或通过这些干涉条纹56的位置的公差限定。因而，如果在由穿过初始预制件12的光产生的干涉图像的框架58内部计数的干涉条纹56的数目大于干涉条纹最大数目，和/或如果测量的这些干涉条纹的位置比符合要求的预制件的图像更接近颈部30，那么认为分析的初始预制件12是不符合要求的，如同图4中由预制件4a和4c所示，其中，位于框架58内的干涉条纹56的数目远大于图3中的符合要求的参考预制件的位于框架58内的干涉条纹56的数目。
除了框架58内的干涉条纹56的数目之外，应力参数还可包括在框架58内的干涉条纹56的对称程度。对称轴可限定为经过框架58的中心，所述对称轴例如通过初始预制件12的纵向轴线A限定，且可检查干涉条纹56相对于该对称轴的对称性。可限定最大默认对称性，超出最大默认对称性的预制件被认为是不符合要求的。例如，对称干涉条纹相对于框架58中的对称轴的默认对称性可限定为相对于位于框架58内的干涉条纹的数目的百分比。因而，如果与给定的预制件相关的干涉图像的框架58中的对称干涉条纹的百分比不够，将认为给定的预制件是不符合要求的。这已经通过图4的预制件4c示出，其中，位于预制件的闭合末端部附近的干涉条纹56相对于纵向轴线A是不对称的。
关于与已加热预制件22的弯曲连接的应力参数，如果获取到在预制件的不同角位置处获取的多个图像，以在预制件周围的最可能部分上获得分析的预制件的材料中的内应力的表示，将提高对干涉条纹56的分析。总之，如果干涉条纹56的数目小于容许极限(图4b)，和/或干涉条纹56的默认对称小于最大默认值，和/或干涉条纹56在整个外周上是均匀的，那么初始预制件12是符合要求的。
为了实现如上所述的分析，根据其他实施方式的机器的分析设备包括圆偏振光源和用于获取已穿过每个预制件的偏振光的干涉图像或影片的设备。光源、两个圆交叉偏振器和采集设备布置在机器的入口4和加热站8之间的初始预制件12的路径部分的任意一侧上，以使得每个预制件在光源、两个偏振器和加热站8的上游的采集设备之间穿过。利用该站的传输装置在光源和采集设备之间传输预制件，预制件可在图像采集期间绕其线轴旋转，以获得每个预制件在不同角位置处的图像。
一旦获取到干涉图像或影片，利用控制单元50来确定应力参数值，例如框架58内的干涉条纹56的数目(或在白光下干涉条纹的最大阶数)，和/或干涉条纹沿外周的均匀性，和/或框架内的干涉条纹的默认对称性，并将所述值与在分析时加热站8的加热温度的容许值范围进行比较，以使得为在机器中循环的每个预制件确定该预制件是符合要求还是或不符合要求的。
替代地或除上述描述的参数之外，可选择初始预制件12和已加热预制件22之间的应力参数的变型作为应力参数，例如框架58内的干涉条纹56的数目(或在白光中干涉条纹的最大阶数)和/或干涉条纹沿外周的均匀性和/或框架内的干涉条纹的默认对称性。
连续确定在机器中循环的每个预制件的预制件一致性允许确保连续检查用于生成容器的预制件的质量。
当分析的预制件被确定为不符合要求而加热过程和预制件温度被认为是稳定的和处于控制之下时，根据本发明的方法包括通过机器发射输出信号，例如通过机器的控制单元50。当应力参数中的一个或至少一个的测量值超过该应力参数的容许值范围之外时，因此发出该信号。
该输出信号可以各种方式进行利用。
输出信号可以简单为引起机器的用户的注意的可听和/或可视信号，以通知用户机器中存在不符合要求的预制件以及容器破裂的风险。
作为变型或此外，输出信号可用于在所述预制件经受成型和填充步骤之前触发不符合要求的预制件的排出。以这种方式，确保只有符合要求的预制件形成容器，从而大大降低破裂的风险。
在图5上，示出了在X轴上显示连续分析的预制件和在Y轴上显示应力参数的测量值的图。线Pmin和线Pmax分别代表测量的应力参数的容许值范围的下限和上限。
该图Y轴的点E表示触发了预制件的排出的预制件。实际上，在点E处，可看见应力参数的测量值在由Pmin和由Pmax限定的范围之外。
在点S处，识别出具有应力参数的测量值在对于所使用的加热温度的容许值范围之外的大量连续预制件。例如当整批预制件没有以符合要求的注射参数或用合格材料生成时，可发生这种情况。如果识别了导致输出信号连续发射的这种连续预制件，输出信号可用于停止机器，以收回这批不符合要求的预制件并以另一批预制件来替换，从而防止发生容器的多个破裂。
例如，具有与批量预制件的质量相关联的至少一个参数的连续且统计学的记录的事实，可有助于检验形成的容器2的质量是非常依赖还是不依赖于预制件的记录值。
如上所述的方法和机器允许通过分析与预制件的材料中的内应力相关联的参数来连续地或“成一直线”地检查在机器中循环的预制件的质量，以确定在机器中生产的容器最终破裂的原因。应注意，与内应力相关联的参数的分析不同于在已加热预制件上执行的热控制，该热控制用来确定预制件在成形为容器之前是否以一致的方式进行了加热。实际上，例如通过温度记录相机执行的这种热控制不允许确定与预制件的材料中的内应力相关联的参数值。
在加热步骤之前和之后分析预制件尤其使得能够测量各种应力参数，包括每个预制件在加热期间经受的轴向回缩。轴向回缩与在加热步骤期间预制件的材料中的内应力的释放相关。
不同应力参数的结合可提高不符合要求的预制件的检测。

Claims (13)

1.用于从由热塑性材料制成的连续初始预制件(12)生成容器(2)的方法，包括以下步骤：
-将所述连续初始预制件(12)进给至加热站(8)，
-在所述加热站(8)中加热所述连续初始预制件(12)以传送连续的已加热预制件(22)，
-将所述已加热预制件(22)进给至成型站(10)，
-将不可压缩液体注射至每个已加热预制件(22)内，以将所述连续的已加热预制件(22)成形为所述容器(2)，以及在所述成型站(10)中利用所述不可压缩液体填充所述容器(2)；
其特征在于，所述方法还包括：
限定与所述热塑性材料的内应力相关联的至少一个应力参数；以及
限定所述应力参数的容许值范围；
所述方法包括所述连续初始预制件(12)中的每个和所述连续的已加热预制件(22)中的每个的分析步骤，所述分析步骤包括以下步骤：
-确定所分析的预制件的所述应力参数的值，
-将所确定的值和所述容许值范围进行比较，
-当所述确定的值在所述容许值范围之外时发送输出信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述热塑性材料的所述内应力相关联的所述应力参数是沿着所述分析的预制件(12、22)的高度测量的、所述热塑性材料的所述内应力的最大周向散布。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在将不可压缩液体注射至所述已加热预制件(22)中之前，在初始预制件(12)上和已加热预制件(22)上执行确定所述应力参数的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
通过获取至少所述初始预制件(12)的图像和至少所述已加热预制件(22)的图像来执行确定所述应力参数的值的步骤；以及
通过对所获取的图像和具有容许最大横向弯曲值的参考已加热预制件的至少一个参考图像(2d)进行比较来执行所述比较步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
所述已加热预制件至少在确定所述应力参数的值的步骤期间以旋转方式运动；
通过在所述分析的已加热预制件的不同角位置处获取所述已加热预制件(22)的多个图像，以及通过处理所述获取的图像以识别与所述分析的预制件的最大横向弯曲相对应的至少一个图像来执行确定所述应力参数的值的步骤；
通过比较所识别的已获取图像和所述参考图像(2d)来执行所述比较步骤。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，
所述应力参数，是在所述分析的预制件的加热步骤之前和之后，所述分析的预制件的主体(24)的高度(h)和/或所述外径(d)的变化；
所述确定所述应力参数的值的步骤包括：
在所述加热步骤之前测量所述预制件的主体(24)的所述高度(h)和/或所述外径(d)的步骤；
在所述加热步骤之后测量所述预制件的主体(24)的所述高度(h)和/或所述外径(d)的步骤；以及
确定主体(24)的所述高度(h)和/或所述外径(d)的所述变化的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述至少一个应力参数的应力参数是所述分析的预制件的所述热塑性材料的所述内应力的强度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
通过将分析的初始预制件(12)暴露至圆偏振光，以及通过第二交叉圆偏光器获取穿过所述初始预制件(12)的入射偏振光的干涉图像或影片来执行确定所述应力参数的值的步骤；以及
通过将所获取的图像或影片与穿过一个或多个参考预制件的偏振光的所述干涉图像或影片进行比较来执行所述比较步骤；
所述参考预制件具有处于所述容许值范围内或正处于所述容许值范围极值的应力参数值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，在对所述分析的预制件(12、22)已执行所述比较步骤之后，当已发送所述输出信号时，不执行将不可压缩液体注射到所述已加热预制件(22)中的步骤，在注射不可压缩液体的步骤之前所述分析的预制件优选地被撤走。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述输出信号为可听和/或可视的警报信号。
11.用于从连续初始预制件(12)成型连续容器(2)的机器，所述机器至少包括：
加热站(8)，布置成从所述连续初始预制件(12)传送连续的已加热预制件(22)；以及
成型站(10)，所述成型站(10)包括用于在已加热预制件中注射不可压缩液体以在所述成型站(10)中成型连续容器的装置；
其特征在于，所述机器还包括分析设备(46)，所述分析设备(46)布置成执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的分析步骤。
12.根据权利要求11所述的机器，其中，所述分析设备(46)至少包括上游光学设备(52)和下游光学设备(48)，所述上游光学设备(52)放置在所述加热站(8)上游，所述下游光学设备(48)放置在所述加热站(8)与所述成型站(10)之间，所述上游光学设备(52)和所述下游光学设备(48)都布置成获取待分析的每个预制件的至少一个图像或影片，所述分析设备(46)布置成确定所述连续的已加热预制件(22)中的每个的最大横向弯曲值。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的机器，其中，所述分析设备(46)包括设置有圆偏振光源的干涉仪设备(54)和用于通过第二交叉偏光器获取穿过每个预制件(12)的偏振光的干涉图像或影片的设备，所述干涉仪设备(54)放置在所述加热站(8)的上游。
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