CN108367483A - 设有中央活动插入件的模型底部 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造容器(2)的制造方法，所述制造方法在一个模型(1)中制造具有底部(8)的容器，所述模型具有模型底部(20)，所述模型底部具有底部模块(21)和插入件(29)，底部模块具有凸起的模制表面(22)和中央开口(28)，所述插入件(29)安装在中央开口(28)中，该插入件(29)配有具有容器(2)的底部(8)的中央区域(10)的型腔的终端表面(30)，所述插入件(29)相对于底部模块(21)在输入位置和输出位置之间活动，在所述输入位置，终端表面(30)在底部模块(21)的模制表面(22)的延长部分延伸，从而与底部模块的模制表面一起限定容器(2)的底部(8)的型腔，在所述输出位置，插入件(29)相对于中央开口(28)凸起，所述制造方法包括如此成型的容器(2)的底部(8)的中央区域(10)的变位操作，变位操作在于在减压阶段期间或者之后，使插入件(29)向其输出位置移动，以便对容器(2)的底部(8)的所述中央区域(10)施加推力，以及以便相对于吹制结束时所述中央区域具有的安全距离增大所述中央区域(10)安全距离。

Description

设有中央活动插入件的模型底部
技术领域
本发明涉及通过对如聚对苯二甲酸乙酯(PET)这样的塑性材料制的坯件进行吹制或拉伸吹制来成型容器，术语“坯件”指预型件(通常注塑而成)，或者基于预型件经受预先吹制操作的中间容器。
背景技术
容器具有：沿一条主轴线延伸的一般呈圆柱形的主体，从主体的上端部开始形成一个收缩部分的凸肩，延长凸肩以便容器灌装和排出的开口的颈部，以及在主体的下端部封闭主体的底部。
成型一般在一个模型内进行，该模型限定一个具有容器型腔的模腔。这种模型通常具有侧壁和模型底部，所述侧壁具有主体和凸肩的型腔(该侧壁细分成两个彼此铰接的半模型，用于允许在模型中输入一个坯件)，所述模型底部具有容器底部的型腔，定位在设置在两个半模型之间的一个开口中。
预型件在加热至高于其材料的玻璃转变温度的温度之后(PET制的预型件的玻璃转变温度约为80℃，通常加热至高于100℃的温度，典型地约为120℃)，热输入到模型中。然后，在预型件中注入加压气体(例如空气)，以使加热软化的材料贴靠在模型壁和模型底部上，从而使预型件具有容器的型腔。
容器的底部是一个关键区域，因为其结构稳定取决于放置在一个表面上的容器的平稳性，该表面尤其是在容器进行灌装的相继操作期间在一个传送带，或者在使用者放置容器于其上的桌子。
为了加固容器的底部，已经提出形状的无数诀窍，例如参见专利申请EP1945518(以本申请人的名义申请的，描述了花瓣状的底部及其相关的模型)和EP2580132(也是以本申请人的名义申请的，描述了配有星形加强肋的底部)。但是，大多数共同具有：
-周边基座，其限定用于容器的放置平面；
-中央拱顶，其向内延伸到基座，向容器内部凸起，其顶端部分(一般在拱顶中央)延伸轴向上测得的距放置平面的一距离，该距离称为“安全距离”。
环境标准所要求的容器减轻重量，设计人员对节省材料的研究，趋向于减轻底部，尽管有上述形状诀窍，但是，仍会观察到容器在从模型输出之后，拱顶出现凹陷的现象。这种现象在某些然而视为刚性的花瓣状的底部上甚至也会观察到，其安全距离逐渐减小，以直至变为零(拱顶接合放置平面)，甚至变为负(拱顶向容器外形成一个凸起，超过放置平面)。因此，底部缺乏平稳性，因此容器容易倒下。这种现象的原因是提高生产进度(每小时每个模型生产数千个容器)，其导致每个容器的制造周期的时间的减少，从而导致容器与模型接触时间的减少。因此，从模型输出的容器的底部仍然非常热，其在冷却时变形，自由释放由吹制引起的应力。
本发明的第一个目的是提出一种用于最小化拱顶凹陷风险的技术方案。
本发明的第二个目的，更准确地说，是提出一种可使安全距离保持在严格为正的数值的技术方案。
发明内容
本发明提出一种用于制造容器的制造方法，所述制造方法通过在一个模型中对预先加热到高于材料的玻璃转变温度的温度的塑性材料制的坯件进行吹制或者拉伸吹制来制造容器，所述容器具有底部，所述底部设有基座和相对于基座增高的中央区域，所述制造方法包括：
-将坯件输入到所述模型中的输入操作，所述模型具有侧壁和模型底部，所述侧壁具有容器的主体的型腔，所述模型底部与侧壁一起完成待获得的容器的型腔，所述模型底部具有底部模块且配有中央开口，所述底部模块具有凸起的模制表面，所述模制表面具有容器的至少基座的型腔，所述模型底部还具有插入件，插入件安装在中央开口中且设有具有容器的底部的中央区域的型腔的终端表面，所述插入件相对于所述底部模块在以下位置之间活动：
-输入位置，在该输入位置，终端表面在底部模块的模制表面的延长部分延伸，从而与底部模块的模制表面一起容器的底部的型腔；
-输出位置，在该输出位置，插入件相对于中央开口凸起；
所述制造方法的特征在于，其还包括：
-增压阶段，其包括在插入件的输入位置在坯件中注入加压流体，以成型容器；
-减压阶段，其包括使如此成型的容器与大气连通；
-如此成型的容器的底部的中央区域的变位操作，变位操作在于在减压阶段期间或者之后，使插入件向其输出位置移动，以便对容器的底部的所述中央区域施加推力，以及以便相对于吹制结束时所述中央区域具有的安全距离增大所述中央区域的安全距离。
这种方法可获得在从模型输出时具有增大的安全距离的容器。由于蠕变(尤其是在高温和/或高压条件下)，容器的灌装可引起底部的中央区域凹陷，但是，安全距离即使减小，也仍然为正，有利于容器的平稳性。
单独或组合地，可具有多个附加特征：
-插入件在其输入位置及其输出位置之间的行程在2毫米至15毫米之间，例如约为5毫米；
其次，本发明提出一种用于实施本发明的制造方法的模型底部，其中：
-插入件具有活塞，所述活塞安装成在与底部模块固连在一起的衬套中平移；
-模型底部具有底部模块安装于其上的支承件，衬套至少部分地在所述支承件中形成；
-模型底部具有流体回路，该流体回路例如包括在插入件中形成的用于流体流动的导管；
-插入件配有径向钻孔，所述径向钻孔使导管在终端表面附近通到插入件的外表面上；
-导管由单个整体件形成，具有由辐板分开的上游部分和下游部分；
-插入件通过附加制造实施。
附图说明
通过阅读下面参照附图对一实施方式进行的说明，本发明的其他目的和优点将显示出来，附图如下：
-图1是根据本发明的方法制造容器用的模型的剖面图，模型底部配有一个安装成在输入位置活动的插入件；
-图2是图1的模型在插入框II中的更大比例的细部图，带有以方框示出的具有甚至更大比例的附加细部；
-图3类似于图2，示出处于输出位置的插入件；
-图4是图1至3所示的模型中形成的容器的底部的剖面图。
具体实施方式
图1示出一个模型1，其用于通过对由塑性材料(尤其是PET)制的坯件3进行吹制或拉伸吹制来成型容器2。
坯件3可以是一个中间容器，该中间容器基于一个预型件经受第一道吹制工序。如同所示实施例中那样，也可以涉及注塑一个未经加工的预型件(图1上虚线所示)。
容器2具有大致圆柱形的主体4、凸肩5、颈部6和底部8，所述主体沿一条主轴线X延伸，所述凸肩缩窄地在主体4的延长部分中延伸至主体的上端部，所述颈部在凸肩5的上端部开口，所述颈部与凸肩由一个凸缘7分开，所述底部在主体的下端部封闭主体4。底部8具有周边基座9和相对于基座9增高的中央区域10，容器2用于由所述周边基座放置在一个平表面例如桌子上，所述周边基座由一个拱顶11接合于增高的中央区域(尤其是预型件3的一个注塑锭块位于该中央区域)。
根据附图所示的一实施方式，容器2的底部8呈花瓣状。底部具有交替布置的隔开的支脚12和凹谷13，所述支脚终止于共同(在用语的数学意义上离散地)形成基座9的端部，所述凹谷具有大致圆形的径向截面，从中央区域10开始辐射至主体4。
预型件3具有大致管形的主体14、颈部6和半球形的底部15，预型件的主体大致呈管形，用于形成容器2的主体4和凸肩5，预型件的颈部是容器2的颈部，在成型期间保持不变，预型件的底部用于形成容器2的底部8。
模型1具有侧壁16，该侧壁限定一个具有容器2的主体4和凸肩5的型腔的模腔17。侧壁16沿一条主轴线延伸，当容器2成型时，所述主轴线与容器的主轴线X重合。下文中，术语“主轴线”不加区别地系指容器的轴线或者侧壁16的轴线。
根据一传统的实施方式，侧壁16细分成两个半模16A、16B，这两个半模可一个相对于另一个例如围绕一个平行于主轴线X的铰链彼此铰接地在开模位置与合模位置之间活动，在开模位置，两个半模彼此按一定角度分开，以输入预型件3和排出容器2，在合模位置，两个半模型一个紧贴在另一个上，以限定整个模腔17。
侧壁16限定一个上开口18和一个相对的下开口19，预型件3由所述上开口通过其凸缘7进行悬置。
模型1还配有模型底部20，首先，模型底部具有底部模块21(例如由钢或铝合金制成)，底部模块具有凸起的模制表面22，具有底部8的一部分的型腔，底部的该部分包括基座9和拱顶11，但是不包括中央区域10。
底部模块21固定在一个支承件23上，支承件本身安装(例如通过螺钉24)在一个鞍架25上，鞍架相对于侧壁16在装载/卸载位置与成型位置之间平移活动，在装载/卸载位置，模块21与模腔17分离，以排出成型的容器2和使一个预型件3就位，在成型位置(如图1、2和3所示)，模制表面22封闭下开口19，以与模腔17一起完成待成型容器2的型腔。
根据附图所示的一实施方式，其中，容器2具有花瓣状的底部8，底部的具有其型腔的模制表面22，具有交替布置的加强肋26(具有凹谷13的型腔)和具有支脚12(例如五个)的型腔的中空保留区27(每个都形成一个基座区域)，该中空保留区在加强肋26之间延伸。
如附图更具体的是图2和3所示，底部模块21设有一个围绕主轴线X延伸的中央开口28。根据一种实施方式，该开口28具有圆形横截面，但是，该形状不是限制性的。
其次，模型底部20具有安装成在中央开口28中平移的插入件29。该插入件29的一个终端表面30具有容器2的底部8的中央区域10的型腔。
插入件29相对于底部模块21在以下位置之间活动(即平行于主轴线X轴向平移)：
-输入位置(图1、2)，在该输入位置，终端表面30在底部模块21的模制表面22的延长部分中延伸，从而与模制表面一起完成容器2的底部8的型腔，以及
-输出位置(图3)，在该输出位置，插入件29相对于中央开口28向模腔17轴向凸起，终端表面30朝模型的上开口18的方向相对于中央开口28轴向错开。
插入件29在其输入位置与其输出位置之间的行程有利地在2毫米和15毫米之间，例如约为5毫米。
根据附图所示的一实施方式，插入件29集装到一个活塞31，该活塞安装成在与底部模块21固连在一起的衬套32中平移。更准确地说，在所示的实施例中，衬套32在支承件23中形成，一方面由间置在支承件23和底部模块21之间的一个隔片形成的上壁33向上轴向界定(朝底部模块21的方向)，另一方面由在支承件23中形成的相对的下壁34向下轴向界定。
如图2所示，插入件29具有圆柱形上轴35，该圆柱形上轴从活塞31开始向上凸起，在上轴的端部形成终端表面30。上轴35穿过开在上壁中的一个中央开口36横穿上壁33。
根据图2所示的一实施方式，插入件29还具有下轴37，该下轴从活塞31开始向下凸起(即与上轴35相反地)。下轴37穿过开在下壁中的一个中央开口38横穿下壁34。
另外，也如图2所示，鞍架25可开有一个镗孔39，下轴37安装成在该镗孔中滑动，镗孔39和下轴37之间设置有间隙。镗孔39有利地具有由一个径向凸起的环形凸肩彼此隔开的一个上部部分39A和一个下部部分39B，所述环形凸肩与下轴37接触(优选地间置有一个密封圈)。
活塞31在衬套32中在上壁33一侧界定一个上室40，在下壁34一侧界定一个下室41。一次流体控制管42在支承件23中形成，由下壁34通到下室41中，以将加压流体(例如空气或油)注入到该下室中，所述加压流体向上壁33推动活塞31，因而朝向插入件的输出位置推动插入件29。
由活塞31和衬套32构成的作动筒可以是单作用式作动筒；在这种情况下，模型底部20具有一个(或多个)间置在上壁33与活塞31之间的复位弹簧，永久地向下壁34促动活塞，因而向插入件的输入位置促动插入件29。
但是，如同在所示的实施例中那样，由活塞31和衬套32构成的作动筒可以是双作用式作动筒：二次流体控制管43在支承件23中形成，径向通到上室40中，以将加压流体(例如空气或者油)注入到该上室中，所述加压流体向下壁34推动活塞31，因而朝向插入件的输入位置推动插入件29。
因此，为使插入件29就位在其输出位置，通过一次流体控制管42(以及例如通过一个由一连接器接到支承件23上的软管)，在下室41中注入加压流体(例如空气或者油)，加压流体向上壁33推动活塞31(因而向插入件的输出位置推动插入件29)，而下室41中的压力同时被释放。
相反，为使插入件29就位在其输入位置，释放下室41中的压力，但是，通过二次流体控制管43(以及例如通过一个由一连接器接到支承件23上的软管)，在上室40中注入加压流体(例如空气或者油)，加压流体向下壁34推动活塞31(因而向插入件的输入位置推动插入件29)。
两个室40、41之间的密封有利地由一个环形密封圈44实施，该环形密封圈接纳在周向地开在活塞31中的一个导槽中。
在实施变型中，插入件29的移动可由非气动(或液压)的机械装置进行控制，例如由一个凸轮进行控制。为此，插入件29的下端部可承载一个凸轮随动件(例如一个导轮)，该凸轮随动件与一个凸轮槽配合，凸轮随动件与凸轮槽的永久接触例如由一个复位弹簧确保。凸轮槽具有上部部分和下部部分，所述上部部分使凸轮随动件向上移动(因而使插入件29向其输出位置移动)，所述下部部分可使凸轮随动件下降(因而使插入件29向其收起位置恢复)。
根据一优选实施方式，模型底部20具有插入件29的热调节回路45，该热调节回路用于在插入件29必须冷却时，将插入件保持在中等温度(通常在5℃和30℃之间，优选地在10℃和20℃之间)，或者在插入件29相反必须加热时，尤其是在容器2的底部8热定形的情况下，将保持件保持在高温(通常在80℃和120℃之间)。该回路45例如是流体回路，因此具有在插入件29中形成的导管46，用于使载热流体在插入件内流动。
尤其如图2所示，导管46具有上游部分46A和下游部分46B，所述上游部分由径向开在插入件29中的一个上游孔47通到镗孔39的上部部分39A中，所述下游部分由也径向开在插入件29中的一个下游孔48通到镗孔39的下部部分39B中。
热调节回路45还具有供给管49和排出管50，所述供给管在鞍架25中形成(例如通过至少一个钻孔)并通到镗孔39的上部部分39A中，所述排出管也在鞍架25中形成(例如通过至少一个钻孔)并通到镗孔39的下部部分39B中。
为便于流体在插入件29内流动，导管46有利地由单个整体件形成，上游部分46A和下游部分46B由一个辐板51分开。如同在所示的实施例中那样，如果插入件29是整体的，那么，这种结构不能通过机加工获得。为了获得这种结构，必须通过附加制造实施插入件29。更准确地说，为了用金属材料例如钢或者铝合金制造插入件29，可以使用粉末激光烧结的三维压制技术(SLS)。
如图2和3所示，采用间置形成上壁33的隔片，底部模块21安装在支承件23上，插入件29预先安装在支撑件中。如图所示，设有一周边槽部的环形定中心环52有利地安装在支承件23上。因此，由底部模块21、形成上壁33的隔片和插入件29装配而成的模型底部20，利用支承件23和环52，例如通过螺钉53刚性地固定在鞍架25上。
在模型1的合模位置，模型底部20通过一对夹爪54相对于侧壁16固定不动，每个夹爪固连于一个半模型16A、16B，与环52的槽部配合，如此同时进行模型底部20的保持和定中心。
为了由预型件3(或者更一般来说是坯件)成型容器2，操作如下：
插入件29处于输入位置，首先，进行输入操作，在模型1中输入预型件3(图1上以虚线示出)，所述预型件预先加热到高于材料玻璃转变温度(对于PET来说，约为80℃)的温度。
然后实施增压阶段，其包括在预型件3中注入加压气体(例如空气)，优选地，同时通过一个拉伸棒进行拉制。注入中的压力从约7巴的预吹制压力增大到大于或等于15巴、通常约25巴至30巴(可高达40巴)的吹制压力。因此，材料贴靠在侧壁16上、贴靠在模制表面22上和贴靠在插入件29的终端表面30上，从而成型容器2。
当以大于15巴的压力进行吹制时，插入件29始终处于收起位置。在这些情况下，材料紧密占据模制表面22和终端表面30的型腔。
增压阶段具有延时，期间保持吹制压力，以确保材料良好地占据型腔。
然后，在减压阶段过程中，如此成型的容器2的内部空间与大气(即自由空气)连通。
减压阶段可包括扫气步骤，该扫气步骤在于使容器2的内部空间与一个具有在预吹制压力和吹制压力之间的中间压力的流体源连通，从而确保容器2的内表面的冷却。
在减压期间(或者可选地在减压之后)，进行容器2的底部8的中央区域10的变位操作，该变位操作在于使插入件29向其输出位置移动，如图3所示。因此，对容器的底部的中央区域10施加推力，使所述中央区域相对于其在吹制结束时具有的安全距离增大安全距离。
在所示的实施例中，该变位操作通过下室41的增压和上室40的同时减压进行，这使活塞31止动抵靠上壁33(因此，插入件29处于其输出位置)。
在图3的细部方框中由箭头所示的插入件29的推动下，容器的底部8从其吹制结束时的构型开始变形(图2上以实线示出，图3上以虚线示出)，中央区域10向容器2内上升(如图3上实线所示)。容器2继续冷却(或者相反地热定形)，材料与经过热调节的插入件29部分接触，趋向于固化在这种变形的构型中。
插入件29在其输出位置中保持预定的持续时间(例如约十分之几秒)，然后，插入件29通过上室40的增压和下室41的同时减压，变换到低位，这使活塞31止动抵靠下壁34。插入件29重置于低位，可在模型底部20伴随着模型1开模而下降之后进行。
如图4所示，相对于容器2无插入件29进行成型的通常构型(以虚线示出)，容器2的底部8的中央区域10在离开模型1时处于升高构型(以实线示出)中。标号含义如下：
-G1容器的底部8处于升高构型(实线所示)的安全距离，即中央区域10与基座9的端部(其形成用于容器2的放置平面)之间的轴向测得的距离(平行于轴线X)；
-G0常规类似的底部的安全距离(虚线所示)。
不仅冷却的容器2的安全距离G1大于安全距离G0，而且事实证明，安全距离G1在灌装(和封装)之后保持严格为正，从而不仅在中期确保其平稳性(尤其是在容器灌装后的相继搬动操作期间：贴标签、输送、包装、底托化贮运)，而且也长期确保其平稳性，包括消费者使用时。
提供数值不视为限制性的，而是为了说明需要。对于具有花瓣状的底部的容器2(如所示的)和5毫米的插入件29的行程来说，安全距离的增大(即G1-G0的值)为1.5毫米。
不超出本发明范围，可以采用多个实施变型。特别是，可考虑调节回路45至少部分地起到应用于容器的底部8的局部吹制作用。为此，供给回路45的流体优选是气体，插入件可配有径向钻孔55(可选地，倾斜的钻孔)，使导管46在终端表面30附近通到插入件29的外表面上。这种钻孔以虚线在图2和3的细部方框中示出。
变位操作时注入流体，便于容器的底部8与模制表面22分离(从而使之变形)，同时最小化裂纹产生的风险。

Claims (9)

1.一种用于制造容器(2)的制造方法，所述制造方法通过在一个模型(1)中对预先加热到高于材料的玻璃转变温度的温度的塑性材料制的坯件(3)进行吹制或者拉伸吹制来制造容器，所述容器具有底部(8)，所述底部设有基座(9)和相对于基座(9)增高的中央区域(10)，所述制造方法包括：
-将坯件(3)输入到所述模型(1)中的输入操作，所述模型具有侧壁(16)和模型底部(20)，所述侧壁具有容器(2)的主体(4)的型腔，所述模型底部与侧壁(16)一起完成待获得的容器(2)的型腔，所述模型底部(20)具有底部模块(21)且配有中央开口(28)，所述底部模块具有凸起的模制表面(22)，所述模制表面具有容器(2)的至少基座(9)的型腔，所述模型底部(20)还具有插入件(29)，插入件安装在中央开口(28)中且设有具有容器(2)的底部(8)的中央区域(10)的型腔的终端表面(30)，所述插入件(29)相对于所述底部模块(21)在以下位置之间活动：
-输入位置，在该输入位置，终端表面(30)在底部模块(21)的模制表面(22)的延长部分中延伸，从而与底部模块的模制表面一起完成容器(2)的底部(8)的型腔；
-输出位置，在该输出位置，插入件(29)相对于中央开口(28)凸起，
其特征在于，所述制造方法还包括：
-增压阶段，其包括在插入件(29)的输入位置在坯件(3)中注入加压流体，以成型容器(2)；
-减压阶段，其包括使如此成型的容器(2)与大气连通；
-如此成型的容器(2)的底部(8)的中央区域(10)的变位操作，变位操作在于在减压阶段期间或者之后，使插入件(29)向输出位置移动，以便对容器(2)的底部(8)的所述中央区域(10)施加推力，以及以便相对于吹制结束时所述中央区域具有的安全距离增大所述中央区域(10)的安全距离。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，插入件(29)在其输入位置与其输出位置之间的行程在2毫米和15毫米之间。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，插入件(29)的行程约为5毫米。
4.一种用于实施前述权利要求中任一项所述的制造方法的模型底部(20)，其特征在于，插入件(29)具有活塞(31)，所述活塞安装成在与底部模块(21)固连在一起的衬套(32)中平移。
5.根据权利要求4所述的模型底部(20)，其特征在于，所述模型底部具有内部的热调节回路(45)。
6.根据权利要求5所述的模型底部(20)，其特征在于，热调节回路(45)具有用于流体流动的在插入件(29)中形成的导管(46)。
7.根据权利要求6所述的模型底部(20)，其特征在于，插入件(29)配有径向钻孔(55)，所述径向钻孔使导管(46)在终端表面(30)附近通到插入件(29)的外表面上。
8.根据权利要求6或7所述的模型底部(20)，其特征在于，导管(46)由单个整体件形成，具有由辐板(51)分开的上游部分(46A)和下游部分(46B)。
9.根据权利要求8所述的模型底部(20)，其特征在于，插入件(29)通过附加制造实施。
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