CN109195770A - 用于由预制坯件通过在压力下导入到预制坯件中的灌装物制造被灌装以液态灌装物的容器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于由预制坯件(1)通过在灌装压力下导入到预制坯件(1)中的灌装物制造被灌装以液态灌装物的容器(22)的方法和装置，其中，所述灌装物通过压力泵(7)处于压力下并且在成型和灌装站(3)处通过灌装阀(6)导入到预制坯件(1)中。布置在压力泵(7)和灌装阀(6)之间的压力储存器(10)由压力泵(7)施加压力并且以一定体积的灌装物填充。本发明的特征在于，设置挤压泵(26)，所述挤压泵具有用于灌装物的灌装腔(28)和在所述灌装腔中能运动地被引导的挤压体(30)，其中，挤压体(30)将灌装腔(28)分成灌装站侧的第一部分腔(28a)和背离灌装站的第二部分腔(28b)，所述第一部分腔和所述第二部分腔能够分别与压力储存器(10)流动连接。挤压体(30)与驱动装置(32)驱动连接并且能够由驱动装置(32)驱动，其中，在灌装阀(6)打开时所述驱动装置(32)和/或所述压力储存器(10)至少短暂地分别给所述挤压体(30)施加驱动力，并且挤压体(30)在此将用于使预制坯件(1)变形所需的灌装物量的至少一部分朝向预制坯件(1)的方向挤压。

Description

用于由预制坯件通过在压力下导入到预制坯件中的灌装物制 造被灌装以液态灌装物的容器的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于由预制坯件通过在压力下导入到预制坯件中的灌装物制造被灌装以液态灌装物的容器的根据权利要求1的前序部分所述的方法和根据权利要求12的前序部分所述的装置。

背景技术

预制坯件在此理解为例如由PET或者其他热塑性塑料预制成的坯件，该坯件例如在注射成型中制造。所述预制坯件通常在底侧被封闭并且与底侧对置地具有敞开的嘴部区域，所述嘴部区域具有已构造在其外侧上的螺纹。例如DE 10 2010 007 541 A的图2示出了所述预制坯件。

传统地，容器、特别是瓶子以吹塑成型方法在吹塑成型机中通过在压力下流入到热处理的预制坯件中的成型气体来成型并且在第二步骤中在灌装机中以灌装物、特别是液态灌装物灌装。WO 2012/083910 A1描述了吹塑成型机的典型的现有技术，该文献也描述了用于热处理预制坯件的典型的加热区以及吹塑站在旋转的吹塑轮上的典型的布置。关于预制坯件的输入和输出和关于在吹塑成型机内对预制坯件的操纵也可以参考该现有技术。在本申请文件中所述的方法和装置关于其结构、关于对预制坯件的操纵和关于预制坯件的加工可以基本上如同在WO 2012/083910 A1中描述的那样设计。决定性地仅仅由所提及的WO2012/083910 A1公开吹塑站和吹塑轮的情况得出的不同之处在于，该吹塑站和吹塑轮在本申请文件中由成型和灌装站或工作轮替代，多个成型和灌装站布置在所述工作轮上。出于这个原因，详细参考WO 2012/083910 A1的说明书、该文献的图1-12以及相应的附图说明。只要在下文中不说明是不同的，根据本发明的装置就能够以相同的方式和方法构造。

由预制坯件制造容器的特征在于，一方面对于预制坯件并且另一方面对于容器分别使用不同的成型工具。

与由预制坯件制造容器不同的是不属于同一种类的挤压吹制方法，在所述挤压吹制方法中，将熔化的原材料直接挤压到预给定容器轮廓的吹制模具中并且接着直接吹气。与此不同的也是用于最初由软管材料制造并且灌装容器的方法。后者的现有技术例如由CH388 173描述。在这个现有技术中也公开了一种挤压成型方法，其中，热塑性材料在此被挤压成软管的形状并且直接在外部的模具中成型。

为了更经济地由预制坯件制造容器，已经开发出下述的装置和方法，在该装置和方法中，热处理的预制坯件可以不是通过压力气体，而是通过在压力下供应的液态灌装物在一个步骤中成型并且灌装。这种方法和这种装置例如由DE 10 2010 007 541 A1公知。

为了可以将预制坯件成型为容器，对所述预制坯件进行热处理、即特别是加热并且设有适合的温度曲线。在此，将预制坯件的包括闭合的底部的本体例如加热到大约120℃并且由此变得可成型。通常使预制坯件的嘴部区域仅仅处于低得多的温度，因为预制坯件在嘴部区域处被操纵和保持在成型和灌装机中并且不允许在那里通常的保持力下变形。此外，在嘴部区域中通常也已经构造有螺纹，所述螺纹不应再经受变形。为了进行热处理，用于制造被灌装的容器的装置具有配备有加热装置的加热区，预制坯件沿着该加热区被引导并且在此设有期望的温度曲线。所述加热区可以例如如同在WO 2012/083910 A1中描述的那样构造。

成型过程则必须非常快速地进行，以便储存在预制坯件中的热量足够用于使预制坯件保持可塑性变形直到成型过程结束。因此，在通过液态灌装物成型时，用于成型的容器所需的灌装物体积必须在高的压力下并且在短的时间段内供应给预制坯件。典型的灌装时间处于100至150ms的范围内，由此需要直至20Liter/s的体积流和大于直至40bar的压力。

成型过程的开始主要通过进入到预制坯件中的拉伸杆来辅助，所述拉伸杆机械地将压力沿着预制坯件的轴向方向施加到预制坯件的底部上，以便拉伸预制坯件。拉伸杆接着承担引导底部，以便容器可以对称地形成并且预制坯件的轴向拉伸尽可能使用确定的时间变化曲线。然而该方法和该装置也能够在没有拉伸杆的情况下实现。

为了将预制坯件成型为容器，需要与预制坯件的和要制造容器的材料和形状相关的最小灌装压力，其中，在变形阶段开始时，较高的压力可以是有利的，以便启动变形过程。

在工业过程中，将预制坯件供应给用于制造被灌装的容器的机器的成型和灌装站并且依次地成型和灌装。在此，在灌装时间期间需要大的体积流，而在两次灌装之间的过程时间内灌装物不流动。这个发明在此不仅能够应用在以节拍方式工作的机器上，而且能够应用在根据圆形转子原理的机器上。所述根据圆形转子原理的机器可以例如具有工作轮，所述工作轮在通常的成型和灌装运行中被连续回转地驱动。多个成型和灌装站布置在这个工作轮上。

所需的大体积流仅仅能够通过连续运行的泵困难地实现，特别是因为全功率仅非常短暂地被需要。因此，使用活塞泵用于液压地成型和灌装容器，所述活塞泵的工作容积相应于所需的灌装物的量。活塞通过直线马达液压地或气动地驱动并且处于活塞泵的缸中的灌装物被压入到预制坯件或者正在成型的容器中。该现有技术例如相应于US 2008/0029928 A1。

活塞泵的反应时间比灌装时间长，从而特别是在成型和灌装过程开始时未达到期望的体积流并且不能确保在容器成型时可重复地良好地分配预制坯件的材料。

此外，根据灌装装置的构型，多个容器也可以时间上重合地在多个灌装站处被灌装。通过上述类型的活塞泵不能确保足够的灌装物供应。依次连续的灌装过程的开始和结束不能无缝地并且协调地进行，从而可能导致分配系统中的压力脉动。

得出的另外的缺点是，为了驱动所述活塞泵的活塞而需要具有高输入功率的驱动装置，以便在尽可能短的灌装时间内提供所需的灌装压力和所需的灌装物量。在具有在通常的成型和灌装运行中连续回转的、多个布置在其上成型和灌装站的工作轮的成型和灌装机中，所述站中的每个站设置有此类驱动装置，从而产生高的成本。

发明内容

本发明的任务在于，提出用于由预制坯件通过在压力下导入到预制坯件中的灌装物制造被灌装以液态灌装物的容器的方法和装置，其中，在整个成型和灌装阶段期间可靠地不仅提供期望的灌装压力而且提供灌装物的期望的体积流。在此特别是应该避免前述的具有高输入功率的驱动装置。

根据本发明的任务通过一种根据权利要求1所述的用于由预制坯件制造被灌装以液态灌装物的容器的方法来解决。根据本发明，除了这种类型压力储存器以外还设置具有用于灌装物的灌装腔的挤压泵，所述挤压泵具有在灌装腔中能运动地被引导的挤压体。挤压体的运动导致挤压灌装腔中的灌装物。挤压体将所述灌装腔分成灌装站侧的第一部分腔和背离灌装站的第二部分腔。在挤压体移动时，一个部分腔扩大到使另一个部分腔负载。两个部分腔能够与压力储存器流动连接。灌装物可以从压力储存器被引导到部分腔中。挤压体与驱动装置驱动连接并且能够由驱动装置驱动。驱动装置可以使挤压体在所述腔内改变位置并且由此将所述部分腔在其大小方面改变。此外，根据本发明设置，在灌装阀打开的情况下驱动装置和/或压力储存器至少短暂地分别给挤压体施加驱动力，并且挤压体在此将用于使预制坯件变形所需的灌装物量的至少一部分朝向预制坯件的方向挤压。由此与在前述的现有技术中相比能够更准确地控制和配量被压入到预制坯件中的灌装物量。被挤压的灌装物量根据挤压体在灌装腔内的位置移动实现，并且挤压体的受控的移动由此实现了准确的和可复现的灌装物量，该灌装物量在确定的时间内流入到预制坯件中。与在前述的现有技术中相比能够更准确地不仅配量灌装量而且配量灌装压力。

此外可能的是，挤压泵和压力储存器至少短暂地分别将自身的驱动力施加给挤压体，所述自身的驱动力导致力叠加。可以考虑的是，压力储存器将力朝向灌装阀的方向施加给挤压泵，并且驱动装置与该力相反定向地起作用，以便在任何时间阻止过高地挤压灌装物。也可以考虑的是，这两者、即压力储存器和驱动装置将相同定向的力施加给挤压体，例如这两者朝向灌装阀的方向将力施加给挤压体。由此可以每个时间单位内挤压高的灌装物量，而不必如同在现有技术中那样将驱动装置确定为大尺寸的，因为驱动功率的一部分由压力储存器提供。驱动装置可以根据需要也保持无力作用于挤压体。也可以考虑的是，驱动装置单独地驱动挤压体，而压力储存器保持无力作用。这可以例如对于挤压泵的加载行程、即在挤压体朝向背离灌装阀的方向运动的情况中是优选的。在成型和灌装过程进行中也可以根据需要在上述可能性之间转换。前述的可能性通过如下方式实现，即压力储存器能够与所述两个部分腔流动连接，从而根据连接通路有选择地将压力储存器的压力施加到挤压体的两侧中的一侧上或者不施加到挤压体的两侧上或者施加到挤压体的两侧上。

根据本发明的任务也通过一种根据权利要求12所述的用于由预制坯件制造被灌装以液态灌装物的容器的装置来解决。在前文中对方法权利要求给出的说明相应地适用于该装置。

不仅在方法权利要求中而且在装置权利要求中优选的是，挤压体挤压用于使预制坯件变形所需的灌装物量的大多数部分(＞所需灌装物量的50％)，其中，特别优选的是，全部用于变形所需的灌装物量由挤压体挤压。以这种方式，输入到预制坯件中的灌装物量仅仅还与挤压体的运动相关，即与被挤压的灌装物量相关。所述运动能够准确地并且可复现地实施。也就是说，通过挤压体受控地移动能够调节出准确的并且可复现的在确定时间内流入到预制坯件中的灌装物量。不仅灌装量而且灌装压力能够被准确地配量。

原则上，本发明也可以实现在以节拍方式工作的机器中。然而当多个成型和灌装站布置在共同的旋转的工作轮上时，则可以达到高的产品数量，其中，所述工作轮在该装置的通常的成型和灌装运行中连续地回转。此外，不仅对于该方法而且对于该装置优选的是，由预制坯件成型容器通过拉伸杆辅助，拉伸杆在灌装物导入到预制坯件中期间至少短暂同时地沿所述预制坯件的轴向方向拉伸预制坯件。所述拉伸杆和所述拉伸杆的构型原则上由吹塑成型机已知。

根据从属权利要求的下述说明和下述优选的实施方式以类似方式适用于该方法和该装置。

根据本发明的方法和根据本发明的装置具有的优点是，附加地设置的挤压泵的驱动装置仅须部分地产生用于挤压灌装腔中的灌装物的驱动力，因为压力储存器可以辅助地作用于挤压体。出于这个原因，驱动装置可以被确定为比在现有技术中公知的驱动装置小的尺寸。根据本发明的方法和根据本发明的装置也具有的优点是，可以使用连续运行的泵作为压力泵，以便给压力储存器供应所需的压力。虽然所述泵可以实现在变形时所需的高的压力，但是通常不能实现用于灌装所需的大的体积流。在两个灌装过程之间的过程时间内，所述泵例如在灌装阀关闭时给压力储存器施加处于压力下的灌装物，其中，压力储存器以一定体积的灌装物填充。一旦灌装阀打开，就提供该压力并且灌装物可以朝向预制坯件的方向流动。根据本发明，挤压泵在所述成型和灌装过程期间至少短暂地参与将灌装物朝向预制坯件的方向输送。

在此优选的，挤压泵构造为往复活塞泵，所述往复活塞泵也称为活塞泵。挤压泵具有灌装腔，所述灌装腔在此以灌装物灌装。挤压体在灌装腔内能运动地被引导。在往复活塞泵的情况中，挤压体构造为活塞。挤压体或者是活塞将灌装腔分成两个部分腔。这两个部分腔能够与压力储存器流动连接。挤压体附加地与驱动装置驱动连接，从而挤压体能够由驱动装置驱动以产生具有挤压力的挤压运动。与压力储存器的流动连接具有的优点是，能够使灌装物在压力下从压力储存器旁流到灌装腔中，并且此外可以有利地实现第一部分腔和第二部分腔之间的压力平衡，其中，基于与压力储存器的流动连接可以将所述压力保持在压力储存器的压力值上。在所述压力平衡之后，挤压体可以在不需要克服所述部分腔之间的压力差的情况下移动。

挤压泵或者其驱动装置可以特别是这样使用，以使得灌装速度在成型和灌装过程期间可以随时间改变地被控制。为此，驱动装置构造为由行程控制。由此意味着，由驱动装置施加的驱动能量在挤压体的行程上改变。驱动装置可以例如在成型和灌装过程开始时以与在成型和灌装过程的之后的时间点上相比更高的速度预先驱动。当实现的产品在容器制造中需要改变制造过程的参数时，则行程控制在此也可以在控制装置侧被改变。为此可以例如改变驱动装置的驱动特性曲线、即驱动力关于挤压体行程的时间变化曲线。驱动装置可以例如构造为直线马达或者其他马达。特别是直线马达能够以简单的方式并且准确地控制，从而所述直线马达具有非常好的特性，所述非常好的特性可以表明直线马达作为驱动装置是优选的，尤其表现为容易改变的驱动特性曲线。也可以考虑的是，驱动装置能够例如以凸轮控制装置的方式构造，其中，在此还视为缺点的是，只能通过更换控制凸轮改变驱动特性曲线。

此外优选的是，流体连接管路从压力储存器不仅通至第一部分腔而且通至第二部分腔。基于所述单独的连接管路可以实现优选的结构变体。例如至第一部分腔的流体连接管路特别是可以构造为由阀控制。这例如通过如下方式实现，通过关闭布置在该连接管路中的阀使第一部分腔与压力储存器解耦并且在灌装阀打开的情况下则仅仅根据挤压体的运动引导来控制流入到预制坯件中的灌装物量。

在设置至第二部分腔的流体连接管路的可节流性的情况中可能的是，在成型和灌装过程结束时制动挤压体的运动，即其方式是，将该流体连接管路收窄并且由此节流灌装物的流动，从而挤压体或者用于该挤压体的驱动装置必须抵抗被节流的流动横截面工作。在替换方案或者对此的补充方案中，灌装阀可以构造为能节流。在灌装过程即将结束时，灌装物的流动可以被更强地节流，从而挤压体必须抵抗更高的压力工作并且由此被制动。在灌装过程结束时的压力冲击可以通过该实施变体减小。

此外优选地，至第二部分腔的连接管路的流动横截面确定为大于至预制坯件的供入管路的流动横截面。以这种方式确保了，提供用于使灌装物旁流到灌装腔中的流动横截面这样确定大小，以使得流出的体积无问题地被引导。结合至第二部分腔的连接管路的可节流性可以影响灌装物从压力储存器到灌装腔中的旁流并且特别是可以使旁流变得困难，以便制动挤压体的运动。通过灌装阀的可节流性可以实现在灌装物从灌装腔流出到预制坯件中时相同的效果。

有利地可以使用连续运行的泵作为压力泵。虽然所述泵可以实现所需高的压力，但是通常不能实现用于灌装所需的大的体积流。在两个灌装过程之间的过程时间内，所述泵例如在灌装阀关闭时给压力储存器施加处于压力下的灌装物，其中，压力储存器以一定体积的灌装物填充。

在成型和灌装过程中需要确定的最小压力，以便使预制坯件变形。较高的压力可以被使用并且特别是在变形的开始阶段中有利于启动变形过程。然而变形过程的开始也可以通过拉伸杆来辅助。

同样不应该超过确定的最大压力，一方面因为系统部件不能在该最大压力上工作，并且另一方面因为在该最大压力上则不受控地进行预制坯件的变形。

因此所使用的压力储存器应该优选地具有预加压力，所述预加压力相应于最小成型压力。压力储存器的压力在以灌装物填充时增大。根据压力储存器的构型和体积，压力增大可以是忽略不计的或者显著的。可以例如使用36bar的预加压力，所述预加压力在以期望体积的灌装物填充时增大到例如40bar。如果储存器中达到的压力大于最大灌装压力，则相应地在成型和灌装站之前设置减压器。

所述泵必须能施加应在压力储存器中达到的压力。有利地，所述泵实现相应于最大灌装压力的压力。如果泵压力更大，则又可以设置用于减小压力的相应装置。

前面作为示例性描述的构型具有的优点是，在压力储存器中产生的压力在成型和灌装过程期间首先是高的，由此可以更容易地启动预制坯件的变形。也可以辅助地并且引导地通过拉伸杆使变形更易开始。

接着通常较低的压力足够用于推动已经一次启动的变形。因此只要保持确定的最小压力，压力储存器的在成型和灌装过程进行中下降的压力就是无害的。

由压力储存器提供的压力在此可以分别通过挤压泵增大，所述挤压泵提供附加的压力。尤其在成型和灌装过程开始时提供所述附加的压力。

压力储存器的体积应该至少相应于要成型和要灌装的容器的容积、即基本上相应于下述的模具的体积，预制坯件在该模具中成型为容器。然而根据应用，当所述方法通过下述成型和灌装装置实现时，压力储存器的体积也可以是更大的，在所述成型和灌装装置处容器可以时间上重叠地在多个成型和灌装站处成型和灌装。这以类似的方式适用于挤压泵，所述挤压泵的灌装腔同样这样确定尺寸，以使得已完全挤压的体积足够大地用于灌装已制成的容器。

压力储存器优选地是气体压力储存器，所述气体压力储存器被预加压力，所述压力相应于最小成型和灌装压力。

所述泵优选地是连续运行的泵。然而任何其他实现足够压力的泵类型同样是适合的。所述泵的工作压力应该优选地至少相应于最小灌装压力、更优选地相应于最小成型压力。在更高压力的情况下，将相应的压力限制器设置在灌装阀上游的流体路径中。

在成型和灌装过程之外、即在灌装阀关闭时，所述泵给压力储存器施加处于压力下的灌装物。只要由所述泵实现的压力大于在压力储存器中产生的压力，所述泵就将液体泵送到压力储存器中。在压力储存器中储存下述的体积，该体积优选地至少相应于用于成型和灌装过程所需的体积、即基本上相应于下述的模具的内部体积，预制坯件在该模具中成型为容器。

如果达到压力储存器的最大体积或者压力储存器中的压力增大到期望值，则所述泵空转或者灌装物经由回流管路借助过压阀排出。

为了实际的成型和灌装过程而打开灌装阀。直接提供全部的成型和灌装压力，所述成型和灌装压力预先在压力储存器中产生。用于成型和灌装过程所需的体积流可以与泵功率无关地由压力储存器提供。挤压泵可以附加地补充泵功率。

通过本发明不必再将可提供高体积流的泵用于所述装置。当所述泵提供足够高的压力并且泵功率足够高地用于在两个灌装过程之间灌装压力储存器时，这是足够的。泵功率仅须相应于每个时间单位灌装的灌装物量。暂时高的体积流由压力储存器提供、由挤压泵辅助，该挤压泵可以特别是通过驱动装置在时间上改变地控制灌装压力。

在本发明的一个实施例中，阻尼元件可以有利地布置在供入管路中。特别是气体压力储存器适合作为阻尼元件。所述气体压力储存器可以设置有气体填充装置，所述气体填充装置通过储存器中的膜片相对于供入管路封闭。气缸中的预加载的活塞也可以用作阻尼元件，所述活塞可以例如通过弹簧力或气体压力来预加载。如果在成型和灌装过程结束时导致压力的突然增大，则压力储存器中的气垫被压缩或者弹簧被张紧并且在这个行程上阻尼已产生的压力波。

压力储存器为此应具有预加压力或预加力，所述预加压力或预加力相应于最大灌装压力或者略大于最大灌装压力。压力储存器在正常灌装压力下以这种方式不被张紧并且具有对成型和灌装过程结束时的压力波的接收能力。

表明有利的是，压力储存器相对于成型和灌装站这样定向，以使得在管路系统中在成型和灌装站和压力储存器之间传播的压力波垂直地接触到膜片，也就是说，压力的传播方向垂直于膜片。当压力储存器的膜片垂直于预制坯件的轴线，则这尤其被确保。然而由于所述波在窄的管路中特定地传播并且反射到管路壁上，所述效果也可以在相应的弯曲的管路中以另外的定向实现。

为了有效地阻尼正在传播的压力波并且保护该装置的尽可能宽的区域而有利的是，阻尼元件靠近成型和灌装站、特别是靠近成型和灌装站的成型和灌装头布置。由此可以确保，压力波仅仅在空间上极其受限的区域内传播并且被有效地阻尼。该装置的处于更远位置的部件被有效地保护。

因为压力冲击仅仅挤压非常小的体积，所以阻尼元件相应小地构造。当例如气体压力储存器具有小于500ml、特别是小于300ml并且优选地小于150ml的最大液体接收能力时，这是足够的。

由此，在其压力大小方面根本不能确定的压力冲击可以通过仅仅一个简单的元件控制。这保护设备部件免受压力冲击，安全阀在该设备部件中不能再起作用。

附图说明

在下述附图中示意性地示出根据本发明的实施例。附图中：

图1示出在使用根据现有技术的压力储存器的情况下的成型和灌装装置的示意性的构造，

图2以示意图示出根据本发明的装置和根据本发明的方法的一个实施例的基本结构。

具体实施方式

对于本领域技术人员而言可理解的是，在此所示的实施例应该仅用于说明本发明的原理并且仅仅示意性地和未按比例地示出。特别是，元件彼此间所示的尺寸和大小比例仅仅用于解释说明。本领域技术人员基于其专业知识可以自由地确定实际的尺寸和大小比例。此外，仅仅示出用于理解本发明所需的部件。真实的装置可以具有另外的部件。

所示的装置具有成型和灌装站3，在所述成型和灌装站中，预制坯件1在模具4内变形成灌装的容器22。为此，成型和灌装站3具有带有灌装阀6的成型和灌装头5，所述灌装阀与供应管路2连接，通过该供应管路可以将来自储存容器9的灌装物在压力下供应给成型和灌装站3。

为了成型和灌装容器22，成型和灌装头5密封地安置在预制坯件1的嘴部上，并且将灌装物在最大150ms的灌装时间内以36至40bar的压力供应给预制坯件1。这在1.5Liter瓶子的情况下例如需要至少10l/s的灌装物的体积流。

为此，所述装置配备有泵7，所述泵连续运行并且达到40bar的压力。供应管路2在所述泵之后设置有止回阀8。

此外，所述装置具有以气体预加加载力的压力储存器10。压力储存器10例如以36bar预加加载力并且可以在例如40bar的压力下接收例如1.5Liter的体积。为了灌装较大的容器22，所述体积可以例如选择较大的。运行的泵7使供应管路2中的灌装物处于40bar的压力下，从而压力储存器10中的气体被压缩并且压力储存器接收1.5Liter的灌装物。在达到40bar的压力时，压力储存器10不再接收任何其他的灌装物。由泵7输送的灌装物通过过压阀11和回流管路12被导回到储存容器9中。

如果压力储存器10被完全填充，则可以打开灌装阀6。储存在压力储存器10中的灌装物在40bar的初始压力下流动并且以大的体积流通过成型和灌装头5流入到预制坯件1中，该预制坯件在灌装物的作用下在模具4内变形成容器22并且同时被灌装。直至完全地成型和灌装容器22，压力储存器10中的压力下降到36bar，这足够用于容器成型。

压力储存器10迅速和无延迟地响应并且与泵7不同地可以提供短的灌装时间内所需的体积流。也就是说，所述容器22因此可以在预制坯件1的温度下降到该预制坯件不能再变形之前由热地预处理的预制坯件1成型。

在关闭成型和灌装阀6之后，已成型的容器22可以与成型和灌装头5分离并且特别是通过封闭、贴标签等进一步加工。泵7继续连续地运行并且重新灌装压力储存器10用于下一次成型和灌装过程。

根据本发明的装置具有的优点是，可以使用具有通常升功率的简单的泵7，因为短暂用于成型和灌装过程所需的大的体积流能够由压力储存器10储存并且在需要时输出。

在工业装置中，泵7的升功率必须这样设计，以使得该升功率相应于每个时间单位的灌装量。此外，在成型和灌装阶段期间所需的大的体积流通过填充和排空压力储存器10来实现。压力储存器10的容积在此应该这样设计，从而所述压力储存器在成型和灌装容器22时目前可以接收容器容积。在多个容器22在与压力储存器10连接的不同的成型和灌装站3中时间上重叠地被成型和灌装的情况中，可以相应地增大压力储存器10的容积。

阻尼元件20可选地与供应管路2连接。所述阻尼元件在此例如涉及气体压力储存器，在所述气体压力储存器中，气垫20a在压力下在膜片20b之后被封闭。在此，气体压力相应于所述装置的最大成型和灌装压力、例如38bar。然而根据要成型的容器22，所使用的成型和灌装压力可以是不同的。典型地，压力储存器10中的气垫20a的压力可以为36和44bar之间、优选40和42bar之间。

当预制坯件1通过将灌装物在大约100至150ms内导入到灌装的容器22中而变形时，则在此由于灌装物的大的体积流而导致压力冲击，当容器22完全成型并且所述容器的壁与模具4的壁贴靠时，则产生压力峰，所述压力峰作为压力波在装置中反向地传播。该压力峰的大小仅能困难地计算。然而装置的部件通常仅仅对于包括安全余量的灌装压力而设计。持续的压力冲击可以损坏所述部件。

阻尼元件20可以通过短暂地接收少量的灌装物来阻尼压力波。为此，阻尼元件20靠近成型和灌装头5布置，从而压力波的传播被限制到装置的有限区域内并且有效地保护在前连接的部件。

虽然压力在管路系统中向各方面传播，但是产生的压力冲击以有限的速度作为波传播。因此有利的是，阻尼元件20这样布置，以使得波的传播方向几乎垂直于膜片，因为压力波则可以特别有效地被阻尼。

虽然压力储存器10和阻尼元件20结构上看起来相似，但在细节上存在显著的区别。

因此，压力储存器10特别是可以选择为始终大于要制造的容器22的容积，而阻尼元件20的体积可以选择为比容器容积小很多。

此外，阻尼元件20优选地靠近或者甚至集成到成型和灌装头5中布置，而压力储存器10将供入管路供至成型和灌装头5并且在压力储存器10和成型及灌装头5之间更长的管线路也没有问题。

最后，具有多个成型和填充站3的机器每个成型和填充站3或者每个成型和灌装头5各具有一个阻尼元件20，而多个或所有成型和填充站3优选地由相同的压力储存器10供给。

图2示出根据本发明的实施例，所述实施例与图1中所示的实施例相比补充了挤压泵26，然而还可以具有图1所述的结构。除了图1所述的压力储存器10和储存容器9以及压力泵7以外还示出了第二泵装置，所述第二泵装置在所示的实施例中构造为挤压泵26、即活塞泵。作为挤压体的可运动的活塞30在挤压泵26的灌装腔28中被引导。作为驱动装置的驱动马达32作用于轴向地从灌装腔28伸出的活塞杆29。活塞30将灌装腔28分成下部的部分腔28a和上部的部分腔28b。上部的部分腔28b通过具有流动横截面A的连接管路38与压力储存器10连接。如同借助虚线示出的那样，在所述连接管路38中可以布置节流装置40。

在至灌装腔28的下部的部分腔28a的连接管路36中布置阀V1，该阀控制压力储存器10和灌装腔28的下部的部分腔28a之间的连接36。在示出的实施例中，所述阀V1相应于典型的挤压泵的输入阀，而阀V2在至成型和灌装站3的供入管路2中相应于典型的挤压阀。图1中的灌装阀6相应于图2中的阀V2。当如同在灌装器的区域中公知的那样所述阀V2或6尽可能靠近灌装物到预制坯件1中的排出口布置，以避免在灌装物供入管路中的渗漏、死区和卫生问题时，当V2与灌装头隔开间距时也视为优选的。

如果排出阀V2关闭，则例如在阀V1打开时在灌装腔28的下部和上部的部分腔28a，28b中施加相同的压力、即存在于压力储存器10中的压力。在这种压力平衡的状态中，活塞30可以通过马达32驱动，而不用克服压力差。

为了成型和灌装的目的而打开阀V2并且同时或者时间较早地关闭阀V1。仅仅由于阀V2的预制坯件侧的区域相对于阀V2的压力储存器侧的区域的压力差使得活塞30沿着供应方向运动，因为压力储存器10中的压力通过连接管路38施加在上部的部分腔28b上，而在灌装腔28的下部的部分腔28a中产生压力下降，因为阀V2被打开。也就是说，活塞30已经通过压力储存器10中的压力并且通过压力储存器10和挤压泵26之间的示出的连接被驱动。附加地，另外的驱动力通过驱动装置32产生，该驱动装置例如构造为直线马达，从而在这种情况中驱动装置32与压力储存器10一起产生灌装物到预制坯件1中的供应压力。

如果在至灌装腔28的上部的部分腔28b的连接管路38中布置具有可控的横截面的节流阀40，则通过有针对性地收窄连接管路38的横截面可以减小灌装物从压力储存器10的流动并且由此延缓活塞运动。活塞运动也可以通过驱动装置32改变、例如制动。也可能的是，灌装阀V2构造为能节流。在节流灌装物到预制坯件1中的流动中在灌装过程结束时也对活塞30进行制动，因为所述活塞必须抵抗变大的压力工作。

驱动装置32可以使活塞30例如以确定的运动曲线运动，即在开始时以较大的速度运动，以便以高的灌装压力和高的体积流起动成型和灌装过程。在所述起始阶段之后接着可以减小速度，以便在成型和灌装过程结束时制动以避免在达到容器22的完全的成型状态时强烈的反冲。

随着成型和灌装过程的结束，关闭灌装阀V2并且打开输入阀V1。活塞30则可以通过马达提升，其中，随着打开阀V1在灌装腔28的两个部分腔28a，28b中重新实现压力平衡。也就是说，对于将灌装物抽吸到下部的部分腔28a中而言不需克服相对于上部的部分腔28b的压力差，并且因此为了活塞30的抽吸运动而施加的马达功率是小的。

在图2中与图1不同地，成型和灌装站3构造具有拉伸杆24，所述拉伸杆能够沿着箭头P的方向运动、例如通过马达驱动或者例如通过外部的控制凸轮驱动。在成型和灌装过程开始时，拉伸杆24朝向预制坯件1的封闭的端部移动并且在沿着所述轴向方向继续运动时将预制坯件1沿着该预制坯件的轴向方向拉伸。一旦预制坯件1已实现期望的轴向拉伸，拉伸杆24就又可以从预制坯件1或者从产生的容器22导出。

以附图标记34示出成型和灌装机的工作轮。也就是说，根据示意性的图1和2示出的基本结构可以具有多个成型和灌装站3，所述成型和灌装站周向隔开间距地布置在旋转的工作轮34上。在成型和灌装机的通常的成型和灌装过程期间，工作轮34连续地回转并且每周回转给每个成型和灌装站3一次装载一个预制坯件1，所述预制坯件通过将灌装物导入到容器22中来变形并且将完成成型和灌装的容器22取出。关于这种工作方式类似于吹塑成型机的公知的吹塑轮，例如参见WO2012/083910A1。

在将成型和灌装站3设置在工作轮34上的情况中关于压力泵7、压力储存器10和挤压泵26的布置存在不同的可能性。在图2中示出一个可能的实施方式。压力泵7在此固定地布置在工作轮34外部并且通过旋转连接将经泵送的灌装物传输到工作轮34。图2中未示出的储存容器9也固定地布置在工作轮34外部。压力泵7也可以一起旋转地布置在工作轮34上，由此则使旋转连接必须满足对压力密封性的较低要求。就这方面而言，这个结构变体是有利的。

在工作轮34上并且随着其一起旋转地布置压力储存器10。所述压力储存器10将处于压力下的灌装物供应给工作轮34上的所有成型和灌装站3。也可以考虑的是，多个压力储存器10设置在工作轮34上，所述多个压力储存器仅仅分别给对应部分的成型和灌装站3供应灌装物。甚至可以给每个成型和灌装站配置一个自己的压力储存器10。

挤压泵26优选地布置在旋转的工作轮34上并且进一步优选地以与对应的成型和灌装站3小的距离布置，以便实现挤压泵26和成型和灌装站3之间短的管路路径。在此优选地，给每个成型和灌装站3配置一个自己的挤压泵26。

关于图2中未示出的、图1的机器部件、即特别是关于阻尼元件20，相反优选地给每个成型和灌装站3配置一个自己的阻尼元件20，所述阻尼元件在实现成型和灌装机的情况中根据圆形转子原理同样布置在工作轮34上。

附图标记列表

1 预制坯件

2 供应管路

3 成型和灌装站

4 模具

5 成型和灌装头

6 灌装阀

7 压力泵

8 止回阀

9 储存容器

10 压力储存器

11 过压阀

12 回流管路

20 阻尼元件

20a气垫

20b膜片

22 容器

24 拉伸杆

26 挤压泵

28 灌装腔

28a第一部分腔

28b第二部分腔

29 活塞杆

30 活塞

32 驱动装置

34 工作轮

36 至第一部分腔28a的连接管路

38 至第二部分腔28b的连接管路36

40 可控的节流阀

V1 阀

V2 阀、灌装阀

P 拉伸杆的运动方向。

Claims (21)

1.一种用于由预制坯件(1)通过在灌装压力下导入到预制坯件(1)中的灌装物制造被灌装以液态灌装物的容器(22)的方法，其中，所述灌装物通过压力泵(7)处于压力下并且在成型和灌装站(3)处通过灌装阀(6)导入到所述预制坯件(1)中，其中，布置在所述压力泵(7)和所述灌装阀(6)之间的压力储存器(10)由所述压力泵(7)施加压力并且以一定体积的灌装物填充，其特征在于，设置挤压泵(26)，所述挤压泵具有用于灌装物的灌装腔(28)和在所述灌装腔中能运动地被引导的挤压体(30)，其中，所述挤压体(30)将所述灌装腔(28)分成灌装站侧的第一部分腔(28a)和背离灌装站的第二部分腔(28b)，所述第一部分腔和所述第二部分腔能够分别与所述压力储存器(10)流动连接，其中，所述挤压体(30)与驱动装置(32)驱动连接并且能够由所述驱动装置(32)驱动，其中，在所述灌装阀(6)打开的情况下所述驱动装置(32)和/或所述压力储存器(10)至少短暂地分别给所述挤压体(30)施加驱动力，并且所述挤压体(30)在此将用于使所述预制坯件(1)变形所需的灌装物量的至少一部分朝向所述预制坯件(1)的方向挤压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述挤压体(30)将全部用于使所述预制坯件(1)变形所需的灌装物量朝向所述预制坯件(1)的方向挤压。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，多个成型和灌装站(3)布置在共同的旋转的工作轮(34)上，其中，所述工作轮(34)在成型和灌装运行中连续地回转。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，拉伸杆(24)在所述灌装物导入到所述预制坯件(1)中期间至少短暂同时地沿所述预制坯件的轴向方向拉伸所述预制坯件(1)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述挤压泵(26)构造为往复活塞泵。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述灌装阀(6)打开之前在所述第一部分腔(28a)和所述第二部分腔(28b)之间进行压力平衡。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述驱动装置(32)构造为由行程控制。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，流体连接管路(36，38)从所述压力储存器(10)分别通至所述第一部分腔(28a)和所述第二部分腔(28b)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，至所述第一部分腔(28a)的连接管路(36)构造为由阀控制，和/或至所述第二部分腔(28b)的连接管路(38)构造为能节流。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述灌装阀(6)打开之前或者同时，至所述第一部分腔(28a)的连接管路(36)被关闭。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，至所述第二部分腔(28b)的连接管路(38)的流动横截面构造为大于至所述预制坯件(1)的供入管路(2)的流动横截面。

12.一种用于由预制坯件(1)通过在成型和灌装站(3)处在压力下导入到模具(4)内的预制坯件(1)中的灌装物制造被灌装以液态灌装物的容器(22)的装置，其包括压力泵(7)和灌装阀(6)，所述压力泵和所述灌装阀通过供入管路(2)彼此连接，其中，该装置具有压力储存器(10)，所述压力储存器布置在所述压力泵(7)和所述灌装阀(6)之间的供入管路(2)中，其特征在于，设置挤压泵(26)，所述挤压泵具有用于灌装物的灌装腔(28)和在所述灌装腔中能运动地被引导的挤压体(30)，其中，所述挤压体(30)将所述灌装腔(28)分成灌装站侧的第一部分腔(28a)和背离灌装站的第二部分腔(28b)，所述第一部分腔和所述第二部分腔分别具有与所述压力储存器(10)连接的连接管路(36，38)，其中，所述挤压体(30)与驱动装置(32)驱动连接并且能够由所述驱动装置驱动，其中，在灌装阀(6)打开的情况下，所述挤压体(30)能够由所述驱动装置(32)或者由所述压力储存器(10)或者二者共同地施加驱动力，以使得所述挤压体(30)将用于使所述预制坯件(1)变形所需的灌装物量的至少一部分朝向所述预制坯件(1)的方向挤压。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述挤压体(30)将全部用于使所述预制坯件(1)变形所需的灌装物量朝向所述预制坯件(1)的方向挤压。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，多个成型和灌装站(3)布置在共同的旋转的工作轮(34)上，所述工作轮(34)在成型和灌装运行中连续地回转，其中，特别是所述挤压泵(26)和/或所述压力泵(7)布置在所述工作轮(34)上。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述成型和灌装站(3)具有拉伸杆(24)，所述拉伸杆在所述灌装物导入到所述预制坯件(1)中期间至少短暂同时地沿所述预制坯件的轴向方向拉伸所述预制坯件(1)。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述挤压泵(26)构造为往复活塞泵。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的装置，其特征在于，在所述灌装阀(6)打开之前，所述第一部分腔(28a)和所述第二部分腔(28b)构造为能够彼此连接用于压力平衡。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述驱动装置(32)构造为由行程控制。

19.根据权利要求10至19中任一项所述的装置，其特征在于，分别有流体连接管路(36，38)由所述压力储存器(10)通至所述第一部分腔(28a)和所述第二部分腔(28b)。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，至所述第一部分腔(28a)的连接管路(36)构造为由阀控制，和/或至所述第二部分腔(28b)的连接管路(38)构造为能节流。

21.根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，至所述第二部分腔(28b)的连接管路(36)的流动横截面构造为大于至所述预制坯件(1)的供入管路(2)的流动横截面。