CN111542426A

CN111542426A - 利用速度可控的吹塑机来处理塑料容器的方法和设备

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Publication number: CN111542426A
Application number: CN201880072768.6A
Authority: CN
Inventors: 埃里克·布洛赫曼; 约亨·福斯特维尔
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2038-11-08
Also published as: WO2019092078A1; EP3706977B1; CN111542426B; DE102017126240A1; US11534955B2; EP3706977A1; US20210170665A1

Abstract

本发明涉及一种借助至少一个第一处理装置(2)和至少一个第二处理装置(4)来处理塑料预制件(10)和/或塑料容器(20)的方法，第一处理装置以第一指定方式处理塑料容器(10，20)，第二处理装置以第二指定方式处理塑料容器(10，20)并且所述第二处理装置布置在第一处理装置(2)之前或之后，其中，借助运输装置(5)将塑料容器(10，20)从一个处理装置(2，4)运输到另一个处理装置(2，4)，并且至少第一处理装置(2)和至少第二处理装置(4)相互耦合，第一处理装置(2)是用于对塑料预制件(10)进行塑造以成形为塑料容器(20)的吹塑机(25)，并且吹塑机(25)的处理速度是借助包含了若干个对塑造处理进行表征的处理参数的规格来限定的。根据本发明，基于至少两个关键规格来至少部分地确定与至少一个另外的处理速度关联的处理参数，从而能够将吹塑机(25)的处理速度适配于至少一个另外的处理装置(2，4)的速度和/或使速度的调节成为可能。

Description

利用速度可控的吹塑机来处理塑料容器的方法和设备

本发明涉及一种用于处理塑料预制件和/或塑料容器的方法和设备。用于塑料预制件和塑料容器的处理装置早已从现有技术中得知。在生产期间，塑料预制件和塑料容器通常要经过一系列迥然不同和多种多样的处理操作。例如，这些操作包括生产预制件、加热预制件、将预制件形变为容器、对预制件和/或容器进行消毒、填充和闭合容器或者还包装被填充和闭合的容器。为了使这些相继运行的处理步骤相互协调，现有技术中的个体处理装置相互同步或被组合在一个区块中或相互耦合。在这种情况下，特别是个体处理装置的速度必须相互协调，以防止个体处理装置在此期间间歇性地进入停顿或防止容器被处理太长或太短时间，这是由于还未能转移至接下来的处理装置。为此，在操作之前，处理装置分配有公式，通过该公式尤其指定了个体处理装置的速度。

通过该公式，现有技术中的吹塑机目前以该公式指定的速度运行，并且不是速度可控的。这意味着目前不可能将吹塑机的速度适配于所连接的机器(比如像在下游和/或在上游连接的机器)的速度，就像它们被组合在一个区块中这种最极端的情况一样。吹塑机下游连接的机器通常是填充器、闭合器、包装站和/或消毒装置。吹塑机上游连接的机器通常是注塑机、预制分拣机、加热装置和/或消毒装置。因此，例如，在在线系统(Inline System)中，如果注塑机布置在吹塑机的上游，并且如果在注塑机和吹塑机之间存在缓冲的可能性，则吹塑机需要运行得更快以便赶上。然而，这在现有技术中是不可能的，这是因为吹塑机的速度是由分配的公式指定的。

相反，在现有技术中，为了改变吹塑机的速度，吹塑机首先需要空运转，这例如也将特别要求在上游连接的注塑机只能生产，直到在吹塑机和注塑机之间布置的缓冲器满了为止，并且然后注塑机也同样地处于停顿状态。吹塑机空运转之后，吹塑机就可以分配有具有不同速度的新公式。然后可以重新启动所有的机器，例如在使用加热装置的情况下，同样地需要相当多的时间，这是由于为了再次生产，必须首先将该装置再次加热到必要的温度。因此，在现有技术中，也尤其不可能就临时或突然发生的速度差来进行补偿，或以处理特定的方式对改变中的条件作出反应。

因此，本发明的目的是提供一种方法和设备，使吹塑机的速度能够特别适配于所耦合的机器的速度，其中应特别在正在进行的操作期间进行这样的适配，而不需要关掉一个或多个机器。根据本发明，这些目的是根据独立权利要求的主题实现的。有利的实施例和修改是从属权利要求的主题。

根据本发明的一种借助至少一个第一处理装置和至少一个第二处理装置来处理塑料预制件和/或塑料容器的方法，该第一处理装置以第一指定方式处理塑料容器，该第二处理装置以第二指定方式处理塑料容器并且该第二处理装置连接在第一处理装置的上游或下游。此外，用运输装置将塑料容器从一个处理装置运输到另一个处理装置，并且至少第一处理装置和至少第二处理装置相互耦合。此外，第一处理装置是一种将塑料预制件形变为塑料容器的吹塑机，并且吹塑机的处理速度由包含若干个对形变处理进行表征的处理参数的公式指定。

根据本发明，用至少两个关键公式至少部分地确定与至少一个另外的处理速度关联的处理参数，从而能够将吹塑机的处理速度调节到至少一个另外的处理装置的速度和/或使速度的设定成为可能。

因此，如果需要并且也特别是在操作期间，用根据本发明的方法可以以不同的速度各别地操作吹塑机。此外，通过确定另一速度所需的处理参数，不仅能够以由预先存储的公式预先确定的速度来操作吹塑机，而且能够设置任何所需的速度。根据本发明的方法，有利地提出一种速度可控的吹塑机，其速度可适配于所连接的机器(例如像在下游连接的填充器或在上游连接的注塑机)的速度。这在工艺工程方面是有利的，特别是在生产期间在一个区块中的极端情况下，这是因为通过所提出的方法可以对速度进行个体的适配，其中，不必为此目的而降低机器的生产能力。

在这种情况下，塑料容器或容器在下文被理解为既是塑料预制件，也是形变后的塑料容器。

吹塑机被特别理解为一种将塑料预制件形变为塑料容器的设备。这意味着将塑料预制件首先在加热部分进行热处理，然后借助于液体或气体介质的施加而被扩张。可流动介质优选受到压力。对于受压介质的输送，该设备具有一个吹塑喷嘴，其可放置在塑料预制件的口部以形成密封，进而用液体或气体介质来扩张塑料预制件。此外，还优选地设有阀门组件，其控制将吹气输送到塑料预制件。然而，优选地也能够想到，容器的扩张是借助该产品进行的，以便同时实现容器的填充和扩张。

吹塑机优选是拉伸吹塑机，这意味着在扩张之前和/或在扩张期间，预制件借助拉伸杆在纵向上被扩张。在这种情况下，每个吹塑站都具有拉伸杆，其可以被引入塑料预制件中、并在塑料预制件的纵向上扩张塑料预制件。在这种情况下，拉伸杆优选具有电驱动器。然而，优选地也能够想到借助凸轮来控制拉伸杆。

在一个有利的实施例中，将多个吹塑站布置在共同的可动支架上。在这种情况下，这种支架特别是可旋转的支架。每个吹塑站都有优选地形成中空空间的吹塑装置，在中空空间中塑料预制件可以扩张成塑料容器。在这种情况下，这些吹塑装置优选地形成为多个部分并且每个吹塑装置具有两个吹塑半模(

)和一个底模。这些吹塑半模优选地能够被可释放地布置在模具支架壳体上或吹塑模具支架上。吹塑模具支架相对于彼此可枢转，以便打开和闭合吹塑装置。此外，吹塑模具支架具有锁定机构，以便在吹塑期间将半模相对于彼此锁定。

特别优选地，吹塑机或支架和吹塑布置被布置在洁净室内部，洁净室将吹塑机区别于未消毒环境。在这种情况下，用于闭合、锁定和/或打开吹塑模具的驱动装置优选布置在洁净室外部。

吹塑装置优选在洁净室内部运输。洁净室优选地由若干个墙壁分隔。在这种情况下，洁净室由至少一个固定墙壁和一个相对于这个固定墙壁可移动的墙壁分隔。洁净室特别地是将吹塑模具区别于未消毒环境。洁净室有利地形成为以环形或环面的方式围绕着吹塑站或重塑站和/或塑料容器的运输路径。

在一个优选的实施例中，所述处理参数是根据包含第一速度的第一关键公式和包含第二速度的第二关键公式之间的数学规则而被插值的，并且优选地是被线性插值的。然而，在这种情况下，关键值之间的其它数学关系也是能够想到的，例如像指数插值、对数插值等。如上已述，利用所提出的方法和所提出的设备，能够将位于这些关键公式的速度之间的任何值设置为吹塑机的速度。因此，根据本发明，提出了一种在先前定义的“关键公式”之间进行速度控制的可能性，其中，为此目的，对所有的处理参数在例如针对速度x的公式和针对速度y的公式之间进行“线性插值”。

在另一个有利的实施例中，对形变处理进行表征的处理参数优选为塑料预制件的温度，以便关于塑料预制件的温度对公式进行适配。该温度优选为预制件进入第一处理装置(优选是吹塑机)时所具有的入口温度。在这种情况下，有利地确定在塑料预制件的口部和/或主体上的温度。因此，对公式的适配特别优选地关于塑料预制件的入口温度进行。

因此，对相应的插值公式进行的修改或适配优选地可以根据关于预制件温度预先确定的规则来进行，其中温度优选地在预制件上的各个点上被确定。对预制件温度的测量也在不同时间进行。这是特别有利的，因为结果是能够获得关于预制件温度状态的其它信息。

在另外一个优选的实施例中，第一速度是吹塑机的最小速度，第二速度是吹塑机的最大速度。因此，优选地进行在吹塑机的最小和最大速度之间的插值。

在一个有利的实施例中，在关键公式之间确定的处理参数以及相关的处理速度被存储在另一公式中。为此，优选设有存储这些新公式的储存装置。此过程使得曾经使用过的速度可以被反复检索和设置，其中，也可以通过该储存装置来快捷地访问这些速度。在这种情况下，设备操作员(Anlagenbediener)可以优选地访问各个公式，并借助操作员终端对其进行选择。可以优选地将不同公式分配给要生产的各种容器类型。这个新存储的公式也可以优选地用作另外和/或另加的用于插值的关键公式。

在一个特别优选的实施例中，对形变处理进行表征的处理参数是从一组处理参数(其包括塑料预制件的温度、吹塑压力、形变时间、阀门的切换时间、吹塑模具的温度、拉伸速度等)中选择的。

吹塑机速度的适配和改变也需要所有与吹塑处理关联的参数的适配和改变。如果吹塑机以例如较高的速度运行，则也有必要让连接在吹塑机上游的烤炉以较高的速度运行来加热塑料预制件。然而，出于这个原因，需要增加烤炉或布置在烤炉中的个体加热箱的热输出，这是因为，由于烤炉的速度较高、预制件在烤炉中的时间将会更短，并且相应地，在持续输出热的情况下，它们的温度将会太低。

因此，在一个优选的实施例中，在改变吹塑机处理速度的情况下，加热装置的加热参数被改变。在这种情况下，特别优选地，首先进行对加热装置的加热参数的改变，然后改变吹塑机的速度。加热装置优选地具有多个加热箱，其沿塑料预制件穿过加热装置的运输路径布置。

因此，线性插值优选地包含改变的加热参数的平滑切换和/或时延激活，并且如有必要，包含关于吹气参数的平滑切换和/或时延切换。特别优选的是，借助那些具有最长的延迟时间直至生效的处理参数开始对处理参数的切换(Umstellung)或适配。例如，与对例如拉伸杆运行速度的切换相比，将烤炉加热和/或冷却至新的必要温度明显需要更多的时间。

优选地按照区块(blockweise)或按照加热箱来进行烤炉温度的转换，针对各自加热箱前面的相应数量的预制件。优选地也能够想到，使用两个以上的关键公式来确定或计算新的处理参数。在这种情况下，特别优选地，可以根据方法的要求使用2到n个关键公式。

在一个特别优选的实施例中，吹塑机的速度改变是平滑进行的。换句话说，速度的改变不是颠簸地或突然地或迅速地进行的，而是一点点或一步步地进行的。因此，特别地，优选缓慢且平滑地对速度实施较大改变，而不会由于急剧改变而使机器的控制失衡。

因此，所提出的过程是特别有利的，这是因为以这种方式，在切换期间不必由于预制件温度不同而(间歇性)停止吹塑机。相反，这提供了关于可能发生的预制件体和预制件口部的不同温度进行平衡的可能性。优选地，如有必要，预制件的口部例如可以在吹塑机内部主动冷却，其中吹塑机优选地具有用于此目的的冷却装置。优选地，还可以测量温度，并且响应于此可以进行向新的公式的切换或在进行关键公式之间的插值。

优选地，在吹塑机与注塑机之间设有缓冲器、并且特别是缓冲装置。在这种情况下，这种缓冲装置优选地用于塑料预制件的临时储存。借助这种缓冲装置以及在这种情况下对机器速度的适配，例如，如果缓冲区被清空，则吹塑机的输出增加70000瓶到72000瓶。

在吹塑机速度降低但吹塑速度保持不变的情况下，预制件不会行经整个圆周角，也就是说它不会行经吹塑机的完整周转。因此，可以优选地确定，随吹塑机速度以及均匀吹塑时间的变化，吹塑处理在吹塑机的不同角度范围内进行和/或在吹塑机的不同角度范围内结束，这优选地不同于吹塑机的完整周转。特别优选地，在这样的实施例中，例如拉伸杆是电控制的，而不是借助于导向凸轮控制的。

因此，在一个优选的替代过程中，不像先前描述的那样，也将能够想到根据机器速度来适配圆周角，沿着该圆周角执行拉伸吹塑处理。因此，独立于上文所述的方法之外，申请人也保留就对本文中提到的圆周角进行的适配来要求保护的权利。

此外，本发明还指向一种用于处理塑料预制件和/或塑料容器的设备，该设备具有至少一个第一处理装置以及至少一个第二处理装置，第一处理装置以第一指定方式处理塑料容器，第二处理装置以第二指定方式处理塑料容器并连接在第一处理装置的上游或下游，其中，用运输装置将塑料容器从一个处理装置运输到另一个处理装置，并且至少第一处理装置和至少第二处理装置可以相互耦合，其中第一处理装置是一种将塑料预制件形变为塑料容器的吹塑机，并且吹塑机的处理速度可以由包含若干个对形变处理进行表征的处理参数的公式指定。

根据本发明，用至少两个关键公式能够至少部分地确定与至少一个另外的处理速度关联的处理参数，从而能够将吹塑机的处理速度调节到至少一个另外的处理装置的速度和/或使速度的设定成为可能。

因此，根据本发明，关于该设备还提出了提供一种设备，使得可以在正在进行的操作期间对吹塑机进行个体速度适配。在这种情况下，关于该设备，通过对每一个另外的速度所需的处理参数进行确定，应达成不仅能够以由预先存储的公式预先确定的速度来操作吹塑机，而且应达成设置任何所需的速度。根据本发明的设备有利地提出一种速度可控的吹塑机，其速度可适配于所连接的机器(例如像在下游连接的填充器或在上游连接的注塑机)的速度。

在一个优选的实施例中，从一组处理装置(其包括用于生产塑料预制件的注塑机、用于加热塑料预制件的加热装置、用于填充塑料容器的填充装置、用于闭合被填充的容器的闭合装置、用于对塑料预制件和/或塑料容器进行消毒的消毒装置等)中选择第二处理装置。

在另外一个优选的实施例中，设备具有缓冲装置，其优选地布置在吹塑机的上游。特别优选地，缓冲装置布置在吹塑机与注塑机之间。在这种情况下，缓冲装置优选地用于塑料预制件的临时储存。

特别优选地，还是关于该设备，进行速度向更高输出的缓慢改变，以便缓慢适配这一处理。有利的是，例如，当缓冲区被清空时，将有可能再次切换为较低的输出并进而切换为较慢的速度。

在另外一个优选的实施例中，设备具有储存装置，其中在关键公式之间确定的处理参数以及相关的处理速度可以储存在另一公式中。

从附图中可以看出其他优点和实施例。

在附图中：

图1为根据本发明的设备的示意图；以及

图2为根据本发明来确定处理参数的举例图示。

图1为根据本发明的设备1的示意图，该设备具有至少一个第一处理装置2和一个第二处理装置4，其中在该示意图中，特别是不同处理装置2、4的基本结构是显而易见的，其中处理装置特别是相互耦合在一个区块中或相互同步。在这种情况下，附图标记25指定吹塑机，其中吹塑机25的下游布置有加热装置30、缓冲装置35和注塑机40，并且吹塑机的上游布置有填充装置50。

因此，在本实施例中，第一处理装置2为吹塑机25，并且第二处理装置例如为填充装置50和/或注塑机40和/或加热装置30。然而，在这种情况下，设备的结构不限于图1所示的个体装置的顺序或布置。特别是，还能够想到，装置的顺序被更改或装置以不同的顺序进行布置，或者也存在比这里示出的更少或更多的装置。

运输装置5优选地布置在个体装置40、35、30、25、50之间，该运输装置5将塑料预制件10和/或塑料容器20分别运输至接下来的装置。运输装置例如可以是传送带、运输链、运输星轮等。在这种情况下，优选地，适合于并且旨在运输塑料预制件和/或塑料容器的任何类型的运输装置都是可以的。在图1的示意图中，优选地通过挤压吹塑在注塑机40内生产塑料预制件10，然后将其馈送至加热装置30和/或缓冲装置35，其中借助多个加热箱HK1……HK10在加热装置30内部将预制件10加热到形变所需的温度，然后将其馈送至吹塑机25。

在这种情况下，吹塑机25具有多个布置在可旋转支架7上的吹塑站6，并且在吹塑站6内部将预制件10形变为容器20。在此形变后，将容器20传递给填充装置50，填充装置用所需的产品来填充容器。在这种情况下，可以将闭合装置(未示出)和/或包装装置连接在填充装置50的下游。

图2为根据本发明来确定处理参数的举例图示。在这种情况下，图表的X轴表示吹塑机的处理速度V_P，并且Y轴表示处理参数(例如在本文中为烤炉或加热装置的温度T_OFEN)。在这种情况下，附图标记V₁指的是储存在第一关键公式中的第一速度，并且附图标记V₂指的是储存在第二关键公式中的第二速度，其中优选地第一速度V₁例如为吹塑机的最小速度，并且第二速度V₂例如为吹塑机的最大速度。然而，其它速度值也是能够想到的。

如果现在改变吹塑机的速度，关键公式的两个速度V₁和V₂及其关联的烤炉温度的处理参数用作为参考值，以通过这两个速度之间的插值来确定用于在速度V₁和V₂之间存在的另一速度的处理参数。例如在该示例中，确定用于速度V_X1和V_X2的处理参数T_X1和T_X2。借助这些确定的值，吹塑机现在可以被设为一个不同的速度。用这些值，新公式也可以优选地被储存在储存设备100中，如图1概略地示出。在这种情况下，可以理解的是，在设定或调节吹塑速度时，不仅需要根据新速度来调节将烤炉的温度，而且还需要调节其他的处理参数，并且特别是所有对于吹塑操作至关重要的处理参数。

申请人保留将在申请文件中公开的所有特征作为是对本发明是不可或缺的来要求保护的权利，前提是它们单独地或组合起来相对于现有技术是新颖的。此外要指出的是，在各个附图中也描述了就其本身而言可以是有利的特征。本领域技术人员直接地认识到，在附图中描述的特定特征即使不从该附图中并入其他特征也可以是有利的。此外，本领域技术人员还认识到，益处也可以源自由在个体附图或不同附图中示出的多个特征的组合。

附图标记列表

1 设备

2 第一处理装置

4 第二处理装置

5 运输装置

6 吹塑站

7 支架

10 塑料预制件

20 塑料容器

25 吹塑机

30 加热装置

35 缓冲装置

40 注塑机

50 填充装置

100 储存装置

HK1…HK10 加热箱

T_OFEN 烤炉温度

V_P 处理速度

V₁ 第一速度

V₂ 第二速度

V_X 另外的处理速度

Claims

1.一种借助至少一个第一处理装置(2)和至少一个第二处理装置(4)来处理塑料预制件(10)和/或塑料容器(20)的方法，所述第一处理装置以第一指定方式处理塑料容器(10，20)，所述第二处理装置以第二指定方式处理塑料容器(10，20)并且所述第二处理装置连接在所述第一处理装置(2)的上游或下游，其中，借助运输装置(5)将所述塑料容器(10，20)从一个处理装置(2，4)运输到另一个处理装置(2，4)，并且至少所述第一处理装置(2)和至少所述第二处理装置(4)相互耦合，其中所述第一处理装置(2)是将塑料预制件(10)形变为塑料容器(20)的吹塑机(25)，并且所述吹塑机(25)的处理速度由包含若干个对形变处理进行表征的处理参数的公式指定，其特征在于，与至少一个另外的处理速度关联的处理参数是借助至少两个关键公式至少部分地确定的，从而能够将所述吹塑机(25)的处理速度调节到至少一个另外的处理装置(2，4)的速度和/或使速度的设定成为可能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理参数是根据包含第一速度的第一关键公式和包含第二速度的第二关键公式之间的数学规则而被插值的，并且优选地是被线性插值的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对形变处理进行表征的所述处理参数优选为所述塑料预制件的温度，以便关于所述塑料预制件的温度进行对所述公式的适配。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一速度是所述吹塑机(25)的最小速度，并且所述第二速度是所述吹塑机(25)的最大速度。

5.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在关键公式之间确定的处理参数以及相关的处理速度被存储在另一公式中。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述吹塑机(25)的速度改变是平滑进行的。

7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，对形变处理进行表征的处理参数是从一组处理参数中选择的，所述一组处理参数包括：所述塑料预制件的温度、吹塑压力、形变时间、阀门的切换时间、吹塑模具的温度、拉伸速度等。

8.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在改变所述吹塑机(25)的处理速度的情况下，加热装置(30)的加热参数也被改变。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，首先改变所述加热装置(30)的加热参数，然后改变所述吹塑机(25)的速度。

10.一种用于处理塑料预制件(10)和/或塑料容器(20)的设备(1)，该设备具有至少一个第一处理装置(2)以及至少一个第二处理装置(4)，所述第一处理装置以第一指定方式处理所述塑料容器(10，20)，所述第二处理装置以第二指定方式处理所述塑料容器(10，20)并且所述第二处理装置连接在所述第一处理装置的上游或下游，其中，借助运输装置(5)将所述塑料容器(10，20)从一个处理装置(2，4)运输到另一个处理装置(2，4)，并且至少所述第一处理装置(2)和至少所述第二处理装置(4)能够相互耦合，其中所述第一处理装置(2)是将塑料预制件(10)形变为塑料容器(20)的吹塑机(25)，并且所述吹塑机(25)的处理速度能够由包含若干个对形变处理进行表征的处理参数的公式指定，其特征在于，借助至少两个关键公式能够至少部分地确定与至少一个另外的处理速度关联的所述处理参数，从而能够将所述吹塑机(25)的处理速度调节到至少一个另外的处理装置(2，4)的速度和/或使速度的设定成为可能。

11.根据权利要求10所述的设备(1)，其特征在于，所述第二处理装置(4)是从一组处理装置中选择的，所述一组处理装置包括：用于生产塑料预制件(10)的注塑机(40)、用于加热所述塑料预制件(10)的加热装置(30)、用于填充所述塑料容器(20)的填充装置(50)、用于闭合被填充的容器(20)的闭合装置、用于对所述塑料预制件(10)和/或塑料容器(20)进行消毒的消毒装置等。

12.根据上述权利要求中至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备具有缓冲装置(35)，其优选地布置在所述吹塑机(25)的上游。

13.根据上述权利要求中至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)具有储存装置(100)，在所述储存装置中，在所述关键公式之间确定的处理参数以及相关的处理速度能够储存在另一公式中。