CN1744982A - 塑料容器的制造方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料容器(1)的制造方法和设备，其使用一热调节阶段，对容器预制件(3)的至少某些区域(2)进行热调节，使所述区域的温度超过其构成材料的玻璃化转变温度，还使用一流体注入阶段，将一流体注入预制件(3)内，以引起其膨胀，使之成形为容器。根据本发明，实施预制件所述区域的自由膨胀，即不配置模具，控制至少一流体注入参数，以形成最终容器(1)。

Description

塑料容器的制造方法和设备
技术领域
[01]本发明涉及从预先注射成型的预制件制造塑料容器的方法和设备，所述预制件先经热调节，然后，在将一流体注入到预制件内实施膨胀时，加工成容器。本发明适用于低成本地制造这样的容器，其尽管不是专门地但特别是用于盛放其价格相对于容器的价格比较低的内盛物(例如但不限于冷却的水或其它液体)。
背景技术
[02]几年来，从预先注入的预制件制造塑料容器，尤其是由于采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(P.E.T.)，有了巨大发展。在此期间，有人考虑和/或使用其它材料，多少获得一些成果，作为非限制性实施例，例如聚苯二甲酸乙二醇酯(P.E.N.)、聚丙烯(P.P.)或者各种材料的混合物或叠加物。
[03]为了用这种材料制造容器，预制件在注入模中形成试件形状，置于热调节装置也称为加热炉中，加热其构成材料，使其温度大于玻璃化转变温度，但不达到其结晶温度。热调节阶段结束后，预制件输送到属于吹制装置的模具中，或者往往输送到属于拉制-吹制装置的模具中。模具包括一内腔，其具有一最终容器型腔。
[04]当装置是吹制装置时，预制件在置于模具中以后，注入通常约为40巴的高压流体一般是空气，以便加工成最终容器。当装置是拉制-吹制装置时，通常是这种情况，预制件在置于模具中以后，一般伴随预吹制流体注入(在十巴压力下)，沿其纵向轴线拉制，且注入吹制流体。使用高压吹制，可完全控制最终容器的形状和细部，因为材料可能贴在模具的最小缝隙上。然后，或者容器在朝灌注装置输送前空着地储存起来，或者沿着或多或少直接朝灌注装置的路线直接输送，在灌注装置中进行灌装，然后予以封闭。
[05]一般来说，热调节装置设置成预制件颈部不加热。实际上，颈部是预制件的一部分，相应于最终容器的瓶颈。因此，注入预制件时形成最终的形状和尺寸，在以后的吹制阶段或拉制-吹制阶段不变形。颈部包括一开口(瓶颈本身)和一周边区域，其周边区域具有适于接纳最终容器的封口件(瓶塞、瓶盖等)的装置(螺纹、凸缘等)。此外，在大多数情况下，它包括一种装置，通常为一环形件，用于预制件和容器在制造以后和/或在灌注和/或其它操作以后进行输送。
[06]一般来说，热调节装置设置成可使预制件的某些区域进行各种不同的加热，以使最终容器材料分布最佳化。预制件的加热模式根据预制件的尺寸和形状及最终容器的尺寸和形状加以确定。因此，例如，本申请人的FR-A-2703944提出一种方法和装置，对预制件的某些区域进行有选择或优选的加热，以形成瓶子。
[07]公知的通过吹制或拉制-吹制制造容器的装置和方法具有缺陷。
[08]一方面，模具是容器最终构形和形状可重复实施的重要构件，成本高。实际上，模具的内腔需要精心加工和精加工(抛光)。本申请人的公知机器具有两个到四十个模具，有些是单腔，其它为双腔。
[09]吹制流体压缩装置用于达到内腔成形所需的高压，也是成本高的构件，因为流量要求大，所以更加复杂。应当指出，某些机器每小时生产60000容器，假设压缩装置有节奏的流量约为每小时240000升流体(假设容器在40巴下供给流体，具有1升容量)。
[10]调节吹制(或拉制和吹制)参数，使生产的容器是正常的，这是复杂的操作。
[11]调查表明，对于某些市场来说，公知的吹制或拉制-吹制方法和装置，由于其复杂性及其成本，不完全适合。
发明内容
[12]本发明旨在弥补这些缺陷。
[13]根据本发明，塑料容器的制造方法在于，对容器预制件的至少某些区域进行热调节，使所述区域的温度超过其构成材料的玻璃化转变温度，且将一流体注入到预制件中，使之膨胀，以成形容器，其特征在于，所述方法使预制件的至少某些所述区域实施自由膨胀，即不配置模具，且控制流体注入的至少一个参数，以形成最终容器。
[14]本发明特别有利，因为无需高注入压力即可使用。因此，试验表明，可以使用低于10巴的流体压力制造容器。此外，本发明无需具有成本高的压缩机；而且，可以使用结构比公知机器轻便的机器，因为公知的机器需要进行适应所用高压的尺寸调整。
[15]使用标准加热模式例如用于在公知机器上制造瓶子的模式加热预制件，本发明的方法可以制造其一般形状是长气泡形状的容器。这种一般形状，其形状偏斜可能性有限，特别适于例如包装液体例如无汽水，地球上无论什么地方都可使用，尤其是容器外观不是首要的市场上。
[16]使用中，要控制的注入参数数量有限，可以制造容量虽不定但却足够大的长气泡形容器。
[17]但是，这不会使人受束缚，因为在这种情况下，可以很好地考虑灌注的容器按分量销售。
[18]另外，可以从相同的预制件制造不同容量的容器：为此，只要改变流体注入参数中的至少一个参数。这种优越性特别有利于使用在这样的地方，诸如难以确保制造或提供多种多样预制件的市场。
[19]根据另一特征，本发明的方法在于控制流体注入的至少一个参数，使容器的最终内部容量相对于标准容量在预先确定的范围内。
[20]根据另一特征，本发明方法在于根据预制件所述区域的温度控制流体注入的至少一个参数。
[21]根据其它特征：参数控制是喷射到预制件内部的流体的压力；参数控制是喷射到预制件内部的流体的流量。
[22]根据另一特征，在注入过程中，压力是可变的；使用中，开始注入使用的压力大于在注入最后阶段的压力，控制流体的初始压力和流量，以免预制件和容器的构成材料在获得所需的膨胀前凝固，在注入的最后阶段，降低压力，以免材料爆裂。
[23]根据另一特征，参数控制是流体的温度。
[24]根据另一特征，流体注入参数控制成，当膨胀变化大时，预制件构成材料的凝固使膨胀自然停止，以致当材料凝固时，材料施加的反作用力与流体施加的作用力完全相反；在另一实施例中，流体注入参数控制成，当膨胀是容器的最终内部容量相对于标准容量在一预先确定的范围内时，预制件构成材料的凝固使膨胀自然停止，以致当材料凝固时，材料施加的反作用力与流体施加的作用力完全相反。
[25]根据其它特征：本发明的方法在于，在预先确定的时间以后，停止注入；流体在其注入之前预先输入一贮存器(capacité)，然后输送到预制件使之膨胀；流体是一气体；容器用于在其制造后用一液体灌注，其方法是：首先用一气体使预制件膨胀，然后，当容器形成时，保持容器内气体的剩余压力，立即用一液体灌注容器，其经受的气体压力至少等于容器内的剩余压力。
[26]根据另一特征，流体是一液体；使用中，容器用于用一液体灌注，其方法是在容器的构成其制造阶段的灌注阶段，使用所述液体引起预制件膨胀，使容器成形；使用中，其方法在于，将相应于容器内所需量的液体量输入一贮存器，使所述液体的注入参数预先确定成，在预制件膨胀时，所述贮存器装有的全部液体输入到预制件中，以形成最终容器。
[27]这个特征特别有利，因为容器的形成和灌注在一单个阶段完成。
[28]根据另一特征，为使容器形状从一次制造到另一次制造进行变化，其方法在于，在其热调节时，改变容器预制件所述区域的加热模式。
[29]因此，本发明不限于制造具有基本长气泡形状的容器，而在一定程度上，可以围绕这种形状有一些偏差。
[30]因此，例如，形成具有多少有一点冷的区域的一加热模式，有利于在流体注入时，从预制件的某些区域进行移动，这样，可以在一定程度上控制最终容器的形状。控制加热模式与控制参数相结合，可以控制容器的形状和容积。
[31]根据另一特征，容器制造设备包括一热调节装置和一膨胀部件，所述热调节装置对一预制件的至少某些区域进行热调节，所述膨胀部件具有使所述预制件膨胀的至少一膨胀装置，膨胀装置与一流体源相连，通过注入所述流体使预制件膨胀，并具有使预制件内部与外部环境密封隔离的装置，还具有使预制件内部与所述流体源连通以使预制件膨胀的装置，其特征在于，膨胀部件是一使预制件的至少某些所述区域自由膨胀的部件，且具有控制流体注入的至少一参数的装置，以控制预制件膨胀，形成最终容器。
附图说明
[32]参照附图和非限制性实施例，本发明的其它特征和优越性将得到更好地理解。附图如下：
[33]图1是比较均匀地进行热调节的预制件和可以使用本发明方法获得的相应容器的正视图；
[34]图2示出采用非均匀加热模式的预制件以及可以使用本发明方法获得的相应的容器；
[35]图3是使使用本发明获得的容器底部成形的附加装置的原理图；
[36]图4是图3所示装置的另一实施例的原理图；
[37]图5是本发明容器制造设备的原理图；
[38]图6至11示出可以装在图3所示设备上的流体注入系统的各种实施例。
具体实施方式
[39]图1示出本发明可以获得的第一类型容器1，使一预制件3的主体2实施自由膨胀，在预制件3构成材料的玻璃化转变温度之上，根据比较均匀的一加热模式进行热调节。对于聚对苯二甲酸乙二醇酯来说，加热模式应为主体2的温度约为120℃。所谓均匀模式，是指从预制件主体的一区域到另一区域没有温度突变。
[40]图1所示的容器1具有一呈一般长气泡形状的主体4，容器1的主体4由预制件3的主体2的构成材料制成。容器1还具有一颈部5和一确定颈部5和主体4之间界限的环形件6，本身公知的是，容器1的颈部5和环形件6是预制件3上存在的构件，在容器1形成时，不予改变。为此，预制件3的颈部5和环形件6不加热不进行热调节，或者稍微予以加热。
[41]用于获得这种具有一长气泡形主体4的容器1的热调节方法，可以完全是传统的：例如可以使预制件从一适当的辐射源例如一红外线灯与反射器组件之前通过，使之围绕其纵向轴线旋转。为此，可以使用一热调节装置，其根据上述FR-A-2703944中图1所示的原理进行工作。
[42]本发明不限于制造长气泡形容器。因此，图2示出可以获得的第二类型容器7。容器7具有一两头大中间小的主体，其具有三部分：一上部8、另一下部9和一中央部分10，中央部分10的平均直径小于部分8、9的平均直径，且使后者分开。这种容器7可以对一预制件11的不同环形区域有区别地加热而制成：预制件11的一中央环形区域12在低于上部环形区域13和下部环形区域14的温度下加热。因此，预制件11的中央环形区域12的材料非常难以拉制，以致容器7最终具有的中央部分10的平均直径小于部分8、9的平均直径，中央部分10由预制件11的中央环形区域12的材料构成，容器的上部8和下部9分别由预制件11的上部环形区域13和下部环形区域14的材料构成。
[43]如图1所示，预制件11和容器7还具有一颈部15和一环形件16。
[44]为了对预制件的不同区域有区别地进行加热，可获得这种容器7的装置可以包括一具有红外线灯和与之面对的反射器的调节部件，例如上述FR-A-2 703 944中图1示出的调节部件。使用这种部件，为了对中央环形区域12比对预制件的上部区域13和下部区域14少加热，例如只要对面对着预制件的区域12的灯施加较低的功率。也可以使用FR-A-2 703 944中图13所示的另一实施例，即使用的反射器具有面对着中央环形区域12的非反射区域。
[45]如同上述的一加热方式可以获得两头大中间小的气泡形容器，其垂直于容器纵向轴线的每个截面差不多呈圆形。
[46]显然，凸出部分的数量可以大于两个，适合于加热模式。
[47]也可以获得形状不是两头大中间小但呈长气泡形的容器，其中，垂直于容器纵向轴线的所有截面或部分截面呈非圆形尤其是呈蛋形，例如FR-A-2 703 944中图4至11所示的实施例；最后，也可以并合圆形截面与非圆形截面和/或归并本身呈圆形截面或非圆形截面的凸出部分，例如适当地并合前述各种热调节方式。
[48]此外，不难理解，根据本发明，如果控制流体注入参数，完全可以在一定程度上控制预制件膨胀，从而控制容器的最终容积。在可控制的参数中，有流体压力、其流量、其温度和喷射流体的总量。
[49]为控制容器的最终容积，喷射流体的总量可以根据这种流体是液体还是气体有区别地加以控制：例如，当流体是液体时，可以用相应于待制容器容量的流体量灌注一贮存器，然后将贮存器里的流体倾注到预制件中使之膨胀；也可以通过测定注入量，例如用一流量计直接将液体注入预制件，然后，在一段时间以后，例如喷射量相应于所需的量，停止注入；当流体是气体时，根据压力、流量和注入时间，可以计算容器的容量。
[50]但是，应考虑到预制件离开调节部件的条件：其主体的温度越高，越容易引起膨胀。因此，如果考虑根据相似的模式但在不同的温度下加热的相同的两预制件，流体在预先确定的相同条件下注入，那么，它们在不同的时间达到给出的容量，更热的预制件变化更快。与之相关地，对于相同加热的两预制件来说，如果喷射流体的流量和/或压力和/或温度高，则一预制件在另一预制件之前达到给出的容量。
[51]完全可以理解，因为考虑到整个所述参数，容器的最终容量更加接近标准容量。
[52]此外，为了预先确定参数，应考虑到预制件的构成材料随着其膨胀，趋于冷却和凝固，以致材料变得越来越不可塑。因此，应将参数调节成，在达到足够的容量之前，材料不凝固。
[53]但是，从“按重量”分配内装物的观点看，参数控制可以简化。完全可以仅根据预制件的温度和/或流体的温度确定的压力或流量注入流体，预制件必然膨胀，让材料自然凝固：肯定可以制成具有可接受容量的容器。也可以精心控制参数，使容器最终的内部容量相对于标准容量一定在预先确定的范围内。
[54]正如所述，本发明方法可以制造长气泡形容器或具有凸出部分的容器，即一般来说具有圆形形状的容器。
[55]因此，这种容器不具有使之竖起的基座区域例如底部。但是，可以在容器形成阶段在这种容器上形成一基座区域，在容器的基座区域和外部支承面之间形成支承。
[56]所述阶段可以使用图3或4中作为实施例所示的一装置或另一装置。
[57]如图3所示，容器18的基座区域17围绕容器18的纵向轴线19定中心。基座区域的形成是，容器的端部区域21在一构件20上形成一支承，所述端部区域21是围绕所述纵向轴线19定中心、在基座区域形成之前具有一朝外的凸出部的区域(图3左部所示)。在支承在构件20上时施加的压力作用下，端部区域21翻转，如图3右部所示，以致在这个位置出现朝内具有凹度的一区域22，该区域22的周边构成基座区域17。
[58]使容器18和构件20之间相对靠近，制成支承，如双箭头23所示。
[59]在图3所示的实施例中，构件20具有一平面支承面。
[60]在图4所示的实施例中，容器18上的基座区域17使用一构件24制成，构件24的支承面具有一凸出物25，便于应形成支承面17的容器区域翻转。因此，在图4所示的实施例中，凸出物25呈截椎形。
[61]此外，如图4所示，可以使支承区域17偏离容器18的纵向轴线19。
[62]显然，可以不加区别地使用图3所示的装置或图4所示的装置，形成围绕容器18的纵向轴线19定中心的或偏离容器18的纵向轴线19的基座区域17。
[63]实践表明，在开口的但至少部分地灌注有液体的容器上便于形成基座区域17。液体质量施加的反作用力易于基座区域翻转和成形。
[64]形成基座区域的构件20或24可以与容器灌注机相连。但是，在这种情况下，为了避免在形成所述区域时损失液体，需要考虑到支承区域翻转时容器内部容积的减小。
[65]这种考虑可以有不同的方式：因此，在图3所示的实施例中，容器相对于普通灌注技术预先灌注到一标准液位26，在支承区域形成期间保持在灌注头部27之下，灌注头部27设置成，在支承区域形成时，由于内部容积减小而多余的液体能够穿过灌注头部返回(箭头28)。这个实施例特别有利，因为不取决于容器的初始容积(呈气泡形时)和最终容积(在基座区域形成以后)。
[66]在一未示出的实施例中，容器起初灌注一低位液体容量，例如考虑到内部容积减小；在一实施例中，自由容积留有尺寸余量，在基座区域形成以后灌注到位。
[67]在本领域技术人员力所能及的范围内，可以采用其它实施例，尤其是不用灌注机形成底部的实施例。
[68]本发明设备的原理图如图5所示。原则上，设备是传统的，即具有一对预制件30进行热调节的热调节部件29，与之相连的是一使预制件膨胀的部件31。
[69]在该实施例中，热调节部件29的构成是公知的。它具有包括灯32和反射器33的加热构件，其构成例如如FR-A-2703944中图1和/或图4至11中一实施例或另一实施例和/或图13中实施例所示。此外，热调节部件29最好具有预制件30的颈部保护装置(未示出)，以免加热颈部。热调节部件29还具有一预制件传动装置34，例如循环输送带，其配有专用机构35，每个机构35适于输送和传动一通过其颈部支承在灯和反射器之间的预制件。装置34的专用机构35还设置成，在其前送时，预制件30本身转动，以便其主体周边正确加热。
[70]膨胀部件31具有一流体注入系统，其具有至少一流体注入头部36，其通过一导管37连接到一流体供给与注入控制组件38上。注入系统的不同实施例更详细的原理图如图6至11所示。
[71]如图5所示，膨胀部件31最好具有多个注入头部36，其例如设置在箭头39标示的一旋转构架(旋转装置)上，每个都通过各自的一导管37连接到流体供给与注入控制组件38上。这种设置可以达到容器的高生产率。
[72]每个注入头部36分别设置成，在容器成形阶段期间，即在流体注入期间，与一预制件相连，且在这个阶段，使预制件内部与外部环境密封隔离，以免由各自的导管37通过头部供给的流体在其注入时朝外排出。
[73]预制件的温度控制装置例如传感器(未示出)最好设置在设备中，以便将关于该温度的信息提供给流体供给与注入控制组件38，必要时，由所述组件38根据这个温度控制注入。
[74]装置的工作情况如下：预制件30相继输入(箭头40)到热调节部件29，一个一个单独地由一机构35夹持，沿箭头4、42的方向传动通过加热构件32、33。在调节部件29中其行程的最后阶段，它们逐一卸载，然后由一传送装置(未示出)取回且朝膨胀部件31传送(箭头43)。
[75]确切地说，每个预制件30密封地对着膨胀部件的一头部36设置，流体在预定条件下注入到内部，以形成容器44，然后，容器44从设备卸载(箭头45)。
[76]预制件的膨胀如图5所示：逐渐增大与注入头部36相连接的工作物(起初为预制件30，然后是容器44)的直径。
[77]图6和7示出一流体注入系统的两实施例，其具有一增压流体供给与注入控制组件38。这两个实施例彼此区别极小，每个都使用气体或液体作为膨胀流体；它们还可以控制所有或部分参数(流量和/或压力和/或供给量和/或时间和/或流体相对于预制件的温度)。
[78]图6和7所示的流体注入系统具有三个注入头部361、362、363，其同流体供给与注入控制组件38相连接。显然，头部数量可以不同。
[79]每个头部361、362、363与远距离控制开启和关闭的各自的一控制阀461、462、463(例如一电动或气动控制装置)相连。阀的远距离控制从一注入系统工作控制部件47实施。在该实施例中，这个部件47是流体供给与注入控制组件38的组成部分。每个阀可以是全部或任意控制式的(单一流量)，或者是按比例控制式的(可变流量)。
[80]此外，每个阀461、462、463间置在其各自相关的头部361、362、363和一增压流体供给导管48之间。因此，每个都由一阀和各自的相关头部构成的三个组件并行安装在导管48上，以致当一阀开启时，对控制部件47的适当控制作出反应，流体可以沿各自相关的头部方向流动。
[81]在所示的实施例中，一头部361是自由的，而一预制件30设置在头部362之下，随时准备加工成容器，形成的一容器44位于头部363之下，随时准备取下。
[82]图6和7所示的实施例之间的区别在于，在图6所示的系统中，流体增压在组件38之外进行(例如在图5所示的膨胀部件31的一侧或者与之相距某一距离)，增压流体供给导管48是一进入组件38的导管，而在图7所示的系统中，流体增压在组件38内部进行(例如在图5所示的膨胀部件31的内部)，增压流体供给导管48是一位于组件38内部的导管。
[83]用一对所用流体进行适当增压的装置49(压缩机、增压器、泵等)实施增压，装置49最好与控制部件47相连接：因此，可以对来自该装置49的压力和/或流量进行作用。在图6所示的实施例中，增压装置49位于组件38外部，由一外部导管50供给流体，将流体朝导管48压送。在图7所示的实施例中，增压装置49位于组件38内部，将流体朝导管48压送，由一进入组件38的导管50供给流体。
[84]图6和7所示的实施例可以使液体在用作容器最终内装物之前用作引起膨胀的流体。特别是，尤其可以在容器热灌注(温度接近预制件材料的玻璃化转变温度)的情况下使用流体，因为液体的温度阻止材料过快凝固。
[85]这些实施例也可以使用一气体例如压缩空气在部件31上进行膨胀，在膨胀以后，将容器朝一无汽饮料用的装瓶机传送。或者，可以配置通到每个头部的各自的辅助导管，将流体(膨胀用气体和灌注用液体)的供给管路设置成，在膨胀以后，灌注用液体能够直接输送到保持在也用于灌注的膨胀头部之下的容器中。但是，如果液体在大气压下输送(在重力作用下灌注)，容器应预先除气，使容器内的压力与外部平衡，否则，当容器内的压力超过大气压时，不可能进行灌注，而要等材料凝固，使容器在足够的时间保持压力：实际上，如果容器除气过快，在材料凝固之前，存在材料收缩和容积缩小的危险。因此，这种形成和灌注周期较长。
[86]图8示出的设置可以用一气体使预制件膨胀，在膨胀以后立即灌注容器，不等材料凝固，以致容器的形成和灌注周期最佳化。这种设置具有用于借助于一气体使预制件膨胀的装置、用于保持容器形成时其内气体剩余压力的装置、用于用一液体立即灌注容器的装置，所述液体经受的气体压力至少等于容器内的剩余压力。因此，容器内剩余压力的保持，避免材料收缩；液体经受的气体压力至少等于(因而大于或等于)容器内的剩余压力，可以在重力作用下进行灌注，因为容器的内压不阻止液体进入。
[87]有利的是，图8所示的设置将所述原理和配置用于充气或充碳酸气饮料装瓶机，在其灌注之前，利用容器的充气或充碳酸气阶段引起膨胀。
[88]为此，图8所示的注入系统用于沿两头部364、365的方向分配流体的实施例，具有一增压流体供给与注入控制组件38，其包括一贮存器51，里面是液体52，液体52的上面有一具有压力气体的自由空隙53。气体可以是压缩空气或另一气体，尤其是一用于调节液体的气体(例如在液体是充碳酸气饮料的情况下为碳酸气)。贮存器51顶端的自由空隙53与一装置490连通，所述装置490适于实施增压和/或保持该自由空隙53内的气体压力。根据这种情况，装置490例如可以是一压缩机或是用于调节液体的气体的供给装置。
[89]液体52由一导管54输送到贮存器51内，导管54配有一止回机构55，以防贮存器内压力漏出。
[90]为使贮存器51顶端自由空隙53中的气体输送到头部364、365，自由空隙53还借助于各自的导管564、565与头部364、365连通，在每个导管564、565中设置一远距离控制开启和关闭的阀464、465。阀的远距离控制从一注入系统工作控制部件47实施。每个阀可以是全部或任意控制式的(单一流量)，或者是按比例控制式的(可变流量)。
[91]因此，开启与一头部相连的阀，贮存器51顶端自由空隙53中的气体流向相应的头部。
[92]为使液体输送到容器内，贮存器51的底部借助于各自的导管574、575与头部364、365连通，在每个导管574、575内设置另一远距离控制开启和关闭的阀584、585。这些阀也可以是单一流量或可变流量的。
[93]因此，开启与一头部相连的阀，贮存器51中的液体流向相应的头部。
[94]头部气体供给阀464、465和液体供给阀584、585开启和关闭的控制，由一注入系统工作控制部件47加以保证；控制部件还与装置490相连接，装置490适于实施增压和/或保持贮存器51自由空隙53内的气体压力。
[95]装置的工作情况如下：
[96]当头部364、365之下没有预制件时，头部气体供给阀464、465和液体供给阀584、585由注入系统工作控制部件47控制在关闭位置。在经过热调节的一预制件置于一头部364之下以后，用于供给气体的相应的阀464由控制部件47开启，引起预制件膨胀。然后，当膨胀结束时，相应的液体供给阀584开启，使液体在重力作用下进入容器。
[97]公知的是，灌注应伴随容器内气体的排出。但是，为了避免材料收缩，尤其是在灌注阶段之初，排出时容器内压力应无过大下降；同样，当液体应保持一定压力时(充气或充碳酸气饮料)，在排出伴随着灌注时，容器内的压力最好不降低过大。此外，排出最好不干扰液体进入，或者由一与液体进入管路不同的管路加以实施。
[98]为此，在一实施例中，通过空气进入管路直接朝贮存器排出，以致连接贮存器和容器的流体管路的总压力在灌注期间不改变，只有流体(气体，然后液体)的传输在恒压下进行，这样，如果必要的话，还可以在容器中保持适当的气体压力。在这种情况下，在液体供给阀584开启的瞬间，气体进入阀464不由控制部件47控制关闭，两阀仅在灌注完成以后关闭。
[99]在一未示出的实施例中，通过一专用管路，直接朝贮存器排出，所述专用管路可以具有气体过滤装置。
[100]但是，可以在气体朝贮存器排出时开始灌注，在气体朝外排出时(重新处于大气压状态)结束灌注，以缩短灌注周期时间：实际上，灌注用液体在低于容器构成材料的玻璃化转变温度的温度下输送时，有助于在进入容器时使材料凝固。因此，在灌注开始、材料凝固以后，可以使容器内的压力降低到外部压力的水平。但是，这仅仅是无汽液体(水等)，灌注以后无需保持气体压力。
[101]显而易见，使用图6至8所示的装置，为了大致确切地控制容器的最终容积，控制部件47也应根据预制件输送到一头部之下时的温度(或者预制件在图5所示的调节部件29出口处的温度)，大致确切地控制用于引起膨胀的流体(气体或液体)注入的下列参数：流体温度和/或注入压力和/或流量和/或注入时间。例如，实际上，在注入压力和流量相同的情况下，如果注入到一预制件的流体与注入到另一预制件的流体是在不同的温度下进行注入，那么，两相同加热的预制件不在相等时间达到同一容量；而且，在某些情况下，由于一预制件的材料可能在注入过程中凝固，因此，两预制件不可能达到同一容量。因此，必须在设备上配置适当的传感器。为此，根据选择控制的参数数量，图6至8所示的装置的控制部件47，可以安装有使这个部件在注入时控制所有或部分各种参数的装置(未示出)(所述参数是流量、压力、预制件和/或流体的温度、时间)。
[102]但是，为便于进行控制操作，在本发明一最佳实施例中，使用图9所示的装置，其可以减少要控制的参数数量，还可用于实施具有不同容量的容器。
[103]该装置具有一气缸59-活塞60系统，其根据气缸59中活塞60的位置，确定构成一可变容量贮存器61的室。贮存器通过一导管62连接到一流体源(未示出)。
[104]一第二导管63将贮存器连接到一流体注入头部366。在该第二导管上，一远距离控制开启和关闭的阀466设置在头部366和贮存器之间。
[105]一止回阀64在导管62上设置在流体源和贮存器之间。
[106]装置的工作情况如下：活塞60在气缸59内处于一确定的位置，使贮存器61具有初始容积；然后，流体(液体或气体)通过导管62输入(箭头620)贮存器61，以便灌注；阀466开启，活塞60被其操纵杆65推动，以减小贮存器的容积，朝头部366注入流体。止回阀64阻止流体朝流体源返回。
[107]不难理解，如果使用的流体是不可压缩的(例如液体)，如果活塞的驱动速度选择成所有流体量能够在材料凝固之前流入，驱动速度通过调整设备加以确定，那么，容器的容积由贮存器的初始容积预先确定。因此，可以构成具有相同容积的容器组，或者每个具有预定容积的容器组。
[108]也不难理解，如果流体是可压缩的，如果活塞的驱动速度选择成所有流体量能够在材料凝固之前流入，那么，容器的最终容积不仅取决于贮存器的初始容积，而且取决于初始压力、流体温度和预制件的构成材料。因此，应考虑到这些不同的参数，以预先确定容器的最终容积。
[109]图10示出图9所示装置的第一实施例，一流体注入系统具有一增压流体供给与注入控制装置38。这里所示的用于向两头部367、368供给流体的系统，具有将流体供给装置38的一导管66、图9所示的并行连接到导管66上的两装置、以及用于操纵系统的一控制部件47。
[110]因此，图9所示的每个装置在导管66及其各自的贮存器617、618之间具有一止回阀647、648，在头部367、368和各自的贮存器617、618之间具有一远距离控制开启和关闭的阀467、468。
[111]控制部件47可以操纵阀467、468和与每个贮存器相连接的活塞操纵杆657、658的驱动机构，必要时根据流体温度和预制件温度，借助于适当的传感器(未示出)获得适合的流量和/或压力。
[112]图10所示的装置可以不加区别地将气体或液体用作注入流体。
[113]图11示出本发明一改进的实施例，在类似于图8所示的系统上使用图9所示的装置，因此，相同的构件具有相同的标号。
[114]图8和11所示系统的配置之间的区别如下：首先，在使贮存器51顶端的自由空隙53与头部364、365相连的每个导管564、565内，在远距离控制开启和关闭的阀464、465的上游，设置有由一气缸-活塞装置构成的各自的一贮存器614，615；此外，另一远距离控制开启和关闭的阀644、645定位在各自的贮存器的上游，因此定位在贮存器51顶端的自由空隙53和各自的贮存器之间，阀644、645用图9所示的止回阀代替。
[115]阀装置的远距离控制与注入系统工作控制部件47有关；与每个贮存器相连接的活塞操纵杆654、655的驱动机构也是一样。
[116]这种设置可以获得高效率，因为每个贮存器614、615起初注满初始容量的压力气体，其相应于贮存器51顶端自由空隙53中的气体量，活塞为将气体朝各自的相关头部364、365传送而进行的移动，使压力增大。
[117]例如用于向头部364供给流体的系统工作情况如下：
[118]-起初，至少液体供给阀584、585和空气供给阀464、465由控制部件47置于关闭位置；
[119]-活塞定位在室中，以确定预定容积的一贮存器614(根据流体和/或材料的温度和所需的最终容积)；
[120]-贮存器51顶端的自由空隙53中的气体通过开启的阀644进入贮存器614；
[121]-阀644关闭；设置在贮存器614和相应头部364之间的阀464开启，活塞被推动(驱动机构654)，以减小贮存器的容积，且使流体进入容器，引起膨胀。
[122]然后，当膨胀结束时，相应的液体供给阀584开启，使液体在重力作用下进入容器。
[123]灌注周期如图8所示。
[124]如图8所示，灌注应伴随容器中气体的排出，容器内压力下降不过大，且不干扰液体进入。
[125]如图8所示，可以通过空气进入管路直接朝贮存器排出，因此，连接贮存器和容器的流体管路的总压力在灌注期间不改变。为此，在液体供给阀584开启瞬间，不仅气体进入阀464不由控制部件47关闭，而且贮存器上游的阀644重新开启，以使气体朝贮存器51顶端的自由空隙53返回。
[126]在灌注完成后，灌注阀584关闭，位于贮存器614和头部364之间的阀464也关闭；活塞重新定位在室中，以确定具有预定容积的一贮存器614，贮存器614充满来自贮存器51顶端自由空隙53的气体，工作周期重新开始。
[127]显而易见，使用所示的所有实施例，完全可以控制注入流体的流量和/或压力，或者适当控制所用流体的增压装置，其相应于装置49(见图6和7)、490(见图8和10)，或者借助于其驱动机构多少快速地移动与贮存器相连接的活塞的操纵杆65、654、655、657、658(见图9、10、11)，或者适当控制所用流体的增压装置490，如图10所示，借助于其驱动机构，多少快速地移动与各自的贮存器614、615相连接的活塞的操纵杆654、655(见图11)。
[128]因此，特别有好处的是，使用比注入最后阶段大的流量和/或压力开始注入，控制流体的初始压力和/或流量，以防预制件和容器的构成材料在获得所需的膨胀和降低压力之前凝固，从而控制注入最后阶段的流量，以防材料爆裂。
[129]显然，本发明不限于所述和权利要求书具体说明的实施例；本发明包括在本领域技术人员力所能及的范围内所有的等同实施例。

Claims (33)

1.塑料容器(1；7；18；44)的制造方法，其在于对所述容器的一预制件(3；11；30)的至少某些区域(2；12；13；14)进行热调节(29)，使所述区域的温度超过其构成材料的玻璃化转变温度，且在于将一流体注入到所述预制件中，使之膨胀，以使之构造成容器，
其特征在于，所述方法使所述预制件的所述区域实施自由膨胀(31)——即不配置模具，且控制流体注入的至少一个参数，以形成最终容器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在于控制流体注入的至少一个参数，以便所述容器的最终内部容积相对于一基准容积在一预定范围内。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在于根据预制件的所述区域的温度控制流体注入的至少一个参数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，一控制参数是注入预制件内的流体压力。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，一控制参数是注入预制件内的流体流量。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述流体压力在注入过程中是可变的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法在于使用比注入最后阶段大的流量和/或压力开始注入；并且，控制流体的初始流量和/或压力，以防预制件和容器的构成材料在获得所需的膨胀之前凝固，在注入最后阶段降低流量和/或压力，以防材料爆裂。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，一控制参数是流体温度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，所述方法在于控制流体注入参数，以便当膨胀变得很大时，预制件的构成材料的凝固自然导致停止膨胀，从而，当材料凝固时，材料施加的反作用力与流体施加的作用力完全相反。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法在于控制流体注入参数，以便当膨胀导致容器的最终内部容积相对于基准容积在一预定范围内时，预制件的构成材料的凝固自然导致停止膨胀，从而，当材料凝固时，材料施加的反作用力与流体施加的作用力相反。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在于在一预定时间以后停止流体注入。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，流体是一气体。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，容器用于在其制造以后用一液体(52)进行灌注，其方法是：
-首先使预制件膨胀；
-然后，当容器形成时，在容器内保持气体的剩余压力，用一液体立即灌注容器，所述液体经受的气体压力至少等于容器内的剩余压力。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法是，首先使预制件内部与外部环境密封隔离；使预制件内部与一气体源(490，53)连通，以增压灌注用的液体，进而借助于所述气体源引起预制件膨胀；然后，在膨胀结束时，保持与外部的隔离、并保持预制件内部与气体源之间的连通，促成用增压液体灌注(584，585)如此形成的容器。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述气体是压缩空气。
16.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述流体是一液体。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，容器用于由一液体灌注，其方法在于，在容器的灌注阶段——该灌注阶段因此构成其制造阶段，使用所述液体，以便引起预制件膨胀，进而使之构造成容器(图6，图7)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述液体是热的。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在于将预定的流体量输入一贮存器，使所述贮存器与预制件密封连通，以及将所述贮存器的流体朝预制件输送，控制排出贮存器的所述流体的至少一个输送参数，以使预制件膨胀并变成容器(图9，图10)。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其特征在于，为使容器形状从一次制造到另一次制造进行变化，其方法在于，在其热调节时，改变容器预制件所述区域(12；13；14)的加热模式。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其特征在于，在膨胀的后续阶段，所述方法具有在容器上形成一基座区域(17)的阶段，其形成方式是通过在容器的靠放区域——所述基座区域(17)从该靠放区域中制出、和外部支承面之间引入一支承(20)。
22.容器制造设备，其包括对至少一预制件进行热调节的一热调节部件(29)和一膨胀部件(31)，所述膨胀部件(31)具有使所述至少一预制件膨胀的至少一膨胀装置(36；361；...；368)，所述膨胀装置与一流体源(50；54；62；66)相连，通过注入所述流体使预制件膨胀，并且所述膨胀装置具有使预制件内部与外部环境密封隔离的装置、和使预制件内部与所述流体源连通以使预制件膨胀的装置(461；...；468)，
其特征在于，所述膨胀部件是一使预制件的至少某些所述区域自由膨胀的部件，且所述膨胀部件具有一控制部件(47)，用于控制流体注入的至少一个参数，以便控制预制件的膨胀，进而形成最终容器。
23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述控制部件(47)与用于测量预制件至少一区域温度的装置相连接，并且，用于控制至少一流体注入参数的装置设置成根据预制件温度测量结果进行所述控制。
24.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述控制部件(47)与用于控制预制件内注入流体压力的装置相连接。
25.根据权利要求24所述的设备，其特征在于，所述用于控制预制件内注入流体压力的装置设置成使流体压力在注入过程中进行变化。
26.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述控制部件(47)与用于控制预制件内注入流体流量的装置相连接。
27.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述控制部件(47)与用于控制流体温度的装置相连接。
28.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述控制部件(47)与用于控制流体注入时间的装置相连接。
29.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，容器在其制造以后由一液体灌注，且用于膨胀的流体是一气体(53)，所述设备包括用于当容器形成时保持容器内气体剩余压力的、以及用于用一液体立即灌注容器的装置，所述液体经受的气体压力至少等于容器内的剩余压力。
30.根据权利要求29所述的设备，其特征在于，它具有一灌注用增压液体的贮存器(51)、一用于所述贮存器增压的气体源(490)、以及用于使预制件内部与所述增压气体源连通的装置(464，465；644，645)，以便借助于所述气体源和用于当膨胀结束时保持与外部隔离以及预制件内部和气体源之间连通的装置，引起预制件膨胀，且灌注如此形成的容器。
31.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，容器用于由一灌注部件提供的一液体进行灌注，所述膨胀部件由所述灌注部件构成，所述控制部件(47)与用于控制灌注用液体压力的装置(49，697，698)相连接。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的设备，其特征在于，用于引起膨胀的流体源由一贮存器(61，614，615，617，618)构成，其内装的流体量至少等于最终容器内所需的量，并且，所述控制部件(47)与用于将贮存器装有的流体朝预制件输送的装置(65，654，655，657，658)以及用于控制从贮存器排出的所述流体的至少一个输送参数以使最终容器具有一预定量的装置相连接。
33.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述热调节部件(29)具有用于预选所述预制件的加热模式的装置。
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