用於生產塑料材料容器的裝置、設備及方法
2023-10-11 21:29:59 3
專利名稱：用於生產塑料材料容器的裝置、設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種用於生產塑料材料容器的裝置、設備及方法。
背景技術：
現有技術中長久以來已知的是，從塑料材料型坯生產塑料材料瓶子，例如PET瓶子，這些塑料材料型坯首先被加熱，然後在吹塑模具內被相對前述吹塑模具的內壁膨脹。該情況下，這種膨脹特別是利用空氣壓力來進行。另外，也已知的是所謂的拉伸吹塑方法，其中，還藉助拉伸杆沿塑料型坯的縱向將其拉伸。該情況下，實際的膨脹過程被分成多個步驟，例如預吹塑步驟和之後的主吹塑步驟。特別地，在塑料材料容器的拉伸吹塑過程中，預吹塑過程與拉伸過程交互作用對瓶子的材料分布是至關重要的。然而，這種交互作用總是需要相同的時間，卻幾乎不考慮輸出速度。剩餘的停留時間可以用於冷卻模具壁上的材料，這對於特別是容器從吹塑模具上的尺寸穩定的移除是重要的。近年來，人們不斷地嘗試提高該類型設備的輸出速度。這樣，在最近九年來，此類設備的輸出速度已幾乎翻倍。然而，這也意味著，塑料材料型坯或容器在吹塑模具內的停留時間持續變短，因此，冷卻時間也被顯著減少。
發明內容
因此，本發明之目的在於，特別是在容器的膨脹過程中尋求延長處理時間，並尋求加速處理。其一例是在吹塑模具的加載和卸載中所需死角的減少。然而，在這方面提升的潛力事實上已被耗盡。上述目的通過裝置和方法的獨立權利要求的主題來實現。有利的實施方式和進一步的改進構成從屬權利要求的主題。依據本發明，一種將塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的裝置，具有吹塑模具，在該吹塑模具內能夠通過用氣體介質作用到所述塑料材料型坯上來膨脹所述塑料材料型坯以形成所述塑料材料容器。另外，提供供給裝置，其供給所述氣體介質到所述塑料材料型坯。也有利的是，提供沿所述塑料材料型坯的縱向拉伸它們的拉伸杆。該情況下，所述裝置具有壓力產生裝置， 例如，特別是用於所述氣體介質的存儲器及將所述氣體介質從所述存儲器供給到所述供給裝置的供給管線。另外，在所述存儲器和所述供給裝置之間提供閥門裝置，以便控制所述氣體介質到所述塑料材料型坯中的供給。依據本發明，在所述存儲器和所述閥門裝置之間提供用於所述氣體介質的中間存
儲裝置。將所述氣體介質供給到所述塑料材料型坯中的所述供給裝置，特別可以是在所述型坯的口上方或周圍使用的吹塑噴嘴，以便為型坯供給所述氣體介質，所述氣體介質具體為空氣。該情況下，通過用壓縮空氣作用到所述塑料材料型坯上來相對所述吹塑模具的內壁膨脹它們。「中間存儲裝置」應當理解為臨時存儲所述氣體介質的任意裝置，從而在必要時， 存儲在所述中間存儲裝置中的空氣的快速流出是可能的。由於該中間存儲裝置的設定，實現壓力的快速增加是可能的，特別是在預吹塑過程開始時，且無須同時也在預吹塑過程的後續過程中維持這種壓力上的快速增加。因此，這樣可能的是，減少預吹塑過程的持續時間和利用預吹塑閥門上遊的中間體積(以下也稱為升壓體積)。這種加強效應產生是因為，在設定的預吹塑壓力(通常是10到16bar)下升壓體積是可用的，且能夠非常快迅地被引入容器中或塑料材料型坯中。因此，優選地，從所述閥門裝置到吹塑杆提供相對較大的截面，以便在該區域中不會限制空氣流。特別是在預吹塑過程開始時，壓力的快速增加是期望的，以便同時防止因拉伸所致的塑料材料型坯的收縮， 並進而防止塑料材料型坯相對拉伸杆的可能鄰接。在預吹塑過程的其他時間段內，壓力的快速提升不再需要，因為，否則的話，在膨脹過程中，在塑料材料型坯中可能發生氣泡的形成，塑料材料型坯的一些區域可能過快地與吹塑模具內壁鄰接。因此，所述中間存儲裝置的體積用於改變預吹塑壓力，而非用於循環利用空氣。在另一有利實施方式中，所述中間存儲裝置具有至少相當於被膨脹的塑料材料型坯的內部體積的容納體積。特別優選地，所述中間存儲裝置的所述容納體積至少相當於型坯的三分之二的內部體積，在特別優選的實施方式中，所述容納體積至少相當於二分之一的內部體積。在該有利實施方式中，所述中間存儲裝置具有至多相當於生產的容器的內部體積的容納體積或內部體積。優選地，所述中間存儲裝置的最大容納體積相當於生產的容器的二分之一的內部體積，在一特別優選實施方式中，最大容納體積相當於生產的容器的三分之一的內部體積。該情況下，升壓體積適應所述塑料材料型坯。所述中間存儲裝置可以是例如管狀體，在一特別優選實施方式中，其內部體積能夠被改變。也有利的是，在膨脹過程中不改變所述中間存儲裝置的幾何學內部體積。另外，有利的是，所述裝置具有用於所述氣體介質的限流裝置，該限流裝置設置在所述存儲器和所述中間存儲裝置之間。該限流裝置用於避免吹塑過程開始時壓力的過度增加，以便這樣防止上述的氣泡的形成。然而，同時，所述中間存儲裝置保證在吹塑過程開始之後壓力的高增長是可達到的。該情況下可能的是，所述中間存儲裝置設有僅允許空氣流向容器的止回閥。在目前的現有技術中，上述大截面的閥門是不可能的，因為所有空氣必須流經預吹塑限流裝置，因此產生的壓力僅在吹塑空間內緩慢增加。在作為本發明基礎的理念的情況下，在型坯中發生相對急劇的壓力增加，而該壓力根據相對小的升壓體積僅到達指定水平。該壓力水平取決於升壓體積、預吹塑壓力和預成型體積。在前述升壓被均化之後，由預吹塑限流裝置預先設定的預吹塑空氣流非常正常地流過預吹塑限流裝置，吹塑過程按照慣常情況繼續。由於依據本發明提議的裝置，壓力的快速增加是可能的，以便減少預吹塑過程的停滯時間(dead time)。另外，可能的是，這樣可防止與拉伸杆的接觸，且總的來說增加處理窗口。在另一有利實施方式中，所述中間存儲裝置的容納體積是可變化的。這樣，對不同體積的型坯和容器的適應是可能的。因此，用戶可以設定在過程開始時的壓力增加如何進行。本發明還涉及一種將塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的設備，具有多個上述類型的裝置，至少部分的這些裝置通過同一存儲器提供氣體介質。所述存儲器可以是例如用於供給壓縮空氣到所述裝置或多個裝置的環形管道。本發明還涉及一種將塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的方法，其中，通過用氣體介質作用到所述塑料材料型坯上而在吹塑模具內膨脹所述塑料材料型坯以形成所述塑料材料容器，所述氣體介質通過供給裝置供給到所述塑料材料型坯，其中，所述氣體介質通過供給管線從存儲器供給至所述供給裝置，且所述氣體介質到所述塑料材料型坯中的供給通過設置在所述供給管線中的閥門裝置控制。依據本發明，所述氣體介質至少部分地在膨脹過程之前被供給到設置在所述存儲器和所述供給裝置之間的中間存儲裝置。因此，根據本發明的方法，吹塑的空氣或其一部分首先被供給至前述中間存儲裝置，該情況下，在實際吹塑過程中，首先在開始時，通過存儲在所述中間存儲裝置中的所述氣體介質產生預吹塑氣壓的加速。該情況下有利的是，所述中間存儲裝置中的所述氣體介質在膨脹過程之前，至少臨時地處在大於Ibar的壓力下，優選大於^ar,更優選大於7bar，在一特別優選實施方式中，大於lObar。在另一有利方法中，在膨脹過程中通過拉伸杆在所述塑料材料容器的縱向上拉伸所述塑料材料容器。這樣，該方法特別地是所謂的拉伸吹塑方法。在另一有利方法中，在膨脹過程開始時，一定體積的氣體從所述中間存儲裝置進入所述塑料材料型坯中，以便實現如上所述的吹塑過程開始時的更快速的壓力增加。在另一有利方法中，所述氣體介質到所述塑料材料型坯中的供給通過設置在所述存儲器和所述中間存儲裝置之間的限流裝置來限流。這樣，特別是在存儲在所述中間存儲裝置中的所述氣體介質排空之後，藉助所述限流裝置來進行膨脹過程。該限流裝置可以是例如擋板。因此，在膨脹過程開始時利用所述中間存儲裝置(以依賴時間的方式)增加所述塑料材料型坯中所述氣體介質的壓力，是有好處的。這樣，特別是在時間方面縮短了整個膨脹步驟，從而允許更多時間用於乾燥在吹塑模具內吹塑而成的容器。
其他優點和實施方式可從附圖得知，附圖中圖1是依據本發明的將塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的裝置的示意圖；圖2是用於解釋依據本發明的原理的示意圖；圖3是解釋依據本發明而變化的壓力曲線的示意圖；圖如是解釋中間存儲裝置的可變體積的示意圖；圖4b是解釋中間存儲裝置的可變體積的示意圖。
標號清單
1裝置
2吹塑模具
2a>2b側部
2c底部
4吹塑噴嘴
6拉伸杆
8塑料材料型坯
8aΠ
10中間存儲裝置
12存儲器
14管線
16閥門裝置
18限流裝置
22吹塑模具支承件
26活塞
28腔室
42、44區域
K1、K2壓力曲線
L縱向
T時間軸
V體積
VT中間存儲裝置的體積
具體實施例方式圖1示出了依據本發明的將塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的裝置。圖1 中，標號2是吹塑模具，其由兩個側部2a、2b及底部2c形成。在閉合狀態下，該吹塑模具在其內部形成腔室觀，其用於膨脹塑料材料型坯以形成塑料材料容器。為此目的，藉助吹塑噴嘴通過塑料材料型坯的口 8a供給壓縮空氣，以相對吹塑模具的內壁膨脹塑料材料型坯。另外，該裝置具有拉伸杆6，其也在塑料材料型坯的縱向L上移動，以便這樣在縱向L上拉伸塑料材料型坯。該情況下，吹塑空氣的供給和拉伸杆的移動可以同時發生，但優選地，拉伸步驟先開始，緊接著供給吹塑空氣。標號22是吹塑模具支承件，該情況下，兩吹塑模具部分加和2b設置在各自的支承件上，這樣它們可以相互轉出。以同樣的方式，可將底部2c向下拉開，以便打開吹塑模具。圖2是解釋依據本發明的裝置的粗略的示意圖。其中，也示出了塑料材料型坯8， 藉助供給裝置或吹塑噴嘴4將氣體介質作用到該塑料材料型坯8上，以便以這種方式膨脹。 標號16是閥門裝置，特別是預吹塑閥門，其控制尤其是膨脹過程開始時壓縮空氣的供給。 該閥門裝置16由存儲器12供給，存儲器12可以是例如存儲吹塑空氣的導管。本申請中，「存儲器」應當理解為適於提供壓縮空氣的任意裝置，即，例如壓縮裝置和類似裝置。限流裝置18相對存儲器12設置在下遊，其限制預吹塑空氣到型坯8中的供給。這樣可能的是，在整個預吹塑過程中，預吹塑壓力不是以急劇變化的方式被供給，而是被抑制或限流。在閥門裝置16和限流裝置18之間提供用於吹塑空氣的中間存儲裝置10。標號 14整體是指從存儲器12傳送壓縮空氣到吹塑噴嘴4的管線。該情況下有利的是，該中間存儲裝置10可在實際的吹塑過程之前被裝滿，或者吹塑空氣可以特定的壓力引入該中間存儲裝置10。在吹塑過程開始時，中間存儲裝置10的氣體體積被排空到塑料材料型坯中，並僅在此之後，利用限流裝置18持續吹塑過程。圖3是解釋依據本發明的裝置的概略性示意圖。該情況下，標號Kl是沒有依據本發明的裝置時發生的標準壓力曲線。標號K2是在利用中間存儲裝置10時的壓力曲線。明顯的是，特別是在區域42中，壓力的增加比標準壓力曲線的情況下急劇。另外，在時間軸T 上的曲線被整體地向左偏移，這表明，相比現有技術，整個吹塑過程可被略微縮短。然而，同時也明顯的是區域44中壓力的下降，這是因利用吹塑限流裝置所致的。圖如和仙示出了裝置的兩種不同狀態。其中，這些圖示尤其是在中間存儲裝置 10的狀態上不同。在圖如所示的狀態中，活塞在箭頭P2方向上被引導，以形成中間存儲裝置的小體積V。在右側的圖示中，活塞沈被移出，從而該情況下中間存儲裝置10的體積Vf 相對較大。這樣，對不同邊界條件的體積適應是可能的。儘管如此，實際工作過程中體積Vt 優選是恆定的。本申請文件中公開的所有特徵對本發明而言均是必要的，不論是單獨或相互結合，相比於現有技術均是新穎的。
權利要求
1.一種將塑料材料型坯(8)成型以形成塑料材料容器的裝置，具有吹塑模具O)，在該吹塑模具O)內能夠通過用氣體介質作用到所述塑料材料型坯上來膨脹所述塑料材料型坯以形成所述塑料材料容器；具有供給裝置G)，其供給所述氣體介質到所述塑料材料型坯；具有沿所述塑料材料型坯的縱向(L)拉伸所述塑料材料型坯的拉伸杆；其中，所述裝置具有用於所述氣體介質的存儲器(1 及將所述氣體介質從所述存儲器(1 供給到所述供給裝置(4)的供給管線(14)，且在所述存儲器(1 和所述供給裝置(4)之間提供閥門裝置 (16)，以便控制所述氣體介質到所述塑料材料型坯(8)中的供給，其特徵在於，在所述存儲器和所述閥門裝置之間提供用於所述氣體介質的中間存儲裝置(10)。
2.根據權利要求1所述的裝置(1)，其特徵在於，所述中間存儲裝置(10)具有至少相當於被膨脹的塑料材料型坯的二分之一的內部體積的容納體積。
3.根據權利要求1所述的裝置(1)，其特徵在於，所述中間存儲裝置(10)具有至多相當於生產的容器00)的內部體積的容納體積(V)。
4.根據至少一項前述權利要求所述的裝置(1)，其特徵在於，所述裝置(1)具有用於所述氣體介質的限流裝置(18)，該限流裝置(18)設置在所述存儲器(1 和所述中間存儲裝置(10)之間。
5.根據至少一項前述權利要求所述的裝置(1)，其特徵在於，所述中間存儲裝置(10) 的容納體積是可變化的。
6.一種設備，其特徵在於，具有多個依據至少一項前述權利要求所述的裝置，其中，至少部分的這些裝置通過同一存儲器供給氣體介質。
7.—種將塑料材料型坯(8)成型以形成塑料材料容器的方法，其中，通過用氣體介質作用到所述塑料材料型坯(8)上而在吹塑模具O)內膨脹所述塑料材料型坯(8)以形成所述塑料材料容器，所述氣體介質通過供給裝置(4)供給到所述塑料材料型坯(8)，其中， 所述氣體介質通過供給管線(14)從所述存儲器(1 供給到所述供給裝置G)，所述氣體介質到所述塑料材料型坯(8)中的供給通過設置在所述供給管線(14)中的閥門裝置(16) 控制，其特徵在於，所述氣體介質至少部分地在膨脹過程之前被供給到設置在所述存儲器 (12)和所述供給裝置(4)之間的中間存儲裝置(10)。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，在膨脹過程中通過拉伸杆在所述塑料材料容器的縱向(L)上拉伸所述塑料材料容器。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，在膨脹過程開始時，一定體積的氣體從所述中間存儲裝置進入所述塑料材料型坯中。
10.根據至少一項前述權利要求所述的方法，其特徵在於，所述氣體介質到所述塑料材料型坯中的供給通過設置在所述存儲器和所述中間存儲裝置之間的限流裝置(14)來限流。
11.根據至少一項前述權利要求所述的方法，其特徵在於，在膨脹過程開始時，利用所述中間存儲裝置增加所述塑料材料型坯中所述氣體介質的壓力。
全文摘要
本發明公開了一種將塑料材料型坯(8)成型以形成塑料材料容器的裝置、設備和方法。所述裝置具有所述塑料材料型坯能在其中被作用氣體介質以膨脹形成塑料材料容器的吹塑模具(2)、供給氣體介質到所述塑料材料型坯的供給裝置(4)，及優選地沿所述塑料材料型坯的縱向(L)拉伸所述塑料材料型坯的拉伸杆，所述裝置還有用於氣體介質的存儲器(12)及將氣體介質從所述存儲器(12)供給到所述供給裝置(4)的供給管線(14)，在所述存儲器(12)和所述供給裝置(4)之間提供閥門裝置(16)，以控制氣體介質到所述塑料材料型坯(8)中的供給。依據本發明，在所述存儲器和所述閥門裝置之間提供用於氣體介質的中間存儲裝置(10)。
文檔編號B29C49/42GK102166816SQ20101062096
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月21日 優先權日2009年12月22日
發明者安德列斯·斯坦納爾, 約亨·赫迪娜, 艾裡克·布洛赫曼 申請人:克朗斯股份有限公司