裝有引導磨損環的用於吹制模製容器的模製裝置的製作方法

2023-11-06 10:47:42 2

本發明整體涉及通過從塑料(多數為熱塑性的，如PET)毛坯吹制模製或拉伸-吹制模製的容器製造，容器如瓶子。

背景技術：

容器包括(一般為柱形的)壁部分、在壁部分上端的開放頸部、和在壁部分下端的封閉底部。

通過吹制製造容器一般包括將毛坯(該詞或者指初步注入的預製品，或者通過初步注入預製品的預吹製得到的中間容器)插入模製裝置，該模製裝置具有限定容壁部分的反印模的模型側壁，和限定容器底部的反印模的模型底部，所述毛坯預先已加熱到大於材料的玻璃體過渡的溫度，並且在熱毛坯內注入加壓流體(如空氣)。吹制可以(並且一般)與通過滑動杆拉伸毛坯一起完成。

近些年來，由於環境和經濟的原因，製造每個容器要求的材料量持續減少，因此需要加強容器的結構堅固性。

一般通過一系列環形圈達到壁部分結構堅固性的強化，其作用是最大程度地減小容器橢圓化(即容器截面從圓形向橢圓型變形)的危險。

已知幾種提供容器底部結構剛性的技術。一技術在於提供帶有加固物如肋條的容器底部，其作用是最大程度減小由於內容的靜壓以及還可能由於同一託架的上覆容器重量的彎曲應力下底部坍塌的危險。

另一技術是提供底部材料額外的張力，以機械增加材料的結晶度(因此增加機械堅固性)。如已發表的PCT應用WO99/52701(Schmallbach-Lubeca)提出的，一般通過相對模型側壁滑動安裝的可拆卸模型底部達到這一點，因此首先將容器材料吹到模型底部的收縮位置，超過最終形狀，然後通過模型底部移動到上升位置，在上升位置與模型側壁即容器的反印模一起模壓到最終形狀。模製裝置包括柱形外套和具有滑動接受在柱形外套內的柱形支架的模型底部。

一般通過線性致動器如液壓或氣動千斤頂使模型底部移動，其中包括柱形套管和滑動安裝在套管中的杆，並且模型底部的柱形外套固定在滑動杆上。

該結構似乎是令人滿意的，但仍具有它的缺點。特別是，標準質量的線性致動器具有幾十度到幾度的後退間隙(backlash)(取決於致動器的製造精度和磨損)。另外，該間隙隨使用時間增加。這就是為什麼底部模型引導的角度精度一般依賴於模型底部的柱形支架與模型側壁的柱形外套之間的尺寸容差(容許誤差)。

為了提高底部模型引導的精度，以保證模製裝置的正確操作和容器底部的正確形狀，必須減小模型底部的柱形支架與模型側壁的柱形外套之間的尺寸容差。但是，這會導致這些零件不希望地加速磨損，因此常常需要更換。

發明簡述

本發明的目的是提供減少活動零件磨損的模製裝置。

本發明的另一目的是提供模製裝置，其中提高活動零件的定位精度。

因此提出用於從毛坯吹制模製容器的模製裝置，所述容器包括壁部分和底部，所述模製裝置包括：

-模型側壁，模型側壁沿主軸線延伸，並具有限定容器的壁部分的反印模的模製內表面、和在模製內表面下端的開口；

-柱形外套，柱形外套固定至模型側壁並軸向延伸在開口下方；

-模型底部，模型底部具有滑動接受在柱形外套內的柱形支架、和從柱形支架軸向突起的主體，以及模型底部具有限定容器底部的反印模的上表面，所述模型底部相對模型側壁在收縮位置與上升位置之間是軸向可移動的，在收縮位置，上表面與開口錯開，在上升位置，上表面關閉開口；

-固定至模型底部的磨損環，所述磨損環包括間置於柱形支架與柱形外套之間的柱形引導襯套。

磨損環用於在模型底部相對柱形外套運動的過程中引導模型底部。它提供模型底部相對柱形外套的準確定位，併集中由於運動產生的磨損。因此不再需要經常更換模型底部，也不再需要為模製裝置裝備精確的線性致動器來移動模型底部，因為標準致動器就足夠了。

根據各種單獨或組合的實施例：

-磨損環包括從柱形引導襯套徑向突起的凸緣，並且磨損環通過凸緣固定至柱形支架；

-凸緣與引導襯套形成一整體；

-磨損環通過螺釘固定至柱形支架；

-磨損環由自潤滑材料製成；

-磨損環由油浸漬金屬製成；

-所述油浸漬金屬是青銅；

-柱形外套通過螺釘固定至模型側壁；

-模製裝置，包括一對半模，每個半模限定模型側壁的一半，其中，半模在開放位置與關閉位置之間相對彼此是可移動的，在開放位置，半模互相分開，在關閉位置，半模互相接觸，以一起形成容器壁部分的完整的反印模；

-柱形外套由一對半外套形成，每個半外套固定至各自的半模；

-每個半外套具有前邊緣，在半模的關閉位置，前邊緣從限定在半模之間的界面向另一半模突出，並且每個半外套具有沿直徑相對的並且從界面向後的後邊緣；並且，在半模的關閉位置，每個半外套的前邊緣貼靠另一半外套的後邊緣；

-前邊緣在關閉位置延伸到從界面測量的在7°到12°之間的角孔徑；

-每個半外套的突起的前邊緣具有內倒角；

-內倒角與垂直於界面的平面形成10°到20°之間的角度。

通過推薦實施例的詳細描述並參照附圖，本發明的上述和其它目標和優點將更加清楚。

附圖說明

圖1是模製裝置的截面圖，該模製裝置包括模型側壁和相對模型側壁可移動的模型底部，該圖示出模型底部的收縮位置。旁邊圈中表示放大細節。

圖2是安裝在支座上的模型底部的分解透視圖。

圖3是模製裝置的詳細截面視圖，示出模製裝置處於上升位置，旁邊圈中表示放大細節。

圖4是沿圖1的IV-IV截面的模製裝置截面視圖。

圖5是在圖4的細部圈中取出的模製裝置的放大細節圖。

具體實施方式

圖1表示用於從毛坯通過吹制或拉伸吹制模製容器的模製裝置。容器具有壁部分、從壁部分上端延伸的頸部、和從壁部分下端延伸的底部。壁部分可以形成頸部以下的肩部。

模製裝置1包括模型側壁2，模型側壁2沿主軸線X延伸(相當於容器的主軸線)，並具有限定壁部分的反印模的模製內表面3。

如圖1所示，模型側壁2在模製內表面3的上端具有開口4，熱毛坯(即預製品)穿過開口4插入模型側壁2中，以便吹制模製或拉伸吹制模製成容器。

如圖1和圖3所示，模型側壁2可以由一些分開的組裝件形成，包括形成壁部分的反印模的大部分的中心部件5、形成壁部分下端的反印模的下部部件6，並且還可有形成容器肩部的反印模的上部部件7。

模型側壁2可以由金屬材料形成，如鋼或鋁合金。

模型側壁2在模製內表面3的下端具有開口8。在所示實施例中，開口8被限定在模型側壁2內在模製內表面3之下軸向形成的鑽孔9的上端。鑽孔9(或開口8)具有內徑D1。在所示實施例中，鑽孔9被限定在模型側壁2的下部部件6中。

在一優選實施例中，模製裝置1包括一對半模2A、2B，每個半模形成模型側壁2的一半。半模2A、2B可以在開放位置與關閉位置之間互相移動，在開放位置，半模2A、2B互相分開(以便可以彈出形成的容器)，在關閉位置，半模2A、2B互相接觸，一起形成壁部分的完整的反印模(因此可以進行容器吹制)。半模2A、2B可以圍繞鉸鏈互相轉動。在這種情況下，在開放位置，半模2A、2B互相角度分開。

模製裝置1還包括固定在模型側壁2上並在開口8下方軸向延伸的柱形外套10。柱形外套10的內表面11形成具有內徑D2的槽12，內徑D2大於鑽孔的內徑D1。柱形外套10可以與模型側壁2形成整體，或者如所示例子中，形成獨立的零件，並且例如通過螺釘13固定在模型側壁2上。

在模製裝置1包括一對半模2A、2B的情況下，柱形外套10也可由一對半外套10A、10B形成，每個半外套分別固定在半模2A、2B上，因此，在半模2A、2B的開放位置，半外套10A、10B互相分開，在半模2A、2B的關閉位置，半外套10A、10B互相接觸，以形成完整的柱形外套10。半外套10A、10B可以不是分別固定在半模2A、2B上，而是分別與半模2A、2B形成整體。半模2A、2B具有平面接觸表面，這些表面在關閉位置一起形成界面P。

柱形外套10最好由金屬材料製成，如鋼或鋁合金。

模製裝置1還包括模型底部14，模型底部14包括具有上表面16的主體15，上表面16形成容器底部的反印模。模型底部14還包括滑動接受在柱形外套10中的柱形支架17，並且主體15從柱形支架17向上軸向突起。換句話說，支架17像一凸緣從主體15的下端徑向突出。

主體15為柱形，並且外徑D3略小於鑽孔9的直徑D1。更確切的是，鑽孔9與主體15之間設有小的間隙，以便允許模型底部14相對模型側壁2移動，同時最大程度地減小吹制結束時容器材料在主體15與鑽孔9之間流動的危險。實際應用中間隙(等於D1-D3差的一半)大約為零點幾毫米。

支架17具有外徑為D4的柱形外表面18，外徑D4大於主體15的外徑D3，並小於柱形外套10的內徑D2。支架17與柱形外套10之間的半徑差(等於差值D3-D4的一半)形成寬度大於一毫米並最好幾毫米的間距(在所示例子中約為3mm)。

模型底部14可以相對模型側壁2在收縮位置(圖1)與上升位置(圖3)之間軸向移動，在收縮位置，上表面16相對開口8向下錯開，在上升位置，上表面16關閉開口8。

如圖1和圖3中可以看到的，模型底部14固定在線性致動器19上。在所述例子中，線性致動器19是流體(即液壓或氣動)千斤頂，並包括柱形套管20、滑動接受在套管20中並可相對套管20軸向移動的活塞21、和固定在活塞21上或與活塞21形成整體的杆22。套管20具有包括中心通道24的頂壁23，杆22穿過中心通道24從套管20向上突起，套管20還具有相反的底壁25。因此套管20形成被活塞21分為上室26和下室27的內體積，各室的體積取決於活塞21的軸向位置。加壓流體或者注入到上室26中，以便使活塞21向下移動，或者注入下室27，使活塞21向上移動。

模型底部14固定在杆22上，以便與杆22一起軸向移動。在所示例子中，模型底部14固定在(這裡為柱形的)支座28上，支座28固定在杆22上。最好通過螺釘29完成支座28在杆22上的固定，使支座28可拆卸。模型底部14最好以可拆卸方式(例如通過螺釘)固定在支座28上，以便拆卸並被其它形狀可相似或不同的模型底部14更換。當需要製造不同類型的容器時，可能發生這種更換。

由一對阻擋件確定活塞21的行程(因此也是模型底部14的行程)，如底部阻擋件30和頂部阻擋件31。在所述例子中，底部阻擋件30由在頂壁23以上固定在套管20上的支承件形成。支座28貼靠底部阻擋件30形成模型底部14的收縮位置(圖1)。還是在所示例子中，頂部阻擋件31由固定在套管頂壁23的內表面的環形形成。活塞21貼靠頂部阻擋件31形成模型底部14的上升位置(圖3)。

如圖1所示，分隔塊32可以位於模型底部14與支座28之間，以便在上升位置準確確定模型底部14相對模型側壁12的位置。

當希望相對模型側壁2準確引導模型底部14時，不依賴精度不夠的線性致動19。也不希望模型底部14的主體在鑽孔9中自由移動，使主體15摩擦貼靠鑽孔9，必須考慮限制磨損，以避免在上升位置上表面16在開口8中的錯誤定位。還希望提供模型底部14的引導，儘可能靠近主體15的上表面16，以保證模型底部相對模型側壁2的正確定位。

為了達到該準確引導，模製裝置1包括固定在模型底部14的磨損環33，且磨損環33包括在支架17與柱形外套10之間的柱形引導襯套34。

引導襯套34充填支架17的柱形外表面18與柱形外套10的內表面11之間的間隙，引導襯套34與柱形外套10的內表面11之間只設有很小空隙(十分之一毫米或更小)。換句話說，引導襯套34的徑向厚度基本等於柱形外套10的內表面11與支架17的柱形外表面18之間的半徑差。

磨損環33最好由自潤滑材料製成，如油浸漬金屬(如青銅)，因此使模型底部14相對柱形外套10的滑動更容易，因此減少引導襯套34與柱形外套10之間界面的磨損。

在圖中所示的推薦實施例中(見圖1)，引導襯套34的軸向延伸等於或大於支架17的厚度，因此引導襯套34提供模型底部14的準確引導。但是具有的引導襯套34不是必須向下延伸以覆蓋支座28，因此支座28與柱形外套10之間仍保持間隙。

由於磨損環33安裝在模型底部14上，因此提供最靠近上表面的引導，以利於模型底部14的就位(因此有利於吹制和容器質量)。

在圖中所示的推薦實施例中，磨損環33包括從引導襯套34徑向突出的凸緣35，引導環33通過凸緣35固定在支架17上。如圖2所示，可以通過螺釘36完成磨損環33的固定，螺釘36穿過在凸緣35中軸向形成的孔眼37並與在支架17中軸向鑽出的軸向孔眼38的螺旋配合。

該固定提供磨損環33相對模型底部14的正確對中。

凸緣35最好與引導襯套34形成整體，以形成在橫截面中具有角的形狀的單一零件磨損環33。

為了能夠排出圈閉在容器與模型側壁2朝向槽12的內模製表面3之間的流體，可以在主體15的上表面16內形成與在主體15中軸向形成的一系列溝槽40流體連通的噴孔39。這樣排出的流體可以通過在引導襯套34中形成的一系列軸向的孔或凹槽從槽12(並因此從模製裝置1)排出。

在圖4和圖5所示的推薦實施例中，每個半外套10a、10B具有前邊緣41和沿直徑相對的後邊緣42。如圖4和圖5所示，在關閉位置，每個半外套10B(或10A)的前邊緣41貼靠另一半外套10A(或10B)的後邊緣42。

在半模2A、2B的關閉位置，每個半外套10B(10A)的前邊緣41從界面P向另一半外套10A(10B)突出，相反，後邊緣42從界面P向後。

突出的前邊緣41用於將半外套10A、10B更好地鎖定在關閉位置。每個前突起邊緣41延伸在(在關閉位置從界面P測量的)7°到12°之間的並最好約9.5°的角孔徑A。

如圖5所示，每個半外套10A、10B的突起的前邊緣41具有內倒角43，在關閉位置，內倒角43與垂直於界面P的平面形成角度B。內倒角43用於保證半外套10B(10A)的順利閉合。角度B最好在10°到20°之間，例如約為17.5°。可以看到，由於存在內倒角43，半模10A(10B)的開放和關閉沒有磨損環33幹擾，如圖5的虛線所示。

在圖4和圖5所示的推薦實施例中，每個半模10A(或10B)攜帶附加在半模10A(或10B)後邊緣42上的支座44，並且在關閉位置，另一半模10B(或10A)的前邊緣41貼靠在支座44上。支座44最好由比外套10的材料軟的材料製成，用於作為避免外套10磨損的可更換磨損零件。在外套10由鋼製成的情況下，支座44例如由黃銅或青銅製成。在外套10由鋁製成的情況下，支座44最好由塑料製成，如尼龍或POM(聚甲醛)構成。支座44可以由通過螺釘45固定在半模10A(或10B)的後邊緣42上的長形帶構成。