將至少兩種加壓流體注入容器頸部以使容器成形的注入裝置的製作方法
2023-05-15 00:55:06
專利名稱：將至少兩種加壓流體注入容器頸部以使容器成形的注入裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及將至少兩種加壓流體注入預型件頸部的注入裝置。
本發明更特別地涉及一種注入裝置，其用於將至少兩種加壓流體注入毛坯狀態容 器的軸向朝向的頸部中，以便通過相繼注入第一加壓流體、然後注入第二加壓流體使所述 容器變形而形成最終容器，所述注入裝置包括
-供應第一加壓流體的第一供應管；
-供應第二加壓流體的第二供應管。
背景技術：
熱塑性材料容器如細頸瓶、小瓶等的製造，通過使毛坯狀態容器成型進行，毛坯狀 態容器有時被稱為預型件。
在實施成型方法之前，將毛坯狀態容器在熱調節爐中加熱，以賦予其以對於成型 工藝足夠可延展的結構。
然後，將這些毛坯狀態容器引入到一般與吹塑或拉伸吹塑部件結合的模塑單元 中。
在成型方法後，實施充填步驟。在該充填步驟的過程中，最終狀態的容器一般被充 填以用於在最終容器中銷售或運輸的液體。
文獻EP-A-2. 143. 544提出通過使用一種液體以使容器最終成型來改變成型方 法。因此，根據該現有技術的方法包括通過吹注低壓吹塑氣體使容器從其毛坯狀態直到中 間狀態局部膨脹的第一步驟；然後是用充填液體充填處在中間狀態的容器的第二步驟；最 後是第三模壓(prise d』 empreinte)步驟,在該第三模壓步驟的過程中，使容納在容器中的 液體置於高壓，以便賦予容器以其最終形狀。
相對於氣體，充填液體一般是不可壓縮的。因此，這樣可以使壓力迅速和有效地上升。
有利的是，第三模壓步驟時使用的液體是用於在最終狀態容器中運輸的液體。因 此，這種方法可以在成型過程中用液體充填容器。通過避免在成型方法後增加充填作業，這 樣尤其可節省時間。發明內容
本發明的目的是提供一種注入裝置，用於更迅速並更有效地注入吹塑氣體和充填 液體，以生產質量更好的最終容器。
為此，本發明提出上述類型的注入裝置，其特徵在於，所述第二供應管通到軸向的 噴嘴中，所述噴嘴用於帶有第一徑向間隙地在所述頸部內同心布置，以允許所述第一加壓 流體穿過所述第一徑向間隙在所述容器與所述第一供應管之間通過。
根據本發明的其它特徵
-第一供應管通到密封圍繞預型件頸部的鐘形罩中；
-所述注入裝置包括密封機構，所述密封機構能夠被控制在開放位置與關閉位置 之間轉換，在所述開放位置，所述第一加壓流體能夠穿過所述第一徑向間隙，而在所述關閉 位置，密封墊密封堵塞所述噴嘴與所述容器的頸部之間的所述第一徑向間隙；
-所述密封墊能夠徑向插置到所述噴嘴與所述頸部的內壁之間的所述第一徑向間 隙中；
-所述密封墊呈環形，圍繞所述噴嘴在外側布置，所述密封墊能在收縮狀態與膨脹 狀態之間彈性變形，在所述收縮狀態，所述第一加壓流體能夠通過所述密封墊與所述頸部 的內壁之間保留的第二徑向間隙流向所述容器的內部，而在所述膨脹狀態，所述密封墊徑 向貼靠所述容器的頸部的內壁，以密封堵塞所述第一徑向間隙；
-所述密封墊的膨脹，通過具有軸向軸線的環狀的錐形楔子相對於所述密封墊的 相對軸向滑動被控制；
-環形的密封墊安裝成在以下位置之間相對所述噴嘴軸向滑動退出上位，在所 述退出上位，所述密封墊豎直地布置在所述頸部上方；和插入所述頸部內第一徑向間隙中 的插入下位，在所述插入下位，所述密封墊徑向插置在所述噴嘴與所述頸部之間；
-所述錐形楔子由所述噴嘴的外壁承載，所述噴嘴相對所述密封墊軸向滑動安裝， 以便在所述密封墊處於它的插入下位時將該密封墊控制到它的膨脹狀態；
-所述錐形楔子與所述噴嘴一體形成；
-所述噴嘴的滑動由能在缸中軸向活動的活塞控制；
-所述第一加壓流體由可壓縮的吹塑氣體如壓縮空氣構成；
-第二流體由不可壓縮的充填液體構成；
-該裝置在等待上位與注入下位之間軸向滑動安裝，在等待上位，裝置在容器頸部 上方隔開一段距離布置，在注入下位，裝置可以注入第一加壓流體和/或第二加壓流體。
在閱讀下面的詳細描述的過程中，本發明的其它特徵和優點將體現出來，為理解 所述描述，將參照附圖，附圖中
-圖1是表示注入裝置的軸向剖面圖，該注入裝置布置在容器頸部上方的等待上 位，容器布置於模具中，並且容器為毛坯狀態；
-圖2是與圖1類似的圖，其中，注入裝置處於注入下位，密封機構的密封墊處於退 出上位；
-圖3是與圖1類似的圖，其中，密封機構的密封墊處在插入下位和收縮狀態；
-圖4是與圖3類似的圖，其中，密封墊處在膨脹狀態，以堵塞吹塑氣體供應孔。
具體實施方式
對於下面的描述，非限定性地採用圖中箭頭「V」指示的從下到上朝向的豎直方向、 和從容器的軸線「A」向外正交指向的徑向方向。
對於下面的描述，具有相似、相同或相近功能的零件用相同的參考數字表示。
圖1上示出能夠實施成型方法的模塑單元10，該方法至少包括
-吹注第一加壓流體的第一步驟，這裡第一加壓流體是可壓縮的吹塑氣體，如空 氣；然後
-用第二加壓流體充填的第二步驟，這裡第二加壓流體是不可壓縮的充填液體，如 水，其用於包裝在容器中。
模塑單元10包括一般以多個部分實現的模具12，所述多個部分可以被分開，以便 在容器成型前和成型後引入和/或取出容器。
下面，在提到模具12而沒有其它明確說明時，則理解為模具12處在它的組裝好的位置。
這裡，模具12由兩個可互相徑向分開的部分形成。每個部分包括要得到的最終容 器的一個凹形的半型腔(底部、壁、肩部)。因此，當兩個部分組裝在一起以形成模具12時， 兩個半型腔形成由最終狀態容器的最終形狀的型腔限定的空腔14。
作為變型，模具包括三個部分一個帶有容器底部型腔的部分和用於構成容器壁 和容器肩部的兩個部分。
空腔14通過上孔16豎直向上開放，上孔16在模具12的水平上表面17中形成。
模具12用於容納熱塑性材料容器18。這種毛坯狀態容器18 —般被稱為預型件。 毛坯狀態容器18預先經過熱調節，以使熱塑性材料可足夠延展，以便容器18能夠被吹塑或 者膨脹，以形成形狀與空腔14相同的最終容器，如圖4所示。
容器18 —般具有空心的本體19，本體19通過由具有豎直軸線「A」的頸部20徑向 限定的孔向上開放，頸部20又被稱為細頸。
已知的是，在容器18處在毛坯狀態時，容器18的頸部20 —般已經具有它的最終 形狀。因此，在成型過程中，頸部20的尺寸不應改變。為此，毛坯狀態容器18的僅本體19 被容納於模具12的空腔14中，頸部20通過經上孔16伸出而在空腔14外延伸，以避免任 何意外變形。
在圖1和2中，示出容器18處於毛坯狀態。在圖3中，示出容器18處於中間狀態。 在圖4中，示出容器18處在其最終狀態。可理解的是，在將容器18成型成最終容器的過程 中，頸部20會保持它的初始形狀。
容器18的本體19通過徑向朝外突出延伸的環箍22，與頸部20分開。這裡，環箍 22通過靠置於模具12的上表面17上，將頸部20保持在模具12的空腔14外。
模塑單元10包括注入裝置24，注入裝置24用以注入至少兩種加壓流體於容器18 的軸向朝向的頸部20中，以便通過相繼注入第一加壓流體、然後注入第二加壓流體使所述 毛坯狀態容器18變形，來形成最終容器。
在圖中，所示的注入裝置24總體上具有相對頸部20的軸線「A」的迴轉對稱性。
如前面解釋的，第一流體由10巴的吹塑氣體如壓縮空氣構成，而第二流體由能夠 例如被壓縮到40巴的壓力的不可壓縮液體如水構成。
裝置24能夠被控制在以下位置之間轉換
-如圖1上所示的等待上位，在該等待上位，所述裝置布置在模具12的上表面17 上方隔開一段距離，以便允許引入毛坯狀態容器18或取出最終容器；
-如圖2-4上所示的注入下位，在注入下位，裝置24能夠注入加壓吹塑氣體和/或 加壓充填液體。
裝置24包括至少一與受控的壓縮空氣源(未示出)連接的第一供應管25。第一供 應管25通到鐘形罩26中，當噴管24處在它的注入下位時,鐘形罩26能夠密封覆蓋頸部 20。
鐘形罩26形成於裝置24的箱殼27中。
鐘形罩26的下端邊緣配有密封墊28，密封墊28用於豎直地向下緊靠模具12的上 表面17或者緊靠頸部20的環箍22。在圖中所示的例子中，這涉及刃口密封墊28，該刃口 密封墊用於通過可供給鐘形罩26的壓縮空氣的壓力貼靠模具12的上表面17。
裝置24另外包括與受控的加壓充填液體源(未示出)連接的第二供應管30。第二 供應管30的形成於箱殼27中的部分具有豎直軸線「A」的朝向。第二供應管30的下端通 到注入噴嘴32，噴嘴32的豎直軸線與容器18的頸部20的軸線「A」共軸。
噴嘴32具有向下開通的圓柱管形狀。
當裝置24處於它的注入下位時，噴嘴32用於同心地布置於頸部20內。噴嘴32 具有的外徑使得，在該注入下位，存在圍繞噴嘴32的第一環形徑向間隙「jl」，該第一徑向 間隙徑向地延伸在噴嘴32的圓柱形外表面與頸部20的圓柱形內表面之間。該第一徑向間 隙「 j I 」使容器18的內部與鐘形罩26連通。因此，穿過該第一徑向間隙「 j I 」實現吹塑氣 體注入到容器18中和從容器18排出。
注入裝置24還包括受控的密封機構34，該密封機構34能夠被控制在開放位置與 封閉位置之間轉換，在開放位置，吹塑氣體能夠通過第一徑向間隙「jl」，以進到容器18中 和從該容器排出，而在封閉位置，密封墊36密封地堵塞噴嘴32與容器18的頸部20之間的 第一徑向間隙「j I」。
該受控的密封機構34尤其用於允許使容納在容器18中的充填液體的壓力上升到 高於吹塑氣體壓力的高壓，例如40巴，而不會使所述充填液體穿過第一徑向間隙「jl」向鍾 形罩26洩漏。這樣尤其可以使頸部20的外部保持乾燥，以便於把塞子固定到容納充填液 體的最終容器18上。
環形的密封墊36圍繞噴嘴32在外側布置。密封墊36是可在如圖2和3上所示 的收縮狀態與如圖4上所示的膨脹狀態之間彈性變形的，收縮狀態對應於密封機構34的開 放位置，而在膨脹狀態，環形的密封墊36徑向貼靠容器18的頸部20的內壁，以密封堵塞第 一徑向間隙「jl」，膨脹狀態對應於密封機構34的封閉位置。
密封墊36在它的膨脹狀態對頸部20的內壁施加向外的徑向力。該徑向力由圖4 中的箭頭「F2」表示。為保持頸部20的整體性，有利的是將密封墊36布置在頸部20的環 箍22處。環箍22實際上形成加強頸部20在此處的剛性的肋，因此避免了密封墊36膨脹 所導致的可能的塑性變形。
在圖上所示的例子中，環形的密封墊36有利地在以下位置之間相對噴嘴32軸向 滑動安裝
-如圖2上所示的退出上位，在該退出上位，當裝置24處在它的注入下位時，密封 墊36在豎向上布置於頸部20上方，以便不減小吹塑氣體穿過第一間隙「jl」的通過截面， 而無論是朝注入到容器18內的方向還是朝排向鐘形罩26的方向；
-如圖3和4上所示的插入到頸部20內第一徑向間隙「jl」中的插入下位，在該插 入下位，密封墊36徑向插置在噴嘴32與頸部20之間。
因此，當密封墊36處於它的退出上位時，穿過第一徑向間隙「jl」的吹塑氣體流量 不受密封墊36存在的限制。
當容器18幾乎充滿時，例如充填到80%時，密封墊36例如向它的插入下位下降， 以保證在容器18充滿液體時第一徑向間隙「j I」被密封堵塞。
當密封墊36處於其插入下位並在它的收縮狀態時，第一徑向間隙「jl」減小成第 二環形徑向間隙「j2」，該第二徑向間隙圍繞密封墊36存在於該密封墊36與頸部20的圓柱 形內表面之間，以允許吹塑氣體最終排出。
第二徑向間隙「j2」當然小於第一徑向間隙「jl」。在該形態中，吹塑氣體的流量 受密封墊36存在的限制，但排出吹塑氣體是始終可以的。因此，即便在密封墊36的插入下 位，密封機構24仍處在開放位置。
另外，能夠控制密封墊36在其收縮狀態豎向滑動的事實，可以避免密封墊36在其 移動期間接觸頸部20。因此，頸部20和密封墊36都不會受到損壞。
密封墊36由可彈性變形的彈性體材料形成。這裡，環形的密封墊36由軸向套筒 40的自由下端形成，軸向套筒40圍繞噴嘴32在外側布置。套筒40固定安裝在能圍繞噴嘴 32豎向滑動的環39中。密封墊36的向下豎向滑動，受環39豎向擋靠於頸部20的上端邊 緣限制。
環形的密封墊36的膨脹，由具有軸向軸線的錐形楔子38相對環形的密封墊36軸 向滑動控制。楔子38具有外徑基本等於套筒40內徑的環形形狀。楔子38由噴嘴32的圓 柱形外壁以固定的方式承載。
這裡，楔子38與噴嘴32—體形成。
噴嘴32在箱殼27中滑動安裝，以允許楔子38滑動。
另外，通過噴嘴32的豎向滑動實現密封墊36在它的兩個位置之間的豎向滑動。
以裝置24的注入下位作為基準，噴嘴32因此安裝成在箱殼27中以下位置之間豎 向滑動
-如圖1和2上所示的極端上位，在該極端上位，噴嘴32的下端布置於頸部20中， 密封墊36處在它的收縮狀態；
-如圖3上所示的插入密封墊36的中間位置，在該中間位置，噴嘴32將密封墊36 向它的插入下位帶動；和
-如圖4上所示的極端堵塞下位，在該極端堵塞下位，楔子38將密封墊36向它的 膨脹狀態控制。
在它的極端堵塞下位，噴嘴32的下端布置在頸部20附近，以便更靠近容器的頸部 20而不是容器18的底部。
環形的密封墊36的內表面沿圖4的箭頭「F1」從上到下而具有向軸線「A」傾斜的 斜面。楔子38的外表面具有與密封墊36的斜面相類似的斜面。因此，楔子38從息止上位 向膨脹下位的滑動控制密封墊36在其兩個狀態之間轉換
-所述息止上位對應於噴嘴32的中間位置，在該息止上位，楔子布置在密封墊36 上方；
-所述膨脹下位對應於噴嘴32的極端下位，在該膨脹下位，密封墊36通過所述斜 面之間的接觸膨脹。
根據本發明的一未示出的變型，是環形的密封墊相對固定的楔子豎向滑動安裝。
布置在噴嘴32上端的活塞41控制楔子38滑動。
根據本發明的其它變型，可理解的是，楔子可以通過其它部件如電氣部件、機械部 件或磁部件被移動。
噴嘴32同心地布置在套筒40內。
噴嘴32在管30內向上延伸直到在環39上方隔開一段距離的活塞41處。另外， 噴嘴32軸向向上開通，以便允許充填液體通過。
活塞41在箱殼27中所形成的缸42中豎向滑動安裝。因此，活塞41以密封方式將 缸42分為上室42A和下室42B。每個密封室42A、42B只包括一個相關的供應孔(未示出)。
因此，活塞41、噴嘴32和楔子38形成在息止上位與膨脹下位之間一體滑動的組 件。
為允許噴嘴32和密封墊36共同滑動，例如，壓縮彈簧(未示出)豎向地間插在活塞 41與環39之間。因此，當環39擋靠於頸部20時，活塞41的向下滑動通過壓縮所述彈簧而 將噴嘴32帶向它的極端下位。
作為變型，環在頸部附近擋靠在鐘形罩的阻擋零件上。
每個孔與受控的加壓流體源連接，這裡所述流體源由與吹塑氣體相同的源形成。 每個孔配有加壓流體供應閥(未示出)。閥能夠被控制，以改變每個室42A、42B中的壓力。
現在描述設有受控的密封機構34的注入裝置24的運行。
當注入裝置24處在圖1上所示的其等待上位時，容器18被引入模具12中。然 後，注入裝置24被控制到圖2上所示的其注入下位，在該注入下位，鐘形罩26密封覆蓋頸 部20，並且噴嘴32插在頸部20內。
噴嘴32則處在它的極端上位。活塞41則處於它的息止上位。為此，下室42B被 保持在大於上室42A壓力的壓力。密封墊36處在它的退出上位，因此使第一徑向間隙「jl」 開放，以使來自鐘形罩26的吹塑氣體以最佳流量通過。
在用充填液體充填容器18的期間，活塞41保持在該息止上位。因此，隨著充填液 面上升，容納在容器18中的吹塑氣體能夠通過第一徑向間隙「jl」排向鐘形罩26。
當容器18被充填有確定百分比容量、例如80%時，活塞41將噴嘴32控制到其在 圖3上所示的使密封墊36插入頸部20的中間位置。此時存在第二徑向間隙「j2」，用於允 許殘餘吹塑氣體排出。
根據本發明的一未示出的變型，噴嘴早得多地、例如自用充填液體充填開始時，就 被控制到它的中間位置。
當需要使充滿充填液體的容器18增壓到高壓、例如40巴時，將活塞41控制到它 的極端下位，如圖4上所示。為此，操縱閥，以使上室42A中的壓力大於下室42B中的壓力。
楔子38於是在密封墊36上施加向外的徑向膨脹力。則密封墊36向它的膨脹位 置變形，在膨脹位置，第二徑向間隙「 j 2 」完全被堵塞。
容器18中的高壓於是直接在套筒40上施加向外的徑向力，以完成楔子38的動作。
因此，根據本發明教導實現的注入裝置24，允許注入兩種不同流體到同一容器18 中，第二流體通過中心噴嘴32，而第一流體通過容器18的頸部20與中心噴嘴32之間留出的第一徑向間隙「j I」。
另外，受控的密封機構34可以很容易和完全堵塞第一徑向間隙「jl」，以便使第二流體的壓力上升而沒有洩漏危險。
權利要求
1.注入裝置(24)，用於將至少兩種加壓流體注入呈毛坯狀態的容器(18)的軸向朝向的頸部(20)中，以便通過相繼注入第一加壓流體然後第二加壓流體來使所述容器(18)變形而形成最終容器，所述注入裝置(24)包括-供應第一加壓流體的第一供應管(25)；-供應第二加壓流體的第二供應管(30)，所述第二供應管(30)通到軸向的噴嘴(32) 中，所述噴嘴用於在所述頸部(20)內以第一徑向間隙(jl)同心地布置，以允許所述第一加壓流體穿過所述第一徑向間隙(jl)在所述容器(18)與所述第一供應管(25)之間通過；其特徵在於，用於使所述容器(18 )成型的所述第二加壓流體由不可壓縮的充填液體構成。
2.如權利要求1所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述第一供應管(25)通到密封環圍預型件的頸部(20)的鐘形罩(26)中。
3.如上述權利要求中任一項所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述注入裝置包括密封機構(34)，所述密封機構能夠被控制在開放位置與關閉位置之間轉換，在所述開放位置， 所述第一加壓流體能夠穿過所述第一徑向間隙(jl)，而在所述關閉位置，密封墊(36)密封堵塞所述噴嘴(32)與所述容器(18)的頸部(20)之間的所述第一徑向間隙(jl)。
4.如權利要求3所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述密封墊(36)能夠徑向插置在所述噴嘴(32)與所述頸部(20)的內壁之間的所述第一徑向間隙(jl)中。
5.如權利要求4所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述密封墊(36)呈環形，圍繞所述噴嘴(32)在外側布置，所述密封墊(36)能在收縮狀態與膨脹狀態之間彈性變形，在所述收縮狀態，所述第一加壓流體能夠通過所述密封墊(36)與所述頸部(20)的內壁之間留有的第二徑向間隙(j2)流向所述容器(18)的內部，而在所述膨脹狀態，所述密封墊(36)徑向貼靠所述容器(18 )的頸部(20 )的內壁，以密封堵塞所述第一徑向間隙(j I)。
6.如權利要求5所述的注入裝置(24)，其特徵在於，通過具有軸向軸線的環狀的錐形楔子(38 )相對於所述密封墊(36 )的相對軸向滑動，控制所述密封墊(36 )膨脹。
7.如權利要求6所述的注入裝置(24)，其特徵在於，環形的所述密封墊(36)安裝成在以下位置之間相對所述噴嘴(32)軸向滑動-退出上位，在所述退出上位，所述密封墊(36)豎向布置在所述頸部(20)上方；和-插入所述頸部(20)內所述第一徑向間隙(jl)中的插入下位，在所述插入下位，所述密封墊(36 )徑向插置在所述噴嘴(32 )與所述頸部(20 )之間。
8.如權利要求7所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述錐形楔子(38)由所述噴嘴 (32)的外壁承載，所述噴嘴相對所述密封墊(36)軸向滑動安裝，以便在所述密封墊(36)處於它的插入下位時將該密封墊(36)控制到它的膨脹狀態。
9.如權利要求8所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述錐形楔子(38)與所述噴嘴 (32) 一體形成。
10.如權利要求9所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述噴嘴(32)的滑動由能在缸 (42)中軸向活動的活塞(41)控制。
11.如上述權利要求中任一項所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述第一加壓流體由可壓縮的吹塑氣體如壓縮空氣構成。
12.如上述權利要求中任一項所述的注入裝置(24)，其特徵在於，所述注入裝置(24)安裝成·在以下位置之間軸向滑動-等待上位，在所述等待上位，所述注入裝置在所述容器(18)的頸部(20)上方隔開布置；-注入下位，在所述注入下位，所述注入裝置(24)能夠注入所述第一加壓流體和/或所述第二加壓流體。
全文摘要
本發明涉及注入裝置(24)，用於注入至少兩種加壓流體於呈毛坯狀態的容器(18)的軸向朝向的頸部(20)中，以便通過相繼注入第一加壓流體然後第二加壓流體來使容器(18)變形而形成最終容器，裝置(24)包括供應第一加壓流體的第一供應管；供應第二加壓流體的第二供應管(30)，第二供應管(30)通到軸向的噴嘴(32)中，噴嘴用於在頸部(20)內以徑向間隙(j)同心地布置，以允許第一加壓流體穿過徑向間隙(j)注入容器(18)；其特徵在於，使容器(18)成型所用的第二加壓流體由不可壓縮的充填液體構成。
文檔編號B29C49/46GK103068554SQ201180040026
公開日2013年4月24日 申請日期2011年7月12日 優先權日2010年7月20日
發明者S·費夫爾, G·弗約萊 申請人:西德爾合作公司