CN101394986B - 用于吹塑成型容器的、包括带两个钳臂的传送元件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于吹塑成型容器的装置。由热塑性材料制成的预成型坯在一个加热区的区域中被加热并且接着被转移到一个吹塑装置。该吹塑装置设置有至少一个用于使预成型坯成形为容器的吹塑站。为了操纵预成型坯，设置了一个钳式的、带有两个钳臂(45，46)的传送元件(41)，这些钳臂相对于一个钳承载件(42)可摆动地设置。每个钳臂可通过至少一个杠杆摆动并且与一个中心元件(49)相联接。该中心元件至少部分地设置在两个钳臂之间。每个钳臂由至少一个弹簧(56，57)被相对于所述中心元件弹性地夹紧。

Description

用于吹塑成型容器的、包括带两个钳臂的传送元件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于吹塑成型容器的装置，其具有用于加热由热塑性材料制成的预成型坯的加热区并且设置有一个吹塑装置，该吹塑装置具有至少一个用于使预成型坯成形为容器的吹塑站；为了操纵预成型坯，设置了至少一个钳式的、带两个钳臂的传送元件，这些钳臂相对于一个钳承载件可摆动地设置。

背景技术

在通过吹气压力的作用进行容器成型时，由热塑性材料制成的预成型坯、例如由PET（聚对苯二酸乙二醇酯）制成的预成型坯在吹塑机内部被输送给不同的加工站。通常这种吹塑机具有一个加热装置和一个吹塑装置，在该吹塑装置的区域中，先前被加热的预成型坯通过双轴定向膨胀为一个容器。该膨胀借助于导入到待膨胀的预成型坯中的压缩空气来实现。在DE-OS4340291中已阐述了预成型坯的这种膨胀成型的工艺流程。开头所述的处于压力作用下的气体导入包括压缩气体到展开的容器泡中导入以及压缩气体在吹塑过程开始时到预成型坯中的导入。

在DE-OS4212583中描述了用于容器成型的吹塑站的基本结构。在DE-OS2352926中介绍了一些用于加热预成型坯的方案。

在吹塑成型装置内部，预成型坯以及被吹塑成型后的容器借助于不同的操纵装置传送。公知的是使用传送芯轴，预成型坯可被插套在所述传送芯轴上。但是，也可以用其它的承载装置来操纵预成型坯。用于操纵预成型坯的夹钳的使用和可导入到预成型胚的开口区域中以进行夹持的卡钳的使用同样属于可使用的结构。

例如在DE-OS19906438中描述了在使用转移轮的情况下对容器和预成型坯的操纵，其中在吹塑轮和输出区之间设置一个转移轮并且在加热区和吹塑轮之间设置有另一转移轮。

以上提及的对预成型坯的操纵一方面在所谓的两级工艺中进行，其中首先通过注射成型方法制造预成型坯，接着使这个预成型坯暂时存放并且之后对其温度进行条件处理并且将其吹塑成型为一个容器。另一方面，使用所谓的单级工艺，其中，预成型坯在通过注射成型技术制造出并且在足够地硬化后直接进行合适温度处理并且接着被吹塑成型。

在所使用的吹塑站方面，已经公知了不同的实施形式。在设置在旋转的传送轮上的吹塑装置中，经常出现模具承载件的像书一样的可翻开性。但是也可能的是，使用可相对彼此移动或者以其他方式被导向的模具承载件。在位置固定的吹塑装置（其特别是适合于容纳多个用于容器成型的空腔）中，典型的是使用彼此平行设置的板作为模具承载件。

用于操纵预成型坯的钳不仅可以独立使用，而且可以与其它承载元件或操纵元件组合使用。例如预成型坯可以沿其传送路径的一部分被传送芯轴夹持并且沿着所述传送路径的另一部分可以实现在使用钳的情况下的操纵。但是，迄今为止所使用的钳不能满足所有的要求，这些要求是针对预成型坯的受保护的并且同时允许的操纵提出的。

最主要的要求在于，在每个时间单元中可以实现预成型坯的可靠并且无干扰的较高输送效率。符合目的的是，钳不仅适合于操纵预成型坯而且适合于操纵被吹塑成型后的容器。此外，应该避免或减小由钳的操纵引起的预成型坯的机械损伤。

发明内容

本发明的目的在于，设计一种开头所述类型的装置，使得可以在较高的传送速度时支持预成型坯的可靠传送。

根据本发明，该目的是通过以下方式来实现，即每个钳臂分别通过至少一个杠杆可摆动地与一个中心元件相联接，该中心元件至少部分地设置在这些钳臂之间，并且每个钳臂由至少一个弹簧被相对于中心元件弹性地夹紧。

中心元件在钳臂之间的设置允许直接通过预成型坯在钳臂之间的导入和由此引起的作用在中心元件上的压力实现钳臂的自动闭合。为了释放预成型坯，也可以通过简单的方式定位中心元件并且由此不仅可以进行钳臂的摆动运动而且可以进行预成型坯的输出。

上述和下述提及的在使用钳臂的情况下对预成型坯的操作也能够以同样的方式与吹塑成型后的容器的操作相联系，而不必每次单独地指出。通过钳臂相对于中心元件的弹性夹紧，可以支持预成型坯或者瓶的自动夹持，而不必使用单独的锁止装置或主动的操作元件。

通过以下方式支持一种简单的运动耦合，即杠杆相对于中心元件的中心纵轴线倾斜设置。

特别是考虑使杠杆在一个背离钳承载件的方向上倾斜地朝前指向地设置。

对于钳臂的预给定的定位的稳定有贡献的是，所述弹簧以弹簧纵轴线相对于所述中心纵轴线倾斜设置。

被证实特别有利的是，弹簧纵轴线在一个背离钳承载件的方向上倾斜地朝前指向地设置。

通过以下方式可以支持一种紧凑的结构，即中心元件相对于钳承载件可运动地被导向。

在闭合状态中的高机械稳定性可以通过以下方式实现，即中心元件在一个侧面区域中具有阶梯形的轮廓，并且钳臂具有与该中心元件的轮廓相适配的外部轮廓。

通过以下方式支持预成型坯的受保护的操纵，即钳臂在其背离钳承载件的伸展区域中具有与预成型坯相适配的夹持轮廓。

同样，对于预成型坯的简单的可控制性以及受保护的操纵有贡献的是，中心元件在其背离钳承载件的伸展区域中具有与预成型坯的外部几何结构相适配的压紧面。

通过以下方式提供了传送元件的外部可控制性，即中心元件具有一个与一凸轮控制装置相适配的接受器（Abnehmer）。

通过以下方式支持简单的机械结构，即凸轮控制装置被构造用于仅仅预给定传送元件的打开运动。

传送元件在夹持位置中的状态稳定通过以下方式实现，即弹簧纵轴线在传送元件的一个闭合状态中相对于杠杆纵轴线倾斜地设置，使得弹簧纵轴线至少部分地在杠杆纵轴线与中心纵轴线之间延伸。

传送元件在打开位置中的另一状态稳定通过以下方式实现，即弹簧纵轴线在传送元件的打开状态中至少部分地相对于中心纵轴线在杠杆纵轴线的旁边外侧延伸。

根据本发明，尤其是提出了一种用于吹塑成型容器的装置，其具有一个用于加热由热塑性材料制成的预成型坯的加热区并且设置有一个吹塑装置，该吹塑装置具有至少一个用于使预成型坯成形为容器的吹塑站；并且在该用于吹塑成型容器的装置中，为了操纵预成型坯，设置了至少一个钳式的、带两个钳臂的传送元件，这些钳臂相对于一个钳承载件可摆动地与该钳承载件连接，其中，每个钳臂分别通过至少一个杠杆可摆动地与一个中心元件相联接，该中心元件至少部分地设置在所述钳臂之间，其中，所述钳臂附加地通过弹簧与保持元件连接，所述保持元件与所述中心元件一体地或刚性地连接，并且每个钳臂由至少一个弹簧被相对于该中心元件弹性地夹紧，其中，所述弹簧利用一个端部支撑在所述钳臂上并且利用另一端部支撑在所述保持元件上，所述中心元件相对于钳承载件在所述中心元件的中心纵轴线的方向上可运动地被导向，其中，所述钳臂相对于所述钳承载件能够在向着或背离所述中心元件的方向上摆动，其中，在传送元件的闭合状态中所述弹簧纵轴线与所述中心元件的中心纵轴线夹成的锐角大于由杠杆纵轴线与所述中心元件的中心纵轴线夹成的锐角，并且在传送元件的打开状态中所述弹簧纵轴线与所述中心元件的中心纵轴线夹成的锐角小于所述杠杆纵轴线与所述中心元件的中心纵轴线夹成的锐角。

有利的是，这些杠杆相对于所述中心元件的中心纵轴线倾斜设置。

有利的是，这些杠杆在一个背离钳承载件的方向上相对于中心纵轴线倾斜地朝前指向地设置。

有利的是，这些弹簧以弹簧纵轴线相对于所述中心纵轴线倾斜设置。

有利的是，这些弹簧纵轴线在一个背离钳承载件的方向上相对于中心纵轴线倾斜地朝前指向地设置。

有利的是，所述中心元件在侧面区域中具有阶梯形轮廓，并且这些钳臂具有与所述中心元件的轮廓相适配的外部轮廓。

有利的是，这些钳臂在其背离钳承载件的伸展区域中具有与预成型坯相适配的夹持轮廓。

有利的是，所述中心元件在其背离钳承载件的伸展区域中具有与预成型坯的外部几何结构相适配的压紧面。

有利的是，所述中心元件具有一个与一凸轮控制装置相适配的接受器，所述凸轮控制装置仅仅被构造用于预给定传送元件的打开运动。

附图说明

在附图中示意性地示出了本发明的实施例。其中：

图1是用于由预成型坯制造容器的吹塑站的透视图；

图2是吹塑模的纵剖面图，预成型坯在该吹塑模中被拉延和膨胀；

图3是用于表明用于吹塑成型容器的装置的基本结构的草图；

图4是改型的、具有增大的加热能力的加热区；

图5是带两个钳臂和一个中心元件的传送元件的透视图，其中钳处于闭合状态中；

图6是根据图5的、钳处于打开状态的结构布置；

图7是根据图5的结构布置的俯视图；

图8是根据图6的结构布置的俯视图；

具体实施方式

在图1和图2中示出用于将预成型坯1成形为容器2的装置的原理结构。其布置可以如图所示那样，或者在一个竖直的平面中旋转180°。

用于成型所述容器2的装置主要包括一个吹塑站3，该吹塑站设有一个吹塑模4，预成型坯1可被插入到该吹塑模中。预成型坯1可以是由聚对苯二酸乙二醇酯制成的注射成型部件。为了允许将预成型坯1插入到吹塑模4中和并且允许将制完的容器2取出，吹塑模4由一些半模5，6和一个底部件7组成，该底部件可以由一个提升装置8定位。预成型坯1可以在吹塑站3的区域中由一个保持元件9固定。例如可能的是，通过钳或其它的操作机构将预成型坯1直接插入到吹塑模4中。

为了实现压缩空气的导入，在吹塑模4的下方设置了一个连接活塞10，该连接活塞将压缩空气供入到预成型坯1并且同时起到密封作用。在改型的设计中原则上也可考虑的是，使用固定的压缩空气导入装置。

在该实施例中，预成型坯1的拉延借助拉延杆11实现，该拉延杆被一个缸12定位。根据另一种实施形式，拉延杆11的机械定位通过凸轮段（Kurvensegmente）进行，这些凸轮段由分接辊（Abgriffrollen）加载。

当多个吹塑站3设置在一个旋转的吹塑轮25上时，凸轮段的使用是特别符合目的的。

在图1所示的实施形式中，拉延系统被这样构成，使得提供两个缸12的串联布置。拉延杆11在实际的拉延过程开始之前首先由一个主缸13一直移动到预成型坯1的底部14的区域中。在实际的拉延过程中，具有移动出的拉延杆的主缸13与一个承载该主缸13的滑块15一起被一个副缸16或通过一个凸轮控制装置定位。特别是考虑，副缸16被凸轮控制地使用，使得由导向辊17给出当前的拉延位置，该导向辊在拉延过程的实施过程中沿着一个凸轮轨道被引导。导向辊17由副缸16压靠到导轨上。滑块15沿着两个引导元件18被引导。

在设置于承载件19，20的区域上的半模5，6闭合之后，承载件19，20借助一个锁止装置20相对彼此锁止。

为了适配于预成型坯1的开口区段21的不同形状，根据图2，考虑在吹塑模4的区域中使用单独的螺纹插件22。

图2中除了被吹塑后的容器2外还用虚线示出了预成型坯1并且示意性示出了一个展开的容器泡

23。

图3示出了一个吹塑机的基本结构，其设置有一个加热区24以及一个旋转的吹塑轮25。从预成型坯输入装置26开始，预成型坯1通过一些转移轮27，28，29传送到加热区24的区域中。为了加热预成型坯1，沿着加热区24设置有热辐射器30以及风机31。在被充分加热之后，预成型坯1被转移到吹塑轮25，所述吹塑站3设置在该区域中。完成吹塑的容器2被转移轮37，28，38供给到一个输出区32。

为了使一个预成型坯1成形为这样一个容器2——该容器2具有以下的材料特性：即可以保证装在容器2内的食品、特别是饮料具有较长的使用能力，那么必须在加热和定向预成型坯1时遵循特殊的工艺步骤。此外，通过特殊的尺寸规定的遵循可以实现有利的效果。

作为热塑性材料可以使用不同的塑料。可使用的例如有PET,PEN或PP。

预成型坯1在定向过程期间的膨胀是通过压缩空气的供给实现的。压缩空气的供给被分为一个预吹塑阶段和一个随后的主吹塑阶段，在预吹塑阶段中供入具有低压力水平的气体、例如压缩空气，在主吹塑阶段中供入具有较高压力水平的气体。在预吹塑阶段期间，典型的是使用压力区间在10bar到25bar之间的压缩空气，而在主吹塑阶段期间供入压力区间在25bar到40bar之间的压缩空气。

从图3中也可以看出，在所示的实施形式中，加热区24由多个环绕的传送元件33构成，它们链式地彼此按顺序排列并且沿着转向轮34被引导。特别是考虑，通过链式布置形成一个基本上矩形的基本轮廓。在所示的实施形式中，在加热区24的向着转移轮27的伸展区域中使用了一个单独的、尺寸相对较大的转向轮34并且在邻近的转向区域中使用了两个尺寸相对较小的转向轮36。原则上也可以考虑其它任意的引导方式。

为了允许转移轮27和吹塑轮25相对彼此的尽可能紧密的设置，所示的设置方式被证实是特别符合目的的，因为在加热区24的相应伸长的区域中定位了三个转向轮34，36，确切地说分别是在通往加热区24的直线区段的过渡区域中的、较小的转向轮36和在通往转移轮27和通往吹塑轮25的直接过渡区域中的、较大的转向轮34。作为对链式传送元件33应用的替换，例如也可以使用一个旋转的加热轮。

容器2在完成吹塑之后被转移轮38从吹塑站3导出并且被传送到输出区32。

在图4中所示的改型的加热区24中，通过大量热辐射器30可以在每个时间单位中加热大量预成型坯1。在此，风机31将冷却空气引导到冷却空气通道39的区域中，这些冷却空气通道分别位于所对应的热辐射器30的对面并且通过流出口输出冷却空气。通过流出方向的设置，可以对于冷却空气实现一个基本上横向于预成型坯1的传送方向的流动方向。冷却空气通道39可以在与热辐射器30相对的表面上提供用于热辐射的反射器，同样也可能的是，通过输出的冷却空气也实现热辐射器30的冷却。

预成型坯1和容器2穿过吹塑机的传送可以通过不同的方式实现。根据一个实施例变型，预成型坯至少沿着其传送路径的主要部分由传送芯轴（Dorn）承载。但是也可能的是，在使用钳的情况下进行预成型坯的传送，所述钳作用在预成型坯的外侧上，或者使用内部芯轴，该内部芯轴被导入到预成型坯的一个开口区域中。同样，在预成型坯的空间定向方面也可以考虑不同的变型方案。

根据一种变型方案，预成型坯在预成型坯输入装置26的区域中以其开口沿竖直方向朝上定向地被供入、接着被旋转、沿着加热区24和吹塑轮25以其开口沿竖直方向朝下定向地被输送并且在到达输出区32之前被再次旋转。根据另一种变型方案，预成型坯1在加热区24的区域中以其开口沿竖直方向朝下定向地被加热、但是在到达吹塑轮25之前被再次旋转180°。

根据一个第三实施变型方案，预成型坯在不进行翻转过程的情况下以其开口沿竖直方向向上定向地穿过吹塑机的所有区域。

图5以透视图的形式示出了一个由一钳式传送元件41夹持的预成型坯1。传送元件41也能够以类似的方式定位一个被吹塑成型后的容器2。该传送元件41具有一个钳承载件42，该钳承载件通过转动铰链43，44与钳臂45，46相连接。钳臂45，46通过杠杆47，48与一个中心元件49相联接。这些杠杆47，48通过转动铰链50，51与钳臂45，46并且通过转动铰链52，53与中心元件49相联接。中心元件49具有一个空槽54，在该空槽中插入一个与钳承载件42相连接的保持元件55。根据一个替代的实施形式，保持元件55也可以与中心元件49一体地连接。

这些转动铰链43,44,50,51,52,53中的至少一个可以作为销-槽组合、铰链、薄膜铰链或固体铰链实现。在使用薄膜铰链或固体铰链时，可以使传送元件41的所有部件（除了弹簧56，57之外）单件式地构成或者使一些部件组合成一个或多个模块。

钳臂45，46附加地通过弹簧56，57与所述保持元件55相连接。优选这些弹簧56，57被构造为拉簧并且被销58，59固定在这些弹簧的背离保持元件55的伸展区域中，这些销被设置为转动铰链50,51的延长部分。

图5示出了处于闭合状态的传送元件41，在该闭合状态中，预成型坯1被钳臂45，46夹持。通过弹簧55，57，钳臂45，46以及中心元件49被稳定在所示的闭合位置中。特别是可以看到，不仅杠杆47,48以杠杆纵轴线60，61而且弹簧56,57以弹簧纵轴线62,63倾斜于中心元件49的中心纵轴线64设置。在此，杠杆纵轴线60,61和弹簧纵轴线62,63相对于中心纵轴线64向着预成型坯1的方向倾斜地朝前指向。

在图5所示的实施形式中，中心纵轴线64是传送元件41的对称轴线。在此，中心元件49设置于钳臂45,46之间并且钳臂45,46在所示的闭合位置中侧向靠触在中心元件49上。

图6示出图5中的结构布置，它是在钳臂45,46执行一个打开运动之后的视图。根据在此所示的实施例，保持元件55与中心元件49刚性连接并且与中心元件49一起相对于钳承载件42移动。该移动例如可以通过一个外部的凸轮控制装置来实现。通过中心元件49的定位运动，杠杆47,48并且从而钳臂45,46可以摆动并且释放预成型坯1。

图7示出图5中的结构布置，用于进一步说明其功能原理。在此特别是可以看到，杠杆纵轴线60,61和弹簧纵轴线62,63彼此倾斜设置。由此，弹簧56,57将钳臂45,46拉向中心元件49，并且通过传送元件41夹持预成型坯1。杠杆47,48在所示的定位中位于一个过止点位置中，以致中心元件49的通过弹簧力引起的向着中心纵轴线64方向的移动稳定了传送元件41的闭合状态。

图8示出图7中的结构布置，它是在传送元件41打开以释放预成型坯1之后的视图。在此，中心元件49通过外部的调节力在中心纵轴线64的方向上移动并且由于通过杠杆47，48的联接导致钳臂45,46的打开。在所示的位置中，杠杆纵轴线60,61和弹簧纵轴线62,63又相互倾斜地设置。然而，在杠杆47,48方面，该倾斜位置相对于图7中的定位在杠杆47,48的分别相对的一侧进行。由于杠杆纵轴线60,61和弹簧纵轴线62,63在图8中所示的结构布置，弹簧56,57的力引起所示打开位置的稳定，以致即使没有外力的作用也能保持该状态。

因此，传送元件41的在这些附图中所示的结构可以实现传动元件41的非常简单的控制。从图8的图示开始，在输入预成型坯1时能够以简单的方式通过预成型坯1与中心元件49的压紧面65的直接的压力接触预给定一个关闭运动。压紧面65的轮廓优选适配于在规定的压紧区域中的预成型坯1的外部轮廓。预成型坯1和压紧面65之间的相对运动可以被避免。借助非常小的调节力，预成型坯1可以使中心元件49容易地向着钳承载件42的方向运动并且基于弹簧56,58的力进行一个闭合的闭合运动。代替通过预成型坯1或吹塑后的容器2的直接调节地，当然也可以通过凸轮控制装置或其它合适的定位元件实现中心元件49的定位。

传送元件41从根据图7的闭合状态到根据图8的打开状态的转变同样能够以较小的力消耗来实现，因为仅仅是打开运动的第一部分必须被控制，在杠杆纵轴线60,61和弹簧纵轴线62,63的重叠被超过之后通过弹簧56,57的力进行打开运动的结束。

传送元件41允许对称的打开构思/闭合运动的实施并且避免了对预成型坯1的摩擦作用。

Claims (9)

1.一种用于吹塑成型容器的装置，其具有一个用于加热由热塑性材料制成的预成型坯的加热区并且设置有一个吹塑装置，该吹塑装置具有至少一个用于使预成型坯成形为容器的吹塑站；并且在该用于吹塑成型容器的装置中，为了操纵预成型坯，设置了至少一个钳式的、带两个钳臂的传送元件，这些钳臂相对于一个钳承载件可摆动地与该钳承载件连接，其特征在于，每个钳臂(45，46)分别通过至少一个杠杆(47，48)可摆动地与一个中心元件(49)相联接，该中心元件至少部分地设置在所述钳臂(45，46)之间，其中，所述钳臂(45，46)附加地通过弹簧（56，57）与保持元件（55）连接，所述保持元件与所述中心元件（49）一体地或刚性地连接，并且每个钳臂(45，46)由至少一个弹簧被相对于该中心元件(49)弹性地夹紧，其中，所述弹簧利用一个端部支撑在所述钳臂(45，46)上并且利用另一端部支撑在所述保持元件（55）上，所述中心元件(49）相对于钳承载件(42）在所述中心元件（49）的中心纵轴线（64）的方向上可运动地被导向，其中，所述钳臂相对于所述钳承载件能够在向着或背离所述中心元件（49）的方向上摆动，其中，在传送元件(41）的闭合状态中所述弹簧纵轴线(62，63）与所述中心元件的中心纵轴线(64）夹成的锐角大于由杠杆纵轴线(60，61）与所述中心元件的中心纵轴线(64）夹成的锐角，并且在传送元件(41）的打开状态中所述弹簧纵轴线(62，63）与所述中心元件的中心纵轴线(64)夹成的锐角小于所述杠杆纵轴线(60，61）与所述中心元件的中心纵轴线(64)夹成的锐角。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，这些杠杆(47，48）相对于所述中心元件(49）的中心纵轴线(64）倾斜设置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这些杠杆(47，48）在一个背离钳承载件(42）的方向上相对于中心纵轴线(64)倾斜地朝前指向地设置。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这些弹簧(56，57）以弹簧纵轴线（62，63）相对于所述中心纵轴线(64）倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，这些弹簧纵轴线(62，63）在一个背离钳承载件(42）的方向上相对于中心纵轴线(64)倾斜地朝前指向地设置。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述中心元件(49）在侧面区域中具有阶梯形轮廓，并且这些钳臂(45，46）具有与所述中心元件(49）的轮廓相适配的外部轮廓。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，这些钳臂(45，46）在其背离钳承载件的伸展区域中具有与预成型坯(1）相适配的夹持轮廓。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述中心元件(49）在其背离钳承载件(42）的伸展区域中具有与预成型坯(1）的外部几何结构相适配的压紧面（65）。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述中心元件(49）具有一个与一凸轮控制装置相适配的接受器，所述凸轮控制装置仅仅被构造用于预给定传送元件（41）的打开运动。

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