專利名稱：用于容器的插入式吹塑的裝置和方法和相應(yīng)的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1或8的前序部分所述的、用于吹塑容器的裝置以 及一種在這種裝置中的管狀的電動的直線電機的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
這種吹塑裝置例如被使用在例如空心體-拉伸吹塑機中，其中預(yù)成型件在熱條件 處理的情況下在吹塑模內(nèi)部被拉伸桿拉伸并通過吹塑壓力作用成型為容器。在通過吹塑壓 力作用的容器成型中由熱塑性材料制成的預(yù)成型件、例如由PET (聚對苯二酸乙二醇酯)制 成的預(yù)成型件在吹塑機內(nèi)部被輸送到不同的加工站中。
這種吹塑機典型地具有多個吹塑站(Blasstation)，它們布置在共同的吹塑輪上， 并且這些吹塑站分別包括吹塑裝置以及模具，在該模具中將預(yù)先已加熱的預(yù)成型件通過雙 軸的定向擴大成容器。對預(yù)成型件進行預(yù)熱的加熱站通常并不在吹塑輪本身上，而是安放 在先前的連續(xù)式加熱爐中。預(yù)成型件的擴大通常借助于被導(dǎo)入待擴大的預(yù)成型件中的壓縮 空氣來實現(xiàn)，而同時抽出用于引導(dǎo)預(yù)成型件的拉伸桿。
考慮到已應(yīng)用的吹塑站已知了多種實施方式。在布置在旋轉(zhuǎn)的傳送輪上的吹塑站 中，模型支撐體O^rmtraeger)通常會出現(xiàn)像書一樣被打開的情況。但也有可能的是，使用 彼此相對有區(qū)別的或以不同方式引導(dǎo)的模型支撐體。在位置固定的、尤其適用于容納多個 用于容器成型的模腔的吹塑站中，典型地使用相互平行布置的板作為模型支撐體。
拉伸桿在此通常由氣動的氣缸并且大多與機械的連桿結(jié)合進行定位，由此，所述 吹塑裝置不僅具有極大的結(jié)構(gòu)高度，而且由于難于運動的部分以及通過反作用在連桿中產(chǎn) 生的力，也仍要求特別穩(wěn)定的設(shè)計。由此，使這種裝置的已經(jīng)較大的重量附加地增加，并且 其例如在吹塑機中的旋轉(zhuǎn)運動需要很多能量。同樣地，由于應(yīng)用壓縮空氣作為驅(qū)動介質(zhì)而 使得能量消耗非常高。拉伸桿的氣動的/機械的定位因此同樣提高了這樣設(shè)計的吹塑機的 生產(chǎn)成本和運轉(zhuǎn)成本。
已由DE-OS 103252 公開了使用一種用于對拉伸桿定位的電動的直線驅(qū)動裝 置，其與磁懸浮的軌道系統(tǒng)的工作原理相似地進行設(shè)計。這樣的直線電機在進行拉伸運動 時實現(xiàn)了高精度的再生產(chǎn)能力，然而這種直線電機具有相比較較高的結(jié)構(gòu)重量和價格。
WO 2006/108380嘗試通過利用流體驅(qū)動裝置和電動的直線電機的結(jié)合來解決該 問題，并且進而將各個驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點相互統(tǒng)一起來。流體驅(qū)動裝置、尤其是氣動或液壓的 驅(qū)動裝置，能在控制的范疇中非常迅速地在可產(chǎn)生較大的力和較小的結(jié)構(gòu)重量的情況下進 行定位運動。然而尤其是在非常迅速地進行定位運動時，液壓驅(qū)動裝置具有在定位精準性 方面的缺點，這是因為僅僅受限地在考慮到系統(tǒng)慣性的情況下實現(xiàn)控制過程?，F(xiàn)在通過將 流體驅(qū)動裝置和電動的直線電機相結(jié)合可能實現(xiàn)的是，使用具有相對更小的功率和因此具 有低廉的價格和較小的結(jié)構(gòu)重量的直線電機，并且該直線電機僅僅用于對流體驅(qū)動裝置的 加速度力或制動力進行修正。這種組合的決定性的缺點在于，由于除流體驅(qū)動裝置之外也 還集成了一個電動的直線電機，所以吹塑機的重量和結(jié)構(gòu)體積都不能被決定性地變小。由此，這種方法一如既往地要使用流體驅(qū)動裝置并且進而非常昂貴的能量形式。
EP 1484160示出了一種驅(qū)動裝置，其同樣設(shè)計為直線電機。該裝置與調(diào)節(jié)器連接， 該調(diào)節(jié)器取決于在對于拉伸桿每次定位的額定值變化和測量技術(shù)方面測定的實際值之間 的比較為直線電機預(yù)定調(diào)節(jié)參量。額定值變化在此儲存在額定值存儲器的區(qū)域中。通過將 驅(qū)動裝置設(shè)計為直線電機，較小的空間尺寸應(yīng)提供較高的機械承受力并且用于產(chǎn)生可精確 定量的、強大的力。由于直線電機可以以高的動力并因此僅僅可以以較小的時間延遲進行 調(diào)節(jié)，所以通過調(diào)節(jié)電路以及對拉伸桿的當前的實際定位的、直接的測量技術(shù)方面的評估 而應(yīng)該精確地維持預(yù)定的運動模型。但是這里的缺點在于，只有具有相應(yīng)體積的、大而且重 的并進而極為昂貴的直線電機才能夠施加通常由流體驅(qū)動裝置所提供的力。
現(xiàn)有技術(shù)因此自始至終涉及的都是構(gòu)造成機械和/或氣動的旋轉(zhuǎn)式機器。設(shè)有 電動的驅(qū)動裝置的機器雖然具有全部所期望的優(yōu)點，但仍然具有缺陷并且因此也從未被實 現(xiàn)。所以具有軸或皮帶的伺服電機成本過高并且昂貴并且顯示出很明顯的磨損。如在EP 1484160中的直線電機也是一樣扁平式的，但是也是昂貴的并且需要其它構(gòu)件如直線導(dǎo)向 裝置等。如在WO 2006/108380中的直線電機僅僅用于調(diào)節(jié)路線并無法提供所需的力。這 種直線電機因此被氣動/液壓地支持，由此又出現(xiàn)了氣缸的所有缺點，如高氣體消耗、氣缸 磨損等。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點并提供一種將預(yù)成型件吹塑為容器的裝置， 其緊湊地構(gòu)造并可簡單且價格低廉地生產(chǎn)。
該目的通過具有權(quán)利要求1所述的特征的裝置來實現(xiàn)。
用這種方式實現(xiàn)了在吹弧氣缸和管狀的電動的直線電機之間的連接，直線電機的 轉(zhuǎn)子與拉伸桿相連并且其定子支撐在吹弧氣缸上。吹弧氣缸在此代表這樣的部件，其通過 實施迄今為止一直是氣動產(chǎn)生的行程而對接在瓶子上并通過該行程將噴吹空氣和拉伸桿 導(dǎo)入瓶中。管狀的電動的電機集合了現(xiàn)有技術(shù)的所有優(yōu)點，這是因為其施加足夠的力，并且 是價格低廉和磨損低的。原則上這樣的發(fā)動機是根據(jù)洛倫茲力原理和麥克斯韋力原理進行 設(shè)計。與扁平的或U形的直線電機的區(qū)別在于，定子的勵磁線圈成圓形地(成管狀地)包 圍了在桿狀的轉(zhuǎn)子中的磁體。
在現(xiàn)代的伺服電機技術(shù)中通常使用稀土-磁體用于產(chǎn)生磁通量。在管狀的電動 的直線電機中，永磁體(大多情況下是釹磁體、稀土磁體或其它磁體)處在非磁性的鋼管 中。各個磁體如盤形磁體或環(huán)形磁體被以反極性的方式插入該精密鋼管中，以便在鋼管的 外側(cè)上形成N-S-N-S的場分布。定子由鐵管構(gòu)成，其被用作磁通量的磁軛(Rueckschluss)。 在鐵管內(nèi)部設(shè)有典型地設(shè)計為兩相繞組或三相繞組的繞組。該繞組本身安置在繞組支架 上，該繞組支架同時具有滑動軸承的功能。因此，在許多情況下都可以放棄附加的導(dǎo)向裝 置，或至少取消進行在轉(zhuǎn)子和定子之間的費用高昂的定向。由于在轉(zhuǎn)子和定子或磁導(dǎo)軛鐵 (Eisenrueckschluss)之間的磁吸力徑向地進行補償，所以相對于扁平的或U形的直線電 機來講還產(chǎn)生了小的多的軸承負載。相對于在定子的兩端上的轉(zhuǎn)子的簡單的支撐來講，在 定子的整個長度上的完全的支撐具有的優(yōu)勢在于，可以更短地選擇轉(zhuǎn)子，并且滑動軸承的 負載基于大的支撐面顯著地更小，從而由此相應(yīng)地實現(xiàn)了更長的使用壽命?，F(xiàn)代工業(yè)的此類型的直線電機能夠根據(jù)應(yīng)用實現(xiàn)直至幾十億次的行程。在定子的中心設(shè)有所謂的霍爾效 應(yīng)傳感器，該傳感器測定在轉(zhuǎn)子中的磁體的磁力線。利用所謂的正弦-余弦-評估能夠根 據(jù)磁場的測定來確定在轉(zhuǎn)子和定子之間的相對的位置。只有在低于大約0. 05mm的極端的 精度要求的情況下，才需要附加的以玻璃標尺或磁帶的形式出現(xiàn)的外部的傳感裝置。
緊鄰繞組和位置傳感器，在現(xiàn)代的管狀的電動的直線電機中，微型控制器位于定 子中。該微型控制器用于與控制電子裝置進行連續(xù)通信，以便可以在運行中交換其它有 關(guān)的數(shù)據(jù)，例如在定子的不同區(qū)域中的溫度、電機類型、序列號或?qū)儆跔顟B(tài)-監(jiān)測的一般信 息。例如通過帶有PWM-調(diào)制的控制器和位置調(diào)節(jié)電路來控制直線電機，如其由回轉(zhuǎn)的伺 服電機已知的那樣。然而，只要應(yīng)獲得在功率方面的最佳值，則直線電機的特殊的拓撲就取 決于一些在控制器上的附加的功能。這樣的用于直線電機的控制器典型地借助于現(xiàn)場總 線-接 口，如 I^rofibus、DeviceNet、CanOpen 或 ETHERNET 連接在上級的控制裝置(SPS，PC) 上。由于其簡單且結(jié)實的結(jié)構(gòu)，該管狀的電動的直線電機預(yù)定應(yīng)用在惡劣的工業(yè)環(huán)境中。
從結(jié)構(gòu)上看，這樣產(chǎn)生了具有類似于氣動或液壓的氣缸的驅(qū)動元件。其力發(fā)展尤 其是可比較的，這是因為所有的力都在作用方向上定向并且沒有產(chǎn)生側(cè)面的力。但是，與氣 動或液壓的氣缸相比，這種驅(qū)動元件能明顯更精確、更具動力和更靈活地進行定位，并且此 外在重量更小時具有明顯減小的尺寸。此外，該驅(qū)動元件比回轉(zhuǎn)式伺服驅(qū)動裝置更快地工 作，該伺服電機通過主軸驅(qū)動產(chǎn)生其平移的運動。與氣動的或液壓的解決方法相比也不再 需要通常與高能量消耗相聯(lián)系的控制壓力。相比之下電能消耗不到其成本的一半。由于也 不再設(shè)有磨損件，所以這種驅(qū)動元件可以特別成本低廉地進行運轉(zhuǎn)。其購置費用已經(jīng)可以 在一個企業(yè)年度后通過在能量消耗中的節(jié)省來攤還。
此外，由于與氣動或液壓的方法相比，需要更少且更便宜的部件并且特別地不再 需要直線導(dǎo)向裝置，所以，吹塑裝置的結(jié)構(gòu)可以特別簡單。這種裝置的結(jié)構(gòu)高度并且進而重 量由此明顯減小。由于能夠通過控制器來控制端部位置、速度等，所以這種裝置也極其靈 活。假設(shè)例如使用不同的瓶子形狀或-尺寸，首先當必須改變拉伸桿的行程高度的時候，不 再必須更換整個連桿或進行修改。由于不再設(shè)有連桿，所以也可能實現(xiàn)不同的速度，而無需 對機械組件、如連桿進行在前的改造。因此在按照工序要求緩慢運行的吹塑輪中能保持快 速不變的拉伸桿送進。由此，該機器提供對瓶子的可變的出料。由于該吹塑裝置也不再需要 大型的結(jié)構(gòu)，所以旋轉(zhuǎn)的吹塑裝置不再經(jīng)受強烈的磨損，這使其壽命明顯延長。重量減小的 主要優(yōu)點自然在于更好的能動性、由于運動重量的減小而使能量消耗變小、費用優(yōu)勢(這 是因為安裝少量的材料)，以及在于可實現(xiàn)本身更緊湊的機器；同時，其生產(chǎn)在鋼價再次攀 高的情況下成本更加低廉。
本發(fā)明優(yōu)選的改進方案由從屬權(quán)利要求給出。
當設(shè)置壓氣活塞，該活塞包圍拉伸桿，并在該活塞的一端上布置吹嘴并且其另一 端可軸向移動地安置在吹弧氣缸中的時候，則給出了吹塑裝置的尤為簡單的結(jié)構(gòu)。在此，活 塞可以經(jīng)過氣缸被加載壓縮空氣，以便自該氣缸中運動出來。在活塞的進入狀態(tài)下，因此預(yù) 成型件能夠特別容易地容納在吹嘴中。在退出狀態(tài)下，吹嘴密封地壓向模膛，在模膛中將預(yù) 成型件最終吹塑為容器。為了裝載吹塑裝置，由此不需要將該裝置整體地移動，這樣明顯簡 化了吹塑裝置的儲存和運動性能并降低了其高度需求。
該裝置的一個更為緊湊的結(jié)構(gòu)由此實現(xiàn)，使吹弧氣缸和電機的轉(zhuǎn)子這樣成型和確定尺寸，即轉(zhuǎn)子可至少部分地移動進入吹弧氣缸中。因此可能進一步減小上述已經(jīng)說明的 裝置的結(jié)構(gòu)高度和重量，這再一次強化了在那里所述的優(yōu)點。當轉(zhuǎn)子盡可能深地、也就是說 直至幾乎到達預(yù)成型件或瓶子模型的前方為止而沒入到吹弧氣缸中時，則能夠?qū)崿F(xiàn)尤為緊 湊并且還非常簡單的結(jié)構(gòu)。當轉(zhuǎn)子的行程高度完全處于吹弧氣缸的結(jié)構(gòu)高度之內(nèi)，也就是 說，其吹嘴一側(cè)的端部不會自吹弧氣缸中運動出來的時候，則尤其能夠?qū)崿F(xiàn)最佳地縮短這 種裝置的結(jié)構(gòu)高度。將電機和氣缸的這樣的集成可能實現(xiàn)吹塑裝置的尤為緊湊并且長度縮 短的結(jié)構(gòu)。
可以根據(jù)特殊的應(yīng)用的要求(回轉(zhuǎn)式吹塑機、直線吹塑機等)有區(qū)別地選擇在轉(zhuǎn) 子和拉伸桿之間的連接方式。例如當轉(zhuǎn)子和拉伸桿設(shè)計為一體時，提供了一種尤為穩(wěn)定的 連接。與此相反，可以通過將轉(zhuǎn)子和拉伸桿以螺栓擰緊來提供一種可易于更換并且此外能 與轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地連接的拉伸桿。對此，轉(zhuǎn)子可以例如具有軸向的螺紋孔并且拉伸桿具有相應(yīng) 的外螺紋。最終能實現(xiàn)拉伸桿的尤其快速的更換性能，其方法是將轉(zhuǎn)子和拉伸桿僅在軸向 方向上相互耦合，從而拉伸桿例如可以在徑向方向或在切線方向上“取下”。在此，可以在轉(zhuǎn) 子和拉伸桿之間安裝耦合件，如卡口接頭、T槽式導(dǎo)向件或帶有軸向-或角度補償裝置的耦 合件，這些耦合件能夠?qū)崿F(xiàn)特別快速地更換拉伸桿。
上述目的也可以通過一種具有權(quán)利要求8所述特征的裝置來實現(xiàn)。該權(quán)利要求提 出了管狀的電動的直線電機平行于吹弧氣缸間隔開的可替換的布置。在動能轉(zhuǎn)變的意義 中，因此電機的轉(zhuǎn)子不再運動，而是其定子運動，該定子重新通過懸臂與拉伸桿相連。耦合 可以相似地如同已經(jīng)說明的那樣來實現(xiàn)，即一體地、以螺栓擰緊地或在軸向方向上設(shè)計。電 機的平行的布置的優(yōu)點尤其在于，由于沒有轉(zhuǎn)子桿向上地向外伸出并且簡化了對于更換拉 伸桿的可接近性，所以相對于前述的實施方式減小了結(jié)構(gòu)高度。此外能夠尤為簡單有效地 冷卻電機，從而可以獲得直至30%的功率提升。
該裝置的更為緊湊的構(gòu)型由此實現(xiàn)，即轉(zhuǎn)子設(shè)計為拉伸桿的一部分。可以例如向 拉伸桿中直接填充磁體并且該拉伸桿在電機中用作為轉(zhuǎn)子。上述構(gòu)造尤為有利之處在于， 即將來進一步提高了管狀的電動的直線電機的磁力，并且同時在拉伸容器時通過改進的材 料或例如薄壁類型的瓶子而降低了實際需要的過程力，或者例如擴大了瓶子開口并且進而 使得拉伸桿直徑變大。
最終由此進一步實現(xiàn)了更為緊湊的結(jié)構(gòu)，其方法是電機的定子至少部分地由吹弧 氣缸包圍或設(shè)計成吹弧氣缸的集成的構(gòu)件，也就是說在優(yōu)選的情況下定子完全集成在氣缸 中。為了不必使吹弧氣缸本身變長而優(yōu)選地提出，即電機的定子至少部分地由壓氣活塞包 圍或設(shè)計成吹弧氣缸的集成的構(gòu)件。這種方法對于帶有大于瓶頸的開口的瓶體來講尤為有 利?？梢詫哂懈〉钠款i的容器相反地加以考慮，即過程力由于容器越來越薄的壁而降 低?？梢酝ㄟ^更強的永磁體和電磁體來提升直線驅(qū)動裝置的可能的力。更大的熱量形成可 以通過定子的相應(yīng)的空氣-和/或水冷卻來吸收。
所有上述實施方式的優(yōu)選的改進方案在從屬權(quán)利要求中給出，并且尤其涉及電機 的冷卻。
由此有利之處在于，電機的轉(zhuǎn)子設(shè)計為空心磁桿，通過該空心磁桿來引導(dǎo)冷卻的 噴吹空氣。由此通過轉(zhuǎn)子附加地對電機進行冷卻，其中，也可以利用這股氣流對電機進行普 通冷卻。當拉伸桿也被設(shè)置成空心桿，并且噴吹空氣被引導(dǎo)穿過轉(zhuǎn)子和拉伸桿的時候，也可以用這股氣體來冷卻吹塑模。在此例如模具中的PET不需要進行很強的冷卻。對此替代的 是，通過拉伸桿從內(nèi)部輸送冷卻的噴吹空氣。尤其是當轉(zhuǎn)子例如設(shè)置成拉伸桿的集成的部 分的時候，因此則形成尤為簡單的空氣導(dǎo)向件，用于冷卻吹塑成型的容器。在此噴吹空氣可 通過直接利用法蘭連接在電機的轉(zhuǎn)子上方的軟管接頭輸送，自該處進入拉伸桿并在其底端 被導(dǎo)出進入吹塑模，并且最終通過吹嘴排出。除了噴吹空氣的、在空心的拉伸桿的底端上的 同軸的出口之外，也可以設(shè)計為，即拉伸桿配有徑向的出口開口，通過該出口開口將噴吹空 氣導(dǎo)入吹塑模中。
可替換地或附加地可以設(shè)置至少一個進氣流體路徑和/或至少一個排氣流體路 徑以用于將壓縮空氣通向吹嘴或從吹嘴排出，其中，路徑中的至少一個被引導(dǎo)穿過電機的 定子和/或被引導(dǎo)從電機的定子旁邊經(jīng)過。因此盡可能貼近線圈地實現(xiàn)散熱，這顯著地提 高了電機的持續(xù)輸出功率。冷卻效果還可以由此進一步提高，其方法是設(shè)置至少一個用于 供水的流體路徑，該流體路徑被引導(dǎo)穿過定子和/或被引導(dǎo)從電機的定子旁邊經(jīng)過。
當吹塑容器時的廢氣可以因此例如在具有大約6bar的壓力水平的消音器前進行 分流并通過止回閥導(dǎo)入緩沖器中，也就是說導(dǎo)入小型的壓縮空氣罐中，廢氣自那里出來后 被節(jié)流地引導(dǎo)從電機旁邊經(jīng)過和/或穿過電機的定子。連同電機冷卻的優(yōu)點，由此實現(xiàn)最 小限度更快的排氣。
另一個有利之處在于，設(shè)置至少一個進氣流體路徑和至少一個排氣流體路徑以用 于將壓縮空氣通向吹嘴或從吹嘴排出，其中，路徑中的至少一個被這樣引導(dǎo)經(jīng)過電機，即對 電機進行空氣冷卻?？商鎿Q地或附加地也可以設(shè)置用于供水的流體路徑，該流體路徑這樣 引導(dǎo)經(jīng)過電機，即對電機進行水冷卻。在一個尤為簡單的、可替換的或附加的方法中也可以 設(shè)置用于對電機進行空氣冷卻的散熱片。
通過上述的對定子、即線圈架電機進行冷卻可以這樣地提高其功率，即傳統(tǒng)的、緊 湊的管狀的電動的直線電機已經(jīng)足夠作為吹塑裝置的唯一的驅(qū)動裝置。有利地利用在機器 中本就存在的介質(zhì)實現(xiàn)冷卻。尤其可以將作為廢料的冷卻空氣在對瓶子進行排氣時連同在 機器中的普通工作空氣一起應(yīng)用于冷卻。通常也存在冷卻水，這是因為必須用其冷卻瓶子 模型。
為了不必通過電機力來補償通過起作用的吹塑壓力在拉伸桿上產(chǎn)生的負載，優(yōu)選 地設(shè)置止擋部，轉(zhuǎn)子在上方的靜止位置中抵靠著止擋部。由此可以減小電機的持續(xù)負載，其 方法是設(shè)置彈簧彈性的復(fù)位元件，該復(fù)位元件補償運動部分、尤其是拉伸桿和/或轉(zhuǎn)子的自重。
為了確保在根據(jù)本發(fā)明的直線電機方案中能將拉伸桿機械安全地向上引導(dǎo)，有利 之處在于，通過短暫的、臨時的壓縮空氣沖擊來支持拉伸桿的復(fù)位。當制好的瓶子應(yīng)被取出 但拉伸桿被卡住時，可以由此來避免例如在吹塑輪上的碰撞。在最簡單的情況下，壓縮空氣 可以源自廢氣，但其也可以適合地自大約7bar的機器工作空氣中提取。
在這里，可以由此避免管狀的電動的直線電機的高持續(xù)負載，其方法是在吹塑成 型過程結(jié)束后盡可能早地抽回拉伸桿。盡管吹塑過程本身持續(xù)大約1.6秒，但是拉伸桿也 已經(jīng)能夠在到達其終點位置后不久重新返回。為了克服由于在瓶子中作用的壓力而產(chǎn)生的 力使桿保持住，在此可以利用前面提到的止擋部，拉伸桿則在上方的靜止位置中抵靠著止 擋部。這減小了電機的標準力負載，該力在拉伸桿伸出時被施加抵抗吹塑壓力。
但在任何情況下管狀的直線電機都應(yīng)優(yōu)選地用來單獨驅(qū)動在用于將成型件吹塑 為容器的裝置中的拉伸桿。


下面將借助附圖進一步闡述本發(fā)明。相同的或作用相同的部件具有相同的參考標 號。圖中示出
圖1是根據(jù)本發(fā)明的、將預(yù)成型件吹塑為容器的裝置的緊湊的第一種實施方式；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的裝置的更緊湊的第二種實施方式；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的、按照圖1或2的裝置的可替換的第三種實施方式；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的裝置的更加緊湊的第四種實施方式，以及
圖5是根據(jù)本發(fā)明的裝置的更進一步緊湊的第五種實施方式。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的、將預(yù)成型件R吹塑為容器的裝置的緊湊的第一實施方 式10。該裝置包括吹弧氣缸11和固定在其上的吹嘴12，在該吹嘴處容納了預(yù)成型件R。拉 伸桿13穿過吹嘴12進入預(yù)成型件R并可重新移動出來并且由氣缸14包圍。吹嘴12通過 氣缸11中的開口 14，14'被供給壓縮空氣，從而與拉伸過程同時地或時間上有延遲地向著 模膛(未示出)給預(yù)成型件R充氣。拉伸桿13通過管狀的電動的直線電機15驅(qū)動，該直 線電機的轉(zhuǎn)子15-2以螺栓擰緊在拉伸桿13上?？商鎿Q的連接方式但也可以設(shè)計為快速連 接或耦合。由此能夠取決于容器產(chǎn)品迅速地更換拉伸桿13。電機15的定子15-1安置在殼 體中，該殼體設(shè)有散熱片K?？商鎿Q地或附加地也可以設(shè)置水冷卻，其與散熱片K 一樣能顯 著提高電機15的功率。為了將預(yù)成型件R迅速并簡單地插入，裝置10配有壓氣活塞16，其 一端軸向可運動地容納在氣缸11中，并且其另一端支撐吹嘴12。因此活塞16在實際的吹 塑過程開始前氣密地抵靠著模膛。
與傳統(tǒng)的帶有相應(yīng)巨大并且沉重的氣缸的、氣動或液壓的吹塑裝置相比，根據(jù)本 發(fā)明的裝置10通過管狀電動的直線電機明顯縮短了其結(jié)構(gòu)高度。由于該結(jié)構(gòu)需要更少和 更簡單的構(gòu)件并且尤其不再需要直線導(dǎo)向裝置，所以其生產(chǎn)成本還明顯更小。同時主要減 小了重量，這尤其在具有在工作輪上旋轉(zhuǎn)的吹塑站的吹塑機中產(chǎn)生了減小的慣性力。由此 再次使設(shè)備的磨損并且因此使其運轉(zhuǎn)費用減小。具有管狀電動的直線電機的拉伸驅(qū)動裝置 在實踐中無磨損，而例如氣動系統(tǒng)只能保持一年。此外該重量變小的系統(tǒng)降低了能量需求， 這有利于進一步減少運轉(zhuǎn)費用。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的更緊湊的第二實施方式20。與根據(jù)圖1的裝置 10的區(qū)別在于吹弧氣缸21和安置在其中的壓氣活塞沈這樣在管狀電動的直線電機25的 轉(zhuǎn)子25-2上匹配，即該轉(zhuǎn)子在行程運動(大約400mm)中可以在接近到達預(yù)成型件R之前 進入氣缸21中。對此，活塞沈在自由端的區(qū)域中具有開口 M，24'，這些開口傾斜地通向 保持在該端部上的吹嘴22，并且其通過相應(yīng)的開口在氣缸21中輸送壓縮空氣。與裝置10 相比該結(jié)構(gòu)能夠進一步縮短裝置20并且強化了在此已經(jīng)提到的優(yōu)點。拉伸桿23如在圖1 中已經(jīng)說明的那樣與電機25的轉(zhuǎn)子25-2以螺栓擰緊連接，以便確保取決于容器產(chǎn)品進行 迅速更換。電機25的定子25-1取決于拉伸桿23的行程高度盡可能接近地在氣缸上定位，9以便獲得最好的縮短效果。當拉伸桿23的行程高度完全處在氣缸21之內(nèi)時，能實現(xiàn)裝置 20的特別短的結(jié)構(gòu)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的相對于圖1或2的可替換的第三種實施方式30。 因此與提及的附圖不同的是，管狀電動的直線電機35平行于吹弧氣缸31間隔開地布置。在 該示例中電機35沿著轉(zhuǎn)子35-2運動并通過定子35-1帶動拉伸桿33，拉伸桿與定子通過懸 臂37連接。在此，氣缸31、安裝在其中的、具有開口 34，34'的壓氣活塞36以及保持在其 自由端上的吹嘴32如在圖2或圖1中所示的那樣設(shè)計。電機35的這種可替換的布置也以 所示的類型和方式大大縮短了裝置30的結(jié)構(gòu)，并具有已經(jīng)列出的優(yōu)點。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的更加緊湊的第四種實施方式40。由此實現(xiàn)將其 結(jié)構(gòu)進一步縮短，即管狀的電動的直線電機45的轉(zhuǎn)子45-2設(shè)計為拉伸桿43的一部分。由 此，取消了對如在圖2和3中的裝置的整個頭部的結(jié)構(gòu)上的匹配?？梢院翢o改變地從根據(jù) 圖1的裝置中獲得包括開口 44，44'的吹弧氣缸41、壓氣活塞46和吹嘴42。由于電機的轉(zhuǎn) 子45-2的、在這里也就是拉伸桿43的運動不受氣缸41的最大深度的限制，所以電機45連 同定子45-1可能因此直接布置在氣缸41上方。
最后圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的更進一步緊湊的第五種實施方式50。如在 圖4中已經(jīng)示出的那樣，管狀的電動的電機55的轉(zhuǎn)子55-2設(shè)計為拉伸桿53的一部分，由 此實現(xiàn)減小結(jié)構(gòu)高度。附加地，電機55的定子55-1也完全集成在吹弧氣缸51中，該氣缸 與安置在其中的壓氣活塞56—起相應(yīng)地進行結(jié)構(gòu)上的匹配。因此定子55-1同時裝入活塞 56中并通過該活塞一同運動。對此自然可替換地也可以由殼體將電機55保持在類似的裝 配位置上，并且活塞56獨立地運動。通過氣缸51中的開口 M為保持在活塞56的自由端 上的吹嘴52提供壓縮空氣。
因此，驅(qū)動裝置在吹塑裝置中的這樣的集成是可能的最緊湊的結(jié)構(gòu)。其簡單的并 且重量優(yōu)化的結(jié)構(gòu)可以使制造-和運行成本降低，這是因為能量消耗明顯減小并且實際上 未累積維護成本。此外將管狀的電動的直線電機作為驅(qū)動元件使用在同時提高了靈活性時 鑒于拉伸桿的不同的收回長度和其運動速度而確保了高的定位精度。
權(quán)利要求
1.一種用于將預(yù)成型件吹塑為容器的裝置(10)，具有吹弧氣缸(11)；和保持在所述 吹弧氣缸上的吹嘴(12)，所述預(yù)成型件(R)可以固定在所述吹嘴中；和拉伸桿(13)，所述 拉伸桿由所述氣缸(11)包圍并且所述拉伸桿可穿過所述吹嘴(12)移動，其中，所述吹嘴(12)可以通過在所述氣缸(11)中的開口(14)被供給壓縮空氣，其特征在于，所述拉伸桿(13)由一個唯一的管狀的電動直線電機(15)驅(qū)動，所述直線電機的定子(15-1)保持在所 述氣缸(11)上，并且所述直線電機的轉(zhuǎn)子(15-2)與所述拉伸桿(13)相連，并且設(shè)置至少 一個進氣流體路徑和/或至少一個排氣流體路徑以用于將壓縮空氣通向所述吹嘴或從所 述吹嘴(12 ；22 ；32 ；42 ；52)排出，其中，所述路徑中的至少一個被引導(dǎo)穿過所述電機(15 ； 25 ；35 ；45 ；55)的所述定子和/或被引導(dǎo)從所述定子(15-1 ；25-1 ；35-1 ；45-1 ；55-1)旁邊 經(jīng)過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，具有包圍所述拉伸桿(1 的壓氣活塞(16)，在所述壓 氣活塞的一端上布置所述吹嘴(12)并且所述壓氣活塞的另一端可軸向移動地安置在所述 吹弧氣缸(11)中，其中，所述活塞(16)可以穿過所述氣缸(11)被加載壓縮空氣，以便從所 述氣缸中運動出來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置(20)，其中所述吹弧氣缸和所述電機05)的 所述轉(zhuǎn)子05-2)這樣成型和確定尺寸，即所述轉(zhuǎn)子05-2)可至少部分地移動進入所述吹 弧氣缸中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的裝置(20)，其中所述轉(zhuǎn)子05- 的行程高度 完全處在所述吹弧氣缸的結(jié)構(gòu)高度之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置(10；20)，其中所述轉(zhuǎn)子(15-2 ；25-2)和 所述拉伸桿(13 ；23)設(shè)計成一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其中所述轉(zhuǎn)子(15-2；25-2)和所述拉伸 桿(13 ；23)相互以螺栓擰緊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的裝置，其中所述轉(zhuǎn)子(15-2；25-2)和所述拉伸 桿(13 ；23)僅在軸向方向上相互耦合。
8.一種用于將預(yù)成型件吹塑為容器的裝置(30)，具有吹弧氣缸(31)；和保持在所述 吹弧氣缸上的吹嘴(32)，所述預(yù)成型件(R)可以固定在所述吹嘴中；和拉伸桿(33)，所述 拉伸桿安置在所述氣缸(31)中并可穿過所述吹嘴(32)移動，其中，所述吹嘴(32)可以穿 過所述氣缸(31)被供給壓縮空氣，其特征在于，所述拉伸桿(33)由管狀的電動的直線電機 (35)驅(qū)動，所述直線電機的定子(35-1)通過懸臂(37)與所述拉伸桿(33)連接，并且所述 直線電機的轉(zhuǎn)子(35-2)平行于所述拉伸桿(33)間隔開地布置并且剛性地和所述吹弧氣缸 (31)連接，并且設(shè)置至少一個進氣流體路徑和/或至少一個排氣流體路徑以用于將壓縮空 氣通向所述吹嘴或從所述吹嘴(12 ；22 ；32 ；42 ；52)排出，其中，所述路徑中的至少一個被 引導(dǎo)穿過所述電機(15 ；25 ；35 ；45 ；55)的所述定子和/或被引導(dǎo)從所述定子(15-1 ；25-1 ； 35-1 ；45-1 ；55-1)旁邊經(jīng)過。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的裝置(40)，其中所述轉(zhuǎn)子05- 設(shè)計為所述 拉伸桿G3)的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置(50)，其中所述電機0 的所述定子G5-1)至少部 分地由所述吹弧氣缸(51)包圍或設(shè)計成所述吹弧氣缸(51)的集成的構(gòu)件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置(50)，其中所述電機(5 的所述定子(55-1)至 少部分地由所述壓氣活塞(56)包圍或設(shè)計成所述壓氣活塞(56)的集成的構(gòu)件。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10；20 ；40 ；50)，其中所述電機(15 ；25 ； 35)的所述轉(zhuǎn)子(15-2 ；25-2 ；35-2)設(shè)計為空心磁桿，通過所述空心磁桿引導(dǎo)冷卻的噴吹空氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置(10；20 ；40 ；50)，其中所述拉伸桿(13 ；23 ；33 ；43 ； 53)也設(shè)計為空心桿，所述冷卻的噴吹空氣被引導(dǎo)穿過所述轉(zhuǎn)子(15-2 ；25-2 ；35-2 ；45-2 ； 55-2)和所述拉伸桿(13 ；23 ；33 ；43 ；53)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10；20 ；40 ；50)，具有至少一個用來供水 的流體路徑，所述流體路徑被引導(dǎo)穿過所述電機(15 ；25 ；35 ；45 ；55)的所述定子和/或被 引導(dǎo)從所述定子(15-1 ；25-1 ；35-1 ；45-1 ；55-1)旁邊經(jīng)過。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10；20 ；30 ；40 ；50)，具有用于將壓縮空 氣通向所述吹嘴或從所述吹嘴(12 ；22 ；32 ；42 ；52)排出的至少一個進氣流體路徑和至少 一個排氣流體路徑，其中，所述路徑中的至少一個被這樣引導(dǎo)經(jīng)過所述電機(15 ；25 ；35 ； 45 ；55)，即對所述電機進行空氣冷卻。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10；20 ；30 ；40 ；50)，具有至少一個用于 供水的流體路徑，所述流體路徑被這樣引導(dǎo)經(jīng)過所述電機(15 ；25 ；35 ；45 ；55)，即對所述電 機進行水冷卻。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10；20 ；30 ；40 ；50)，具有用于對所述電 機(15 ；25 ；35 ；45 ；55)進行空氣冷卻的散熱片(K)。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10；20 ；30 ；40 ；50)，其中設(shè)置止擋部，所 述轉(zhuǎn)子(15-2 ；25-2 ；35-2 ；45-2 ；55-2)在上方的靜止位置中抵靠著所述止擋部。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10；20 ；30 ；40 ；50)，其中設(shè)置彈簧彈性 的復(fù)位元件，所述復(fù)位元件補償運動部分、尤其是所述拉伸桿(13 ；23 ；33 ；43 ；53)和/或所 述轉(zhuǎn)子(15-2 ；25-2 ；35-2 ；45-2 ；55-2)的自重。
20.一種用于控制根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10)的方法，其中通過壓縮 空氣沖擊支持所述拉伸桿(33)的復(fù)位。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中從吹風廢氣中獲取用于產(chǎn)生所述壓縮空氣沖擊 的空氣。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，其中從機器工作空氣中獲取用于產(chǎn)生所述壓縮 空氣沖擊的空氣。
23.一種管狀的電動的直線電機(15 ；25 ；35 ；45 ；55)的應(yīng)用，所述直線電機用于單獨 地驅(qū)動在根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項所述的、用于將預(yù)成型件吹塑為容器的裝置(10 ； 20 ；30 ；40 ；50)中的拉伸桿(13 ；23 ；33 ；43 ；53)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將預(yù)成型件吹塑為容器的裝置(10)，具有吹弧氣缸(11)；和保持在吹弧氣缸上的吹嘴(12)，預(yù)成型件(R)可以固定在該吹嘴中；和拉伸桿(13)，該拉伸桿由氣缸(11)包圍并可穿過吹嘴(12)移動，其中，吹嘴(12)可以通過在氣缸(11)中的開口(14)被供給壓縮空氣。該配置(10)的特征在于，拉伸桿(13)由一個唯一的管狀的電動的直線電機(15)驅(qū)動，該直線電機的定子(15-1)保持在氣缸(11)上并且其轉(zhuǎn)子(15-2)與拉伸桿(13)相連。
文檔編號B29C49/42GK102036802SQ200980117974
公開日2011年4月27日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者約阿希姆·施密特 申請人:歐根賽馳股份公司