專利名稱:控制夾具模型打開和關(guān)閉的機構(gòu)和包括該機構(gòu)的機器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及通過吹制或拉伸吹制從塑料制成的毛坯制造容器的技術(shù)。這些毛坯可以是已經(jīng)經(jīng)過第一次吹制并用于至少經(jīng)過第二次吹制的預型件或中間容器。
背景技術(shù):
根據(jù)熟知的技術(shù),使預先加熱到高于材料(對聚乙烯對苯二酸酯或PET)的玻璃變態(tài)溫度的溫度的毛坯進入一些夾具模型中,這些夾具模型成星形安裝在循環(huán)輸送裝置的周邊,并且每個夾具模型都包括圍繞共同軸鉸接安裝的兩個半模型。每個模型都固定在一支架上,支架圍繞循環(huán)輸送裝置的固定框架的中心軸相對該固定框架轉(zhuǎn)動安裝。模型的鉸接軸相對支架固定。一機構(gòu)控制每個模型的打開和關(guān)閉。法國專利FR 2843714(SIDEL)和它的相同美國專利US 7M9944提供了該機構(gòu)的一實施例。該機構(gòu)包括兩個長度相同的連桿,每個連桿在前端(模型側(cè))與各自的一半模型轉(zhuǎn)動聯(lián)接,通過圍繞一共同軸相互鉸接在后端(循環(huán)輸送裝置側(cè))連接。一致動系統(tǒng)控制連桿的共同軸徑向移動。該系統(tǒng)包括一杠桿(本專利中叫做傳動桿),在一端帶有在凸輪中滾動的滾輪,和曲柄(叫做控制臂),所述曲柄通過第一端與傳動桿連在一起并通過相對端與連桿的共同鉸接軸聯(lián)接。滾輪按照模型相對循環(huán)輸送裝置的框架的角度位置的徑向運動導致桿桿和曲柄圍繞它們的轉(zhuǎn)軸的連帶樞轉(zhuǎn)以及連桿的共同軸按照圓弧移動導致腳規(guī)的打開(或關(guān)閉), 并因此導致模型的相應關(guān)閉(或打開)。如今許多吹制機裝備了該機構(gòu),其生產(chǎn)效率達到每小時幾萬個容器。在從毛坯進入模型的時刻到吹制的容器從模型排出時刻之間的吹制周期時間一般小于2. 5秒。對每個設有鼓風機的模型,每小時進行的周期(包括模型的一次打開和一次關(guān)閉)數(shù)大于1500。 因此,對于假設每天八小時分兩階段運行的鼓風機(假設鼓風機在第三階段停止,以進行各種維修和調(diào)整作業(yè)),在一整年內(nèi)每周七天,每個裝有該鼓風機的模型每年進行的周期數(shù)大于八百萬。因此,可以理解,模型的打開和關(guān)閉機構(gòu)是對于良好運行的關(guān)鍵部件,良好運行的很大部分在于鼓風機的可靠性和壽命。這就是為什么應正確確定該機構(gòu)的元件尺寸,以提高它們的耐疲勞性,并且應很好地潤滑,以提高它們的耐磨損性。但是,人們發(fā)現(xiàn),對于鼓風機承受的生產(chǎn)率和壽命的要求,打開和關(guān)閉機構(gòu)的元件的壽命非常有限,并且需要停止機器的非常多的干預是該機構(gòu)失靈的根源。為了縮小間隙或減少間歇停頓,已經(jīng)提出各種設計竅門,最終目的是可以提高生
產(chǎn)效率。例如前述的法國專利FR 2843714提出裝備帶有補償彈簧的打開和關(guān)閉機構(gòu),該打開和關(guān)閉機構(gòu)可以減小打開和關(guān)閉階段時力矩的變化幅度,并因此縮短間歇停頓。盡管這些措施確實構(gòu)成進步,但是發(fā)明者希望進一步改進打開和關(guān)閉機構(gòu)的設計。特別是法國專利FR 2843714提出的機構(gòu),加入一彈簧的確可以減少間歇停頓,但同時增加了機器的轉(zhuǎn)動元件的質(zhì)量,并因此增加了它們的慣性,這不合理地引入了生產(chǎn)效率的限制因素。發(fā)明者試圖重新考慮機構(gòu)的動力,以滿足以下約束輕巧、簡單、速度、靈活性、耐疲勞性、耐磨損性、可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
為此,根據(jù)第一目標,本發(fā)明提出一種控制包括兩個半模型的夾具模型的打開和關(guān)閉的機構(gòu),所述半模型在半模型互相貼靠的關(guān)閉位置與半模型互相角度分開的打開位置之間圍繞共同鉸鏈互相鉸接安裝,所述機構(gòu)包括-一對長度相同的連桿,所述連桿在后端圍繞共同軸互相鉸接,并且每個連桿在前端與各自的一半模型圍繞各自的錨固軸轉(zhuǎn)動聯(lián)接;-包括曲柄的致動系統(tǒng),所述曲柄圍繞相對夾具模型的鉸鏈固定的轉(zhuǎn)軸鉸接并且在所述連桿的后端與所述連桿聯(lián)接;-間置在所述致動系統(tǒng)與所述連桿之間的傳動系統(tǒng),該傳動系統(tǒng)包括傳動桿,所述傳動桿的后端與所述曲柄轉(zhuǎn)動聯(lián)接并且所述傳動桿的相對的前端與所述連桿轉(zhuǎn)動聯(lián)接;此外,在該機構(gòu)中,所述連桿的共同轉(zhuǎn)軸沿主軸線性引導,所述主軸在與所述夾具模型的鉸接軸垂直的平面中與所述夾具模型的鉸接軸和所述連桿的共同轉(zhuǎn)軸相交。該機構(gòu)不僅允許模型的對稱打開,有益于機器的質(zhì)量平衡,還可以減小打開模型所需的驅(qū)動力矩(couple moteur),這可以減輕組成部件并降低它們的慣性,提高致動速度并從而提高效率。根據(jù)一優(yōu)選的實施方式,傳動系統(tǒng)包括橫梁,所述橫梁的后端與所述傳動桿轉(zhuǎn)動聯(lián)接,而相對的前端與所述連桿轉(zhuǎn)動聯(lián)接。通過銷釘實現(xiàn)所述連桿的共同轉(zhuǎn)軸的線性引導,所述銷釘滑動安裝在相對所述夾具模型的鉸接軸固定的滑軌中。例如該引導銷在所述傳動桿相對橫梁轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸一端形成。曲柄的長度優(yōu)選小于或等于在模型的關(guān)閉位置時所述曲柄的轉(zhuǎn)軸與所述傳動桿的前端之間的距離的60% (和例如等于一半)。另外,在所述夾具模型的關(guān)閉位置,所述曲柄與所述主軸之間的角度優(yōu)選大于或等于40° (和例如等于大約45° )。另外,在所述夾具模型的關(guān)閉位置,所述連桿之間的角度優(yōu)選大于或等于120°。根據(jù)第二目標,本發(fā)明提出一種通過注模制造容器的機器,該機器包括循環(huán)輸送裝置,多個夾具模型安裝在所述循環(huán)輸送裝置上,所述機器對于每個模型包括如上所述的控制打開和關(guān)閉的機構(gòu)。
通過閱讀下面參照附圖進行的描述,本發(fā)明的其它目標和優(yōu)點將顯現(xiàn)出來,在附圖中-圖1是俯視平面圖,示出處于關(guān)閉位置的控制模型的打開和關(guān)閉的機構(gòu);-圖2是圖1的機構(gòu)的后視放大透視-圖3是圖1禾Π2的機構(gòu)的放大細節(jié)平面圖;-圖4是與圖1類似的圖,示出處于打開位置的所述機構(gòu)和模型;-圖5是示出圖3的機構(gòu)和模型的透視圖;-圖6是示出在模型打開時打開和關(guān)閉系統(tǒng)的動力的簡化示意圖;-圖7是與圖6類似的圖,作為比較示例示出已知致動系統(tǒng)的動力。
具體實施例方式圖1部分示出從塑料如PET制成的毛坯吹制(或拉伸吹制)容器的機器1。該機器1的形狀為包括框架的循環(huán)輸送裝置,多個支架(或托架)圍繞一中心軸相對框架轉(zhuǎn)動地成星形安裝在所述框架上。為了清楚、簡單的展示,機器1的這些不屬于本發(fā)明的組成部分的結(jié)構(gòu)元件沒有示出。法國專利FR 2843714的圖4給出機器結(jié)構(gòu)的局部概況。在下文中,術(shù)語“前”表示遠離機器1的軸的徑向方向,術(shù)語“后”表示靠近機器1的軸的徑向方向。同樣,術(shù)語“外”和“外部”表示遠離機器1的軸的位置,而相反地術(shù)語“內(nèi)” 和“內(nèi)部”表示比較更靠近軸的位置。模型2固定在每個支架上。模型2為夾具型其包括兩個半模型3,在每個半模型中形成從平表面凹陷的最終容器的主體的半型腔4。半模型3以可拆卸方式固定在兩個相應的模型架(porte-moule)或模型殼體(COquille)5中,所述模型架或模型殼體圍繞共同鉸鏈6互相轉(zhuǎn)動地鉸接安裝,共同鉸鏈形成相對托架固定的鉸接軸A。機構(gòu)7控制模型2的打開和關(guān)閉。該機構(gòu)7第一包括具有兩個長度相同的連桿9 的腳規(guī)系統(tǒng)8,每個連桿9在前端10與各自的一半模型3圍繞各自的錨固軸B轉(zhuǎn)動聯(lián)接, 錨固軸B在相應模型殼體5上凸起的耳狀物11中形成并且在后端12圍繞共同軸C互相鉸接。機構(gòu)7第二包括轉(zhuǎn)動安裝在托架上的致動系統(tǒng)13,以及機構(gòu)第三包括間置在致動系統(tǒng)13與連桿9之間的傳動系統(tǒng)14,以便將致動系統(tǒng)13的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為腳規(guī)8的鉸接軸C的徑向平移運動。致動系統(tǒng)13包括杠桿15,杠桿的一端16通過圍繞鉸接軸D相對該托架轉(zhuǎn)動安裝而固定在托架上。杠桿15在其相對端17帶有凸輪隨動器18,該凸輪隨動器與凸輪19配合,該凸輪相對循環(huán)輸送裝置1的框架固定并且包括位于環(huán)形輸送裝置周邊附近的連續(xù)封閉回路的凸輪路徑20。如圖1-4所示,凸輪路徑20呈具有矩形截面的溝槽的形狀,并且凸輪隨動器18呈滾輪的形狀,所述滾輪自由轉(zhuǎn)動安裝在杠桿15的端部17并且該滾輪在溝槽20中貼靠溝槽 20的側(cè)邊之一滾動。模型2打開時,滾輪18貼靠溝槽的外側(cè)邊21,相反地,模型2關(guān)閉時, 滾輪18貼靠溝槽20的內(nèi)側(cè)邊22。致動系統(tǒng)13另外包括曲柄23,所述曲柄在前端M通過傳動系統(tǒng)14與連桿9的后端12聯(lián)接。通過后端25,曲柄23借助具有與杠桿15的鉸接軸D同軸的方形截面的桿沈與杠桿15剛性連在一起,使得杠桿15與曲柄23之間的角度是恒定的,在由凸輪19在滾輪 18上的動作傳遞的圍繞軸D的轉(zhuǎn)動運動中曲柄伴隨杠桿15。如圖中可見,傳動系統(tǒng)14包括傳動桿27,傳動桿的后端觀在曲柄23的前端M與曲柄23圍繞鉸接軸E轉(zhuǎn)動聯(lián)接;以及包括間置在傳動桿27與腳規(guī)8之間的橫梁四,橫梁的前端30與連桿9的后端12轉(zhuǎn)動聯(lián)接并且橫梁的后端31與傳動桿27的前端32轉(zhuǎn)動聯(lián)接。傳動桿27和橫梁四通過軸33連接,軸33的下部延伸凸出并形成銷釘34,銷釘以滑動方式與滑軌35配合,滑軌與托架連在一起并且沿著主軸X徑向取向,主軸在與軸A、B、 C、D、E、33(都平行)垂直的平面中與模型2的鉸接軸A和連桿的共同轉(zhuǎn)軸C相交(該主軸還與循環(huán)輸送裝置1的中心軸相交叉)。因此,迫使傳動桿27與橫梁四之間的連接軸33在模型2的打開和關(guān)閉運動的過程中沿主軸X線性移動。由于連桿9-模型殼體3的整體形成可變形的平行四邊形,并且模型2的鉸接軸A與主軸X相交,相應地迫使連桿9的共同轉(zhuǎn)軸C沿主軸X線性移動,因此在每個時刻與連桿9之間形成的角的平分線重合。因此模型2在包含軸A和X的交匯平面 (plan de joint) 36的兩側(cè)對稱打開(和關(guān)閉)。因此,模型2不承受圍繞鉸接軸A的任何固有轉(zhuǎn)動,有益于機器1的質(zhì)量平衡。模型2的打開和關(guān)閉如下。在模型2的關(guān)閉位置,半模型3在交匯平面36的兩側(cè)互相貼靠。模型2的該關(guān)閉位置示于圖1、2、3以及圖6上,圖6中示意示出打開和關(guān)閉系統(tǒng)7在模型2打開的初始時刻而模型2仍處于關(guān)閉位置的運動。為了簡潔起見,只示意示出連桿9和它的相應模型殼體5。在模型2的關(guān)閉位置-滾輪18位于凸輪路徑20的曲率半徑恒定的部分37中,貼靠內(nèi)側(cè)邊22;-銷釘;34位于滑軌35的前端38;-在與模型2的鉸接軸A垂直并包含主軸X的平面中,連接模型2的軸A和連桿9 的錨固軸B的段39 (見圖6)與主軸X形成角度α ;-曲柄23與主軸X形成角度β;-每個連桿9與主軸X形成角度Y;-傳動桿27與曲柄23形成角度δ。在模型2伴隨循環(huán)輸送裝置1在循環(huán)輸送裝置的轉(zhuǎn)動的第一角度部分(fraction angulaire)上轉(zhuǎn)動的過程中,在模型2關(guān)閉前進入模型2中的預型件被吹制,模型2保持關(guān)閉和打開并且關(guān)閉機構(gòu)7保持它的初始形態(tài)。吹制結(jié)束時,容器形成并且可以從模型2排出。模型2到達循環(huán)輸送裝置1的轉(zhuǎn)動的第二角度部分,沿著該第二角度部分,滾輪18在凸輪路徑20的可變曲率半徑的部分40 中滾動。則貼靠溝槽20的外側(cè)邊21的滾輪18承受凸輪19向后施加的力。凸輪19施加在滾輪18上的力在致動系統(tǒng)13上產(chǎn)生導致杠桿15和曲柄23圍繞軸D連帶轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩Γ。因此,曲柄23在傳動桿27上施加牽引力F,該牽引力施加在傳動桿27的后端觀,該牽引力向后取向并且與曲柄23沿其延伸的總體方向垂直。該牽引力F通過傳動桿27傳遞給橫梁四。圖6中示出了該力F的軸向分量Fx和橫向分量FY。由于銷釘34在滑軌35中滑動,迫使橫梁四的后端31軸向移動,只有力F的軸向分量Fx通過橫梁四傳遞給連桿9,橫向分量Fy被滑軌35在銷釘34上的反作用力-Fy 抵消。
連桿9把力F的軸向分量Fx傳遞給貼靠在連桿9的錨固軸B上的相應的模型殼體5。模型殼體5本身被迫圍繞模型2的鉸接軸A簡單轉(zhuǎn)動,只有力Fx與錨固軸B的圓形路徑(虛線表示)相切的分量Fxu對模型殼體5的轉(zhuǎn)動是有用的,力Fx的徑向分量Fxv被模型殼體5的反作用力-Fxv抵消。因此由通過打開和關(guān)閉系統(tǒng)7產(chǎn)生的驅(qū)動力矩Γ產(chǎn)生的施加在模型殼體5上的力矩Q1可以表達為(1)Ω, ---Γ · sin α · sin 彡其中· AB是軸A與B之間的距離;· DE是軸D與E之間的距離。作為比較示例,圖7示意示出用于打開和關(guān)閉模型2’的已知類型的系統(tǒng)。表示在模型打開時刻的該系統(tǒng)包括具有滾輪的杠桿,杠桿與曲柄23’連在一起,曲柄23’與連桿9’ 的后端轉(zhuǎn)動聯(lián)接。為了清楚起見,這里重新使用前面使用的附圖標記,附圖標記加上“ ’”。 因此· A’表示模型的鉸接軸;· V表示連接機器的中心軸和模型的鉸接軸A’的主軸;· B’表示連桿(假設長度相同)在每個模型殼體5’上的錨固軸;· C’表示連桿9’的鉸接軸;· D’表示杠桿和曲柄23’的共同鉸接軸;· Γ ’表示通過凸輪的動作在杠桿上產(chǎn)生的試圖從模型的關(guān)閉位置打開模型的驅(qū)動力矩;· α,表示在一水平剖面中與軸Α’和B’相交的直線與主軸X’之間的角度;· β,表示曲柄23’與主軸V之間的角度;· γ ’表示連桿9’與主軸X’之間的角度。在前面描述的實施方式中看到,傳動桿27的前端32沿主軸X的線性引導導致模型對稱打開。在圖7所示的現(xiàn)有設計中,相當于曲柄23’在連桿9’后端的錨固點的點C’被迫沿圓弧移動,其結(jié)果是模型2’不對稱打開并且模型2’承受圍繞其鉸接軸Α’的輕微的固有的轉(zhuǎn)動運動。凸輪在滾輪上施加的力在杠桿上產(chǎn)生驅(qū)動力矩Γ ’,該力矩導致杠桿和曲柄23’ 圍繞軸D’連帶轉(zhuǎn)動。因此,曲柄在連桿9’上施加牽引力F’,該牽引力施加在連桿的后端, 該牽引力向后取向并且與曲柄23’沿其延伸的總體方向垂直。點C’沒有被線性引導,該牽引力F’通過每個連桿9’整體傳遞給相應模型殼體 5’,傳遞的力施加在連桿9’在模型殼體5’上的錨固軸B’上。模型殼體5’被迫只圍繞其鉸接軸Α’轉(zhuǎn)動,只有力與錨固軸B’的圓形路徑相切的分量F’u對模型殼體5’的轉(zhuǎn)動是有用的,力F’的徑向分量F’ v被模型殼體5’的反作用力-F,v抵消。因此由通過曲柄23’和連桿9’產(chǎn)生的驅(qū)動力矩Γ,產(chǎn)生的施加在模型殼體5’上的力矩Ω2可以表達為(2)
權(quán)利要求
1.控制包括兩個半模型(5)的夾具模型O)的打開和關(guān)閉的機構(gòu)(7),所述半模型在所述半模型( 互相貼靠的關(guān)閉位置與所述半模型( 互相角度分開的打開位置之間圍繞共同鉸鏈(A)互相鉸接安裝,該機構(gòu)包括-一對長度相同的連桿(9),所述連桿在后端(12)圍繞共同軸(C)互相鉸接,并且每個連桿在前端(10)與各自的一半模型(5)圍繞各自的錨固軸(B)轉(zhuǎn)動聯(lián)接;-包括曲柄的致動系統(tǒng)(13),所述曲柄圍繞相對所述夾具模型的鉸鏈(A)固定的轉(zhuǎn)軸(D)鉸接并且在所述連桿(9)的后端(1 與所述連桿聯(lián)接;該機構(gòu)(7)的特征在于-該機構(gòu)包括間置在所述致動系統(tǒng)(13)與所述連桿(9)之間的傳動系統(tǒng)(14),該傳動系統(tǒng)(14)包括傳動桿(27),所述傳動桿的后端(28)與所述曲柄轉(zhuǎn)動聯(lián)接并且所述傳動桿的相對的前端(3 與所述連桿(9)轉(zhuǎn)動聯(lián)接;-并且,所述連桿(9)的共同轉(zhuǎn)軸(C)沿主軸(X)線性引導,所述主軸在與所述夾具模型O)的鉸接軸(A)垂直的平面中與所述夾具模型O)的鉸接軸(A)和所述連桿(9)的共同轉(zhuǎn)軸(C)相交。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機構(gòu)(7),其中,所述傳動系統(tǒng)(14)包括橫梁( ),所述橫梁的后端(31)與所述傳動桿(XT)轉(zhuǎn)動聯(lián)接,而相對的前端(30)與所述連桿(9)轉(zhuǎn)動聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機構(gòu)(7),其中,通過銷釘(34)實現(xiàn)所述連桿(9)的共同轉(zhuǎn)軸(C)的線性引導,所述銷釘滑動安裝在相對所述夾具模型O)的鉸接軸(A)固定的滑軌 (35)中。
4.根據(jù)結(jié)合的權(quán)利要求2和3所述的機構(gòu)(7),其中,引導銷(34)在所述傳動桿(XT) 相對所述橫梁09)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸(3 的一端形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的機構(gòu)(7),其中,所述曲柄03)的長度小于或等于在所述夾具模型O)的關(guān)閉位置時所述曲柄的轉(zhuǎn)軸(D)與所述傳動桿(XT)的前端(32)之間的距離的60%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機構(gòu)(7),其中,所述曲柄03)的長度等于在所述夾具模型 (2)的關(guān)閉位置時所述曲柄03)的轉(zhuǎn)軸(D)與所述傳動桿、2Τ)的前端(32)之間的距離的大約一半。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的機構(gòu)(7),其中,在所述夾具模型的關(guān)閉位置, 所述曲柄與所述主軸之間的角度大于或等于40°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的機構(gòu)(7),其中,在所述夾具模型O)的關(guān)閉位置,所述曲柄03)與所述主軸⑴之間的角度(β)等于大約45°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的機構(gòu)(7),其中,在所述夾具模型O)的關(guān)閉位置,所述連桿(9)之間的角度大于或等于120°。
10.通過注模制造容器的機器(1),該機器包括循環(huán)輸送裝置,多個夾具模型( 安裝在所述循環(huán)輸送裝置上,其特征在于,所述機器對于每個模型包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的控制打開和關(guān)閉的機構(gòu)(7)。
全文摘要
控制包括兩個半模型(5)的夾具模型(2)的打開和關(guān)閉的機構(gòu)(7),所述半模型互相鉸鏈安裝,該機構(gòu)包括一對圍繞共同軸(C)互相鉸接的連桿(9),并且每個連桿與各自的一半模型(5)轉(zhuǎn)動聯(lián)接;圍繞固定的轉(zhuǎn)軸(D)鉸接并與連桿(9)聯(lián)接的曲柄(23);與曲柄(23)和連桿(9)轉(zhuǎn)動聯(lián)接的傳動桿(27)。
文檔編號B29C33/26GK102458799SQ201080032863
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者E·格羅森, V·布拉謝 申請人:西德爾合作公司