專利名稱：通過吹制熱塑性材料毛坯制造容器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)通過在最后加工模具中吹制預(yù)先擠壓或者注塑的毛坯而制造熱塑性材料的容器、比如瓶子、罐子或其它任何類型的容器的過程的一些改進(jìn)。所述毛坯還可以是在預(yù)吹步驟中得到的中間容器。
人們已知道各種通過吹制熱塑性材料毛坯而制造容器的方法和設(shè)備。
在所謂的擠壓-吹制設(shè)備中，所述稱為滾料的毛坯是將材料擠壓而獲得的。為此，將一種擠壓裝置與所述設(shè)備相配合，可以順序或連續(xù)地獲得一種管形體。這種管形體被擠壓出來，在重力作用下或者被導(dǎo)引而進(jìn)入所述最后加工模具內(nèi)。
然后，將特定長度的管形體封入所述最后加工模具中，再將壓縮氣體，通常是壓縮空氣，充進(jìn)所述封閉部分，使其膨脹并使其貼合所述模具模腔的形狀而獲得所要的容器。
在所謂的注塑-吹制設(shè)備中，所述毛坯稱為預(yù)型件，是將材料注入一種與所述設(shè)備相配合或者獨(dú)立于所述設(shè)備的裝置而獲得的。所述預(yù)型件為一頭開口一頭封閉的管狀。在預(yù)型件的溫度足以進(jìn)行吹制時(shí)將其置入所述模具的模腔中。因此，如果所述預(yù)型件是在一個(gè)獨(dú)立于所述吹制設(shè)備的裝置中注塑而成的，則所述吹制設(shè)備包括一個(gè)加熱爐，用以加熱所述預(yù)型件，使之軟化，以能吹制容器。
還有一些設(shè)備要進(jìn)行一系列相繼的吹制步驟在第一模具中使毛坯形成中間容器，然后在第二模具中繼續(xù)吹制。因此對(duì)于最后的成品容器來說，所述中間容器也是毛坯。
在所述已知的設(shè)備中，無論是擠壓-吹制設(shè)備還是注塑-吹制設(shè)備，它們都具有至少兩個(gè)模具，這些模具在所述設(shè)備中運(yùn)行，從而相繼通過下述區(qū)域?qū)⑺雒餮b到所述模具中的裝料區(qū)，主要進(jìn)行容器吹制的中間區(qū)，以及成品容器的排出區(qū)。
這樣的設(shè)備可以有很高的生產(chǎn)率，因?yàn)?，?dāng)一個(gè)模具進(jìn)行裝料時(shí)，另一個(gè)模具可同時(shí)進(jìn)行吹制，同時(shí)/或者，另一個(gè)模具可以進(jìn)行排出。
另外，所述設(shè)備只需要一個(gè)裝料裝置和一個(gè)排出裝置。還有，這樣的設(shè)備的制造工藝過程有重復(fù)性，避免了產(chǎn)品的不一致。
當(dāng)然，設(shè)備中模具數(shù)目越多，生產(chǎn)率就可能越高。
同樣，舉例來說，在由本申請(qǐng)人制造的系列設(shè)備中，有注塑-吹制設(shè)備以及擠壓-吹制設(shè)備，其中，所述模具支承在一個(gè)循環(huán)輸送裝置上，后者可以被驅(qū)動(dòng)作連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該循環(huán)輸送裝置的存在使得設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)迅速；另外，這種旋轉(zhuǎn)式設(shè)備技術(shù)可確保在每一臺(tái)這種構(gòu)造的設(shè)備中，各部件具有優(yōu)異的工作同步性。
在本發(fā)明的意義上，所謂模具應(yīng)當(dāng)理解為具有一個(gè)或多個(gè)模腔的部件。所述模腔的形狀是要制造的容器的外部形狀。本申請(qǐng)人的公開號(hào)為2709264的法國專利申請(qǐng)公開了一種注塑-吹制設(shè)備，其中每一個(gè)模具都具有至少兩個(gè)模腔(或者說容器型腔)。
所謂毛坯，應(yīng)當(dāng)理解為預(yù)型件、滾料和中間容器，也就是說，更一般地，應(yīng)理解為任何可以通過吹制加工為容器(其本身可以為中間容器或者成品容器)的制件。
眾所周知，制造容器時(shí)，除了毛坯的裝料和成品容器的排出之外，至少還需要用高壓氣體、通常是空氣吹制，然后在排出之前除氣。
在一些改進(jìn)的應(yīng)用中，在部分或全部除氣之后，在中間容器或者成品容器還未從吹制模具中取出來之前，要注入一個(gè)附加壓縮氣體流。所注入的氣體的壓強(qiáng)通常低于前述吹制壓強(qiáng)。該附加注氣尤其是在熱固化吹制工藝中進(jìn)行。所謂熱固化吹制工藝是指在非常熱的模具中吹制容器。已經(jīng)證實(shí)，這種附加注氣具有驚人的效果，可使所得到的容器在使用中具有更高的機(jī)械強(qiáng)度或者其它更好的性能。
通常，所述附加注氣與其說是再吹制，倒不如說是掃氣，也就是說，所述附加注氣在所述容器中形成氣體的循環(huán)流通。為此，在掃氣時(shí)，所述容器是打開的，至少是局部向外界開放的，以便形成所述循環(huán)流通。
已有技術(shù)中的設(shè)備的一個(gè)缺點(diǎn)是，它們的吹制氣體消耗量很大。如果還進(jìn)行附加注氣的話，所述問題就更嚴(yán)重了。例如，在本申請(qǐng)人制造的注塑-吹制設(shè)備中，吹制空氣的壓強(qiáng)為40巴。這意味著，吹制一個(gè)容積一升的容器需要四十升的空氣，若容器容積為兩升，則需要空氣八十升，依此類推。
所述附加注氣的壓強(qiáng)則在10到20巴，從而對(duì)于容積1升的容器需空氣10到20升，對(duì)于容積為2升的容器則需要空氣20到40升。然而應(yīng)當(dāng)知道，本申請(qǐng)人的所述設(shè)備的生產(chǎn)率約在每小時(shí)1200到5000件容器之間，從理論上說，如果用15巴的壓縮空氣進(jìn)行附加注氣，制造容積為1升的容器，則每小時(shí)需消耗壓縮空氣66000到2750000升。
本發(fā)明的目的是提出一種方法，按照這種方法，壓縮氣體的消耗量可以減少。
本發(fā)明提供了一種借助于第一壓強(qiáng)(P1)的氣體、尤其是空氣在一種設(shè)備的模具內(nèi)部對(duì)毛坯進(jìn)行吹制而制造容器的方法，所述設(shè)備具有至少兩個(gè)模具，將所述毛坯依次置入所述模具中，依次進(jìn)行吹制，每一個(gè)容器的成形在一吹制步驟之后還有一個(gè)至少部分除氣的步驟，以及一個(gè)用第二壓強(qiáng)(P2)的氣體注入所述容器的步驟，其特征在于，所述第二壓強(qiáng)(P2)的氣體由對(duì)所述設(shè)備中在后吹制的至少一個(gè)容器進(jìn)行除氣而獲得的產(chǎn)物的至少一部分構(gòu)成。
這樣，壓縮氣體的消耗量就大大減少了。另外，如果所述附加注氣是自動(dòng)流水作業(yè)完成的，就沒有必要提供產(chǎn)生附加壓縮氣體的設(shè)備了只需要在各個(gè)模具之間提供匹配的連接就可以了。因此，所述設(shè)備就簡(jiǎn)化了，且成本也會(huì)大大降低。
相反地，最重要的是，設(shè)備的性能并不因此降低。事實(shí)上，如同前文舉例指出的那樣，在本申請(qǐng)人制造的所述設(shè)備中，附加注氣是用壓強(qiáng)在10到20巴之間的氣體進(jìn)行的，最初吹制的氣體壓強(qiáng)為40巴。假設(shè)所述附加注氣是一次較低壓強(qiáng)的再吹制，對(duì)于在40巴的壓強(qiáng)下吹制的容器，通過將其中的氣體排入另一個(gè)相同容積的已經(jīng)除氣的容器，則可以在每一個(gè)容器中獲得20巴的剩余壓強(qiáng)(Mariotte定律的應(yīng)用)。
在最為通常的情況下，如果所述附加注氣是對(duì)所述容器進(jìn)行掃氣，也就是說，如果所述附加注氣允許氣體在操作過程中向外界排放而在所述容器中形成氣體的循環(huán)流通，那么，如果隨后的容器完全除氣以進(jìn)行前一容器的掃氣，所述掃氣的壓強(qiáng)就可以在掃氣過程中從40巴逐漸降至零。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特征，在一個(gè)容器中進(jìn)行的附加注氣，從設(shè)備中緊跟的下一個(gè)模具中被吹制的容器開始。
這樣，所需的氣動(dòng)連接就更易于實(shí)現(xiàn)。
在一種實(shí)施例中，當(dāng)所述設(shè)備具有至少三個(gè)模具時(shí)，所述附加注氣是通過將若干容器除氣的部分產(chǎn)物逐級(jí)注入另一個(gè)容器中而實(shí)現(xiàn)的。
這樣就會(huì)產(chǎn)生一種渦旋運(yùn)動(dòng)，有助于改善掃氣的效率。
按照本發(fā)明的另一個(gè)特征，在一種實(shí)施例中，每一個(gè)模具具有至少兩個(gè)吹制模腔，在一個(gè)模具的一個(gè)模腔中制造的容器的除氣產(chǎn)物輸入前一模具的相應(yīng)模腔中。
這樣可為所述氣動(dòng)連接的安裝提供方便，避免了連接管道的交叉。
通過閱讀下文參照附圖所作的說明，可看出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖中—

圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的具有兩個(gè)模具的設(shè)備的一種可能實(shí)施例的原理圖。
—圖2是具有兩個(gè)以上的模具的設(shè)備的本發(fā)明原理圖。
在圖1所示的實(shí)施例中，設(shè)備是所謂的注塑-吹制設(shè)備，它具有一個(gè)沿著一條路徑驅(qū)動(dòng)兩個(gè)模具2、3的機(jī)構(gòu)1，所述模具沿著路徑分別至少經(jīng)過一個(gè)毛坯400(在這里是預(yù)型件)裝料區(qū)4、一個(gè)吹制(或者拉伸-吹制)區(qū)5、一個(gè)除氣區(qū)6、一個(gè)第二壓強(qiáng)注氣區(qū)7和一個(gè)成品容器(800)卸料區(qū)8。
在圖示的實(shí)施例中，模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1眾所周知是一種模具支承循環(huán)輸送裝置，它繞著一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸100旋轉(zhuǎn)。這里，模具關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸在直徑方向上相對(duì)設(shè)置。通常，模具繞著該軸均勻分布。循環(huán)輸送裝置的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向如圖中的箭頭9所示。
在模具2、3之間，設(shè)置有流體連通管10、11，使得當(dāng)一個(gè)模具2位于除氣區(qū)6時(shí)，其中的僅僅因?yàn)槠鋲簭?qiáng)而從模具中的被吹制容器排出的氣體、通常是空氣，被引入到另一模具3中預(yù)先吹制的容器當(dāng)中。另外，當(dāng)然地，連通管10、11的設(shè)置也要使得，在狹義的吹制步驟中，也就是當(dāng)一個(gè)模具處于吹制區(qū)5時(shí)，其中的吹制氣體不會(huì)向正處于除氣區(qū)6和第二壓強(qiáng)注氣區(qū)7之間的前一被吹制容器泄漏。為此，所述設(shè)備具有電動(dòng)的、氣動(dòng)的、機(jī)械的或者其它類型的閥門12、13，這些閥門設(shè)置在流體連通管路中，用來在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)崿F(xiàn)氣體轉(zhuǎn)移。
因此，在圖1所示的實(shí)施例中，使用了一個(gè)第一連通管10，用來將模具2中的吹制容器200中的除氣氣體轉(zhuǎn)移到模具3中的容器300中。在該連通管路上裝有一個(gè)第一閥門12，該閥門由圖中未示出的一些裝置來控制，以使得管路10僅當(dāng)模具2處于除氣區(qū)6時(shí)才開放。一個(gè)第二連通管11，用來將模具3中的容器300中的除氣產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到模具2中的容器200中。在該連通管路上裝有一個(gè)閥門13，控制該閥門，使得管路11僅當(dāng)模具3處于除氣區(qū)6時(shí)才開放。特別地，在圖1中，所示出的模具2正處于除氣區(qū)6。此時(shí)閥門12是開放的，以允許在該模具中吹制的容器200中的氣體通過而進(jìn)入封閉在模具3中的容器300，模具3此時(shí)正處于第二壓強(qiáng)注氣區(qū)7。此時(shí)的氣體轉(zhuǎn)移在圖中以箭頭14示出。
閥門12、13的開放和關(guān)閉可以借助于探測(cè)模具2、3分別相對(duì)于設(shè)備各區(qū)域的位置的傳感器進(jìn)行控制。僅當(dāng)一個(gè)模具處于除氣區(qū)6時(shí)，通向另一個(gè)模具的連通管才開放?？墒褂酶鞣N類型的傳感器(電動(dòng)的、電子的、電磁的、機(jī)械的等等)。
在一種尤為有利的優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)閥門12、13的控制是通過另外設(shè)置的技術(shù)上已知的除氣控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行的，這種控制機(jī)構(gòu)在未應(yīng)用本發(fā)明的設(shè)備中已存在。
另外，當(dāng)通過第二壓強(qiáng)注氣而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的掃氣時(shí)，要使用一些裝置，用以實(shí)現(xiàn)容器內(nèi)部與外界之間的氣體流通。
在注塑-吹制設(shè)備的情形下，內(nèi)外部之間的氣體流通是以下述已知方式實(shí)現(xiàn)的在掃氣過程中將吹嘴提起，從而將在吹制過程中密封支承該吹嘴的容器開口(頸部)釋放。
在另一種變化的實(shí)施例中，所述吹嘴不提起，而是連接到一個(gè)連通管路，該管路在掃氣過程中允許氣體向外部排出。
在擠壓-吹制設(shè)備的情形下，可修改現(xiàn)有的流體連通管路，以允許其將一個(gè)容器中的除氣空氣轉(zhuǎn)移到另一個(gè)模具中的另一個(gè)容器中，并可通過允許氣體排出而允許進(jìn)行掃氣。
圖2示出了本發(fā)明如何應(yīng)用于一個(gè)具有兩個(gè)以上的模具的設(shè)備。
圖中，一循環(huán)輸送裝置5在箭頭16的方向上驅(qū)動(dòng)四個(gè)吹制模具17、18、19、20，以從預(yù)型件22制得容器21。預(yù)型件在一個(gè)裝料區(qū)23依次裝填到模具中，成品容器則在一個(gè)卸料區(qū)24取出。
在模具之間設(shè)置了一些管道26、27、28、29管道26連接模具17和18，管道27連接模具18和19，管道28連接模具19和20，管道29連接模具20和17，使得當(dāng)一個(gè)容器進(jìn)行除氣時(shí)，其中的氣體至少部分地轉(zhuǎn)移到其前一個(gè)容器，后者本身已除氣，從而允許例如對(duì)該前一容器進(jìn)行掃氣。
在該實(shí)施例中，一個(gè)容器30正在模具17中進(jìn)行吹制；一個(gè)容器31已在模具18中結(jié)束吹制，其中的氣體正在向在模具19中進(jìn)行吹制的容器32中轉(zhuǎn)移。在此之前，容器32中的氣體已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了在模具20中成形的且已到達(dá)卸料區(qū)24的容器33中。
因此，在圖2中，在容器31和容器32之間正在進(jìn)行氣體的轉(zhuǎn)移。這在圖中由鄰近管道27的箭頭34表示。
氣體從一個(gè)容器向另一個(gè)容器的轉(zhuǎn)移由在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候開或者關(guān)的閥門35、36、37、38許可或者禁止。
因此，在所述實(shí)施例中，在管路27上的閥門35是打開的，而在管路26、28、29上的閥門36、37、38是關(guān)閉的。
所述閥門的開放或關(guān)閉是機(jī)械(凸輪、滾輪等)控制的或者電控的。
在一種有用的實(shí)施方式中，閥門的控制是借助于本發(fā)明這種設(shè)備本身所具有但在此未示出的除氣控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。閥門35由模具18的除氣控制機(jī)構(gòu)控制；閥門36、37、38分別由模具17、19、20的除氣控制機(jī)構(gòu)控制。
在一種實(shí)施例中，所述方法包括一個(gè)借助于拉伸裝置、比如拉桿對(duì)毛坯或者吹制過程中的容器進(jìn)行拉伸及吹制的階段，第二壓強(qiáng)的氣體的注入也是通過所述裝置進(jìn)行，因此這些裝置上設(shè)置有氣體的流通管和流通孔。
此時(shí)，拉伸裝置可這樣設(shè)置，使之基本上成為接受氣流的容器的底座。
本發(fā)明當(dāng)然并不限于前述各實(shí)施例。相反，本發(fā)明還包括各種變型。
權(quán)利要求
1.通過吹制制造容器(200，300，800)的方法，它借助于壓縮氣體氣體、尤其是空氣在一設(shè)備的最后加工模具(2，3，17…20)內(nèi)部對(duì)熱塑性材料的毛坯(22，400)進(jìn)行，所述設(shè)備具有至少兩個(gè)最后加工模具，將所述毛坯依次置入所述模具中，依次進(jìn)行吹制，每一個(gè)容器的吹制在一借助于第一壓強(qiáng)(P1)氣體進(jìn)行的吹制步驟(5)之后還有一個(gè)至少部分除氣的步驟，以及一個(gè)用低于所述第一壓強(qiáng)(P1)的第二壓強(qiáng)(P2)的氣體注入所述容器的步驟，其特征在于，所述注入相應(yīng)容器的第二壓強(qiáng)(P2)的氣體由對(duì)所述設(shè)備中在后吹制的至少一個(gè)容器進(jìn)行除氣而獲得的產(chǎn)物的至少一部分構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，注入到一個(gè)模具中形成的一個(gè)容器中的所述第二壓強(qiáng)(P2)的氣體，是在所述設(shè)備中緊接著的下一個(gè)模具中形成的容器的除氣步驟的產(chǎn)物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)備具有至少三個(gè)最后加工模具，在一個(gè)模具中加工的一個(gè)容器的除氣產(chǎn)物逐級(jí)注入到所述設(shè)備的所述模具之前的至少兩個(gè)模具中吹制的至少兩個(gè)容器中。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二壓強(qiáng)氣體的注入步驟在于對(duì)所述容器的內(nèi)部進(jìn)行掃氣，也就是說允許所述氣體在所述容器內(nèi)自由流通，在所述掃氣過程中，從容器內(nèi)部向外部，實(shí)現(xiàn)氣體向外界的排放。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二壓強(qiáng)氣體的注入步驟的功能是逐級(jí)對(duì)所述容器的內(nèi)部進(jìn)行掃氣，即允許所述氣體在所述容器內(nèi)自由流通，在所述掃氣過程中，從容器內(nèi)部向外部，在離所述除氣步驟開始的地方最遠(yuǎn)處，逐級(jí)實(shí)現(xiàn)氣體向外界的排放。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，每一個(gè)模具具有至少兩個(gè)吹制模腔，從而使得可以在其中吹制至少兩個(gè)容器，在一個(gè)模具的一個(gè)模腔中制造的容器的除氣產(chǎn)物輸入到前一模具的相應(yīng)模腔中加工的至少一個(gè)容器中。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述除氣產(chǎn)物不需要從一個(gè)模腔向另一個(gè)模腔轉(zhuǎn)移時(shí)，相繼兩模具的相應(yīng)模腔是隔離的。
8.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，它包括一個(gè)借助于拉伸裝置、比如拉桿對(duì)毛坯或者吹制過程中的容器進(jìn)行拉伸的階段，所述第二壓強(qiáng)(P2)的氣體的注入也是通過所述裝置進(jìn)行，這些裝置上設(shè)置有所述氣體的流通管和流通孔。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述拉伸裝置這樣設(shè)置，使之基本上成為接受所述氣流的容器的底座。
10.實(shí)施權(quán)利要求1到9之一所述方法的容器制造設(shè)備，其特征在于，它包括至少兩個(gè)吹制模具和設(shè)置在所述模具之間的流體連通管路(10，11)，這些管路的設(shè)置使得，當(dāng)在一個(gè)模具中吹制的容器在除氣時(shí)，其中的至少部分氣體引入到另一模具中預(yù)先吹制的容器當(dāng)中，另外，所述連通管路的設(shè)置也要使得，當(dāng)一個(gè)容器正在吹制時(shí)，吹制氣體不會(huì)向前面已吹制的容器泄漏。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有至少一個(gè)循環(huán)輸送裝置(1，15)，其上裝有至少兩個(gè)用來吹制容器的模具(2，3，17，18，19，20)，在加工容器時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述循環(huán)輸送裝置作連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(9，16)；所述設(shè)備還包括一個(gè)向所述模具中裝填所述毛坯的區(qū)域(4，23)、一個(gè)以第一壓強(qiáng)(P1)吹制容器的區(qū)域(5)、一個(gè)對(duì)所述容器至少部分除氣的區(qū)域(6)、一個(gè)將在一模具中加工的容器的至少部分除氣產(chǎn)物注入到另一個(gè)模具中加工的容器內(nèi)部的區(qū)域(7)、以及一個(gè)容器(21)卸料區(qū)(8，24)。
12.如權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于，所述毛坯是擠壓形成的滾料，所述設(shè)備具有一個(gè)所述滾料的擠壓裝置。
13.如權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于，所述毛坯是注塑而得到的預(yù)型件，所述設(shè)備具有一個(gè)將所述預(yù)型件置入所述模具中的裝置。
14.如權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于，所述毛坯是通過吹制預(yù)先注塑的預(yù)型件而得到的中間容器。
15.如權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于，所述毛坯是通過吹制預(yù)先擠壓形成的滾料而得到的中間容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法,在通過吹制毛坯(400)、例如熱塑性預(yù)型件而制造容器(200,300)的設(shè)備(1,2,3)中,對(duì)一個(gè)容器除氣而產(chǎn)生的高壓氣體得到重新利用,被注入一個(gè)此前已除氣的容器中,用來例如冷卻該容器,或者徹底吹洗該容器的內(nèi)部,以使材料硬化。
文檔編號(hào)B29C49/46GK1265060SQ9880752
公開日2000年8月30日 申請(qǐng)日期1998年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月25日
發(fā)明者克里斯托弗·布涅爾, 米歇爾·馬丁 申請(qǐng)人:賽德爾公司