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      成形灌裝機和用于成型并灌裝容器的方法

      文檔序號:9626223閱讀:563來源:國知局
      成形灌裝機和用于成型并灌裝容器的方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及一種成形灌裝機(form fill machine)和用于成型并灌裝塑料容器的方法。更準確地說,本發(fā)明涉及通過使塑料預(yù)制體在中空模具中膨脹而形成為塑料容器并且將基本上為液體的產(chǎn)品或者將產(chǎn)品的至少液體或固體組分灌裝到中空模具中的塑料容器中的方法,其中,產(chǎn)品在各塑料容器至少部分地插有拉伸桿或灌裝頸(filler neck)的情況下被灌裝到塑料容器中。
      【背景技術(shù)】
      [0002]已知能夠?qū)︻A(yù)制體進行拉伸吹塑成型工序來制造塑料容器。
      [0003]除了利用壓縮空氣對容器充氣,EP 1529620 B1說明了一種將預(yù)制體液壓成型為塑料瓶的方法。為此,首先對預(yù)制體加熱,然后將預(yù)制體輸送到中空模具,在中空模具中沿長度方向拉伸預(yù)制體。另外,在超壓狀態(tài)下引入礦泉水(mineral water)等以建立最終的容器形狀。礦泉水被保留在容器中,以省去隨后的單獨的灌裝步驟。
      [0004]US 2011/0031659 A1還說明了包括借助于拉伸桿來拉伸加熱了的預(yù)制體的步驟以及接下來借助于不可壓縮的流體(特別是水)使該預(yù)制體液壓膨脹的步驟,由此形成容器。接下來,借助于壓縮空氣使流體被轉(zhuǎn)移并離開容器。
      [0005]當拉伸桿還被用于灌裝產(chǎn)品或者當為了灌裝的目的而在容器中引入灌裝頸時,拉伸桿或灌裝頸取代(移開)一定體積的已灌裝產(chǎn)品。結(jié)果,在灌裝工序的最后從容器中移除拉伸桿或灌裝頸時,灌裝高度會下降。除了最終灌裝高度會偏離期望灌裝高度這一事實之外,由于在插入拉伸桿或灌裝頸的情況下,較少量的已灌裝產(chǎn)品就已經(jīng)足以達到最大容許灌裝高度,因此缺量會比期望的要大。因此,產(chǎn)生了液體產(chǎn)品的最終灌裝高度可能改變,特別是最終灌裝高度可能比期望的灌裝高度低的問題。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本發(fā)明的目的是以有利的方式進一步改善已知的用于成型并灌裝塑料容器的裝置和方法,使得能夠以可能的最大精度來調(diào)整最終灌裝高度。
      [0007]利用根據(jù)方案1的成形灌裝機實現(xiàn)此目的。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在從屬方案中進行限定。
      [0008]本發(fā)明涉及用于通過使塑料預(yù)制體在中空模具中膨脹而形成塑料容器并且用于將基本上為液體的產(chǎn)品或者將產(chǎn)品的至少液體或固體組分灌裝到中空模具中的塑料容器中的方法,產(chǎn)品在各塑料容器至少部分地插有拉伸桿或灌裝頸的情況下被灌裝到塑料容器中。根據(jù)本發(fā)明,調(diào)整拉伸桿或灌裝頸的插入深度以使得在灌裝工序的最后被拉伸桿或灌裝頸取代的產(chǎn)品的體積與預(yù)定的期望缺量相對應(yīng)。
      [0009]借助于根據(jù)本發(fā)明的方法,能夠精確地調(diào)整最終灌裝高度。
      [0010]就成型且灌裝容器的工序而言,與在功能上被定義為可壓縮流體的氣體相反,液體以及溶有二氧化碳等的液體在功能上被定義為不可壓縮的流體。[0011 ] 拉伸桿可以被構(gòu)造為使塑料預(yù)制體被拉伸從而接觸中空模具的底部。拉伸桿可以包括能夠供流體(特別是產(chǎn)品)流入塑料容器或流出塑料容器的開口。可選地,流體和產(chǎn)品能夠分別與拉伸桿獨立地被灌裝到塑料容器中。在本方法中可以省去拉伸桿的使用。接下來可以借助于灌裝頸灌裝產(chǎn)品。
      [0012]拉伸桿或灌裝頸的插入深度與塑料容器的預(yù)成型頸部區(qū)域的上邊緣和拉伸桿或灌裝頸的下端之間的距離對應(yīng)。這里,“下”是指面對塑料容器的底部的一端。缺量是在灌裝工序中的最大容許灌裝高度(特別是塑料容器的上邊緣或塑料容器的已預(yù)成型頸部區(qū)域的下邊緣)與產(chǎn)品的灌裝高度之間的容積。因此,期望缺量是期望的灌裝高度和最大容許灌裝高度之間的容積。通常使用氣體(例如空氣)來灌裝缺量。期望灌裝高度和期望缺量是預(yù)定值。通常期望能夠使缺量最小化。
      [0013]當產(chǎn)品的預(yù)定期望量已經(jīng)被灌裝到塑料容器中時,認為完成了灌裝工序。
      [0014]能夠調(diào)整拉伸桿和灌裝頸的插入深度,特別地,能夠以時間相關(guān)方式調(diào)整拉伸桿和灌裝頸的插入深度,以使得在灌裝工序中的任何時刻,實際灌裝高度都不會超過塑料容器的預(yù)定最大容許灌裝高度。因此,能夠可靠地防止產(chǎn)品溢出。
      [0015]在灌裝工序中,至少在某個時刻(特別是在最后)能夠達到最大灌裝高度。特別地,這解決了當借助于產(chǎn)品來成型塑料容器時所產(chǎn)生的問題,也就是在任何時刻產(chǎn)品沒有超過期望灌裝高度,產(chǎn)品有可能不足的問題。期望灌裝高度通常在塑料容器的頸部區(qū)域下方(某些情況下期望灌裝高度在塑料容器的頸部區(qū)域下方很多),并且如果沒有超過該期望灌裝高度,可能會使該容器在肩部區(qū)域不完全地成型。
      [0016]在灌裝工序中,插入深度可以保持不變,也可以僅在灌裝工序的最后通過從塑料容器中移除拉伸桿或灌裝頸而使得插入深度改變。由于沒必要調(diào)整插入深度,該方法非常簡單。當在灌裝工序的最后被拉伸桿或灌裝頸取代的體積沒有超過期望缺量時,并且只要拉伸桿或灌裝頸的插入部分的體積合計比最大灌裝高度給定的容積小,該方法就是可能的。在這些情況下,盡管沒有改變拉伸桿或灌裝頸的插入深度,也能夠防止溢出。
      [0017]在產(chǎn)品的整個灌裝工序中,拉伸桿或灌裝頸可以至少部分地被浸漬。由于防止了飛濺,這允許產(chǎn)品被均勻地灌裝。
      [0018]在整個灌裝工序中,隨著灌裝高度的上升,拉伸桿或灌裝頸的插入深度能夠減小,特別地,能夠以拉伸桿或灌裝頸至少部分地浸漬在產(chǎn)品中的方式減小。
      [0019]插入深度的減小能夠連續(xù)地發(fā)生或者在不連續(xù)的步驟中發(fā)生。
      [0020]特別地,拉伸桿或灌裝頸的插入深度可以減少,以使得被拉伸桿或灌裝頸取代的產(chǎn)品的體積不增大,并特別地保持為相等或減少。
      [0021]如上所述,如果拉伸桿或灌裝頸的插入深度隨著灌裝高度增大而減小,則能夠在不超過最大灌裝高度的情況下灌裝總量為大量的產(chǎn)品。另外,由于已經(jīng)被灌裝的并且被容納在塑料容器的下部的產(chǎn)品中產(chǎn)生較少的液流和氣泡,因此能夠更均勻地執(zhí)行灌裝。
      [0022]能夠基于預(yù)定值和/或灌裝高度計的測量值來調(diào)整拉伸桿或灌裝頸的插入深度。
      [0023]該些預(yù)定值可以包括基于插入深度的拉伸桿或灌裝頸的體積、容器容積、容器高度、容器形狀、期望缺量、產(chǎn)品的期望量、灌裝速度和/或最大容許灌裝高度??梢酝ㄟ^這些值來確定插入深度。當考慮灌裝速度時,特別地,還能夠以時間相關(guān)方式來調(diào)整插入深度。
      [0024]灌裝高度計能夠確定實際灌裝高度或者與例如最大容許灌裝高度和/或期望灌裝高度的基準值相比的相對灌裝高度。例如,可以提供閉環(huán)控制單元,其能夠比較實際灌裝高度和期望灌裝高度(特別是在整個灌裝工序中),由此,基于該比較,能夠調(diào)整插入深度以使得不超過最大期望灌裝高度,和/或在整個灌裝工序中,拉伸桿或灌裝頸至少部分地浸漬在產(chǎn)品中,和/或在灌裝工序的最后拉伸桿或灌裝頸精確地取代期望缺量。
      [0025]與方法相關(guān)的上述概念、特征以及上述優(yōu)點也可以應(yīng)用到下面說明的根據(jù)本發(fā)明的成形灌裝機。
      [0026]根據(jù)本發(fā)明的成形灌裝機包括至少一個處理站,所述處理站用于通過使塑料預(yù)制體在中空模具中膨脹而形成塑料容器并且用于將基本上為液體的產(chǎn)品或者將所述產(chǎn)品的至少液體或固體組分灌裝到所述中空模具中的所述塑料容器中,其中,所述成形灌裝機包括用于調(diào)整拉伸桿或灌裝頸在所述塑料容器中的插入深度的調(diào)整單元。根據(jù)本發(fā)明,所述調(diào)整單元被構(gòu)造成使得,在灌裝工序的最后,所述拉伸桿或所述灌裝頸的所述插入深度被調(diào)整為使得被所述拉伸桿或所述灌裝頸取代的所述產(chǎn)品的體積與預(yù)定的期望缺量對應(yīng)。
      [0027]調(diào)整單元可以被構(gòu)造為用于使拉伸桿或灌裝頸沿著行程同時地被保持和移動(特別是不連續(xù)地或連續(xù)地移動)。調(diào)整單元可以例如包括凸輪和/或具有夾具的鉸接臂。調(diào)整單元可以包括例如伺服馬達的驅(qū)動器,驅(qū)動器被構(gòu)造為能夠移動拉伸桿或灌裝頸并且能夠以這種方式調(diào)整插入深度。調(diào)整單元,特別是驅(qū)動器,可以是(例如通過控制和/或閉環(huán)控制單元)可控的??蛇x地或附加地,調(diào)整單元可以被構(gòu)造成用于手動調(diào)整插入深度。
      [0028]所述調(diào)整單元可以被調(diào)整為使得在所述灌裝工序中的任何時刻,所述塑料容器中的實際灌裝高度將不超過最大容許灌裝高度。
      [0029]所述成形灌裝機可以包括控制和/或閉環(huán)控制單元,其中所述控制和/或閉環(huán)控制單元被構(gòu)造成使得,控制用于調(diào)整所述拉伸桿的所述插入深度的所述調(diào)整單元,特別地,以時間相關(guān)方式控制用于調(diào)整所述拉伸桿的所述插入深度的所述調(diào)整單元。
      [0030]所述控制和/或閉環(huán)控制單元可以控制所述調(diào)整單元,特別地,使得在所述灌裝工序中的任何時刻,所述塑料容器中的實際灌裝高度將不超過最大容許灌裝高度。
      [0031]所述控制和/或閉環(huán)控制單元可以控制所述調(diào)整單元,使得隨著灌裝高度的上升,所述拉伸桿或所述灌裝頸的所述插入深度將減小,特別地,所述插入深度將以所述拉伸桿或所述灌裝頸在整個所述灌裝工序中至少部分地浸漬在所述產(chǎn)品中的方式減小。
      [0032]所述控制和/或閉環(huán)控制單元可以被構(gòu)造為基于預(yù)定值和/或灌裝高度計的測量值來控制所述調(diào)整單元。
      【附圖說明】
      [0033]下面將參照示例圖對其他特征和優(yōu)點進行說明,其中
      [0034]圖1示出了成形灌裝機的非等比例示意圖;
      [0035]圖2示出了成形灌裝機的處理站的非等比例示意圖;
      [0036]圖3示出了在灌裝工序中的第一時刻,在拉伸桿處于拉伸位置的情況下,容器的非等比例不意圖;
      [0037]圖4示出了在灌裝工序中的第二時刻,容器的非等比例示意圖;
      [0038]圖5示出了在灌裝工序中的第三時刻,容器的非等比例示意圖;
      [0039]圖6示出了在灌裝工序的最后,在拉伸桿或灌裝頸被移除之后,容器的非等比例示意圖;
      [0040]圖7示出了在灌裝成型工序中的某個時刻的容器的非等比例示意圖;以及
      [0041]圖8示出了在灌裝工序的最后,在拉伸桿或灌裝頸被移除之前,容器的細節(jié)的非等比例不意圖。
      【具體實施方式】
      [0042]圖1示出了用于成型并灌裝塑料容器2的成形灌裝機1。通過形成塑料預(yù)制體3并借助于膨脹來獲得容器。各單獨的塑料預(yù)制體在對應(yīng)的處理站5中完成上述步驟。成形灌裝機包括安
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