用于制造容器的設(shè)備和方法
【專利說明】用于制造容器的設(shè)備和方法
[0001]本發(fā)明通常涉及用于制造容器的設(shè)備。本發(fā)明還涉及用于制造容器的方法以及所生產(chǎn)的容器。
[0002]眾所周知，通過吹制成型過程制造容器，其中空白坯料或“預(yù)成型件”定位在模具的腔內(nèi)且注射有壓縮氣體，通常是空氣，使得空白坯料或“預(yù)成型件”膨脹并呈現(xiàn)模具腔的輪廓。模具的輪廓配置為容器的形狀，使得當(dāng)預(yù)成型件在模具內(nèi)膨脹時預(yù)成型件因此形成為容器。
[0003]對此的一個常見變形是拉伸吹制成型過程，其中預(yù)成型件在膨脹的同時沿著縱向軸線機械地拉伸。在拉伸吹制成型過程中使用的預(yù)成型件具有封閉端，使得預(yù)成型件通常類似于具有封閉端和在開放端處具有開口的試管。這些預(yù)成型件在開口處通常還設(shè)置有凸緣、螺紋等，以允許閉合裝置與完成的容器的開口的附接。
[0004]在拉伸吹制成型過程期間，拉伸桿或類似裝置插入預(yù)成型件的開口中并前進(jìn)，當(dāng)注射空氣時在預(yù)成型件處從預(yù)成型件內(nèi)部推動并沿著預(yù)成型件的縱向軸線拉伸預(yù)成型件。預(yù)成型件的開口保持基本上不變形，但是預(yù)成型件的主體拉伸和擴(kuò)張，以匹配預(yù)成型件置于其中的模具的輪廓。
[0005]拉伸吹制成型因此尤其適合于長型容器即用于包裝礦泉水和其他飲料的容器的制造。雖然本文涉及使用拉伸吹制成型過程制造飲料容器，但是應(yīng)該理解的是，在此討論的原理可等同地應(yīng)用于用于其他物質(zhì)和用途的容器的制造。
[0006]用于拉伸吹制成型的設(shè)備至少包括前述的模具(最好設(shè)置為兩個或更多個活動部分以便于完成的容器的取出)以及用于將壓縮氣體注射到預(yù)成型件的腔中且可能插入或移除拉伸桿的注射頭。
[0007]設(shè)備可具有單個腔室，但是更經(jīng)常的是，設(shè)備以多個腔室的形式設(shè)置多個模具。使用多個模具將提高容器制造過程的輸出，這在商業(yè)化的容器制造和裝瓶操作中是大為有利的。
[0008]在大容量的拉伸吹制成型實施中，這些模具傳統(tǒng)上設(shè)置在大的旋轉(zhuǎn)輪的圓周上。當(dāng)輪到達(dá)某個角位置時，打開模具，插入預(yù)成型件以及使模具閉合包圍預(yù)成型件，而當(dāng)輪旋轉(zhuǎn)時，注射頭將氣體注射到預(yù)成型件中，使得等到輪返回到初始角位置時，模具部分內(nèi)的容器完全形成并移除，以進(jìn)行清洗、填充和密封。
[0009]通過使用輪和多個模具并使多個注射頭作用在設(shè)置在模具內(nèi)的多個預(yù)成型件上，相對于單模具設(shè)備，可連續(xù)地并以非常高的生產(chǎn)率生產(chǎn)容器。當(dāng)與填充和密封線組合操作時，可如此生產(chǎn)成千上萬的填充的和密封的容器。一般來說，設(shè)置在輪上的模具腔的數(shù)量越大，可制造容器的速率越大。
[0010]本原理的一個【具體實施方式】在文獻(xiàn)EP1226017中找到，該文獻(xiàn)描述了一種模制設(shè)備，其中存在多個模具部分，每個模具部分配置為與相鄰的模具部分的對應(yīng)面形成模具腔。這些模具部分沒有設(shè)置在輪的邊緣上，而是位于類似輻條的徑向支撐件的端部，以圍繞公共軸線轉(zhuǎn)動。
[0011]徑向支撐件可進(jìn)一步改變?yōu)榫哂衅骷栽试S模具部分的徑向移動，既在絕對意義上移動又相對于彼此移動，徑向支撐件可進(jìn)一步改變以允許模具部分的軸向移動。通過這些移動器件，在模制設(shè)備的操作期間，打開和閉合模具部分之間的每個模具腔。
[0012]然而，當(dāng)在容器制造和填充操作中實施時，現(xiàn)有技術(shù)中已知的設(shè)備需要相當(dāng)大量的占地面積。伴隨輪形的模制設(shè)備的是，需要至少供應(yīng)用于向容器填充液體產(chǎn)品的設(shè)備，以及用于使預(yù)成型件和容器在它們之間運動的運輸帶或輸送器。這限制了對于給定占地面積來說任一設(shè)施都可實現(xiàn)的產(chǎn)量，并可使產(chǎn)品價格過度增加。
[0013]此外，現(xiàn)有技術(shù)中已知的設(shè)備需要大量的能量來操作。具體地，在成型操作期間期望將模具部分夾持在一起，以防止標(biāo)記沿著模具部分相遇處的分型線形成在容器的表面上。必須因此提供通過大的力將模具部分夾持在一起的器件。這需要大量的能量且需要增加更多的機械設(shè)備，進(jìn)一步增加了模制設(shè)備所需的空間及其構(gòu)造和操作的復(fù)雜性。
[0014]因此，本發(fā)明的目的在于提供模制設(shè)備，與現(xiàn)有技術(shù)中已知的模制設(shè)備相比，該模制設(shè)備的空間效率更高，且在容器生產(chǎn)期間消耗更少的能量。
[0015]因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及用于制造容器的設(shè)備，該設(shè)備包括:多個模具部分，每個所述模具部分設(shè)置有至少兩個基本上相對的面，所述至少兩個基本上相對的面配置為在與另一模具部分的相對面緊靠時形成模具腔，所述模具腔基本上限定容器的形式；以及引導(dǎo)器件，配置為使所述多個模具部分沿著閉合路徑以循環(huán)連續(xù)的方式連續(xù)地行進(jìn)，所述閉合路徑的長度大于所述模具部分當(dāng)彼此緊靠時的總長度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備的特征在于，所述設(shè)備包括至少一個注射頭，所述至少一個注射頭配置為將一定量的液體注射到定位在兩個所述模具部分之間的、至少部分地設(shè)置在由所述模具部分形成的模具腔內(nèi)的、基本上呈管狀的預(yù)成型件的腔中，從而使所述預(yù)成型件擴(kuò)張為所述模具腔的輪廓并形成容器；其特征進(jìn)一步在于，每個模具部分沿著所述閉合路徑、以相對于緊鄰的模具部分的速度增加的速度、行進(jìn)通過所述閉合路徑的至少一個操縱區(qū)，所述設(shè)備包括:定位操縱區(qū)，其中，將所述預(yù)成型件插入所述設(shè)備中；以及取出操縱區(qū)，其中，將所述容器從所述設(shè)備取出。
[0017]這在以下方面是有利的:當(dāng)注射到預(yù)成型件中的液體是包裝在容器內(nèi)的液體時，通過單個設(shè)備在單個步驟中制造容器并給容器填充產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備將因此排除了對用于填充容器或?qū)⑷萜鲝男纬稍O(shè)備運輸?shù)教畛湓O(shè)備的任何附加器件的需要。
[0018]本方面在以下方面是進(jìn)一步有利的:所配置的容器制造設(shè)備將消耗比本領(lǐng)域中已知的能量少的能量來制造容器，其原因在于，在設(shè)備的操作期間模具腔內(nèi)的壓力增加被用于確保每個容器適當(dāng)?shù)啬Ｖ啤?br>[0019]在設(shè)備的操作期間，隨著液體注射到預(yù)成型件中且預(yù)成型件擴(kuò)張，模具腔內(nèi)的壓力升高。當(dāng)預(yù)成型件擴(kuò)張以與模具腔本身的壁接觸時，需要將模具部分保持在一起，使得擴(kuò)張的預(yù)成型件不會推動模具部分分離，而是呈現(xiàn)模具腔的形式的最小細(xì)節(jié)。
[0020]一旦具體預(yù)成型件擴(kuò)張為與模具腔的表面接觸，則與其緊鄰的腔中的預(yù)成型件將從液體注射到定位在腔中的預(yù)成型件中而加壓。前一個腔內(nèi)的容器將幾乎完全形成，它本身將壓力施加到前面的模具腔的壁上。形成具體預(yù)成型件擴(kuò)張為接觸到的模具腔的兩個模具部分因此通過緊鄰的腔內(nèi)的壓力而保持在一起。
[0021]按照這種方式，在預(yù)成型件擴(kuò)張為模具腔的輪廓時將模具部分保持在一起所需的能量的量減少，提高了設(shè)備的操作的經(jīng)濟(jì)性和效率。還提高了生產(chǎn)的容器的質(zhì)量，其原因在于，通過模具部分上的壓縮力防止了模具分隔線形成在容器中。
[0022]根據(jù)特征，所述設(shè)備設(shè)置有至少兩個操縱區(qū)，在定位操縱區(qū)將所述預(yù)成型件插入所述模具腔中，在取出操縱區(qū)從兩個緊鄰的模具部分移除所述容器。
[0023]這在以下方面是有利的:在兩個不同的操縱區(qū)執(zhí)行預(yù)成型件的插入和容器的移除，將產(chǎn)生一部分閉合路徑，其中在這一部分閉合路徑上，沒有預(yù)成型件或容器設(shè)置在模具腔內(nèi)。這一部分閉合路徑可用于執(zhí)行提高設(shè)備的操作的多個輔助步驟中的任何步驟。按照這種方式，提高了設(shè)備及其操作的性能和靈活性。
[0024]在優(yōu)選實施方式中，用于清潔所述模具腔的器件設(shè)置在所述定位操縱區(qū)和取出操縱區(qū)之間。
[0025]這在以下方面是有利的:由此在不需要停止模制設(shè)備或以其他方式中斷容器的生產(chǎn)的情況下，定期地清潔模具腔。此外，設(shè)置用于清潔設(shè)備的器件確保了模具腔不存在污垢、油脂或其他這樣的污物，提高了生產(chǎn)的容器的清潔和質(zhì)量并保持位于容器中的產(chǎn)品的純度。
[0026]根據(jù)另一特征，所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于將閉合件應(yīng)用于容器的開口的至少一個閉合裝置，所述至少一個閉合裝置設(shè)置為與模具部分協(xié)作地運動。
[0027]這在以下方面是有利的:在單個設(shè)備中組合了生產(chǎn)準(zhǔn)備銷售的容器所需的整個范圍的過程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，容器制造和填充操作所需的空間因此減少，允許在不需要工廠占地面積相應(yīng)地增加的情況下，增加了產(chǎn)量。此外，在單個機器上執(zhí)行整個形成和填充過程總的來說減小了操作的復(fù)雜性。因此提高了填充的容器的容量和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性。
[0028]優(yōu)選地，通過形成使所述容器形成的所述模具腔的所述模具部分的相對運動，所述至少一個閉合裝置相對于所述容器定位。
[0029]這在以下方面是有利的:在不需要附加的致動器或其他運動裝置的情況下，使閉合裝置相對于模具腔定位，通過模具部分沿著閉合路徑的運動例如經(jīng)過操縱區(qū)來實現(xiàn)閉合裝置的定位。設(shè)備因此變得更簡單、更可靠和更便宜地操作。
[0030]根據(jù)另一特征，為每個模具部分設(shè)置一個閉合裝置。
[0031]這在以下方面是有利的:將設(shè)備可操作的速度最大化。由于每個模具部分存在一個閉合裝置，所以使該循環(huán)的、專用于將閉合裝置定位在容器上的那一部分最小化。按照這種方式，使設(shè)備的操作的每個周期的總時間最小化。因此提高了設(shè)備的輸出。
[0032]可選地，為每兩個模具部分設(shè)置一個閉合裝置。
[0033]這在以下方面是有利的:減小設(shè)備的整體復(fù)雜性。通過為每隔一個模具部分設(shè)置一個閉合裝置，減小了閉合裝置的總數(shù)量，導(dǎo)致設(shè)備中的部件對應(yīng)地減少。因此使得設(shè)備的操作更可靠。
[0034]根據(jù)另一特征，每個閉合裝置安裝在模具部分上。<