專利名稱：通過吹制和填充使容器成形的成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使熱塑性材料制成的容器成形的成形方法，包括通過氣體部分膨大的階段和通過液體成型容器的階段。本發(fā)明更特別地涉及一種用于使預(yù)先熱調(diào)節(jié)的熱塑性材料制成的容器從毛坯態(tài)直到最終態(tài)而成形的成形方法，容器被插入在由型腔限定的空腔內(nèi)，所述成形方法包括一部分膨大的第一階段，在該第一階段過程中，容器被充填加壓吹制氣體，以吹制容器直至在容器的毛坯態(tài)和其最終態(tài)之間的中間狀態(tài)；一容器的第二填充階段，在該第二填充階段過程中，容器被填充液體充填，填充液體將吹制氣體通過容器的輸出孔逐出；一成型容器的第三階段，在該第三階段的過程中，容器的容納物被置于足夠壓力下，以使容器的壁有力地貼靠模具的型腔，以便使容器形成到其最終態(tài)。
背景技術(shù)：
熱塑性材料制成的容器如細(xì)頸瓶、小瓶等的制造通過毛坯態(tài)容器的成形實(shí)現(xiàn)，毛坯態(tài)容器有時(shí)稱為預(yù)成形件。在實(shí)施成形方法之前，預(yù)成形件在熱調(diào)節(jié)爐中加熱，以便給予它們足夠可塑性的結(jié)構(gòu)用于成形方法。這些預(yù)成形件接著被引入模制裝置中，模制裝置通常與吹制部件或拉伸一吹制部件相關(guān)聯(lián)。成形方法之后，實(shí)施填充階段。在該填充階段過程中，最終態(tài)的容器通常被充填液體，液體用于裝在容器中投放市場(chǎng)或運(yùn)輸。文獻(xiàn)EP-A-2. 143. 544提出修改成形方法，使用液體來全面完成容器的成形。根據(jù)該技術(shù)狀態(tài)的方法因而包括容器通過低壓吹制氣體的吹制從其毛坯態(tài)至中間狀態(tài)部分膨大的第一階段，然后是容器在所述中間狀態(tài)由填充液體充填的第二填充階段，以及最后，成型容器的第三階段，在該第三階段的過程中，容納在容器內(nèi)的液體被置于高的壓力下，以便給予容器其最終形狀。填充液體相對(duì)于氣體通常是不可壓縮的。這因而允許壓力的有效和快速的上升。有利地，在成型容器的第三階段時(shí)使用的液體是用于在最終態(tài)的容器中被運(yùn)輸?shù)囊后w。因而，這樣的方法允許在成形方法期間用液體充填容器。這尤其可以節(jié)省時(shí)間，避免在成形方法之后增添填充操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是改進(jìn)這樣的成形方法，以使其更快和性能更好，和以便生產(chǎn)出質(zhì)量更好的最終容器。為此，本發(fā)明提出一種前面描述類型的成形方法，其特征在于，在第二填充階段的過程中，填充液體的輸入流量與吹制氣體的輸出流量之間的比被控制，以便容器內(nèi)部的整體壓力是足夠的，以允許容器在該第二階段期間的繼續(xù)膨大。根據(jù)本發(fā)明的其它特征一在第二填充階段期間的容器內(nèi)部的整體壓力是恒定的；一在第二填充階段期間的容器內(nèi)部的整體壓力是隨時(shí)間變化的；一在第二填充階段期間的容器內(nèi)部的整體壓力是隨時(shí)間不斷增大的；一通過控制輸入的填充液體的流量，控制在第二填充階段期間的容器內(nèi)部的整體壓力；一通過控制輸出的吹制氣體的流量，控制在第二填充階段期間的容器內(nèi)部的整體壓力。


通過閱讀下面的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)得以顯現(xiàn)，將參照附圖以理解詳細(xì)說明，附圖中一圖1是軸向剖切透視圖，其示出用來實(shí)施按照本發(fā)明的教導(dǎo)實(shí)施的成形方法的成形裝置；一圖2至7是與圖1的視圖類似的視圖，其示出在成形方法的實(shí)施過程中的成形
>J-U ρ α裝直。對(duì)于下面的說明，將非限制性地采用由附圖的箭頭“V”示出的由下向上定向的豎直方向，以及從容器的軸線朝向外部正交定向的徑向方向。流體流動(dòng)的方向?qū)纳嫌纬掠味ㄏ?。?duì)于下面的說明，具有類似的、一樣的或相似的功能的零件將用相同附圖標(biāo)記表
/Jn ο
具體實(shí)施例方式圖1示出成形裝置10，其適于實(shí)施按照本發(fā)明的教導(dǎo)實(shí)施的方法。成形裝置10包括模具12，模具通常由在容器成形之前和之后能夠被分開以引入和/或取出容器的多個(gè)部分實(shí)施。為了清楚的原因，附圖示出模具12的僅一個(gè)部分。下面，當(dāng)提及模具12而沒有其它明確限定時(shí)，理解為模具12在其組裝好的位置中。模具12在此由彼此可徑向分離的兩個(gè)部分實(shí)施。每個(gè)部分包括要得到的最終容器的半個(gè)凹型腔(底壁，肩部)。因此，當(dāng)兩部分組裝形成模具12時(shí)，兩個(gè)半個(gè)凹形腔形成由最終態(tài)的容器的最終形狀的型腔限定的空腔14。作為變型，模具包括三部分具有容器底部的型腔的一個(gè)部分和用于構(gòu)成容器的壁和肩部的兩個(gè)部分。空腔14通過上孔16朝上豎直打開。模具12被用于容納熱塑性材料制成的容器18。這樣的毛坯態(tài)的容器18通常稱為預(yù)成形件。毛坯態(tài)的容器18被預(yù)先熱調(diào)節(jié)，用以給熱塑性材料足夠的可塑性，以使容器18能夠被吹制，或進(jìn)行膨大，以形成最終態(tài)的容器。對(duì)于下面的說明，當(dāng)需要明確容器18的狀態(tài)時(shí)，如圖7所示，毛坯態(tài)的容器18將用附圖標(biāo)記“18A”示出，最終態(tài)的容器18將用附圖標(biāo)記“18D”示出。如下面將解釋的，容器18還可能在如圖4所示用附圖標(biāo)記“18B”示出的第一中間狀態(tài)以及在如圖5所示用附圖標(biāo)記“18C”示出的第二中間狀態(tài)。容器18通常包括空心的主體19，主體通過由頸部20徑向限定的孔朝上打開，頸部也稱為注入口。以公知的方式，當(dāng)容器18在毛坯態(tài)18A時(shí)，容器18的頸部20通常已具有其最終形狀。因此，在成形方法期間頸部20的尺寸不應(yīng)被改變。為此，毛坯態(tài)18A的容器18僅主體19容納在模具12的空腔14內(nèi)，頸部20從上孔16出來延伸到空腔14外部，以避免任何意外變形。容器18的主體19通過凸緣22與頸部20隔開，凸緣徑向延伸并朝外部突起。凸緣22在此通過靠置在模具12的上表面上將頸部20阻擋在模具12的空腔14的外部。成形裝置10包括噴管24，噴管由豎直布置在模具12的上孔16之上的豎直管件構(gòu)成。噴管24包括形成噴嘴26的下端部開口。僅噴管24的下端部被示出在附圖中。噴管24通常是在圖1中示出的高的非工作位置和隨后的圖中示出的低的工作位置之間豎直滑動(dòng)的。噴管24形成一氣動(dòng)管道，氣動(dòng)管道是可以被供給加壓吹制氣體的。噴嘴26被設(shè)計(jì)用于，在低的工作位置，噴管24的管件以密封的方式與毛坯態(tài)18A的容器18的內(nèi)部接合。因此，容器18可以被充填由頸部20進(jìn)入的加壓吹制氣體，以便如下面將詳述的吹制容器18。在圖示實(shí)例中，涉及“鐘罩”類型的噴管24，其中，噴管24的噴嘴26具有鐘罩的形狀，當(dāng)噴管24在其低的工作位置中時(shí)，噴嘴遮蓋頸部20。噴嘴26的下端部邊緣因而配備有密封墊圈28，密封墊圈抵靠著模具12的上表面或抵靠著頸部20的凸緣22被朝下豎直地夾緊。為了清楚的原因，噴嘴26在附圖上被軸向剖切地示出。可理解噴嘴26具有柱形的形狀，以便完全地圍繞頸部20。成形裝置10的噴管24配備至少一個(gè)液壓管道32，液壓管道區(qū)別于噴管24。因此，可供給容器18的吹制氣體和填充液體不是由同一管道帶來。由于頸部20的柱形形狀，有利的是以與噴管24對(duì)中的方式實(shí)施液壓管道32。在圖示的實(shí)施方式中，如下面將描述的，吹制氣體將通過頸部20被注入到容器18中。同樣，當(dāng)用液體充填時(shí)所述吹制氣體將通過頸部20排出。實(shí)際上，由于吹制氣體的密度通常大于填充液體的密度，優(yōu)選的是在容器18的上部分中實(shí)現(xiàn)吹制氣體的排出。根據(jù)本發(fā)明一未示出的變型，成形裝置10包括僅用于吹制氣體進(jìn)入的注入孔和僅用于吹制氣體排放的排出孔。在此情況中，排出孔優(yōu)選由容器18的頸部20形成。注入孔可以無差別地布置在容器18內(nèi)部或頸部20處。液壓管道32通過填充孔36通達(dá)容器18中。在圖示實(shí)例中，液壓管道32形成在一豎直空心桿38內(nèi)部，豎直空心桿對(duì)中安裝在噴管24內(nèi)部。桿38的下端部包括至少一個(gè)填充孔36。桿38可獨(dú)立于噴管24地在一高的息止位置與一低的位置之間滑動(dòng)，在高的息止位置中，桿38的下端部位于容器18的外部，在低的位置中，桿38的下端部被布置在容器18的內(nèi)部，在此為靠近容器18的底部。作為變型，填充孔被布置在頸部20處。桿38具有的直徑小于頸部20的內(nèi)直徑。因此，當(dāng)桿38占據(jù)其低的位置時(shí)，吹制氣體在容器18內(nèi)的通過由具有環(huán)形形狀的氣動(dòng)孔實(shí)施，環(huán)形形狀由頸部20朝外徑向限定并由桿38朝內(nèi)徑向限定。以非限制性的方式，成形裝置10還包括容器18的拉伸部件。拉伸部件有利地由桿38實(shí)施。在桿朝末端低位置下降過程中，桿38因此可推動(dòng)毛坯態(tài)18A的容器18的底部，以引起其在豎直方向中朝下伸長。裝置10還包括受控部件，受控部件用于以密封的方式堵塞氣動(dòng)孔34，以便容器18以僅僅密封的方式與填充孔36接合。堵塞部件在此由環(huán)形的塞子40形成，塞子圍繞桿38并且在一高的等待位置和一低的堵塞位置之間豎直滑動(dòng)安裝在噴管24的內(nèi)部，在高的等待位置中，塞子在氣動(dòng)孔34的軸線上遠(yuǎn)離布置，而在低的堵塞位置中，塞子封閉氣動(dòng)孔34。塞子40在此包括環(huán)形墊圈，當(dāng)塞子在低的堵塞位置時(shí)，環(huán)形墊圈可被徑向夾緊在頸部20和桿38之間。由成形裝置10實(shí)施的成形方法主要包括將由“E1”、“E2”和“E3”表示的三個(gè)連續(xù)階段。如圖1所示，在被預(yù)先熱調(diào)節(jié)的毛坯態(tài)18Α的容器18被布置到模具12的空腔14中之后，成形方法的第一步“Ε1”開始。模具12的兩部分因而被閉合以形成空腔14。噴管24、桿38和塞子40個(gè)個(gè)處在它們的高的位置。在部分膨大的第一階段“Ε1”時(shí)，容器18被充填低壓“ΒΡ”的吹制氣體，以便引起容器18膨大直至在容器的毛坯態(tài)18Α與其最終態(tài)18D之間的第一中間狀態(tài)18Α。為此，如圖2所示，噴管24被操控朝往其低的工作位置，而桿38和塞子40分別停留在它們的高的位置中。如圖3所示，吹制氣體“G”如空氣通過噴管24以低壓“ΒΡ”被注入容器18內(nèi)部。注入氣體的壓力例如包括在4巴和10巴之間。在施加于其壁上的吹制氣體“G”的壓力“ΒΡ”的作用下，毛坯態(tài)18Α的容器18開始膨脹。該操作在下面將被稱為吹制操作。在該第一階段“Ε1”時(shí)，桿38還可被操控，以便朝其低的末端位置下降，以將毛坯態(tài)18Α的容器18的底部推向空腔14的底部。這允許朝下軸向地拉伸容器18。該操作以“拉伸操作”的名稱公知。在該第一階段“Ε1”時(shí)，填充孔36沒被供給填充液體。 根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的多個(gè)參數(shù)，拉伸操作可以在吹制操作之前、之后或同時(shí)開始，以便改變?nèi)萜魃喜牧虾穸鹊姆植?。然后，?dāng)容器18到達(dá)其毛坯態(tài)18Α和其最終態(tài)18D之間的第一中間狀態(tài)18Β時(shí)，如圖4所示，開始運(yùn)行容器18的第二填充階段“Ε2”。在該第二階段“Ε2”過程中，容器18被充填填充液體“L”，如圖4所示。填充液體“L”在比容納在容器18內(nèi)的吹制氣體“G”的壓力大的壓力下，通過位于桿38的下端部的孔36被引入。為此，第二階段“Ε2”期間，桿38的下端部被布置在容器18內(nèi)部。在該第二階段“Ε2”時(shí)，拉伸操作可以繼續(xù)或終止。在圖4、5和6所示實(shí)例中， 在成形方法的結(jié)尾期間，桿38在此停留在其低的末端位置中。隨著填充液體“L”充填容器18，吹制氣體“G”穿過目前形成吹制氣體“G”的輸出孔的頸部20被逐出。為此，通過噴管24供給吹制氣體“G”被停止。填充液體“L”的輸入流量與吹制氣體“G”的輸出流量之間的比被控制，以便容器18內(nèi)部的整體壓力是足夠的，以允許容器18在該第二階段“E2”期間繼續(xù)膨大直至如圖5所示的在第一中間狀態(tài)18B和最終態(tài)18D之間的第二中間狀態(tài)18C。在第二填充階段“E2”期間容器18內(nèi)部的整體壓力優(yōu)選隨時(shí)間變化。在第二填充階段“E2”期間容器18內(nèi)部的整體壓力例如隨時(shí)間不斷增加，以便引起容器18的連續(xù)膨脹。壓力因而規(guī)律地升高直至到達(dá)最大排氣壓力“BPmax”，例如10巴。根據(jù)本發(fā)明的一未示出的變型，在第二填充階段“E2”期間容器內(nèi)部的整體壓力是恒定的。 為了得到對(duì)填充流量和輸出的吹制氣體“G”流量之間的比的控制，可以—控制填充液體“L”的輸入流量；和/或—控制吹制氣體“G”的輸出流量。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，在第二階段“E2”的開始，關(guān)閉噴管24中的吹制氣體“G”的進(jìn)口。因而容納在噴管24中的吹制氣體“G”的壓力與包含在容器18中的吹制氣體“G”的壓力是平衡的。噴管24通過在第二階段“E2”期間被打開的一閥件(未示出)連接排出閥門(未示出)。閥門形成吹制氣體“G”從噴管24離開的唯一出口。該閥門被調(diào)節(jié)，以便當(dāng)噴管24中的吹制氣體“G”的壓力達(dá)到最大排氣壓力“BPmax”時(shí)閥門打開。因此，當(dāng)容器18被充填填充液體“L”時(shí)，容納在容器18中的吹制空氣被逐向噴管24，因此同時(shí)升高容器18中和噴管24中的壓力。這允許容器繼續(xù)膨大。當(dāng)壓力達(dá)到最大排氣壓力“BPmax”時(shí)，閥門打開以允許吹制氣體“G”朝外部逃逸。在該第二階段“E2”時(shí)，根據(jù)希望給出的整體壓力升高曲線的形狀，填充液體“L”的流量可以是恒定的或變化的。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，吹制氣體的輸出孔34的截面允許計(jì)算吹制氣體“G”的最大排出流量。由此可控制填充液體“L”的流量，以得到大于最大排出流量的填充液體“L”的流量。不可壓縮的填充液體“L”的水平因而快速升高，像活塞一樣將吹制氣體“G”朝容器18外部逐出。每單位時(shí)間內(nèi)被注入的液體“L”的體積大于被逐出的氣體“G”的體積，這力學(xué)上引起容器18中壓力的升高。當(dāng)然可結(jié)合前面描述的兩種實(shí)施方式，以便根據(jù)容器18的形狀、空腔14的形狀、形成容器18的材料、容器18的溫度、或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知其它參數(shù)，得到合適的整體壓力變化曲線。無論使用的實(shí)施方式，液壓管道32將具有的壓力大于容器18內(nèi)整體壓力的填充液體“L”供給容器18。當(dāng)容器18達(dá)到其第二中間狀態(tài)18C時(shí)，如圖5所示，成型容器的第三階段“E3”開始運(yùn)行。
如圖6所示，塞子40因而朝其低的堵塞位置降下，以阻止填充液體“L”離開容器18。容器18的容納物因而基本由填充液體“L”形成，一小囊吹制氣體“G”可仍然存在于塞子40之下，對(duì)該第三階段“E3”的實(shí)施沒有有害影響。然后，如圖6所示，容器18的容納物被置于足夠的高壓力“HP”之下，以使容器18的壁有力地貼靠模具12的型腔，以便給予容器18其最終形狀。高壓力“HP”例如等于40巴。壓力“HP”有利地通過升高液壓管道內(nèi)的填充液體“L”的壓力來控制。填充液體“L”是不可壓縮的，壓力上升比由可壓縮氣體得到的要更快和更有效。該第三階段“E3”之后，容器18在其最終態(tài)18D。如圖7所示，塞子40、桿38和噴管24因而被分別操控朝向它們的高的位置。因此，在成形方法之后，當(dāng)容器18從模具12脫出時(shí)就已被填充液體“L”充填。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)實(shí)施的成形方法有利地是簡短的，因?yàn)槔玫诙畛潆A段“E2”以繼續(xù)容器18的膨大。另外，節(jié)省時(shí)間還導(dǎo)致質(zhì)量增益，因?yàn)樵谌萜?8填充期間不停止容器18的膨大可避免材料由于冷卻凝固。此外，可看出，使用根據(jù)本發(fā)明的成形方法的第二填充階段“E2”膨大容器18可以比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施的成形方法明顯使用更少能量地形成最終態(tài)18D的容器18。
權(quán)利要求
1.一種用于使預(yù)先熱調(diào)節(jié)的熱塑性材料制成的容器(18)從毛坯態(tài)(18A)直到最終態(tài) (18D)而成形的成形方法，所述容器(18)被插入在由型腔限定的空腔(14)中，所述成形方法包括一部分膨大的第一階段(El )，在該第一階段過程中，所述容器(18)被充填加壓(BP)吹制氣體(G)，以便吹制所述容器(18)至在其毛坯態(tài)(18A)和其最終態(tài)(18D)之間的中間狀態(tài) (18B);一所述容器(18)的第二填充階段(E2)，在該第二填充階段過程中，所述容器(18)被填充液體(L)充填，所述填充液體將所述吹制氣體(G)通過所述容器的輸出孔(34)逐出；一成型容器的第三階段(E3)，在該第三階段的過程中，所述容器(18)的容納物被置于足夠的壓力(HP)下，以使所述容器(18)的壁有力地貼靠模具(12)的所述型腔，以便使所述容器(18)形成到其最終態(tài)(18D);其特征在于，在所述第二填充階段(E2)的過程中，所述填充液體(L)的輸入流量與所述吹制氣體(G)的輸出流量之間的比被控制，以便所述容器(18)內(nèi)部的整體壓力是足夠的，以允許所述容器(18)在該第二填充階段(E2)期間繼續(xù)膨大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，在所述第二填充階段(E2)期間的所述容器(18)內(nèi)部的整體壓力是恒定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，在所述第二填充階段(E2)期間的所述容器(18)內(nèi)部的整體壓力是隨時(shí)間變化的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成形方法，其特征在于，在所述第二填充階段(E2)期間的所述容器(18)內(nèi)部的整體壓力是隨時(shí)間不斷增大的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成形方法，其特征在于，通過控制輸入的所述填充液體(L)的輸入流量，控制在所述第二填充階段(E2)期間的所述容器(18)內(nèi)部的整體壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的成形方法，其特征在于，通過控制輸出的所述吹制氣體 (G)的輸出流量，控制在所述第二填充階段(E2)期間的所述容器(18)內(nèi)部的整體壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使容器(18)成形的成形方法，包括－部分膨大的第一階段(E1)，在該第一階段過程中，所述容器(18)被充填加壓(BP)吹制氣體(G)；－所述容器(18)的第二填充階段(E2)，在該第二填充階段過程中，所述容器(18)被填充液體(L)充填，所述填充液體將所述吹制氣體(G)通過輸出孔(34)逐出；－第三階段(E3)，在該第三階段的過程中，所述容器(18)的容納物被置于壓力(HP)下，以便使所述容器(18)形成到其最終態(tài)(18D)；其特征在于，在所述第二填充階段(E2)的過程中，所述填充液體(L)的輸入流量與所述吹制氣體(G)的輸出流量之間的比被控制，以允許所述容器(18)在該第二填充階段(E2)期間繼續(xù)膨大。
文檔編號(hào)B29C49/58GK103003051SQ201180035278
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者S·費(fèi)夫爾, G·弗約萊 申請(qǐng)人:西德爾合作公司