由吹塑或拉伸吹塑来成型热塑性容器的装置
专利汇可以提供由吹塑或拉伸吹塑来成型热塑性容器的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且由吹塑热预制件来成型热塑性容器的装置，包括一个模具(1)以及含有一个钟形 喷嘴 (8)的吹胀装置(2)，该喷嘴可在一个上升 位置 与一个抵接着模具的吹塑位置之间轴向移动；驱动部分包括具有一个 凸轮 从动辊(13)/凸轮(14)的机械传动部(12)和具有一个 柱塞 (18)的 气动 传动部(16)，该柱塞与喷嘴的上端相承接并且在固定的封套(17)内滑动，并在其中限定了一个与控制 流体 源(24)相连通的上间室(19)，以及一个间室通过一个电磁 阀 (26)与该流体源和上间室相连通的下间室(20)；该柱塞上表面的表面积要大于其下表面的表面积和喷嘴钟形口(9)的表面积。，下面是由吹塑或拉伸吹塑来成型热塑性容器的装置专利的具体信息内容。
1.由吹塑或者拉伸吹塑热预制件来成型热塑性容器的装置，所述 装置包括一个模具(1)和包含钟形喷嘴类型的可以轴向移动的吹嘴(8) 的吹胀装置(2)，以及使所述吹嘴(8)在所述模具(1)上方介于上 升位置与吹塑位置之间移动的驱动装置，在上升位置上，喷嘴(8)的 末端(9)被抬升至高于该模具，在吹塑位置上，该喷嘴(8)的末端(9)密 封抵接该模具(1)，该驱动装置包括具有至少一个承接于喷嘴(8)上 的凸轮从动辊(13)的机械传动部(12)，以及所述凸轮从动辊(13) 抵接于其上的至少一个独立的控制凸轮(14)，凸轮从动辊(13)与凸 轮(14)处于相对运动状态，
其特征在于，该驱动装置进一步包括气动传动部(16)，其包含：
-一个同轴围绕在吹嘴(8)的上终端部的固定封套(17)，
-一个封装于所述封套(17)内并与吹嘴(8)的上端相承接的柱 塞(18)，所述柱塞(18)在封套(17)内形成一个上间室(19)和一 个下间室(20)，该柱塞(8)具有表面积要大于喷嘴(8)的钟形口(9) 的表面积的上表面，和表面积要小于其上表面的表面积的下表面，
-一个设置于封套(17)内并与上间室(19)相连通的上开口(22)，
-一个设置于封套(17)内并与所述下间室(20)相连通的下开口 (23)，
-所述上下两开口(22，23)都与一个增压控制流体源(24)相连 通，
-一个延伸于所述上下两间室(19，20)之间的旁通环路(25)，以 及
-适合于在吹塑过程中从氛围中隔离所述下开口(23)并使氛围与 所述下开口(23)相连通的选择器装置(26，26‘)，
-柱塞(18)的上表面的表面积是使得控制流体施加于柱塞(18) 上的力大于吹胀流体施加于喷嘴(8)的钟形口(9)上的反方向上的 力，
由此，带有与凸轮(14)相抵接的凸轮从动辊(13)的机械传动 部(12)决定了喷嘴(8)的移动速度，同时气动传动部(16)保证了 在喷嘴(8)的移动过程中该凸轮从动辊(13)保持与凸轮(14)相抵 接，以及在吹塑阶段过程中使喷嘴(8)锁定于抵接在模具(1)的状 态，以及
由此，控制气动驱动装置(16)运行的增压流体不再系统地向大 气中排放以及无用容积的减少也就成为了可能，这使得对增压吹胀流 体的实质节约成为可能。
2.根据权利要求1的成型装置，其特征在于，所述的上下两开口 (22，23)都与吹胀流体源相连，并且所述柱塞(18)的上表面的横向 尺寸大于喷嘴(8)的钟形口(9)的横向尺寸。
3.根据权利要求1的成型装置，其特征在于，所述上下两开口(22， 23)都与一个处在低于吹胀流体的压力的压力下的控制流体源(24) 相连。
4.根据权利要求3的成型装置，所述控制流体源(24)为处于工 业压力下的流体源。
5.根据权利要求1的成型装置，其特征在于，所述的旁通环路(25) 处于封套(17)外面并且结合有电磁阀(26)，电磁阀在吹塑阶段过程 中处于关闭位置。
6.根据权利要求1的成型装置，其特征在于，所述的旁通环路处 于封套(17)的内部，并且结合有电磁阀(26)的环道(33)延伸于 控制流体源(24)与下开口(23)之间。
7.根据权利要求6的成型装置，其特征在于，所述的旁通环路延 伸于封套(17)与柱塞(18)之间。
8.用于制造由吹塑或者拉伸吹塑热预制件成型的热塑性容器的旋 转式传送带设备，包括多个设置于旋转式传送带外周边的成型装置， 其特征在于，每个成型装置都按照权利要求1设计。
技术领域
本发明主要涉及成型容器领域，特别是由热塑性材料如PET通过 吹塑或者拉伸吹塑热预制件而制得的瓶子等，进一步地特别涉及到对 通过吹塑或者拉伸吹塑热预制件来成型热塑性容器的装置的改进，所 述装置包括一个模具和吹胀装置，该吹胀装置包括一个钟形喷嘴类型 的吹嘴(blowing nozzle)，该吹嘴是可以轴向移动的，还包括在所述 的模具上方使上述吹嘴在上升位置和吹塑位置之间移动的驱动装置， 在上升位置处喷嘴的末端抬升至高于该模具，在吹塑位置处喷嘴的末 端与该模具密封抵接，上述驱动装置包含具有至少一个与喷嘴成整体 的凸轮从动辊的机械传动装置以及至少一个单独的并与所述凸轮从动 辊保持抵接的控制凸轮，该凸轮从动辊与该凸轮处于相对运动状态。
背景技术
首先第一个缺陷关于在相关部位带有凸轮从动辊和凸轮的吹嘴驱 动装置的机械设计。当凸轮从动辊进入并与凸轮接触时会发生回弹现 象，其所引发的震动会扩散到装置内部。而通过选取适当的结构来抑 制这种回弹现象是可以实现的，尤其是在返回段，因此，其如此设置 以较好的达到高生产率(例如约50000-60000容器/小时)通常是能够 实现的。然而，为了达到这些厂家目前希望的甚至更高的生产速度(如 达到80000容器/小时)，这些结构上的变化就不能够再保留了，尤其 是对于凸轮从动辊的复位弹簧。
除此之外，流体，一般的气动式的驱动装置能够容易的实施以确 保吹嘴至少在一个方向上的移动(尤其是在喷嘴的下降方向)。然而， 这种气动驱动方式耗费了大量的增压气体(实际中是空气)，特别是由 于在操作工序的最后一步向大气中排泄了气体。进一步来说，上述增 压气体的产生导致了在相关的装置内形成了一个格外高成本的阶段， 尤其是增压空气的数量和/或压力越大，则空气增压器的功率越要大， 可是大功率增压机的购置非常昂贵，运行过程中也要消耗大量的电能。
另外，在喷嘴为钟形形状的情况下，该喷嘴的钟形底会承受吹入 气体的高压(例如典型的约40x105Pa)。其直接向上的合力就会驱使喷 嘴与相对保持在抵接接合处的模具相分离，这可能导致运转故障，特 别是在吹塑过程中出现抵接接合处的缺陷以及吹入气体的泄漏。为了 避免上述缺陷，有必要提供一种合适的手段以便该钟形口可以紧紧的 保持对着模具的抵接，尽管这些不利的反作用和适当的结构再一次证 实这是高成本的。
发明内容
为此，本发明提供了一种如前文所述的适合于通过吹塑或者拉伸 吹塑热预制件成型热塑性容器的装置，按照本发明的设计，其特征在 于该驱动装置进一步的包括气动驱动部，包括：
-一个基本上同心围绕在吹嘴的上终端的固定封套，
-一个与所述吹嘴的上端承接(integral with)的安装入上述封套 的柱塞，所述的柱塞限定了该封套的一个上间室和一个下间室，该柱 塞具有一个上表面，其表面积大于钟形喷嘴的表面积，以及一个下盘， 其表面积要小于上表面的表面积，
-一个位于封套内的上开口并且与上间室连通，
-一个位于封套内的下开口并且与下间室连通，
-此上下两开口都与一个增压控制流体源相通连，
-一个延伸于上下两间室之间的旁通环道，以及
-用于在吹塑阶段依据气压来分隔和连通下开口的选择开关装 置，
-柱塞上表面的表面积使得在上间室中的控制流体施加于柱塞上 的力要大于相反方向上的吹塑流体施加于钟形喷嘴上的力。
由于采用了本发明所提出的手段，具有与所述凸轮处于抵接状态 的凸轮从动辊的机械传动装置决定喷嘴的移动速度，虽然该气动驱动 装置具备了确保在喷嘴的移动期间该凸轮从动辊保持紧倚靠该凸轮并 且在吹塑阶段期间喷嘴紧倚靠模具的锁定的功能。该气动装置的采用 使得产生为修正导向所必须的高回程力成为可能，并且不存在凸轮从 动辊的回弹，也避免了操作中高刚性簧片的使用，尤其是在装配和拆 卸过程中，对高刚性簧片的操作对于维护人员来说是具有危险性的。
同样的，由于采用了本发明所提出的手段，在每个吹塑周期的末 端，控制气动驱动装置运行的增压流体非惯常地排放到大气中很容易 实现，尤其是无用容积被减小了，因此能够大大节约增压吹塑流体。
在一个简单的实施例当中，上述两上下开口与吹塑流体本身相通 连，并且柱塞的上表面具有一个横向尺寸，其大于钟形喷嘴的横向尺 寸。通过增压吹胀流体使气动气缸的运动成为可能，一方面，是为了 简化吹胀装置的气动布缆，另一方面，是为了能够提供具有一最小化 横向尺寸的气缸，这是由于其也要经受施加给钟形喷嘴的同样的压力。 然而，增压吹胀流体的生产高成本的事实依旧存在。
为了避免这个缺陷，可选择的，可以提供上下两开口与控制流体 源相通连，其压力小于吹塑流体所产生的压力，特别优选在工业压力 下(典型的是约7x105Pa)，其存在于所有的气动设备中。
尽管这并不是唯一可行的解决办法，但有利的是其在吹塑阶段过 程中，旁通环路设置于封套的外周部并且安装有处于闭合位置的电磁 阀。优选的，旁通环路也可以设置于封套内部，并特别的伸展于封套 与柱塞之间，而且安装有电磁阀的一个环道是置于控制流体源与下开 口之间的。
依据上下文很容易理解，根据本发明的装置可以很方便的应用于 旋转式传送带设备中，其可用于由吹塑或者热预制件拉伸吹塑制造热 塑性容器，其包括多个设置于旋转式传送带外周边的成型装置，其中 每个成型装置都根据上面的叙述来设计，其带有一个固定嵌置的并与 凸轮从动辊相配合的凸轮，以驱动承载在旋转传送带上的吹胀机构的 吹嘴。
附图简要说明
通过阅读接下来的某些优选实施例的详细说明可以更好的理解本 发明，但并不完全局限于实施例。在这些说明中，附图配附有注释， 其中：
-图1A，1B，与1C是图示本发明第一实施例的示意性视图，分 别表现了三个不同的工作位置；
-图2是图示本发明的第二实施例的示意性视图，表现一个与图 1A相一致的单个工作位置；并且
-图3是图示第三实施例的示意性视图，其是与本发明的图1A 相一致的单个工作位置。
具体实施方式
图1A至1C是依照本发明的目的整体和局部表示的一种通过吹塑 或者拉伸吹塑热预制件成型热塑性容器的装置。在这些图中，仅仅是 表示了为理解本发明所必需的该成型装置的部分；与本发明不直接相 关的其他部分并没有表示出，这些部分可以根据使用目的而具有任何 类型或适当的构造。
首先更具体地参见图1A，一种通过吹塑或者拉伸吹塑热预制件而 成型热塑性容器的装置，包括模具1和吹胀装置2。
模具1如其径向剖面图所示，包括一个具有X轴线的容器成型腔 3。实际上，和大多数申请人已制造且已上市的成型装置一样，该模具 可以是通常所说的折叠式模具的类型，由两个半模4a，4b所组成，这 些半模以一个相对于另外一个绕旋转轴旋转的方式相铰接，该旋转轴 基本上平行于型腔的X轴线；该半模4a，4b分别包含有各自的模型 3a，3b，它们是处在如图1A所示的带有沿着一个接合面5彼此互相 对接的两个半模的模具1的闭合位置处，并共同限定了型腔3。该型 腔3通过一个开孔6(预制件和容器的颈状部的通路)向外敞开，该 开口位于模具的一个表面7(典型地为模具的上表面)上。
吹胀装置2包括一个具有钟形喷嘴类型的吹嘴8，其被安装于模 具1上方并且与型腔3的X轴基本是同轴的，且可以在驱动装置的作 用下在安置于模具1上方的喷嘴本体15中设置的孔隙27中作轴向位 移。喷嘴8的轴向位移连续地在两个极限位置间进行，这两个极限位 置即：
-一个上升位置，在此位置上喷嘴8的钟形端9被升起高于该模 具1以放开模具的表面7，以便在吹塑成型前将预制件进行装模并且 在吹塑成型之后将模制好的容器从模具中取出，并且
-一个下降位置或吹塑位置(图1C)，在此位置上，喷嘴8的钟 形端9密封地抵接模具1的表面7，以便在高压下(例如典型地约 40x105Pa)将吹胀流体引入至预制件中。
该喷嘴8通常是采用管形的喷嘴棒21的形式，其底部终止于上述 钟形端9。为了给喷嘴棒供应吹胀流体，该喷嘴棒21的管壁通过孔隙 27被穿透，同时该喷嘴的本体15也是穿孔的，优选在其下端的附近， 通过一个孔道28连接到一个吹胀流体源，以便该孔隙27与孔道28 相对应而且只有当喷嘴8处于吹塑位置时才向喷嘴棒21进料，并且当 喷嘴8不在吹塑位置上时，该孔隙27不再与孔道28相符合而且向喷 嘴棒21供应的吹胀流体也被阻断。
申请人制造和销售的大多数成型装置通常就是这样的，喷嘴棒21 是被一个拉伸棒10穿过的，拉伸棒设置成与型腔的X轴同轴，并且 其本身是通过移动装置(未示出)以连续的方式轴向移动地，以使热 预制件得到轴向拉伸以便机械辅助该气动吹塑成型。在这一结构中， 此吹入空气是通过一个环形间隙11供给的，该间隙存在于该拉伸棒 10与其喷嘴棒21下半部的内表面之间。
该喷嘴8的驱动装置包括机械驱动部12，其含有至少一个与喷嘴 8成一整体的凸轮从动辊13以及上述凸轮从动辊13用来保持抵靠的 至少一个单独的控制凸轮14，该凸轮从动辊13和该凸轮14是可以相 对运动的。实际上，在此类成型装置的一个优选实施中，这一相对运 动是通过将该成型装置设置成为旋转传送带类型的设备的一部分而获 得的，该设备包括多个分布在该传送带外围的同样的成型装置：所以 凸轮从动辊13是移动的并与承接有旋转式传送带结构的一个固定的 凸轮14相配合。
依照本发明，该驱动装置进一步包括气动驱动装置16，其含有， 一方面，一个基本上共轴围绕喷嘴棒21的上终端部的固定封套17， 该上终端部与钟形端9相对，以及，另一方面，一个与该喷嘴棒21 上端成一整体的柱塞18被所述封套17封闭；在所阐述的例子中，该 柱塞18是在中心穿孔的以允许拉伸棒10的自由进入。
柱塞18在封套17中限定了一个上间室19和一个环形的下间室 20，该下间室限定于封套17的管壁和喷嘴棒21之间。
柱塞18具有：
-一个上表面，其具有一个以Ss表示的表面积，该表面积要大于 以Sc表示的喷嘴的钟形端9的表面积(在两种情况下，其相应的表面 积是指截去拉伸棒10的直段部分的表面积后的表面积)，以及
-一个下表面，其具有一个以Si表示的表面积(下间室20的内 表面积，其要截去喷嘴棒21的直段部分的表面积)，其小于所述的上 表面的表面积Ss。
换句话说，柱塞18的上表面和下表面具有不同的表面积Ss和Si， 该柱塞的上表面的表面积Ss大于其下表面的表面积Si。
在图1A所示的实施例中，柱塞18被调整，尽可能地密封在封套 17内部，从而使柱塞18的直径大体上等于该封套17的内径。
一个上开口22设置于封套17上并且与上间室19相连通，同时在 封套17上设有一个下开口23，该开口23与下间室20相连通。
两个独立的上下开口22、23是与一个增压控制流体源24相连通。 分别与两开口22、23相连通的旁通环道25延伸于上下两间室之间。 在所举的实施例中，该旁通环道25处在封套17之外，但是这样一个 旁通环道也可以被设计为结合至封套17和/或柱塞18内，正如下面将 要说明的一样。
在吹塑阶段过程中下开口23与大气的隔断与连通也都是必需 的；那么就仅有上开口22保持着与控制流体源24的连通。在这种实 施的一个简单的实施方式中，依据其提出的方案，是依靠由一个电磁 阀构成的气动分选器设备26方便的将下开口23与控制流体源24和上 开口22都相连通，该电磁阀是例如所示的2路径/2位置的电磁阀。
柱塞18的上表面表面积Ss是这样的，因此由上间室19内的控制 流体所施加在柱塞上的压力大于施加在喷嘴8的钟形端9上的吹胀流 体所产生的反方向上的压力。
在该实施例中，图1A至1C给出了更为明确的说明，控制流体源 24仅是由吹胀流体源本身组成。在这些情况下，上下两个开口都是与 吹胀流体源相连通的，吹胀流体源直接与上开口22相连并通过气动开 关与下开口23相连。柱塞18的上表面所具有的横向尺寸大于喷嘴8 的钟形口9的横向尺寸。
该装置的操作如下。
在图1A所示的喷嘴8的下降状态(箭头29)过程中，该电磁阀 26被设置于打开位置以使得下间室20与吹胀流体源和上间室19都是 连通的。由于在柱塞18的上表面和下表面的表面积Ss和Si之间分别 存在着距离，因此柱塞18被向下推回(如图1A)，同时存在于下间室 20中的流体通过下间室23和电磁阀26沿气源24方向被压回。在此 期间，该凸轮从动辊13保持与凸轮14的持续抵接状态，这不断地测 定着喷嘴8的下降速度分布(瞬时速度以及速度偏差)。
图1B所示的喷嘴8的上升阶段中(箭头30)，该电磁阀26是通 常设置在打开位置以便于该下间室20仍旧与吹胀流体源和上间室19 相连通。通过凸轮从动辊13与凸轮14相配合的运动，承接有凸轮13 的喷嘴8在抬升方向上受到机械性驱动。在此移动期间，存在于上间 室19内的流体经由上开口22被推回，同时该流体经由电磁阀26和下 开口23被引入到下间室20中。
由此，在喷嘴8移动的过程中，该控制流体是在一个密闭的旁通 环路中循环并没有流体的实质损失。
如图1C所示，当喷嘴处在抵接于模具1的表面7的下吹塑位置 时，柱塞18被完全的降入到封套17中，因此下间室20的体积就基本 上为零而同时上间室19则为最大体积。在凸轮从动辊13与凸轮14 之间的协作是停止的。在这一位置上，该电磁阀26被接入到闭合位置， 其中下间室23与流体源24之间的连通就被阻断了，而下间室23是与 大气相连通的，正如图1C所示。在这种形态下，没有力施加在柱塞 的下表面上，同时其上表面受到来自于该控制流体的压力，在本例中 为吹胀流体。因为孔隙27是与孔道28相对准的，所以该吹胀流体被 驱入至喷嘴和预制件中从而吹塑。受到吹胀流体压力的钟形口9，承 受一个趋向将其从抵接的模具上抬起的力，然而，由于在表面积之间 存在的差异以及不可能有流体能被吸收入下间室20中，因此该力依旧 是小于施加于柱塞上表面上的力的。在这些情况下，该喷嘴8是被气 动地锁定在其抵接模具1的表面7的吹塑位置上。
依据本发明中的方案，是带有抵接着凸轮14的凸轮从动辊13的 机械驱动装置12决定了喷嘴移动的速度，同时，该气动驱动装置16 确保了在喷嘴8的下移期间凸轮从动辊13是抵接着凸轮的，并且在吹 塑阶段喷嘴8是锁定地抵接在模具上的。
仍然对于本发明所提出的构型来说，在下开口23与电磁阀26之 间的连接部的长度可以是非常短的，从而在进行吹胀时在电磁阀的换 向期间被隔离在其中的增压流体被排放至大气中，但其量是非常小的。 结合在喷嘴8的移动过程中从上/下间室中被推回的控制流体并没有损 失而是循环在一个闭合环路中的事实，因此在本发明范畴内所实施的 装置能够节省大量的控制流体用量，其被转换成增压机的话就意味着 在运行过程中其可以为较小功率，并随之减少购买成本和降低电力消 耗。这些优点在此更准确表述的实施例中的构型下是十分显著的，此 处的控制流体正是在高压下生产的高成本的吹胀流体。
在通过吹塑或者拉伸吹塑热预制件来制造热塑性容器的设备中， 包括多个成型装置，其数目可以达到约四十个或以上，增压流体，特 别是在高压下的吹胀流体的生产成本，占到这些设备运行成本的相当 大的比例。为了在这个阶段实现节约的目的，则迫切需要尽可能的减 少吹胀流体的消耗。
为此，在前面已经阐述过的依照本发明的方案中，通过为气动控 制喷嘴8的移动提供使用有别于吹胀流体源并且优选是在实质上低气 压下的流体源的可能性，是可以节约增压吹胀流体的。
因此，作为在本装置的运行中的在节约方面优选的一种变式，在 图2(与图1A对应一致的工作位置)所示的实施例中，控制气体源 24就是低压下的流体源，最好是在工业压力(典型的是约为7x105Pa) 下的流体，其存在于所有的气动设备中能确保多种控制的实施，同时 该吹胀流体源31仅连接有一个单一孔道28。因此依照控制流体的压 力来决定柱塞上表面的表面积是合适的，这样的话在吹塑步骤中施加 于该表面上的力就大于高压吹胀流体施加于喷嘴8的钟形口9上的反 向力。至于其它的，图2中的具体设备的构件与运行仍然是与前面已 经阐述的图1A-1C部分相一致。
依照如图3所示的本发明的一个进一步的实施例，其由于简便和 终产成本减少而作为优选。该方案为在上下两间室19、20之间交换的 流体在封套17内部循环。在以图3的实施例进行说明的方案中，柱塞 18的直径小于封套17的内径，这样的话在柱塞18在封套17内移动 的过程中，在上下间室19、20中交换的流体就不再经由旁通环路25 循环(如图1和2所示)，而是通过位于柱塞18外周缘与封套17的管 壁之间的环形间隙32。其还可以被设置成一个可能具有与封套内径一 样的直径的柱塞，但其要由一个或多个通路穿透以使得两间室得以连 通。然而，包括气动分选器装置26′(典型的是以电磁阀的形式)的环 道33必须置于该孔道23和流体源24之间，从而在柱塞从其底部极限 位置升起的过程中，增压流体可以被施加于柱塞18的下表面，并且为 了避免通过对于凸轮从动辊13和控制凸轮14相接触而太大了的驱动 力结果性地另外产生吸气(aspiration)效应。然而，在这种情况下， 由于该电磁阀26′只能传送很小的流量，其可以是非常小的尺寸，并且 价格也是比较低廉的。为了更好的说明不存在通过该环道33的循环， 以及不存在上下间室19、20之间的流体交换，在图3中表示出了封套 17的开口22以及环道33，其都是分别与增压流体源14相连通的。
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