本發(fā)明涉及用于打開和閉合旋轉式吹塑機上的用于吹塑熱塑性材料容器(例如，諸如PET瓶子)的模具的設備。

背景技術：

用于從由預加熱的熱塑材料制成的預制件來生產容器的吹塑或吹塑拉伸模具通常包括三個部分，以用于具有它們的通常為凹形的基座的如今容器的特別的形狀。因此，通常，所制成的模具包括使容器的主體成形的兩個側向的半模和使容器的底部成形的模具底部。因此，兩個半模的下部區(qū)域和模具底部的上部部分設置有形狀互補的固定裝置，當模具處于閉合的位置中時，該形狀互補的固定裝置相互可插入至彼此中以確保在存在吹塑壓力的情況下(當模制PET容器時，該吹塑壓力通常達到40bar)處于閉合位置中的模具的軸向剛性。

該兩個側向的半模構造成在在電控制致動裝置的作用下或經由凸輪在打開的位置和閉合的位置之間相對于彼此移動。相同的致動器裝置還布置成控制模具底部的循環(huán)打開和閉合。借助于凸輪提供兩個半模和模具底部的打開和閉合的解決方案是特別普遍的。

通常，在達到兩個側向的半模的最大開口時待形成的最大角αmax與在模制后待從兩個半模抽出的容器的橫截面的最大尺寸密切相關。因此，這對機構以及凸輪輪廓的幾何形狀產生影響。

已知的是，在容器模制設備的情況下，最大生產率以容器/小時/腔來測量并表示為循環(huán)時間的函數，且所述循環(huán)時間由專用于預制件插入至模具中和專用于閉合并約束模具的移動的步驟，以及專用于吹塑工藝的步驟組成，且因此該循環(huán)時間還包括專用于釋放(即，打開半模)和從吹塑模具抽出完成的容器的步驟。

在熱塑性容器的吹塑機的設計中，可以在這樣的機器中生產的最大尺寸的容器和在該機器的各個部分上施加的最大力，以及特別是在操作過程中通過致動器裝置的作用傳遞至凸輪的反作用力通常被界定。

如果還有小的容器將要在設計成制造較大的容器的吹塑機上制造,比αmax小的打開角α1對于從模具抽出容器將是足夠的,但是由于模具以與較大的瓶子相關的最大設計打開角度打開，由于需要更長的時間以上面的角度αmax打開和閉合半模，吹塑機可達到的最大理論生產率降低。這強烈地限制了吹塑機的生產率的增加。

為了實現吹塑機的更高的生產率，已經提出了解決方案，對于該解決方案，模具設計成具有較小的最大打開角度αmax值，且因此能夠生產較少數量類型的容器。

例如，存在優(yōu)化成生產達到最大0.5升，或達到最大2.0升等的容器的模制設備。然而，在這些例子中，吹塑機將高生產率的實現放在首位，但是另一方面，它們在不同尺寸的容器的生產能力方面失去了靈活性。事實上，在相同的設備上不可能生產具有超出同一設備可利用的抽出的空間所賦予的極限的尺寸的容器。在該類型的吹塑機中，為了改變在兩個半模之間的打開角度αmax，有必要對機械構件進行干預，例如，通過改變一些傳動元件例如，連接桿的尺寸。然而，由于安裝機械構件以及對機械構件進行后續(xù)調節(jié)均需要長的時間，因此該操作是復雜的，且由于該操作迫使生產中斷，因此該操作是不利的。

旨在改善吹塑機的生產率的用于PET瓶子的模具的控制和循環(huán)閉合的系統(tǒng)的示例在文件EP2135726B1中被描述，該系統(tǒng)提供兩個側向半模以不等同于相對于模具的豎直對稱的平面的方式打開和閉合。特別地，考慮到吹塑機的運動的方向，處于縮回位置的半模具有打開速度，該打開速度在先于該模具提前到達其最大值的步驟中達到其最大值。因此，當兩個半模完全打開時到達該兩個半模的兩個最大打開角α和β的值相等，但是該半模達到這些最大角α和β的運動是連續(xù)的，即，不是同時發(fā)生的。

用于在旋轉式吹塑機中打開和閉合吹塑模具的控制系統(tǒng)的另一個示例在文件US7871259B2中公開。為了改善半模的打開和閉合動力學特征并減小隔開相鄰的吹塑模具的距離，該文件提出了用于打開和閉合吹塑模具的吹塑模具的控制系統(tǒng)的構型，其中兩個半模的隔離平面在吹塑機的前進方向上通過相對于吹塑機的徑向方向的選定的角度傾斜地定向，并且其中兩個半模中的一個剛性地連接至吹塑輪(不是可移動的)。該解決方案的缺點是，由于在抽出步驟期間瓶子通過緊抓構件可能始終粘附至非可移動的半模，該解決方案可能造成從模具抽出瓶子的問題。

因此，需要提供用于打開和閉合該模具的設備，該設備在改變待在同一吹塑機上吹塑的容器的形式方面提供較大的靈活性。

發(fā)明概述

本發(fā)明的主要目的是提供具有用于打開和閉合模具自身的控制設備的模具，該模具允許吹塑更寬范圍形式的容器，且因此該模具在其生產能力方面更加靈活。

該目的通過用于吹塑熱塑性材料容器的吹塑模具實現，根據權利要求1的吹塑模具包括兩個半模和包括第一凸輪軌道的鼓形凸輪、第一凸輪從動件和用于傳遞由第一凸輪從動件的運動賦予的兩個半模的打開和閉合運動的桿，該兩個半模具有循環(huán)打開和閉合設備，該循環(huán)打開和閉合設備使該兩個半模以靠近和遠離彼此運動一打開角度，該打開角的范圍從半模的閉合位置中的0°變化到半模的最大打開位置中的αmax值，其中，跟隨第一凸輪軌道的第一凸輪從動件適合于產生具有第一最大打開角度α1的兩個半模的第一循環(huán)打開和閉合運動，其特征在于，該鼓形凸輪包括第二凸輪軌道，第二凸輪軌道可以替代第一凸輪軌道被第一凸輪從動件跟隨以產生兩個半模的第二循環(huán)打開和閉合運動，第二循環(huán)打開和閉合運動達到比第一最大打開角度α1大的第二最大打開角度α2。

由于本發(fā)明的解決方案，取決于待吹塑的容器的尺寸，兩個側向半模的打開角度可以根據生產需要進行變化。例如，在優(yōu)選的構型中，α是形成在兩個側向半模之間的打開角，α的最大值αmax可以根據需要采用兩個不同的量值α1和α2，其中α2比α1大。

通過這種方式，較小的最大打開角α1必須在兩個側向半模之間實現以進行小的容器的生產，并且這導致生產率的增加以及降低了用于吹塑機的機器循環(huán)時間。另一方面，比α1大的最大打開角α2被用在兩個側向半模之間以進行具有較大尺寸的橫截面的容器的生產。

通過合適地選擇當還存在模具底部時可能與盤形凸輪相關的鼓形凸輪的兩個凸輪軌道，確保了本發(fā)明的模具在必須制造減小的尺寸的容器的情況下具有容器形式的更大的生產靈活性，其中在循環(huán)時間上減少?？紤]到已經通過吹塑機實現的每個腔的高的小時生產率，用本發(fā)明可獲得的生產率的增加是相當大的。

從屬權利要求描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。

附圖簡述

借助于附圖，依據通過非限制性示例示出的具有打開和閉合設備的吹塑機的優(yōu)選但不排他的實施方案的詳細描述，本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點將變得更明顯，在附圖中：

圖1示出在本發(fā)明的第一實施方案中的本發(fā)明的模具的軸側視圖，

圖2示出在本發(fā)明的第二實施方案中的本發(fā)明的模具的軸側視圖，

圖3是處于閉合操作狀態(tài)下的模具的前視圖，

圖4示出圖3中的模具的側視圖，

圖5示出圖3中的模具的平面圖，

圖6示出圖3中的模具的軸測視圖，

圖7和圖7a示出圖2中的模具的放大的細節(jié)的兩個軸側視圖，

圖8和圖8a示出圖7中的放大的細節(jié)的變型的兩個軸側視圖，

圖9a、9b、9c示出在圖7中的細節(jié)的平面上的視圖和投影，

圖10示出在第一最大開口操作位置中的圖3中的模具的前視圖，

圖11示出圖10中的模具的側視圖，

圖12示出圖10中的模具的俯視圖，

圖13示出圖10中的模具的軸側視圖，

圖14示出在第二最大打開操作位置中的圖3中的模具的前視圖，

圖15示出圖14中的模具的側視圖，

圖16示出圖14中的模具的俯視圖，

圖17示出圖14中的模具的軸側視圖，

圖18示出由本發(fā)明的模具制成的瓶子的可能的平面和軸側視圖，

圖19示出用于使用本發(fā)明的模具制成的熱塑性容器的生產的循環(huán)時間的圖；

圖20示出根據本發(fā)明的模具在兩個不同的工作位置a)和b)中的前視圖；

圖21示出圖20中的模具在兩個另外的不同工作位置c)和d)中的前視圖。

發(fā)明優(yōu)選實施方案的詳細描述

參考附圖，模具總體上用參考編號10來表示。該模具是以本領域的技術人員已知的方式安裝在吹塑機上的模具，該吹塑機通常是旋轉的，其圍繞它的豎直的軸線Z旋轉，該吹塑機在附圖中未示出。模具10以已知的方式包括兩個側向半模1和2以及模具底部8，當待吹塑的容器具有凹進的基部時，該模具底部8是必要的，以一旦完成吹塑循環(huán)允許容器抽出。側向半模1和2各自由相應的外部模具保持器3、4、殼體支撐件5'、6'以及半部殼體5、6組成。半部殼體的使用允許保持相同的模具保持器3和4生產不同形式和尺寸的容器，僅改變半部殼體。

在本發(fā)明的模具的變型中，提供在單個殼體塊中制造的殼體支撐件5'、6'和殼體5、6是可能的，從而該模具稱為整體單元。在該例子中，形式的變化通過替換殼體塊、保持模具保持器而發(fā)生。

在模具10中，兩個側向半模1和2以及模具底部8的循環(huán)打開和閉合運動通過由振動和平移且合適地鉸接至彼此的具有在軸線Y的方向上平移的凸輪從動件12的第一鼓形凸輪11以及連接桿和曲柄傳動系統(tǒng)29組成的機構以本領域中的技術人員已知的方式產生，該連接桿和曲柄傳動系統(tǒng)29用于將由鼓形凸輪11圍繞軸線Y的振動導致的凸輪從動件12的平移移動轉換成兩個側向半模1和2圍繞具有平行于吹塑機的旋轉軸線的軸線Z'的鉸鏈的最終的循環(huán)折疊打開和閉合運動。

鼓形凸輪11優(yōu)選地包括用于凸輪從動件12的兩個凸輪軌道13和14，如在圖9a中最佳地示出的，其中，鼓形凸輪以軸側視圖示出了其全部。圖9b示出了在位置K的側面上的鼓形凸輪11的細節(jié)的平面圖，該位置K標出了兩個半模1和2閉合的位置，即，其中α＝0°。鼓形凸輪11圍繞軸線Y在順時針的方向上旋轉角β1使凸輪從動件12在軌道13上沿軸線Y以沖程λ1產生平移，且因此由于運動傳動系統(tǒng)29的存在，凸輪從動件12的平移轉換成兩個半模1和2的打開角度α1。通過在逆時針的方向上旋轉鼓形凸輪11，使得凸輪從動件12在與沖程λ1相反的方向上沿軌道13移動，兩個半模1和2再次閉合。凸輪從動件12的該模式借助于圖9c被更加詳細地示出，圖9c示出在鼓形凸輪11的兩個凸輪軌道13和14的平面上的投影。

由于在鼓形凸輪11上存在第二軌道14，該第二軌道14從位置K開始并相對于凸輪軌道13在另一半圓周之上延伸，因此當凸輪從動件12位于在位置K處的初始靜止位置中時，鼓形凸輪11逆時針圍繞軸線Y旋轉角度β2使凸輪從動件12沿軌道14產生長度為λ2的沖程的平移，且因此兩個半模1和2產生打開角度α2，并且對于形成鼓形凸輪11的各個部分的設計尺寸的選擇，α2大于α1。

當模具10還包括模具底部8時，如果要求具有凹進底部的容器被模制，則模具底部8的平行于方向Z'從頂部至底部的循環(huán)平移移動和反之亦然的循環(huán)平移移動的產生通過聯接至也在方向Z'上平移的凸輪從動件16的第二凸輪15實現。盤形凸輪15包括用于凸輪從動件16的至少一個軌道，且盤形凸輪15通常優(yōu)選地包括兩個軌道17和18，但是該兩個軌道17和18沒必要是不同的形狀。

從對應于兩個閉合的半模1和2的位置“K”，即其中打開角α＝0°，考慮前視圖中的模具，盤形凸輪15在順時針方向上圍繞軸線Y旋轉角度β1使凸輪從動件16跟隨凸輪軌道17，且因此模具底部8的下降移動通過與兩個側向半模1和2的打開同時并同步的長度為δ1的沖程發(fā)生。用于同時閉合兩個半模1和2的底部模具8的上升運動通過在盤形凸輪15逆時針旋轉角度β1時使凸輪從動件16沿凸輪軌道17返回、將凸輪從動件16帶回至對應于模具10的閉合的靜止位置K而發(fā)生。這種上下移動針對每個循環(huán)時間發(fā)生。

由于在盤形凸輪15上存在第二凸輪軌道18，因此當盤形凸輪15從位置K(在該位置K處，凸輪從動件16首先位于靜止的位置中且兩個半模1和2閉合，角度α＝0°)圍繞軸線Y逆時針旋轉角度β2時，凸輪15的這種旋轉使凸輪從動件16沿軌道18產生沖程為δ2的平移，且因此產生模具底部8的朝下的移動，其中δ2>δ1。盡管具有更大的尺寸B的容器(圖18)通常對應于更大高度的模具底部，但是對于本領域的技術人員清楚的是，δ1和δ2之間的這種比例還可以是不同的，因為這取決于容器主體的高度和圓周之間的比。盤形凸輪15設置有與具有兩個不同的凸輪軌道的鼓形凸輪相關的單個凸輪軌道也是可能的，而不脫離本發(fā)明的范圍。

同樣在該例子中，模具底部8的上升運動還通過盤形凸輪15在順時針的方向上圍繞軸線Y的旋轉被控制，該旋轉使模具底部8返回至靜止的位置K。

如圖7、7a中所示，由于通過將兩個凸輪焊接至彼此使盤形凸輪15和鼓形凸輪11彼此是一體的，因此圍繞軸線Y進行的每個旋轉還以等量值的角度傳遞至另一凸輪。清楚地，如圖8和8a所示，兩個凸輪還可以以單件11'的形式來制造。

在特別于圖1中示出的本發(fā)明的第一實施方案中，模具10的循環(huán)打開運動通過伺服電機30傳遞至鼓形凸輪11。這樣的伺服電機30還通常被界定英語的扭矩。在本發(fā)明的模具的變型中(其中，提供盤形凸輪15來移動模具底部8)，伺服電機30還產生盤形凸輪15的運動。

替代上面的實施方案，在實施方案的另一個變型中(圖2)，組成模具10的各個部分的運動可以通過機械系統(tǒng)產生，該機械系統(tǒng)由至少一個凸輪軌道32、桿31和與桿31一體的并與凸輪軌道32相互作用的凸輪從動件33組成。

在該例子中，特別參考圖20，圖20示出殼體安裝在其上的、用于較小的容器形式的模具，桿31在由箭頭ω表示的方向上旋轉預定度γ1，并且該旋轉通過凸輪軌道32的特殊的形狀造成，該旋轉通過使模具10從圖20中的位置a)前進至圖20中的位置b)而發(fā)生，桿31的該旋轉導致了凸輪從動件從圖20中用33表示的位置至由33'表示的位置的移動以及導致盤形凸輪15和鼓形凸輪11旋轉角度β1。通過兩個鼓形凸輪11和盤形凸輪15的該旋轉，發(fā)生了模具底部8的打開以及同時發(fā)生的兩個半模1和2以角度α1的打開，在圖12中可見。

同樣，如果殼體如圖21所示通過桿31自身的專門的安裝在使凸輪從動件33從另一個角度跟隨凸輪軌道32的位置中安裝在用于更大的容器樣式的模具上，則該同一桿31旋轉預定角度γ2(其通過使模具10從圖21中的位置a)前進至圖21中的位置b)完成)導致了凸輪從動件從圖21中用33表示的位置至用33”表示的位置的移動以及導致盤形凸輪15和鼓形凸輪11在另一個方向上旋轉角度β2。由于兩個鼓形凸輪11和盤形凸輪15在箭頭ω’的方向上的該旋轉，發(fā)生了模具底部8打開且同時兩個半模1和2打開角度α2，在圖16中可見。

作為該實施方案的替代方案，未示出的變型實施方案可以提供凸輪32具有兩個不同的凸輪軌道，以獲得與上面示出的實施方案相同的結果，其中該兩個不同的凸輪軌道在模具的設計中界定的兩個操作位置中被相同的凸輪從動件跟隨。

圖19示出本發(fā)明為吹塑機提供的循環(huán)時間優(yōu)勢的圖形。如上面已經提到的，對于容器模制設備，以容器/小時/腔測量的生產率與根據下面的表達式的循環(huán)時間T2有關：

生產率[容器/小時/腔]＝3600/T循環(huán)[s]。

該循環(huán)時間是以下之和：

-用于專用于將預制件插入到模具中并閉合和約束半模的第一步驟的時間，該時間用Tc2表示，

-專用于吹塑工藝的第二步驟的時間，該時間用Tp2表示，

-專用于模具的釋放、側向半模的打開和模具底部的下降以及從模具抽出完成的容器的第三步驟的時間，該時間用To2表示。

用于生產例如諸如在圖18中示出的瓶子的大的容器的循環(huán)時間在圖19的圖形中通過直線B2表示。對于這種情況，模具10的最大打開位置示出在圖14至圖17中。

如果本發(fā)明的模具用于生產較小的容器，例如形狀類似于圖18中的形狀但是具有更小的容積的瓶子，且其需要如在圖10至圖13中示出的側向半模的較小的最大開口，則應注意，用T1表示并由直線B1代表的總的循環(huán)時間小于循環(huán)時間T2。由于執(zhí)行吹塑步驟Tp1的時間差并非非常不同于步驟Tp2，其實際上主要取決于用于制造容器的材料的類型，因此該循環(huán)時間的減少通過分別減少比相應的時間To2和Tc2的時間小數值T4和T3的打開時間To1和閉合步驟時間Tc1來實現。由于這些時間增益，每當該模具用于制造尺寸比使用該模具自身可實現的那些最大尺寸小的容器時，存在模具的循環(huán)時間上的等于T5的減少。