专利名称：用于加工具有特殊形状的预型件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个如权利要求I或14前序部分所述的用于加工具有特殊形状的预型件的方法和装置，该预型件与注塑模具中的模穴相比更大。
背景技术：
在加工塑料瓶时通常先加工一个所谓的预制件或预型件，它在接着的步骤中通过吹制成形工艺吹成最终的塑料瓶。 在加工预型件时通常先溶化塑料材料(例如塑料颗粒)并且加入到封闭的注塑模具里面。这种注塑模具通常具有许多相同的模穴，它们也称为模具巢。为了形成按照图I的预型件形状，模具巢除了所谓的颈部以外还包括模穴空隙，在其中插入一个芯。芯定义预型件的内腔，模穴空隙与颈部一起确定预型件外轮廓，即预型件的形状。在注塑塑料溶液到多重模穴里面以后执行第一冷却过程，用于得到对于预型件足够的刚性，它能够打开注塑模具。在打开注塑模具以后通常通过取出爪从模具中取出加工的预型件批量，其中为此在已知的工艺中将每个预型件转移到从属的、大多冷却的取出爪的取出套里面。已知在从注塑模具取出预型件以后，利用转移爪将预型件从取出爪转移到另一后冷却装置。在这个后冷却装置里面足够冷却预型件以后将它们或者直接输送到吹形设备，或者为了保管和输运包装在纸箱里面。对于设备的高效率重要的是，保持尽可能短的循环时间，用于加工尽可能多的预型件。但是阻碍进一步缩短循环时间的是，必需分别从预型件中排出显著的热量，用于使它们持久地带到对于包装可接受的温度水平。这一点一方面已经在注塑模具本身里面实现，在那里不仅通过芯而且通过模穴装置非常剧烈地冷却。通常也(水)冷却取出爪的取出套。此外通过Netsgal公司的市场名称“Calitec”已经采用了一种方法,其中使位于取出爪里面的预型件内腔处于压力下，由此使预型件通过其外壁紧密地附着在取出爪的壁体上并且保证特别好的冷却以及再定型。为此使转移爪的转移腿具有用于密封预型件内腔的装置以及用于加入流体、例如空气的装置。在上述的过程中通常产生一个如图I所示的具有一个设计的预型件。这种设计一般由此给出，在从注塑模具中取出预型件时一方面必需从预型件内腔中拉出芯，另一方面必需从模穴取出预型件本身。这两个过程在如图2所示的预型件形状中不能直接和容易地进行。通常不能从内腔中拉出至少一个一体构成的芯。另一方面如图2，3和8所示的预型件形状还具有一些优点，它们在下面还要解释。
发明内容
因此本发明的目的是，给出一种方法和一个装置，通过它们能够产生具有特殊形状、例如缩口 -尤其在肩部-或者在底部中扩展的预型件，其中完成的预型件具有颈部，它具有螺纹或其它的封口装置并且在颈部上连接预型件基体，它具有与注塑模具中的模穴相比更大或扩展的预型件基体。这个目的通过在权利要求I和14中所述的特征按照方法或装置得以实现。本发明的核心思想在于，使从模具中取出的预型件在取出装置中首先按照温度预处理，即带到确定的温度水平，它一方面已经显著降低晶化危险，但是另一方面能够使预型件继续变形。与目前的系统不同，对于后面的吹制过程不再尽可能剧烈地冷却，由此得到已经尽可能刚性的预型件。在此在预处理期间可以使用转移腿 ，用于密封内腔并且置于压力下，由此保证最佳地接触套壁并由此保证最佳的预处理和成形。按照本发明的第一方面现在已经能够，在取出爪本身里面执行吹制过程，在此例如尤其在其轴向长度上吹制预型件的底部。在这种情况下必需使模穴在取出爪的取出套里面在底部部位相应加大地构成。由此使预型件的径向外圆周基本上不改变，这也不能够容易地实现，因为否则预型件不能可靠地从注塑模具中取出来。通过这个工作原理能够使预型件底部成形，如同例如在WO 2008/041186 A2中给出的那样并且对于以后的延伸吹制是有利的。通过所谓的“Capello设计”可以形成具有更薄预型件底部的预型件，并且具有节省材料以及更快冷却的优点。这一点尤其当注塑技术地加工这种轮廓具有缺陷时是有意义的。在这种预处理以后，它可以比目前的冷却更快地实现，尤其当只在或也在后冷却装置里面进行吹制过程时，因为预型件不必再强制地保持在这样低的温度水平上，使预型件通过转移爪从取出套取出来并且转移到后冷却装置里面。在此后冷却装置(它也可以称为吹制模具)与在注塑模具中加工的预型件相比这样加大，尤其使内腔的径向延展在吹制的预型件中比在预型件颈部中的内腔的径向延展更大。当然也可以实现轴向扩展。由此产生扩展的肩部，它在注塑模具中是一个缩口并且不能容易地脱模。通过连续或再一次通过转移爪密封预型件内腔和相应地以流体(例如空气)压力加载预型件内腔现在在预型件基体部位吹制事先在取出爪中按照温度预处理的预型件并且附着在后冷却装置的吹制模具模穴的壁体上。但是这种吹制只是一个在以后要加工的完成的塑料产品的意义上的“预吹制”并因此在下面也称为“前吹制”，因为为此加工用于最终的塑料瓶或最终的塑料容器的中间产品。对于加工最终的塑料瓶或最终的塑料容器需要另外的吹制成形步骤。以上述的方法可以使具有缩口形状的预型件(其中预型件基体的直径大于其颈部)在其肩部也向外加大和/或通过Capellon设计制成。在此可以在取出套里面或者在后冷却装置里面或在两个装置里面执行吹制成形过程。这种预型件提供许多优点。通过吹制预型件总体上加大预型件基体，由此在以后的吹制成形步骤中可以吸收更多的吹制成形设备的红外光，通过它使预型件为了吹制成形再加热。这导致显著地节能和更少的在吹制成形设备或在其运行时的投资成本。此外通过吹制预型件减小壁厚，如同在图1-3中看到的那样。初始加工的预型件具有较厚的壁厚1，而具有缩口的预型件形状具有较薄的壁厚2和3。由此可以使预型件明显比目前能够实现地更快且更准确地带到最佳的延伸吹制温度。在这里也可以在吹制成形设备中以附加的节省能量且更少的投资成本计算。此外可以根据预型件形状节省塑料材料。此外能够使预型件在后冷却装置中配有表面结构，由此使预型件总表面在其外表面上显著加大，由此可以进一步吸收更多的能量。这一点再一次强化上述两个效应。然后在以后的吹制成形延伸过程中再失去表面结构。但是所述预型件形状不仅对于以后的吹制成形过程是有利的；它对于自身的加工过程也是有利的。在这里由于较薄的预型件壁也能够在冷却的吹制模具或后冷却装置中总体上减少冷却时间，这有助于更短的循环时间。这也有利地导致，使晶化的危险与具有较厚壁厚的预型件相比明显减少。由于预处理代替目前的剧烈冷却也能够减少在取出爪中的滞留时间。本发明的其它优点和特征在从属权利要 求中定义。作为吹制成形装置的后冷却装置最好是水冷的。这个冷却越剧烈越好。对应于冷却强度循环时间也减少预型件晶化的危险。而在取出爪中最好以一个温度预处理预型件，该温度对于以后的吹制成形过程是有利的。这个温度范围例如为90至150°C。这当然只有在接着进行的吹制成形过程时是必须的。在后冷却装置中没有这种吹制成形过程也仍然可以非常剧烈地冷却。在没有这个步骤时预型件颈部的变形是显著的。为了避免这种例如在密封或过压步骤期间的变形，最好使预型件至少在形成过压期间从外面支承在颈部或者至少在颈部部件上。这个支承装置可以以两体或多体的可打开和关闭的半模装置的形式构成，它们分别设置在转移爪的每个转移腿部位。所述半模装置最好这样构成，使它们能够与作为吹制成形装置的后冷却装置这样组合和/或耦联，使吹制的预型件在吹制步骤期间直到其颈部全圆周地支承。按照本发明的有利实施例同样冷却半模装置，尤其是水冷。如果也在预型件容纳在取出套期间使其内腔至少暂时处于压力下(尽管在取出套里面不进行吹制成形过程)，由此尤其支持或加速该调温。这种过压可以保持在0. 5至Sbar的范围。因为从取出装置或取出爪中取出可以相当快速地进行，而且由于代替目前的冷却现在使处于调温的预型件保持在例如120°以及预型件较大的按照尺寸膨胀，可能必需设有两个或多个后冷却装置，在其中可以交替地从取出爪转移预型件。也可以这样构成后冷却装置，使它们是在注塑模具中加工的预型件批量的两倍、三倍或数倍。总之通过按照本发明的装置能够以快速的循环时间加工具有缩口的预型件，其中这个形状在接着在吹制成形设备中继续加工时也是有利的。由此不仅在预型件自身的生产过程中而且在以后的加工步骤中得到多倍提高的效率。
下面借助于附图详细解释本发明。附图中
图I以横截面图示出具有常见形状的预型件，如同通过注塑模具加工的那样，
图2以横截面图示出具有缩口形状的预型件，
图3以横截面图示出具有另一缩口形状和变化的底部形状的预型件，
图4以截面图示出容纳在取出爪的取出套的预型件，具有插入的转移腿，图5以截面图示出转移到后冷却装置模穴里面的、还未吹制的预型件，具有插入的转移腿，
图6以截面图示出正在后冷却装置里面吹制的预型件，具有肩部的缩口，
图7简示出取出和吹制成形装置的截面图，通过它描述装置的通用工作原理，
图8示出一个预型件,具有底部的Capello设计。
具体实施方式
借助于附图要解释在加工具有缩口预型件形状的预型件时的工作原理。在此“缩口”指的是，预型件在其肩部部位径向加宽，由此产生相对于注塑模具模穴形状的缩口。在图2和3中示出两个这样的缩口形状，其中图3也示出底部轮廓的一个变化。在此不仅预型件的外尺寸或外径在预型件基体部位大于在颈部部位，而且内腔径向直径在预型件基体中的直径也大于在颈部中径向内腔直径。这个形状不能容易地在注塑模具中加工。必需使用至少一个芯，它在预型件基体部位可以径向拉到一起。为了通过常见的注塑技术也能够生产如图2和3所示的预型件，首先以常见的方式在注塑模具中加工预型件并且在首次冷却并且打开模具以后以常见的方式通过取出爪取出。在此取出爪具有许多取出套，在其中预型件大多一直插入到颈部。由现有技术早就不仅已知具有注塑模具的注塑设备，而且已知取出装置。在图4中仅仅示出这种已知的取出装置10中的许多取出套的一个取出套12，用于可以表示容纳在前面的步骤中在注塑模具中加工的预型件14。先加工的预型件14具有常见的形状，具有相对较厚的壁厚并且在其基体部位几乎完全容纳在套里面，套(它在这里没有详细示出)是水冷的。对于这种冷却，无所谓以空气或水，在此无需详细解释，因为它同样由现有技术已知许多实施例变化。在图4中所示的预型件中插入转移爪16的转移腿前端，其中转移腿16具有对应于取出套12数量的转移腿18。在转移腿前端上设有弹性密封装置，它能够通过压缩在其径向尺寸上变化(加宽)。尤其转移腿的一个杆(未示出)向前插，用于压缩弹性的涨圈并且径向向外顶压，由此使涨圈附着在预型件内壁上并且使预型件内腔一方面相对于外界密封，另一方面固定。这种附着尤其在颈环部位实现，在那里得到特别的稳定性。在这个实施例中从转移腿18的前端一个延伸杆24延伸到预型件的拱顶形的、封闭的部位。通过这个延伸杆24可以将压力空气输送到预型件内腔。按照一个特殊的实施例也可以使延伸杆本身由一种冲模构成并且使预型件底部部位通过施加冲模式的压力变形。当然也可以组合两种变化-冲模与压力空气。通过建立0. 5-8bar范围的过压,预型件通过其外壁顶压起到冷却套作用的取出套12的内壁，由此进行特别好的恒温和再定型。如果取出爪的模穴相应地构成，在这个位置可以吹制底部部位，只要在此不产生缩口并且使预型件以可靠的轮廓保持。由此可以产生具有所谓的Capello设计的预型件轮廓，如同在图8中所示的那样。此外在转移爪16的每个转移腿18上现在设置两体的半模22，其中两个半模部件可以径向相互驶离和相互靠近。对于半模运动必需的电路和装置在附图中未示出。在图4中两个半模部件径向向外移动。如果两个半模部件径向向内移动，则它们形状结合地包围预型件颈部(或者其至少一部分)，如同下面借助于图5还要解释的那样。因此取出装置10与取出套12不仅用于从注塑模具中取出预型件，而且也用于在确定的温度、例如120°预处理。在这个温度范围已经显著地降低晶化危险，但是还足够地保持预型件的塑性，通过塑性可以使预型件变形。因为以例如120°C的温度范围实现预处理，并且不以更低的温度，因此能够比目前在取出爪里面实现更短的滞留时间，这总体上有助于缩短循环时间。这种预处理也是与目前已知的最佳冷却的工作和工艺步骤相比的第一差另1J。在此要注意，对于仅仅在取出套里面而不以后在后冷却装置里面吹制预型件的情况，代替预处理一定在取出爪里面实现通常剧烈 的冷却。在达到预处理温度以后利用转移腿18从取出套12里面取出预型件14，如图7所示，通过旋转插入到后冷却装置(冷却体)26里面。在图5中示出在直接插入预型件14到作为吹制成形装置的后冷却装置26的模穴里面以后的状态。在此转移腿18的各半模装置的两个半模22已经关闭，用于可以承受吹制力，并且基本完全包围颈部以及颈环，在这个部位不变形。在颈部被半模22包围的部位，从外面支承预型件并且不能改变其尺寸。此外可以使半模装置与吹制成形装置26耦联，由此除了上述的打开以外在半模装置中产生一个完全封闭的模穴。在此水冷半模(未示出)，用于由此保证尽可能快速地从具有较厚壁厚的预型件部位取出热量。现在将还热的且可变形的预型件通过再一次加入0. 5-8bar的相应压力空气吹制，由此使预型件壁伸展并且顶靠在加大构成的后冷却装置的内表面上。在图6中看出结果，其中还看出，现在预型件28的预型件壁已经明显减小。因为后冷却装置相应剧烈地冷却(例如通过水冷，未示出)，可以使预型件28相当快速地带到所期望的并且对于以后的包装可接受的温度，因为现在呈现薄得多的壁厚。在足够冷却以后从后冷却装置的吹制模具中取出吹制和预吹制的预型件28，其中在图6中可以看出，这个取出在肩部是没有问题的，因为半模22覆盖缩口并且能够通过两分打开。由于更薄的壁厚在从冷却的部位取出以后预型件28再加热的危险也更小。在打开半模部件和弹性的把握-和密封装置20泄压以后可以从预型件28中拉出转移腿18，其中预型件28本身还保留在冷却装置里面并且在那里继续冷却。在足够的冷却过程以后可以通过输送带移动预型件28并且通过未示出的空气输入的相应的空气脉冲抛到输送带上。如图2所示，在相应的模穴壁结构中或者在取出套或者在后冷却装置里面在吹制时也加入结构到预型件2的外表面里面。因为预吹制的预型件28在其尺寸上现在大于初始的预型件，在由吹制装置构成的后冷却装置中不再可能容纳与目前相同数量的预型件28。因此对于相应的设备效率必需设置两个一致的后冷却装置26，例如在设备侧面上方，并且将从取出装置取出的预型件批量交替地转移到这个或另一个后冷却装置。在图7中简示出这一点，其中只示出一个取出套12，从那里从预型件批量中交替地向右旋转到吹制模具里面并且向左(只示意地)旋转到只局部示出的后冷却装置里面。然后在各个位置旋转转移腿(以标记符号18’，18”表示)-在这里没有延伸杆。当然也有利的是，每个后冷却装置26可以容纳两个或多个预型件批量。但是为此必需使模具巢的布置不仅在模具中而且在取出爪和转移爪中相应地协调。
通过本发明以简单的方式和方法能够产生具有特殊形状的预型件，例如在肩部中的缩口或者Capello设计，它们不仅在自身的生产而且也在后面的吹制过程中具有许多优点。附图标记清单
I厚壁的预型件 2具有缩口的薄壁预型件(第一形状)
3具有缩口的薄壁预型件(第二形状)
4表面结构 10取出爪 12取出套
14模具中的具有形状的预型件 16取出爪 18操作腿 18，
18，，
20把握-和密封装置 22半模或模具半模 24延伸杆 25冷却体 26吹制模具
28具有缩口的预型件形状 30具有Capello设计的预型件
权利要求
1.一种用于加工具有特殊形状的预型件的方法，其中完成加工的预型件具有带有螺纹或封口装置的颈部和连接在颈部上的预型件基体，它具有与注塑模具模穴相比变化的、力口大的形状，其中 -在一个注塑模具中通过注入塑料熔液加工预型件，注塑模具的模具巢的模穴形状这样构成，使内腔的径向延展在由其加工的预型件基体中不大于在颈部的内腔的径向延展， -在第一冷却步骤以后打开注塑模具， -通过取出爪从敞开的模具中取出预型件， -将转移爪的转移腿加入到预型件的从属内腔里面并且 -利用转移爪从取出爪中取出预型件并且转移到后冷却装置里面，其特征在于，在取出爪里面和/或在后冷却装置里面在使用比位于注塑模具里面的模穴更高的压力的条件下吹制预型件并且通过预型件的壁体附着在取出爪或后冷却装置中的加大的模穴壁体上。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于， -利用转移爪从取出爪中取出预型件并且转移到后冷却装置里面，它具有与预型件相比径向和/或轴向更大的模穴，和 -在使用更高压力的条件下吹制预型件并且通过其壁体附着在吹制模具装置的加大的模穴壁体上，其中在吹制的预型件基体中的空内腔的径向延展大于在颈部中空内腔的径向延展。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，在吹制过程中在取出爪中吹制预型件的底部部位。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，使预型件的径向外圆周保持恒定。
5.如权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述后冷却装置同时或衔接吹制过程地冷却。
6.如权利要求I至5中任一项所述的方法，其特征在于，调节取出爪的取出套的温度。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在取出爪中调温用于预处理预型件。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在90°至150°的温度范围中实现预处理。
9.如权利要求I至8中任一项所述的方法，其特征在于，在取出爪或后冷却装置中容纳预型件期间在形成过压时从外面支承预型件颈部。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在预型件在颈部中的支承上直接这样连接取出爪的取出套或后冷却装置，使预型件全圆周地支承。
11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，也在对应于注塑模具中的模穴的取出爪的取出套中的模穴中也在预型件容纳在取出套期间利用转移爪至少暂时在预型件内腔中建立过压。
12.如权利要求I至11中任一项所述的方法，其特征在于，在预处理期间或在吹制过程期间使过压保持在O. 5至Sbar的范围。
13.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从转移爪中交替地转移预型件 到两个不同的后冷却装置里面。
14.一个用于加工具有缩口的预型件形状的装置，其中完成加工的预型件具有带有螺纹或封口装置的颈部和连接在颈部上的预型件基体，它具有与注塑模具模穴相比变化的、加大的形状，其中-一个注塑模具配有许多用于形成预型件形状的模具巢，其中各个模具巢形状这样在其模穴中构形，使空内腔在预型件基体中的径向延展不大于在颈部中的空内腔的径向延展， --设有一个塑化和注入装置，用于熔化塑料材料并且加入到封闭的注塑模具的模穴里面， -设有一个配有许多取出套的取出爪，所述取出套分别用于容纳在注塑模具中构成的预型件， -设有一个转移爪，它配有许多对应于取出套数量的转移腿，它们可以分别加入到从属的预型件里面， -设有一个后冷却装置，它配有许多模穴， -所述转移爪用于将预型件批量从取出爪转移到后冷却装置， -所述转移爪的转移腿具有用于密封预型件内腔的密封装置和用于加入流体到预型件内腔里面的流体提取装置， 其特征在于，所述取出爪的取出套的模穴和/或后冷却装置的模穴与在注塑模具中实现的模穴相比在径向和/或轴向上加大。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，在取出爪中的模穴在预型件底部部位比在注塑模具中的模穴加大。
16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，在后冷却装置中的模穴与注塑模具中的模穴相比这样加大，使在吹制的预型件基体中的空内腔的径向延展大于在颈部中的空内腔的径向延展。
17.如权利要求14至16中任一项所述的装置，其特征在于，所述取出套可调温地构成。
18.如权利要求14至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述后冷却装置是水冷的。
19.如权利要求14至18中任一项所述的装置，其特征在于，对于转移爪上的每个转移腿设有具有至少两个半模的半模装置，半模至少能够径向打开并且能够围绕从属的预型件颈部的至少一部分封闭。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，这样设计半模装置，用于与从属的后冷却装置这样耦联，使得产生一致的吹制模具，它直到颈部全圆周地包围预型件。
21.如权利要求14至20中任一项所述的装置，其特征在于，设有两个一致的后冷却装置，在其中交替地从取出爪中转移预型件。
22.如权利要求14至21中任一项所述的装置，其特征在于，在后冷却装置中的模穴数量对应于取出套数量的两倍、三倍或数倍。
23.如权利要求14至22中任一项所述的装置，其特征在于，所述转移腿分别具有延伸杆。
24.如权利要求14至23中任一项所述的装置，其特征在于，所述后冷却装置和/或取出套的模穴壁具有表面结构。
全文摘要
本发明涉及一种用于加工具有特殊形状的预型件(14)的装置和方法，其中完成加工的预型件具有带有螺纹或封口装置的颈部和连接在颈部上的预型件基体，它具有与注塑模具模穴相比加大的形状。本方法的特征在于，在一个注塑模具中这样构成其模具巢的模穴形状，使内腔的径向延展在由其加工的预型件基体中不大于在颈部的内腔的径向延展，通过注入塑料熔液加工预型件，通过取出爪从打开的模具里面取出预型件，将转移爪的转移腿加入到预型件的从属内腔里面，利用转移爪从取出爪中取出预型件并且转移到后冷却装置里面，在取出爪里面和/或在后冷却装置里面在使用更高压力的条件下这样吹制预型件，使吹制的预型件基体的形状大于注塑模具中的模穴。
文档编号B29C49/64GK102802917SQ201080028512
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月14日 优先权日2009年6月27日
发明者S.博克, B.朔伊内曼 申请人:内兹塔尔机械公司