由热塑性材料制成的坯料来制造填充有液体填充材料的容器的方法，以及在这种方法中 ...的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由热塑性材料制成的坯料来制造填充有液体填充材料的容器的方法，以及在这种方法中所使用的喷嘴。
【背景技术】
[0002]由塑料制成的坯料来制造容器、特别是瓶的方法为现有技术已知的。为此目的，所述坯料至少被热调节并随后在成型阶段期间由于液体加压材料会被引入至所述坯料内同时坯料被轴向和径向拉伸而在模具中被液压成型以形成容器。
[0003]在最为常见的方法中，所谓的拉伸杆会被用于轴向拉伸，所述拉伸杆通过坯料的口部而被引入至坯料内，所述坯料的口部稍后会形成为容器开口。使用所述拉伸杆，机械力就会被施加于坯料基体上，从而使得经热调节的坯料轴向地拉伸。最大的力由此需要用于启动拉伸步骤。重要的是，以可控的方式启动轴向拉伸，从而使得将来的容器均匀地成型，并且壁厚达到期望值。
[0004]然而，在使用液体填充材料来液压成型的过程中，拉伸杆的使用是具有缺点的，拉伸杆必须浸没于填充材料中，并且在由经填充的容器去除时，填充材料经常会保留在拉伸杆上，这会污染填充机或者容器外部。特别地，在包含糖的液体或者使用糖浆来部分填充容器的情况，这导致了必须要被避免的污染。
[0005]在DE 10 2011 015 666 Al所公开的方法中，导向和成型装置在拉伸过程中与坯料在外部相互接合。由此，其难于将启动拉伸所需要的张力传递至坯料，从而使得这些力主要通过流入填充材料的压力的作用而由内部施加。然而，径向和轴向作用的力由此而无法区别，从而使得轴向拉伸的启动是成问题的。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于控制坯料成型为容器的方法，其中由于填充材料从拉伸杆滴落而导致的容器外部或者填充机的污染会被防止。
[0007]为了解决这种问题，提出了一种由热塑性材料制成的坯料来制造填充有液体填充材料的容器的方法，其中相应的坯料至少会被热调节并随后在成型阶段中由于液体填充材料在压力下通过喷嘴引入至坯料中同时坯料会被轴向和径向地拉伸而在模具中成型以形成容器，其特征在于通过将填充材料脉冲注射至坯料内而启动轴向拉伸。
[0008]在本申请的内容中，轴向方向被理解为与坯料的口部垂直的方向。通常地，所述坯料将在该方向上具有其最大长度，并且除了在其口部周围可能存在的螺纹，将具有对称轴线。径向方向被理解为与轴向方向垂直的任何方向。
[0009]根据本发明，液体介质通过脉冲注射而被供给至热预调节的坯料中，从而启动轴向拉伸步骤。通过脉冲注射来供给加压介质被理解为所述供给直接发生于空的坯料内，并且所供给的喷射直径和供给速度适用于将脉冲转化为对坯料的冲击，并由此触发拉伸步骤。
[0010]填充材料的供给优选发生于坯料的轴向方向，从而使得填充材料对坯料喷射冲击的全部脉冲适用于轴向拉伸。
[0011]填充材料喷射的直径和速度与启动坯料的拉伸所需要的力相一致，并因此依赖于所使用的材料、坯料的几何构型以及此外依赖于热调节。
[0012]通过填充材料在坯料内的喷射冲击而转移的脉冲由此替代了拉伸杆。所述喷射优选以靶定的方式冲击坯料基底的中心区域。常规的坯料在该区域中具有圆形的顶部。喷射的最大区域应当优选发生在所述顶部的区域，其与喷射方向大致呈直角，从而使得尽可能大的脉冲可以在轴向方向上传递。
[0013]在根据现有技术使用拉伸杆的情况中，拉伸力通常位于400N至600N之间。为了使用填充材料喷射在350N至650N之间获得可比较的结果，喷射直径必须位于3至20mm之间，并且流速为30至100m/S之间。精确数值还依赖于所使用的填充材料。
[0014]供给速度和/或喷射直径可以在填充和成型步骤过程中变化。特别地，填充和成型步骤可以以高供给速度开始，从而实现用于启动拉伸步骤的大的脉冲。在填充和成型步骤期间，供给速度然后可被降低，从而能够控制容器的轴向和径向成型。同样地，填充材料的喷射直径可以在填充和成型步骤期间变化。在高供给速度的情况中，喷射直径例如可以首先选择为是较小的，从而在坯料基底的中心区域实现高轴向脉冲传递，并且随后可被提高以实现高填充速率。相反地，非常宽的喷射也可首先流至坯料内，从而为脉冲传递提供高质量流动，其随后会被降低以用于进一步的填充步骤。
[0015]坯料的轴向拉伸可以通过导向装置而导向，所述导向装置与坯料在外侧接合。特别地，导向装置可以部分地围绕坯料，或者可以设置成与坯料接合或互锁。轴向拉伸步骤由此可以以可控的方式发生，并且流至坯料内的填充材料的压力可被用于轴向或径向拉伸。为此，坯料的轴向拉伸速度就可被至少暂时地限制。
[0016]这种方法是可行的，例如，高启动脉冲通过流至坯料内的填充材料而在脉冲注射时传递至坯料，并且拉伸步骤由此而被触发。在第一轴向拉伸后，导向装置限定轴向拉伸的速度，并与此同时导向正在成型的坯料，从而确保容器的对称成型。取决于轴向拉伸的限制程度，流至坯料内的填充材料的压力随后或多或少地可被转化为径向拉伸。
[0017]相反地，通过导向装置来进行轴向拉伸也是可行的。对于此，导向装置优选以接合的方式设置在坯料上，并可在轴向方向上将张力传递至坯料。
[0018]根据本发明的一种实施方式，喷嘴可以在成型步骤期间轴向移动。有利地，坯料基底和喷嘴之间的距离由此特别是以这样的方式而被控制，即至少暂时性地观察到所定义的距离，例如距坯料基底的特定的最小距离或者特定的最大距离，其在成型步骤期间在轴向方向上移动。至坯料的精确的和可控的脉冲传递由此可以实现，并且拉伸步骤可被精确地控制。坯料基底的位置由此可以在成型步骤期间检测，特别是使用超声或者通过检测热剖面而感应地检测。
[0019]喷嘴在成型步骤期间的位置还可以通过在成型步骤期间检测的压力值而控制，所述压力特别是填充材料的压力，排气管道内的压力或者返流管线内的压力，部分填充材料流通过其而作为测量流导向返回。
[0020]填充材料的温度可以在成型和填充步骤期间控制，其中，填充材料可被特别地加热。通过影响在开始成型步骤之前已被热调节的坯料的温度，就可以影响并控制拉伸过程。由于高填充材料温度，坯料会更加容易地变形。由于填充材料温度在所述过程期间的变化，坯料的特定部分可以更大程度或更小程度地拉伸。
[0021]为了防止喷嘴在成型步骤期间的侧向偏离，特别是在轴向可移置喷嘴的情况中，喷嘴可在成型步骤期间至少被暂时性地径向支撑。这可以在喷嘴上或者在喷嘴区域使用侧向导向元件来实现，其在径向方向上侧向支撑于坯料的表面之上。特别地，所述支撑可以通过在径向方向上侧向离开喷嘴的填充材料喷射来实现，由于所形成的填充材料流出的力，所述填充材料喷射致使喷嘴在轴向方向上稳定化。出于此目的，用于辅助喷射的侧向开口可被提供在喷嘴上，例如作为单独的开口或者环形间隙的形式。
[0022]喷嘴头部的横截面可大致相应于坯料的内部横截面。在成型步骤开始时，由此会出现液体垫，其能够在流入的液体和坯料之间形成特别良好的脉冲传递，并且在轴向方向上触发拉伸步骤。
【附图说明】
[0023]本发明的一种示例性的实施方式在下文中参考附图进行更加详细的描述，其中:
[0024]图1示出模具中的坯料；
[0025]图2示出通过脉冲喷射开始拉伸阶段的坯料；
[0026]图3示出由坯料形成的容器；
[0027]图4示出通过所附的喷嘴进行脉冲喷射而开始拉伸阶段的坯料；
[0028]图5示出具有优选实施方式的喷嘴头部的模具中的坯料；
[0029]图6示出拉伸开始阶段图5的坯料。
【具体实施方式】
[0030]在图1中，描述了坯料I，其具有口部2和旋转对称主体3。坯料I位于模具4内。坯料I在未描述的填充机中通过引