专利名称：吹塑成型过程中的空气回收的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的方法以及一种根据权利要求7前序部分的装置。
背景技术：
这种方法和装置主要用于成形容器例如罐或瓶。特别是应用在拉伸吹塑成型技术(Streckblastechnik)中，该技术制造用于食品行业特别是饮料行业的瓶子等。这种方法和装置的特征在于非常高的吹塑介质消耗量，因为利用直至40Bar的压力进行工作。因此总是尝试通过不同的方法和装置尽可能最佳地利用吹塑介质，以便将消耗量保持尽可能低。
在现有技术中因此已知几个这种方法和装置。US专利4 488 863描述了一种吹塑成型装置，其中一个物件首先利用较小的压力进行预吹塑并且而后利用较高的压力进行完工吹塑。紧接着完工吹塑，打开一个阀门，从而处于较高压力下的完工吹塑空气通过一个回流管道回流至预吹塑空气。这种阀门开启的持续时间是恒定的。预吹塑空气所处的存储器设有一个压力调节阀门，从而预吹塑空气在压力急剧上升时通过所述压力调节阀门和一个消声器排放。如果回流过程结束，那么仍然处于残余压力之下的被完工吹塑的容器经由另外一个阀门和一个消声器向环境排气。这个装置具有这样的缺点，即以提高的结构费用运行。过程发生很慢，因为用于预吹塑空气回流的阀门总是开启恒定的时间。如果预吹塑空气存储器内存在足够的空气，那么回流的空气经由预吹塑空气存储器排出。被吹塑的容器的部分卸载在一定程度上经由预吹塑空气存储器实现。此外借助于这种装置只能实现不精确的预吹塑压力调节。
德国公开文献DE4 340 291 A1公开了一种根据权利要求1前序部分的方法以及一种根据权利要求7前序部分的装置。在所述方法中由热塑性塑料制成的容器通过输送低压预吹塑空气和高压主吹塑空气成型。在此在容器预吹塑之后在一个过渡阶段期间高压吹塑空气被输送给低压空气供给源。这通过一个转换装置实现。为了限制低压空气供给源中的压力波动，设有一个压力监测装置用于限定最大提供的低压空气压力。紧接着，将仍位于容器内的剩余空气排放到环境中。此外这个公开文件公开了按照上述方法工作的装置。
所述装置和方法然而具有缺点。吹塑空气回流导致供给管道中的预吹塑压力上升。回流的空气在邻近的吹塑工位被再次使用，由此形成压力平衡。这种压力平衡然而严重依赖于回收持续时间、即过渡阶段的持续时间，其应当尽可能大以便有利于减小费用，这然而导致高的预吹塑压力并且进而降低瓶子质量。为了在此找到最佳的中间路线，需要对机器中的过程有丰富的经验和详尽的了解。出于这个原因，按照这种方法和装置工作的空气回收系统不会被机器操作人员接受。
发明内容
由此，本发明的目的除了优化空气消耗之外，还在于提供一种尽可能自动化的方法，其在同时实现尽可能高的回收系数的情况下确保一种稳定的具有均一瓶子质量的过程。此外本发明的目的在于提供一种机器，通过对空气回流和因此最佳的空气消耗的尽可能自动化的调节使得机器应用变得容易。
根据本发明，方法发明的目的通过权利要求1的特征实现。
由热塑性塑料制成的容器可以是任何用于保存特别是液态填料的空心物件。它可以是瓶子或罐子等。低压吹塑空气从低压空气供给源被吹入预成型件内，低压空气供给源可以是一个直接与压缩机连通的管道，也可以是一个空气存储器，其自身又由压缩机供给空气。如果低压空气供给源构成为存储器， 那么它特别是在同轴转子机器(Rundlufermaschine)情况下是一个环形通道存储器。
高压吹塑空气从被完工吹塑的容器流入低压空气供给源的时间段称为过渡阶段。将高压吹塑空气引入低压空气供给源通过操作一个转换装置实现，其特别是一个阀门。这个阀门具有至少两个控制状态。在其中一个状态下，低压吹塑空气从低压吹塑空气供给源经由一个管道流入待成形的容器内。在另外一个状态下，优选至少使用上述管道的一部分，以便使得高压吹塑空气由容器流入低压空气供给源内。
在低压空气供给源的区域内设置一个压力监测装置，其测定实际压力的实时值。特别有利的是，压力监测直接在低压空气供给源中进行。在过渡阶段之后，容器相对于环境压力的排空有利地借助于一个消声器实现。低压空气供给源中的压力控制通过过渡阶段的持续时间的变化进行。过渡阶段的持续时间值在启动机器时被确定，而它在机器的运行过程中完全被控制以及调节单元改变并且与低压空气供给源中的压力情况相适应。
压力调节有利地按照如下的方式实现在低压空气供给源例如压缩空气存储器中存在一个压力传感器，其测定压力的实际值。所述实际值被传输给控制以及调节单元。控制以及调节单元或者可以位于低压空气供给源的附近或构成为中央机器控制器的一部分。将压力传感器的实际值传输给控制以及调节单元可以有线地或无线地实现。在机器控制器中将低压空气供给源中的压力的实际值与由使用者确定的额定值进行比较。这个比较或有关在低压空气供给源中存在多大压力的信息被控制以及调节单元利用，以便计算过渡阶段的持续时间。所获得的过渡阶段的持续时间值被控制以及调节单元转换成信号，该信号被进一步输送给转换装置。根据所接受的值，转换装置开启从填充有完工吹塑空气的瓶子向低压空气供给源的回流。如果压力的实际值过低，那么过渡阶段被延长，以便确保吹塑空气向低压空气供给源足够高的回流。如果压力的实际值高于额定值，那么过渡阶段被缩短。在启动机器时，过渡阶段的持续时间是确定的，而它在机器运行过程中通过控制以及调节单元配合地适应，以便获得具有尽可能高的吹塑空气回流率和尽可能精确地保持低压额定值的运行状态。
本发明在装置方面的目的通过权利要求7的特征实现。
用于由热塑性塑料成形容器的装置特别是一个拉伸吹塑机、优选是一个旋转拉伸吹塑机。在加热之后被导入吹塑工位的预成型件在吹塑过程中被附加地拉伸。拉伸过程在此通过一个机械操作(例如通过控制凸轮)的拉伸芯棒实施。拉伸芯棒有利地通过压缩空气驱动并且经由低压空气供给源供给。优选高压吹塑空气供给源和低压空气供给源特别是在旋转拉伸吹塑机中构成为环形通道存储器。
在一个位于吹塑工位与吹塑空气供给源之间的连接元件的区域内设置的转换装置可以构成为控制盘，其设有多个空气槽并且划分成具有不同的压力负载的各部分。优选转换装置是一个阀门、特别是一个气动阀门或电磁阀门。这种转换装置可以在至少两路之间接通在预吹塑阶段低压空气从低压空气存储器经由转换装置被导入待吹塑的容器内。当主吹塑阶段开始时高压吹塑空气被导入待完工吹塑的容器内。当主吹塑阶段结束时，转换装置重新进行切换，以便再次开启低压空气介质存储器至成型的容器的连通。因为容器内的压力高于预吹塑介质存储器内的压力，从而压缩空气从容器流入存储器。然而这仅仅持续到转换装置被关闭。具有预吹塑工步和完工吹塑工步的吹塑过程因此被终结，由此仍然存在于容器内的剩余空气可以经由消声器被排放到环境中。
低压空气供给源或低压空气介质存储器包含用于测定压力的元件，其与一个控制以及调节单元连接并且向该单元提供有关压力实际状态的数据。如果控制以及调节单元通过由用于测定压力的元件获得的信号发现，低压空气介质存储器中的压力过小，那么控制以及调节单元延长这个时间，在该时间内转换装置接通成使得从容器与低压空气供给源连通。如果压力过高，那么控制以及调节单元缩短转换装置的接通时间。
借助于附图1至3详细阐述本发明的一个优选实施方式，其中图1拉伸吹塑机中空气分配的示意图；图2没有自身的低压空气供给源的拉伸吹塑机中空气分配的示意图；图3一个具有吹塑空气回流的吹塑过程和一个没有吹塑空气回流的吹塑过程的压力分布的原理示意图。
具体实施例方式
图1示出一个空气分配器17，其具有一个用于低压空气供给源5的输入口和一个用于高压吹塑空气供给源3的输入口。在朝向机器的方向上，空气分配器17具有用于低压空气和高压吹塑空气的两个排出口。空气分配器17的任务在于将吹塑空气从机器的一个静止部分送入一个旋转部分内。在空气分配器17之后，高压吹塑空气分配到三个管道2、3、4。从空气分配器17出发以大约40Bar的压力分配到三个管道内的高压吹塑空气在管道2内首先流过一个压力调节器2a，它将压力减小至大约16Bar。空气在那儿进一步流入一个低压介质存储器2b内，其在此构成为环形通道。存储器2b内的压力通过一个压力传感器10监测。在预吹塑阀门(Vorblasventil)11开启的情况下，空气从低压介质存储器2b经由吹塑喷嘴16进入待成型的容器19内，其由此被预吹塑。从空气分配器17出发经由高压吹塑空气供给源3流入高压介质存储器3a的空气处于例如28Bar的压力下并且用于完工吹塑容器19。在预吹塑阀门11关闭之后，所述空气经由完工吹塑阀门12和吹塑喷嘴16进入被预吹塑的容器19内。如果完工吹塑阶段结束，那么开始过渡阶段，在该过渡阶段预吹塑阀门11再次开启，从而完工吹塑空气可以从容器19经由吹塑喷嘴16和预吹塑阀门11流入低压介质存储器2b内。吹塑空气的可能的流动方向在图1和图2中分别通过箭头表示，低压介质存储器2b中的压力始终通过压力传感器10监测，该压力传感器将实时值经由发送单元10a发送给一个未示出的中央机器控制器。中央机器控制器基于低压介质存储器2b中压力情况计算出过渡阶段的最佳持续时间并且因此给出完工吹塑空气回流时预吹塑阀门11的开启以及关闭时间点。
从空气分配器17流入控制空气供给装置4的空气通过一个压力调节器4a降低至例如10Bar并且被导入控制空气介质存储器4b内。控制空气用来操作预吹塑阀门11、完工吹塑阀门12和两个排气阀门13、14。
如果完工吹塑空气从容器19回流至低压介质存储器2b内的过渡阶段结束，那么两个排气阀门13、14被操作以便将仍然残留在容器19内的空气经由未示出的消声器向环境释放。
低压空气在空气分配器17之后分成两个部分气流。例如处于10Bar压力之下的空气被两个压力调节器5a、5c减小到例如4Bar的压力。被减压的低压空气流入其相应的低压介质存储器5b和5d内，它们同样构成为环形通道。低压空气用于控制拉伸单元18中的拉伸芯棒18a，其中由存储器5b出来的空气用于向下移动拉伸芯棒并且由另外一个存储器5d出来的空气用于向上移动拉伸芯棒，所述拉伸芯棒在预吹塑阶段被操作。
图2示出了与图1相同的示意图，区别在于不存在经过空气分配器17的拉伸单元自身的低压空气供给源。拉伸单元18的压缩空气供给经由低压空气供给源2实现。
图3示出了两个曲线，其中曲线21是一个不具有吹塑空气回流的吹塑过程的压力分布，而曲线22是一个具有吹塑空气回流的吹塑过程的压力分布。图表的X轴30表示以秒为单位的时间，而Y轴31表示以Bar为单位的压力。通过观察传统过程21的曲线可以发现，完工吹塑阶段在大约0.5秒时开始并且在大约1.7秒时由于排气阀门13、14的开启而终结。
将传统过程的压力分布与根据曲线22的过程相比较可以发现，为了使得被回收的吹塑空气占整个空气消耗量的份额尽可能高，完工吹塑阶段起始较晚。空气节约的程度，其基本上受完工吹塑起始的影响，依赖于许多因素例如瓶子形状和大小。所允许的过程窗口(Prozessfenster)越大，更多的压缩空气可以被节省。
瓶子19内的完工吹塑压力更早地下降，因为在大约1.5秒时预吹塑阀门11被开启，以便开始过渡阶段和因此吹塑空气的回流。通过将预吹塑阀门11关闭并且将排气阀门13、14开启，过程在此也在大约1.7秒时终止。
权利要求
1.一种用于由热塑性塑料成形容器的方法，其中通过由一低压空气供给源供给低压吹塑空气对一被加热的预成型件进行预吹塑并且通过紧接着供给高压吹塑空气进行完工吹塑，其中将从被完工吹塑的容器流出的高压吹塑空气在一个过渡阶段期间经由一个转换装置输送给低压空气供给源，并且在低压空气供给源的区域内进行压力监测并且在过渡阶段之后将容器相对于环境压力进行排气，其特征在于，通过过渡阶段的持续时间的改变实现低压空气供给源中的压力控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为进行压力控制，测定低压空气供给源中压力的实际值。
3.如权利要求1和/或2所述的方法，其特征在于，将所述实际值与低压空气供给源中压力的一额定值进行比较。
4.如权利要求1至3至少一个所述的方法，其特征在于，通过低压空气供给源中压力的额定值与实际值的比较计算出过渡阶段的持续时间，以便在额定值范围内形成低压平衡。
5.如上述权利要求至少一个所述的方法，其特征在于，在启动机器时预设定过渡阶段的持续时间。
6.如上述权利要求至少一个所述的方法，其特征在于，基于在启动后低压空气供给源中压力的额定值与实际值的持续比较，过渡阶段的持续时间配合地相适应。
7.一种用于由热塑性塑料成形容器(19)的装置，所述装置具有至少一个被设置用于容纳被加热的预成型件的吹塑工位并且设有一个高压吹塑空气供给源以便扩张预成型件，并且其中至少一个构件在吹塑工位的区域内与一个低压空气供给源(2)连接以便进行操作，在所述低压空气供给源中提供低压空气，低压空气比在高压吹塑空气供给源区域内存储的高压吹塑空气的压力水平低，其中在一个将吹塑工位连接在吹塑空气供给源上的连接元件的区域内设置一个转换装置，该转换装置在主吹塑阶段将高压吹塑空气导入吹塑工位的区域内并且在主吹塑阶段结束后在一个过渡阶段期间构成吹塑工位和低压空气供给源(2)之间的连接以便引入吹塑空气，并且吹塑工位连接在一个释放元件上，其在吹塑过程结束后将容器内部相对于环境压力排气，并且低压空气供给源(2)具有一个用于测定低压空气的压力的元件(10)，其特征在于，用于测定压力的元件(10)与一个控制以及调节单元连接并且向该单元提供有关压力实际状态的数据。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，控制以及调节单元与转换装置连接并且将其接通。
9.如权利要求7和/或8所述的装置，其特征在于，控制以及调节单元根据由用于测定压力的元件(10)提供的值控制转换持续时间。
10.如权利要求7至9至少一个所述的装置，其特征在于，用于成形容器(19)的装置是一个拉伸吹塑机、特别是一个旋转拉伸吹塑机。
11.如权利要求7至10至少一个所述的装置，其特征在于，转换装置是气动阀门。
12.如权利要求7至10至少一个所述的装置，其特征在于，转换装置是电磁阀门。
13.如权利要求7至12至少一个所述的装置，其特征在于，低压空气供给源(2)至少部分是一个特别是环形通道形状的压缩空气存储器(2b)。
14.如权利要求7至13至少一个所述的装置，其特征在于，控制以及调节单元由中央机器控制器构成。
15.如权利要求7至14至少一个所述的装置，其特征在于，用于测定压力的元件(10)的数据经由一个数据线传输给控制以及调节单元。
16.如权利要求7至15至少一个所述的装置，其特征在于，用于测定压力的元件(10)的数据无线地传输给控制以及调节单元。
全文摘要
本发明涉及一种用于由热塑性塑料成形容器的方法和装置，其中通过由一低压空气供给源供给低压吹塑空气对一被加热的预成型件进行预吹塑并且通过紧接着供给高压吹塑空气进行完工吹塑，其中将从被完工吹塑的容器流出的高压吹塑空气在一个过渡阶段期间经由一个转换装置输送给低压空气供给源，并且在低压空气供给源的区域内进行压力监测并且在过渡阶段之后将容器相对于环境压力进行排气，其中通过过渡阶段的持续时间的改变实现低压空气供给源中的压力控制。
文档编号B29C49/78GK101014458SQ200580029127
公开日2007年8月8日 申请日期2005年8月26日 优先权日2004年8月31日
发明者D·芬格, H·阿斯布兰德 申请人:克罗内斯股份公司