专利名称：具有可加热的吹塑模具的拉伸吹塑机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可加热的吹塑模具。
背景技术：
长久以来，现有技术中公开了借助于吹塑装置，通过施加的压縮空气，被扩张成塑 料容器的塑料预成型件，尤其是由PET构成的塑料预成型件。此外还公开了吹塑模具或者 持有该吹塑模具的模具支架，借助于流过该吹塑模具或模具支架的液态加热剂被加热。
专利DE 10357247A1公开了一种用于加工工件的方法和设备。此处，待加工的工 件被安装在一个加工台上，并且该加工台被移动到一个旋转的支承轮上。在支承轮上使用 了至少一种用于调节加工台的一区域温度的控温介质，其中，该控温介质的温度通过支承 轮上的温度调节器被预先确定。 专利EP 1717004A1描述了一种用于调节模具温度的设备和方法。此处，同样在模 具内设置有多个用于输送至少一种控温介质的控温管道，其中，每条控温介质管道配属于 模具的一个区域，从而一个区域的温度可以相对于另一个区域的温度被独立地调节。此外 该设备设置有用于确定控温介质温度的温度传感器。 专利DE 4319319C2描述了一种设备，其用于周期性地控制对负载的加热，尤其是 对用于熔化塑料的模具的加热。此外此设备还设置有载热液体，该载热液体的输送跟随预 先确定的温度曲线，该温度曲线为一带有容器和加热器的加热回路的每个周期的温度曲 线。 为了 PET的热调节和机械构件的稳定，对于该发明特别涉及的、用于制造用于热 灌装的PET容器的拉伸吹塑机使用了多个加热回路。此外该拉伸吹塑机内部涉及的构件特 别地有模壁、一模底和一模具支架。模壁或侧壁或模具的一半借助于外壳被部分地容纳在 模具支架中，并且尽可能地相对于该模具支架隔离。模底被机械地保持在模具的一半或该 外壳内。 该模壁和该模具支架之间通过大部分位于两者之间的隔离层进行热接触。该模底 在侧面与该模壁的接触相对较少。在现有技术中，当上述构件的所有三个部分发生偏离目 标温度的情况时，对其进行温度调节。此外该模具支架的典型温度为5(TC 6(TC，而模底 的典型温度为6(TC 9(TC。这使得该发明能够简单地使用水控温仪。该模壁的温度被典 型地调节到16(TC，为此需要使用油控温回路。 因此在现有技术中对该模具支架的回路和该模底的回路使用两个水控温仪，并且 对该模壁的回路使用一个油控温仪。此外这些控温仪具有典型的电加热装置并且还通常具 有一热交换器，冷却剂从该热交换器中流过。由此实现了控温仪的加热和冷却模式。
然而，通过使用不同的加热仪器和热交换器增加了该种设备的生产成本和运行成本。
发明内容
因此本发明的任务在于提供一种设备，该设备与现有技术相比具有更低的运行成本、投资成本以及装配费用。依据本发明，该任务通过依据权利要求l的设备来实现。有利 的实施方式和改进方案是从属权利要求的内容。 本发明的用于使塑料预成型件成型为塑料容器的设备具有一设置在一模具支架
内部的吹塑模具，其中，该吹塑模具具有至少一个侧壁或称模壁，以及一个底部，该塑料预
成型件向着侧壁和底部扩张。其中，该设备至少设置有一用于加热侧壁或调节侧壁温度的
第一流体回路，并且至少设置有一用于加热底部或调节底部温度的其他流体回路，并且在
至少一个流体回路中设置有至少一个加热装置，以便加热在该流体回路中流动的流体。 要指出的是，各个流体回路用于在机器工作的不同阶段调节该机器各个构件的温
度，例如在加热阶段以及必要时在运行阶段加热机器，而在冷却阶段冷却机器。 本发明的设备还设置有一第一热交换器，该热交换器至少有时将热量从该第一流
体回路传递到至少一个其他流体回路中。在本设备的其他运行阶段，例如在冷却阶段，该热
交换器还可以用于从该第一流体回路中带走热量。 在现有技术中设置有相互分离的加热装置，以便分别加热流体回路中的各种流 体，因此本发明提出一个用于至少间接地加热一其他流体回路中的流体的加热装置，为此 使用了该热交换器。所述的流体较佳地为液体。 通过对各个控温回路的耗费较大的测量可以确定，在拉伸吹塑机的运行阶段，用 于该模底和该模具支架的水控温回路主要工作于冷却模式下。这取决于与(模具支架的) 热的模壁或侧壁的热接触以及通过被加热的预成型件引入的(特别是模底的)能量。此外 可以确定，该设备，尤其是一拉伸吹塑机，有时经历一个过长的冷却阶段。优选该热交换装 置是另一流体回路的唯一的热源。 如上面所提到的那样，迄今为止使用了三个控温仪或者加热装置用于运行拉伸吹 塑机以生产可热灌装的PET容器。在已描述的实施方式中通过简化的、与第一流体回路连 接的被动回路代替至少一个或至少两个控温仪。该被动的流体回路为一种自身不具有加热 装置，而是借助于热交换器间接地通过其他流体回路被加热的回路。在另一种有利的实施 方式中，该设备只具有一个主动的(即，尤其能进行能量转换的并且优选电驱动的)加热装 置，并且设置有一热交换器，以便将第一流体回路的热能传递到另两个流体回路中。在本发 明中描述了一种设备，在该设备中通过一热交换器将一水回路与一油回路连接。然而相应 地也可能的是，两个水回路相互连接。此外，借助于该构件相应的继电器也可以利用水回路 实现已描述的功能。 使用上述热交换器的另一个优点是可额外地利用各个回路之间的热交换，以实现 该拉伸吹塑机的快速冷却。由此直接縮短了该设备，特别是一拉伸吹塑机的产品更换时间。
优选将其余所有的构件，特别优选还包括控制器和调节器都集成到一个仪器中。 在所有构件启动时，通过这种方式使安装和装配变得更快更容易。此外通过减少例如主动 加热元件，以及通过控制器和调节器的集成可实现相应的成本降低。 在另一种优选的实施方式中，该设备至少设置有一第二流体回路，以便加热该模 具支架或者调节该模具支架的温度。在这种情况下，上述的其他流体回路是指一第三流体 回路。 在另一种优选的实施方式中，所述流体回路被设置为至少部分地位于该设备外部 或者特别是至少部分地位于该模具支架结构的外部。优选该热交换器被设置在所述模具支架结构的外部。 在另一种有利的实施方式中，该设备具有一第二热交换器，该热交换器将热量从 该第一流体回路传递到该第三流体回路。该设备还可以设置有一第二或其他的热交换器， 该热交换器将热量从该第二流体回路传递到该第三流体回路。 在另一种有利的实施方式中，不同的流体在至少两个不同的流体回路中流动。此 外可能的是，油液在该第一流体回路中流动，并且以这种方式实现了远高于IO(TC的温度控 制。例如水可以作为载热流体在另外两个流体回路中流动。然而也可能的是，第二和/或 第三流体回路同样是油回路。 在另一种有利的实施方式中，至少一个热交换器被设置在该第一流体回路的一回 流通道中。通过这种方式，对该吹塑模具的侧壁或称模壁的加热不会受到该热交换器运行 的影响，因为热量只在该回路的回流通道中被带走。 在另一种有利的实施方式中，在该第一流体回路中，沿流体的流动方向首先设置 该第一热交换器，然后设置该第二热交换器。因此优选该第一和第二热交换器都被设置在 该第一流体回路的回流通道上。 在另一种有利的实施方式中，该设备设置有一控制装置，该控制装置用于控制在 第一流体回路中流过至少一个热交换器的流体的流量。此外这种控制装置可以是阀门，例 如止回阀或者节流阀以及类似物等。通过使用该阀门，较佳地使用可控阀门，使相应的热交 换装置根据需要地被启动。 在另一种有利的实施方式中，加热阶段的温度调节这样进行即所有构件在同一 个时间点达到所期望的额定温度。此外被引入被动回路中的热量可以由上述控制装置控 制。 在另一种有利的实施方式中，通过热交换器中的至少一个对冷却过程中的热流进 行控制，使待加热的介质温度不超过一确定的温度。这个确定的温度可以例如是该介质的 蒸发温度。 在另一种有利的实施方式中，该设备具有一个冷却回路。 一方面该冷却回路可以
用于冷却加热装置，另一方面还可以向上述第二和第三流体回路提供冷却剂。 在另一种有利的实施方式中，至少一个热交换器被实施为片式热交换器。在另一
种有利的实施方式中，该设备是一吹塑机，特别是一拉伸吹塑机。要指出的是，本设备对于
拉伸吹塑机特别有利，因为其可将加热以及接下来的热灌装液体特别有利地结合在一起。 在另一种优选的实施方式中，至少在该第二流体回路和/或该第三流体回路中设
置一温度测量装置。该温度测量装置用于控制各个流体回路。 此外本发明还涉及一种对用于使塑料预成型件成型为塑料容器的吹塑模具进行
温度控制的方法，其中，由该第一流体回路对该吹塑模具的一个侧壁的温度进行调节，特别
是进行加热，而由另一个流体回路对该吹塑模具的底部的温度进行调节，特别是进行加热，
并且该些流体回路彼此分开。此外借助于加热装置将一流体回路中的流体加热。 本发明借助于第一热交换器将至少在其他两个流体回路中的一个回路内流动的
流体加热，该热交换器将热量从被主动加热的流体回路传递到其他的流体回路中。因此在
该方法中，该第二和该第三流体回路不是主动的，而仅仅是被动地通过一热交换器被加热。
通过这种方式，可以如上述那样节省成本。
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较佳地，利用一第二流体回路对该吹塑模具的一模具支架的温度进行调节，特别 是进行加热，而所提到的另一个流体回路是一第三流体回路。
其他的优点和实施方式从附图中得出，其中 图1为一现有技术中的设备的示意图； 图2为本发明第一实施方式中的设备的示意图； 图3为本发明第二实施方式中的设备的示意图；以及 图4为本发明第三实施方式中的设备的示意图。 附图标记列表 1 设备 2 吹塑模具 4 侧壁或模具的一部分 6 模底 10 模具支架 12 第一流体回路 12a 第一流体回路12的始流通道 12b 第一流体回路12的回流通道 14 第二流体回路 16 第三流体回路 20 加热装置 22、24(热交换器的)旁路段 26 、28阀、节流阀 32 第一热交换器 34 第二热交换器 36 、38阀 40 冷却装置 42 冷却装置回流通道 44 冷却装置始流通道 52、54泵 56、58温度测量装置 62、64止回阀 66、68节流阀 72、76旁路阀 74、78旁路 100 设备 112(现有技术的)第一流体回路 114(现有技术的)第二流体回路 lie(现有技术的)第三流体回路
120(现有技术的)第一加热装置122(现有技术的)第三加热装置124(现有技术的)第二加热装置140(现有技术的)冷却装置142(现有技术的)冷却回路
具体实施例方式
图1为现有技术中的一种设备100。该设备100具有一整体上以附图标记2表示 的吹塑模具，该吹塑模具被保持在一模具支架10内。此外该吹塑模具2具有侧壁或称模壁 4，塑料预成型件向着该侧壁或模壁扩张。此外该吹塑模具还具有一用于形成容器底部的模 底6。 此外上述构件整体上构成了一设置在一模具支架10内的吹塑模具。
附图标记112表示一用于加热吹塑模具2的侧壁或模壁4的第一流体回路。其中， 该流体回路112由一第一加热装置120加热。此外该设备还设置有一用于加热该模具支架 10的第二流体回路114。其中该第二流体回路114的热量由第二加热装置124供给。并且 该设备还设置有一第三流体回路116，该第三流体回路用于加热该模底6并由第三加热装 置122加热。这三个回路112、114和116彼此完全独立。此外，该设备还设置有一冷却装 置140，该冷却装置通过一冷却回路142、144冷却各个加热装置并由此冷却各个流体回路 112、114和116。 图2为本发明的设备1的第一实施方式。在这种实施方式中还设置有一模具支架 10、侧壁4和一模底6，它们由彼此分离的流体回路加热。此处的附图标记12表示一第一流 体回路，该侧壁4由该流体回路加热。此外要指出的是，侧壁4需要最高的工作温度。附图 标记20表示一用于加热第一流体回路12中的流体的加热装置。 附图标记14表示一用于加热该模具支架10的第二流体回路。可以看出，该第二 流体回路自身不具有加热装置，而是通过一第一热交换器32被连接在该第一流体回路12 上。更准确地说，该第二流体回路14被设置在该第一流体回路12的回流通道12b上。在 该第一流体回路的始流通道12a中没有设置相应的热交换器。附图标记36表示一阀门装 置，更准确地说是一可控阀门，该阀门可以控制通过该第一热交换器32的介质的流量。附 图标记16表示一第三流体回路，该第三流体回路在此处通过一第二热交换器34同样被连 接在该第一流体回路12上。 为了在不同的流体回路12、 14和16之间进行热传递，使用了热交换器32和34，它 们优选被实施为片式热交换器。此外较佳地，穿过热交换器32和34的导通截面按如下方 式调节，阀门28和26开到最大时，相对于旁路段22、24不出现节流。 如上所述，两个热交换器32和34被安装在第一流体回路12的回流通道12b上， 以便通过热交换器的热传递尽量不影响控温仪器的自动控制。如图2所示，较佳地首先流 过用于该模底6的热交换器34，在这种情况下该热交换器34需要更高的温度。
接下来说明图2中处于加热、运行和冷却的工作状态下的设备。在上述工作状态 中，将两个泵52和54分别接通。 在加热设备l，确切地说加热模具支架10、侧壁4和模底6时，将两个阀门38和36都开启，并且分别将可调节的两个节流阀66和68完全关闭，而借助于该两个节流阀或可调 节的节流阀26和28，利用温度测量装置56和58调节到所期望的始流温度。此外优选该调 节从各自处于完全开启状态的节流阀26和28开始。始流的额定温度由相应的机器构件的 预期温度以及一个相加的修正值预先确定，该修正值与经过路段到达该机器时下降的温度 值相符。当各个水回路达到额定温度时转变为运行模式。 在运行模式下优选关闭两个阀门36和38，并且该节流阀26、 28被调节为具有最大 流量。当阀门36和38关闭时，优选该节流阀26、28 —般被开启到最大。为了在需要时冷 却回路，开启两个节流阀66和68。开启后新的冷却介质从冷却回路44经过止回阀62、64 流入各个加热回路或流体回路14和16中。由于具有更高的效率和更简单的实施方式，优 选这种使用热交换器32和34的冷却方式。如果必需的话，阀门36和38还可以被开启，以 便加热被动的回路。 流体回路14和16的冷却这样来实现开启阀门36和38并且将节流阀26和28 的流量调节到最小，而将阀门66和68的流量调节到最大。这较佳地降低了温度传感器56 和58的额定值。通过两个热交换器32和34，将额外的能量从第一流体回路12，也就是从 油加热回路12中导出。此外，然而该热量首先再次被引导通过不同的构件。由于与模壁4 相比具有较小的导热性，影响自然很小。 图3示出了本发明的设备的另一种实施方式。与图2中示出的实施方式不同的 是，在这里设置有两个额外的旁路74和78，它们分别连接在回路14和16的回流以及始流 之间。此外两个旁路分别具有阀门72和76。借助于该流体回路14和16的旁路连接，该第 一流体回路12可以首先被强烈地冷却(必要时只通过水回路14、 16中的一个)，并接下来 通过再次开启阀门72和76，一旦达到了相应的温度两个流体回路14和16与第一流体回路 12便一起被继续冷却。 在冷却之后，也就是当达到了所有的额定温度时，两个泵52和54可以被关闭。关 闭阀门36和38，完全开启阀门26和28，并且完全关闭阀门66和68。旁路阀76和72也被 关闭。 图4示出本发明的设备的另一种实施方式。此处同样设置有两个热交换器32和 34，但是仅设置有一个用于调节模底6和模具支架10的温度的被动回路14、 16。更准确地 说，与在图2和图3中示出的设备不同的是，图4中示出的设备中两个水回路14、16被合并 为一个回路。相应地还可以取消在图2和图3中示出的泵54。然而其余的构件以相同的方 式实施。 在图4中示出的实施方式中，加热时，阀门36和38同样被开启，并且两个可调节 的节流阀66和68首先被完全关闭，并且借助于两个可调节的节流阀26和28调节通过热 交换器32和34的流量。此外该调节从完全处于开启状态的可调节流阀26和28开始，并 且始流的额定温度值如上述那样由相应的机器构件内的期望温度以及一个相加的修正值 预先确定，该修正值与经过路段到达该机器时下降的温度值相符。由于该模具支架10的流 体回路14的额定温度更低，所以首先达到该温度。当达到该温度时，首先切断该热交换器 32，切断时关闭阀门36并且将节流阀26调节到最大流量。此外该温度测量装置58上的始 流温度通过该节流阀66利用冷却装置40的冷却介质得以稳定。从达到该温度起，该热交 换器34吸收流体回路14，也就是模具支架回路的回流和第一温度测量设备56上的额定温
9度之间的温度差。 在运行模式下，对于该结构，该热交换器34必须保持运行(也就是关闭阀门38并且使可调节流阀28处于放下或者关闭状态)。此外通过可调节流阀66连续地提供冷却介质，以便稳定该温度测量装置58处的温度。 该流体回路12、 14和16的冷却通过开启阀门36和38，调节节流阀26和28到最小流量以及调节节流阀66和68到最大流量来实现。这较佳地随着两个温度测量装置56和58的额定值的降低而出现。相应于在图3中示出的旁路连接，在图4中示出的冷却回路的设置也可以完成。在冷却后，也就是当达到所有的额定温度时，该泵52可以被关闭。此外两个阀门36和38都被关闭，节流阀26和28被完全开启，并且节流阀66和68被完全关闭。如果存在旁路阀的话，各个旁路阀72、76(参见图3)也被关闭。 所有在申请材料中公开的特征被作为本发明的特征使用，只要它们单独或者组合后与现有技术相比是新颖的。
权利要求
用于使塑料预成型件成型为塑料容器的设备，该设备具有一设置在一模具支架(10)内部的吹塑模具(2)，其中该吹塑模具(2)具有至少一个侧壁(4)以及一个模底(6)，该塑料预成型件向着侧壁(4)和模底(6)扩张，其中该设备至少设置有一用于调节侧壁(4)温度的第一流体回路(12)，并且该设备至少设置有一用于调节模底(6)温度的其他流体回路(16)，并且在至少一个流体回路(12)中设置至少一个用于加热在该流体回路(12)中流动的流体的加热装置(20)，其特征在于，该设备至少设置有至少一个第一热交换器(32)，该热交换器至少有时将热量从该第一流体回路(12)传递到至少一个其他流体回路(16)中。
2. 按权利要求l所述的设备，其特征在于，所述热交换器(32)是其他流体回路(14)的 唯一的热源。
3. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备具有一第二流体回 路(14)，用于调节所述模具支架(10)的温度。
4. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1)只具有一主动 的加热装置(20)。
5. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1)具有一第二热 交换器(34)，所述热交换器(34)将热量从所述第一流体回路(12)传递到第三流体回路 (16)中。
6. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，不同的流体在至少两个不同 的流体回路(12、 14、 16)中流动。
7. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，至少一个热交换器(32)被设 置在所述第一流体回路(12)的回流通道(12a)中。
8. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，在所述第一流体回路(12) 中，沿流体的流动方向首先设置所述第二热交换器(34)，然后设置所述第一热交换器 (32)。
9. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，其设置有用于控制在所述第 一流体回路(12)中流过至少一个热交换器(32、34)的流体的流量的控制装置(36、38)。
10. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1)具有至少一个 冷却回路(42 、44)。
11. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，至少一个所述热交换器 (32、34)为片式热交换器。
12. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，所述设备(1)是拉伸吹塑机。
13. 按前述权利要求中至少一项所述的设备，其特征在于，至少在所述第二流体回路 (14)和/或所述第三流体回路(16)中设置有一温度测量装置(56、58)。
14. 对用于使塑料预成型件成型为塑料容器的吹塑模具(2)进行温度控制的方法，其 中，由所述第一流体回路(12)对所述吹塑模具(2)的一个侧壁(4)的温度进行调节，特别 是进行加热，而由其他流体回路(16)对该吹塑模具(2)的模底(6)的温度进行调节，特别 是进行加热，并且该些流体回路(12、 16)彼此分开，此外借助于所述加热装置(20)加热在 一流体回路(12、 16)中的流体，其特征在于，借助于第一热交换器(32)对至少一个其他流体回路(16)中流动的流体进行温度调节，并且特别是进行加热，所述热交换器将热量从被 主动加热的流体回路(12)传递到所述流体回路(16)中。
15.依据权利要求14所述的方法，其特征在于，利用一第二流体回路(14)对该吹塑模 具(2)的一模具支架(10)的温度进行调节，特别是进行加热。
全文摘要
本发明涉及具有可加热的吹塑模具的拉伸吹塑机。用于使塑料预成型件成型为塑料容器的设备，其具有一设置在一模具支架(10)内部的吹塑模具(2)，其中该吹塑模具(2)具有至少一个侧壁(4)以及一个模底(6)，该塑料预成型件向着侧壁(4)和模底(6)扩张，其中该设备至少设置有一用于调节侧壁(4)温度的第一流体回路(12)，并且该设备至少设置有一用于调节模底(6)温度的其他流体回路(16)，并且在至少一个流体回路(12)中设置至少一个用于加热在该流体回路(12)中流动的流体的加热装置(20)。依据本发明该设备至少设置有至少一个第一热交换器(32)，该热交换器至少有时将热量从该第一流体回路(12)传递到至少一个其他流体回路(16)中。
文档编号B29C49/78GK101791854SQ201010005280
公开日2010年8月4日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者亚历山大·达克斯, 西蒙·菲舍尔 申请人:克朗斯股份公司