具有由电动致动器控制滑动的处理杆的中空体批量处理装置和处理方法与流程

本发明涉及批量处理热塑性材料制成的中空体的批量处理装置，其具有处理杆，处理杆用于插入在中空体中，所述批量处理装置涉及操纵杆的滑动受控件。

本发明还涉及使用这种处理装置的预型件批量处理方法。

背景技术：

本发明尤其涉及热塑性材料制成的中空体特别是热塑性材料制成的预型件的批量处理装置，其具有：

-至少一个单一输送一个中空体的输送件；

-至少一个处理杆，其连接于所述输送件，处理杆相对于输送件轴向滑动地进行安装；

-每个处理杆在一个收起位置和一个展开位置之间移动的受控件，在收起位置，处理杆收起在输送件输送的中空体之上，在展开位置，处理杆用于穿过中空体的颈部，轴向插入在输送的所述中空体中。

这种处理装置尤其可处理预型件，其用于吹制或拉制吹制热塑性材料制成的容器。

在说明书中，在权利要求书中，“处理”包括对中空体的物理操作例如灭菌或冷却操作，控制操作例如中空体内温度的测量操作。

在这种装置中，输送件沿一个闭路一个接着一个前送移动。输送件例如由一个传送链或由一个转盘承载。

中空体在一个装载区一个一个地装载在装置上。然后，其由输送件沿一条路线进行移动。在输送期间，中空体被处理。移动路线结束后，中空体在一个卸载区一个接一个地从输送件卸载。

涉及到预型件时，中空体继续在其它装置上朝一个成型台的方向移动，而输送件返回起点，装载其它待处理中空体。

在公知的处理装置中，处理杆的滑动由一个沿中空体输送路线布置的凸轮进行控制。

凸轮滑动件一般很笨重。为了缩小两个相邻输送件之间的间距，在同一个滑动架上安装多个处理杆。因此，安装在所述滑动架上的所有操纵杆同时滑动，同时处理多个中空体。

但是，凸轮滑动控制件不易快速调节处理杆的滑动行程。尤其是在处理装置工作期间，不能根据每个中空体的尺寸，逐一调节每个操纵杆的滑动行程。

此外，同时控制多个操纵杆，不能在整个输送路线上处理中空体。实际上，对于用安装在一个共用滑动架上的多个处理杆处理一样多的一批相邻中空体来说，该批的前面的中空体首先进行“空车”移动，即不进行处理，直至该批的最后一个中空体装载在处理装置上，才能再开始处理。同样，一旦第一个中空体到达卸载区，该批所有中空体就同时停止处理。

这些“空车”移动，徒然增加每个中空体在处理装置上装载的时间。

在公知的处理装置中，操纵杆的滑动控制件由“要么全部工作要么全不工作”的气压作动筒形成。对于装置的所有处理杆，通过所有作动筒公用的一个止动件的定位，同时调节每个处理杆的滑动行程。该装置可近似地调节不同类型中空体的处理杆的行程。

但是，处理杆的行程的共同调节不能获得细调，不能使每个操纵杆的行程精确地调节到每个中空体的实际高度。当处理装置布置在中空体的一个加热工位之后时，这尤为重要。实际上，加热致使构成中空体的热塑性材料收缩。中空体在高度上的这种收缩作用约为数毫米。此外，每个预型件收缩有差别，要在加热之后确定预型件的精确高度很复杂，甚至不可能。

不过，在处理装置工作期间，一定的处理需要细调处理杆的行程，使之逐一调节到每个预型件的高度。公知的处理装置不进行这种调节。

技术实现要素：

本发明提出前述类型的处理装置，其特征在于，受控件由电动致动器形成，电动致动器的工作的受控中断由电子控制装置单独控制，以使相关的处理杆停在展开位置。

根据本发明的装置的其它特征：

-装置具有多个输送件，每个输送件都与一个处理杆关联，每个处理杆由一个单独的相关的电动致动器单独地移动；

-装置具有控制件，控制件控制处理杆的滑动行程直至展开位置，以便在展开位置，不管中空体的轴向尺寸如何，处理杆的自由端都距离中空体的底部的一确定轴向距离处；

-控制件具有测量所述中空体的轴向高度的测量器；

-处理杆具有检测器，检测器用于在处理杆的自由端与预型件的底部相距一确定轴向距离时进行检测；

-处理杆由一个喷管形成，喷管用于将流体注入到中空体中；

-处理杆在其下端具有温度测量器；

-处理杆具有发射灭菌电磁辐射的辐射器，例如发出紫外辐射的电致发光二极管。

本发明还涉及在预型件的预先加热操作结束后批量处理热塑性材料制成的预型件批量处理方法，该批量处理方法使用本发明的批量处理装置，其特征在于，其包括通过将处理杆插入每个预型件中直至处理杆的展开位置来单独处理每个预型件的单独的处理工序，处理杆的行程通过控制件适合于每个预型件，以使处理杆的自由端停在距离预型件的底部的一确定轴向距离。

根据所述方法的其它特征：

-所述方法包括预先测量每个热的预型件的高度的预先测量工序，每道预先测量一个预型件的预先测量工序在所述预型件的处理工序开始之前进行，以便电子控制装置能控制处理杆停在距离所述预型件的底部的一确定轴向距离处；

-每道处理工序包括所述预型件的底部的检测操作，检测操作在处理杆向展开位置滑动期间进行，以允许电子控制装置控制处理杆停在距离所述预型件的底部的一确定轴向距离处。

附图说明

在下面为了理解参照附图所作的详述过程中，本发明的其它特征和优越性将显而易见，附图如下：

－图1是示意图，示出通过热塑性材料制成的预型件的成型来批量制造容器的设备，所述设备具有根据本发明实施的处理装置；

－图2是俯视示意图，示出图1所示处理装置的一部分，其具有中空体的输送件；

－图3是图2的局部轴向截面的示意图，其中，处理杆处于收起位置；

－图4是图2的局部轴向截面的示意图，其中，处理杆处于展开位置；

－图5是轮廓示意图，示出预型件的高度测量器；

－图6类似于图5，示出的处理杆配有检测接近预型件底部的检测器。

具体实施方式

下文中，具有相同结构或类似作用的构件用相同的标号标示。

下文中，非限制性地采用沿着与图中箭头A所示的处理杆的滑动轴线方向平行的方向自下而上的轴向定向。

图1示意地示出热塑性材料制成的容器的批量制造设备10。非限制性地，这里，容器是瓶子，热塑性材料由聚对苯二甲酸乙二醇酯形成，下面用其缩略词称为PET。

容器由热塑性材料制成的预型件12热成型得到。

对于说明书和权利要求书，用语“中空体”涉及具有一个由颈部形成的开口的中空物体。在本说明书中，中空体由预型件12形成。

这种预型件12一般通过注塑成型得到。如图5所示，其具有一个管形壁式圆柱形主体14，在其轴向端部之一，这里是在下端，由一个底13封闭，在另一端部，这里是在上端，由一个也呈管形的颈部16延伸。

颈部16由一个凸缘18轴向向下限定。颈部16一般注塑成已经具有其最终形状，而预型件12的主体14需要经受较大的变形，以在成型操作时形成成品容器。

因此，预型件12的底13形成一个壁，壁具有一个内表面和一个外表面17，所述内表面形成一个底部15，底部15轴向向下限定预型件12的内腔。

如图1所示，设备10具有一个加热预型件12的加热台20。作为非限制性实施例，加热台20由一个隧道形成，其中布置加热器(未示出)，例如红外线灯或微波辐射器。传送预型件12的传送件22布置成，使预型件12沿加热器从隧道的入口至出口行进。

预型件12的行进方向在图1中用箭头示出。

在其它实施例中，加热台由各个型腔形成，其配有加热器，各接纳一个预型件。

在加热台20的出口，预型件12的待变形部分，一般是主体14，加热延展超过玻璃化转变温度，而不变形部分，通常是颈部16，保持在足够低的维持其原有形状所需的温度。

设备10也具有一个使如此加热的预型件12成型的成型台24。根据预型件12在设备10中的流程，成型台24布置在加热工位的下游。

这里，成型台24具有一个转盘26的形状，其具有多个成型工位28。因此，在恢复一新的周期之前，每个成型工位28可围绕转盘26的轴线在预型件12的一个装载点与成品容器的一个卸载点之间移动。

这里，涉及预型件12的拉制吹制成型工位28。关于吹制成型工位28，流体一般用压力气体形成。

但是，显然，本发明也适用于其它类型的成型工位，尤其是在预型件中注入压力液体的成型工位。

在容器成型操作时，转盘26进行旋转运动，以使预型件12/成品容器从装载点移动到卸载点。因此，一个新的预型件12可开始成型操作，而前一个预型件12尚未完成其成型周期。这样可使容器12的大批量制造保持高速度。

制造设备10也具有一个批量处理预型件12的装置30，根据预型件12的流程，装置30被布置在加热台20与成型台24之间。

处理装置30具有至少一个单独输送一个预型件12的输送件32。

图2所示的处理装置30尤其具有一个输送轮34，输送轮34围绕一条轴向定向的轴线B旋转地安装。输送轮34在其周边具有凹槽，每个凹槽形成一个单独的输送件32。如图3所示，每个凹槽的尺寸适于使一个预型件12的凸缘18置于凹槽的周边上。因此，当输送轮34由一个电动机(未示出)驱动从一个装载区转动至一个卸载区时，预型件12可沿一个圆弧形路线被输送。

在未示出的本发明的其它实施例中，每个输送件由一个夹具形成，夹具可抓取预型件，例如夹持预型件颈部的圆柱形外壁，同时使颈部可使用一个处理杆38，如后所述。

如图2中虚线所示，每个输送件32与一个处理工位36关联，处理工位36与关联的所述输送件32连在一起移动。

这里，处理装置30具有多个输送件32，每个都具有一个关联的处理工位36，用于高速批量处理预型件12。

处理工位36相对于与之关联的输送件32在结构和布置上相同。

如图3所示，每个处理工位36具有一个轴向处理杆38，轴向处理杆具有一个下自由端40。

处理杆38的下自由端40用于穿过颈部16，轴向插入在预型件12中。为此，处理杆38垂直于输送件32支承的预型件12的颈部16的开口进行轴向布置。

处理杆38相对于输送轮34安装成能在下述位置之间滑动：

-收起位置，如图3所示，在该位置，处理杆38收起在被输送的中空体这里是预型件12之上；以及

-展开位置，如图4所示，在该位置，处理杆38轴向滑动地向下插入在由输送件32输送的预型件12中。

处理杆38的滑动由一个导向件例如一个轴套41导向，轴套41相对于输送轮34进行固定。

在收起位置，处理杆38的自由端40轴向布置在预型件12的颈部16之上，以便在输送件32上侧面装载即沿正交于轴向的方向装载一个新的预型件，或者侧面卸载一个已经处理的预型件12。

在展开位置，处理杆38的自由端在距离预型件12的底部一定的轴向距离D止动。

每个处理工位36具有处理杆38在收起位置与展开位置之间移动的受控件。

根据本发明，移动受控件由一个电动致动器42形成，其工作的中断由图1所示的一个电子控制装置44控制，使处理杆38停在展开位置。

电动致动器42具有一个固定件46和一个活动件48，固定件46相对于输送轮34固定安装，活动件48可平行于处理杆38进行轴向移动。活动件48由一个电动机(未示出)驱动。

电动机的供电由电子控制装置44单独控制。

处理杆38通过一个边缘50与活动件48进行机械固定。因此，处理杆38与活动件48连在一起轴向移动。

作为非限制性实施例，电动致动器42由一个线性电动机、由一个管形电动作动筒、或由一个螺旋式“无刷”电动机形成。

所谓“工作受控中断”，是指处理杆38停在展开位置，不接触一个机械止动件。换句话说，中断向电子控制装置44控制的电动致动器42供电，使处理杆38停在展开位置。

如图3和4所示，每个处理杆38由一个关联的单独的电动致动器42单独操纵。因此，每个电动致动器42的活动件48仅与一个关联的处理杆38连接。

此外，每个电动致动器42由电子控制装置44单独控制。换句话说，每个电动致动器42独立于装置的其它电动致动器42被控制。

根据本发明的第一实施例，处理杆38在其下自由端40具有一个测量预型件内温度的测量器(未示出)，例如一个温度传感器。因此，在处理杆38的展开位置，温度传感器适于在距离预型件12的底部15一确定距离D，测量预型件12内的温度。

这种处理杆38尤其使用在加热台20的出口处，检查预型件12是否加热到规定温度。

在其它实施例中，处理杆还停在收起位置与展开位置之间的至少一个中间位置，以便能够在距离预型件底部大于所述一确定距离的第二距离测量预型件内的温度。

根据本发明的第二实施例，处理杆38由一个喷管形成，在其下自由端40具有至少一个注入流体例如气体的孔。因此，处理杆38适于在其处于展开位置时将流体注入到预型件12中。

这种处理杆38可用于在加热台20的出口冷却预型件12的壁的某些部分。这样尤其可形成预型件12的主体14的一定的加热模式，即预型件12的主体14不均匀加热。因此，可在成型操作时，有利于预型件12的较热部分变形，而预型件12的较冷部分不太变形。这种方法称为“优选加热法”，可获得具有复杂形状的成品容器。

对于该实施例，流体喷射可相对于预型件12的轴线径向定向。这种使用要求处理杆38相对于预型件12的底部15精确定位在展开位置，以便掌控预型件12的加热模式。

根据本发明的第三实施例，处理杆具有发出灭菌电磁辐射的辐射器，例如发出紫外辐射的电致发光二极管。这种辐射器例如布置在处理杆38的自由端40。

使用这种处理杆38进行灭菌处理，比辐射线辐射器布置在待灭菌预型件12的壁部分附近更有效。实际上，公知地，电磁辐射强度按辐射源与待灭菌壁之间的距离平方降低。因此，预型件12的底部15的灭菌因为处理杆38的自由端40接近而更加快速有效。

但是，必须注意，处理杆38的端部不接触预型件12的底部15，以防损坏预型件12和/或辐射线辐射器。

前述三个实施例要求处理杆38精确定位在展开位置，以使处理杆38的自由端40精确地停在距离预型件12的底部15一确定距离D。

但是，我们发现，加热台20加热结束后，热塑性材料尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯热塑性材料制成的预型件12进行收缩。这种收缩尤其表现为预型件12的轴向高度缩短，可达数毫米。对于加热前相同的一批预型件12，每个预型件12的高度的缩短有差别。

因此，处理杆38的展开位置必须为每个预型件12单独限定，对于每个预型件12，处理杆38的自由端40与预型件12的底部15之间的一确定距离D必须精确确定。

为此，处理装置30具有处理杆38根据预型件12的底部15在输送件32中的位置滑动至其展开位置的行程控制件，以便在其展开位置，不管预型件12的轴向尺寸如何，处理杆38的自由端40都停在距离预型件12的底部15一确定距离D。因此，处理杆38从其收起位置至其展开位置的滑动行程适于相关预型件12的实际尺寸。

不管装载在相应输送件32上的预型件12如何，处理杆38的收起位置均以相同的方式固定，而展开位置可随装载在相应输送件32上的预型件12的实际尺寸的变化而变化。

根据本发明的第一实施方式，控制件具有测量所述预型件12的轴向高度的测量器52。测量器52布置成在处理杆38插入之前，测量预型件12的高度。

预型件12的高度这里定义为凸缘18与底13的外表面17之间的轴向尺寸。

测量器52适于将预型件12的高度测量结果输送至电子控制装置44的目的地。

在图1所示的实施例中，测量器52布置成在预型件12装载在输送件32上之前测量其高度。

在其它实施例中，测量器布置成在预型件装载在输送件上之后测量其高度。测量器例如装在输送轮上。

在图5所示的实施例中，预型件12由一个握持件54支承，其类似于处理装置30的输送件。握持件54在一个公知的基准面上移动，可识别预型件12的凸缘18的准确位置。

测量器52这里由光电元件56形成，其根据“阻挡层方式”或“贯穿波束方式”工作。光电元件56沿预型件12的行进路线固定布置成一个柱，一定的间距分开两个相邻的光电元件56。每个光电元件56布置成与预型件12的凸缘18相距一定的轴向距离。

光电元件56布置成在一个辐射面上发出相对于预型件12的轴线呈径向的辐射线。

当预型件12与辐射面相交时，其与上部光电元件56发出的某些射束相交，而下部光电元件56发出的其它射束在预型件12的底13之下通过。每个光电元件56具有检测射束是否已由预型件12相交的检测器。

可得出预型件12的高度，精确度等于两个光电元件56之间确定的间距。

在未示出的本发明的其它实施例中，测量器由一个可测量预型件的高度的激光扫描固定传感器形成，或者是沿行进路线固定布置的或装在轮上的任何其它测量器。

底部15的位置由该高度测量结果得出，预型件12的底13的厚度考虑在内。预型件12的总高度的测量与预型件12的底13的厚度的测量相结合，已知预型件12的凸缘18的准确位置，电子控制装置44适于确定预型件的底部15相对于输送轮34的准确位置。

预型件12的底13的厚度例如仅在批量的一个预型件12上测得。实际上，与预型件12的总高度的缩短比较而言，底13的厚度变化不太大。因此，测得的厚度准确得足以用于每个预型件12。

在其它实施例中，测量器也具有一个适于测量预型件的底的厚度的传感器。例如，其为一个共焦传感器或一个干涉传感器。根据未示出的本发明的其它实施例，可使用任何其它公知的非接触测量预型件底部相对于其上端的位置的测量器。

现在来说明在加热台20预先加热所述预型件12的操作结束后预型件12的批量处理方法。在实施该方法期间，所有预型件12由不同的处理工位36相继处理。

处理方法包括用根据本发明的第一种实施方式实施的处理装置30单独处理每个预型件12的连续的处理工序E1。

处理装置30具有多个相同的处理工位36，每个预型件12由处理工位36之一处理。

在每道处理工序E1时，处理杆38插入在装载在相关输送件32上的预型件12中直至其展开位置。处理杆38的行程由于控制件而适合于所述预型件，处理杆38自由端40在距离所述预型件12的底部一确定距离D止动。

因此，本发明的处理装置30可根据每个预型件12的高度使操纵杆38具有适合的行程。

为了自动调节处理杆38的行程，所述方法还包括测量每个热预型件12的高度的连续的测量工序E0。

测量一个预型件的每道测量工序E0在所述预型件12的处理工序E1开始之前进行，以便电子控制装置44使处理杆38停在距离所述预型件12的底部15的一确定距离。

为此，测量器56向电子控制装置44传输所述预型件12的测量结果，以便当处理杆38的自由端40位于距离所述预型件12的底部15一确定距离D时，停止电动致动器42的工作。

图1所示装置30的处理方法的实施在一个预型件12离开加热台20之后开始，其高度的测量由测量器54在预先测量工序EO时进行。

然后，所述预型件12装载在输送轮34的输送件32之一上。处理杆38因而处于收起位置。

因此，所述预型件12的处理工序E1开始。电子装置44启动电动致动器42工作，使处理杆38向其展开位置滑动。

根据预先测量工序EO时进行的预型件12的高度测量结果，电子控制装置44中断电动致动器42的工作，当其自由端40精确地到达距离预型件12的底部15的一确定距离D时，停止滑动操纵杆38的滑动。

处理杆38处理预型件12结束后，电子控制装置44重新启动电动致动器42的工作，使处理杆38滑动到其收起位置。

该方法对于从加热台20输出的每个预型件12是单独反复的。

根据图6所示的本发明的第二种实施方式，伺服装置52具有检测器58，当处理杆38的自由端40处于距离预型件12的底部15的一确定距离D时，可进行检测。所述检测器58装在处理杆38上。

检测器58适于向电子控制装置44输送处理杆38的自由端40处于距离预型件12的底部15的一确定距离D的警告信号。

检测器58例如由一个电容式传感器形成，其适应待测的一确定距离D。因此，传感器在处理杆38上布置在其自由端40附近。

在其它实施例中，处理杆的自由端与预型件底部之间的距离的检测，由一个声纳或一个雷达或适于无接触测量处理杆的自由端与预型件底部之间的距离的、可装在处理杆上的任何其它装置进行。

本发明第二种实施方式的处理装置30的使用方法类似于本发明的第一种实施方式的使用方法。仅有的不同之处如后所述，所述方法的其余部分相同。

该方法不包括预先测量工序。

相反，一个预型件12的每道处理工序E1包括所述预型件12的底部15的检测操作，其在处理杆38滑动期间由检测器58进行。

因此，根据进行的测量，控制装置44中断电动致动器42的工作，使处理杆38停在距离所述预型件12的底部15的一确定距离D。

因此，根据本发明的任一种实施方式的处理装置30可单独调节每个预型件12的处理杆38的滑动行程。这样尤其可更有效更快速地处理预型件12，同时避免损坏预型件12和/或处理杆38。

处理装置30的使用方法最好可调节处理杆38的滑动行程，使之适应每个热预型件12，预型件12加热引起的随机收缩考虑在内。

前述处理装置还可布置在加热台的上游。因此，在一批预型件尺寸不正常的情况下，处理装置可调节每个处理杆的滑动行程。这样可避免由于接触比其它短的预型件的底部而损坏处理杆。