專利名稱：加工預制坯的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于由對熱塑性塑料制成的預制坯進行加工的方法，該預制坯要吹塑成容器，其中預制坯在注塑模具中用注塑方法生產并且在從注塑模具取出后變形。
此外，本發(fā)明還涉及一種用于對由熱塑性塑料制成的預制坯進行加工的方法，該預制坯要吹塑成容器并且在注塑模具中用注塑方法生產，在這個裝置中預制坯至少被一個冷卻裝置冷卻。
背景技術：
例如在PCT-WO 97/39874中描述了一種加工由熱塑性塑料制成的預制坯的方法。在這種方法中預制坯在從注塑模具中取出后被送進一個冷卻套筒，并且通過對冷卻套筒壁施加內壓力而被擠壓。從而在整個冷卻過程中預制坯與冷卻套筒的壁保持接觸，因為通過作用的內壓力預制坯由于冷卻產生的收縮能夠得到補償。
在DE 41 28 438 A1中披露了一種在吹塑模具內把預制坯吹塑變形成容器。吹塑模設有與壓力源連接的多孔的插塞。通過向多孔的插塞輸送壓縮空氣制成一個壓縮空氣墊，這個壓縮空氣墊防止材料在吹塑模具的內表面上滑動時吹塑的容器的表面受到損傷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，這樣改進開始所述類型的方法，用較少的時間和簡單的結構構造支持預制坯的加工。
這個目的按照本發(fā)明這樣實現，預制坯在負壓作用下變形。
本發(fā)明的其他目的是，這樣設計一種開頭所述類型的裝置，用簡單的裝置技術結構以及裝置的較小制造費用來支持對預制坯的加工。
這個目的按照本發(fā)明這樣實現，冷卻裝置至少局部由一種多孔的材料構成。
緊接著注塑制造預制坯，通過負壓的作用使預制坯變形帶來一系列的優(yōu)點。一個優(yōu)點是，能夠通過外部負壓的作用向著冷卻套筒壁牽拉預制坯，并從而在整個冷卻過程中在預制坯和冷卻套筒的壁之間保持直接的接觸。
可以看到另外一個優(yōu)點是，通過負壓的作用預制坯可以相對預制坯的縱軸在縱向、在徑向和/或在圓周方向變形，這樣預制坯可以得到一個與注塑模具內腔輪廓不同的形狀。特別想到的是，通過負壓的作用到預制坯的壁上產生一個材料的分配，這對于隨后吹制橢圓形的瓶子是有利的。用這個方法可以在預制坯的圓周方向上提供不同的壁厚。
另外一個優(yōu)點是，通過負壓的作用，不希望變形的或由注塑模具沒有沿圓周完整變形的預制坯可以再變形。用這種方法有可能，把彎曲的預制坯校直或補償預制坯的變形。特別想到的是，在使用按照本發(fā)明的方法和/或按照本發(fā)明的裝置時，可以有意識的在注塑模具的范圍內縮短循環(huán)時間或加大注塑模具幾何形狀的公差。在這樣有意識地過早從模具中取出預制坯時，從模具中取出的過熱的預制坯的扭曲變形或縮陷處的形成是可以接受的，因為預制坯的這些缺陷可以通過再變形和由于負壓的作用而被補償。非常昂貴的注塑模具可以用這種方法以提高的生產率使用。
典型的變形過程這樣進行，負壓在外面作用到預制坯上。
同樣也有可能，負壓在內面作用到預制坯上。
一種優(yōu)選的應用是，預制坯在一個冷卻裝置內被施加負壓。
一種廉價的負壓供給可以這樣實現，預制坯通過一種多孔材料被施加負壓。
為了實現負壓的均勻分布而建議，使負壓通過負壓管道供給多孔材料。
預制坯的加工可以這樣得到支持，對預制坯局部用壓力介質加載。
可以這樣對加工過程施加附加的影響，對預制坯暫時地用壓力介質加載。
這樣實現改善的控制可能性，通過局部的多孔嵌件給預制坯施加負壓。
沿著容納預制坯的模腔的內部邊界的局部不同壓力條件的給定可以這樣實現，局部多孔嵌件通過控制閥可部分預定地連接在壓力源和負壓源上。
預制坯從內向外的變形可以這樣實現，使用一個多孔的內芯棒進行預制坯的變形。
這樣支持局部的有限的材料變形，從內芯棒給預制坯施加一個局部的負壓作用。
一種典型的應用是，預制坯的變形作為實施單級注坯吹塑-方法的中間步驟進行。
同樣也可以考慮，預制坯的變形作為實施兩級注坯吹塑-方法的中間步驟進行。
可以通過在冷卻套筒的區(qū)域內設置多孔材料來實現一種有利的裝置技術。
為了提供足夠的機械穩(wěn)定性而建議，把多孔材料做成由一個框架支承的嵌件。
通過在嵌件的區(qū)域內設置至少一條負壓通道，使得在多孔材料內以低的流動阻力提供負壓。
按照另外一種設計方案可以考慮，在框架的區(qū)域內設置至少一條冷卻通道。
相對于外部環(huán)境的壓力遮斷可以通過在至少局部用密封件覆蓋嵌件來實現。
為了使預制坯相對于多孔材料的嵌件具有壓力支持的可移動性而建議，負壓通道一直延伸到嵌件內腔的區(qū)域內。
有目標局部地預定所實現的壓力比例的作用，通過至少局部用密封件覆蓋內芯棒來實現。
在要使預制坯僅僅部分再變形時可以考慮，用密封件在圓頂(Kuppe)區(qū)域內覆蓋內芯棒。
使預制坯再變形的另外一種變型方案是，內芯棒設有至少一個界定一個分配室的膜片。
一種典型的材料選擇是，多孔材料由多孔金屬構成。
特別好的導熱性能通過用鋁制造的多孔金屬實現。
另外一種實施形式的變型是，多孔材料由燒結金屬構成。
這些材料有從幾個μm向上的可變的空隙尺寸可供使用。所選擇的空隙尺寸越小，預制坯的表面質量越好。過微小的空隙尺寸導致高的壓力/真空需求。此外過小的空隙容易被灰塵堵塞。
例如下面的多孔(可透氣)材料可以在市場上購買到“METAPOR”PORTEC股份公司；“ultraporex”超濾器國際股份公司；“PorceraxII”國際鑄鋼公司；“KuporexTM”KUBOTA公司；


在附圖中示意地示出本發(fā)明的實施例。附圖中表示圖1冷卻裝置的截面圖，其中由一個多孔部件構成冷卻套筒，圖2相對圖1修改過的實施例，其中不僅負壓而且過壓都能通過多孔部件向預制坯的方向引導，圖3一種實施形式的截面圖，其中使用了多個空間上相互分開的多孔嵌件，這些嵌件能夠可控制地連接過壓和/或負壓，圖4裝置的垂直截面的局部視圖，其中一個用多孔材料制成的用于預制坯的內芯棒用于在預制坯縱軸線方向上部分的再變形，圖5相對于圖4變化的實施形式，其中內芯棒用于預制坯的完全再變形，圖6相對于圖5變化的實施形式，其中變形力通過安裝在內芯棒上的膜片施加到預制坯上，圖7一個放置在用多孔材料制成的嵌件中的預制坯的橫截面圖，圖8對應于圖7的在預制坯通過負壓作用變形后的橫截面圖，以及圖9一個按照圖8的變形的預制坯的以及一個對應的在預制坯吹塑變形后的橢圓形容器輪廓的示意橫截面圖。
具體實施例方式
圖1表示用于加工預制坯1的裝置的橫截面，該裝置有一個框架2和一個由多孔材料構成的嵌件3。這里多孔材料的概念不僅包括開口孔的泡沫結構，也包括燒結材料的或類似的材料結構。由于高的導熱能力，開口孔的金屬泡沫，例如鋁制的金屬泡沫已證明是適用的。
預制坯1用熱塑性材料，例如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)制造，并且由一個側壁4、一個支承圈5以及一個嘴部分6。預制坯1的內腔7沿著預制坯縱軸線8延伸。
一個負壓通道9穿過框架2延伸，與在嵌件3內部的負壓通道10連通。此外在嵌件3的區(qū)域內設置有冷卻通道11，冷卻介質可以通過冷卻通道循環(huán)。在框架2的表面12的區(qū)域內嵌件3的表面被密封件13封閉，以防止在施加負壓時從周圍環(huán)境吸入空氣。
預制坯1這樣插入嵌件3的空腔14中，使支承環(huán)5緊靠在嵌件3的表面區(qū)域內。在對嵌件3施加負壓時，位于預制坯1和空腔14之間的空氣被吸出，而在預制坯1的內腔7的區(qū)域內的環(huán)境壓力把預制坯1的側壁4壓向空腔14的分界面15。這樣形成的材料接觸使預制坯的冷卻得到改善，并且有助于預制坯1具有分界面15的形狀。
在圖2的實施形式中，負壓通道10延伸到嵌件3的空腔14。此外，冷卻通道11設置在框架2的區(qū)域內。在框架2的區(qū)域內除負壓通道9外還設置有一個通到嵌件3的壓力介質接頭17的壓力介質通道16。壓力介質管道與密封件13最好有一個小的間距。這樣穿過空腔14向負壓通道9的方向產生一個空氣流，該空氣流使預制坯1容易插進空腔14，并且避免由于分界面15接觸而刮傷預制坯1。此外可以避免導致預制坯1不均勻冷卻的預制坯1與嵌件3的不均勻的接觸。
在圖3的實施形式中，空腔14在框架2的區(qū)域內形成，并且在空腔14的分界面15區(qū)域內設置有許多個多孔的嵌件3。這里的多孔嵌件3在空間上相互分開。此外嵌件3分別與供氣通道18連接，供氣通道18能夠通過控制閥19可預定地與壓力源20或負壓源21連接。在這個實施形式中負壓通道9也延伸到空腔14的區(qū)域內。為了使預制坯1能容易地插進空腔14內，首先只有負壓通道9抽成真空。一旦預制坯1完全位于空腔14內，負壓源21就釋放一個較高的負壓，以便把預制坯1壓在分界面15上。
在空間上相互分開的各個嵌件3形成能夠引起預制坯1的局部變形或為預制坯1產生氣墊的噴嘴式裝置。特別也可以考慮，通過嵌件3可控制地供給熱壓縮空氣，以局部地加熱預制坯1從而實現預定的變形。
在圖4的實施形式中，由多孔材料制成的內芯棒22對預制坯1加載。內芯棒22設有一個壓力介質通道23。壓力介質通道23根據相應控制提供過壓或負壓。為了避免壓力損失，內芯棒22的外側部分地配有密封件24。在圖4的實施形式中，內芯棒22只是用于預制坯1例如在嘴部分6區(qū)域以及在側壁4朝向嘴部分6一部分的區(qū)域內再變形。因此在圓頂25的區(qū)域內芯棒22也有一個密封件26。
在圖5的實施形式中，內芯棒22設計用于將預制坯1沿著預制坯縱軸線8的整個長度再變形。因此內芯棒22具有一個相對于圖4實施形式變型的輪廓。在這個實施形式中，在圓頂25的區(qū)域內不再需要密封件26。除了用內芯棒22給預制坯1加載外，按照圖5的實施形式還可以實現一種從外部作用于預制坯1的空氣冷卻27。
在圖6的實施形式中，壓力介質通道23連接于由膜片29封閉的分配室28。在給壓力介質通道23加壓時，膜片29壓向預制坯1的側壁4并且使預制坯1變形。通過由膜片29產生的力，預制坯1能夠或者被壓向冷卻套筒的內壁或者以規(guī)定的方式變形。
圖7表示帶有一個插入空腔14的預制坯1的嵌件3的橫截面。嵌件3由框架2支承。
在施加負壓之后，按圖1的預制坯1向按照圖8的預制坯變形。特別是由圖8可以看出，通過在預制坯圓周方向上的變形可能產生不同的壁厚分布。按圖8的預制坯形狀特別適用于制造橢圓形的瓶子。
圖9表示按圖8的預制坯1變成一個具有橢圓形橫截面的容器的容器輪廓30的配置。這樣選擇在預制坯1中的材料分布，在接著吹制的變形中只相對稍微伸長的那些區(qū)域，比在吹制變形中強烈伸長的那些區(qū)域更薄。通過相應的材料分布在一個吹制成的容器中能夠得到非常均勻的壁厚分布以及由此均勻的材料特性。
在對嵌件3用負壓和過壓組合交替地加載時，可以這樣用簡單的方式進行材料清除，不放進預制坯1就施加壓力介質把雜質吹走。預制坯1與內芯棒22的分離也可以通過給內芯棒22施加壓力介質來實現。在組合使用由多孔材料制成的內芯棒22和嵌件3時，也可以通過外部施加負壓使預制坯1與內芯棒22分離。
權利要求
1.一種用于加工注塑的熱塑性塑料預制坯(1)的方法，所述預制坯供在后續(xù)的過程中吹塑成容器，所述方法包括以下的步驟，注塑預制坯(1)；在以下中至少之一中接收預制坯(1)-嵌件(3)，它具有一個限定一空腔的表面，該空腔構成為用于接收預制坯(1)的一個外部的部分；以及-芯棒(22)，它具有一個構成為用于接收預制坯(1)的一個內部的部分的表面；所述嵌件和芯棒的表面的至少一部分包括一種多孔材料；通過經由多孔材料的負壓的作用使接收到的預制坯(1)變形，以便把預制坯各部分中的至少一個部分拉到與其接觸中；以及其中，所述變形規(guī)定用于以下中至少之一補償預制坯(1)中的在其注塑步驟中產生的缺陷；改變在預制坯(1)的壁中的材料圓周分布。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，通過負壓通道(10)把負壓供給多孔材料。
3.按照權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述嵌件和芯棒中的至少一個構成為包括一個密封件(12、22、23)，并且本方法還包括該步驟，即，與所述嵌件和芯棒中的至少一個合作來密封所述預制坯部分，以防止在施加負壓時吸入周圍空氣。
4.按照權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述嵌件還包括一個延伸到空腔中的負壓通道，并且本方法還包括該步驟，即，對預制坯相對于嵌件的壓力-支持的移動性加以影響。
5.按照權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述嵌件還構成為一個冷卻裝置，并且本方法還包括該步驟，即，在其中冷卻預制坯。
6.按照權利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述嵌件構成為在其中包括一個冷卻通道(11)。
7.按照權利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述嵌件設置在一個框架(2)中。
8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，所述框架(2)構成為在其中包括一個冷卻通道(11)。
9.按照權利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述嵌件定位于一個冷卻套筒中。
10.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括該步驟，即，在冷卻預制坯的整個冷卻過程中保持預制坯的外部部分與嵌件的表面之間的直接接觸。
11.按照權利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述嵌件(3)和芯棒(22)中的至少一個連接于一個壓力源，并且本方法還包括該步驟，即，通過過壓作用使接收到的預制坯(1)變形。
12.按照權利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，通過局部多孔的嵌件(3)將負壓施加于預制坯(1)。
13.按照權利要求12所述的方法，其特征在于，通過控制閥(19)將局部多孔的嵌件(3)暫時和受控地連接于一個壓力源(20)和一個或多個負壓源(21)，并且本方法還包括該步驟，即，沿著嵌件的表面輸入局部變化的壓力條件。
14.按照權利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，所述嵌件(3)還包括一個壓力介質接頭(11)，并且本方法還包括該步驟，即，引起一氣流沿負壓通道(9)的方向通過內腔(14)，以利于將預制坯(1)引進內腔(14)中。
15.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述使預制坯變形的步驟規(guī)定用于重塑預制坯，以便補償預制坯中的無意的缺陷，即，通過注塑模具沒有被注塑到其完全的程度。
16.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述使預制坯變形的步驟規(guī)定用于重塑預制坯，以便補償預制坯中的有意的缺陷。
17.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述芯棒構成為用于使預制坯局部有限地變形。
18.按照權利要求17所述的方法，其特征在于，芯棒的至少一些表面用密封件覆蓋。
19.按照權利要求18所述的方法，其特征在于，所述密封件設定用于芯棒的圓頂，以便部分地重塑預制坯。
20.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述芯棒包括至少一個膜片，它限定一個用于重塑預制坯的分配室。
21.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，作為多孔材料，所述嵌件包括多孔金屬、多孔鋁制金屬和燒結金屬中的任意一種。
22.按照權利要求21所述的方法，其特征在于，所述多孔材料包括大于幾微米的可變的空隙尺寸。
23.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括該步驟，即，通過嵌件的多孔元件將過壓和負壓施加于預制坯。
24.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于改變在預制坯(1)的壁中的材料圓周分布的預制坯變形步驟是用于重塑預制坯，來實現預制坯的壁中的材料分布，以便通過吹塑來后續(xù)生產出橢圓形的瓶子。
25.按照權利要求1至24之一所述的方法，其特征在于，所述預制坯(1)的變形步驟在預制坯(1)吹塑步驟之前以一個單階段注坯吹塑工藝實施。
26.按照權利要求1至24之一所述的方法，其特征在于，所述預制坯(1)的變形步驟在預制坯(1)吹塑步驟之前以一個雙階段注坯吹塑工藝實施。
27.一種用于加工注塑的熱塑性塑料預制坯(1)的裝置，所述預制坯供在后續(xù)的過程中吹塑成容器，所述裝置包括以下中至少之一，-嵌件(3)，它具有一個限定一空腔的表面，該空腔構成為用于接收預制坯(1)的一個外部的部分；以及-芯棒(22)，它具有一個構成為用于接收預制坯(1)的一個內部的部分的表面；所述嵌件和芯棒的表面的至少一部分包括一種多孔材料，用于通過經由多孔材料的負壓的作用使接收到的預制坯(1)變形，以便把預制坯各部分中的至少一個部分拉到與其接觸中；以及其中，所述變形規(guī)定用于以下中至少之一補償預制坯(1)中的在其注塑步驟中產生的缺陷；改變在預制坯(1)的壁中的材料圓周分布。
28.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，通過負壓通道(10)把負壓供給多孔材料。
29.按照權利要求27或28所述的裝置，其特征在于，所述嵌件和芯棒中的至少一個構成為包括一個密封件(12、22、23)，用于在其中密封所述預制坯部分，以防止在施加負壓時吸入周圍空氣。
30.按照權利要求27至29之一所述的裝置，其特征在于，所述嵌件還包括一個延伸到空腔中的負壓通道，用于對預制坯相對于嵌件的壓力-支持的移動性加以影響。
31.按照權利要求27至30之一所述的裝置，其特征在于，所述嵌件還構成為一個冷卻裝置，用于在其中冷卻預制坯。
32.按照權利要求31所述的裝置，其特征在于，所述嵌件構成為在其中包括一個冷卻通道(11)。
33.按照權利要求27至32之一所述的裝置，其特征在于，所述嵌件設置在一個框架(2)中。
34.按照權利要求33所述的裝置，其特征在于，所述框架(2)構成為在其中包括一個冷卻通道(11)。
35.按照權利要求27至32之一所述的裝置，其特征在于，所述嵌件定位于一個冷卻套筒中。
36.按照權利要求27至35之一所述的裝置，其特征在于，所述嵌件(3)和芯棒(22)中的至少一個構成為與一個壓力源連接，以便通過過壓作用使接收到的預制坯(1)變形。
37.按照權利要求27至36之一所述的裝置，其特征在于，通過局部多孔的嵌件(3)將負壓施加于預制坯(1)。
38.按照權利要求37所述的裝置，其特征在于，通過控制閥(19)將局部多孔的嵌件(3)暫時和受控地連接于一個壓力源(20)和一個或多個負壓源(21)，用于沿著嵌件的表面輸入局部變化的壓力條件。
39.按照權利要求27至38之一所述的裝置，其特征在于，所述嵌件(3)還包括一個壓力介質接頭(11)，用于引起一氣流沿負壓通道(9)的方向通過內腔(14)，以利于將預制坯(1)引進內腔(14)中。
40.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，預制坯變形規(guī)定用于重塑預制坯，以便補償預制坯(1)中的無意的缺陷，即，通過注塑模具沒有被注塑到其完全的程度。
41.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，預制坯變形規(guī)定用于重塑預制坯，以便補償預制坯中的有意的缺陷。
42.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，所述芯棒構成為用于使預制坯局部有限地變形。
43.按照權利要求42所述的裝置，其特征在于，芯棒的至少一些表面用密封件覆蓋。
44.按照權利要求43所述的裝置，其特征在于，所述密封件設定用于芯棒的圓頂，以便部分地重塑預制坯。
45.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，所述芯棒包括至少一個膜片，它限定一個用于重塑預制坯的分配室。
46.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，作為多孔材料，所述嵌件包括多孔金屬、多孔鋁制金屬、多孔鋼制金屬、多孔銅合金制金屬和燒結金屬中的任意一種。
47.按照權利要求46所述的裝置，其特征在于，所述多孔材料包括大于幾微米的可變的空隙尺寸。
48.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，還包括通過嵌件的多孔元件將過壓和負壓施加于預制坯。
49.按照權利要求27所述的裝置，其特征在于，所述表面構成為用于改變在預制坯(1)的壁中的材料圓周分布的預制坯變形，用于重塑預制坯，來實現預制坯的壁中的材料分布，以便通過吹塑來后續(xù)生產出橢圓形的瓶子。
50.一種包括按權利要求27至49中任一項所述的裝置的注塑機。
全文摘要
本方法和裝置用于加工由熱塑性塑料制成的要被吹制成容器的預制坯。預制坯在一個第一生產步驟中在注塑膜片具區(qū)域內用注塑方法制造。預制坯至少局部由冷卻裝置施加作用。預制坯在負壓作用下變形。為此冷卻裝置至少部分可以由多孔材料構成。
文檔編號B29C49/06GK1853893SQ20061007529
公開日2006年11月1日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權日2002年4月10日
發(fā)明者莫德斯托·M·佩薩文托 申請人:赫斯基注射器成型系統(tǒng)有限公司