塑料预制件的注塑模具的制作方法
【专利说明】塑料预制件的注塑模具发明领域
[0001]本发明涉及一种用于通过注射压缩模塑由热塑性材料例如PET制成的预制件的注塑模具，目的是制造食品级容器，尤其是瓶子。
[0002]技术现状
[0003]大量热塑性容器尤其是瓶子的生产是这样一个过程，该过程从原料(通常为聚对苯二甲酸乙二醇酯或PET)开始，允许获得甚至特别复杂形状的成品容器，该成品容器适合于多样的市场需要，并且特别轻和强韧，即使在环境温度下遭受沉重的压力时。在原始状态中处于颗粒形式的PET到塑料容器的转变可以通过一个阶段的过程或者通过两个阶段的过程进行，正如所希望的。
[0004]一个阶段的过程使用单个的设施进行，其中PET通过注塑到模具内的步骤从颗粒到预制件的转变以及通过拉伸吹塑步骤从预制件到塑料容器的转变连续发生，预制件不被允许完全冷却直到环境温度。因此预制件仍然保留从注塑步骤剩余的潜热的一部分，其具有相当大的能源节约，因为相对于预制件必须从环境温度开始加热的情况，预制件需要较少的热量以回到合适的吹塑温度。
[0005]相反地，所谓的两个阶段的过程在两个设施中进行，该两个设施通常但不一定是分开的:一个设施进行将颗粒形式的PET转变成预制件的容器制造过程的第一部分，即在注塑模具内进行注塑PET预制件的步骤。该过程的第二部分在第二设施中进行，其采用今天一般用于吹塑PET容器的拉伸吹塑技术在送风机内将预制件转变成最终容器。两个阶段的过程也可以在同一设施中进行，其包括注塑预制件和把其吹塑成瓶子，但两个操作在两个不同的时间进行。预制件被允许在注塑后冷却以达到环境温度。接着，当预制件必须转变成成品容器尤其是瓶子时，其必须在适当的烘箱中加热，以使其回到对于拉伸吹塑所使用的或所必要的热塑性塑料的通常的吹塑过程所需的温度(如果PET被使用)。
[0006]更优选集成的一个阶段的设施的原因是，这种设施以较少的能量消耗确保更好的成品质量，正如前面提到的。通过实时地修改生产参数使其以快速和有效的方式适合容器的制造需要的可能性允许成品的更好的质量。此外，在集成的一个阶段的设施中，预制件的制造误差可以立即检测出来从而允许纠正预制件和/或成品容器的错误。
[0007]相反，在两个阶段的设施中，在注塑操作过程中发生在预制件上的错误可能延迟检测出来，结果损害几天的生产。此外，在两个阶段之间连续性的缺乏阻止了预制件生命周期的所有信息被存储，由此拉伸吹塑步骤在不知道加工的预制件在任何时间的确切特征的情况下发生。不那么重要的是，如果这些旨在包含食品级产品，当这些不立即转变成最终容器时，由预制件污染导致的问题，从而损害了其保质期。
[0008]吹塑是当今优选的，还因为其特别适合用于制造具有复杂形状和许多底切部的中空体。吹塑具有允许生产具有比口宽得多的本体的容器如瓶子和烧瓶的很大的优点。此外，相比于旋转模塑，吹塑是优选的，因为生产周期即周期时间较短。吹塑是特别快速、有效的生产过程，适于大规模容器生产，比如热塑性树脂瓶，并且特别是用于饮料的PET，对于其，市场需求特别大的制造数目。短的周期时间允许将设施成本分散到大量的零件上，因而允许在较大的吹塑设施中实现甚至每小时大约几万个容器的生产率。因此从经济角度考虑的关键因素是原料如PET、PE、PPE、PP的成本，以及因此制造单一容器所用的材料的量的减少是至关重要的。
[0009]在一个阶段的设施的制作中仍然需要克服的问题中的一个是其相比于两个阶段的设施的低生产率，因为今天最常见的容器的制造过程的第一部分(其是在多腔模具中预制件注塑过程)慢于制造过程的第二部分(其是拉伸吹塑过程)，由此可能已经实现非常高的生产能力的后一操作必须采用低于最大能力的生产能力，以使其保持与预制件注塑模具的生产能力相同的水平。
[0010]从生产能力和生产预制件的质量的视角来看显得最有前途的所描述的技术的变型是注塑压缩技术的使用，该技术需要较小的功率工作和较小的压力机吨位来压缩预制件模具。该过程的另一个优点是，其使热塑性材料遭受较低的压力，允许制造具有非常薄的壁的最终容器，同时确保高的容器质量。如果旋转平台被用来执行注塑压缩生产周期，而不是注塑机的通常的交替周期，则如果集成的单个阶段的设施被使用，将预制件模塑机和用于吹塑容器的旋转送风机集成是比较容易的。
[0011]为了增加模塑机械的生产能力，也有必要减少用于更换和维修一些元件(比如例如当要制造不同样式和大小的瓶子时需要更换的用于制造容器的模具的元件)的操作的停机时间。W02011161649描述了一种PET瓶制造设施，其包括用于制造预制件的注塑压缩阶段，随后是用于制造成品瓶的预制件的拉伸吹塑设施。虽然W02011161649允许通过使用机电或气动致动器来增加预制件的生产速度，这使减少生产时间成为可能，但是这没有解决当必需改变要制造的瓶子的格式或执行常规的或者补充的维护从而减慢了制造过程(因为这些操作是费力的)时由需要定期更换某些零件所产生的任何问题。因此，认为需要提供新的用于热塑性预制件(特别是PET制成的)的旋转注塑机，以顺从市场需求，以提高生产率和降低预制件的成本而不降低其质量。因此已经寻求解决方案来增加预制件注塑-压缩机的速度，而不降低所制造的预制件的质量。此外，也认为需要增加热塑性容器的注塑-压缩机中的自动化并减少维护时间。还认为需要增加用于热塑性容器的注塑-压缩机的自动化，并减少用于改变样式以及常规和补充维护的停机时间，而不增加设计的复杂性，也不增加结构成本。
[0012]发明概述
[0013]本发明的目的是提供一种适合于用于模塑热塑性预制件特别是PET预制件的旋转机械的注塑模具，这有助于提高预制件制造设施的总的生产率。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种高生产率的注塑压缩装置，其包括设置有具有至少两个注塑模具的模塑模组的旋转圆盘。
[0015]本发明的目标是通过塑料预制件的注塑模具实现上述目的，根据权利要求1，该注塑模具包括彼此固定的第一部分和第二部分以及第三部分；其中第三部分设置有界定了轴线V的模塑腔，并适用于通过第一快速联结装置一体地固定到模具的支撑元件的第一表面；其中第二部分布置在第三部分和第一部分之间，并适用于沿着所述轴线r滑动以关闭或打开模塑腔；
[0016]其中第一部分包括纵向杆，纵向杆适用于沿着所述轴线Y’经过支撑元件的与第一表面相对并与第一表面间隔开的第二表面滑动；其中第二部分设置有
[0017]-滑动引导保持架，其包括第一板，第一板设置有贯穿孔，纵向杆可以穿过该孔滑动，且第一板配置成邻接于所述支撑元件的第二表面上；基座结构；平行导杆，其在其第一端处固定到所述第一板并在其第二端处固定到所述基座结构；
[0018]-组件，其在所述滑动引导保持架内滑动，在其第一端处通过第二快速联结装置固定到所述纵向杆，并且包括在其第二端处的凸模，该凸模在基座结构内滑动并界定了模塑腔的限定预制件的内部形状的第一互补部件；
[0019]其中基座结构设置有两个半套环，并配置成与凸模一起界定用于打开或关闭两个半套环的凸轮系统，当两个半套环关闭时，其限定了模塑腔的界定预制件的颈部区域的外部形状的第二互补部件。
[0020]本发明的第二个方面涉及一种注塑-压缩装置，其用于制造塑料预制件，根据权利要求15，该注塑-压缩装置具有竖直的旋转轴线Y，并且包括:
[0021]-固定的支撑基座，
[0022]-旋转圆盘，其绕旋转轴线Y相对于固定的支撑基座旋转，
[0023]-多个模具，其沿着旋转圆盘的外周布置，所述多个模具一起聚集成各自至少两个模具的模塑模组，
[0024]其中每个模具是根据权利要求1所述的模具。
[0025]本发明的另一个方面涉及一种装配塑料预制件的注塑模具的方法，根据权利要求16，该方法包括以下步骤:
[0026]a)通过借助于第二快速联结装置将所述纵向杆钩挂到在滑动引导保持架内滑动的组件来一体地将模具的第一部分固定到第二部分，
[0027]b)通过借助于第一快速联结装置将布置在所述模塑腔的基座处的离合器钩挂到所述第一表面来一体地将所述模具的第三部分固定到所述支撑元件的所述第一表面。
[0028]凭借本发明的注塑模具的特征，含有两个、三个或四个的成组的预制件注塑模具的旋转圆盘可以被制造，其提供以下的优点:
[0029]-减小的用于打开和关闭注塑-压缩模具的机械循环时间；
[0030]-用于样式变化的停机时间的减少；
[0031]-在模塑腔内模具凸模的更好的定心，结果提高了模塑预制件的同心度；
[0032]-从热膨胀造成的变形中和从多个腔结构的通常的机械约束中释放。
[0033]-高的容器生产率，因为凭借用于熔融树脂分配的创新性旋转接头，相对于具有以不同的方式布置的模具的设施，圆盘可以以更高的旋转速度旋转；
[0034]-使用用于凭借装置结构模块化拆卸和改装机器或其子组的自动化系统的可能性；
[0035]-凭借当将树脂分配到每个模具内时装置所提供的树脂剂量精确性来获得高质量的预制件以及降低制造浪费的可能性；
[0036]由此导致的整体优势是更好质量的预制件的较高的每小时生产率。
[0037]从属权利要求描述了构成本描述的一体部分的本