用于變形塑料型坯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]根據(jù)權(quán)利要求1和10的前序部分，本發(fā)明涉及一種將塑料型坯變形成塑料瓶的方法，以及一種將塑料型坯變形成塑料瓶的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]這里首先是一種用于將塑料型坯變形成塑料瓶的方法，其中，所述塑料型坯進(jìn)入吹塑站，其中每個(gè)吹塑站包括至少一個(gè)吹模和一拉伸桿，該拉伸桿在所述吹模里沿塑料型坯的縱軸拉伸所述塑料型坯，并且所述塑料型坯在所述吹模里通過一氣態(tài)介質(zhì)的作用被擴(kuò)展以形成塑料瓶。
[0003]這樣的方法已經(jīng)從現(xiàn)有技術(shù)中為公眾所知，并且可以根據(jù)用來(lái)生產(chǎn)塑料瓶的常規(guī)吹塑成型工藝總結(jié)出來(lái)。
[0004]然而，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，塑料瓶上經(jīng)常需要用到非常特定的某種材料，和/或者這些塑料瓶的獨(dú)特形狀有觸覺感受的要求。
[0005]根據(jù)客戶方的需求，這通常不僅涉及例如這些塑料瓶的尺寸和形狀，可選地或者另外地，這些塑料瓶在縱向上的壁厚分布也是很關(guān)鍵的，一方面是為了能夠以一種特別簡(jiǎn)單的方式保證塑料瓶的穩(wěn)定性，尤其是在灌裝時(shí)，另一方面是為了在具有機(jī)械穩(wěn)定性能的同時(shí)能夠調(diào)節(jié)塑料瓶的重量。
[0006]根據(jù)迄今為止的現(xiàn)有技術(shù)知識(shí)，拉伸吹塑成型容器的壁厚分布可以通過若干與工藝相關(guān)的影響變量的復(fù)雜的相互影響來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如在生產(chǎn)過程中的預(yù)吹制時(shí)機(jī)、預(yù)吹制壓力、預(yù)吹制流體速率以及在不同加熱區(qū)域中的熱定型(heat settings) ο
[0007]以舉例的方式，申請(qǐng)人的文獻(xiàn)DE101 16 665 Al公開了一種在容器生產(chǎn)過程中用于控制一吹制工序的方法，其中在制備容器后立即檢測(cè)容器的壁厚，并與至少一個(gè)被檢測(cè)性能的目標(biāo)值進(jìn)行比較，并且生成的用于型坯加熱的溫度曲線和/或至少一個(gè)吹制參數(shù)，其作為該比較結(jié)果的大小的函數(shù)在降低該大小的方向上變化。因此，“壁厚分布”表示塑料瓶沿其縱向方向的壁厚的發(fā)展。
[0008]換句話說(shuō)，所述文獻(xiàn)公開了只在實(shí)際生產(chǎn)容器之后才調(diào)整容器的壁厚分布，而且尤其與加熱工藝相關(guān)聯(lián)。因此，在吹制過程中沒有調(diào)整壁厚，也就是說(shuō)，壁厚分布的調(diào)整可以根據(jù)上述文獻(xiàn)進(jìn)行。
[0009]相比之下，文獻(xiàn)EP 2 247 492 BI公開了一種拉伸吹塑成型方法，在該方法中，在吹模中的吹制工序過程中可以監(jiān)控壁厚的分布，但該文獻(xiàn)只對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員公開了通過若干不同的控制參數(shù)，例如型坯溫度、型坯內(nèi)的溫度分布、吹制壓力曲線、拉伸曲線、材料性能等參數(shù)，來(lái)調(diào)整壁厚的分布，其中該文獻(xiàn)沒有指出關(guān)于各成瓶的壁厚分布單獨(dú)影響各吹塑站的可能性。
[0010]發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在吹制工序過程中控制若干個(gè)的各控制變量之間復(fù)雜的相互作用是很容易受故障影響的，而且需要一個(gè)技術(shù)復(fù)雜和高成本的吹塑裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的是為了克服上述缺陷，并由此詳細(xì)說(shuō)明了一種將塑料型坯變形成塑料瓶的方法，其中塑料型坯和/或塑料瓶的壁厚分布可以在吹制工序被特別容易地、單獨(dú)地調(diào)整，并且同時(shí)只采用最少的控制變量，從而提供了一種方法，其以特別簡(jiǎn)單的方式來(lái)生產(chǎn)機(jī)械穩(wěn)定的且便宜的容器。
[0012]該目的通過權(quán)利要求1的主題實(shí)現(xiàn)。
[0013]為了詳細(xì)說(shuō)明該方法，本發(fā)明尤其采用了塑料容器的壁厚通過至少一個(gè)測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量的想法，例如在吹制工序中，測(cè)量裝置輸出測(cè)量值至一閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置，其中在吹制工序中，單獨(dú)針對(duì)各個(gè)吹塑站，拉伸桿的至少一拉伸速度至少間或地，并且/或者至少在某些位置，通過該閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置來(lái)改變，從而調(diào)整塑料瓶的壁厚。
[0014]具體地，在此提出的方法可以是一包含一閉合控制環(huán)的方法，其中測(cè)量裝置以及閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置是固定集成元件。
[0015]測(cè)量裝置能夠測(cè)量塑料型坯的壁厚和/或其在縱向方向上的壁厚分布，例如以一時(shí)間連續(xù)的方式，并且能夠以時(shí)間不連續(xù)的方式或以時(shí)間連續(xù)的方式，以數(shù)據(jù)包的形式輸出這些測(cè)量值，也就是說(shuō)以單獨(dú)數(shù)據(jù)項(xiàng)的形式輸出到閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置。
[0016]因此，與所引用的現(xiàn)有技術(shù)不同的是，該閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置不采用若干個(gè)不同的控制變量，而是采用這里所述的拉伸桿的拉伸速度作為一個(gè)控制變量，因此閉合控制環(huán)也可以以一特別簡(jiǎn)單且持久的方式被設(shè)置。特別地，優(yōu)勢(shì)是不需要單獨(dú)的子控制環(huán)的協(xié)調(diào)，子控制環(huán)可以當(dāng)然地根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行相互之間的通訊連接。尤其是，由此，可以采用拉伸速度作為唯一的控制變量，并且這里所述的方法可以用一個(gè)閉合控制環(huán)實(shí)現(xiàn)，其中，測(cè)量裝置以及閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置是可執(zhí)行的。
[0017]優(yōu)選地，壁厚分布的測(cè)量在吹制工序之后進(jìn)行，更優(yōu)選地，沿著吹制完成的瓶子的整個(gè)縱向剖面進(jìn)行測(cè)量。特別地，可以想到的是，壁厚的分布在預(yù)吹制階段進(jìn)行調(diào)整和/或能夠進(jìn)行調(diào)整，并且優(yōu)選地，只在這個(gè)階段調(diào)整。為了測(cè)量壁厚分布，也可以想到的是在吹模內(nèi)和/或在拉伸桿上設(shè)置測(cè)量裝置或測(cè)量傳感器，以使這些厚度傳感器能夠根據(jù)測(cè)量傳感器沿塑料型坯縱向方向的相應(yīng)位置來(lái)確定型坯的相應(yīng)壁厚。
[0018]然后可以執(zhí)行控制，具體是，測(cè)得的壁厚通過測(cè)量裝置被送到閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置，并且由此測(cè)得的這些壁厚測(cè)量值通過閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置與存儲(chǔ)在閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置中的目標(biāo)值進(jìn)行比較，根據(jù)目標(biāo)值和實(shí)際值的偏差，影響吹塑工序的參數(shù)(也就是說(shuō)，包括拉伸桿的拉伸速度)以使剩余偏差最小化的方式進(jìn)行變化。所以，這個(gè)控制環(huán)可以以一在線控制環(huán)的形式實(shí)現(xiàn)。
[0019]因此，在線控制環(huán)包含在生產(chǎn)過程中(也就是說(shuō)，生產(chǎn)線運(yùn)行階段)，在不移動(dòng)灌裝線上(加工過程:制造、灌裝……碼垛)的瓶子或在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不移動(dòng)瓶子的情況下，對(duì)瓶子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(例如一壁厚分布)的至少一個(gè)進(jìn)行在線測(cè)量。
[0020]具體地，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，如果在生產(chǎn)時(shí)減慢拉伸，這將導(dǎo)致塑料型坯在相關(guān)高度位置上的材料堆積，同時(shí)在該處形成氣泡。相反地，如果加速拉伸，這將導(dǎo)致在相關(guān)位置的相應(yīng)變薄點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，這種效果可以用于影響壁厚分布，尤其是在預(yù)吹制階段。基于此處所述的測(cè)量裝置進(jìn)行的所述測(cè)量，這種效果可以用于產(chǎn)生以上所述的閉合控制環(huán)，該閉合控制環(huán)僅采用一個(gè)控制變量來(lái)控制壁厚。該只采用一個(gè)控制變量的壁厚的生成，也就是說(shuō)拉伸桿的速度，可以在預(yù)吹制和/或中間吹制過程中以一特別簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行。
[0021]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，在這里要求保護(hù)的將塑料型坯變形成塑料瓶的方法中，首先塑料型坯進(jìn)入吹塑站，其中每個(gè)吹塑站包括至少一個(gè)吹模和一拉伸桿，該拉伸桿在所述吹模里沿塑料型坯的縱軸拉伸所述塑料型坯，并且所述塑料型坯在所述吹模里通過一氣態(tài)介質(zhì)的作用被擴(kuò)展以形成塑料瓶。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，塑料容器的壁厚通過至少一個(gè)測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量，其中測(cè)量裝置輸出測(cè)量值至一閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置，其中在吹制工序中，單獨(dú)針對(duì)各個(gè)吹塑站，拉伸桿的至少一拉伸速度至少間或地，并且/或者至少在某些位置，通過該閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置來(lái)改變，從而調(diào)整塑料瓶的壁厚。
[0023]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，拉伸速度是唯一的控制變量，通過閉環(huán)和/或開環(huán)控制裝置采用該控制變量來(lái)調(diào)整塑料瓶的壁厚，尤其在吹制工序中。特別地，發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，只將拉伸速度作為控制變量完全足夠，然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的教示，拉伸吹塑成型容器的壁厚分布只被與工藝有關(guān)的若干個(gè)影響變量所影響，例如預(yù)吹制時(shí)機(jī)、預(yù)吹制壓力、預(yù)吹制流體速率以及在不同加熱區(qū)域中的熱定型。然而，實(shí)際上發(fā)明人能夠確定，尤其單獨(dú)地對(duì)每個(gè)吹塑站來(lái)說(shuō)，拉伸速度作為唯一的控制變量完全足夠能夠適應(yīng)和調(diào)整壁厚分布。
[0024]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，吹制工序包括第一步，在第一步中通過在塑料型坯上作用一第一壓力進(jìn)行一預(yù)吹制;第二步，在第二步中以比第一壓力高的一第二壓力進(jìn)行塑料型坯的一中間吹制，以及最后的第三步，其特征在于，以比第一和第二壓力高的一第三壓力完成塑料型坯的尾吹制。在本案中，拉伸桿的拉伸速度至少在預(yù)吹制和/或中間吹制階段是變化的。例如，拉伸桿的拉伸速度至少在預(yù)吹制和/或中間吹制階段是變化的，和/或拉伸桿的拉伸速度在瞬間PO時(shí)是變化的。
[0025]已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在各個(gè)吹制階段的各壓力值也是形成一預(yù)設(shè)定壁厚分布的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。尤其可以想到的是，除了調(diào)節(jié)拉伸桿的拉伸速