由熱塑性材料制成的坯料來制造填充有液體填充材料的容器的方法，以及在這種方法中 ...的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種由熱塑性材料制成的坯料來制造填充有液體填充材料的容器的方法，以及在這種方法中所使用的噴嘴。
【背景技術】
[0002]由塑料制成的坯料來制造容器、特別是瓶的方法為現有技術已知的。為此目的，所述坯料至少被熱調節并隨后在成型階段期間由于液體加壓材料會被引入至所述坯料內同時坯料被軸向和徑向拉伸而在模具中被液壓成型以形成容器。
[0003]在最為常見的方法中，所謂的拉伸桿會被用于軸向拉伸，所述拉伸桿通過坯料的口部而被引入至坯料內，所述坯料的口部稍后會形成為容器開口。使用所述拉伸桿，機械力就會被施加于坯料基體上，從而使得經熱調節的坯料軸向地拉伸。最大的力由此需要用于啟動拉伸步驟。重要的是，以可控的方式啟動軸向拉伸，從而使得將來的容器均勻地成型，并且壁厚達到期望值。
[0004]然而，在使用液體填充材料來液壓成型的過程中，拉伸桿的使用是具有缺點的，拉伸桿必須浸沒于填充材料中，并且在由經填充的容器去除時，填充材料經常會保留在拉伸桿上，這會污染填充機或者容器外部。特別地，在包含糖的液體或者使用糖漿來部分填充容器的情況，這導致了必須要被避免的污染。
[0005]在DE 10 2011 015 666 Al所公開的方法中，導向和成型裝置在拉伸過程中與坯料在外部相互接合。由此，其難于將啟動拉伸所需要的張力傳遞至坯料，從而使得這些力主要通過流入填充材料的壓力的作用而由內部施加。然而，徑向和軸向作用的力由此而無法區別，從而使得軸向拉伸的啟動是成問題的。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種用于控制坯料成型為容器的方法，其中由于填充材料從拉伸桿滴落而導致的容器外部或者填充機的污染會被防止。
[0007]為了解決這種問題，提出了一種由熱塑性材料制成的坯料來制造填充有液體填充材料的容器的方法，其中相應的坯料至少會被熱調節并隨后在成型階段中由于液體填充材料在壓力下通過噴嘴引入至坯料中同時坯料會被軸向和徑向地拉伸而在模具中成型以形成容器，其特征在于通過將填充材料脈沖注射至坯料內而啟動軸向拉伸。
[0008]在本申請的內容中，軸向方向被理解為與坯料的口部垂直的方向。通常地，所述坯料將在該方向上具有其最大長度，并且除了在其口部周圍可能存在的螺紋，將具有對稱軸線。徑向方向被理解為與軸向方向垂直的任何方向。
[0009]根據本發明，液體介質通過脈沖注射而被供給至熱預調節的坯料中，從而啟動軸向拉伸步驟。通過脈沖注射來供給加壓介質被理解為所述供給直接發生于空的坯料內，并且所供給的噴射直徑和供給速度適用于將脈沖轉化為對坯料的沖擊，并由此觸發拉伸步驟。
[0010]填充材料的供給優選發生于坯料的軸向方向，從而使得填充材料對坯料噴射沖擊的全部脈沖適用于軸向拉伸。
[0011]填充材料噴射的直徑和速度與啟動坯料的拉伸所需要的力相一致，并因此依賴于所使用的材料、坯料的幾何構型以及此外依賴于熱調節。
[0012]通過填充材料在坯料內的噴射沖擊而轉移的脈沖由此替代了拉伸桿。所述噴射優選以靶定的方式沖擊坯料基底的中心區域。常規的坯料在該區域中具有圓形的頂部。噴射的最大區域應當優選發生在所述頂部的區域，其與噴射方向大致呈直角，從而使得盡可能大的脈沖可以在軸向方向上傳遞。
[0013]在根據現有技術使用拉伸桿的情況中，拉伸力通常位于400N至600N之間。為了使用填充材料噴射在350N至650N之間獲得可比較的結果，噴射直徑必須位于3至20mm之間，并且流速為30至100m/S之間。精確數值還依賴于所使用的填充材料。
[0014]供給速度和/或噴射直徑可以在填充和成型步驟過程中變化。特別地，填充和成型步驟可以以高供給速度開始，從而實現用于啟動拉伸步驟的大的脈沖。在填充和成型步驟期間，供給速度然后可被降低，從而能夠控制容器的軸向和徑向成型。同樣地，填充材料的噴射直徑可以在填充和成型步驟期間變化。在高供給速度的情況中，噴射直徑例如可以首先選擇為是較小的，從而在坯料基底的中心區域實現高軸向脈沖傳遞，并且隨后可被提高以實現高填充速率。相反地，非常寬的噴射也可首先流至坯料內，從而為脈沖傳遞提供高質量流動，其隨后會被降低以用于進一步的填充步驟。
[0015]坯料的軸向拉伸可以通過導向裝置而導向，所述導向裝置與坯料在外側接合。特別地，導向裝置可以部分地圍繞坯料，或者可以設置成與坯料接合或互鎖。軸向拉伸步驟由此可以以可控的方式發生，并且流至坯料內的填充材料的壓力可被用于軸向或徑向拉伸。為此，坯料的軸向拉伸速度就可被至少暫時地限制。
[0016]這種方法是可行的，例如，高啟動脈沖通過流至坯料內的填充材料而在脈沖注射時傳遞至坯料，并且拉伸步驟由此而被觸發。在第一軸向拉伸后，導向裝置限定軸向拉伸的速度，并與此同時導向正在成型的坯料，從而確保容器的對稱成型。取決于軸向拉伸的限制程度，流至坯料內的填充材料的壓力隨后或多或少地可被轉化為徑向拉伸。
[0017]相反地，通過導向裝置來進行軸向拉伸也是可行的。對于此，導向裝置優選以接合的方式設置在坯料上，并可在軸向方向上將張力傳遞至坯料。
[0018]根據本發明的一種實施方式，噴嘴可以在成型步驟期間軸向移動。有利地，坯料基底和噴嘴之間的距離由此特別是以這樣的方式而被控制，即至少暫時性地觀察到所定義的距離，例如距坯料基底的特定的最小距離或者特定的最大距離，其在成型步驟期間在軸向方向上移動。至坯料的精確的和可控的脈沖傳遞由此可以實現，并且拉伸步驟可被精確地控制。坯料基底的位置由此可以在成型步驟期間檢測，特別是使用超聲或者通過檢測熱剖面而感應地檢測。
[0019]噴嘴在成型步驟期間的位置還可以通過在成型步驟期間檢測的壓力值而控制，所述壓力特別是填充材料的壓力，排氣管道內的壓力或者返流管線內的壓力，部分填充材料流通過其而作為測量流導向返回。
[0020]填充材料的溫度可以在成型和填充步驟期間控制，其中，填充材料可被特別地加熱。通過影響在開始成型步驟之前已被熱調節的坯料的溫度，就可以影響并控制拉伸過程。由于高填充材料溫度，坯料會更加容易地變形。由于填充材料溫度在所述過程期間的變化，坯料的特定部分可以更大程度或更小程度地拉伸。
[0021]為了防止噴嘴在成型步驟期間的側向偏離，特別是在軸向可移置噴嘴的情況中，噴嘴可在成型步驟期間至少被暫時性地徑向支撐。這可以在噴嘴上或者在噴嘴區域使用側向導向元件來實現，其在徑向方向上側向支撐于坯料的表面之上。特別地，所述支撐可以通過在徑向方向上側向離開噴嘴的填充材料噴射來實現，由于所形成的填充材料流出的力，所述填充材料噴射致使噴嘴在軸向方向上穩定化。出于此目的，用于輔助噴射的側向開口可被提供在噴嘴上，例如作為單獨的開口或者環形間隙的形式。
[0022]噴嘴頭部的橫截面可大致相應于坯料的內部橫截面。在成型步驟開始時，由此會出現液體墊，其能夠在流入的液體和坯料之間形成特別良好的脈沖傳遞，并且在軸向方向上觸發拉伸步驟。
【附圖說明】
[0023]本發明的一種示例性的實施方式在下文中參考附圖進行更加詳細的描述，其中:
[0024]圖1示出模具中的坯料；
[0025]圖2示出通過脈沖噴射開始拉伸階段的坯料；
[0026]圖3示出由坯料形成的容器；
[0027]圖4示出通過所附的噴嘴進行脈沖噴射而開始拉伸階段的坯料；
[0028]圖5示出具有優選實施方式的噴嘴頭部的模具中的坯料；
[0029]圖6示出拉伸開始階段圖5的坯料。
【具體實施方式】
[0030]在圖1中，描述了坯料I，其具有口部2和旋轉對稱主體3。坯料I位于模具4內。坯料I在未描述的填充機中通過引