CN102009931A - 用于制造塑料瓶的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造塑料瓶的方法和设备，其包括吹塑机、贴标机和至少一个其他处理机。根据本发明，旨在设置和配置用于瓶的机器到机器的传输的传送星轮，使得塑料瓶以在至少三个机器之间没有缓冲区的方式被传输。

Description

用于制造塑料瓶的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造塑料瓶的设备和方法，所述设备具有吹塑机、贴标机和至少一个其他处理机，该至少一个其他处理机比如是冲洗机、灭菌机、灌装机、加盖机(capper)等。
背景技术
制造贴标的塑料瓶的标准过程包括首先在旋转式吹塑机中以连续的方式由坯料(blank)制造塑料瓶。吹塑机在对应地设计的吹塑模中收容加热的坯料，该坯料也称为预制体，然后这些坯料在吹塑机的转动过程中在高压和高温的状态下在吹塑模中被吹塑，以形成瓶。
在已知的方法中，这些瓶在吹塑机的下游被灌装并且然后被贴标。然而，还已知，吹塑完成的瓶首先被贴标并且然后被灌装。
一般地，在这些不同机器之间存在长的传送路径，部分机器之间还***缓冲区(buffer)，从而使该类型的设施的规模相对较大，即他们需要大量的空间。
发明内容
本发明的目的是开发如下的通用设备，该通用设备具有空间紧凑且节省空间的配置，尽管如此，该设备灵活且易于适应于不同的功能；本发明的目的还在于提供用于该通用设备的对应的方法。
根据本发明的设备的区别在于：传送星轮被配置用于瓶的机器到机器的传输，使得塑料瓶以在至少三个机器之间没有缓冲区的方式被传输。本发明的方法保护通过由传送星轮形成的中间传送路径之后的直接序列中的瓶的对应的直接处理。例如从WO 2006/087088A2(见图9和图10)中已知适当的传送星轮。
根据本发明，个体机器(individual machine)由此经由传送星轮被直接互连，即整体同步。容器在个体机器之间的传送经由所述星轮来进行，从而尽管机器以没有任何长的中间传输带等的方式被直接相邻地配置，但机器之间在传送星轮的区域中形成所谓的分离部位，这允许灵活地适应于不同的功能。此外，可以在传送星轮的区域中设置传递部位，用于排出和/或导入容器，以例如排出无用或不用的容器，或者填充间隙。特别地在传送星轮具有选择性地可控的抓取器的情况下，这可以无任何问题地实现。这样的传递部位在吹塑机和一个下游机器之间的区域中是特别地有利的。
在本发明的有利构造中，至少两个传送星轮介于吹塑机和贴标机之间，所述传送星轮中的至少一个用于改变节距(pitch)目的。因此，利用这种措施，传送星轮不仅能够用于互连的机器之间的传输目的，而且还可以被构造为例如实际上已知为枢转星轮或枢转/推压星轮的节距改变星轮，使得这些星轮因此能够将瓶列的节距改变成用于随后的贴标机的所期望的机器节距，或者将贴标机的节距改变成随后的机器的所期望的机器节距，该随后的机器比如是冲洗机、灌装机等。
在本发明的另一变形例中，意图使传送星轮中的至少一个传送星轮被设置用于检查功能和/或瓶的周向定位。利用这种措施，至少一个传送星轮被用作在其周向区域安装检查模块，从而能够检查上游操作步骤中的质量(几何数据、有无缺陷或损伤)，或者能够检查容器上缺陷，这样的缺陷会在下游机器中造成误动作。然后可以移除被检查出有缺陷的瓶。例如，可以为检查刚吹塑完成的瓶而在吹塑机和贴标机之间设置传送星轮，并且可以在贴标机下游设置用于检查贴标位置和标签自身的传送星轮。
有利地，利用个体机器和传送星轮以如下方式构成整个设备：使得对于不同的瓶尺寸或高度也可以得到连续的、特别是恒定的颈部把持面。在本发明的另一有利构造中，意图以保持塑料瓶离开吹塑模的移出位置的定向或定位(alignment)直到到达贴标机的方式进行从吹塑机的传输和传送，用于进行位置正确的贴标。利用这种措施，用于位置准确地供给到贴标机的、对于瓶进行的定位或定向处理被简化或者能够被完全省略，并且不需要设置额外的定位路径，这反过来缩短了传送路径。
在本发明的另一有利构造中，意图使传送星轮被构造为具有各自的驱动器和标准接口的个体模块。因此，传送星轮形成相对于上游机器和/或下游机器的接口，并且归功于他们各自的独立的驱动器(例如，伺服马达、具有解除联结功能的机械联结器等)，他们可以使机器彼此之间解除联结。例如，当吹塑机和贴标机之间的传送星轮停止时，可以解除吹塑机和贴标机之间的联结，这例如有利于消除无序故障。由此，可以使正在操作的机器以空载的状态运行，而例如上游的机器被停止。例如，优选地，通过瓶脱模(bottle ejection)的方式，吹塑机可以在空载状态下运行，而贴标机停止。该方案还提供了消除故障而又不需要运行上游机器或下游机器的检定功能(tying function)。另外在重组(retooling)的情况下，个体机器的操作与其他机器无关是有利的。最终，由于机器可以解除联结，从而能够使相邻机器之间的传送星轮不工作，由此减小了挤压或吸入的危险，还可以提高对于操作员的保护。
传送星轮不仅形成与机器(模块)的机械接口，而且他们还以形象的方式提供了关于自动控制的接口。在选择传送星轮的数目和配置方面，还可以进一步限定个体机器的位置或角配置，及限定他们之间的相互距离。类似地，可以根据传送星轮的数目相应地改变行进方向。
在本发明的另一有利构造中，贴标机被构造为模块化机器，该模块化机器具有用于贴标、打印、定位和/或检查的可更换单元。当以这种方式构造贴标机时，由于仅通过更换贴标单元，能够以简单的方式在贴标机上实现不同的贴标功能，因此提高了整个设备的各种可用性。
当所述其他处理机是经由至少两个传送星轮与所述贴标机整体同步的灌装机/加盖机组合的机器时，在处理机和灌装机/加盖机组合的机器之间将产生上述的优点。尽管仍然可以独立地停止个体机器，但是缩短了距离或路径。
在本发明的另一构造中，在灌装机/加盖机组合的机器之后可以是其他的处理机，例如是受控配送星轮(controlled distribution starwheel)，从灌装机/加盖机组合的机器以间隔开的关系排出的瓶可以通过该受控配送星轮被移交到多路包装机。例如从DE OS 10 2006 023 531实际上已知这种配送星轮，这里引用其内容。当这种配送星轮与灌装机/加盖机组合的机器整体同步时，可以实现空间节省的替代方案，在该方案中，以间隔开的构造和以列的形式到达的瓶被移交给多路包装机，而瓶在该操作期间不彼此接触，即无间断地保持积极(positive)的瓶把持。由此避免了耗费空间的移位路径。可以想到以向上并进入包装机的状态保持瓶的颈部把持，其中该包装机也被设计用于颈部把持传输，并且正好可以在传递期间产生包装组的、与机器节距对应的节距。包装机由此还形成可同步驱动的整体***(bloc system)的一部分，该整体***优选地可以没有中间缓冲地进行。
当要在单级处理中制造瓶时，对于布置在吹塑机的上游的预制体注射成型机也可以实现整体同步，这优选地可以经由传送星轮(可以具有节距改变功能)来进行。
附图说明
现在将参考图中示出的实施方式更详细地说明和描述本发明，图中：
图1是本发明的根据第一实施方式的设备的示意性俯视图；
图2是第二实施方式的示意性俯视图；以及
图3是根据本发明的设备的第三实施方式的示意性俯视图。
具体实施方式
根据本发明的设备包括用于制造、贴标以及在示出的示例中用于灌装和加盖(capping)塑料瓶的各种机器。具体地，示出的设备以个体处理阶段的顺序包括：预制体供给线60、加热器50、吹塑机10、贴标机20和灌装机/加盖机组合的机器30、40，以及下游受控配送星轮46，该受控配送星轮46将以单列的形式到达排出带45的瓶传递到多路排出器53。排出器53可以已经是后续的包装机54的一部分，包装机54例如被设计成采用收缩膜和/或纸板箱板(carton blank)对瓶组进行成组的包装。包装机例如被设计成与DE 42 07 725 A1和/或DE 44 41 700A1一致，即优选具有用于瓶的部分悬挂式传输的颈部引导部。然而，也可以使用具有经由传送带进行底部支撑式瓶传输的传统包装机。
从图中可见，个体机器紧密地互连或者以短的距离整体同步(bloc-synchronized)，并且仅通过夹在两者之间的传送星轮而彼此分开。具体地，预制体/瓶以如下方式经过下文所述的站：
首先，预制体在预制体分离器60中被分离并且经由供给路径(infeed path)61供给到加热模块50。在所述位置，预制体通过具有加热装置51的加热或调节路径，且由此被加热到吹塑成型所需的温度。加热装置与吹塑机10直接整体同步，并且经由供给星轮11将预制体供给到吹塑成型圆盘传送带(carousel)13。随后，被吹塑成为瓶的塑料容器经由供出星轮(outfeedstarwheel)12传递到介于吹塑机10和贴标机20之间的两个传送星轮21和22。
在这些传送星轮中，瓶可选地可以被给予可能不同于贴标机的节距，并且能够可选地被检查和/或根据标签的具体特征被周向地定位，以检测和/或挑选出有缺陷的瓶。传送星轮具有各自的驱动器(未具体示出)，并且由此能够中断吹塑机10和贴标机20之间的瓶流。
示出的贴标机包括供给星轮23、贴标圆盘传送带24和供出星轮26。贴标单元25靠近圆盘传送带24。在该区域中，由此通过的瓶被贴标和/或被打印(也可以是标签本身被打印)。标签能够通过预切口的形式从容器移除，或者可以通过分离操作而从标签带制成。然而，也可以处理自粘性标签或套标(sleeve)，并且这里的所述套标可以是伸缩(stretch or shrink)套标。在传统标签的情况下，也可以处理可收缩膜材料，该可收缩膜材料在传统的、例如与初始和最终的胶粘处理组合而缠绕在瓶上之后，能够通过热处理被贴合到瓶外轮廓。组合的设备变形例也是可行的。在贴标圆盘传送带中，优选地可以通过外形匹配的底部件(bottom piece)实施底部支撑，以避免瓶底部的任何***，瓶底部仍处于软的状态并且在贴标期间被加入内压；有利地，瓶底部同时被冷却和硬化。
然后，贴标机的供出星轮26再次将瓶移交到两个传送星轮31和32，在传送星轮31和32上可以再次进行检查和/或节距改变。优选地，在这些传送星轮的区域中，检查标签是否正确地定位并且没有损伤，并且根据需要实现下游灌装机所需的新节距。
然后，传送星轮32将瓶传递到灌装机30的供给星轮33，在灌装机30中灌装所述瓶。所述瓶然后经由供出星轮34传递到加盖机40，并且瓶从加盖机40处被进一步传输到排出路径50。以加盖机40的节距的距离到达排出路径50的瓶然后例如被受控抓取星轮46从排出带45移除，并被移交到多路排出器53。所述排出器可以例如是具有用于瓶的悬挂传输和可能完全的底部无接触式传输(bottom-free transportation)的夹持器的链条或带(未详细示出)。
由于吹塑机仅经由少数传送星轮而与贴标机和灌装机/加盖机组合的机器30、40整体同步，整体上实现了非常紧凑的设计，并且由于在分别由传送星轮21、22和31、32形成的功能性分离部位处，在操作期间和出于维护的目的都可以解除机器之间的联结，实现了增强的灵活性。
在图2所示的变形例中，基本组件和基础结构与图1所示的示例相同。因此，还使用相同的附图标记。这里未示出的是预制体供给线60。加热模块50具有略微不同的构造，但是没有因此导致任何功能性差异。
贴标机20被构造为模块化机器，在这种情况下，自由地立于圆盘传送带24的周围的分离单元27和28被设置在特定位置。这些分离单元27和28可以改变或由其他单元容易地更换或替换，使得能够毫无困难地进行差异很大的贴标任务。这些分离单元可以分配有供给站(未详细示出)，所分配的供给站可以具有全自动粘接部(splicing)和多个标签供给辊，以确保以尽可能不被中断的形式进行贴标操作。
作为与图1所示的示例的另一个不同在于，在两个传送星轮31和32的下游配置另外四个传送星轮36至39。在所述传送星轮的区域中，特别地，通常仍较热的、并且刚刚离开吹塑机的瓶的底部被主动地冷却，这确保瓶在被供给到灌装机之前被充分地冷却并且由此变得稳定。这在灌装机中在压力下灌装含CO2饮料的情况下特别重要。在较热的瓶底部的情况下，瓶底部的区域可能被损伤，并且如果瓶仍然太热且不稳定，则瓶底部可能在施压过程中分离。
作为图1所示的示例的另一个不同，保护壳体70被配置在整个***周围，该壳体包围***组件，使得如果需要无菌处理/无菌环境，则能够在吹塑机、贴标单元和/或灌装机的区域中产生更为不同的压力和大气范围并且有时产生更为不同的洁净室等级。特别地在传送星轮31和32的区域中，优选地通过相应的盖75的布置来进行一种空气分离，使得来自贴标机的区域的、可能含胶水的环境气体不能沿朝向灌装机的方向扩散，并且湿空气也不能从灌装机的区域向其他方向逃出。这种气锁(airlock)有助于通过防止外部污染而保持灌装机区域清洁。
保护壳体70可以整体上被如下构造：使得产生在设备的整个周围包围整个设备的真实壳体，然后经由门和开口(未具体示出)给出到个体的机器和组件的出入口。
利用根据本发明的组件产生相当紧凑的、封闭的和操作性的紧凑***，所述***高度灵活，而只需要较小的空间并且提供了模块化的结构选择。
当然，在图2所示的变形例中，整体同步的受控配送星轮也可以配置在灌装机的供出部分，配送星轮将以列的形式排出的瓶传递到多路排出器/包装机。
图3示出了图1所示的示例的另一发展例，该发展例具有采用单级(single-stage)操作模式的吹塑机，即直接在上游制造用于塑料瓶的预制体。设备V的个体组件具有模块化构造并且被彼此邻近地布置，并且包括注塑旋转体(injection rotor)100，注塑旋转体100优选地与至少部分地共同转动的挤压机200组合并且与相邻的调节路径(conditioning path)300协同操作，这里，调节路径300被构造为配置有若干冷却站和/或加热站400的调节环路。调节路径300与传送星轮11协同操作，传送星轮11接着与用于拉伸吹塑瓶的吹塑旋转体协同操作。例如，在注塑旋转体100的周向区域配置多个注塑模100’。在调节路径300中，设置传送扩展芯杆(transfer spread mandrel)被设置作为节距改变星轮430的可动臂上的传送元件。传送星轮11还包括传输元件或传送元件，该元件将从注塑旋转体100发出的预制体移交到吹塑旋转体13的吹塑模。适当的单级机器的其他细节可以从文献WO 2009/049848 A2中获得，其清楚地包含于此。

Claims (13)

1.一种用于制造塑料瓶的设备，其包括吹塑机(10)、贴标机(20)和至少一个其他处理机(30、40)，所述处理机(30、40)比如是冲洗机、灭菌机、灌装机、加盖机等，所述设备的特征在于，为了塑料瓶从机器(10；20；30)到机器的传输，配置有传送星轮(21、22；31、32)，使得塑料瓶以在所述至少三个机器之间没有缓冲区的方式被传输。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少两个传送星轮(21、22)被配置在所述吹塑机和所述贴标机之间，所述至少两个传送星轮中的至少一个传送星轮用于改变节距目的。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述至少两个传送星轮中的至少一个传送星轮为检查功能和/或定位塑料瓶而设置。
4.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述机器(10、20、30)和所述传送星轮(21、22；31、32)被配置且构造成使得对于不同的塑料瓶尺寸也形成连续的、特别是恒定的颈部把持面。
5.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，为了分别在所述机器和所述传送星轮之间的传送，设置有主动夹具和/或被动夹具，用于积极地抓取和传送塑料瓶。
6.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，以保持塑料瓶离开吹塑模的移出位置的定向直到到达所述贴标机的方式进行从所述吹塑机的移交和传送，以进行位置正确的贴标。
7.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述传送星轮被构造为具有各自的驱动器和标准接口的个体模块。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述贴标机被构造为模块化机器，该模块化机器具有用于贴标、打印、定位和/或检查的可更换单元(27、28)。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述其他处理机是灌装机/加盖机组合的机器(30、40)，该灌装机/加盖机组合的机器(30、40)经由至少两个传送星轮(31、32)与所述贴标机整体同步。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，将以一定间隔供出的所述塑料瓶移交到多路包装机(50)的受控配送星轮(46)与所述灌装机/加盖机组合的机器(30、40)的供出部(45)整体同步。
11.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，容器底部冷却器(36至39)介于所述贴标机和下游灌装机(30)之间。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述至少三个机器被互连的壳体(70)包围，用于在个体机器的区域中实现不同的气氛和/或压力。
13.一种用于制造塑料瓶的方法，其包括以下步骤：
在吹塑机中对预制体进行吹塑成型以形成塑料瓶；
借助至少一个传送星轮将所述塑料瓶移交到贴标机；
对所述塑料瓶进行贴标；
借助至少一个传送星轮将贴标后的塑料瓶移交到如冲洗机、灭菌机、灌装机、加盖机等下游处理机，其中，所述塑料瓶从所述吹塑机在所述吹塑机和所述另一处理机之间没有缓冲区地直接传送到另一处理机。
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