CN108602231A - 使用具有回旋流动的液体成形和填充容器的方法 - Google Patents

Abstract

通过将加压液体注射到根据预制件轴线(A)延伸的预制件(2)中来同时成形和填充容器的方法，该方法包括以下步骤：将预制件(2)放置在模具(16)中，将加压液体注射到预制件(2)中，液体使预制件(2)扩展并使所述预制件(2)的壁(15)压靠成型腔(22)的壁，使得预制件形成容器并用液体填充所述容器。在注射流中延伸的回旋施加元件(52)向加压液体施加回旋，使得加压液体在成形和填充预制件(2)期间向预制件的壁(15)施加离心力，从而促进预制件(2)在与预制件轴线(A)基本上垂直的径向平面中的径向扩展。

Description

使用具有回旋流动的液体成形和填充容器的方法

技术领域

本发明涉及通过在预制件中注入加压液体来同时成形和填充容器的方法。

本发明还涉及根据这种方法通过在预制件中注入加压液体来同时成形和填充容器的成形站。

在本申请中，“液体”具有物理意义。其表示任何不可压缩并且能够流动的介质。液体可以具有低粘度(如水或酒精)、中等粘度(如食用油或汤)或高粘度(液体洗涤剂、肥皂、洗发精、番茄酱、芥末)。液体可以是均匀的或不均匀的(包括果泥或食物小块)，其可以是牛顿的或非牛顿的。液体不局限于食物。不可压缩液体可为例如水或诸如番茄酱、蛋黄酱、食用油、酸奶的其它饮料、家庭或个人护理产品、医用流体、燃料、液压油、操作流体等。

背景技术

在被称为“液压成形”的领域中，已知使用注入放置于模具中的预制件内的加压液体，以根据模具的形状使容器成形并且同时用液体填充所述成形的容器。有利地，注射的液体为容器中含有的最终产品，即，旨在使用该容器向消费者提供的产品。

为了使预制件变形成容器，将预制件在高于预制件材料的玻璃化转变温度且低于预制件材料的结晶温度的温度下加热，以使预制件处于可延展状态并且能够扩展至待生产的容器的形状。

在一些应用中，注入预制件中的液体通常以低于预制件材料的玻璃化转变温度的温度注入。对于PET，注入液体的温度例如为环境温度，通常为5℃至50℃，而玻璃化转变温度例如超过75℃。

预制件在轴向方向上(即，沿着预制件的轴线)和径向平面中(即，垂直于轴向方向)根据双定向比或拉伸比进行扩展，双定向比或拉伸比由以下等式限定：

其中，BOR是双定向比，D是待生产容器的平均直径，d是预制件的平均直径，L是待生产容器的半展开长度，并且l是预制件的半展开长度。

为了获得具有良好的机械和气体/液体阻隔性质并呈现令人满意的形状的容器，必须优化双定向比。

在液压成形过程中，预制件的轴向扩展可以通过布置成沿着预制件的轴线拉伸预制件的拉伸杆进行辅助，但是径向扩展仅通过注入液体促进，在预制件的一些区域中，径向扩展可能是不足的。液体通常在预制件轴线(通常为竖直轴线)的方向上注入，并且首先到达预制件的底部。因此，预制件的底部部分首先扩展，并且从容器的底部至顶部产生预制件的扩展。由于在液体注入期间，扩展的预制件逐渐冷却，因此在液体注入结束时，容器的上部部分可能无法进行充分地扩展。

在这种情况下，未优化双定向比，并且所生产的容器的形状无法令人满意。

本发明的一个目的是改善预制件的径向扩展，以优化双定向比并确保更好地成形容器。

不考虑以上成形性能的问题，文献US2013/0074979描述了用于填充瓶子的装置。该装置包括液体阀、回旋主体和探针，该探针在填充期间确定瓶内液体的填充高度。回旋主体施加回旋，以使液体填充材料沿着容器的内表面流动，从而避免在达到期望填充高度之前液体填充材料过早地使探针湿润。

发明内容

为此，本发明涉及通过使用包括注射喷嘴和加压液体源的成形站将加压液体注射根据预制件轴线延伸的预制件中来同时成形和填充容器的方法，其中，加压液体源布置成通过注射喷嘴的出口注射加压液体，该方法包括以下步骤：

-将预制件放置在具有限定待生产的容器的形状的成型腔的模具中，

-将预制件放置成与注射喷嘴的出口液密接触，

-通过注射喷嘴的出口将加压液体从加压液体源注射到预制件中，加压液体沿着注射流从加压液体源流至出口，液体使预制件扩展并推动所述预制件的壁抵靠成型腔的壁，使得预制件形成容器并用液体填充所述容器，

-注射喷嘴的在注射流中延伸的回旋施加元件向加压液体源与出口之间的加压液体施加回旋流动，使得加压液体在成形和填充预制件期间向预制件的壁施加离心力，从而促进预制件在与预制件轴线基本上垂直的径向平面中的径向扩展。

发明人已发现，将回旋施加元件放置在成形站的注射喷嘴内以同时用加压液体成形和填充容器产生出完全出乎意料的非常令人惊讶的效果。

如US2013/0074979中所描述的用于填充瓶子的装置是传统的填充器，其中，液体在已经形成的充满空气或气体的所述瓶子内平稳地下落。喷嘴中的液体压力与容器中的内部压力之间不存在或几乎不存在差别。因此，注射速度非常低。填充时间可以例如包括在5秒与20秒之间。***到传统填充器的注射喷嘴中的回旋主体仅径向偏离液体流动，以避免过早润湿探针。由回旋主体产生的回旋仅存在于喷嘴出口处。注射的液体首先到达瓶子的竖直壁，并且然后，向下滑至瓶子的底部。液体沿着竖直壁的行进降低或消除了回旋效果。因此，瓶子底部处的液体几乎是静止和稳定的。在填充期间，液位平稳地上升至探针的检测处。这种具有回旋主体的传统填充器通常可以用于填充啤酒或碳酸饮料，以将该饮料的进入流与空气或气体的离开流进行分离。

在成形和填充站中，注射速度非常高。成形和填充时间可以是0.2秒，因为容器必须在预制件温度下降至低于预制件材料的玻璃化转变温度之前形成。此外，预制件的内部体积远小于容器内部体积，因此预制件在开始填充之后几乎立即被填满液体。由发明人发现的令人惊讶的效果在于，在预制件径向扩展至成型腔期间，预制件内的整个液体体积通过注射喷嘴出口处产生的回旋而进入围绕预制件轴线的转动。因此，在预制件内部旋转的液体的整体质量在预制件的竖直壁上产生显著的离心力。在先前提到的传统填充器中，不存在或几乎不存在旋转质量并且注射速度非常小，因此不存在离心力。

在本发明的方法中，所述离心力的存在产生了非常有趣的技术效果。离心力施加在与预制件轴线基本上垂直的平面中，即，径向平面中。因此，预制件的径向扩展不仅是由于预制件中的液体体积的增加，如气泡膨胀。由于存在大量的液体旋转，从而修改径向扩展相对于轴向扩展的比例。因此，所获得的容器的形状更令人满意，并且双定向比被优化。此外，注射的液体首先以更均匀的方式撞击预制件，而不仅撞击预制件的底部。因此，预制件的扩展不会从底部至顶部发生，并且由于可以在预制件的材料已经冷却之前发生所述扩展，因此改善了预制件的上部分的扩展得到改善。

根据本发明的方法的其它特征：

-根据沿着预制件轴线延伸的轴向方向进一步扩展预制件，所述轴向扩展至少部分地通过注射喷嘴的拉伸杆促进，所述拉伸杆沿着预制件轴线延伸并被驱动以沿着所述轴线拉伸预制件，

-出口沿着与预制件轴线基本上对齐的注射轴线延伸，施加在加压液体上的回旋流动布置成使得加压液体根据回旋斜坡围绕注射轴线回旋，

-回旋斜坡与注射轴线形成包括在40°与60°之间的角度，

-在紧邻出口处将回旋流动施加在加压液体上，使得液体在其填充预制件时回旋。

在出口附近施加回旋流动允许确保液体将在预制件内回旋。此外，由于出口根据注射轴线延伸，因此在所述出口附近施加回旋流动允许精确地控制围绕注射轴线的回旋，如果在液体不在与注射轴线平行的方向上流动的区域中施加回旋流动，则将不一定是这种情况。

根据本发明的方法的另一特征，回旋流动布置成使得预制件的径向扩展基本上同时沿着根据预制件轴线测量的预制件高度的主要部分发生。

如前所述，根据本发明的方法允许以更均匀的方式形成容器，这改善了所获得的容器的最终形状。

本发明还涉及用于通过在根据预制件轴线延伸的预制件中注射加压液体来同时成形和填充容器的成形站，所述成形站包括加压液体源、具有成型腔的模具以及包括沿着注射轴线延伸的出口的注射喷嘴，所述出口布置成与预制件液密接触，成形站布置成通过出口将加压液体从加压液体源注射到预制件中，加压液体沿着注射流从加压液体源移动至出口，其中，注射喷嘴还包括在注射流中延伸的回旋施加元件，所述回旋施加元件布置成向加压液体施加回旋流动，使得当所述加压液体流过出口时，加压液体围绕预制件轴线回旋。

根据本发明的成形站允许实施上述方法。

根据本发明的成形站的其它特征：

-回旋施加元件放置在出口附近，

-注射喷嘴包括封闭阀和阀座，所述阀座在出口附近延伸，所述封闭阀能够在关闭位置与打开位置之间移动，其中，在关闭位置中，封闭阀以液密方式抵靠阀座以防止加压液体流过出口，在打开位置中，封闭阀与阀座隔开以允许液体流过出口，

-封闭阀包括在注射流中沿着注射轴线延伸的控制杆，所述控制杆包括密封部件，该密封部件在封闭阀的关闭位置中与阀座液密接触，回旋施加元件包括围绕控制杆、延伸穿过注射流的至少一部分的多个翅片，所述翅片沿着相对于注射轴线形成角度的回旋斜坡定向，

-注射喷嘴包括限定出口的喷嘴主体以及在所述出口的上游延伸的喷嘴腔，喷嘴腔用于临时容纳待注射到预制件中的加压液体，控制杆在所述喷嘴腔中延伸并且能够在所述喷嘴腔内移动，翅片从喷嘴主体朝向控制杆或从控制杆朝向喷嘴主体延伸。

根据实施方式，回旋施加元件附接至封闭阀并且朝向喷嘴主体的壁延伸，并且根据另一实施方式，回旋施加元件附接至喷嘴主体的壁并且朝向封闭阀延伸。

根据本发明的成形站的另一特征，每个翅片在径向平面中的截面中从控制杆延伸至喷嘴主体或仅在将控制杆和喷嘴主体分离的距离的一部分上延伸。

根据实施方式，翅片延伸穿过将封闭阀与喷嘴主体的壁分离的整个距离，并且根据另一实施方式，翅片仅延伸穿过该距离的一部分。在第一种情况下，回旋流动被施加在喷嘴主体中流动的整个液体上。在第二种情况下，回旋施加元件向液体的流动提供更小的阻力，这在更粘稠的液体的情况下是有利的。

根据本发明的成形站的另一特征，回旋施加元件在控制杆的密封部件的上游或下游延伸。

将回旋施加元件放置在密封部件的上游允许在内部主体的径向尺寸较大的位置处施加回旋流动。在这种情况下，当液体流到预制件中时，液体移动至具有较小径向尺寸的位置，从而使得当液体进入预制件时加速液体的旋转。因此，可以增加由液体施加的离心力。将回旋施加元件放置在密封部件的下游在空间要求和进入回旋施加设备方面可以是有利的。

根据本发明的成形站的其它特征：

-每个翅片包括上游端和下游端，上游端的切线与注射轴线基本上平行，并且下游端的切线沿着回旋斜坡延伸，翅片在上游端与下游端之间是弧形的，

-两个连续的翅片与注射轴线形成基本上包括在24°与72°之间的角度。

附图说明

本发明的其它方面和优点将在阅读通过示例给出并参考附图作出的以下描述时体现，在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的成形站的局部剖视图，

图2是图1的成形站的部分的局部剖视图，其中，封闭阀处于开启位置中，

图3是根据本发明的可以在成形站中使用的回旋施加元件的立体图，

图4是根据本发明的成形站的另一实施方式的注射喷嘴的部分的局部剖视图，以及

图5和6是根据本发明的成形站的不同实施方式的注射喷嘴的径向平面中的局部剖视图。

具体实施方式

在以下的描述中，术语“上”和“下”相对于轴线A进行定义，轴线A与待生产的容器的轴线相对应，并且当容器以其底部放置时，轴线A基本上垂直地延伸。

在本申请中，术语“上游”和“下游”相对于成形站中的液体循环的流动方向进行定义。

本发明涉及形成容器的技术领域，所述容器容纳水、碳酸水、碳酸软饮料、果汁、茶、能量饮料、酒精、非酒精饮料或其它类型液体，所述其它类型液体诸如为个人或家庭护理产品、药物、粘稠食品和非食物产品，例如但不限于诸如食用油、番茄酱、酸奶、机油，所述容器诸如为瓶子，例如饮料瓶。

更具体地，本发明涉及在成形机器中由预制件2生产容器的方法，该成形机器至少包括成形站4。

机器布置成容纳连续的预制件2，每个预制件2均由热塑性材料制成。热塑性材料例如选自聚酯，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸丙二醇(PTT)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯呋喃酯(PEF)，或者聚烯烃，诸如低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)或诸如聚苯乙烯(PS)的基于苯乙烯的材料，或者其它聚合物，诸如聚氯乙烯(PVC)，或这些材料的混合物。

每个预制件2具有例如试管的大体形状。因此，如图1中所示，每个预制件2包括具有沿着纵向轴线或预制件轴线A延伸且在纵向截面(即，在包含预制件轴线A的轴向平面中)中具有U形形状的管形状的主体6。预制件2具有开口末端部分8，并且在另一端具有封闭末端部分10。开口末端部分8例如具有待成形的容器的颈部12的最终形状，这意味着颈部12的形状将不会在容器成形过程中改变。颈部12限定内部开口14，内部开口14沿着纵向轴线A延伸并且由具有外部面的壁界定，该外部面例如设置有允许容器1通过螺纹接合来接收盖的螺纹。封闭末端部分10例如具有半球形形状。上述形状作为非限制性示例给出，并且可以预见其它形状，例如颈部的另一形状：没有螺纹、包括或不包括基本上垂直于纵向轴线A的、径向延伸的外肩部。预制件2的内部体积由预制件的内壁15界定。

可以在成形机器的位置之外的另一位置生产预制件2，以使预制件被存储并一起运输至机器的位置。

然后，预制件连续地装载在机器中并转移至加热站。加热站是常规的，并且本文将不再进行详细描述。加热站布置成在预制件2的热塑性材料的玻璃化转变温度与结晶材料之间所包括的温度下加热连续的预制件中的每个，使得预制件2处于可延展状态，在所述可延展状态中，它们能够在注入所述加热的预制件2内部的压力的影响下变形。替代地，可以在与成形机器的位置相同的位置生产预制件2，以使注射的预制件被转移至成形机器的入口。这允许在成形步骤之前降低加热预制件所需的能量。

然后，例如通过转移轮将每个加热的预制件2转移至成形站4。

成形站4例如通过成形轮承载，该成形轮围绕与纵向轴线A基本上平行的第一轴线旋转。然后，可以在成形站4的旋转期间执行成形和填充步骤(这将随后进行描述)，这允许通过在轮上设置若干成形站4来同时成形和填充若干预制件2。

如图1和图2中所示，每个成形站4包括模具16和注射喷嘴18，其中，模具16布置成容纳预制件2，注射喷嘴18布置成将成形液体注射到由模具16容纳的预制件2中。成形液体是来自加压液体源20的加压液体。

除了将随后描述的回旋施加元件之外，这种成形站4对于液压成形机器是常规的。

模具16限定了具有待生产的容器1的形状的成型腔22。模具16例如包括能够在打开位置与关闭位置之间相对于彼此移动的至少两个部件。两个部件例如铰接在一起并且能够围绕与预制件轴线A基本上平行的轴线相对于彼此旋转移动。模具16中的每个部件包括含有中空凹部的主体，中空凹部具有待成形的半个瓶子的形状。根据非限制性示例，一个部件的中空凹部包括半圆柱部分，半圆柱部分在其下端处由具有半圆形状的底部表面封闭，并且在其上端处由锥形件以及之后的、形状与预制件2的主体6的一半的形状基本上互补的半圆柱形套环终止。模具的另一部件的中空凹部与上述中空凹部对称。在打开位置中，模具的部件彼此分离，使得预制件2可以引入两个部件之间。在关闭位置中，两个部件彼此抵靠以形成主要部件，使得中空凹部彼此面对并一起限定具有待成形的容器形状的成型腔22。模具16可包括多于两个部件。例如，可以设置具有容器底部形状的第三部件以与具有容器主体形状的两个部件一起限定成型腔22。模具16的第三部件或两个部件的两个底部表面限定模具16的底部。

现在，将描述用于将加压的不可压缩液体注射到预制件2中的注射喷嘴18。

注射喷嘴18包括入口24、出口26以及在入口24与出口26之间延伸并且使入口24与出口26流体连通的喷嘴腔28。

入口24设置成与加压液体源2流体连通，加压液体源2包括不可压缩成形液体源30(例如贮水池)、加压器件32以及适当的管，其中，加压器件32适用于以至少一个可控的预定压力对液体加压并将液体从液体源30转移至入口24，适当的管在入口24、加压器件32与液体源30之间延伸。根据图1中示出的实施方式，加压器件32由泵形成。替代地，注射器件还可以由常规活塞或由允许控制注入预制件中液体压力的其它适当的器件形成。根据实施方式，由注射器件施加的压力是可变的，使得可以在不同的压力下将液体注射到预制件2。通过加压，意味着使液体中的压力达到大于大气压力的压力。

出口26适合设置成与由成形和填充站的模具16承载的预制件2的颈部12形成的开口14液密地流体连通，并且因此与预制件2的内部体积一起液密地流体连通。通过液密流体连通，意味着当出口26与预制件2的内部体积流体连通时，液体仅在预制件2的内部体积中流动而不流出预制件2的外部。

出口26例如由喷嘴主体34的开口形成，喷嘴主体34包括限定喷嘴腔28的壁。出口26与喷嘴腔28流体连通。如图1中所示，出口26和喷嘴腔28沿着注射轴线延伸，当预制件2放置在模具16中时，该注射轴线与预制件轴线A基本上对齐。

根据图1和图2中示出的实施方式，喷嘴主体34包括能够在喷嘴主体的壳体36内移动的可移动部件35，该部件35在回缩位置(图1)与活动位置(图2)之间沿着注射轴线A平移。在回缩位置中，可移动部件35在注射喷嘴18下方留出空间以将预制件2放置在模具16中或从模具16取回成形的容器1。在活动位置中，可移动部件35抵靠预制件2的颈部12放置，并且在喷嘴主体34与预制件2的颈部12之间形成液密接触，使得出口26与预制件2的内部体积流体连通。喷嘴主体34的喷嘴腔28例如包括中空空间，该中空空间包括规则圆柱形部分以及在规则圆柱形部分与注射喷嘴的出口26之间延伸的截圆锥体或角锥部分。喷嘴腔28的直径从规则圆柱形部分的直径逐渐减小至圆锥形部分中的开口的直径。

根据附图中示出的实施方式，壳体36还包括第一上隔室38，第一上隔室38布置成容纳用于移动可移动部件35的驱动器件40。驱动器件例如是气动驱动器件并且例如包括附接至可移动部件35并且将第一上隔室38密封地分隔成上部分和下部分的活塞，所述上部分和下部分各自能够填充空气。为了使可移动部件在其回缩位置与其活动位置之间移动，将空气注入第一上隔室38的上部分中，以增加所述上部中的压力并移动活塞，使得上部分的体积增加，同时使下部分的体积减小。相反地，为了使可移动部件35在其活动位置与其回缩位置之间移动，将空气注入第一上隔室38的下部分，以增加所述下部分中的压力并移动活塞，使得下部分的体积增加，同时使上部分的体积减小。喷嘴腔28的内部体积通过适当的密封器件与第一上隔室38密封隔离。

注射喷嘴18还包括例如由沿着轴线A在喷嘴腔28中延伸的中空控制杆42形成的封闭阀41。中空控制杆42包括在其下端的、在喷嘴腔28中延伸的例如由密封环形成的密封部件44。密封部件44具有与喷嘴主体34的锥形部分的部件的形状互补的形状，使得当密封部件44抵靠锥形部分的壁时，密封部件44密封地封闭喷嘴腔28并防止液体流过出口26。因此，锥形部分形成阀座45，阀座45布置成以液密方式容纳密封部件44。阀座45紧邻出口26延伸。阀座45例如从出口26朝向喷嘴主体34的圆柱形部分延伸。

控制杆42能够在图2中示出的注射位置与图1中示出的密封位置之间在喷嘴腔28中沿着注射轴线A平移地移动，在注射位置中，密封部件44与阀座45间隔，并且其中，出口26与入口24经由喷嘴腔28流体连通，在密封位置中，密封部件44抵靠阀座的壁并且密封地封闭喷嘴腔28。

壳体36还包括第二上隔室46，第二上隔室46布置成容纳用于移动控制杆42的驱动器件48。驱动器件例如是气动驱动器件并且例如包括附接至控制杆42并且将第二上隔室46密封地分隔成上部分和下部分的活塞，所述上部分和下部分各自能够填充空气。为了使控制杆42在其注射位置与其密封位置之间移动，将空气注入第二上隔室46的上部分，以增加所述上部分中的压力并移动活塞，使得上部分的体积增加，同时使下部分的体积减小。相反地，为了使控制杆42在其密封位置与其注射位置之间移动，将空气注入第二上隔室46的下部分，以增加所述下部分中的压力并移动活塞，使得下部分的体积增加，同时使上部分的体积减小。第一上隔室38通过适当的密封器件与第二上隔室46密封隔离。

如将随后所描述的，根据附图中示出的实施方式，拉伸杆50在中空控制杆42内部延伸、穿过出口26并在预制件2中延伸以帮助预制件2轴向变形成容器。拉伸杆50能够在中空控制杆42中沿着轴线A平移移动，并且通过适当的驱动器件驱动，例如，伺服马达或磁性驱动器件。由于在中空控制杆42与拉伸杆50之间延伸的适当的密封器件，拉伸杆50能够穿过密封部件44以液密方式移动。

如将随后更详细所描述的，从液体源30流至出口26的液体根据注射流而流动。

如将随后所描述的，根据本发明的成形站4还包括回旋施加元件52，回旋施加元件52在加压液体源20与出口26之间在注射喷嘴18中延伸并布置成在加压液体上施加特定流动，所述特定流动相对于注射轴线A改进。更具体地，回旋施加元件52优选地放置在注射喷嘴18的沿着注射轴线A延伸的部件中。

在这种情况下，回旋施加元件52包括围绕注射轴线A延伸的多个翅片54。

每个翅片54在上游端56与下游端58之间延伸，上游端56在下游端58的相对于注射流的上游延伸。上游端56基本上沿着注射轴线A延伸，从而意味着翅片54的在上游端处的切线与注射轴线基本上平行。如图4中所示，下游端58沿着回旋斜坡S延伸，从而意味着翅片54的在下游端处的切线沿着与注射轴线A形成非零角度α的斜坡S延伸。根据各种实施方式，角度α例如包括在40°与60°之间。在上游端56与下游端58之间，翅片54具有弧形形状。弧形形状例如使得翅片的切线从上游端56处的与注射轴线A平行逐渐地变化至沿着下游端58处的回旋斜坡S延伸。

如图5和图6中所示，翅片54例如围绕注射轴线A规则地布置，从而意味着两个连续翅片54与注射轴线A之间的角度β是恒定的，并且翅片54围绕轴线A规则分布。角度β例如包括在24°与72°之间。具体地，当回旋施加元件包括12个翅片时，角度β例如等于36°。

根据图1至图3中示出的第一实施方式，回旋施加元件52附接至控制杆42，使得翅片54从控制杆42朝向喷嘴主体34延伸。在这种情况下，回旋施加元件52能够与控制杆42一起移动。回旋施加元件52具有例如图3中示出的形状，并且包括主体60，主体60承载翅片54并包括布置成围绕控制杆42放置的中央孔62。在这种情况下，在需要的情况下，可以改变回旋施加元件52，例如修改回旋斜坡S。根据另一实施方式，翅片54与控制杆42制成一体，回旋施加元件由控制杆42自身形成。

根据第二实施方式(未示出)，回旋施加元件52附接至喷嘴主体34，使得翅片54从喷嘴主体34朝向控制杆42延伸。在这种情况下，翅片54例如与喷嘴主体34一体形成，并且控制杆42能够相对于翅片移动。

在所有以上实施方式中，回旋施加元件52优选地在出口26附近延伸，尽可能地靠近所述出口26。

根据实施方式，回旋施加元件52在控制杆42的密封部件44的上游延伸。在这种情况下，回旋施加元件52在喷嘴腔28中延伸，例如在所述腔的规则圆柱形部分中延伸。在这种情况下，回旋施加元件52在具有比出口26的径向尺寸大的径向尺寸(即，喷嘴腔28的圆形截面的直径)的部分中延伸。

根据另一实施方式，回旋施加元件52在控制杆42的密封部件44的下游延伸。在这种情况下，回旋施加元件放置在形成出口26并且在阀座45的下游延伸的管状部分64中。在这种情况下，回旋施加元件52在具有与出口26的径向尺寸基本上相等的径向尺寸并且紧邻出口26的部分中延伸。在回旋施加元件52附接至控制杆42的情况下，控制杆42可以包括在管状部分64中的、在密封部件44的下游延伸的部分。

根据图5中示出的特定实施方式，翅片54的径向尺寸(即，径向平面中的截面)基本上等于将控制杆42与喷嘴腔28的壁或与中央孔62的壁分离的径向距离。在这种情况下，翅片54径向延伸穿过整个注射流。

根据图6中示出的另一个施方式，翅片54的径向尺寸小于将控制杆42与喷嘴腔28的壁或中央孔62的壁分离的径向距离。在这种情况下，翅片仅径向延伸穿过注射流的一部分。

在变型中，翅片的径向尺寸能够在上游端56与下游端58之间变化，使得翅片或多或少径向延伸穿过注射流。

以上描述的实施方式可以与前述实施方式结合应用，即，当翅片附接至控制杆42或当翅片附接至喷嘴主体34时和/或当回旋施加元件52在密封部件44的上游或下游延伸时，可以结合以上描述的实施方式。

除回旋施加元件52之外，以上描述的成形站4仅仅是非限制性示例，并且可以进行修改。例如，注射可以不包括拉伸杆50或可移动部件35，和/或驱动器件可以与以上描述的驱动器件不同。

现在，将描述使用上述成形站由预制件2同时成形并填充容器的方法。

将加热的预制件2放置在模具16中，然后关闭模具16。通过加热，这意味着预制件2处于可延展状态。如果可以在不加热预制件2的情况下实现这种可延展状态，则不需要这样的加热。

然后，例如通过移动可移动部件35以使其与预制件2的颈部12液密接触，将注射喷嘴18的出口26放置成与预制件2的内部开口14流体连通。

在此步骤期间，封闭阀41处于关闭位置，使得液体不能流过出口26。加压液体源20布置成用加压液体填充喷嘴腔28，使得当通过使密封部件44远离阀座45移动而使封闭阀41移动至打开位置中时，加压液体通过出口26流入到预制件2中。

当成形站4包括拉伸杆50时，该方法包括使用拉伸杆50轴向拉伸预制件2的步骤。该步骤可以在将封闭阀41移动至打开位置中之前或与其同时发生。拉伸杆50沿着预制件轴线A平移移动，直到拉伸杆50接触预制件2的封闭末端部分10，并且然后进一步移动，使得预制件在预制件轴线方向上扩展或拉伸，直到预制件接触成型腔22的底部。

在此步骤期间或完成此步骤时，打开封闭阀41，使得加压液体通过出口26注射到预制件中。由于喷嘴腔28与预制件的内部体积之间的压力差，液体流入到预制件，其中，喷嘴腔28含有比大气压力大的压力的加压液体，预制件的内部体积在封闭阀41打开之前处于大气压力下。由于预制件2与注射喷嘴18液密接触，因此当打开封闭阀41时产生的压力差使得液体流入到预制件2中。

加压液体在流向出口26时流过回旋施加元件52的翅片54，因此使得由于翅片54的回旋斜坡S而修改液体的流动。在流过回旋施加元件52之前，液体沿着注射轴线A在喷嘴腔28中流动。如图2的箭头所示，回旋施加元件52还使得液体围绕注射轴线A旋转。因此，液体采用包括沿着注射轴线的运动和围绕注射轴线A的旋转的回旋流动。因此，加压液体由于围绕注射轴线A的旋转而获得离心力。回旋施加元件52布置成确保液体在填充预制件时围绕注射轴线A回旋。

因此，当加压液体进入预制件2的内部体积时，加压液体对预制件2的壁15施加离心力，这使得预制件2在径向平面以及轴向方向上扩展。液体的离心力越大，预制件2的径向扩展越大。可以通过修改回旋斜坡S(即，通过调整角度α)来调节离心力，并且离心力取决于注入液体的粘度和压力。因此，可以根据待注射的加压液体来选择角度α，以在确保液体在预制件2中的适当流动的同时具有足够的离心力。类似地，如先前所解释的，选择延伸穿过整个注射流的翅片54还是选择延伸穿过注射流的一部分的翅片54取决于待注射的液体。

因此，如图2中所示，在此成形和填充步骤期间，预制件在轴向方向和径向平面两者上扩展，直到壁15接触成型腔的壁并且压靠成型腔的壁。由于由液体施加的离心力，预制件均匀地抵靠成型腔的壁，并且很好地限定将施加在容器上的细节，诸如脊、肋或其它细节。

因此，所获得的填充容器的形状良好并且其双定向比令人满意。

容器不是如同传统的液压成形方法中的通常情况那样从底部到顶部成形，由于液体的回旋流动，因此液体基本上同时沿着预制件的高度的主要部分冲击预制件的壁。根据实施方式，液体沿着预制件的整个高度同时冲击预制件的壁。预制件的高度限定为预制件的沿着预制件轴线A的尺寸。

当完成成形和填充容器时，密封部件44移动抵靠阀座45以关闭封闭阀41，并且从模具16取回成形且填充后的容器。然后，可以再次使用该方法生产新的预制件2。

Claims (15)

1.一种同时成形和填充容器的方法，所述方法使用包括注射喷嘴(18)和加压液体源(20)的成形站将加压液体注射到根据预制件轴线(A)延伸的预制件(2)中，其中，所述加压液体源(20)布置成通过所述注射喷嘴(18)的出口(26)注射加压液体，所述方法包括以下步骤：

将所述预制件(2)放置在具有成型腔(22)的模具(16)中，所述成型腔(22)限定待生产的容器的形状，

将所述预制件(2)放置成与所述注射喷嘴(18)的出口(26)液密接触，

通过所述注射喷嘴(18)的出口(26)将所述加压液体从所述加压液体源(20)注射到所述预制件(2)中，所述加压液体沿着注射流从所述加压液体源(20)流至所述出口(26)，所述液体使所述预制件(2)扩展并使所述预制件(2)的壁(15)压靠所述成型腔(22)的壁，使得所述预制件形成容器并用液体填充所述容器，

其特征在于，所述注射喷嘴(18)的在所述注射流中延伸的回旋施加元件(52)向所述加压液体源(20)与所述出口(26)之间的所述加压液体施加回旋流动，使得所述加压液体在成形和填充所述预制件(2)期间向所述预制件的壁(15)施加离心力，从而促进所述预制件(2)在与所述预制件轴线(A)基本上垂直的径向平面中的径向扩展。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据沿着所述预制件轴线(A)延伸的轴向方向进一步扩展所述预制件(2)，所述轴向扩展至少部分地由所述注射喷嘴(18)的拉伸杆(50)促进，所述拉伸杆(50)沿着所述预制件轴线(A)延伸并且被驱动以沿着所述轴线(A)拉伸所述预制件(2)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述出口(26)沿着与所述预制件轴线(A)基本上对齐的注射轴线延伸，施加在所述加压液体上的所述回旋流动布置成使得所述加压液体根据回旋斜坡(S)围绕所述注射轴线(A)回旋。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述回旋斜坡(S)与所述注射轴线(A)形成包括在40°与60°之间的角度(α)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，紧邻所述出口(26)将所述回旋流动施加在所述加压液体上，使得当所述加压液体填充所述预制件(2)时，所述液体回旋。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述回旋流动布置成使得所述预制件(2)的径向扩展基本上沿着根据所述预制件轴线(A)测量的所述预制件(2)的高度的主要部分同时发生。

7.一种成形站，所述成形站通过将加压液体注射到根据预制件轴线(A)延伸的预制件(2)中来同时成形和填充容器，所述成形站包括：

加压液体源(20)，

模具(16)，具有成型腔(22)，以及

注射喷嘴(18)，包括沿着注射轴线延伸的出口(26)，

所述出口(26)布置成与所述预制件(2)液密接触，所述成形站布置成通过所述出口(26)将加压液体从所述加压液体源(20)注射到所述预制件(2)中，所述加压液体沿着注射流从所述加压液体源(20)移动至所述出口(26)，

其特征在于，所述注射喷嘴(18)还包括回旋施加元件(52)，所述回旋施加元件(52)在所述注射流中延伸，所述回旋施加元件(52)布置成向所述加压液体施加回旋流动，使得当所述加压液体流过所述出口(26)时，所述加压液体围绕所述预制件轴线(A)回旋。

8.根据权利要求7所述的成形站，其中，所述回旋施加元件(52)位于所述出口(26)附近。

9.根据权利要求7或8所述的成形站，其中，所述注射喷嘴(18)包括封闭阀(41)和阀座(45)，所述阀座(45)在所述出口(26)附近延伸，所述封闭阀(41)能够在关闭位置与打开位置之间移动，其中，在所述关闭位置中，所述封闭阀(41)以液密方式抵靠所述阀座(45)，以防止所述加压液体流过所述出口(26)，在所述打开位置中，所述封闭阀(41)与所述阀座隔开，以允许液体流过所述出口(26)。

10.根据权利要求9所述的成形站，其中，所述封闭阀(41)包括控制杆(42)，所述控制杆(42)在所述注射流中沿着所述注射轴线延伸，所述控制杆(42)包括密封部件(44)，所述密封部件(44)放置成在所述封闭阀(41)的关闭位置中与所述阀座(45)液密接触，所述回旋施加元件(52)包括围绕所述控制杆(41)、延伸穿过所述注射流的至少一部分的多个翅片(54)，所述翅片(54)沿着相对于所述注射轴线形成角度(α)的回旋斜坡(S)定向。

11.根据权利要求10所述的成形站，其中，所述注射喷嘴(18)包括限定所述出口(26)的喷嘴主体(34)以及在所述出口(26)的上游延伸的喷嘴腔(28)，所述喷嘴腔(28)用于临时容纳待注射到所述预制件(2)中的所述加压液体，所述控制杆(42)在所述喷嘴腔(28)中延伸并且能够在所述喷嘴腔(28)内移动，所述翅片(54)从所述喷嘴主体(34)朝向所述控制杆(42)或从所述控制杆(42)朝向所述喷嘴主体(34)延伸。

12.根据权利要求11所述的成形站，其中，在每个翅片(54)的径向平面的截面中，所述每个翅片(54)从所述控制杆(42)延伸至所述喷嘴主体(34)或仅在所述控制杆(42)与所述喷嘴主体(34)分离的一部分距离上延伸。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的成形站，其中，所述回旋施加元件(52)在所述控制杆(42)的密封部件(44)的上游或下游延伸。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的成形站，其中，每个翅片(54)包括上游端(56)和下游端(58)，所述上游端(56)的切线与所述注射轴线基本上平行，并且所述下游端(58)的切线沿着所述回旋斜坡(S)延伸，所述翅片(54)在所述上游端(56)与所述下游端(58)之间是弧形的。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的成形站，其中，两个连续的翅片(54)与所述注射轴线形成基本上包括在24°与72°之间的角度(β)。