CN111989207B - 预成型件加热站中的热保护坡架的定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出在改变规格时定位预成型件(12)的加热站(10)的保护坡架(54)的定位方法，加热站(10)包括：预成型件(12)的运输构件(28)；至少一对平行的纵向的保护坡架(54)，用于热保护颈部(16)，保护坡架分隔开以留出预成型件(12)行进用的槽道(56)；用于横向移动坡架(54)的机动化装置(58)；其特征在于，定位方法包括预先校准步骤(S1)，该步骤在于将至少两个校准元件(12)布置在处于初始位置的两个保护坡架(54)之间，随后手动控制保护坡架(54)移动到校准位置，在校准位置每个坡架均同时接触两个校准元件(12)。

Description

预成型件加热站中的热保护坡架的定位方法
技术领域
本发明涉及一种在预成型件规格改变时定位热塑性材料制预成型件加热站的保护坡架的定位方法。
背景技术
已知基于预成型件大批量地制造容器的设备。通常通过注射热塑性材料获得预成型件。然后将预成型件冷却并存储以将其后续加工成最终容器。
预成型件通常包括主体，主体用于在预成型件壁例如通过吹塑或通过拉伸吹塑的成形操作期间而被成形为最终容器。预成型件还包括已经模制成其最终形状的颈部。因此，重要的是保护预成型件的颈部，以使颈部在最终容器的制造过程中既不变形也不受损坏。
为允许预成型件的主体在成型步骤时成型，将主体的壁预先加热至足以使其变得可延展的温度。该加热操作就在成型操作之前通过使预成型件经过加热站来进行。
加热站通常包括加热通道，在加热通道中布置有加热装置，例如红外灯。预成型件由运输构件负载，运输构件使其主体在加热通道中行进。为允许对预成型件主体均匀加热，运输构件通常被设计成在运输预成型件时驱动预成型件围绕其主轴线旋转。为了避免预成型件主体发生任何过热，还已知在加热通道中装备通风装置用以允许空气流通，从而避免在加热通道中形成过热区域。
通过加热构成预成型件壁的热塑性材料，特别是将其加热到超过玻璃化转变温度，来使预成型件主体变得可延展。
如上所述，预成型件颈部已经具有其最终形状。因此，与预成型件主体不同的是，颈部被保持在低于所述玻璃化转变温度的温度以避免颈部变形。
为此，将加热站设计成使得预成型件主体被容纳在加热站的由加热通道形成的“热的”部分中，而应保持相对更凉的预成型件颈部则被容纳在“凉的”部分中，该“凉的”部分通常位于加热通道下方。
当然，加热站的热的部分和凉的部分是相邻的。为了减少热的部分和冷的部分之间的热交换，已知在这两个部分之间插置热保护坡架，预成型件在热保护坡架之间行进。这些保护坡架允许减小加热通道和凉的部分间的开放度。保护坡架分隔开以形成行进用的槽道，槽道的宽度略大于在预成型件颈部直接下方的外径，以允许预成型件行进而不接触保护坡架。
通常通过载热液体内部循环来冷却这两个保护坡架，以防止保护坡架聚集热量。
此外，设置容器制造设备以允许制造不同规格的最终容器。这通常导致需要使用适当规格和尺寸的预成型件。
因此，当容器规格改变时，就必须使设备、特别是加热站适应新预成型件的尺寸。这尤其意味着要调节保护坡架的间距，以使槽道宽度适应新规格预成型件的颈下直径。
纯手工调节每个保护坡架的位置需要时间。
已经提出过通过将待处理预成型件批次的理论颈下直径输入电子控制单元来自动调节保护坡架。电子控制单元继而控制用于移动保护坡架的机动化装置，以获得适合于所述理论颈下直径的槽道宽度。
但是，这种方法并不可靠，因为在该批次预成型件的设计或贴标有缺陷的情况下，保护坡架间距可能过大从而促使热量从通道流向凉的部分，或者保护坡架间距可能过小，使得当预成型件在保护坡架之间穿行时会导致预成型件阻塞。
在任何情况下，这种全自动方法都无法实现与预成型件颈下直径实际值相关联的保护坡架的最佳间距。
发明内容
本发明提出一种定位方法，用于定位加热热塑性材料制的预成型件(12)用的加热站(10)的保护坡架(54)，以使加热站适合预成型件(12)的新规格，每个预成型件(12)具有应保持在较低温度的颈部(16)以及主体(18)，主体在颈部(16)直接下方具有称为“颈下直径(D1)”的外径，加热站(10)包括：
-用于将预成型件(12)成列地沿加热通道(22)运输的运输构件(28)；
-至少一对平行的纵向的保护坡架(54)，用于热保护颈部(16)，保护坡架横向分隔开，以留出预成型件(12)行进用的纵向的槽道(56)，至少一个保护坡架(54)能横向活动，以使槽道(56)宽度适合预成型件(12)的新规格；
-移动能活动的至少一个保护坡架(54)的机动化装置(58)，用以自动调节槽道(56)宽度，
其特征在于，所述定位方法包括预先校准步骤(S1)，在预先校准步骤过程中：
将两个保护坡架(54)安置于初始位置，在初始位置，两个保护坡架以远大于新规格预成型件(12)的颈下直径(D1)的第一距离分隔开，
布置至少两个校准元件(12)，校准元件具有与新规格预成型件(12)的颈下直径(D1)相关联的预定横向宽度，
随后控制所述能活动的至少一个保护坡架(54)移动，以使两个保护坡架(54)彼此横向靠近而到达校准位置，在校准位置，每个保护坡架均同时接触两个校准元件(12)。
“远大于”颈下直径D1的“距离”是指不仅大于颈下直径、而且还大于颈下直径与允许预成型件在两个热保护坡架之间沿纵向槽道行进的工作间隙之和的距离。
根据实施例，该方法可以包括如下可以单独或组合考虑的一项或多项特征：
-预先校准步骤对于两个校准元件中的每一个都包括测量与校准元件被夹持在两个保护坡架之间的夹持力相关的物理量、以及测量所述能活动的至少一个保护坡架的位置。有利地，校准位置等同于在对于两个校准元件中的每一个所测得的物理量在相同时刻均对应于同一阈值夹持力时对所述能活动的至少一个保护坡架所测得的位置。
-移动所述能活动的至少一个保护坡架的机动化装置包括至少两个电动马达，每个电动马达均配备有位置编码器。可以通过将每个校准元件分别布置在两个电动马达之一的附近来布置两个校准元件。有利地，用于控制所述能活动的至少一个保护坡架的步骤包括控制两个电动马达中的一个电动马达以将相应的校准元件夹持在两个保护坡架之间，直至所述一个电动马达的控制电流强度达到预定值，然后控制另一电动马达直至夹持另一校准元件并且所述另一电动马达的控制电流强度达到预定值。特别是，所述能活动的至少一个保护坡架的校准位置可由两个电动马达的两个编码位置来确定，编码位置对应于每个电动马达的控制电流强度同时等于相应的预定值的时刻。
-一对的两个保护坡架都是能活动的。
-机动化装置或能由电子控制单元自动控制，或能通过控制界面进行手动控制。
-保护坡架配备有由载热流体进行冷却的冷却装置。
根据变型，两个校准元件的预定横向宽度预先确定成使所述能活动的至少一个保护坡架的校准位置对应于保护坡架的工作位置。
有利地，校准位置可由电子控制单元以对应于预成型件的新规格方式进行记录。
有利地，校准元件可以由刚性模型件形成。
根据另一变型，在预先校准步骤(S1)结束时，启动用于最佳定位保护坡架的最佳定位步骤(S2)，在最佳定位步骤过程中，电子控制单元自动控制保护坡架向工作位置移动，在所述工作位置，每个保护坡架相对于校准元件横向分隔开预定间隙，以允许预成型件在保护坡架之间无摩擦行进和/或允许热保护颈部。
有利地，两个校准元件的预定横向宽度可等于新规格预成型件的颈下直径D1。
有利地，工作位置可由电子控制单元以对应于预成型件的新规格方式进行记录。
例如，校准元件可由新规格预成型件形成。有利地，在预先校准步骤S1时使用的预成型件由运输构件自动带引到处于初始位置的保护坡架之间。
附图说明
通过阅读下述将参照附图进行理解的详细描述，将体现出本发明的其他特点和优点，附图中：
-图1是示意性示出适于实施根据本发明教导进行的方法的加热站的俯视图；
-图2是沿图1的2-2剖面的竖向横剖面图，其示出了布置在加热站的热保护坡架之间的一个预成型件，坡架处于工作位置；
-图3是类似于图2的视图，示出了处于初始位置的坡架；
-图4是类似于图2的视图，其中坡架处于校准位置；
-图5是加热站通道的一纵向区段的俯视图，示出了坡架、坡架的机动化装置以及插置在处于校准位置的坡架之间的两个校准元件；
-图6是示出根据本发明教导进行的坡架定位方法的框图。
具体实施方式
在本说明书的下述部分中，具有相同结构或相似功能的元件将使用相同的附图标记表示。
在本说明书的下述部分中，将以非限制性的方式采用从后向前指向的纵向方向、从左向右指向的横向方向，从下向上指向的竖直方向，由附图中的坐标系“L、V、T”标示。竖直方向以纯几何的方位标方式使用，与地球重力无关。
图1中示出了加热站10，该加热站属于通过吹塑或拉伸吹塑使热塑性材料例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制的预成型件12成型来制造容器的设备。
如图2至图4所示，预成型件12呈具有竖直主轴线“A”的轴对称中空体的形式。预成型件12在第一轴向端由底部14封闭，而预成型件12在形成颈部16的相对轴向端敞开。因此，预成型件12轴向地分成：从底部14延伸至颈部16起点的第一区段，该第一区段通常被称为预成型件的主体18；以及由所述颈部16形成的第二区段。颈部16在其与预成型件12的主体18的接合处包括凸缘20。参照图2至图4，在颈部16直接上方测量的预成型件主体18的外径在下文中将被称为“颈下直径D1”(因为预成型件12在此翻转示于附图中)。
已知地，预成型件12的主体18用于在最终容器的成型操作期间被拉伸，而预成型件12的颈部16已经具有最终容器所需的形状。为此，主体18用于在加热站10中被加热以变得可延展，而颈部16用于在加热站10中保持在较低温度以避免颈部变形。
参考图1，加热站10包括加热通道22，该加热通道在此具有通过端部弯曲段22c互连的两个纵向区段22a、22b。加热通道22的每个纵向区段22a、22b由内壁24和外壁26横向限定。
加热站10还包括用于将预成型件12成列地沿加热通道22运输的运输构件28。在此，在纵向区段22a、22b处和在端部弯曲段22c处以预成型件轴线“A”呈竖向、并且颈部16朝下以保护颈部16不受热的方式运输预成型件12。
在未示出的变型中，本发明还可应用于颈部朝上进行运输的预成型件。
如图2至图4所示，运输构件28通常包括芯轴30，该芯轴30用于插置到待运输预成型件12的颈部16内。
在此，通过一条封闭的运输构件28链条31使预成型件12行进。为此，每个运输构件28在此都包括一链环32，链环32用作芯轴30的支撑。每个链环32铰接到相邻的运输构件28的链环32上。
通常芯轴30能围绕竖直轴线旋转地安装在链环32上，以允许运输的预成型件12在沿通道22移动期间被驱动绕其主轴线“A”旋转。
链条31通过围绕两个引导轮34、36啮合而被引导并运动。每个轮34、36安装成能围绕相关的中心竖直轴线“X1，X2”旋转。引导轮34、36布置在加热通道22的纵向区段22a、22b的两个纵向端部处。
在未示出的变型中，本发明还适用于由沿轨道移动的独立穿梭器承载的运输构件。每个穿梭器例如与轨道一起形成线性电动马达。
第一轮34允许装载由位于第一纵向区段22a上游的输入轮38输送的凉的预成型件，还允许将热的预成型件卸载到位于第二纵向区段22b下游的输出轮40上。
第二轮36允许实现加热通道22的弯曲段22c。
两个引导轮34、36中的至少一个通过马达(未示出)被驱动旋转，以允许参照图1以逆时针方向驱动链条旋转。因此，颈部16翻转向下的预成型件12相继地纵向向前穿过通道的第一区段22a行进，然后进入弯曲段22c行进，最后纵向向后穿过通道的第二区段22b行进。
在此，加热通道22的外壁26由多个加热模块42的内表面形成。每个加热模块42包括加热装置，加热装置扩散总体横向朝加热通道22内部进行加热的辐射46，如图2所示。在此非限定性地涉及红外灯44。
加热通道22的内壁24在此由冷却体48的一表面形成。冷却体48在此横向地布置在通道的两个纵向区段22a、22b之间。如图2示意性所示，冷却体48包括通风装置，例如风扇50，其产生空气流，该空气流穿过在内壁24中形成的格栅横向地被送向通道22的内部。
通道22用于容纳颈部16朝下翻转、轴线“A”竖向的预成型件12的主体18，以允许将主体加热至用于后续的最终容器成型操作的温度。
通道22竖直向下开通至预成型件12的颈部16行进用的过道52。如上所述，预成型件12的颈部16应保持在较低温度，即保持在低于构成颈部的材料的玻璃化转变温度的温度。
为限制加热辐射从通道22流向过道52或限制热空气通过对流流向过道，热保护预成型件12的颈部16的平行的至少一对纵向的坡架54沿竖向插置在容纳预成型件主体的通道22和容纳预成型件颈部16的过道52之间。每个纵向区段22a、22b在此配备有一对保护坡架54。
每个保护坡架54的朝向通道22的上部面有利地形成反射表面，反射表面允许朝预成型件12的主体18的方向上反射加热辐射。
为防止热量积聚在保护坡架54中，每个保护坡架54有利地配备有冷却装置55，例如冷却回路，载热流体在其中循环。
一对保护坡架54在预成型件12行进路径的两侧布置在同一纵向横平面中。为此，保护坡架54横向地分隔开，以留出供预成型件12行进的纵向的槽道56。
预成型件12沿通道22行进且颈部16位于下方，一对保护坡架54直接在预成型件12的凸缘20上方布置在颈下直径“D1”高度。槽道56的横向宽度等于预成型件12的颈下直径“D1”与最小横向间隙“E”的两倍之和，最小横向间隙在预成型件12各侧留出以允许预成型件在保护坡架54之间行进而不与坡架接触。槽道56的宽度尤其小于预成型件12的凸缘20的外径。
为可使槽道56宽度适合预成型件12的多种规格，一对中的至少一个保护坡架54相对于加热通道22横向可活动地安装。在附图所示的示例中，该一对中的两个保护坡架54相对于加热通道22横向可活动地安装。
此外，保护坡架54的移动由机动化装置58控制，以自动调节槽道56宽度。机动化装置58或可由电子控制单元60自动控制，或可通过控制界面62进行手动控制。控制界面62例如被布置在设备的控制台64上，控制台还允许控制其他运行参数。
在未示出的本发明变型中，加热模块44也借助移动机构相对于预成型件和保护坡架54的路径横向和/或竖向可活动地安装。
一旦保护坡架定位在校准位置，就通过移动机构控制加热模块44相对于保护坡架的校准位置移动。
将加热模块44相对于保护坡架的校准位置定位，这允许确保加热模块44尤其是灯在其定位期间不被损坏，还允许确保加热模块相对于待加热预成型件的最佳定位。
移动机构或可由电子控制单元60自动控制，或可通过控制界面62进行手动控制。
电子控制单元60自动控制设定值移动机构。
设定值可以是针对保护坡架校准位置的预先记录的尺寸。
在未示出的另一变型中，加热模块例如固连于至少一个保护坡架。
在此，保护坡架54的机动化装置58包括沿保护坡架54安装的多个移动机构59。每个移动机构59包括螺钉65和固定安装在保护坡架54上的螺母63，如图2所示。螺钉65可以通过与加热站10的框架66固连的轴承(未示出)被引导旋转。
螺钉65连接至确保其旋转驱动的装置。旋转驱动装置在此包括齿轮68，齿轮68与螺钉65一体旋转。齿轮68与螺纹轴70相结合。螺纹轴70通过啮合与所述保护坡架54相关联的每个机构59的齿轮68而完全沿着相关的保护坡架54纵向延伸。在此，齿轮68容置在保护壳体72中。
螺纹轴70的旋转由布置在轴端部的电动马达74控制，如图5所示。根据电动马达74的旋转方向，这将通过保护坡架54在一个方向或另一方向上的横向平移而引起移动，以分离保护坡架54或使其彼此靠近。
机动化装置58的马达74可由电子控制单元60自动控制。这些电动马达还可由操作员通过控制界面62手动控制。
控制同一对保护坡架54移动的马达74可被同时操纵，以使两个保护坡架54同时彼此相对于彼此靠近或分开相同距离。
作为变型，控制同一对保护坡架54移动的马达74可被独立操纵，使得操作者可以通过控制界面62调节该一对的第一保护坡架54的位置，然后调节该一对的另一个保护坡架54。
所使用的电动马达74例如配备有编码器，编码器允许将其所处位置存储于电子控制单元60中。
此外，为防止通过槽道56的热量加热过道52中包含的空气，可布置第二通风装置76，用以将空气流横向吹送到过道52中以从中排出热空气，如图2所示。
当改变预成型件12的规格时，有必要进行保护坡架的精确定位，以确保槽道56具有足够的宽度来允许预成型件12的良好行进，而且槽道的该宽度还要足够窄，以使通道22和过道52之间的辐射或对流式传热的热量传输最小化。
本发明提出一种在预成型件规格改变时定位保护坡架54的定位方法，该定位方法包括预先校准步骤“S1”。
如图3所示，在校准步骤“S1”开始时，一对保护坡架54处于初始位置，在该初始位置，该一对保护坡架以远大于新规格预成型件12的颈下直径“D1”的第一距离分隔开。因此，槽道56具有的横向宽度等于颈下直径“D1”加在预成型件12各侧的初始间隙“Ei”的两倍。初始间隙“Ei”远大于前面确定的最小间隙“E”。
在该一对保护坡架54之间布置至少两个校准元件，校准元件具有与新规格预成型件的颈下直径“D1”相同尺寸的横向宽度。尤其如图5所示，校准元件通常布置在槽道56的每个纵向端部附近。这允许确保该一对保护坡架54在定位方法过程中的平行性。
校准元件由所述新规格预成型件12形成。用作校准元件的预成型件12在此由运输构件28自动带引到坡架之间。当然，在定位方法进行过程中，用作校准元件的预成型件12固定在坡架54之间。
作为变型，将用作校准元件的预成型件12手动定位到坡架54之间，例如通过将其手动地插到预先固定的运输构件的芯轴30上来进行。
根据本发明未示出的另一变型，校准元件由模型件(gabarit)形成。
在校准元件、这里是预成型件12定位好之后，通过界面62手动控制保护坡架54移动，以使坡架自图3所示的初始位置彼此靠近直至校准位置，在校准位置，每个坡架均同时接触两个校准元件，此处校准元件为预成型件12，如图4所示。因此，在保护坡架54的校准位置，槽道56具有与新规格预成型件12的颈下直径“D1”相等的横向宽度。在校准位置，预成型件12没有被夹紧在保护坡架54之间。
对保护坡架54位置的手动调节尤其允许防止过强地夹紧预成型件12而使坡架54损坏，而如在全自动调节的情况下则可能会发生这种损坏情况。
在预先校准步骤“S1”结束时，启动用于最佳定位该一对坡架54的最佳定位步骤“S2”，在最佳定位步骤过程中，电子控制单元60自动控制该一对坡架54自校准位置朝工作位置移动，在工作位置，每个坡架相对于校准元件横向分隔开预定间隙“E”，校准元件在此为预成型件12。工作位置如图2所示。这允许确保槽道56足够宽，以允许预成型件在保护坡架54之间无摩擦行进，同时使传向过道52的热量最小化。
有利地，当电动马达74配备有编码器时，保护坡架54的工作位置和/或校准位置以对应于预成型件12的新规格方式进行记录。因此，在下一次针对同一规格变换预成型件规格时，可直接将保护坡架54定位在其工作位置或定位在其校准位置，而无需重复校准方法。
根据本发明教导实施的本方法有利的是允许在改变预成型件12的规格时对保护坡架54进行半自动定位，以获得最佳宽度的槽道56。

Claims (12)

1.一种定位方法，用于定位加热热塑性材料制的预成型件(12)用的加热站(10)的保护坡架(54)，以使加热站适合预成型件(12)的新规格，每个预成型件(12)具有主体(18)以及应保持在较低温度的颈部(16)，主体在颈部(16)直接下方具有称为“颈下直径(D1)”的外径，加热站(10)包括：
-用于将预成型件(12)成列地沿加热通道(22)运输的运输构件(28)；
-至少一对平行的纵向的保护坡架(54)，用于热保护颈部(16)，保护坡架横向分隔开，以留出预成型件(12)行进用的纵向的槽道(56)，至少一个保护坡架(54)能横向活动，以使槽道(56)宽度适合预成型件(12)的新规格；
-移动能活动的至少一个保护坡架(54)的机动化装置(58)，用以自动调节槽道(56)宽度，
其特征在于，所述定位方法包括预先校准步骤(S1)，在预先校准步骤过程中：
将两个保护坡架(54)安置于初始位置，在初始位置，两个保护坡架以远大于新规格预成型件(12)的颈下直径(D1)的第一距离分隔开，
布置至少两个校准元件，校准元件具有等于新规格预成型件(12)的颈下直径(D1)的预定横向宽度，
随后控制所述能活动的至少一个保护坡架(54)移动，以使两个保护坡架(54)彼此横向靠近而到达校准位置，在校准位置，每个保护坡架均同时接触两个校准元件。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，预先校准步骤对于两个校准元件中的每一个都包括测量与校准元件被夹持在两个保护坡架(54)之间的夹持力相关的物理量、以及测量所述能活动的至少一个保护坡架(54)的位置；
并且，校准位置等同于在对于两个校准元件中的每一个所测得的物理量在相同时刻均对应于同一阈值夹持力时对所述能活动的至少一个保护坡架(54)所测得的位置。
3.根据权利要求1或2所述的定位方法，其中，移动所述能活动的至少一个保护坡架(54)的机动化装置(58)包括至少两个电动马达，每个电动马达均配备有位置编码器，
其特征在于，通过将每个校准元件分别布置在两个电动马达之一的附近来布置两个校准元件；
用于控制所述能活动的至少一个保护坡架(54)的步骤包括控制两个电动马达中的一个电动马达以将相应的校准元件夹持在两个保护坡架(54)之间，直至所述一个电动马达的控制电流强度达到预定值，然后控制另一电动马达直至夹持另一校准元件并且所述另一电动马达的控制电流强度达到预定值；
并且，所述能活动的至少一个保护坡架(54)的校准位置由两个电动马达的两个编码位置来确定，编码位置对应于每个电动马达的控制电流强度同时等于相应的预定值的时刻。
4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，一对的两个保护坡架(54)都是能活动的。
5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，机动化装置(58)或能由电子控制单元(60)自动控制，或能通过控制界面(62)进行手动控制。
6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，两个校准元件的预定横向宽度预先确定成使所述能活动的至少一个保护坡架(54)的校准位置对应于保护坡架(54)的工作位置；并且，校准位置由电子控制单元(60)以对应于预成型件(12)的新规格方式进行记录。
7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，校准元件由刚性模型件形成。
8.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，在预先校准步骤(S1)结束时，启动用于最佳定位保护坡架(54)的最佳定位步骤(S2)，在最佳定位步骤过程中，电子控制单元(60)自动控制保护坡架(54)向工作位置移动，在所述工作位置，每个保护坡架(54)相对于校准元件横向分隔开预定间隙(E)，以允许预成型件(12)在保护坡架(54)之间无摩擦行进和/或允许热保护颈部。
9.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于，工作位置由电子控制单元(60)以对应于预成型件(12)的新规格方式进行记录。
10.根据权利要求8所述的定位方法，其特征在于，校准元件由新规格预成型件(12)形成。
11.根据权利要求10所述的定位方法，其特征在于，在预先校准步骤(S1)时使用的预成型件(12)由运输构件(28)自动带引到处于初始位置的保护坡架(54)之间。
12.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，保护坡架(54)配备有由载热流体进行冷却的冷却装置(55)。
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