CN1281530C - 用于吹制并取出玻璃容器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了垂直对准的第一和第二组合式喷头和取出机构，从而可在模具中将玻璃型坯顺序地吹制成容器，并将已吹制容器传送到玻璃容器成型机的固定冷却板上。各组合机构可绕承载臂的轴A枢轴转动地悬伸出，承载臂可枢轴转动地连接在摆动臂的一端，摆动臂的另一端可绕轴B枢轴转动。各组合式喷头和取出机构的轴B可周期性地抬起和降低，以允许另一组合式喷头和取出机构在其下方摆动，从而允许两个喷头和取出机构之间形成重叠的循环。各组合式喷头和取出装置均设有卡盘或夹钳组件，其通过容器收口而与各容器接合或释放容器。各夹钳组件具有多个夹钳件，其通过凸轮的摆动而同时径向向内或向外移动，凸轮具有非圆形槽，各夹钳件所携带的销置于槽中。

Description

用于吹制并取出玻璃容器的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于在玻璃容器成型机的模具中吹制玻璃容器并从这种模具中取出已吹制容器的方法和装置。更具体地说，本发明涉及一种方法和装置，其用于在I.S.(行列式)玻璃容器成型机的吹模中吹制玻璃容器，之后从此模具中取出已吹制容器并将已吹制容器传送到机器的固定冷却板上，以便进行冷却并最终取出以进行下一步处理。

背景技术

转让给本申请受让人的前任的美国专利3472639(Mumford)和4427431(Mumford等人)大致地介绍了通过I.S.机类型的已知机器来制造玻璃容器，这些专利的公开内容均通过引用结合于本文中。如由这些对比文献所介绍的或以其它方式已知的那样，I.S.机具有多个并排的工位，通常为六、八、十或甚至十二个工位，在各工位上通过两步工序来成型容器。在第一工序中，通过吹制或压力加工来成型一个或多个、通常为三个或四个容器的预成型件，其通常称为型坯或坯件。这些预成型件在倒置的方向上成型，即其开口端朝下，它们具有在通常称为初模的组合模具中成型的主体部分。这种预成型件的带螺纹的或其它适当结构的可容纳盖子的收口部分在单独的模具中成型，此模具通常称为颈模或颈环，其在型坯的模制过程中位于组合初模的附近。

在型坯的模制工序完成之后，打开组合模具，型坯之后被颈模夹持，并通过将其沿180°的弧线翻转而传送到组合吹模上，以便将型坯吹制成容器。翻转工序通过转动其上滑动式地固定了颈模臂的翻转轴来实现，从而使得型坯在吹制过程中直立，即其开口端朝上。在共同转让的美国专利5893942(Nickey等人)和6098427(Kirkman)中大致介绍了将玻璃容器的型坯或坯件从初模如上所述地传送到I.S.机的吹模中，这些专利的公开内容均通过引用结合于本文中。

传统上说，如在转让给本申请受让人的前任的美国专利3630709(Irwin)中所解释的那样，在I.S.机的吹模中通过喷头来吹制容器，喷头移动到与处于给定的I.S.机工位上的吹模中的型坯形成吹制接合，然后移动到不与此吹模处的已吹制容器相接合，此专利的公开内容通过引用结合于本文中。在打开组合模具之后通过取出机构将已吹制的容器从吹模中取出，取出机构装有多个夹钳，各组夹钳分别用于与取出机构相关的I.S.机工位上的各吹模。共同转让的美国专利6241448B1(Nicholas)介绍了大致如上所述的取出机构，其用于从I.S.机工位的模具中取出已吹制容器，此专利的公开内容通过引用结合于本文中。美国专利5807419(Rodriquez-Wong等人)介绍了一种喷头和取出机构的功能组合在一个机构中的I.S.机。然而，’419对比文献中的机构描述了使用传统的可枢轴转动的夹钳(件72，73)来在滚珠下方与各容器接合，滚珠称为传动珠，其位于容器的带螺纹的或其它结构的收口之下，这就要求在夹钳夹紧已吹制容器以便取出之前应打开组合吹模。出于在上述’488B1专利中所述的原因，在夹钳夹紧已吹制容器前应打开吹模的要求是机器加工时间上的一个缺点。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于I.S.玻璃容器成型机的组合式喷头/取出机构，以及一种用于在这种玻璃容器成型机的吹模中吹制玻璃容器并将已吹制的容器从这种模具中取出的方法。此装置包括用于在I.S.机的工位上同时成型的各容器的容器收口接合卡盘，各卡盘包括多个、最好是三个周向隔开的零件，其统一地移进和移出以便通过容器收口而与容器接合。这样，容器可以与卡盘接合，同时其中已吹制容器的组合模具仍保持闭合，从而允许在打开容器于其中成型的吹模机的组合模具时可立即取出容器，以便传送到I.S.机的固定冷却板上。这就消除了在一些现有技术的取出装置如上述’419专利所述的装置中存在的损失的循环时间，在这些装置中，在带有传动珠的容器与取出装置接合之前需要打开组合模具。

在本发明的一个优选实施例中，在I.S.机的各工位上都设有一对组合式喷头/取出机构。对这种组合机构进行定时以使之交替地操作，因此可将一个组合机构设置成在机器的吹模中吹制容器，而另一组合机构设置成在将已吹制容器存放在机器的固定冷却板上之后立即返回到吹模处，从而开始重复进行吹制循环。这就消除了在各机器工位上仅带有一个喷头的I.S.机中所引起的损失的循环时间，因为吹制循环必须在喷头将已吹制容器置于机器的固定冷却板上并返回之后才能开始。为了避免单独的组合机构在操作过程中发生碰撞，各组合机构的枢轴转动臂的枢轴在垂直平面上是可动的，从而可将进入组合机构定位在离开组合机构在其将已吹制容器从吹模传送到机器的固定冷却板上的枢轴转动过程中所能达到的高度之上。以这种方式使用一对组合式喷头/取出机构改善了成型的循环时间，这是因为它保证了当模具在传送到模具处的型坯周围闭合时，存在一个组合式喷头/取出机构位于吹模处，而不需要等待喷头在将先前已吹制好的容器放置在机器的固定冷却板上之后从固定冷却板处返回。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的装置和方法，用于在玻璃容器成型机的吹模中将可成型玻璃的型坯吹制成容器，并将已吹制容器从吹模传送到不同的位置中以便进一步处理。更具体地说，本发明的目的是提供一种具有上述特征的改进的方法和装置，其中型坯在I.S.式玻璃容器成型机的吹模中吹制，然后被传送到I.S.机的固定冷却板上，以便进行冷却和最终进行进一步的处理。

为了进一步理解本发明及其目的，应当阅读附图及其下述简短说明、具体实施方式以及所附权利要求。

附图说明

图1-6是显示了根据本发明的装置在其操作循环期间处于不同位置时的示意性正视图；

图7是图1-6所示装置的一部分的放大比例的正视图；

图8是沿图7中线8-8的截面图；

图9是沿图7中线9-9的截面图；

图10是沿图7中线10-10的截面图；

图11A，11B共同构成了沿图7中线11-11的放大比例的上部视图和下部视图；

图12是沿图7中线12-12的截面图；

图13是图7-12所示装置的一部分的分解透视图；和

图14是图1-6所示装置的另一部分的放大比例的分解透视图。

具体实施方式

如图1-6中示意性所示，部分地示出的I.S.机的工位20设有一组吹模22，在其中可将在适当高温下可吹制成型的玻璃组合物的坯件或型坯P吹制成容器C。图1-6显示了在各组吹模中成型三个容器，然而应当理解，本发明也适用于设计成在各机器工位上同时制出多至四个容器(“四瓶”机)或甚至少至一个容器的I.S机。在任何情况下，如在本领域中所理解的那样，各组吹模22由一组相对的组合模具构成，组合模具通过反摆动或反直线运动而周期性地相互间打开或闭合，从而在闭合时形成了用于各容器C成型的型腔。

如图5中特别显示的那样，将在模具22中成型为容器C的型坯P通过颈模24从机器工位的坯件模制侧传送到模具22上。颈模24由翻转或颈模臂组件26携带，其连接在可摆动的翻转或颈模轴28上，轴28通常称为摇臂轴，其可以在图1所示位置和图5所示位置之间沿180°的弧线摆动。在将型坯P传送到模具22中之后，翻转臂组件26及其携带的颈模24就从图1位置回到图5位置，以便从中取出已吹制容器C之后，在模具22中开始重复进行玻璃容器制造过程。

I.S.机的工位20设有一对并排的组合式喷头/取出机构30，32，各机构都带有多个单独的喷头34，一个这种喷头34用于在模具22中成型一个容器C。在图7-13中详细显示了位于图6所示位置处的喷头机构30，然而应当理解，喷头32具有与喷头30相同的结构。在任何情况下，各喷头机构30，32均由承载臂36和摆动臂38组成，喷头34从承载臂36上悬伸出，承载臂36悬挂在摆动臂38上，因而可以绕轴A相对于摆动臂38作枢轴运动。各承载臂36可相对于喷头机构30或32的摆动臂38枢轴转动，它的一个要点是通过平行的连接机构或其它已知方式的等效结构来保证在摆动臂38摆动时，例如从图1所示的喷头机构30的位置摆动到其在图6中的位置时，由承载臂36所携带的喷头34的角位置不会改变。

图1显示了喷头机构32的位置刚好在I.S.机工位20的固定冷却板40之上，因而能够将已吹制容器C放置在其上。在装置的这种状态下，喷头机构30定位成与塔架42垂直地对齐，喷头机构30固定在塔架42上以便绕轴B进行枢轴转动。同样，喷头机构32固定在第二塔架(未示出)上以便绕轴B进行枢轴转动，第二塔架紧接在塔架42之后并与之形成镜像。关于这一点，各喷头机构30，32的枢轴B通过将在下文中详细介绍的结构可在低位、例如图1中喷头机构32所处的位置和图4中喷头机构32所处的高位之间垂直地移动，从而允许喷头机构30，32在图1所示位置和图4所示位置之间摆动，而不会干扰在相同垂直平面内对齐的喷头机构30和32之间的接触。这样，当喷头机构30在将容器C放置在固定冷却板40上的行程中，喷头机构32的喷头34将定位成刚好与模具22中的型坯P相接合，这例如可从图4与6之间的比较中看出。与只使用一个喷头/取出机构的安装情况相比，这可允许在从模具22中取走一组容器C到从模具22中取走下一组容器C之间的循环时间存在着约13％的实质性计算出的减少，而且在必须从固定冷却板40上取出部分冷却的容器C以容纳新成型容器C到固定冷却板40的传送之前，不会减少固定冷却板40上的容器C的冷却时间。或者，可以通过更缓慢地移动喷头30，32来减小作用在已吹制容器C上的惯性力，从而一定程度地降低循环时间的提高。无论如何，如果在打开模具22的组合模之前各对组合式喷头/取出机构可通过收口与已吹制容器C相接合，那么循环时间的减少可提高约4％，也就是说，总共可减少约17％，同时无需将容器C的接合延迟到打开组合模具为止，这种延迟在通过传统取出机构的夹钳的传动珠接合所实现的从模具22中传送已吹制容器的情况下是必须的。在上述’488 B1专利中介绍了这种现象。另外，使用喷头将已吹制容器C传送到固定冷却板40上允许通过在传送工序中将空气吹入到喷头30或32中来部分地冷却容器C。

如图7所示，喷头机构30具有携带了喷头34的大致梯形的框架44，各喷头34可通过分离件35(图11B)与框架44快速地脱离。框架44设有从框架44中延伸穿过的环形组合件46，其平行于喷头30所携带的容器C的方位且位于其上方。在环形件46的端部之间设置了可反向地双向动作的气压缸48，气压缸48可驱动从相对端部延伸穿过环形件46的组合齿条50(图8)。可往复运动但不可旋转的齿条50以直角传动的方式和与各喷头34相关的螺杆52接合，以便同时打开或关闭与各喷头34相关的容器收口接合夹钳或卡盘组件54(图9，10)。

如图7，11A所示，框架44由用螺纹或其它可调方式固定在下部件58上的大致三角形的上部件56构成，在它们之间设有定位板57，用于保证其中具有对准开口的上部件56和下部件58之间的正确对准。上部件56固定在摆动臂38上，以便与摆动臂38一起在图3和4所示位置和图6所示位置之间摆动，下部件58带有与各喷头34相关的部件。如图12所示，用于冷却各喷头34的冷却空气通过下部件58中的通道60进行循环，而用于在图3，4所示喷头机构30的位置中将型坯P吹制成容器C的吹制空气则通过下部件58中的通道62引入。用于操作在图中显示为一对端对端设置的缸体的气压缸48的空气通过进入管线64引入，进入管线64接收来自下部件58中的通道64a，64b中的空气。来自通道62的吹制空气通过传输管66向下吹入到正被吹制成容器C的型坯P中，传输管66的上端被压缩弹簧68向下弹性偏压，并设有O形密封圈70以允许在传输管66的扩大上端和下部件58中的容纳有传输管66的上端的通道之间实现密封的滑动运动。传输管66的下端安放在吹制空气进入管72的上端中(图11B)，进入管72延伸到和与空气进入管72相关的喷头34相接合的型坯P或容器C中，这根据具体情况而定。

各夹钳组件54具有周向间隔开的多个、如图所示为三个夹钳件74，它们可被同时驱动，或径向朝内移动以夹紧容器C的收口F(图11B)，或朝外移动以释放容器C的收口F。虽然容器C显示为具有一个用于在容器C上施加顶盖的收口F，然而可以设想，夹钳件74的收口F的接合面可构造成能通过螺纹收口F来操作容器C。关于这一点，各夹钳件74夹持在夹钳座75中，并具有向上延伸的销76，其容纳在环形凸轮随动件77中，销76跨置于摆动凸轮80的凸角的非圆形槽78中。由组合齿条50的伸缩而引起的凸轮80的摆动能够有效地将各夹钳组件54的夹钳件74同时移动到与容器(C)的收口(F)形成接合或脱离接合。包括夹钳件74和夹钳主体76的组件可在环形夹钳外壳79中滑动，而且可通过其位置沿其纵向中心轴线可调节的销子81来限制此组件的后退行程。

各喷头34的螺杆52固定在围绕着传输管66的环形件82上，在喷头机构30的凹腔86中设有衬套84，其位于传输管82的相对端处，以允许其和螺杆52及传输管66一起绕传输管66的纵向中心轴线摆动。传输管道66的底端设有外螺纹的插塞86，具有可在衬套88内旋转的直立环形部分80a的凸轮80可通过螺纹固定在插塞86的外部，从而可与之一起旋转。凸轮80也可通过螺纹固定在空气进入管72的上部72a的延伸部分上，从而可与之一起旋转；这样，组合齿条50的往复运动可以有效地使螺杆52摆动，从而使凸轮80摆动，以使夹钳件74如所需地向内或向外移动。然而，还设有围绕着凸轮80的一部分直立部分80a的环形制动组件90，从而可在需要时阻止凸轮80的摆动。

图14显示了用于抬起或降低喷头机构30，32的轴的装置，其在上文中被称为下部轴A。图14显示了尤其关于喷头机构30的这种装置，以及此装置可枢轴转动地固定在其上的塔架42，然而应当理解，用于抬起或降低喷头机构32的装置在设计和结构上与喷头机构30所用的装置是相同的。凸轮38绕轴B的摆动由齿条92来驱动，齿条92的直线运动由可逆电动机94来驱动，其最好是用于实现最佳可控性的交流伺服电机。电动机94的摆动导致可在滚珠花键99上上下滑动的齿轮组件95产生摆动，滚珠花键99从电动机94延伸到齿轮组件95。齿条92驱动固定在轴98上的正齿轮96，轴B延伸穿过轴98，臂38连接在轴98上以与轴98一起旋转。

轴98可旋转地安装在托架100上，可根据旋转电机102来调节托架100的提升，因而调节轴98和摆动臂38的提升，电机102最好是交流伺服电动机，其与可提升或降低托架104的螺杆103接合，托架100从托架104上通过垂直支撑件106，108来支撑，支撑件108是环形的，并且围绕着齿条92的最底部。因此，可通过电动机94来驱动轴98的摆动，从而驱动摆动臂38的摆动，这与轴98的抬起或降低无关，因此由电动机102驱动的摆动臂38受到电子或其它控制系统的控制，该系统可具有传统的结构，用于控制电动机94和电动机102相互间在定时程序内的操作。

虽然在上文中已经显示并介绍了申请人设计的直至申请日为止为实现本发明的最佳模式，然而对于本领域的技术人员来说应该清楚，在不脱离本发明范围的前提下，可对本发明进行适当的修改、变化以及等效处理，本发明的范围只由下述权利要求的条款及其法律等效物来限定。

Claims (9)

1.一种用于玻璃容器成型机的组合式取出和喷头组件，所述组合式取出和喷头组件包括：

第一组合式取出和喷头机构，其用于将吹制气体注入到在所述成型机的模具中进行吹制的第一组玻璃容器中，然后夹紧所述第一组容器；

第一枢轴转动臂，所述第一组合式取出和喷头机构安装成靠近所述第一枢轴转动臂的自由端，并远离所述第一枢轴转动臂的枢轴；

用于使所述第一枢轴转动臂摆动的装置，其使所述第一组合式取出和喷头机构在与所述成型机的模具中的玻璃容器对准的位置以及与所述成型机的固定冷却板对准的位置之间移动；

用于提升和降低所述第一枢轴转动臂的枢轴的装置；

第二组合式取出和喷头机构，其用于将吹制气体注入到在所述成型机的模具中进行吹制的第二组玻璃容器中，然后夹紧所述第二组容器；

第二枢轴转动臂，所述第二组合式取出和喷头机构安装成靠近所述第一枢轴转动臂的自由端，并远离所述第二枢轴转动臂的枢轴；

用于使所述第二枢轴转动臂摆动的装置，其使所述第二组合式取出和喷头机构在与所述成型机的模具中的第二组玻璃容器对准的位置以及与所述成型机的固定冷却板对准的位置之间移动；

用于提升和降低所述第二枢轴转动臂的枢轴的装置；

其特征在于，当所述第一枢轴转动臂和所述第二枢轴转动臂中的一个移动到与所述成型机的模具中的玻璃容器对准的位置时，所述第一枢轴转动臂的枢轴和所述第二枢轴转动臂的枢轴中的所述一个相对于所述第一枢轴转动臂的枢轴和所述第二枢轴转动臂的枢轴中的另一个抬起，以避免在所述第一枢轴转动臂的摆动过程和所述第二枢轴转动臂的摆动过程中在所述第一组合式取出和喷头机构与所述第二组合式取出和喷头机构之间发生接触。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一组合式取出和喷头机构包括：

卡盘，其具有以环形阵列设置的周向间隔开的多个卡盘件，所述卡盘件只在水平面上在围绕玻璃容器的收口但不与所述玻璃容器接触的第一位置和与所述玻璃容器的收口相接触的第二位置之间同时移动；和

用于使所述卡盘件在所述第一位置和第二位置之间同时移动的装置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，用于使所述卡盘件在所述第一位置和第二位置之间同时移动的所述装置包括：

环形凸轮，所述环形凸轮中具有周向间隔开的多个双头的非圆形槽，一个所述非圆形槽对应于一个所述卡盘件；

其中，各所述夹钳件均具有销，其容纳于所述凸轮的一个非圆形槽中；和

用于使所述凸轮摆动的装置，其使各所述夹钳件的销从其所容纳在其中的非圆形槽内的一个位置移动到其所容纳在其中的非圆形槽内的第二位置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，用于使所述凸轮摆动的所述装置包括：

齿条；

以直线方式移动所述齿条的装置；和

与各所述凸轮件相关并与所述齿条啮合的齿轮，用于在共同的环形方向上同时使各所述齿轮摆动。

5.一种用于在玻璃容器成型机的模具中吹制玻璃容器并将已吹制容器从所述模具传送到所述玻璃容器成型机的固定冷却板上的方法，所述方法包括：

提供第一组合式取出和喷头机构；

当第一组容器处于所述模具中时，通过所述第一组合式取出和喷头机构将空气注入到所述第一组容器中，以便将所述容器的预成型件吹制成容器；

通过所述第一组合式取出和喷头机构夹紧所述第一组已吹制容器；

将由所述第一组合式取出和喷头机构夹持的所述第一组已吹制玻璃容器传送到固定冷却板上，并将所述第一组已吹制玻璃容器释放在所述固定冷却板上；

提供第二组合式取出和喷头机构；

当第二组玻璃容器处于所述模具中时，通过所述第二组合式取出和喷头机构将空气注入到在所述成型机的模具中进行吹制的所述第二组容器中，以便将所述容器的预成型件吹制成容器；

通过所述第二组合式取出和喷头机构夹紧所述第二组已吹制容器；和

其特征在于：

a)将所述第一组合式取出和喷头机构保持在与所述第二组合式取出和喷头机构的相同垂直平面中；

b)在将所述第一组合式取出和喷头机构从所述吹模传送到所述固定冷却板上的过程中，将所述第二组合式取出和喷头机构从所述固定冷却板传送到所述吹模上，而不会导致所述第一组合式取出和喷头机构与所述第二组合式取出和喷头机构发生接触。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

可逆地抬起所述第一组合式取出和喷头机构与所述第二组合式取出和喷头机构中的一个，而所述第一组合式取出和喷头机构与所述第二组合式取出和喷头机构中的另一个则将容器传送到所述固定冷却板上。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所述容器传送到所述固定冷却板上时，将空气持续地注入由所述第一组合式取出和喷头机构所传送的容器中；和

在将所述容器传送到所述固定冷却板上时，将空气持续地注入由所述第二组合式取出和喷头机构所传送的容器中。

8.一种夹紧机构，其用于夹紧在玻璃容器成型机的模具中进行吹制的垂直竖立的玻璃容器，所述夹紧机构包括：

卡盘，其具有以环形阵列设置的周向上的多个卡盘件，所述卡盘件只在水平面上在围绕玻璃容器的收口但不与所述玻璃容器接触的第一位置和与所述玻璃容器的收口相接触的第二位置之间同时移动；和

用于使所述卡盘件在所述第一位置和第二位置之间同时移动的装置。

9.一种用于从玻璃容器成型机的吹模中取出具有收口的垂直竖立的已吹制玻璃容器的方法，所述收口位于所述吹模之上，所述吹模包括一对可分开的半模，所述半模在玻璃容器的模制过程中相互间闭合，并在所述玻璃容器的模制完成后相互间打开，以允许从所述吹模中取出已吹制的玻璃容器，所述方法包括：

提供卡盘，所述的卡盘具有多个周向设置的卡盘件，所述卡盘件只在水平面上在径向最外的第一位置和径向最内的第二位置之间同时移动；

将所述卡盘定位成围绕所述吹模中的玻璃容器的收口，此时所述半模闭合且所述卡盘件处于其第一位置处；

当所述半模闭合时使所述卡盘件同时移动到其第二位置处，从而与所述吹模中的玻璃容器的收口相接合；和

之后打开所述吹模的半模，并在所述卡盘件处于其第二位置时使所述卡盘相对于所述吹模移动，从而从所述吹模中取出所述玻璃容器。

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