用于加热单元的预型件抓取装置
阅读说明：本技术 用于加热单元的预型件抓取装置 (Preform gripping device for a heating unit ) 是由 J·米歇尔 S·费弗尔 于 2021-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及加热单元(14)的预型件抓取装置(1),其具有：-芯轴(3),限定预型件的旋转轴线(X)；-端头(4),安装于芯轴(3)的第一端部并具有进入预型件颈部中的进入部分(41)；-摩擦接触装置(5),通过摩擦与预型件(2)接触,摩擦接触装置与端头(4)连成一体；-散热器(6),与芯轴(3)连成一体,散热器用于与端头(4)接触,其特征在于,端头(4)在进入部分(41)的轴向延伸部分中还具有冷却部分(42),冷却部分(42)具有与环境空气进行接触热交换的至少一个凸起(7)；并且,端头(4)活动地安装在芯轴(3)上。本发明还涉及具有这种预型件抓取装置的加热单元。(The invention relates to a preform gripping device (1) of a heating unit (14), comprising: -a mandrel (3) defining a rotation axis (X) of the preform; -a tip (4) mounted at a first end of the mandrel (3) and having an entry portion (41) into the neck of the preform; -a friction contact device (5) in friction contact with the preform (2), the friction contact device being integral with the end head (4); -a heat sink (6) integral with the mandrel (3), the heat sink being intended to be in contact with the head (4), characterized in that the head (4) further has, in the axial extension of the inlet portion (41), a cooling portion (42), the cooling portion (42) having at least one protrusion (7) for contact heat exchange with ambient air; and the end head (4) is movably arranged on the mandrel (3). The invention also relates to a heating unit having such a preform gripping device.)
技术领域
本发明的领域是塑料容器的设计和制造领域。
更准确地说，本发明涉及加热塑料制预型件的加热单元，以使预型件变形而获得成品容器。
更准确地说，本发明涉及用于加热单元的预型件抓取装置。
背景技术
所谓预型件，应同时理解为模制而成的坯件，或者从经受至少一道变形工序但不具有容器最终形状的坯件形成的中间容器。
塑料容器通常在一个具有多个处理装置的设备中由坯件(或者预型件)成型而成，所述处理装置塑料容器通常从预型件吹制或者拉制吹制而成，预型件具有一个基本上呈圆柱形的主体和一个开口颈部，所述主体由一个半球形底部封闭，所述颈部与所述底部相反，具有其最终形状，由一个凸缘与主体分开。
为了成型容器，预型件的主体和底部加热增塑，使之处于高于材料玻璃化转变温度的温度(称为加热温度)。
在其玻璃化转变温度约为80℃的聚对苯二甲酸乙酯(PET)的情况下，加热温度一般约为120℃。
预型件的加热通常在一个配有光源(一般是卤素灯或者激光二极管)的加热单元中进行。
为此，预型件安装在一个称为“转盘”的转动支承件上，其具有一个轴，在轴的一端配有一个与颈部配合的芯轴，在另一端配有一个与齿条啮合的小齿轮。转盘将预型件前送到光源前，同时驱动其转动，使整个主体暴露于光源的光辐射。
在加热时，必须限制乃至防止预型件的颈部加热，预型件的颈部加热会导致其变形。
实际上，具有其最终形状的颈部不能变形。
颈部变形会使容器不适合销售，尤其是在罐装后不能用塞子封闭容器。
为避免颈部加热，研制出的芯轴可用一个环由外部抓取颈部。
这些芯轴不能最佳地保护颈部，尤其是因为光源的光辐射在预型件壁上反射到其内，直至达到颈部，使之加热。
因此，布置在环内、因而布置在颈部内的端头，安装于芯轴，以反射指向颈部的光辐射。
因此，带有环的端头具有一个限制性环形空间，预型件的颈部接纳在其中。
因此，这意味着预型件在进入加热单元中时，在芯轴抓取之前，要预先非常精确地调节其定位。
其他芯轴确保仅用一个端头仅由颈部内抓取预型件。
这样，即使始终必须精确调节预型件的位置，以使芯轴进行抓取，尤其可限制预型件颈部损坏的危险。
尽管在预型件加热时防止直接的光辐射，但是，芯轴尤其是端头，由于前送到加热单元的高温区域即光源附近，而会被加热。
因此，必须冷却芯轴，避免其热能使预型件颈部变形。
为此，如EP3228438提出的那样，芯轴具有散热器，可通过空气循环散热。
更准确地说，散热器连接于轴，用于与端头接触，以便通过热传导散热。
在抓取和卸载预型件时，芯轴远离加热单元的高温区域，这样，可通过散热器使之冷却。
但是，生产进度的连续提高，趋向于缩短芯轴的冷却时间，因为预型件的抓取和卸载越来越快速。
因此，芯轴继续被加热，但是不能进行必要的冷却，从而会引起预型件颈部变形的危险。
发明内容
本发明尤其旨在弥补现有技术的这些缺陷。
更准确地说，本发明旨在提出一种解决方案，其可以可靠地抓取预型件，同时避免加热预型件的颈部。
本发明还旨在提供这样一种解决方案，其使用和维护很简单。
借助于涉及加热单元的预型件抓取装置的本发明，可达到这些目的以及下文中所述的其他目的，用于加热单元的预型件抓取装置，其具有：
-芯轴，限定预型件的旋转轴线；
-端头，安装于芯轴的第一端部并具有进入预型件的颈部中的进入部分；
-摩擦接触装置，通过摩擦与预型件接触，摩擦接触装置与端头连成一体；
-散热器，与芯轴连成一体，散热器用于与端头接触，
其特征在于，端头在进入部分的轴向延伸部分中还具有冷却部分，冷却部分具有与环境空气进行接触来热交换的至少一个凸起；并且，端头活动地安装在芯轴上。
冷却部分可通过与环境空气和/或强制通风空气接触，冷却端头。
实际上，当预型件相对于光源进行加热时，光辐射加热端头，因此，其必须冷却。
因此，当预型件卸载时，在通过端头加载新的预型件之前，抓取装置在其中转动的空气相当冷，可通过沿端头的冷却部分的循环，冷却端头。
另外，端头在芯轴上的活动性，可确保预型件的挠性抓取，在抓取装置加载之前，对保持预型件的转子不会施加太大的作用力。
另外，这种活动性可使端头与散热器接触，还可通过端头与散热器之间的传导进行冷却。
冷却部分的存在可使端头在加热周期开始时处于低使用温度，尽管加热炉处于温升阶段。在该温升阶段期间，受到保护的端头可与加热炉中的温度进行对流提高温度。换句话说，生产中，具有冷却部分的端头可比端头上没有冷却部分，保持在低的工作温度。
优选地，冷却部分具有至少两个彼此轴向分开的凸起。
这尤其可增大端头与环境空气之间的热交换，提供端头的良好冷却。
有利地，凸起由围绕芯轴径向延伸的环形翼片形成。
因此，一个翼片具有三个端面，其用于与环境空气接触，增大热交换，从而冷却端头。
优选地，冷却部分的凸起中至少一个凸起的整体尺寸大于进入部分的整体尺寸。
因此，整体尺寸大于进入部分的整体尺寸的凸起，可形成进入部分插入在预型件颈部中的一个止动件。
根据一种优选实施方式，端头的进入部分和冷却部分形成整体件。
这使端头易于安装在轴上和从轴拆下，而且还便于由冷却部分冷却进入部分。
优选地，端头具有至少两个角扇形部分，对于每个角扇形部分，端头的进入部分和冷却部分彼此一体制成。
这尤其可获得一个模制端头，或者至少获得端头的模制扇形部分，因此，易于制造，且成本不高。
另外，这可限制端头的部件数量，因此，既便于安装，又便于维护。
根据另一种有利的实施方式，端头的进入部分和冷却部分彼此一体制成。
因此，可获得一个连为一体的模制端头。因此，既便于端头和抓取装置的制造，还便于其使用。另外，这便于从进入部分向反射部分传热。
有利地，摩擦接触装置集成于进入部分，呈至少一个径向凸出部的形状。
这还限制端头的部件数量，便于制造，成本不高，且易于使用。
优选地，芯轴在其第一端部具有实心反射表面，实心反射表面用于形成加热单元的光源光辐射的反射装置。
因此，该实心反射表面可避免光源的光辐射加热抓取装置的端头，从而避免抓取装置尤其是端头的过分冷却。
根据另一种实施方式，芯轴在其第一端部具有凸肩，凸肩用于形成端头在芯轴上平移的止动件。
因此，端头在芯轴上的游间限制在凸肩与散热器之间，以致可进行预型件的平稳抓取，同时在端头止动在散热器上时确保其最佳冷却。
有利地，芯轴的凸肩具有环形槽，环形槽内接纳由端头的进入部分承载的环形凸缘。
环形凸缘与环形槽的配合可使端头对中心在芯轴上，对端头在芯轴上的平移移动进行导向。
本发明还涉及预型件加热单元，其具有至少一个前述的预型件抓取装置。
附图说明
根据下面参照附图对作为说明性非限制性例子给出的本发明的一种优选实施方式的说明，本发明的其他特征和优越性将显而易见，附图如下：
[图1]是现有技术的预型件抓取装置的横剖示意图；
[图2]是本发明的预型件抓取装置的透视图；
[图3]是本发明的预型件抓取装置的横剖视图；
[图4]是本发明的预型件抓取装置的端头的第一种实施方式的仰视透视图；
[图5]是本发明的预型件抓取装置的端头的第二种实施方式的仰视透视图。
具体实施方式
如图1所示，现有技术的预型件2抓取装置100具有芯轴101、安装于芯轴101的第一端部的支承件102、通过摩擦与和支承件102连成一体的预型件2接触的摩擦接触装置103、以及连接于芯轴101的散热器104。
特别是，摩擦接触装置103由安装在芯轴101与支承件102之间的环形成。
环具有多个角扇形部分。
每个角扇形部分安装在芯轴101与端头102之间，以便径向压缩环形密封圈105，环形密封圈允许向外径向隔开环的扇形部分，以强制环与预型件2的颈部内部摩擦接触。
运行中，抓取装置100强制安装在预型件2的颈部中。
更准确地说，支承件102插入在预型件2的颈部中，以致摩擦接触装置103被径向推向芯轴101，环形密封圈105通过反作用将环的扇形部分推动到预型件2的颈部上，进行摩擦保持。
因此，在抓取和松开预型件2时，这种运行使抓取装置100对预型件2产生很大的作用力。
另外，在预型件2加热时，支承件102温度上升且只能通过与抓取装置100的散热器104的接触进行冷却。
因此，随着运行周期展开，支承件102升温，这影响到其良好冷却，并可能对预型件2产生损坏，特别是使预型件2的颈部变形，这会妨碍在成形容器上盖上盖子。另外，不良冷却会对容器制造机械造成损坏，例如，这关系到预型件在加热出口的不良卸载。
图2至5示出本发明的预型件2抓取装置1。
如图2和3所示，本发明的预型件2抓取装置1具有：
-芯轴3，限定预型件2的旋转轴线X；
-端头4，安装于芯轴3的第一端部并具有进入预型件2的颈部中的进入部分41；
-摩擦接触装置5，通过摩擦与预型件2接触，摩擦接触装置与端头4连成一体；
-散热器6，与芯轴3连成一体，散热器用于与端头4接触。
本发明的预型件抓取装置1与现有技术的抓取装置的不同之处在于，端头4还具有轴向延长进入部分41的冷却部分42。
更准确地说，如图2、3、4和5所示，冷却部分42具有与环境空气进行接触热交换的至少一个凸起7。
根据本实施方式，冷却部分具有至少两个彼此轴向分开的凸起7。
凸起7由围绕芯轴3径向延伸的环形的、或者大致呈环形的、或者呈圆弧形的翼片形成。
如图3所示，冷却部分42的凸起7中至少一个凸起的整体尺寸大于进入部分41的整体尺寸。
更准确地说，端头4的进入部分41的第一直径D1小于冷却部分42的凸起7中至少一个凸起的直径D2。
这允许首先能确保端头4的冷却，其次形成进入部分41插入在预型件2的颈部中的止动件。
如图2、3、4和5所示，端头4具有彼此轴向分开的两个凸起7，每个凸起7具有与其他凸起相同的直径D2。
因此，两个凸起7的整体尺寸大于进入部分41的整体尺寸，这可增大端头4的与空气接触的冷却表面。
如图3所示，端头4通过一对环形密封圈8安装在芯轴3上。这里，环形密封圈8是可弹性变形件。
特别是，芯轴3在其第一端部处具有彼此轴向间隔开的两个环形凹槽9，环形凹槽内部部分地接纳环形密封圈8。
更准确地说，环形密封圈8部分地接纳在各个环形凹槽9中。
如后所述，这便于使预型件2通过摩擦保持在端头4上，还便于端头4定位和保持固定在芯轴3上。
另外，如图3所示，在芯轴的第一端部，芯轴3具有凸肩10，凸肩用于形成端头4在芯轴3上平移的止动件。
特别是，芯轴3的凸肩10具有环形槽11，环形槽内接纳端头4的进入部分41的环形凸缘12。
环形凸缘12与环形槽11之间的配合，除了补充环形密封圈8的作用之外，还使端头4保持对中在芯轴3上，尤其是在转动时，而且还引导端头4在芯轴3上的平移。
如图2、3、4和5所示，摩擦接触装置5集成于端头4的进入部分41并呈至少一个径向凸出部的形状。
特别是，摩擦接触装置5呈彼此轴向间隔开的两个径向凸出部的形状，两者形成一个波状组件。
如图3剖视图所示，摩擦接触装置5的每个径向凸出部具有相同的直径。
但是，径向凸出部之一的直径可小于其他凸出部。优选地，最远离散热器6的径向凸出部的直径小于最靠近散热器6的径向凸出部。
如图2和3所示，芯轴3在其第一端部具有实心反射表面13，用于形成加热单元14的光源光辐射的反射装置。
因此，实心反射表面13可避免加热单元14的光辐射源的光辐射加热芯轴3和端头4。
因此，借助于该实心反射表面13的存在，端头4不需要高度冷却。
因此，运行中，尽管在加热单元14之外的出现时间缩短，尤其是由于提高生产进度，但是冷却部分42的呈翼片形的凸起7的简单存在可使端头4与环境空气接触，适当进行冷却，以避免预型件2的任何损坏。
呈翼片形的凸起7允许在端头加热时借助于强制空气尤其是通风空气冷却端头4。
优选地，端头4的冷却部分42和进入部分41形成一个整体件。
换句话说，端头4的进入部分41和冷却部分42可彼此独立地制成，但是要进行最终装配，以便用于抓取装置1上。
特别是，本发明的抓取装置1的端头4用不锈钢或特制铝制成，尤其是出于与容纳食品的容器接触的原因。
因此，端头4的进入部分41与冷却部分42的装配例如通过焊接予以确保。
根据一种有利的实施方式，端头4的进入部分41和冷却部分42彼此一体制成。
换句话说，端头4的进入部分41和冷却部分42例如通过模制而成，或者通过机加工而成。
根据第一种实施方式，如图4所示，端头4具有至少两个角扇形部分4a、4b。
更准确地说，端头4具有第一角扇形部分4a、第二角扇形部分4b和第三角扇形部分4c，它们各在大约120度上延伸。
角扇形部分4a、4b、4c一方面通过环形槽11与环形凸缘12之间的配合，另一方面通过插入在散热器6上的凸肩61中，保持在芯轴3上。
散热器6固定在芯轴3上，可使端头4在芯轴3的凸肩10与散热器6之间移动。
根据图5所示的第二种实施方式，端头4仅由单一角扇形部分形成，其具有缝隙4d，尤其是在加载和卸载时，即在抓取和松开预型件2时，允许端头4弹性变形。
单一的角扇形部分，一方面通过环形槽11与环形凸缘12之间的配合，另一方面通过其插入在散热器6上的凸肩61中，保持在芯轴3上。
所述抓取装置1，尤其是冷却部分42的存在，可确保端头4在两个预型件2加热之间进行适当冷却，这有利于保持预型件颈部的完整性。
实际上，端头4的冷却部分42上存在凸起7，便于端头4与环境空气之间进行热交换，从而冷却端头4。