CN101959667A - 分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用来从由塑料、特别是聚丙烯制成的框架联体(10)上分离出各单个的容器制品(12)的分离装置，该分离装置包含至少一个冲压装置(36)，所述冲压装置至少部分地将相关容器制品(12)与框架边脚(14)分离。冲压装置(36)借助于可由驱动单元、特别是电动机(48)形式的驱动单元驱动的滚珠丝杠传动机构(46)能够沿着冲压轴线(44)从初始位置运动到冲压位置并且能够反向运动，从而能够以通过利用电动机可驱动的丝杠引起的高速度实现分离。

Description

分离装置
技术领域
本发明涉及一种分离装置，用来从一个用塑料特别是用聚丙烯制成的框架联体上分离出各单个的容器制品，该装置配有至少一个冲压装置，该冲压装置至少部分地将相关容器制品与框架边脚分离。
背景技术
在现有技术(DE 199 26 329 A1)中已知有用于制造塑料容器制品的方法和装置，这些容器制品被送往一种分离装置，该分离装置在使用一个切割装置或冲压装置的情况下，将相关的各单个容器制品从一框架联体上分离下来。
为了制造相关的容器制品，首先将一个塑化的塑料软管挤出到一个成型设备中，该软管的一端通过焊接加以封口，并通过产生一个作用于该软管的气体压力梯度而将该软管加以扩径，并为了形成容器而被贴靠到成型设备的成形壁上，该成型设备由两个彼此相对置的模具组成。然后，经过一个相应的充填芯棒，塑料容器无菌地在成型设备内被充填，随后在取去充填芯棒之后密闭地在形成一个预定的头部几何构形的情况下加以封口，其中，为了形成日后用于存储流体的合适的塑料容器，两个容器成型颚可以利用液压驱动机构为获得一个关闭位置而彼此对向地移动，而且又可以彼此反向地分开而进入到一个打开位置。在此，为了达到很高的容器制品的脱模率，在专利文件DE 103 23 335 A1中介绍了一种多工位装置，而且通过将不同的成型步骤分配到不同的、布置在一个假定的圆弧上的各工位上，创造出一种转盘装置，该装置可以为具有容器制品形式的被脱模的塑料产品实现很高的节拍频率。
由于被灌注到相应的容器制品中的灌注物对于环境介质往往是很敏感的，特别例如涉及到一种高度敏感的药物的时候，在现有技术下应注意到的是：容器软管的灌注口至少从其所属容器的成形直到灌注都应在一个无菌室的条件下以一个消毒的保护体加以覆盖，其中，按下述做法就能获得非常良好的效果：如在DE 10 2004 004 755 A1中所指出的，利用所述的保护体在使用一个介质输送装置的条件下，将一种无菌介意送往容器灌注口，借以进一步改善无菌性。为了提高无菌性可采取的另一个措施是：简单地规定较高的处理温度，例如在为容器制品所用的软管制造时或者在注入灌注物时规定较高的温度，其中，提高的处理温度是有其限度的，如常用的塑料如聚乙烯是对温度敏感的，这种塑料通常在原先制造设备中就可被很好处理，所以总是优先被采用的。
通常，除了空气氧气之外，也还有其它气体日后在无菌制造的容器制品的储存和销售中，通过薄的聚乙烯容器壁而渗入到容器内部，从而损坏敏感的容器内盛物，甚至使之变成无用之物。
为了消除上面最后提及的缺点，在现有技术中已提出了相应的容器制品所用的制造方法(DE 103 47 907 A1和DE 103 47 908 A1)，这些方法涉及到所谓的共挤出制造法，按此法，容器制品是由多个塑料层构成的，其中，通常是其中至少有一个层是用作为阻挡层。其中，可以有五层以上，例如由聚乙烯和低密度聚乙烯及共聚物(乙烯-乙烯醇-共聚物)形成的层，以形成多层的容器壁，这种多层的容器壁就形成一个有效的阻挡层；当然，上述的方法转入实际应用是要增大成本的，从而使相应的容器制品相应地提高价格。
就各个容器制品都是从相应的制造机加以灌注而言，它们是属于安瓿联体类型，其中若干个并列的安瓿或容器按一种联体框架联体形成而彼此具有一个共同的壁部。为了将这些容器或安瓿从联体或框架联体中解脱出来，就将之沿着边区切割下来或冲裁下来，不过仍有一定量的框架边脚，这种边脚但可以利用最新技术加以回收再用。DE-PS 38 31 957公开了一种制造方法，用于以塑料制造空的容器制品，这些容器制品首先是作为安瓿联体或框架联体而存在的，其中，在框架联体边脚的边缘区仍有一个空心体形成，这可以提高框架上的稳定性，此外还有助于利用所用的分离装置从框架边脚上分离出容器制品变得更容易。
发明内容
从现有技术出发，本发明的任务是提供一种分离装置，利用该装置可以高速度地从框架联体上实现容器制品的分离(不管这些容器是用何种塑料制成)，该分离装置除了高度的工作安全性之外，其制造成本也是相对低的。本发明的上述任务是由具有专利权利要求1中总体上所述特征的一种分离装置加以解决的。
由于按权利要求1的特征部分所述，冲压装置借助于可由驱动单元、特别是电动机形式的驱动单元驱动的滚珠丝杠传动机构能够沿着冲压轴线从初始位置运动到冲压位置并且能够反向运动，从而能够以通过利用电动机可驱动的丝杠引起的高速度实现分离，而且在确定分离线时可以省去用以将强制力施加到冲头上的附加机械部件。由于采用了滚珠丝杠传动机构，便可相应地减小能源用量，从而有利于分离装置的成本合算的运行。
已特别证实的是，利用本发明提出的分离装置，可以采用聚丙烯作为容器制品用的壁部材料；这是一种相对于一种聚乙烯材料而言的脆性塑料，这种塑料难以用常规的用于容器分离的冲压装置和切割装置进行加工。就采用常规的分离装置来看，鉴于很高的聚丙烯加工处理温度，必须等待几分钟时间，才能实现冲压过程或切割过程。这一点就必然导致下述结果：为了被分离的容器制品需要很长的等候段和/或附加的冷却装置，才能无废品地进行分离。由于采用了可以经过滚珠丝杠传动机构加以控制的冲压装置，所以不需要等待时间或冷却辅助装置便可实现精整的分离，即，利用丝杆传动机构沿着预定的冲压线可以简单地以高速度将相关容器制品从尚是很热的框架联体上打落。对于这种分离装置范畴内的普通技术人员来说，令人意想不到的是，利用该冲压装置的相当钝的切割刃(该切割刀不须另做后加工(磨锐)或者还须等待)就能达到如此精准的分离冲压线，而这一点利用现有技术的装置迄今都是做不到的。
采用聚丙烯材料以代替聚乙烯或一种由LDPE/MDPE(低密度聚乙烯/中密度聚乙烯)组成的共挤出的多层复合材料，其优点在于：在较高温度(121℃)条件下，聚丙烯材料可以加以热压处理，其中，聚丙烯材料只从一个挤出头获得，这比起所述的多层系统来有利得多。因为最终被制造的多层系统中的那个单层需要在制造机上有一个本身的挤出头，这一点从控制方面来说也会相应地提高生产费用。
由于本发明提出的分离装置采用了可利用滚珠丝杠传动机构驱动的冲压装置，所涉及的用途就不受局限了；而是在这里具有许多用途，而且本发明提出的分离装置在需要时也可以用于分离由其它塑料如聚乙烯或塑料多层系统构成的容器制品。
按本发明提出的分离装置的一个优选的实施形式，利用一种缓冲系统，避免了冲压过程中滚珠丝杠传动机构的超负荷。缓冲系统最好具有至少一个蓄能器(压缩弹簧)，该蓄能器至少在冲压过程中可使冲压装置与滚珠丝杠传动机构去耦。因此，冲压过程可以特别受保护地被引导，从而可使滚珠丝杠传动机构卸载，这可提高其使用寿命。
本发明提出的分离装置是按一种立柱式结构设计的，配有各个彼此有一定间距的导板和调节板，其中，立柱式结构除了具有所谓的调节柱之外，还具有导引柱，它们与可配属的导板一起形成一个很牢固的立柱式结构体。
本发明提出的分离装置的其它有利的实施形式均见各从属专利权利要求中所述。
附图说明
下面将参照一个实施例，根据附图，对本发明提出的分离装置作详细说明。其中，附图原则性地而不按尺寸比例地表示：
图1  所述及的框架联体的一个端侧平面图，由一个固有安瓿联体和一个框架边脚组成；
图2  一个已从框架边脚上大体脱离的安瓿联体，其中，各个容器制品利用壁间搭接部可松脱地彼此相连成销售单元；
图3  局部地按正视图观察，局部地按纵剖图观察，作为整体的分离装置的视图；
图4和5  一个相当于图3的分离装置的视图，未示出冲压装置和凹模；及图3和4所示分离装置的俯视图；
图6和7  沿图4中箭头X所示分离装置侧视图；及沿图6中A-A的一个断面图；
图8  图3所示冲击模具的俯视图，配有输运装置以用输运从框架联体上被分离下来的容器制品。
具体实施方式
在附图的一部分上，整个装置的一些构件被略去了，以便对本发明提出的解决方案获得更清楚的概念。
图1中示出的和作为整体以10表示的框架联体是由一种塑料形成的，在现在的情况下则是由一种聚丙烯材料形成的。框架联体10基本上是由实际的容器制品12及所谓的框架边脚14组合而成，该框架边脚是要与实际的容器制品12加以分离的。当容器制品12从框架边脚14上分离下来时，就会获得一个从框架边脚14上脱离的安瓿联体，如图2所示，其中，各个容器或各个安瓿12经过保留下来的框架边脚14的壁间搭接部16而彼此可松脱地相连，其中，壁间搭接部16可使得相关的容器制品12按照一种“拧断运动”从其余的保持于联体中的容器12分离出来。
相应的容器制品12在现有技术中是众所周知的，这里所述的安瓿联体解脱方式例如在专利文件DE 38 31 957 C1中做了介绍。在图1和2中所示的基本形状只代表一个实施例，特别是容器几何构形可根据用户方面的情况在广泛的范围内做出预设。为了放出相应的容器中的盛装物-通常是原先注入的流体形式，可使用一个拧开封套18，该拧开封套经过一个柄部20也可以按照一种“拧开-运动”形式从其余的容器制品12上经由一个相应的规定的撕裂点分离下来，其结果是：经过打开的容器口可将流体取出。其它容器解开方式如滴管盖等，也是可以实现的。
如图1所示，在框架联体10的下边上，有一种袋形孔22，利用一个输送装置(图中未示出)的啮合到框架边脚14的下边缘上的袋形孔22中的销子，便可将由容器制品12和框架边脚14组成的框架联体10从一个未详示的制造机的模具中取出，其中，由于框架边脚的高度稳定性(由于其闭合的边脚边缘区的形式)之故，当框架联体10的塑料尚未完全冷却时，所述取出也可以可靠和毫无困难地实现。上述构造是通常的，例如在EP 0 359 971 A2中做了介绍，所以在这里就不再详述的。
此外，还有一种可能性，就是将袋形孔22或其它的某种用于输送装置的啮合方式按图1在垂直方向上作为框架边脚的一部分而布置在框架边脚的侧面上，假定不要图1中所示水平延伸的输运方向，而希望有一个为此沿垂直方向即沿容器纵轴线方向延伸的输运方向的话。怎样将框架联体相应地安置到作为切割装置或冲压装置的分离装置上，以及再从该装置中取下，例如在DE 3832 566 C2中做了介绍，其中，一个活动的输运钩啮合到框架联体10的框架边脚上的输运凹穴中。
为了实现分离过程或冲压过程，如图8所示，就一个未详示的制造机来看，相应的框架联体10是从右向左进入到凹模24中的，其中，图8中所示的凹模24可提供一个容纳可能性，即容纳三个彼此并列的各自带有五个悬在一起的容器制品12的框架联体布置10。相应的容器制品12从制造机出来，经过框架边脚14而彼此相连，其中，在完成冲压过程或分离过程之后，一个如图2中所示的容器联体在图8中是必须从左侧离开凹模24，以便随即进入一个相应的包装单元中而为下一步输运加以包装。相应的具有容器制品12的框架联体10经过输运装置26送入凹模24中或者从凹模24中输出，都是现有技术，所以在这里就不为此赘述了。
图3沿图8的箭头Y所示方向表示凹模24的后视图，该凹模又配有三个各自携带五个容器制品12的框架联体单元10。如图3所示后面的视图进一步表示的，由实心金属块构成的凹模24是安置在支柱28上，这些支柱在一个用于凹模24的凹模框架30和一个下基板32之间延伸，该下基板被一个滑道34穿过，该滑道用来运走从分离装置出来的塑料边脚。四个支柱28最好在其长度上是可调的，以便能够按照预定的生产准则来实现凹模24的定位。下基板32是设计呈矩形的，它允许整个分离装置实现模块式结构，从而获得一种易于装配的结构单元，这种结构单元可整合到现有的制造机的运行中。
图3中所示的分离装置具有一个其整体以36表示的冲压装置，该冲压装置可与凹模24相类似，是由一个实心的金属框体构成，可以构成为多部分的。为了提高冲压压力或切割压力，可使用一个块状砝码38，在该砝码的底侧上邻接着各个上凹模40，这些上凹模在其底侧上则具有冲压刀42，这些冲压刀可以将框架边脚14与容器制品12加以分离，借以从图1所示的半成品达到图2所示的成品容器联体。其中，板条状的冲压刀42进入到被容纳在凹模24中的容器制品12之间的间距中，对每一个框架联体10都是如此执行。上述这种布置仅是举个例而已，也可以是一个框架联体10的一个或两个单元利用该分离装置进行加工处理，或者是具有不同数量容器制品12的框架联体布置上的更大的单元亦可利用该分离装置进行加工处理。相应的布置总是根据机器操作者及其要求来决定。
为了沿着一条冲压轴线44来移动块状结构的冲压装置36，使用一个作为整体以46表示的滚珠丝杠传动机构，该滚珠丝杠传动机构可以由一电动机48来操纵。作为电动机48可特别使用一种常规的伺服电机，就相应的转换方向而言，它具有短的转换时间。滚珠丝杠传动机构46具有一个棒状的钢球丝杠50，该钢球丝杠在一个螺纹套52中被导引，它可以根据图3所示方向从图中所示的升高位置沿着冲压轴线44向下移动到冲压位置或分离位置。为此，电动机48经过一个在图中未示出的从动小齿轮例如利用一个在图中未详示出的齿带传动机构以驱动螺纹套52，该螺纹套在此是可以旋转地在一旋转支座54中被导引的。上述齿带传动机构在一上基板56内可旋转地被引导，该上基板将分离装置作为结构单元在一定程度上朝上地加以封闭。电动机48、旋转支座54连同螺纹套52和钢球丝杆50的一部分以一个可以预定的超出高度按图3所示地超越上基板56。
为了加固整个系统，在下基板32和上基板56之间延伸着四个调节支柱58，这些调节支柱是针对冲击轴线44成对地沿径向彼此对置地加以布置的(参看图7)。这四个调节支柱58作为一个整体以60表示的调节装置的一部分穿过一个设计呈正方形的调节板62，其中，该调节板配有四个调节套64，这些调节套夹住相应的调节支柱58。作为调节装置60的另一部分，在上基板56的上侧上安置了两个工作缸66(参看图6)，这两个工作缸是按照一种液压缸或气动缸设计的，并且借助于调节杆68(这些调节杆以其下端固定在调节板62上)可沿着调节支柱58实现其高度调节。为了更简明绘示起见，在图3中未示出相应的工作缸66及其调节杆68。也为了简明起见，在图4和图6中略去了冲压装置36。利用所述的调节装置60，便可根据使用条件，在现场调节冲压装置36所用的冲压平面，其中，按图4所示，可以向下通过一个止挡体70加以限制调节平面。
此外，配有一个在图3中所示的作为整体以72表示的缓冲系统，其作用在于帮助避免滚珠丝杠传动机构46在运行中、特别在冲压过程中出现超负荷。为此，缓冲系统72具有一个以两个压缩弹簧74形式构成的蓄能器，这两个压缩弹簧在一定程度上使冲压装置36与滚珠丝杠传动机构46去耦。为此，两个压缩弹簧74以它们的根据图3所示的上端支撑在一个止挡板76上，该止挡板与钢球丝杠50的下端经过一个固定螺母78而牢固地相连。相应的压缩弹簧74的下端支撑在一个导板80上，冲压装置36经过支杆82牢固相连地连接在该导板的底侧上。代替所述的压缩弹簧74，也可使用另一种方案作为蓄能器，例如采用盘形弹簧或类似形式。
但若按图3所示的实施形式，相应的压缩弹簧74包含一个导向螺栓84，该导向螺栓在此对止挡板76形成一个导件，使之在一定程度上在两个终端位置之间可利用钢球丝杠50而往返移动。下部的可能的终端位置是经过下部的缓冲套86形成的，这些缓冲套可用一种合成橡胶材料制成，并且除了导向螺栓84之外还包含相应的压缩弹簧74。此外在向上的止挡状态下止挡板76的上侧具有环形的缓冲体88，这些缓冲体都支撑在角形的限制条90上，而此时的钢球丝杠50则处于其在图3中所据的非操纵位置中。
当电动机48进入运转且要进行一次冲压过程时，钢球丝杠50便沿着冲压轴线44如图3所示地朝下移动，而止挡板76克服两个压缩弹簧74的作用如此长时间地被带动，直到它与缓冲套86的上侧贴靠，在进一步向下移动时则利用冲压装置36对相关的框架联体10实施冲压过程。若按相反的顺序向上移动钢球丝杠50，则止挡板76如此长时间地被带动向上移，直至如图3所示，该止挡板与两个限制条90的角形凹槽相扣合，其中，相应的冲击运动便通过缓冲体88得到减缓。
导板80则是经过相应的导套92沿着由四个导柱94被导引的。特别如图7所示，所述导柱94是相对于冲压轴线44沿径向彼此对置地加以布置的，并位于具有四个调节支柱58的外圆周平面内部。为了能够保证各个部分不受干扰的活动性，块状的冲压装置36作为整体在此穿过调节板62中的一个相应的矩形凹穴。四个导柱94在上基板56的上侧上的支座96中被导引，此外这些导柱在其下面的相对置的端上(参看图4)被容纳在调节板62的底侧上的导引支座98中，这些导引支座沿平行于冲压轴线44的轴向方向为导柱94而移动，但是与之横向地可沿径向实现一个确定的位置；这样，就可实现调节板62相对于导板80的相对调节。
此外，冲压装置36至少部分地被一个整体上以100表示的压紧装置所包围，该压紧装置构成为板状的压紧框的形式并且可由两个工作缸102(见图3)升降。在下降后的位置上，压紧装置100用来将框架边脚14朝向凹模框架30向下压，借以保证相应的框架联体10整齐地贴靠在所属的凹模24的凹穴中。所需的工作缸102优选是被液压驱动、气动驱动或伺服电力驱动的，并以其外壳部分固定地与调节板62相连，从而使压紧装置100可相对于调节板62移动。但相应地为了能够保证止挡板76的不受干扰的运转，也就是说，该止挡板可以平行于冲压轴线44上下移动，如图7所特别示出的，止挡板76配有两个U形凹穴，这两个凹穴分别被相应的工作缸102的外壳部分所穿过。
此外，本发明提出的分离装置具有一个其整体以104表示的抛料装置(图7)，该抛料装置将可能留在冲压装置36中的框架联体10的塑料边脚经过一个滑道34加以抛除。为此，抛料装置104具有两个优选是可液压、气动或电动地操纵的工作缸106，这两个工作缸操作着两个抛料销子108，这两个抛料销子如此程度地按图6所示在调节板62的下方突出，而工作缸106则被安置在调节板62的上方。
为了更好理解起见，下面将介绍一次冲压过程的顺序。经过一个可预定的冲程进给(Taktvorschub)，将具有三个框架联体单元10的安瓿带送入到冲压机形式的分离装置中。当相应的框架联体10到达凹模24上方时，通过在冲程进给范围内的垂直下降，使块式的冲击装置36进入冲压位置。然后，被气动操作的压紧装置100从上压在安瓿联体上并且将之夹紧在压紧装置100和凹模24之间。随后触发实际的冲压行程，其中处于接通状态的电动机48操纵滚珠丝杠传动机构46。经过所描述的缓冲系统72便可避免在冲压过程中有太大的冲击被传递到丝杠(例如钢球丝杆的形式的丝杠)上。当冲压行程结束时，气动操纵的抛料销子108将可能悬留在冲压装置36的冲压头中的安瓿12推到一个垫板(滑道34)上。紧接着在安瓿12的冲压位置之后，在安瓿冲压之后不久，框架边脚14形式的边脚带都通过气动的冲击加以粉碎(未示出)。
在冲压过程都完成之后，抛料销子108、冲压装置36形式的冲压冲头连同冲压刀以及压紧装置100和用于冲程进给的垫板，便再次向上行驶，下一次冲程便可开始。为了在安装和维护时有更好的接近方便性，可以实施一个所谓的维护行程，其中，将上部结构及因而调节板62向上驶开。具有可控制的丝杠的滚珠丝杠传动机构46允许很迅速实现进给过程和经由冲压装置36引入很高的冲压力，这一点利用常规装置迄今都是未能达到的。为了使冲压装置36不致于与下凹模24相碰撞，可以配置止挡、监控传感器和/或为电动机48配置一个监视电子装置。

Claims (10)

1.一种用来从由塑料、特别是聚丙烯制成的框架联体(10)上分离出各单个的容器制品(12)的分离装置，该分离装置包含至少一个冲压装置(36)，所述冲压装置至少部分地将相应的容器制品(12)与框架边脚(14)分离，其特征在于：冲压装置(36)借助于可由驱动单元、特别是电动机(48)形式的驱动单元驱动的滚珠丝杠传动机构(46)能够沿着冲压轴线(44)从初始位置运动到冲压位置并且能够反向运动。
2.按权利要求1所述的分离装置，其特征在于：利用缓冲系统(72)避免在冲压过程中滚珠丝杠传动机构(46)的过负荷。
3.按权利要求2所述的分离装置，其特征在于：缓冲系统(72)具有至少一个蓄能器、优选压缩弹簧(74)形式的蓄能器，该蓄能器使冲压装置(36)与滚珠丝杠传动机构(46)去耦。
4.按权利要求3所述的分离装置，其特征在于：缓冲系统(72)的蓄能器在一个与滚珠丝杠传动机构(46)的钢球丝杠(50)相连的止挡板(76)和一个带有冲压装置(36)的导板(80)之间延伸。
5.按权利要求4所述的分离装置，其特征在于：在冲压装置(36)的一个升起的位置上时止挡板(76)碰撞到导板(80)的止挡(90)上，并且导板(80)沿着至少一个导引支柱(94)被引导。
6.按权利要求1至5中任一项所述的分离装置，其特征在于：调节装置(60)用于调节冲压装置(36)的冲压平面，该调节装置具有调节板(62)，该调节板能够利用至少一个调节支柱(58)进行高度调节。
7.按权利要求6所述的分离装置，其特征在于：导板(80)的相应的导引支柱(94)穿过调节板(62)并且至少部分地固定在调节板上，并且相应的调节支柱(58)与相应的导引支柱(94)相比离冲压轴线(44)较远。
8.按权利要求6或7所述的分离装置，其特征在于：冲压装置(36)至少部分地被压紧装置(100)所包围，该压紧装置借助于至少一个工作缸(102)能够进行升降，所述工作缸则与调节板(62)相连。
9.按权利要求8所述的分离装置，其特征在于：压紧装置(100)将具有容器制品(12)的框架联体(10)为了冲压过程而压向凹模(24)，该凹模具有用于至少部分地容纳容器制品(12)的凹穴。
10.按权利要求6至9中任一项所述的分离装置，其特征在于：在调节板(62)上安装抛料装置(104)，该抛料装置将可能留在冲压装置(36)中的框架联体(10)的容器制品(12)抛出。
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