JP2006514889A - 圧縮成形によってキャップを成形する装置 - Google Patents

Abstract

圧縮成形によってキャップを形成する装置が：中心軸（２）の周囲で回転し、互いに中心軸から等距離に取り付けられた複数の圧縮成形ユニット（３）を周縁に具備した第一コンベアー（１）と；第一コンベアーの中心軸と平行な中心軸の周囲で回転し、且つ第一コンベアーのダイキャビティ（３２０）に成形される物質の装填材料を供給する手段（４２）と、第一コンベアーのパンチから取り除かれた成形キャップを集める手段とを、周縁に具備した第二コンベアー（４）と；第二コンベアーによって取り除かれたキャップを案内して運ぶ手段を、周縁に具備し得る第三コンベアー（５）と；成形される物質を供給する各手段と他の第三コンベアー（５）との両方に関連する、少なくとも一つの別の第二コンベアー（４）と；を備え、第一コンベアー（１）の外側に等間隔の角度で分配された少なくとも二つのコンベアー８４）を有するシステムを形成し、各成形型がコンベアーの各回転毎に少なくとも二つのフォーミングサイクルを行い、二つのサイクルが少なくとも部分的に重なる第一コンベアーの進行弧に沿って、行われる。

Description

本発明は圧縮成形によって物品、特に閉鎖キャップを形成する装置に関するものである。

確かに本記載は特にキャップに関連するものだが、キャップとは異なる物品にも同様に関連し得る。

その様な装置は、例えば同一出願人名のよる米国特許明細書第5,807,592号により知られている。

前記装置は、中心垂直軸の周囲を回転する支持要素を具備した圧縮成形用の回転コンベアー（carousel）を備えている。

複数の圧縮成形ユニットが、互いに前記コンベアーの軸から等間隔で支持要素に取り付けられる。

前記ユニットの各々が、固定上部パンチと下部成形型を備え、下部成形型がキャビティを備え、且つ固定上部パンチと組み合わさったり、離れたりするように垂直方向に動くことができる。

また下部成形型と上部パンチの両方または上部パンチのみが可動である装置も知られているが、下記に示すようには変形していない。

各成形ユニットを進行させるために前記支持要素を回転させる手段を備え、各成形ユニットが材料を成形するための充填ユニット、成形領域、冷却領域、成形したキャップを排出する領域を備えている。

成形される材料用の充填領域と、キャップ排出領域を完全に重ね合わせることができ、二つの動作がほぼ同時にできるようになっている。

支持要素の回転中に、前記上部パンチと下部成形型を接近させ且つ互いに引き離す手段が備えられる。

充填及び排出動作が、充填排出コンベアーとして知られている少なくとも一つの第二コンベアーを利用して行われ、その作動手段が支持要素上における成形型の軌道に対して正接する軌道をたどり、前記動作が軌道の実際のポイントで行われる。

前記動作で、成形するため物質装填材料（material charge）の充填は更に細心の注意を必要とし、それをもし成形キャビティの中に充填される材料の特性の制御を維持しようとするなら、一定の制限時間内で行わなければなない。

一つの装填材料を成形型の中に充填し、次の装填材料を同じ成形型の中に充填する間に費やす時間は、工場設備の要求による一つのキャップフォーミングサイクルの継続時間を画定する。

継続時間は、停止時間として知られている時間も含み、その間にキャップが形成されると、安全のために成形型は不作動状態を維持する必要があり、そのためコンベアーを停止させるりことで困難が生じる。

停止時間が、停止弧（stoppage arc）として知られているコンベアーの回転弧（arc of rotation）に対応し、それは通常不作動状態の成形型の数によって画定される。

慣性の問題に属する停止弧が、コンベアーの回転速度の二乗に比例している。

従って、コンベアーの直径に依存する成形型の数と、上記のように停止弧に影響するコンベアーの速度との間に歩み寄る状況（compromise situation）があり、この歩み寄りがコンベアーの特徴を所望の製造率を基に最適化できる。

装填材料の充填動作に必要な時間は、コンベアーの回転速度を明らかに制限し、この欠点は同一出願人の名で前記米国特許明細書US 5,807,592によって少なくとも部分的に取り除かれて、充填排出コンベアーはその軸の周囲で回転するだけでなく、正接ポイントで通常の重なる時間を超える時間、成形型のキャビティの上に充填手段を保持できるように少しシフトさせることも可能である。

前記米国特許明細書US 5,807,592は、成形型を運ぶコンベアーの回転速度に依存した生産性の制限があるだけでなく、各動作で充填排出コンベアーの軸を移すことを必要とするために相当機械的に複雑にしている。

定められた最適な速度を超えるコンベアー速度の増加が、速度の二乗に比例すると見なされ、それが停止弧の増加によって、効果的に防止される。

本発明の目的は、上記の最適な特徴を有するコンベアーに関して、生産率を増し、同時に成形される物質装填材料を充填するために利用可能な時間を増やすことである。

この目的は、請求項に定義された特徴を有する装置によって達成される。

米国特許明細書US 5,807,592によって導かれ、生産率を増すことができる充填と排出の同時性が、装填材料を供給する別の態様を有した発明に関連している。

本発明による装置は、コンベアーの完全な一回転中に少なくとも二つの成形サイクルを各成形型に関して達成し、前記サイクルも部分的に同時に実行できるような、直径と回転速度を有したコンベアーを提供する。

この解決手段は、たとえ二つのサイクルだけがコンベアーの各回転に達せされても、既に明白な利点をもたらす。

各回転に対して一つのサイクルを行う前記の最適な特徴を有したコンベアーに関して、もし二つのサイクルが各回転に関して行われるなら、回転速度をサイクル継続時間に関して半分にする必要がある。

しかし速度を半分にする際に、二つのサイクルの各々が安全のために必要な四回の停止弧を利用できる。

停止弧が不動作状態に維持することが必要な成形型の数によって画定されていると、前記の数が一定の回転速度に関してｘであり、半分にされた回転速度に関して前記の数が2^２ｘになる。

これは単に成形型を充填するために利用する時間を多くできるだけでなく、安全を維持するために必要な値に停止弧を簡単に再設定することによって、機械の生産性を更に増すこともできる。

そしてもし、同じ成形型に置いてキャップを形成する二つのサイクルが、部分的に重なり合うと、装填材料の充填中とキャップの排出中だけ、前記の共同作用効果が更に増す。

好まし実施形態によると、コンベアーの周囲に沿って備えられた装置の各々が次のサイクルの装填材料を充填し、前のサイクルのキャップを排出する。

本発明に合わせて、コンベアーに関連した個々の充填排出手段によって与えられるコンベアーの一回転を少し越えた進行路内で、装填材料の充填を開始し、キャップの排出を終了して、各キャップが完全に形成される。

これによりコンベアーの回転速度、すなわち生産性を単独装置に関連しているであろうコンベアーによって与えられる速度と、コンベアーに関連した充填排出装置の数に等しい前記速度の約数との間で選択できる。

単独の充填排出装置を備えたコンベアーの最大許容速度に関連して、三分の一に減らされた速度が、二つの充填排出装置を備えた同じコンベアーにとって有利である。

これにより製造を40パーセント増やすことができ、装填材料を充填するのに利用可能な時間周期を30パーセント増やす。

本発明の利点と構造的且つ動作的な特徴は、本発明を一例として示された好ましい実施例を図示した添付図面を参照して、確実で詳細な記載から明らかになる。

図面は垂直軸２の周囲を回転し且つ周囲に沿って整列して等距離に配置された一定数の成形ステーション３を支持し、その成形ステーションの各々が、その最も簡略化した形式でフォーミングキャビティ３２０を画定するために配置された下部ダイ３２と上部パンチ３１とを備えている。

コンベアー１に外部で経方向に向かい合った位置に、装填材料を充填し且つキャップを排出するために二つの第二コンベアー４を配置している。

装填材料を充填し同時にキャップを排出する第二コンベアー４の各々に続いて、第二コンベアーによって引き出されたキャップを取り外すため、星形部材５１を備えた第三コンベアー５が配置されている。

コンベアー１とコンベアー４とコンベアー５を同期回転させる手段は、当該業者にとって明らかであるので記載してなく、それは同一出願人の名で前記米国特許明細書US 5,807,592で充分に図示されている。

コンベアー４の各々には、成形のため人工材料の装填材料を供給する手段に関連しており、前記手段が図示の例では、図２に示された装填材料放出ノズル４２０を備えた押し出し成形機４１０から成っている。

特に図２を参照すると、コンベアー１が回転する機械ベッドの一部分６が示されている。

部分６は、頂部で第三コンベアー５を支持する駆動シャフト７と、中間領域に留められたプーリ８を収容している。

シャフト７には、横方向に突出する棚１０を支持する回転可能なブッシュ９が連結されている。棚１０は、ピストンロッド１１だけが見えるシリンダーピストンユニットによって、所望の位置に保持されている。

ブッシュ１２とベアリング１３によって、棚１０が回転シャフト１４を支持しており、その頂部に第二コンベアーが固定されている。

シャフト１４の上端部が、歯状ベルト１６、中間プーリ１７及び歯状ベルト１８によって、シャフト７のプーリ８に回転可能に接続されているプーリ１５を支持している。

コンベアー４が、シャフト１４に留められ且つ装填材料引き出しカップ４２を具備したベースプレート４１を備えており、前記装填材料引き出しカップ４２が円周に沿って等間隔に配置されて、各々が空気圧手段に接続されている。

前記手段が、棚１０内に設けられ且つ環状分配装置４４に垂直導管によって接続された円形チャンネル４３を備えており、そこでカップ４２の穴あきベースに接続された導管４５の端部がシール状態で摺動する。

プレート４１の上に星形部材４７を配置したプレート４７がある。

カップ４２が整列した周縁部が、パンチ３１とそれに関連する下部ダイ３２が整列した周縁部に対して正接することは明らかである。

コンベアー４に対して外部ポイントに、押し出し成形機４１０によって供給されるノズル４１１があって、それによって成形される物質装填材料（material charges）を放出する。

前記ノズル４１１が図２で見られ、カップ４２が整列する周縁部と垂直に整列し、棚１０の外部にある。

装置は以下のように動作する。

簡略化のため、二つの充填排出ステーションの間の一つのフォーミングサイクルに関してのみと、コンベアー１の一回転の半分に関して記載する。

押し出し成形機４１０が、一組の物質装填材料をコンベアー４に供給し、材料装填は一つずつノズル４１１から出て、ノズルの上をカップ４２通過するとカップ４２によって集められ；前記充填材料が自発性の接着によってカップ内に残る。

コンベアー４がコンベアー１の回転と同位相で且つ同期して回転し、カップ４２がダイ３２のキャビティ３２０と連続的に整列するようにする。

丁度成形されたキャップが、個々のキャビティ３２０から現在間隔をあけたパンチ３１に装着された状態になって、キャビティ３２０が空になる。

装填材料が、空気圧材料によって個々のキャビティの中に落としこまれる。空気圧手段についてはよく知られているので、詳細には記載しない。

装填材料の充填と同時に、図示されていないがパンチ３１に配置された適切な空気圧手段が、丁度形成されたキャップを星形部材４７のポイントとポイントとの間で、プレート４６に落とす。

コンベアー４の回転中、星形部材４７によって等距離に保たれたキャップが、星形部材４７と同期し同位相で回転するコンベアー５の星形部材５１へ導かれる。星形部材５１がプレート４５に隣接し且つ同一平面上に配置された固定排出シュート４８（図１）へ、キャップを運ぶ。

装填材料を充填すると、フォーミングサイクルが成形型キャビティ３２０の上昇を開始し、その上昇は成形型がパンチ３１２を受けるまで行われて装填材料を圧縮し、続いて成形型を冷却して開ける段階によってキャップを同時形成する。

キャップをパンチに装着しながら開いた成形型が、装填材料が充填されるのとは経方向に逆側のコンベアー４に到達し、サイクルが繰り返される。

コンベアーの完全な各回転毎に二つのキャップが成形され、その各々が前記充填排出ステーションの一つによって結合した経路に沿って行われることは、前記から明らかであり、前記二つのサイクルが装填材料の充填とキャップの排出と部分的に同時に行われる。

第三コンベアーを省いて、第二コンベアーによって取り除かれた（abandoned）キャップを別の方法で外すこともできる。

本発明による形成装置の概略的な平面図。 図１のII-II断面図。 図２の拡大部分。

Claims (8)

1. 第一コンベアーと第二コンベアーと供給手段と備え；
   第一コンベアーが中心軸の周囲で回転し且つ互いに回転軸から等間隔に取り付けられた複数の圧縮成形ユニットを周縁に設け、前記ユニットが上部パンチと、キャビティを設けた下部ダイを具備し、前記パンチとダイが互いに適切な動作手段に応じて共通の垂直軸に沿って移動し；
   第二コンベアーが中心軸の周囲で回転し且つ第一コンベアーのダイのキャビティに、成形される物質の充填材料を供給する手段と、第一コンベアーのパンチによって取り除かれた成形キャップを集める手段とを周縁に具備し；
   前記供給手段が、前記第二コンベアーに、成形される物質の装填材料を供給し；
   第一及び第二コンベアーが、一つのポイントで互いに正接する周辺部に配置された個々の手段を有した；
   圧縮成形によってキャップを形成する装置において：
   成形される材料を供給する個々の手段にも関連する少なくとも一つの別の第二コンベアーの両方を備えて、第一コンベアーの外側に同間隔の角度で分配された少なくとも一つの第二コンベアーを有したシステムを形成し、各成形型がコンベアーの各回転に対して少なくとも二つのフォーミングサイクルを実行することを特徴とする装置。
2. 第二コンベアーによって取り除かれたキャップを案内し運ぶ手段を周縁に設けた、少なくとも一つの第三コンベアーを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. フォーミングサイクルが、少なくとも部分的に重なり合った大地委コンベアーの進行弧の沿って遂行されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記第二コンベアーが、第一コンベアーと同位相且つ同期化して前記第二コンベアーを回転させる動作伝達手段に接続されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 第二及び第三コンベアーを互い、更に第一コンベアーと同期して回転させる動作伝達手段によって、第二及び第三コンベアーが互いに接続されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
6. 前記第二コンベアーが、装填材料を第一コンベアーのキャビティに個々に供給し、同時にキャップを第一コンベアーから集める二つの重なり合った同軸回転プレートを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置
7. 前記第三コンベアーが、第二コンベアーからキャップを間隔をあけて引き出すために星形プレートを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 装填材料引き出し手段が、装填材料を保持し放出する空気圧手段に連結された下開放カップから成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。

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