JP4537385B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器の製造のための方法及び成形装置に関する。

従来技術（DE199,26,329A1）において、容器の製造のための方法及び成形装置が既知であり、そのうちの1つでは、可塑化されたプラスチック材料のホースが成形機構内に押し出されており、前記ホースの一方の端部は熱シールにより閉鎖されており、前記ホースは、ホースに作用していて且つ２つの対向する成形ツール（工具）からなる成形機構の成形壁に作用させられる、空気圧力の勾配が発生することにより膨張させられて、容器を形成する。プラスチック製容器はその後、殺菌状態下で、適切な充填用マンドリル（心軸）により成形機構内に充填され、充填用マンドリルが除去された後に、密封シールされて、特定の頭部形状に形成される。後で流体が貯蔵されるプラスチック製容器を適正に製作する目的のために、２つの容器成形ジョー（顎部）は、閉じた位置を形成するために、油圧式駆動手段によりお互いに向かって移動されても良く、更に開いた位置状態の１つを形成するようにお互いから離れて移動されても良い。

２つの分離して作動可能な頭部ジョーにより形成されるべき頭部形状はまた、プラスチック製容器の首部構成要素を規則的に具備しており、その首部構成要素はアンプル（ampule）形状のものを含む。そのアンプル形状のものは、分離点により頭部ピース（部分）により閉じられており、頭部ピース（部分）がそれにおいて成形されたトグルピースから、分離点により、分離されると直ぐに、流体除去工程のために開放されても良く、更にこのようにして、プラスチック製容器から適正に取り外される。

その様な方法は、複数の実施例において開示されており、液体又はペースト（糊状）製品のための梱包システム（装置）において広範に使用されており、例えば、公知のボトルパック７ システムに開示される。

成形ツールのそれぞれの供給動作のための実際の用途において通常使用される、油圧式駆動システム（装置）には問題があり、その問題においては、任意の漏れが流体による腐食の結果生じる場合があり、特には、成形機構が、薬剤及び食品梱包の分野、及び一般的な医療技術におけるプラスチック製容器に使用される場合に、問題を生じることがある。保守費用が更に増大し、更に油圧式駆動システムは、容器の形状形成のための成形ツールの精密な位置決めのために、大量生産（マスプロダクション）のための所望の又は高速のサイクル周波数を実現できない。

この従来技術に基づいて、本発明は、少なくとも１つの成形ツールを移動するための成形装置（デバイス）を形成することを目的としており、１つのツールは、例えば、電気式又は空圧式駆動装置の形態等の近代的駆動装置の概念を適用することを可能にしており、その保守費用は低減されており、それは、例えばプラスチック製容器等の生産されるものの特に高速度の出力（生産）を可能にし、同時に成形ツールに関して高度な位置決め精度も可能にする。前記明示された目的は、請求項１に規定される特徴を有する成形装置（デバイス）により完全に実現される。

本発明の請求項に記載される成形装置（デバイス）において、リンク（関節）動作制御要素が、少なくとも１つの成形ツール、特には、プラスチック製容器の容器形状の形成のための成形ツールを動かすために具備されており、この要素は、少なくとも前記モールド（型）を閉じるための閉鎖位置にそれぞれの成形ツールを移動し、前記リンク（関節）動作制御要素は、駆動装置により作動可能である。リンク（関節）動作制御要素に基づいて、新規な駆動装置及び動きの概念が、それぞれの成形ツールに関して提示されており、それは、油圧駆動手段により完全に実施することを可能にしており、好適には、電気式又は空圧式駆動装置を駆動手段として使用することを可能にする。しかし、問題のリンク（関節）動作制御要素は従来は、それぞれの用途がそれを必要としており、はっきりした要求が、無菌充填又はクリーンルーム（無菌室）の品質に関して設定されていない場合には、油圧式駆動装置により連続して作動させられる可能性がある。

本発明の請求項に記載される成形装置は、該成形装置の閉鎖動作のための駆動可能なリンク（関節）制御要素を有しそれにより、それぞれの成形ツールを均一で、安全で且つ正確な位置決め可能に駆動可能であり、更にはそのために最小の保守労力のみを必要とする。リンク動作制御要素は、迅速な作業の流れ（シークエンス）で複数の開放及び閉鎖工程を実施するように使用されても良く、本発明の請求項に記載される成形装置により、このことは、特には例えば、無菌状態下で充填されるブロー（吹き込み）成形されるプラスチック製容器の形の製品等の、製品を高い出力で生産することを実現する。

本発明の請求項に記載される装置の１つの好適な実施の形態において、リンク動作制御要素は、駆動装置により駆動可能な回転体の外周に配置される、スロットガイド（開口案内部）を有する。別の好適な構成においては、スロットガイドにおいて、スライド構成要素と共に作動する、作動部材が係合しており、従って、スロットガイドの、その端部位置の一方からもう一方の端部位置への回転、及び逆方向の回転において、それに関連可能な成形ツールを有するスライド構成要素は、この状態で長手方向の移動可能な作動部材によって、成形ツールと共に、それぞれの成形ツールにより形成されるモールド（型）の閉鎖位置から開放位置へ変位可能であり、及びその逆方向においても変位可能である。安全で且つ精密な位置決め制御が、リンク動作制御要素により規定される、明確に定義された特定の閉鎖力と共に、結果として実現される。

本発明の請求項に記載される成形装置の別の特に好適な実施の形態において、成形ツールのための最大の閉鎖力は、スライド構成要素手段における、好適にはエネルギ蓄積器の形の中央の調整手段により規定可能である。ディスクバネ（板状バネ）等の形の圧力バネ要素は、エネルギ蓄積としての使用に適する。適用されるリンク動作制御要素の閉鎖力とは独立して、この力は適切に制限されても良く、従って調整手段により、形状形成の信頼性は向上する。回転体を駆動装置と共に、機械フレームにおいて静止するように、更にそれに関連して、スライド構成要素が、そのレールガイドに沿って前後に可動であても良いように搭載することが、成形装置の構成において特に費用効率的であることが分かった。堅固な機械構成が、全体的にスライド構成要素及び成形装置に関して実現され、更にオペレーション（運転）における障害が、問題のレールガイドに基づいて信頼可能に排除される。

本発明の請求項に記載される成形装置のまた別の特に好適な実施の形態において、お互いに対向するように設置される成形ツールは、共通の駆動構成要素を使用して、同期して単一のリンク動作制御要素により動かされても良い。対で配置され且つお互いに対向する少なくとも４つのリンク動作制御要素は、駆動装置及び共通の駆動構成要素により作動可能であるギア装置により、駆動されても良いという好適な構成が提供される。結果として、順に設置されるモールド形状を有する４つの成形ツール全体は、数個の容器形状を形成するために、形状形成工程及びモールド開放工程に関して、共に同期して且つ対で作動させられても良い。

１つの好適な実施の形態において、監視アッセンブリは、少なくともその閉鎖位置における成形ツールの位置に関連して、リンク動作制御要素の位置を監視するような構成が、衝突を防止するように提供される。しかし、その開放位置においても同様な監視操作が行われる構成であることが好ましい。

回転体のスロットガイドに関する経路等式が、ベステホーン・サイノイド（Bestehorn sinoid）として実施されることは、本発明の請求項に記載される成形装置の１つの好適な実施の形態における障害の無い運転に好適であることが分かった。

本発明の請求項において記載された装置は、スケールが正確に記載はされていない図面で図解される例示の実施の形態を参照して以下で詳細に説明される。

成形ツール１０を移動するための成形装置（デバイス）の第１の部分は、全体として図１と図２の図の上部左側部分を参照して説明される。その自由な前側において、成形ツール１０は、樋状の凹部（図示されない）を有しており、前記凹部は、プラスチック製容器（図示されない）のための容器形状の形成のためのモールド（型）半部分を形成しており、前記容器形状はアンプル（ampule）の形態のものを含む。それぞれの容器形状を形成する目的で、成形ツール１０は、対応するような形状に形成される凹部（図示されない）を有する、対応する成形ツール１０ａと共に稼動しており、前記２つの成形ツール１０，１０ａは図１に示される閉じられた成形位置にあり、その位置において、成形ツール１０，１０ａの自由な前面は閉じた分離線Ｉ−Ｉに沿って合致する。

それぞれの成形ツール１０，１０ａを移動する目的で、全体として１２として指定されるリンク（関節）動作制御要素が、使用されており、リンク（関節）動作制御要素は、中央に設置された駆動装置１４により駆動されても良い。単純にするために、駆動装置のスプラインシャフトだけが図１に示されており、それ（スプラインシャフト）は、電気ステップモータの形のもの等の電動モータの駆動シャフトに連結されても良く、リンク（関節）動作制御要素１２を駆動可能である。この目的のために、スプラインシャフト１４は、機械フレーム（構造）１８において軸受け１６により回転可能に搭載されており、成形ツール１０に面するその一方の自由側部において駆動ギア（歯車）２０を有する。問題の駆動ギア２０は、リンク動作制御要素１２の駆動ギア２２と噛み合う。リンク動作制御要素１２は、スロットガイド（開口案内部）２４を有しており、そのスロットガイド２４は、回転体２６の外周側に配置されており、回転体２６は、駆動装置１４により動力を与えられても良く、その形状は基本的に円筒状である。それぞれのスロットガイド２４は、２つの経路又は曲線部分２８を有しており、その２つの経路又は曲線部分２８は図３に示されるように、回転体２６の展開図から形成されるものである。曲線部分２８のそれぞれの経路の曲線は、ベステホーンサイノイド(Bestehorn sinoid)の経路等式に従がう。その経路曲線部分２８を有するそれぞれの回転体２６は、成形ツール１０の回転体２６に対して、成形ツール１０ａに関して同一であるように形成される必要はない。この例において、少しの修正が、制御曲線パターン（模様）に対して必要であっても良い。しかし、２つのモールド（型）半部分１０，１０ａの回転体２６は、別の関係にあっても、基本的に同じである。

カムフォロワー（従動部）の形の作動部材３０は、スロットガイド２４をその２つの経路曲線部分２８に係合させる。問題の作動部材３０は、スライド（滑動）構成要素３２の対向する側に回転可能に設置されており、従って回転体２６がそのスロットガイド２４と共に回転するので、成形ツール１０，１０ａの閉鎖方向における、均一の進行が、対応する開放位置への均一に形成される動きと共に、確保されており、それぞれの後方の位置が図１と図２において、上部左側に破線円で表示される。スロットガイド２４は、経路曲線部分２８の端部区域の一方３４からもう一方の端部区域３６へ回転する時に、スライド構成要素３２は、移動の一方の方向において長手方向に変位させられても良く、回転体が反対の方向に回転する場合に、もう一方の方向において変位させられても良い。結局、移動の最大の経路が、スライド構成要素３２により到達されても良く、従って、回転体２６のスロットガイド２４の２つの異なる経路曲線部分２８のお互いに対向する端部区域３４，３６間の長手方向の軸方向の距離により決定される。

スライド構成要素３２は、成形ツール１０ａに面するその前側にガイド（案内）構成要素３８を有しており、前記ガイド構成要素３８において、それぞれ成形ツール１０は、置換可能なように搭載されても良く、縁部側において、ガイド構成要素３８が、２つのレールガイド４０に沿って長手方向において軸方向に変位させられても良いように搭載されており、レールガイド４０の端部は、機械フレーム（構造）１８に適切に搭載される。更に、ガイド構成要素３８は、レールガイド４０に平行な方向において、スライド構成要素の変位構成要素４２において長手方向に変位されても良いように保持されており、変位構成要素４２は、圧縮バネとして機能するディスク（板状）バネパッケージ（複合体）の形で調整手段４４に搭載される。このようにして、成形ツール１０に関する最大の閉鎖力は、調整手段４４により決定されても良いので、信頼可能な操作が可能な構成の方法が可能になる。

図１を参照すると、駆動シャフトの形の駆動構成要素４６が、レールガイド４０に平行な状態で頂部に搭載されている。駆動シャフト４６の両端部において、クラウンギア（冠歯車）４８，４８ａがこのシャフトに接続されるので、回転体２６が駆動シャフト１４により動くので、駆動ギア２２はクラウンギア４８に噛み合い、それにより駆動シャフト４６を駆動し、駆動シャフト４６は順に、対向する側のクラウンギア４８ａにより、駆動チェーンにおいて従動する回転体２６の従動駆動ギア２２に駆動動力を伝達する。
結局、お互いに対向して搭載される成形ツール１０，１０ａは、共通の駆動構成要素４６を使用して、駆動装置１４を有する単一のリンク動作制御要素１２により、作動させられ、対で移動させられても良い。従って、成形ツール１０，１０ａは、閉鎖分離線Ｉ−Ｉに沿って、それらの開放位置と閉鎖位置へ同期して移動する。

図１の図で分かるように、従って、対でお互いに対向して配置された４つのリンク動作制御要素１２は、駆動装置１４により作動させられていて且つギア（歯車）２０，２２と４８，４８ａにより構成される、ギアにより、成形装置のスライド（滑動）構成要素３２の前後の動きに関して適切な駆動方向において作動させられても良い。それぞれの駆動装置は、高精度であり、成形工程において、それぞれの成形ツール１０，１０ａの精密な位置決めを可能にする。加えて、１つの直線上においてお互いに対向する成形ツール１０は、一方の側でお互いに接続されても良いが、しかしお互いに分離されても良く、そのことは、既に述べたことであるが、お互いに対向して搭載される成形ツール１０ａにも対応するように適用される。

また図２から分かるように、監視アッセンブリ５０が具備される。それは、バネ荷重が作用されており、図２に図示されるその固定位置から開放位置へ長手方向に変位させられても良く、特には、空圧シリンダ等の形のアクチュエータにより外部から変位させられることが好ましい。従って、回転体２６は、外周側に第１の凹部５２有しており、その凹部５２は成形ツール１０，１０ａの閉鎖位置に対応する。もし固定がこの固定位置で行われるならば、即ちもし監視アッセンブリ５０の部分が、回転体２６の関連する凹部５２において係合させられているならば、固定位置が成形ツール１０，１０ａにより閉鎖分離線Ｉ−Ｉに沿っていると推定されること、及び機械制御ユニットがその後、信頼可能な成形工程が可能であると認識することが、確認される。もし誤差の結果として、問題の位置が推定されないならば、監視アッセンブリはこのことを確認し、成形工程は成形装置に損傷を与えることなく停止可能である。成形ツール１０，１０ａのリセット開放位置区域はまた、凹部５２に径方向に対向するように配置された凹部（図示されない）を使用して、監視アッセンブリ５０により同期的に監視されても良い。更に、駆動シャフト４６は、端側部に設置されて、機械フレーム１８において別の軸受け５４により、回転可能である。

説明されたような成形装置の形態は、製品モールド（型）に関する閉鎖位置への動き、及び開放位置への離れる動きの両者に対して、成形ツール１０，１０ａの特定の位置決め精度の観点において、非常に高度な機械加工精度と共に、プラスチック製材料の成形容器の生産において非常に高サイクル速度を実現可能である。成形装置は、その構造設計の観点から非常に堅固に構成されるので、可動部分の精密な作動が確保される一方で、成形装置は、同等部品の使用により、非常に費用効率的に製作され且つ保守されても良い。

図１は、成形装置全体の頂面図を示す。 図２は、図１の拡大断面図であり、図１の上部左側部分を示す。 図３は、回転体に搭載されていて且つ図１と２に示される成形装置において適用される経路の形状のようなスロットガイド（開口案内部）を有する、リンク動作制御要素の経路形状の展開図である。

Claims (8)

1. 成形装置であって、
   第１の成形ツール（１０）と、
   前記成形ツールに接続し且つ開放位置と閉鎖位置との間で前記成形ツールを動かす、リンク動作制御要素（１２）であって、前記リンク動作制御要素（１２）は、スロットガイド（２４）を外周側に有する円筒状の回転体（２６）を有し、前記スロットガイド（２４）に係合する作動部材（３０）を有し、前記作動部材（３０）と共に作動可能なスライド構成要素（３２）を有しており、一方の端部区域から他方の端部区域への前記スロットガイド（２４）の回転及び他方の端部区域から一方の端部区域への前記スロットガイド（２４）の回転は、前記成形ツールの前記開放位置と閉鎖位置との間において、前記作動部材（３０）を長手方向に変位させることにより、前記スライド構成要素（３２）と前記成形ツールを変位させる、リンク動作制御要素（１２）と、
   前記回転体（２６）に接続し且つ前記回転体（２６）を作動させる、駆動装置（１４）と、
   前記成形ツールの最大閉鎖力を変化させるための前記スライド構成要素（３２）における調整手段（４４）と、
   を具備する、ことを特徴とする成形装置。
2. 前記調整手段（４４）は、エネルギ蓄積器であることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
3. 第２の成形ツール（１０ａ）は、前記第１の成形ツール（１０）に対向して搭載されており、第２のリンク動作制御要素（１２）に接続し、共通の駆動構成要素（４６）により前記第１の成形ツール（１０）と一対のものとして、前記第２のリンク動作制御要素（１２）により同期して動かされることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
4. 前記スロットガイド（２４）は、ベステホーン・サイノイドにより定義される経路に沿って伸張することを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
5. 成形装置であって、
   第１の成形ツールと、
   前記成形ツールに接続し且つ開放位置と閉鎖位置との間で前記成形ツールを動かす、リンク動作制御要素であって、リンク動作制御要素は、スロットガイドを外周側に有する回転体を有し、前記スロットガイドは、ベステホーン・サイノイドにより定義される経路に沿って伸張する、リンク動作制御要素と、
   前記回転体に接続し且つ前記回転体を作動させる、駆動装置と、
   を具備する、成形装置において、
   前記リンク動作制御要素（１２）は、
   各前記スロットガイド（２４）に係合する、作動部材と、
   各前記作動部材（３０）と共に作動可能なスライド構成要素（３２）と、
   を有しており、
   一方の端部区域から他方の端部区域への各前記スロットガイド（２４）の回転及び他方の端部区域から一方の端部区域への各前記スロットガイド（２４）の回転は、前記それぞれの成形ツールの前記開放位置と閉鎖位置との間の前記それぞれの作動部材の長手方向の変位により、前記それぞれのスライド構成要素（３２）と前記それぞれの成形ツールを変位させる、ことを特徴とする成形装置。
6. 前記回転体（２６）は、機械フレーム（１８）において、前記スライド構成要素（３２）に対して前記駆動装置（１４）と共に静止するように搭載されており、
   前記スライド構成要素（３２）は、そのレールガイド（４０）に沿って前後に可動であることを特徴とする請求項１又は５に記載の成形装置。
7. 監視アッセンブリ（５０）は、前記リンク動作制御要素に接続して、前記閉鎖位置における前記成形ツール（１０，１０ａ）の位置に対する、前記リンク動作制御要素（１２）の位置を監視することを特徴とする請求項１又は５に記載の成形装置。
8. 前記駆動装置（１４）は、電動ステップモータであることを特徴とする請求項１又は５に記載の成形装置。

Images