JP6309959B2 - プラスチック材料から容器製品を形成する装置 - Google Patents
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Description
それぞれの製品を形成するために、可塑化されたプラスチック材料のチューブが該当する成形装置内へ押し出され、チューブの先行する端部が溶接によって閉鎖されて、チューブに作用する空気の圧力勾配の発生によってこのチューブが拡幅されて、容器を形成するために成形装置の成形面に添接される。
たとえばこの技術分野で知られている商標登録bottlepack方法に従って、この種の形成方法を実施する場合に、それぞれの容器が然るべき充填突起を介して成形装置の内部で無菌で充填されて、充填突起を引き戻した後に密封によって気密に閉鎖される。
しかし、この場合においては、複数のつながりあった容器を同時に形成することによる製造速度の上昇は、加工速度をもってあがなわなければならない。
すなわちそれなりに幅広面の容器グループの安全な離型工程は、良好に加工可能なプラスチック材料、たとえばポリエチレン、が使用されることに依存している。
適用する場合に無菌性に高い要請が課せられ、容器材料としてポリエチレンの代わりに、より高いオートクレーブ温度を許すポリプロピレンを使用すべき場合には、製造問題が生じる。
製造速度は、特許文献1から知られている装置においては、容器を同時に成形するにもかかわらず製造がある意味バッチプロセスで行われる限りにおいても、制限されている。
というのは、製造サイクル毎に重なり合った容器のそれぞれ2列、あるいは最大で3列が形成され、それらがそれ以降の操作のために別々に生じるからである。
その限りにおいて、連続的な製造プロセスは、不可能である。
それによって得られる、より合理的な形成の他に、この装置は、任意のプラスチック材料の使用も可能にする。
というのは、成形装置の外部で排出される容器チェーンに作用する離型装置が、形をととのえるプロセスを支援するために設けられているからである。
成形チューブ自体および/または容器製品にもたらされるガイドおよび保持作用は、問題のない離型工程および、それによって、排出される容器チェーンに作用する、形成領域の外部に配置された離型装置を使用することなしに、所望のプラスチック材料の問題のない加工を、可能にする。
目指す簡略化の他に、装置全体の組立大きさの減少の利点も生じる。
さらに、容器製品が連続的に形成される。
本発明に係る解決は、全体として容易に滅菌し、かつ高価な充填物質のわずかな充填量のためにも考えられている。
それによって容器のヘッド領域のすぐ近傍で形成される支持が、離型工程の際に互いから離れるように移動する成形面からの容器の均一な剥がしを伴う、特に安全な離型を保証する。
この種の垂直運動によって、最小の装置コストによる連続的な製造プロセスが実現可能である。
というのは、各成形工程のために、1対の側壁しか必要とされないので、カルーセル状に一緒に移動する多数対の側壁が必要とされないからである。
その場合に付属のガイドおよび保持部材のための操作ユニットは、揺動駆動装置を有し、その揺動駆動装置によってガイドおよび保持部分が、作用位置において占める、成形チューブへ向けられた揺動位置にある、揺動位置と、成形装置の外部にある位置との間で復帰揺動可能である。
長く延びるストリップによって、簡単なやり方で、ある程度伸張した容器列のための支持が実現される。
それによって、離型工程が特に安全に構成される。
それらのうちの少なくとも1つが、アクチュエータによって操作可能な少なくとも1つのレバーギア機構を有することができ、その場合にこの種のアクチュエータは、たとえば電動操作可能なスピンドルドライブの形式で設けることができる。
フレーム1のボックス形状の上側に、全体を符号5で示す押し出し装置が配置されており、その押し出し装置は、普及した従来技術に従って形成されており、かつ、可塑化されたプラスチック材料を押し出しヘッド11へ供給するために、プラスチック細粒用の供給漏斗7とモータ駆動可能な押し出しウォームユニット9とを有している。
この押し出しヘッドは、同様に従来技術に従って形成されており、かつ、加熱されて可塑化された、フラットチューブの形式のプラスチック材料を押し出し、そのフラットチューブは、型分離平面に沿って測定された成形装置13の幅全体にわたって延びている。
それによって、それぞれ成形装置13の形状に従って、1つの形状付与ステップにおいて、図5に符号15で示される、唯一の押し出し成形された成形チューブから、列に並べて配置された成形面17の数に従って多数の容器製品が形成される。
装置フレーム1の上側には、成形装置13内で成形された容器の充填工程において充填量を配量して供給するための充填装置19が設けられている。
充填装19は、成形すべき容器の数に応じた数の充填突起を有しており、そのうちの唯一の充填突起のみが、図4、6および7において符号21で示唆されている。
プラスチック材料は押し出しヘッド11を通して次のように、すなわち形成された成形チューブが充填突起21の列を包囲し、それによって充填突起の列が成形チューブ15の内部で充填位置へ下降可能であるように、押し出され、その充填位置において充填突起が、成形面17の間に形成された容器を充填する。
その限りにおいて充填量を収容する容器部分の形状付与のために、付加的な拡幅工程が設けられており、その拡幅工程において容器型の内部に、関連する壁部分を型に添接させるために、負圧が印加される(負の圧力勾配)。
それに加えて、あるいはその代わりに、この拡幅工程は、支持空気または成形空気を吹き込むことによって行うこともできる(正の圧力勾配)。
図2が示すように、閉鎖ユニット23も、充填および保持装置25も、それぞれ垂直平面内に延びる支持体プレート27、29を有している。
図4〜図11が示すように、装置フレーム1はそのフロント側3の両方の外側に位置するように、それぞれ、ガイドレール33(図6)によって形成される垂直ガイド31を有しており、それらが、支持体プレート27に設けられたガイドレール35および支持体プレート29に設けられた、対応するガイドレール37と共にボール走行路を形成するので、閉鎖ユニット23とガイドおよび保持装置25は垂直ガイド31において垂直方向に走行可能に案内されている。
然るべき垂直運動のために、機械制御によって操舵可能なスピンドルドライブが設けられており、そのスピンドルドライブは、閉鎖ユニット23のためにボールスクリュー39を、そしてガイドおよび保持装置25のためにボールスクリュー41を有している、図3を参照のこと。
キャリッジ43、45は、支持体プレート27のガイドストリップ48において水平に走行可能に案内されている。
キャリッジ43において、それに固定された保持ボディ44に左側のメイン側壁47が取り付けられている。
右側のキャリッジ45においては、それに固定された保持ボディ46に右側の保持側壁49が取り付けられている。
メイン側壁47、49は、特に図3に示すような、合体するように案内された閉鎖位置において、それぞれの容器の中身を収容する、容器の主要部分を成形する。
左側のメイン側壁47の保持ボディ44の、平坦なプレートを形成する上側上に、ある種のスライダプレートを形成する保持ボディ50が水平に摺動可能に支承されており、その保持ボディに左側のヘッド側壁51が取り付けられている。
同様にして、右側のメイン側壁49の保持ボディ46の上側上に、保持ボディ52が水平に摺動可能に配置されており、その保持ボディが右側のヘッド側壁53のための支持体を形成する。
それによって、容器のヘッド領域を成形して、充填された容器を無菌閉鎖するために、閉鎖側壁51、53は、メイン側壁47、49に関係なく閉鎖位置へ移動可能である。
ヘッド側壁51、53に対応づけられたアクチュエータは、ヘッド側壁51、53の保持ボディ50および52と結合されている。
両アクチュエータは、それぞれレバーギア機構57を有しており、それらは重なり合うように配置されているので、図2と3においては、下側に位置するレバーギア機構57の重要な部分は、見ることはできない。
しかしこれは、機能範囲からは、その上に配置されている、見ることのできるレバーギア機構57と同じに、ヘッド側壁51、53のための駆動装置として形成されている。
レバーギア機構57の各々は、駆動装置として、それぞれ付属の電気的な駆動モータ65を備えたスピンドルドライブ62ないし63を有している。
図3においては、上方のレバーギア機構57のスピンドルドライブ63と付属のモータ65のみが見られる。
スピンドルドライブ62、63は、ステイ68を介して、支持体プレート27の裏側に設けられた横支持体70と結合されているので、レバーギア機構57とスピンドルドライブ62、63とから形成されたユニットは、支持体プレート27と共に垂直ガイド31においてボールスクリュー39の作動に応じて移動することができる。
この位置において、付属のスピンドルドライブ63は、ヘッド側壁51、53のためのその操作スピンドルとともに引き込まれており、その下に位置する、比較可能に形成されているスピンドルドライブ61は引き出されているので、駆動装置のスピンドルは、その前方の操作位置にある。
スピンドルドライブ63と結合されたコネクティングロッド58と60が、図3において上方へ引かれているので、揺動レバー59と61はそれぞれ回転点67を中心に、図3に示す位置へ揺動されており、その場合に保持ボディ50と52にリンク結合された、揺動レバー59、61の端部が外側へ揺動しており、ヘッド側壁51、53は互いに離れるように移動している。
揺動レバー59、61の回転点67は、横支持体70内のガイドスリット69内で、それが移動する際に位置変化する。
ヘッド側壁51、53の閉鎖運動のためには、スピンドルドライブ63が引き出されるので、コネクティングロッド58、60が揺動レバー59と61を上方の端部において開かせるので、保持ボディ50、52と結合された端部が互いに対して揺動して、ヘッド側壁51、53を閉鎖する。
メイン側壁47、49の、図3に示す閉鎖位置において、下方のスピンドルドライブ62が引き出されているので、メイン側壁47、49を閉鎖するために、下方のレバーギア機構57の両方の揺動レバー64が、図3内で上方の端部において互いに離れるように開かれて、揺動レバー62、64の図示されない下方の端部が合体するように移動されている。
操作ユニット73、75は、付属のガイドおよび保持部分のための操作部材を形成し、その場合に操作ユニット73が第1の左側のガイドおよび保持部分と第2の左側のガイドおよび保持部分を操作し、操作ユニット75は第1の右側のガイドおよび保持部分と第2の右側のガイドおよび保持部分を操作する、図2を参照のこと。
左側の第1のガイドおよび保持部分と右側の第1のガイドおよび保持部分は、それぞれ揺動可能な支持ストリップ77、81によって形成されており、それらは等しく形成され、かつその作用位置に相当する揺動位置において、型分離平面85(図3)の方向に対して平行な方向に延びている。
揺動位置を調節するために、各支持ストリップ77、81は付属の揺動軸87、89に取り付けられており、それら揺動軸はそれぞれ付属の操作ユニット73ないし75のハウジングから出て型分離平面85と並んで互いに対して平行に垂直方向に延びている。
操作ユニット73、75のハウジング内に、揺動軸87、89のためにそれぞれ揺動駆動装置が配置されており、その揺動駆動装置は機械制御によって操作可能である。
操作ユニット73、75の水平運動を同期させるために、カップリング装置93が設けられており、そのカップリング装置は、図6〜図8に示される、操作ユニット73、75の開放された状態において見ることができ、かつ各操作ユニット73、75に設けられたそれぞれ1本のラックによって形成されており、そのラックが共通のピニオンと歯合する。
図4と図6〜図11が示すように、支持体プレート29からラック95が下方へ延びている。
図2は、該当するラック96が閉鎖ユニット23の支持体プレート27に取り付けられていることを、示している。
ラック95、96は、エネルギが欠落した場合に閉鎖ユニット23とガイドおよび保持装置75が下降することに対する安全装置を形成している。
そのために、各ラック95、96のために阻止爪(図面には図示されていない)が設けられており、それら阻止爪は阻止位置に対して付勢されるが、装置のノーマル駆動においては付勢に抗して引き戻されている。
平坦な上側に、それぞれストリップボディによって形成される、左側の第2のガイドおよび保持部分79と右側の第2のガイドおよび保持部分83が次のように、すなわち型分離平面85に対して平行に延び、かつ図2に示すように、操作ユニット73、75の互いに接近した位置において、形成された容器の列に添接するように、取り付けられている。
その場合に図5は、図式的に簡略化した表示において、形成プロセスの最後における駆動状態を示しており、その場合に閉鎖ユニット23の支持体プレート27とガイドおよび保持装置25の支持体プレート29が、押し出し速度で移動する成形チューブ15と共に下方へ移動されている。
メイン側壁47、49とヘッド側壁51、53は、それぞれ閉鎖されており、ガイドおよび保持装置25のガイドおよび保持部分はそれぞれその作用位置にある。
これは、第1のガイドおよび保持部分を形成する支持ストリップ77、81がヘッド側壁51、53の上方で互いに近づくように揺動されているので、それらの円錐状に近づくように延びる添接エッジ97が、形成された容器のヘッド領域の上方で成形チューブ15に作用することを、意味している。
そして型開放が行われる場合に、できあがった容器が第1のガイドおよび保持部分77、81と第2のそれ79、83との間に収容されて、さらに垂直運動する場合に連動される。
支持ストリップ77、81を支持する揺動軸87、89の軸方向の長さは、成形装置にそれぞれ由来する容器製品のために、第1と第2のガイドおよび保持部分の間に冷却区間が生じるように、寸法設計されている。
ガイドおよび保持部分77、81、79、83の垂直運動は、成形チューブ15がわずかに伸張されて、それによって特に正確なチューブガイドがもたらされるように、行うことができる。
図5の駆動状態に続いて側壁47、49、51、53が開放運動する場合に、ガイドおよび保持装置25の支持作用によって成形プロセスの確実な遂行が保証されている。
図6の状態において、支持体プレート27の上方の位置におけるサイクルの開始位置に続いて、メイン側壁47、49が合体されるように移動するが、ヘッド側壁55、53はまだ開放していることによって、成形装置が部分的に閉鎖される。
メイン側壁47、49が合体されるように移動することによって、容器のメイン部分が成形される。
充填突起21の進入によって、充填工程が開始される。
ガイドおよび保持装置25は下方の位置にあって、その位置において支持ストリップ77、81は成形装置の下方に位置し、操作ユニット73、75は互いに離れるように移動されている。
支持ストリップ77、81が外側へ離れるように揺動されているので、図7に示すように、操作ユニット73、75は上方へ向かって自由に移動することができ、その場合に支持ストリップ77、71はさらに成形装置の上方において外側へ離れるように揺動されている。
操作ユニット73、75は、さらに互いから離れるように移動されている。
閉鎖ユニット23とガイドおよび保持装置25は、成形チューブ15の押し出し速度に相当する一定の速度で共通に下方へ移動し、充填突起21は上方へ離れるように移動する。
この工程の終了時に、操作ユニット73、75も合体移動するので、添接エッジ97、第1のガイドおよび保持部分77、81および第2のガイドおよび保持部分79、83も、その作用位置を占める。
図10は、メイン側壁47、49とヘッド側壁51、53を開放位置で示しており、操作ユニット73、75はさらに、それぞれチューブ速度に応じて一定の速度で下方へ移動する。
Claims (15)
- 成形、充填およびシールを実施することにより、プラスチック材料から容器製品を形成する装置であって、
成形装置(13)を有し、
前記成形装置へ可塑化されたプラスチック材料の成形チューブ(15)が供給可能であり、かつ
前記成形装置が、予め定めることができる容器形状をなぞって、移動可能な成形面(17)を有し、
前記成形面に成形チューブ(15)が、形状付与工程、充填工程および/またはシール工程のために添接可能である、ものにおいて、
ガイドおよび保持装置(25)が設けられており、
前記保持装置(25)が移動可能なガイドおよび保持部分(77、81;79、83)を有し、
前記保持部分(77、81;79、83)が、成形装置(13)の成形領域の外部の可能な機能位置の少なくとも1つにおいて、それらが形状チューブ(15)自体および/または、少なくとも1つのできあがった容器製品および/またはその中身を包囲する、それぞれのプラスチック材料に作用するように、制御可能であり、
前記ガイドおよび保持装置(25)が、第2のスライドユニット(41)によって、前記ガイドおよび保持部分(77、79、81、83)の作用位置に相当する上方の位置と下降された位置との間で走行可能である、ことを特徴とするプラスチック材料から容器製品を形成する装置。 - 移動可能なガイドおよび保持部分(77、81)が、容器製品のためのそれぞれの形状付与工程、充填工程およびシール工程の最後に、機能位置へ移動可能であって、
前記機能位置においてそれらが、成形チューブ(15)の、成形装置(13)の入口に隣接する部分内でチューブ(15)の互いに対向する側に支持するように添接する、
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 成形装置(13)が、成形面(17)を形成する側壁(47、49;51、53)を有し、前記側壁が閉鎖ユニット(23)によって、成形チューブ(15)の垂直の移動方向に対して垂直に延びる移動方向において、型閉鎖位置と型を開放する位置との間で移動可能であり、かつ
スライドユニット(39)が設けられており、前記スライドユニットによって閉鎖ユニット(23)が、スタート位置から形状付与−、充填−およびシール工程の間に成形チューブ(15)の移動と共に垂直下方へ向かって、かつ成形−、充填−およびシール工程の終了後に、上方へ向かってスタート位置へ移動可能である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の装置。 - 成形装置(13)が、容器のメイン部分を成形するメイン側壁(47、49)とヘッド側壁(51、53)とを有し、
前記ヘッド側壁が閉鎖ユニット(23)によって、メイン側面(47、49)とは関係なく、充填工程とそれに続く、容器のヘッド側を閉鎖するためのシール工程のために、移動可能である、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。 - ガイドおよび保持装置(25)が、各ガイドおよび保持部分(77、79、81、83)のために、操作ユニット(73、75)を有しており、
前記操作ユニットが、垂直線に対して垂直に延びる方向において、ガイドおよび保持部分(77、79、81、83)の作用位置に相当する、互いに接近した位置と互いに離れるように移動された位置との間で走行可能である、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の装置。 - 操作ユニット(73、75)が、付属のガイドおよび保持部分(77、81)のために揺動駆動装置を有し、
前記揺動駆動装置によってこれらのガイドおよび保持部分(77、81)が、搖動位置であって、作用位置ともなっており、それらが成形チューブ(15)上に方向づけされている揺動位置と、成形装置(13)の領域の外部の位置、との間で復帰揺動可能である、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の装置。 - 成形、充填およびシールを実施することにより、プラスチック材料から容器製品を形成する装置であって、
成形装置(13)を有し、
前記成形装置へ可塑化されたプラスチック材料の成形チューブ(15)が供給可能であり、かつ
前記成形装置が、予め定めることができる容器形状をなぞって、移動可能な成形面(17)を有し、
前記成形面に成形チューブ(15)が、形状付与工程、充填工程および/またはシール工程のために添接可能であり、
ガイドおよび保持装置(25)が設けられており、
前記保持装置(25)が移動可能なガイドおよび保持部分(77、81;79、83)を有し、
前記保持部分(77、81;79、83)が、成形装置(13)の成形領域の外部の可能な機能位置の少なくとも1つにおいて、それらが形状チューブ(15)自体および/または、少なくとも1つのできあがった容器製品および/またはその中身を包囲する、それぞれのプラスチック材料に作用するように、制御可能である、ものにおいて、
前記ガイドおよび保持装置(25)が、各ガイドおよび保持部分(77、79、81、83)のために、操作ユニット(73、75)を有しており、
前記操作ユニットが、垂直線に対して垂直に延びる方向において、ガイドおよび保持部分(77、79、81、83)の作用位置に相当する、互いに接近した位置と互いに離れるように移動された位置との間で走行可能であり、
ガイドおよび保持部分が、支持ストリップ(77、81)の形式で設けられており、
前記支持ストリップが、
作用位置に相当する揺動位置において、成形装置(13)の型分離平面(85)の全長にわたって延びており、かつ
水平平面内に延びる揺動運動のために、付属の操作ユニット(73、75)の揺動源(87、89)に取り付けられており、
前記揺動源(87、89)が型分離平面(85)に隣り合って垂直かつ互いに対して平行に延びている、
ことを特徴とするプラスチック材料から容器製品を形成する装置。 - 成形、充填およびシールを実施することにより、プラスチック材料から容器製品を形成する装置であって、
成形装置(13)を有し、
前記成形装置へ可塑化されたプラスチック材料の成形チューブ(15)が供給可能であり、かつ
前記成形装置が、予め定めることができる容器形状をなぞって、移動可能な成形面(17)を有し、
前記成形面に成形チューブ(15)が、形状付与工程、充填工程および/またはシール工程のために添接可能であり、
ガイドおよび保持装置(25)が設けられており、
前記保持装置(25)が移動可能なガイドおよび保持部分(77、81;79、83)を有し、
前記保持部分(77、81;79、83)が、成形装置(13)の成形領域の外部の可能な機能位置の少なくとも1つにおいて、それらが形状チューブ(15)自体および/または、少なくとも1つのできあがった容器製品および/またはその中身を包囲する、それぞれのプラスチック材料に作用するように、制御可能である、ものにおいて、
前記ガイドおよび保持装置(25)が、各ガイドおよび保持部分(77、79、81、83)のために、操作ユニット(73、75)を有しており、
前記操作ユニットが、垂直線に対して垂直に延びる方向において、ガイドおよび保持部分(77、79、81、83)の作用位置に相当する、互いに接近した位置と互いに離れるように移動された位置との間で走行可能であり、
前記操作ユニット(73、75)が、ガイドおよび保持装置(25)の構成要素として、閉鎖位置の方向に互いに近づくように、かつ少なくとも1つの開放された位置の方向に互いから離れるように移動可能な他のガイドおよび保持部分(79、83)を有し、
前記他のガイドおよび保持部分(79、83)が、閉鎖位置の少なくとも1つにおいて、少なくとも部分的に、少なくとも1つのできあがった容器製品および/またはその中身を包囲する、それぞれのプラスチック材料に作用する、ことを特徴とするプラスチック材料から容器製品を形成する装置。 - 垂直平面内で見て、それぞれの操作ユニット(73、75)と、対応づけられた支持ストリップ(77、81)との間の軸方向の間隔が、
それぞれ成形装置(13)によって、まだ温かい容器製品が、操作ユニット(73、75)の他のガイドおよび保持(79、83)による引き取り前に、冷却区間を形成しながら収容されるように、寸法設計されている、
ことを特徴とする請求項8に記載の装置。 - 支持ストリップ(77、81)が、成形チューブ(15)に添接するために、円錐状に互いに近づくように延びる添接エッジ(97)を有している、
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。 - 成形ユニット(13)の閉鎖ユニット(23)が、メイン支持体(43)を有しており、
前記メイン支持体(43)において、メイン側壁(47、49)とヘッド側壁(51、53)が互いに独立して水平方向に移動可能に案内されており、かつ
前記メイン支持体(43)が第1のスライドユニット(39)によって装置フレーム(1)の垂直ガイド(31)に摺動可能に支承されている、
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の装置。 - メイン側壁(47、49)とヘッド側壁(51、53)が閉鎖および開放運動のために、対応する専用の駆動装置と結合されており、
前記駆動装置がそれぞれ、アクチュエータ(62、63)によって操作可能なレバーギア機構(57)を有している、
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。 - 前記操作ユニット(73;75)も、装置フレーム(1)の垂直ガイド(31)において、第2のスライドユニット(41)によって垂直に走行可能に案内されている、
ことを特徴とする請求項5に記載の装置。 - 2つのスライドユニットが、それぞれの垂直運動を発生させるために、それぞれ動力的に別々に駆動可能なボールスクリュー(39、41)を有している、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の装置。 - 操作ユニット(73、75)のスライドユニット(41)が、装置フレームの付属の垂直ガイド(31)の間に垂直に延びる横ガイド(71)を有し、
操作ユニット(73、75)が、
前記横ガイドに沿って他のガイドおよび保持部分(79、83)によってその水平運動のために案内されており、かつ
少なくとも1つのアクチュエータ(91)によって操作可能であり、
操作ユニット(73、75)の間には、その水平運動を同期させるカップリグ装置(93)が存在している、
ことを特徴とする請求項8に記載の装置。
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