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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6374400
(24)【登録日】2018年7月27日
(45)【発行日】2018年8月15日
(54)【発明の名称】プラスチック予備成形品の射出金型
(51)【国際特許分類】
B29C 45/26 20060101AFI20180806BHJP
B29C 45/70 20060101ALI20180806BHJP
B29C 45/56 20060101ALI20180806BHJP
B29C 49/06 20060101ALI20180806BHJP
B29B 11/08 20060101ALI20180806BHJP
B29B 11/12 20060101ALI20180806BHJP
【ＦＩ】
B29C45/26
B29C45/70
B29C45/56
B29C49/06
B29B11/08
B29B11/12
【請求項の数】16
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2015-553220(P2015-553220)
(86)(22)【出願日】2014年1月21日
(65)【公表番号】特表2016-505429(P2016-505429A)
(43)【公表日】2016年2月25日
(86)【国際出願番号】IB2014058439
(87)【国際公開番号】WO2014111905
(87)【国際公開日】20140724
【審査請求日】2017年1月20日
(31)【優先権主張番号】RM2013A000036
(32)【優先日】2013年1月21日
(33)【優先権主張国】IT
(73)【特許権者】
【識別番号】503308405
【氏名又は名称】エス．アイ．ピー．エイ．ソシエタ’インダストリアリザッジオーネ プロゲッタジオーネ エ オートマジオーネ ソシエタ ペル アチオニ
(74)【代理人】
【識別番号】100166338
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 正夫
(74)【代理人】
【識別番号】100152054
【弁理士】
【氏名又は名称】仲野 孝雅
(72)【発明者】
【氏名】ヅォッパス・マッテオ
(72)【発明者】
【氏名】アルメッリン・アルベルト
(72)【発明者】
【氏名】セッラ・サンドロ
(72)【発明者】
【氏名】ヴァラスキン・ミケーレ
【審査官】
一宮 里枝
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１１／１６１６４９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４
Ｂ２９Ｃ ４９／００−４９／８０
Ｂ２９Ｂ １１／０８
Ｂ２９Ｂ １１／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラスチックの予備成形品の射出金型（９’）であって、互いに固定された第１の部分（１２）と第２の部分（１３）、及び第３の部分（１４）を備え；前記第３の部分（１４）は、軸（Ｙ’）を画成する成形キャビティ（４１’）を備え、前記成型キャビティ（４１’）のベースに配置されるクラッチ（６５）を第１の手段（６４’）に引っ掛けることによって当該金型の支持要素の第１の表面に一体的に固定されるよう適合されており、
前記第２の部分（１３）は、前記第３の部分（１４）と前記第１の部分（１２）との間に配置され、前記成形キャビティ（４１’）を開閉するために前記軸（Ｙ’）に沿って摺動するよう適合されており；
前記第１の部分（１２）は、前記第１の表面に対向し前記第１の表面から離間された、前記支持要素の第２の表面を通る前記軸（Ｙ’）に沿って摺動するよう適合された長手方向ロッド（５５）を備え；
前記第２の部分（１３）は、
−摺動案内ケージであって、長手方向ロッド（５５）が摺動可能となる貫通穴を備え、前記支持要素の前記第２の表面に隣接するよう構成された第１のプレート（１８）；ベース構造（１８’’）；その第１の端部において前記第１のプレート（１８）に固定され、その第２の端部において前記ベース構造（１８’’）に固定される複数の平行案内ロッド（１６’、１６’’、１６’’’、１６ｉｖ）；を備える摺動案内ケージと；
−前記摺動案内ケージ内部で摺動するアセンブリ（１９）であって、その第１の端部で第２の手段（１５）によって前記長手方向ロッド（５５）に固定され、その第２の端部で、前記ベース構造（１８’’）内で摺動し、前記予備成形品の内部形状の限界を定める成形キャビティ（４１’）の第１の補完的な構成要素を画成するパンチ（５９）を備えるアセンブリ（１９）と；を備え、
前記ベース構造（１８’’）は、２つの半カラー（６６’、６６’’）を備え、閉鎖された際に、前記予備成形品の首領域の外側形状を画成する前記成形キャビティ（４１’）の第２の補完的な構成要素を画成する前記２つの半カラー（６６’、６６’’）を開閉するためのカムシステムを、前記パンチ（５９）と共に画成するように構成されており、
前記長手方向ロッド（５５）は、前記第２の手段（１５）に引っ掛けることによって一体的に固定されることを特徴とする射出金型。
前記第２の部分（１３）は、前記第３の部分（１４）と前記第１の部分（１２）との間に配置され、前記成形キャビティ（４１’）を開閉するために前記軸（Ｙ’）に沿って摺動するよう適合されており；
前記第１の部分（１２）は、前記第１の表面に対向し前記第１の表面から離間された、前記支持要素の第２の表面を通る前記軸（Ｙ’）に沿って摺動するよう適合された長手方向ロッド（５５）を備え；
前記第２の部分（１３）は、
−摺動案内ケージであって、長手方向ロッド（５５）が摺動可能となる貫通穴を備え、前記支持要素の前記第２の表面に隣接するよう構成された第１のプレート（１８）；ベース構造（１８’’）；その第１の端部において前記第１のプレート（１８）に固定され、その第２の端部において前記ベース構造（１８’’）に固定される複数の平行案内ロッド（１６’、１６’’、１６’’’、１６ｉｖ）；を備える摺動案内ケージと；
−前記摺動案内ケージ内部で摺動するアセンブリ（１９）であって、その第１の端部で第２の手段（１５）によって前記長手方向ロッド（５５）に固定され、その第２の端部で、前記ベース構造（１８’’）内で摺動し、前記予備成形品の内部形状の限界を定める成形キャビティ（４１’）の第１の補完的な構成要素を画成するパンチ（５９）を備えるアセンブリ（１９）と；を備え、
前記ベース構造（１８’’）は、２つの半カラー（６６’、６６’’）を備え、閉鎖された際に、前記予備成形品の首領域の外側形状を画成する前記成形キャビティ（４１’）の第２の補完的な構成要素を画成する前記２つの半カラー（６６’、６６’’）を開閉するためのカムシステムを、前記パンチ（５９）と共に画成するように構成されており、
前記長手方向ロッド（５５）は、前記第２の手段（１５）に引っ掛けることによって一体的に固定されることを特徴とする射出金型。
【請求項2】
請求項１に記載の金型であって、少なくとも一つの延長部（２２０）が、異なる長さや形を有する、成形される複数の予備成形品のための型の変更を担保するために備わることを特徴とする金型。
【請求項3】
請求項２に記載の金型であって、前記少なくとも一つの延長部（２２０）は、前記第２の手段（１５）と前記アセンブリ（１９）との間、及び／又は、前記長手方向ロッド（５５）の上に備わることを特徴とする金型。
【請求項4】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金型であって、前記カムシステムが、前記パンチ（５９）の外側に固定された少なくとも１つのカム（８’、８’’）と、前記ベース構造（１８’’）の各ピン（６８’、６８’’）上で各々が回転する２つのロッカーアーム（６７’、６７’’）とを備え、該ロッカーアーム（６７’、６７’’）上には、前記少なくとも１つのカム（８’、８’’）に追随する各タペット（６９’、６９’’）が固定されることを特徴とする金型。
【請求項5】
請求項４に記載の金型であって、前記ロッカーアーム（６７’、６７’’）のタペット（６９’、６９’’）から前記少なくとも１つのカム（８’、８’’）への接触を保つために、複数の戻しばね（２０１）が備わることを特徴とする金型。
【請求項6】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の金型であって、前記アセンブリはチャンバ（９４）の備わるシリンダ（１９）を備え、前記チャンバ（９４）の内部には、前記パンチ（５９）が一体的に固定されるピストン（４９）が収容され、前記シリンダ（１９）は、その第１の端部において前記第２の手段（１５）に固定され、その第２の端部に平面部（１８’）が備わり、前記第１のプレート（１８）と平行な複数の案内ロッド（１６’、１６’’、１６’’’、１６ｉｖ）に沿って摺動することを特徴とする金型。
【請求項7】
請求項６に記載の金型であって、戻しばね（２００）が備わり、該戻しばね（２００）はその第１の端部で前記第１のプレート（１８）に固定され、その第２の端部で前記シリンダ（１９）の前記平面部（１８’）に固定されることを特徴とする金型。
【請求項8】
請求項６又は７に記載の金型であって、前記成形キャビティ（４１’）を前記溶解プラスチックで満たす際、前記パンチ（５９）上の推力を生成するために、前記シリンダ（１９）内にばね（６３）が備わることを特徴とする金型。
【請求項9】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の金型であって、前記第２の手段（１５）が、差込みカップリングであることを特徴とする金型。
【請求項10】
請求項９に記載の金型であって、前記差込みカップリングが、クラッチベース（６１）の周りに配置されるスリーブ（６０）を備え、該スリーブ（６０）は、軸（Ｙ’）を中心にした角度回転を可能にする制約を有するが、軸（Ｙ’）に平行な方向でクラッチベース（６１）と一体的であることを特徴とする金型。
【請求項11】
請求項１０に記載の金型であって、前記スリーブ（６０）は、歯（６２’、６２’’、６２’’’）を備え、該歯（６２’、６２’’、６２’’’）は、前記スリーブ（６０）のキャビティの内部に向かって方向付けられ、前記長手方向ロッド（５５）の対応する長手方向溝に挿入されると共に、ロッド（５５）とスリーブ（６０）との間の６０°の相対回転で、前記長手方向ロッド（５５）の環状溝に滑り込むように形作られることを特徴とする金型。
【請求項12】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の金型であって、前記第１の手段（６４’）は、前記支持要素の前記第１の表面上に提供されることを特徴とする金型。
【請求項13】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の金型であって、前記長手方向ロッド（５５）にタペット要素（２３０）が備わり、該タペット要素（２３０）は、前記成形動作の間、当該金型（９’）の前記第１の部分（１２）及び前記第２の部分（１３）の前記軸（Ｙ’）に沿った運動を制御するカム面に追随するように適合されていることを特徴とする金型。
【請求項14】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の金型であって、前記長手方向ロッド（５５）を阻害又は阻害解除するためにくさび（５７）が備わり、前記くさびは、空気圧式阻害解除アクチュエータ（５８）によって制御され、前記長手方向ロッド上に提供される適切な場所に挿入される、又は、該適切な場所から取り除かれることを特徴とする金型。
【請求項15】
プラスチックの予備成形品を製造する射出圧縮装置であって、垂直回転軸（Ｙ）を有し、
−固定の支持ベースと、
−前記固定の支持ベースに対して前記回転軸（Ｙ）を中心にして回転する、回転式円形ラック（２）と、
−前記回転式円形ラック（２）の周囲に沿って配置される複数の金型（９’、９’’、９’’’）であって、互いに集約されてそれぞれ少なくとも２つの金型の成形モジュール（９）とされる、複数の金型とを備え、
各金型は請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の金型であることを特徴とする射出圧縮装置。
−固定の支持ベースと、
−前記固定の支持ベースに対して前記回転軸（Ｙ）を中心にして回転する、回転式円形ラック（２）と、
−前記回転式円形ラック（２）の周囲に沿って配置される複数の金型（９’、９’’、９’’’）であって、互いに集約されてそれぞれ少なくとも２つの金型の成形モジュール（９）とされる、複数の金型とを備え、
各金型は請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の金型であることを特徴とする射出圧縮装置。
【請求項16】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の、プラスチックの予備成形品の射出金型を組み立てる方法であって、
ａ）前記金型（９’）の前記第１の部分（１２）を前記第２の部分（１３）に対し、前記長手方向ロッド（５５）を前記第２の手段（１５）に引っ掛けることによって一体的に固定するステップであって、前記アセンブリ（１９）は前記第２の手段（１５）によって、前記摺動案内ケージ内で摺動するステップと、
ｂ）前記成形キャビティ（４１’）のベースに配置されるクラッチ（６５）を、前記第１の手段（６４’）によって前記第１の表面に引っ掛けることにより、前記金型（９’）の前記第３の部分（１４）を支持要素（２１）の前記第１の表面に一体的に固定するステップとを有することを特徴とする方法。
ａ）前記金型（９’）の前記第１の部分（１２）を前記第２の部分（１３）に対し、前記長手方向ロッド（５５）を前記第２の手段（１５）に引っ掛けることによって一体的に固定するステップであって、前記アセンブリ（１９）は前記第２の手段（１５）によって、前記摺動案内ケージ内で摺動するステップと、
ｂ）前記成形キャビティ（４１’）のベースに配置されるクラッチ（６５）を、前記第１の手段（６４’）によって前記第１の表面に引っ掛けることにより、前記金型（９’）の前記第３の部分（１４）を支持要素（２１）の前記第１の表面に一体的に固定するステップとを有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、食品用の容器（特に、ボトル）を製造することが意図される、射出圧縮によって熱可塑性材料（例えばＰＥＴ）で作られる予備成形品を成形するための回転機のための射出金型に関する。
【背景技術】
【0002】
非常に多数の熱可塑性容器、特にボトルの生産は、一般にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である原料から開始して、最も多様な市場ニーズに適した特に非常に複雑な形状であると共に、特に軽量であって周囲温度で高い圧力を受けたときでも丈夫である、完成品容器が得られるようにするプロセスである。細粒の形態である未加工状態のＰＥＴからプラスチック容器への移行は、所望に応じて、一段階プロセスを用いて、または二段階プロセスを用いて実施することができる。
【0003】
一段階プロセスは、金型に注入するステップを用いてＰＥＴを細粒から予備成形品へと移行させる、単一のプラントを使用して実施され、延伸ブロー成形するステップを用いた予備成形品からプラスチック容器への移行が、予備成形品を周囲温度まで完全に冷却させることなく、続けて行われる。したがって、周囲温度から開始して加熱しなければならない場合に比べて、予備成形品を適切なブロー成形温度に戻すのに要する熱が少ないため、予備成形品は、注入ステップから残っている潜熱の一部を保存して、エネルギーが大幅に削減される。
【0004】
いわゆる二段階プロセスは、その代わりに、一般には別個ではあるが必ずしもそうでなくてもよい２つのプラントで実施され、１つのプラントは、細粒状のＰＥＴを予備成形品へと移行させることにより、容器製造プロセスの第１の部分を実施し、即ち、ＰＥＴ予備成形品を射出成形用金型に注入するステップを実施する。プロセスの第２の部分は、ＰＥＴ容器をブロー成形するのに現在一般に使用されている延伸ブロー成形技術を使用して、ブロワー内で予備成形品を最終容器へと変形させるものであり、第２のプラントで実施される。予備成形品を射出しそれをボトルの形にブロー成形することを含む、二段階プロセスはまた、同じプラントで実施されてもよいが、２つの動作は２つの別個の時間に実施される。予備成形品は、射出後に周囲温度に達するように冷却することができる。次に、予備成形品を完成品容器へと、特にボトルへと変形させなければならないとき、ＰＥＴが使用される場合、延伸ブロー成形に使用されるかまたはそれに必要な熱可塑性樹脂に特有である、ブロー成形プロセスに要する温度まで戻すため、適切なオーブンの中で加熱しなければならない。
【0005】
統合された一段階プラントが好ましい１つの理由は、上述したように、この種のプラントによって、より少ないエネルギー消費でより良好な完成品の品質が担保されるという点である。完成品のより良好な品質は、生産パラメータをリアルタイムで修正し、それらを迅速で効率的なやり方で容器の製造ニーズに適合させることができることによって可能になる。さらに、統合された一段階プラントでは、予備成形品の製造誤差を即時に検出することができ、それによって予備成形品および／または完成品容器の欠陥を修正することができる。
【0006】
二段階プラントでは、代わりに、注入動作の間に予備成形品に生じる欠陥は、生産が数日犠牲になるような遅れをもって検出されることがある。さらに、２つの段階の間に連続性が欠落していることで、予備成形品のライフサイクルの全情報が格納されなくなり、それにより、延伸ブロー成形は常に加工済みの予備成形品の正確な特徴を知らずに行われる。同じく重要なのは、予備成形品が即時に最終容器へと変形されない場合の汚染による問題であり、それらが食品等級の製品を収容するためのものである場合、結果としてその寿命が犠牲になる。
【0007】
複雑な形状および多数のアンダーカットを有する中空本体を作るのに特に適しているという理由で、ブロー成形も現在は好まれている。ブロー成形は、ボトルおよびフラスコなど、本体が口よりもはるかに幅広である容器を生産できるという大きな利点を有する。さらに、生産サイクル、即ちサイクル時間がより短いため、回転成形よりも好ましい。ブロー成形は、市場が特に高い製造数を要求する熱可塑性樹脂、特に飲料用のＰＥＴのボトルなど、容器の大量生産に適した、特に高速で効率的な生産プロセスである。短いサイクル時間により、プラントのコストを非常に多数の部品に分配することができ、それによって、より大型のブロー成形プラントにおいて１時間当たり容器数万個程度もの生産速度を達成することができる。経済的観点から見た重要な要素は、このように、原料、例えばＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰＥ、ＰＰのコストであり、したがって、単一の容器を製造するのに使用される材料の量を低減することが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】ＷＯ２０１１１６１６４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
一段階プラントの作成においてまだ克服されていない課題の１つは、現在最も一般的である複数のキャビティ金型への予備成形品注入プロセスである、容器製造プロセスの第１の部分が、延伸ブロー成形プロセスである製造プロセスの第２の部分よりも低速であるため、二段階プラントに比べて生産速度が低いことであり、それにより、非常に高い生産能力が既に達成されていることがある後者の動作が、予備成形品射出金型の最大能力と同じレベルで維持するために、最大能力よりも低い生産能力で稼働させなければならないことである。
【0010】
生産能力および生産される予備成形品の品質という観点から最も有望であると思われる、記載した技術の変形例は、予備成形品金型を圧縮するのに要する力がより少なく、プレストン数がより少ない射出圧縮技術を使用するものである。このプロセスの別の利点は、熱可塑性材料が受ける応力がより低いので、高い容器品質を担保しながら非常に壁が薄い容器を製造することができるという点である。射出成形機に特有の交替サイクルの代わりに射出圧縮生産サイクルを実現するために回転プラットフォームが使用される場合、統合された一段階プラントが使用される場合に、容器をブロー成形する回転ブロワーと予備成形品成形機を統合する方が簡単である。
【0011】
成形機の生産能力を高めるために、これもまた必要とされるのは、いくつかの要素、例えば、異なる型や大きさのボトルを製造する際に交換される必要のある、容器を生産するための金型の複数の要素を、交換しメンテナンスする動作のための休止時間を減らすことである。特許文献１は、予備成形品を作るための射出圧縮段階を備えるＰＥＴボトル製造プラントと、それに続く完成品ボトルを作るための延伸ブロー成形プラントについて記載している。引用文献１は、生産時間の低減を可能とする電気機械式又は空気圧式アクチュエータを使用することにより、予備成形品の生産速度の増加を可能とするが、生産されるボトルの型を変更するため、又は、定期的又は補助的なメンテナンスを実行するための必要時に、いくつかの部品を定期的に交換する必要に由来するいかなる課題も解決せず、従って、これらの動作が面倒であることを理由として、製造プロセスを減速させるものである。このように、生産性を増加させると共に予備成形品の品質を低減させることなくそのコストを低減するという市場需要を満たすため、特にＰＥＴで作られた、熱可塑性予備成形品を作るための新しい回転射出機を提供することに対する必要性が感じられている。したがって、製造される予備成形品の品質を低下させることなく、予備成形品の射出圧縮機の速度を増加させる解決策が求められてきている。さらに、設計の複雑さも立上げコストも増加させることなく、熱可塑性容器の射出圧縮機の自動化を向上させると共にその保守時間を低減する必要性も感じられている。更に、熱可塑性容器のための射出圧縮機の自動化を促進し、デザインの複雑性も構造のコストも高めることなく、型の変更及び定期的及び補助的メンテナンスのための休止時間を減少させる必要性が感じられている。
【0012】
本発明の目的は、熱可塑性予備成形品、とりわけＰＥＴの予備成形品を成形する回転機に適した射出金型を提供することであり、それは、予備成形品製造プラントの包括的な生産性を増加させることに役立つ。
【0013】
本発明の更なる目的は、少なくとも２つの射出金型を伴う複数の成形モジュールが備わる回転円形ラックを備える高生産射出圧縮装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明が目的とするのは、プラスチックの予備成形品の射出金型によって上記の目的を達成することであり、当該射出金型は請求項１に従い、互いに固定された第１の部分と第２の部分、及び第３の部分を備え；前記第３の部分は、Ｙ’軸を画成する成形キャビティを備え、第１の高速カップリング手段によって当該金型の支持要素の第１の表面に一体的に固定されるよう適合されており；前記第２の部分は、前記第３の部分と前記第１の部分との間に配置され、前記成形キャビティを開閉するために前記軸Ｙ’に沿って摺動するよう適合されており；
【0015】
前記第１の部分は、前記第１の表面に対向し前記第１の表面から離間された、前記支持要素の第２の表面を通る前記軸Ｙ’に沿って摺動するよう適合された長手方向ロッドを備え；前記第２の部分は、−摺動案内ケージであって、長手方向ロッドが摺動可能となる貫通穴を備え、前記支持要素の前記第２の表面に隣接するよう構成された第１のプレート；ベース構造；その第１の端部において前記第１のプレートに固定され、その第２の端部において前記ベース構造に固定される複数の平行案内ロッド；を備える摺動案内ケージと；
−前記摺動案内ケージ内部で摺動するアセンブリであって、その第１の端部で第２の高速カップリング手段によって前記長手方向ロッドに固定され、その第２の端部で、前記ベース構造内で摺動し、前記予備成形品の内部形状の限界を定める前記成形キャビティの第１の補完的な構成要素を画成するパンチを備えるアセンブリと；を備え、
前記ベース構造は、２つの半カラーを備え、閉鎖された際に、前記予備成形品の首領域の外側形状を画成する前記成形キャビティの第２の補完的な構成要素を画成する前記２つの半カラーを開閉するためのカムシステムを、前記パンチと共に画成するように構成されている。
【0016】
本発明の第２の態様が関連するのは、プラスチックの予備成形品を製造する射出圧縮装置であって、当該装置は請求項１５に従い、垂直回転軸Ｙを有し、−固定の支持ベースと、
−前記固定の支持ベースに対して前記回転軸Ｙを中心にして回転する、回転式円形ラックと、
−前記回転式円形ラックの周囲に沿って配置される複数の金型であって、互いに集約されてそれぞれ少なくとも２つの金型の成形モジュールとされる、複数の金型とを備え、
各金型は請求項１に従う金型である。
【0017】
本発明の更なる態様が関連するのは、プラスチックの予備成形品の射出金型を組み立てる方法であって、請求項１６に従い、以下のステップを有する：ａ）前記金型の前記第１の部分を前記第２の部分に対し、前記長手方向ロッドを前記アセンブリに引っ掛けることによって一体的に固定するステップであって、前記アセンブリは前記第２の高速カップリング手段によって、前記摺動案内ケージ内で摺動するステップ、
ｂ）前記成形キャビティのベースに配置されるクラッチを、前記第１の高速カップリング手段によって前記第１の表面に引っ掛けることにより、前記金型の前記第３の部分を支持要素の前記第１の表面に一体的に固定するステップ。
【0018】
本発明の射出金型の特徴によって、２つ、３つ、または４つ一組で予備成形品射出金型を収容する、次の利点を提供する回転式円形ラックを製造することができる：−射出圧縮金型を開閉するための機械的なサイクル時間が低減される；
−形態変更のための休止時間が低減される；
−成形キャビティ内における金型のパンチがより良好に心出しされ、結果として成形された予備成形品の同心性が改善される；
−熱膨張によって引き起こされる変形、および複数のキャビティ構造の一般的な機械的制約から解放される；
−溶解樹脂分配のための革新的な回転接合部のおかげで、別の形で金型が配置されたプラントに比べてより高い回転速度で円形ラックを回転させることができるため、容器生産速度がより高い；
−装置アーキテクチャのモジュール性のおかげで、機械またはその部分群を分解し再装備するのにロボットシステムを使用することができる；
−樹脂を各金型内へと分配するときに装置によって提供される樹脂の計量精度のおかげで、高品質の予備成形品を得ると共に製造の無駄を低減することができる。
【0019】
結果として得られる包括的な利点は、より高品質の予備成形品におけるより高い時間当たりの生産速度である。
【0020】
従属請求項は、本明細書の不可欠な部分を形成する、本発明の好ましい実施形態について記載する。
【0021】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を活用して非限定例によって例証される、射出圧縮装置の好ましいが排他的でない実施形態の詳細な説明に照らして明白となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明による射出圧縮装置が組み込まれた、熱可塑性予備成形品製造プラントを示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図面中の同じ参照番号および文字は、同じ部材または構成要素を指す。
【0024】
熱可塑性樹脂容器向けの射出圧縮装置の好ましい一実施形態について、上述の図面を詳細に参照して以下に記載する。
【0025】
図１は、熱可塑性材容器向けの、一般的には食品もしくは食品以外に使用されるボトルまたは他の容器を生産するためのＰＥＴ予備成形品向けの、回転式の射出圧縮プラントを示す概略平面図である。
【0026】
この図では、射出圧縮装置は、予備成形品を回転式円形ラック２から冷却デバイス５１へと移送する、把持具４を備えた予備成形品冷却デバイス５１、例えば星形コンベヤ５０と関連付けられる。かかる構成は、二段階タイプの容器製造プラントにおいて一般的である。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、予備成形品冷却デバイス５１の代わりに、予備成形品移送、冷却、および／または調整ホイール、加熱オーブンなどの当該分野で知られているタイプの対応する付属デバイスと共に、射出圧縮装置をブロー成形機と関連付けることができることを理解するであろう。必要に応じて、例えば容器にラベルを付け、意図される製品を充填するのに使用される、他の機械がプラントに挿入されてもよい。
【0027】
さらに、様々なプラント構成要素を、プラントが設置される場所の空間占有の必要性に適応する三角形を、またはより一般的には多角形を理想的には形成する、回転軸と位置合わせされるかまたはグループ化される、比較的平面の位置で配置することができる。
【0028】
図１のプラントは、既知のタイプの少なくとも１つの押出機１を備え、押出機の機能は、特定のヒータによって、また押出しねじの作用によって発生する摩擦力によって提供されるエネルギーの寄与により、ポリマーを可塑化してそれを細粒状の固体状態から流体状態へと変換し、結果として溶解樹脂を生成することである。
【0029】
プラントはまた、垂直軸Ｙを中心にして回転することができる、予備成形品射出圧縮成形のための回転式円形ラック２を備える。
【0030】
押出機１によって生成された溶解樹脂を各金型まで分配するための、円形ラック２の外周上に配置される分配デバイス３は、押出機１と回転式円形ラック２との間に設けられる。射出圧縮装置は回転式円形ラック２として構成されるので、供給される溶解樹脂の流量は長時間にわたってほぼ一定でなければならず、それにより、一定の流量を発生させることができる押出機１が好ましくは使用されなければならない。
【0031】
回転式円形ラック２は、特に図２を参照すると、水平の下側ディスク２０と、下側ディスクに平行な上側ディスク２２とを備える。両方のディスク２０および２２は、同じ回転軸Ｙを共有して、理想的な形状のドラムを備えたアセンブリを形成する。複数の射出圧縮金型９’、９’’、９’’’はドラムの周囲に沿って配置され、金型は、実質的に細長い形状を有すると共に、円形ラック２の回転軸Ｙに平行であって、例えば矢印Ｆ（図２）の方向で、または必要に応じて反対方向で回転してもよい、半金型の垂直な摺動軸Ｙ’（図４）をそれぞれ画成する。
【0032】
下側ディスク２０および上側ディスク２２は、高い剛性を有する回転ラック２の耐荷重構造の形成に寄与するように、また結果として射出圧縮プロセス中に発生する高荷重に耐えることができるように、成形モジュール９によって互いに接合される。射出圧縮金型の数は、予備成形品および／または完成品容器の製造プラントの意図される生産速度に関連する基準にしたがって、射出圧縮装置を設計するステップの間に定義される。
【0033】
説明を明瞭にするため、３つの射出圧縮金型９’、９’’、９’’’をそれぞれ備える２つの成形モジュール９のみが図２に示されているが、完全に互いに等しく、金型の数の３分の１であるモジュール９の数に分割される、金型９’、９’’、９’’’によって、円形ラック２の全周が占められることが理解される。
【0034】
特に、図２の解決策は、３つの金型９’、９’’、９’’’を備えた成形モジュール９が円形ラック２の周面に沿っている一実施形態を示しているが、本発明の保護範囲から逸脱することなく、３つ以外の数の金型を備えたモジュールを作ることができる。これらの解決策は、当業者が簡単に理解することができるため、図面には図示されない。
【0035】
図３、３ａ、および３ｂにより詳細に示される、溶解樹脂分配デバイス３は、下側ディスク２０において円形ラック２の中央に設けられる。分配デバイス３により、溶解樹脂を、固定の押出機１の単一の供給導管１０から、円形ラック２と共に回転する複数の成形モジュール９へと移送することが可能になる。
【0036】
分配デバイス３は、次のものを備える回転接合部を有利に備える：−軸Ｙに沿って延びる長手方向の固定要素２３を中心に備え、適切な直径を有する溶解樹脂の通過チャネル１１が中に設けられ、溶解樹脂の必要な流量と適合性があり、２８〜４２ｍｍ、好ましくは３２ｍｍの、固定構造３’；
−次のものを備える、可動構造３’’；
−−分配デバイス３の上側部分に配置され、前記長手方向の固定要素２３の上方にあり、円形ラック２の下側ディスク２０と一体である、第１の中央回転要素２５；
−−実質的に鐘形（図３ｂ）であり、第１の回転要素２５の下に配置されると共にそれと一体であり、中央の貫通キャビティを備え、円筒形状を有し、中央の固定要素２３の上側部分が交差する、第２の中央回転要素１０２。
【0037】
溶解樹脂通過チャネル１１’は、第１の端部において通過チャネル１１と同じ直径を有すると共にそれと連通する、第１の回転要素２５内に設けられる。通過チャネル１１および１１’は円形ラック２のＹ軸に沿って配置され、通過チャネル１１は通過チャネル１１’よりも大幅に長い。その代わりに、前記通過チャネル１１’はその第２の端部に、やはり前記第１の回転要素２５の内部に設けられる、複数の放射状の横方向チャネル５２に接続するためのフレアを備える。
【0038】
回転式円形ラック２が回転する間、樹脂がチャネル１１からチャネル１１’へと通過するときに、溶解樹脂は固定構造３’と可動構造３’’との間のギャップから一部が出る傾向にあるので、ラビリンスシール２４が、有利には、前記固定構造３’と前記可動構造３’’との間における溶解樹脂の気密性を担保する。
【0039】
ラビリンスシール２４は、第２の回転要素１０２の中央（図３ｂ）にあり、第１の回転要素２５と一体である円筒状の貫通キャビティの内表面１０１と、固定の長手方向要素２３の外表面との間の空間で得られる。一条または複数条の、例えば二条もしくは四条の渦巻状溝１０３は、有利には、内表面１０１上に設けられる。渦巻状溝１０３は、回転要素２５および１０２の、したがって円形ラック２全体の回転とは反対方向で傾斜した螺旋を有する螺旋状溝であり、それにより、固定の長手方向要素２３に対する渦巻の回転相対運動によって、加圧された溶解樹脂が固定構造３’と可動構造３’’との間のギャップから放出されるのに対抗する給送効果が作り出されて、それを上に押しやり、分配デバイス３自体の中で維持する。
【0040】
特に、かかる傾斜した螺旋は、その回転運動によって、溶解プラスチックの流れがギャップ内へと自然に出ていく方向に対抗するようなものである。例えば、方向Ｆ（図２）にしたがった可動構造３’’の回転の場合、渦巻状溝１０３は左巻きの螺旋である。特に、固定構造３’と可動構造３’’との間のギャップは、Ｌ字形断面の環状形状を有し、一方の側では第１の回転要素２５の下側表面および長手方向の固定要素２３の上側表面によって限界が定められ、他方の側では回転要素１０２の内表面１０１および固定の長手方向要素２３の外表面によって限界が定められる。
【0041】
この回転接合により、長手方向の固定要素２３と第１の回転要素２５との間の相互の相対的な回転継手が可能になる。他方では、固定要素２３は、プラントの構造に接続する支持要素３５に固定される。スラスト軸受２６は、Ｙ軸を中心にして回転する上側の可動構造３’’と、分配デバイス３の下側の固定構造３’との間に挟まれる。
【0042】
押出機１の供給導管１０から来る溶解樹脂は、通過チャネル１１内へ、通過チャネル１１’内へ、また横方向の放射状チャネル５２内へと順に進む。第１の回転要素２５の前記横方向の放射状チャネル５２は、次いで、第１の回転要素２５をそれぞれの成形モジュール９に接続する、それぞれの横方向導管２７と連通する。
【0043】
横方向導管２７はそれぞれ、射出圧縮金型９’、９’’、９’’’に所定量の溶解熱可塑性樹脂を供給するのに適した直径を有する、それぞれの中央チャネル２７’を備える。樹脂が予備成形品成形のための設計温度でモジュール９’、９’’、９’’’に達することができるように、溶解樹脂を適正温度で維持するように適合された電気抵抗器３８’、３８’’、および３８’’’は、有利には、分配デバイス３内部の溶解樹脂が交差する様々な導管に沿って配置される。
【0044】
横方向導管２７の各中央チャネル２７’は、注入ブロック２９上で得られるマニホルド（図１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ）に接続され、注入ブロックは、適切なチャネリング導管を用いて、対応する成形モジュール９上に配置されるそれぞれの成形キャビティ４１’、４１’’、４１’’’と連通する。
【0045】
簡潔にするため、明細書のこの部分では、３つの金型９’、９’’、９’’’を備えた単一の成形モジュール９を、詳細には単一の金型９’を参照するが、回転式円形ラック２に含まれるすべての金型および成形モジュールは、特段の指定がない限り、同じ機能的および構造的特徴を有することが理解される。ここに示される実施形態では、複数の成形モジュール９は、成形キャビティ４１’、４１’’、４１’’’の３分の１に等しい数である。
【0046】
このように、成形モジュール９は、特に図４および５を参照してより詳細に記載される。成形モジュール９は、例えば、上側ディスク２２の上側部分上および下側ディスク２０の下側部分上に一体的に固定される、非常に中実で剛性であって実質的にＣ字形の構造のフレーム２１の形態である、支持要素を備える。その剛性により、射出圧縮成形動作と関連付けられる力によって生成される反力に対抗することができる。相互に等しくモジュール９を形成する３つの金型９’、９’’、９’’’は、径方向で円形ラック２の外側に面するフレーム２１の開放部分で固定される。
【0047】
金型９’は、上側部分１２、中央部分１３、および下側部分１４の３つの部分から成る。
【0048】
明瞭にするため、上側部分１２は、従来、成形キャビティ４１’の現行の保守動作または形式変更動作の間、モジュール９のフレーム２１に接続されたままである、金型９’の部分である。
【0049】
中央部分１３は、従来、製造すべき予備成形品の磨耗または形式変更の理由で交換しなければならないとき、比較的単純で迅速な動作で交換することができる、金型９’の部分である。中央部分１３は、現行の成形動作の間、固定され、上側部分１２と一括して一体的のままであり、部分１２および１３は両方とも、方向Ｄ（図５）に沿って共に移動して、成形キャビティ４１’を開閉する。
【0050】
下側部分１４は、従来、現行の成形動作の間移動せず、製造すべき予備成形品の磨耗または形式変更の理由で成形キャビティ４１’を交換する必要があるとき、比較的簡単で迅速な動作によって交換することができる、フレーム２１に一体的に固定される金型９’の部分である。
【0051】
上側部分１２は、フレーム２１の上側部分の穴ガイド内で垂直に摺動すると共に、その上端部において、フレーム２１の前記上側部分に一体的に固定されるガイド５４に沿って矢印Ｄの方向で摺動することができるランナー５３と一体である、長手方向ロッド５５を備える。ロッド５５は、成形動作の間、金型９’の上側部分１２および中央部分１３の垂直移動を制御する、カム面（図示なし）に追随することができるタペットとして作用する、ホイール２３０または等価の要素を含む。
【0052】
空気圧式アクチュエータ５８によって制御される、ロッド５５を阻害または阻害解除（unblocking）するための阻害および阻害解除くさび５７により、予備成形品を成形するステップの間、ロッド５５上に設けられるさらなるホイール５６に作用することで、上側部分１２および中央部分１３を下側位置（図１４）で固定したままにすることができる。くさび５７がその代わりに、空気圧式アクチュエータ５８の作用を受けてロッド５５内の特定の場所から撤回されると（図５、１５、１６、および１７の位置を参照）、上側部分１２および中央部分１３が垂直に摺動して、後述する成形サイクルの他のステップを行うことができる。
【0053】
中央部分１３は、次のものを備える（図６、７ａ、７ｂ）：−例えば予備成形品の形式変更動作の間、中央部分１３の上側部分１２に対する迅速な取付けおよび分離を可能にするように、上側部分１２に接合する差込みカップリング１５；
−それぞれの戻しばね２００と関連付けられ、上側部分上では第１のプレート１８に、下側部分上ではベース構造１８’’に固定され、第１のプレート１８が、ロッド５５が貫通する中央の貫通穴２１０を備え、ロッドがその下端部において、案内ケージの内部に設けられる差込みカップリング１５に接続されて、差込みカップリング１５と第１のプレート１８との間の相対的な摺動移動が可能になる、４つのロッド１６’、１６’’、１６’’’、１６ｉｖによって構築される、摺動する案内ケージ；
−例えば、空気圧シリンダ又は他の同じようなシリンダであって、ピストン４９が収まるチャンバを画成する内部キャビティを有し、場合によっては挟まれる延長部２２０を用いて、上端部によって差込みカップリング１５に固定され、下端部において、好ましくはシリンダ１９自体の同じ平坦な下端部と合致する、例えば第２のプレート１８’の形状の平坦部分を備え、４つのロッド１６’、１６’’、１６’’’、１６ｉｖに沿って摺動する、シリンダ１９であって、前記戻しばね２００が螺旋状であると共に前記ロッドに対して同軸であり、第１の端部で第１のプレート１８に、第２の端部で第２のプレート１８’に固定され、シリンダ１９と一体的であるかあるいはその一部に属し、第１のプレート１８に対して平行に移動することができる、空気圧シリンダ；
−ピストン４９に一体的に固定され、成形キャビティ４１’に対して補完的な構成要素を形成して、予備成形品の金型を完成し、予備成形品の内部形状の限界を定める、パンチまたはコア５９；
−パンチ５９のガイド要素５９’に一体的に固定され、その外部にあって同軸のカム８’、８’’；
−４つのロッド１６’、１６’’、１６’’’、１６ｉｖが固定され、２つの横方向レバー（もしくはロッカーアーム）６７’、６７’’のシステムを備え、該横方向のレバー（もしくはロッカーアーム）６７’、６７’’はベース構造１８’’のそれぞれのピン６８’、６８’’上でヒンジ止めされ、カム８’、８’’に追随するそれぞれのタペット６９’、６９’’が前記横方向のレバー（もしくはロッカーアーム）上に固定される、ベース構造１８’’；前記レバー６７’、６７’’は、閉じたとき（図７ａ）に、予備成形品の首領域を成形する負のキャビティを画成して、予備成形品を成形しなければならないときに成形キャビティ４１’の閉止を完成できるようにする、カラーを画成する、２つの半リップまたは半カラー６６’、６６’’（図７ａおよび７ｂ）の開閉を制御する。
【0054】
シリンダ１９内部のばね６３は、パンチ５９上でわずかな推力を作り出して、第１の成形ステップの間、成形キャビティ４１’を溶解樹脂で規則的に充填するのを促進する。図１０および１１により詳細に示される差込みカップリング１５は、軸Ｙ’を中心にした角度回転を可能にする制約を有するが、軸Ｙ’に平行な方向でクラッチベース６１と一体的である、クラッチベース６１の周りに配置されたスリーブ６０を備える。スリーブ６０は、キャビティの内部に向かって方向付けられ、長手方向ロッド５５の対応する長手方向溝に挿入されると共に、矢印Ｒの方向でロッド５５とスリーブ６０との間の約６０°の相対回転で、前記長手方向ロッド５５の環状溝に滑り込むように形作られる、歯６２’、６２’’、６２’’’を備える。それにより、組立て／分解動作を実施するため、または予備成形品の形式を変更するために、迅速に金型９’の中央部分１３を上側部分１２に対して取り付け、分解することができる。
【0055】
金型９’の下側部分１４は、キャビティ４１’のベースに配置される対応するクラッチ６５（図６、７ａ）と協働する、支持フレーム２１上に提供される成形キャビティ４１’および第２の差込みカップリング６４’（図８、９）を備える。それにより、保守のためまたは形式変更のための、キャビティ４１’の交換の迅速性が担保される。
【0056】
より多数の予備成形品長さを含む形式変更を担保するために、ロッド５５は、必要な長さに達するために追加または除去してもよい、少なくとも１つの延長部を備えていなければならないことに留意されたい。別の方法で、または組み合わせて、前記少なくとも１つの延長部２２０は、差込みカップリング１５とシリンダ１９との間に配置されてもよい（図６および７）。
【0057】
キャビティ４１’が開かれると、中央部分１３は、Ｄによって示される方向で下側部分１４から離れて上方に移動する。好ましくはゴムで作られたバンパー１７を用いて、一旦第１のプレート１８がＣ字形のフレーム２１の上側部分に当接すると、カム面がホイール２３０に作用することによってロッド５５がさらに持ち上げられ、それにより、パンチ５９および結果としてカム８’、８’’が、穴開きプレート１８に対する相対運動によって上方に移動するが、その時点で穴開きプレートは、ベース構造と共に、したがって、レバーまたはロッカーアーム６７’、６７’’を穴開きプレート１８から同じ所定の距離で維持する支点６８’、６８’’と共に、静止したままである。
【0058】
カム８’、８’’およびレバー６７’、６７’’の相対移動により、レバー６７’、６７’’のタペット６９’、６９’’がカム８’、８’’のプロファイルに追随するという事実によって、２つの半カラー６６’、６６’’（図７ｂ）が互いに対して分離されて、移送用の星形コンベヤ５０上に設けられる特定の把持具を使用することによってパンチ５９から抽出されてもよい、予備成形品の首部が解放される。戻しばね２０１（図７ａ）は、タペット６９’、６９’’をカム８’、８’’と接触させて保つ。金型９’に関してなされた説明は、成形モジュール９の金型９’’および９’’’に関して同様の形で繰り返され、説明を簡潔にするため省略される。
【0059】
注入ブロック２９について、樹脂用量を装填するステップ、および各成形サイクルに対して成形キャビティ４１’’を樹脂用量で充填するステップをそれぞれ示す、図１２ａ、１２ｂ、および１３ａ、１３ｂを参照してより詳細に記載する。成形キャビティ４１’’について記載されているが、ブロック２９は、キャビティ４１’’に関して記載したのと同じ付属構成要素を有し、同時に充填される、キャビティ４１’’に完全に等しい他の２つの成形キャビティ４１’および４１’’’を有することが明白である。
【0060】
樹脂は、高温チャンバ３０に接続されたそれぞれの分配注入機３４に滑り込むピストン３９の推力によって、成形キャビティ４１’’に注入される。ピストン３９は空気圧シリンダ３３によって作動され、それが次いで、弁（図面には図示なし）によって制御される。必要な場合、適切な加熱手段、例えば抵抗性バンドが、注入ブロック２９の様々な部品内において樹脂を設計温度で維持するために提供される。
【0061】
注入ノズル３１は、垂直軸Ｙ’を有する高温チャンバ３０の頂部に配置され、例えばバンドタイプの電気抵抗器によってやはり加熱される。かかる注入ノズル３１により、溶解材料の用量が穴４２を通して成形キャビティ４１’’に入ることができる。好ましくは、前記穴４２は、３〜５ｍｍ、好ましくは４ｍｍの直径を有する。
【0062】
高温チャンバ３０は、１つ以上の横方向導管２７から樹脂を受け入れるマニホルド２８に接続された、第１の導管７０と交差する。この第１の導管７０は、やはり高温チャンバ３０内にあり、分配注入機３４のタンク７２を注入ノズル３１の注入導管７３と接続する、第２の導管７１と連通する。穴４２は、動作の間、シャッター３２によって開かれるかまたは閉じられる。
【0063】
有利には、それぞれの成形キャビティの充填動作およびそれぞれのディスペンサ３４の充填動作のための、単一のアクチュエータを備えた機構が、各モジュール９の各成形キャビティ４１’、４１’’、４１’’’に対して提供される。しかしながら、この実施形態では、３つの空気圧シリンダ３３を制御する１つのみの電磁弁が存在するので、各モジュール９の３つの成形キャビティ４１’、４１’’、４１’’’は、各作業サイクルの同じステップを同時に実施する。ディスペンサ３４を充填するステップと、成形キャビティを充填するステップとの間の切替えを作動させる機構は、分配注入機３４を充填するために溶解樹脂が導管７０からタンク７２に向かって通るのを開閉することができる、例えばスプールまたはシャッタータイプの弁３６であることができる。前記弁３６は、弁３６の第１の端部に配置される作動デバイス３７を用いて作動させられる。シャッター３２は、第１の端部とは反対側の、弁３６の第２の端部に一体的に接続される。作動デバイス３７、弁３６、およびシャッター３２は長手方向で、また好ましくは同じ軸Ｙ’に沿って配置される。
【0064】
作動デバイス３７は、互いと一体のそれぞれのピストン７６、７７を備えた、２つの別個の円筒状チャンバ７４、７５を備える。下側の円筒状チャンバ７５は、２つの圧縮空気入口／出口導管７８、７９を備える。
【0065】
溶解樹脂用量の重量をやはり１００分の１グラムまで正確に調節する、二重作用ピストン４０の当接プレート４３の位置の調節リングナット４４は、分配注入機３４における空気圧シリンダ３３の円筒状チャンバの底部に提供される。上述の当接プレート４３の位置は、より良好な予備成形品の校正のために単独で設定することができる。
【0066】
空気圧シリンダ３３の二重作用ピストン４０は、上側のチャンバ４５および下側のチャンバ４６に導入される圧縮空気によって、また高温チャンバ３０のチャネル７０を用いて押出機１から来る溶解樹脂によって発生する、圧力と反対圧力との組み合わせによって作動する。
【0067】
樹脂を分配機に装填するステップの間、矢印Ｇによって示される方向に沿ってピストン４０が降下するのに対応して、押出機によってタンク７２に押し込まれる溶解樹脂の圧力がピストン３９に働き、１０〜４０バールの範囲で適切に調節される、上側のチャンバ４５に導入される圧縮空気の圧力と、好ましくは４０バールで空気回路に常に接続された下側のチャンバ４６に導入される圧縮空気の圧力との組み合わせに対して卓越する。
【0068】
溶解樹脂を注入するステップの間、Ｇによって示される方向に沿ってピストン４０が上昇するのに対応して、好ましくは４０バールである高圧の圧縮空気が、入口取付具４８から来る、下側のチャンバ４６内で働く一方、同じシリンダ３３の上側のチャンバ４５は、制御弁を用いて、出口取付具４７を用いる低圧（０〜８バール）の空気回収回路に接続される。
【0069】
弁３６、シャッター３２、および分配注入機３４の協調された移動、ならびに当接プレート４３の校正によって、製造すべき予備成形品の設計にしたがって、成形キャビティ４１’’に導入する必要がある溶解樹脂の量を正確に計量することができる。注入ブロックの協調された移動は、プログラマブルシステムによって駆動される電磁弁を使用することによって作動する。
【0070】
特に、図１２ａに示されるように、分配注入機３４のピストン３９が前進位置にあるとき、弁３６は作動デバイス３７によって開かれて、導管７０が開いたままにされる。弁３６がその上向きの変位によって開くと、シャッター３２によって注入ノズル３１の穴４２が閉じ、高温チャンバ３０から来てタンク７２を充填する加圧された溶解樹脂面の作用を受けて、分配注入機３４の二重作用ピストン４０が撤回されることが決まる。
【0071】
二重作用ピストン４０が当接プレート４３に達した後、装填ステップが完了し、分配注入機３４は、それぞれのコマンドが付与されるとすぐに、用量を成形チャンバ４１’’に注入する準備ができている。
【0072】
注入するステップは、弁３６を、作動デバイス３７によって決定される、その下向きの変位によって閉じることと、同時にシャッター３２を開いて、それが下に移動することによって、ノズル３１の出口区画（図１３ａ）を、即ち穴４２を解放することと、それに続く、二重作用ピストン４０（図１３ｂ）を用いたディスペンサ３４の注入移動とを含む。弁３６は、分配注入機３４のピストン３９が前進する間は閉じられ、したがって、溶解樹脂は導管７１および注入導管７３を通過させられて、成形キャビティ４１’’の内部に達する。
【0073】
横方向導管２７はそれぞれ、端部に２つの球状継手２０３（図３ａ）を備え、それを用いて、回転変位によって、主に熱膨張による下側のディスク２０と分配デバイスの回転要素２５との間の相対変位を補償できるように、一方ではマニホルド２８に、他方では回転要素２５に接続される。平面図（図示なし）では、横方向導管２７は、回転軸Ｙに対して放射方向で正確に位置合わせされずに配置され、その代わりに、軸Ｙに対してわずかにオフセットして配置され、即ち、導管２７の理想の軸は、理想的には円形ラック２の回転中心と決して交差しないが、それが画成する理想の線はこの中心から所定の距離を通る。この配置（図２に示される）によって、放射方向および垂直方向両方の意味で、横方向導管２７の熱膨張を考慮に入れることができる。かかる配置は、上述したように、円形ラック２の各成形モジュール９の横方向導管２７それぞれに関して同じである。代替の変形例では、各成形モジュール９は、モジュール内の金型と同じ数の横方向導管１７を含んでもよい。
【0074】
回転式円形ラック２の好ましい変形例によれば、押出機１は、好ましくは５０バール〜２００バールの出口圧力で、必要とされる溶解樹脂の流量を提供する、容積ポンプとして作用する。かかる圧力は、分配デバイス３の単一の通過チャネル１１が、各成形モジュール９の各成形サイクルにおいて、３つの分配インジェクタに供給できることを考えると、分配デバイス３の、各成形モジュール９の横方向導管２７の、またそれぞれの高温チャンバ３０の、内部チャネリング全体の内部で溶解樹脂を移動させるのに十分である。
【0075】
様々なチャネリング内部の溶解樹脂の好ましい保持温度は２７０℃であり、必要な地点に配置される制御された電気抵抗器によって担保される。樹脂のこの作業温度を所与として、分配デバイス３は、スラスト軸受２６の温度を８０℃未満で維持するのに水冷される。さらに、樹脂分配システム全体は、好ましくは、望ましくない熱損失を制限し、プラント全体のエネルギー効率を改善するため、絶縁材料で外部コーティングされる。
【0076】
移送用の星形コンベヤ５０は、移送用の星形コンベヤ５０に固定された複数の把持具４を用いて、製造された予備成形品を、回転式円形ラック２から、予備成形品が冷却または熱調節される予備成形品冷却デバイス５１まで順に移送する（図１）。
【0077】
成形プロセスは、モジュール９の３つの成形キャビティ４１’、４１’’、４１’’’で同時に実施される一連のステップを含む。
【0078】
第１のステップ（図１４）は、予備成形品を成形するステップであり、その間、パンチ５９を制御する、方向Ｄでのロッド５５の下方移動が行われる。金型９’は空気圧くさび５７によって遮断され、３０〜３５バール程度の高圧空気が、シリンダ１９の補償チャンバ９４に挿入される。このように、キャビティ４１’内部の溶解樹脂は、補償チャンバ９４およびパンチ５９の面積比に応じて変わる保持圧力に晒される。熱冷却は、樹脂と接触している金型要素に、即ちキャビティ４１’、パンチ５９、および半カラー６６’、６６’’にこの目的で提供される、導管を流れる冷却水を用いて実施される。このステップの間、熱運動による密度の変動に起因する容積回復も、補償チャンバ９４内の高圧空気によって引き起こされるパンチ５９の下降によって行われる。かかる補償チャンバ９４は、予備成形品を冷却するステップの間における成形キャビティ４１’内の溶解樹脂の収縮を補償するように、圧縮するステップを可能にするように実際に加圧される。
【0079】
このステップの間、高温チャンバ３０内部のスプール弁３６は、タンク７２を溶解樹脂で充填できるように開かれる。
【0080】
第２のステップ（図１５）は、金型を開くステップであり、予備成形品Ｐの冷却および保持サイクルに続く。予備成形品をキャビティ４１’から抽出するために、空気圧くさび５７を撤回することによって金型９’が阻害解除され、方向Ｄに沿ったロッド５５の上昇が実施される。必要な開放行程は常に一定であり、好ましくは３００〜４００ｍｍ、例えば３００ｍｍであって、成形される予備成形品のタイプに依存しない。
【0081】
同時に、分配注入機３４は、次のサイクルのためにその装填を完了していなければならず、中の溶解樹脂は、注入機を制御する空気圧シリンダ３３の推力により、約１０バールの反対圧力で維持される。この第２のステップの終わりに、第１のプレート１８はフレーム２１の上側部分と接触するようになり、その後にロッド５５を持ち上げることが、半カラー６６’、６６’’の開放コマンドに転換される。
【0082】
予備成形品を抽出する第１のステップとして定義される第３のステップ（図１６）は、予備成形品の首部を保持する半カラー６６’、６６’’を作動させながら、次のステップで半カラー６６’、６６’’が互いから分離される数分の１秒前に、首部をパンチ５９から引き離すことによって、予備成形品Ｐをパンチ５９から分離することを提供する。
【0083】
予備成形品を抽出する第２のステップとして定義されたる第４のステップ（図１７）は、半カラー６６’、６６’’を互いから分離し、予備成形品Ｐを、下にある把持具４の閉じたアーム９０’、９０’’の間に画成される空間に落とし込むことを提供する。
【0084】
予備成形品Ｐのこれらの抽出動作は、電気機械的手段を用いて、パンチ５９の上向きの移動を半カラー６６’、６６’’の水平方向の開放移動と同期させることを含む。したがって、予備成形品Ｐが解放されるとき、把持具４（図１５）が予備成形品の下に存在することが担保される。続いて、把持具４を用いた予備成形品Ｐの変位により、後続のステップでロッド５５を降下させることによってキャビティ４１’を再び閉じることができる。
【0085】
金型９’を閉じ、成形キャビティ４１’を充填するステップとして定義される第５のステップでは、金型９’の閉止は、パンチ５９を挿入することを伴うロッド５５の降下移動を用いて、また、キャビティ４１’の引込み円錐体と結合する半カラー６６’、６６’’を接合することによって完成される。一旦キャビティ４１’の閉止が完了すると、空気圧くさび５７が金型９’の係止位置に挿入されて、必要性にしたがって約２〜３ｔの力を印加するが、この力は、空気圧式アクチュエータ５８に挿入される空気の圧力を変動することによって調節される。
【0086】
この第５のステップは、図１４に示されるものに対応するが、金型内に溶解樹脂は存在しない。
【0087】
一旦金型９’の閉止が担保されると、ノズル３１のシャッター３２が作動デバイス３７を用いて開かれる。シャッター３２が開かれると同時に、導管７０は弁３６によって閉じられる。このように、成形キャビティ４１’は、タンク７２を空にすることによって充填される。溶解樹脂はキャビティ４１’に入り、二重作用ピストン４０によって押されて、パンチ５９に上向きの推力を印加して、約２００Ｎの限定された力の荷重ばね６３（図７ａ）によって、この瞬間に定位置で保持されるために後退する。予備成形品成形サイクルが完了し、上述した第１のステップが、高圧空気を補償チャンバ９４に導入することから始まる。
【0088】
プラントの様々なホイールの回転運動は電気機械的手段によって同期され、把持具４が金型９’、９’’、９’’’から予備成形品Ｐを取得する正確な位置にあるためには、非常に高い同期精度が必要である。主な実施形態は、予備成形品Ｐが各金型から順に連続して把持具４によって抽出されることを含み、金型内における溶解樹脂の注入は３つの群で起こり、モジュールの第１の成形キャビティが開くのと、同じモジュールの第３の成形キャビティが開くのとの間の時間オフセットは非常に短く、したがって、金型におけるより高いまたは低い持続性、および予備成形品の凝固の目的にとっては無視できる程度である。
【0089】
特に、例えば中央の約６０°の角度を有する、回転式円形ラック２の円形セクターにおいて、円形ラック２が軸Ｙに対して回転する間に前記円形セクターに入る、金型９’、９’’、９’’’のロッド５５の上昇および下降手段（図示なし）が提供される。前記円形セクターの入口において、金型９’のロッド５５は、方向Ｄに沿ってロッドの前記上昇および下降手段のカム面に追随する、ホイールまたはタペット２３０（図４）によって上昇される。かかるカム面は、最初に、前記円形セクターの入口におけるロッド５５の垂直な上方移動を、次に、前記円形セクターの出口におけるロッド５５の垂直な下方移動を制御するように構成される。金型９’を開く第２のステップ（図１５）、第３のステップ（図１６）、および予備成形品Ｐを金型９’から抽出する第４のステップ（図１７）は、金型９’が、前記円形セクターの限界を定める周囲の円弧に沿って通過する間に実施される。
【0090】
記載する実施形態では、成形モジュール９が３つの金型９’、９’’、９’’’から成る場合、各成形サイクルはモジュールに適用され、３つの予備成形品が同時に成形される。成形モジュール９が前記円形セクター内を通るとき、移送用の星形コンベヤ５０（図１）の３つの把持具４は、対応する３つの金型９’、９’’、９’’’の中央部分１３と下側部分１４との間の開放空間に順に入って、それぞれの予備成形品Ｐを把持し、それらを連続して冷却デバイス５１に移送する。
【0091】
すべてのステップは、すべての金型構成要素の求められる移動を実現するように設計された、適切なカム（すべてが図示されるものではない）によって制御される。
【0092】
冷却デバイス５１を用いて予備成形品Ｐを冷却するステップは、成形動作の終わりに提供される。
【0093】
好ましいが排他的でない一実施形態では、成形モジュール９の数は２４〜３２個であり、金型９’、９’’、９’’’の合計数は７２〜９６個であって、各モジュールに対して３つの金型が提供される。
【0094】
図１では、押出機１、回転式円形ラック２、移送用の星形コンベヤ５０、および冷却デバイス５１は、長手方向軸に沿って実質的に平面で配置される。あるいは、かかる構成要素は、平面でＬ字形の構成またはＺ字形の構成を画成するように配置されてもよい。すべての場合において、金型の中央部分１３を交換するために、ロボット２５０のアーム２４０は、回転式円形ラック２の４つの面のうち２つの自由面の少なくとも１つに作用して、差込みカップリング１５を成形モジュール９の金型のそれぞれのロッド５５から脱結合してもよい。
【0095】
この脱結合を可能にするために、単一の成形モジュール９に提供された３つの金型の３つのロッド５５を一緒に上昇させるように構成された、例えば空気圧式のロッド５５の上昇システムは、有利には、回転式円形ラック２の２つの自由面の少なくとも１つに設けられる。一旦ロッド５５が上昇され、したがって、成形キャビティを収容した下側部分１４から中央部分１３を解放することによって一旦金型が開かれると、中央部分１３を、例えば異なる長さの延長部２２０を有する別のものと交換することが可能である。
【0096】
本発明の装置の様々な好ましい実施形態において例証される要素および特徴は、本発明の保護範囲を逸脱することなく組み合わされてもよい。
【符号の説明】
【0097】
１ 押出機２ 円形ラック
３ デバイス
３’ 固定構造
３’’ 可動構造
４ 把持具
８’ カム
８’’ カム
９ 成形モジュール
９’ 金型
９’’ 金型
９’’’ 金型
１０ 導管
１１ 通過チャネル
１１’ 通過チャネル
１２ 部分
１３ 部分
１４ 部分
１５ カップリング
１６’ ロッド
１６’’ ロッド
１６’’’ ロッド
１６ｉＶ ロッド
１７ バンパー
１８ プレート
１８’ ベース構造（平面部）
１８’’ ベース構造
１９ アセンブリ（シリンダ）
２０ ディスク
２１ 支持要素（フレーム）
２２ ディスク
２３ 長手方向要素
２４ シール
２５ 回転要素
２６ 軸受
２７ 導管
２７’ 中央チャネル
２８ マニホルド
２９ ブロック
３０ チャンバ
３１ ノズル
３２ シャッター
３３ シリンダ
３４ 分配注入機
３５ 支持要素
３６ 弁
３７ デバイス
３８’ 電気抵抗器
３８’’ 電気抵抗器
３８’’’ 電気抵抗器
３９ ピストン
４０ ピストン
４１’ キャビティ
４１’’ キャビティ
４１’’’ キャビティ
４２ 穴
４３ プレート
４４ ナット
４５ チャンバ
４６ チャンバ
４７ 取付具
４８ 取付具
４９ ピストン
５０ ホイール
５１ デバイス
５２ 放射状チャネル
５３ ランナー
５４ ガイド
５５ ロッド
５６ ホイール
５７ くさび
５８ アクチュエータ
５９ パンチ（コア）
５９’ ガイド要素
６０ スリーブ
６１ クラッチベース
６２’ 歯
６２’’ 歯
６２’’’ 歯
６３ ばね
６４’ カップリング
６５ クラッチ
６６’ 半リップ（半カラー）
６６’’ 半リップ（半カラー）
６７’ 横方向レバー（ロッカーアーム）
６７’’ 横方向レバー（ロッカーアーム）
６８’ ピン
６８’’ ピン
６９’ タペット
６９’’ タペット
７０ 導管
７１ 導管
７２ タンク
７３ 導管
７４ チャンバ
７５ チャンバ
７６ ピストン
７７ ピストン
７８ 導管
７９ 導管
９０’ アーム
９０’’ アーム
９４ チャンバ
１０１ 内表面
１０２ 回転要素
１０３ 溝
１１０ 上側表面
２００ 戻しばね
２０１ 戻しばね
２１０ 貫通穴
２２０ 延長部
２３０ ホイール（タペット）
２４０ アーム
２５０ ロボット