(57)【要約】  本発明は、熱可塑性材料製のプリフォーム（２）から液状の充填物（２１、２１．１）で満たされた容器（１１）を製造するための方法及び装置にして、プリフォーム（１）がその変形前に熱的に調整され、またそれに続き、形成充填フェーズ中に形成充填ステーション（１０）のモールド（３７）内で圧力媒体としての充填物（２１、２１．１）を用いて容器（１１）へと変形され、充填物（２１、２１．１）が形成充填ヘッド（２８）によってプリフォーム（２）内へと導入され、形成充填ヘッド（２８）が、形成充填ステーション（１０）のモールド（３７）内へプリフォーム（２）を供給及び装入することを可能とする静止位置から、プリフォーム（２）に対する密閉位置へと移動され、プリフォーム（２）が、容器（１１）へと変形される間に、特には少なくとも暫時的に、延伸ロッド（１７）によって案内されまた軸方向に伸ばされ、容器（１１）が、形成充填フェーズの終了後、容器（１１）が形成充填ステーション（１０）から取り出される前に、封止キャップ（１５）を用いて封止され、封止キャップ（１５）はキャップ供給装置（５０）によって形成充填ステーション（１０）の領域内へ供給される、方法及び装置に関するものであり、形成充填ヘッド（２８）が、形成充填フェーズの終了後、密閉位置から、容器（１１）から間隔を置いた位置へ移動され、その後、封止キャップ（１５）が、容器（１１）と形成充填ヘッド（２８）の間の領域へ供給され、またその後、封止キャップ（１５）が形成充填ヘッド（２８）によって容器長手方向（３２）で容器（１１）に対して押し付けられることを特徴とする方法及び装置。
2019531916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性材料製のプリフォーム（２）から液状の充填物（２１、２１．１）で満たされた容器（１１）を製造するための方法にして、
前記プリフォーム（１）がその変形前に熱的に調整され、またそれに続き、形成充填フェーズ中に形成充填ステーション（１０）のモールド（３７）内で圧力媒体としての前記充填物（２１、２１．１）を用いて前記容器（１１）へと変形され、
前記充填物（２１、２１．１）が形成充填ヘッド（２８）によって前記プリフォーム（２）内へと導入され、
前記形成充填ヘッド（２８）が、前記形成充填ステーション（１０）の前記モールド（３７）内へプリフォーム（２）を供給及び装入することを可能とする静止位置から、前記プリフォーム（２）に対する密閉位置へと移動され、
前記プリフォーム（２）が、前記容器（１１）へと変形される間に、特には少なくとも暫時的に、延伸ロッド（１７）によって案内されまた軸方向に伸ばされ、
前記容器（１１）が、前記形成充填フェーズの終了後、前記容器（１１）が前記形成充填ステーション（１０）から取り出される前に、封止キャップ（１５）を用いて封止され、
前記封止キャップ（１５）はキャップ供給装置（５０）によって前記形成充填ステーション（１０）の領域内へ供給される、
方法において、
前記形成充填ヘッド（２８）が、前記形成充填フェーズの終了後、前記密閉位置から、前記容器（１１）から間隔を置いた位置へ移動され、その後、前記封止キャップ（１５）が、前記容器（１１）と前記形成充填ヘッド（２８）の間の領域へ供給され、またその後、前記容器（１１）を少なくとも一時的に封止するために、前記封止キャップ（１５）が前記形成充填ヘッド（２８）によって容器長手方向（３２）で前記容器（１１）に対して押し付けられること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記成形充填ヘッド（２８）が、その前記モールド（３７）へ向けられた側で封止キャップ（１５）用の収容装置を備えて形成されており、また、供された封止キャップ（１５）へ向かっての収容移動を実行することによって、前記供された封止キャップ（１５）を収容し、その際、収容された封止キャップ（１５）はその後、前記容器（１１）へ押し付けられること、
を特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記収容装置が、前記成形充填ヘッド（２８）に形成されている凹部（５６）であり、当該凹部（５６）は、それが封止キャップ（１５）を傾かないように収容するように、寸法決定されていること、
を特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の方法において、
前記キャップ供給装置（５０）が位置決め可能な供給レール（５２）を有しており、当該供給レール（５２）上で前記封止キャップ（１５）がスライドして前記成形充填ヘッド（１０）に供給され、その際、前記キャップ供給装置（５０）は更に、好ましくは、前記封止キャップ（１５）を前記供給レール（５２）上で移動させるための載置指部（５３）を有していること、
を特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の方法において、
前記封止キャップ（１５）がネジ式封止キャップであること、
を特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記成形充填ヘッド（２８）が、回転可能なヘッド部分（２８．２）を有しており、当該回転可能なヘッド部分（２８．２）が、回転不能なヘッド部分（２８．１）に回転可能に配設されており、また、前記回転不能なヘッド部分（２８．１）に対する前記回転可能なヘッド部分（２８．２）の回転を実行するための駆動装置を有していること、この駆動装置が特には、駆動手段（７８）によって駆動されるギア（７７）を備え互いに噛み合う複数のギア（７６、７７）として設計されていること、前記回転可能なヘッド部分（２８．２）が特にはそれと固定的に接続されているギア（７６）を有しており、当該ギア（７６）が前記駆動手段（７８）によって駆動されるギア（７７）と係合的な干渉状態にあり、押し載せられた前記封止キャップ（１５）が、前記容器（１１）を最終的に封止するために、前記回転可能なキャップ部分（２８．２）を用いて前記容器（１１）に対して回転されること、
を特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項に記載の方法において、
前記成形充填ヘッド（１０）が回転する処理ホイール（９）に配設されており、当該作業ホイール（９）は製造駆動時には連続的に回転すること、
を特徴とする方法。
【請求項８】
熱可塑性材料製のプリフォーム（２）から液状の充填物（２１、２１．１）で満たされた容器（１１）を製造するための装置にして、
前記プリフォーム（２）を熱的に調整するための加熱区間（４）、モールド（３７）を有する少なくとも１つの成形充填ステーション（１０）、前記充填物（２１、２１．１）を準備するための少なくとも１つのタンク装置（２０、２０．１）、圧力下で前記プリフォーム（２）内へ前記充填物（２１、２１．１）を導入するための成形充填ヘッド（２８）、好ましくは前記容器（１１）への変形の間に少なくとも暫時前記プリフォーム（２）を案内及び軸方向に延伸するための延伸ロッド（１７）、封止キャップ（１５）を用いて前記容器（１１）を封止するための封止装置（３８）、前記成形充填ステーション（１０）へ前記封止キャップ（１５）を供給するためのキャップ供給装置（５０）、を備えている装置において、
前記容器（１１）を少なくとも一時的に封止するため、前記成形充填ヘッド（２８）が、少なくとも部分的に前記容器（１１）へ前記封止キャップ（１５）を押しかぶせるために、形成及び制御されていること、
を特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、
少なくとも１つの前記成形充填ステーション（１０）が回転する処理ホイール（９）に配設されており、当該処理ホイール（９）が製造駆動時には連続的に回転するように設計されていること、
を特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の装置において、
前記成形充填ヘッド（２８）がその前記モールド（３７）に向けられた側に封止キャップ（１５）用の収容装置を備えて形成されており、前記成形充填ヘッド（２８）が、供給された前記封止キャップ（１５）の収容移動を実行するため及び前記封止キャップ（１５）を収容するために、形成及び制御されていること、
を特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、
前記収容装置が成形充填ヘッド（２８）に形成された凹部（５６）であって、当該凹部（５６）は、それが封止キャップ（１５）を傾かないように収容するように、寸法決定されていること、
を特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項８から１１の何れか一項に記載の装置において、
前記キャップ供給装置（５０）が位置決め可能な供給レール（５２）を有しており、当該供給レール（５２）上では前記封止キャップ（１５）がスライドして前記成形充填ステーション（１０）に供給可能であり、前記キャップ供給装置（５０）は更に、好ましくは、前記供給レール（５２）上で前記封止キャップ（１５）を移動させるための載置指部（５３）を有していること、
を特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項８から１２の何れか一項に記載の装置において、
前記封止キャップ（１５）がネジ式封止キャップであること、
を特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、
前記成形充填ヘッド（２８）が、回転可能なヘッド部分（２８．２）を有しており、当該回転可能なヘッド部分（２８．２）が、回転不能なヘッド部分（２８．１）に回転可能に配設されておりまた前記回転不能なヘッド部分（２８．１）に対する前記回転可能なヘッド部分（２８．２）の回転を実行するための駆動装置を有していること、この駆動装置が特には、駆動手段（７８）によって駆動されるギア（７７）を備え互いに噛み合う複数のギア（７６、７７）として設計されていること、前記回転可能なヘッド部分（２８．２）が特にはそれと固定的に接続されているギア（７６）を有しており、当該ギア（７６）が前記駆動手段（７８）によって駆動されるギア（７７）と係合的な干渉状態にあること、
を特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前提部分に従う方法、並びに、特許請求の範囲の請求項８の前提部分に従う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームといった、熱可塑性材料製のプリフォームからブロー成形によって容器を製造する方法が既知であり、その際、プリフォームはブロー機内部で異なる加工ステーションへ引き渡される（特許文献１）。通常ブロー機は、プリフォームを調温あるいは熱的に調整するための加熱装置、及び、少なくとも１つのブローステーションを備えているブロー装置を有しており、その領域では、その都度予め調温されたプリフォームが容器へと拡張される。拡張は圧力媒体としての圧縮ガス（圧縮空気）を用いて行われ、それは形成圧と共に拡張されるべきプリフォーム内へと導入される。プリフォームをそのようにして拡張する際のプロセス工学的な経過は、特許文献１にて説明されている。ブローステーションの基本的な構造は特許文献２に記載されている。プリフォームの調温の種々の可能性が、特許文献３にて説明されている。その際、調温又は熱的な調整とは、プリフォームがブロー成形に適した温度へ加熱されること、また場合によってはプリフォームに温度プロフィールが与えられることとして理解される。追加的に延伸ロッドを用いてプリフォームから容器をブロー成形することも同様に既知である。
【０００３】
通常の更なる加工方法に従い、ブロー成形によって作製された容器は、後続の充填装置へ供給され、そしてそこで予定されている製品や充填物で満たされる。つまり、個別のブロー機及び個別の充填機が用いられる。個別のブロー機及び個別の充填機を、１つのマシンブロックに統合し、即ちブロック化されたブロー充填装置に統合し、その際、更にブロー形成及び充填が別々のマシン要素にてまた時間的に連続して行われることも知られている。
【０００４】
更に、既に以下のことが提案された、特にはボトル形状でもある容器が熱的に調整された或いは調温されたプリフォームから作製され、その際、液状の充填物を用いて同時に充填され、当該液状の充填物が液圧的な圧力媒体としてプリフォームを拡張するため或いは容器を形成するため形成充填圧で供給され、その結果、それぞれのプリフォームの充填と同時に、容器への変形が行われる。それぞれの容器の形成及び充填が同時に行われるその種の方法は、液圧的な変形方法或いは液圧的な容器形成とも称される。この場合も、延伸ロッドを用いることでこの変形を支援することが知られている。
【０００５】
充填物自体によって即ち液圧的な圧力媒体として充填物を使用して、プリフォームから容器を形成する際には、容器の形成及び充填のために、唯一つの機械が必要であるが、それは大きな複雑さを有している。その種の機械の例は特許文献４に示されている。別の例は特許文献５に示されている。
【０００６】
更には、充填された容器が引き続きの作業工程で封止装置によって封止されることも知られている。そのために、容器は例えば充填装置によって充填工程の終了後に搬送装置に引き渡され、また、封止装置に提供される。この場合も、封止装置の上述の機械とのブロック化を企図することが知られている。
【０００７】
容器が同じ機械内で上述の処理のうちの複数の処理を施される機械も知られている。例えば特許文献６には製造駆動において連続的に周回する作業ホイールを備える機械が示されており、当該作業ホイールには周方向に分配された、最後まで形成された容器を取り扱うための複数の取扱ステーションが配設されている。その際作業ホイールは３種類の取扱ステーションを担持している、即ち、複数の充填ステーション、複数のラベリングステーション、及び複数の封止ステーションを担持している。これらのステーションは、交互に配置されている、即ち、その都度３番目のステーションは、充填機、ラベリング機、又は封止機として設計されている。最後まで形成された容器の加工は、３種類全ての加工ステーション（作業ステーション）を用いて、合わせて３つの作業ホイール周回にて行われ、その際容器は、異なるステーションの間でのそれぞれの周回回転の間で移動される、例えば、ある一つの種類の加工ステーションからの一時的な取り出し、及び、作業ホイール上の別の種類の加工ステーションへの新たに移動させた導入、によって行われる。３種類全てのステーションを用いる３つの周回において個々の容器が加工された後で、最終的に容器は作業ホイールから出される。このような構造的な解決法では、唯一つの作業ホイールのみが必要となる。しかしながらこのホイールは、高い処理能力を達成するためには、十分な数の加工ステーションを配設することが出来るように、非常に大きく寸法決定されなければならない、また、周回時間が加工工程毎のプロセス時間を決定するので、高い生産速度（生産率）を達成するためには、作業ホイールは比較的高速で回転しなければならない。容器は複数回に渡り作業ホイールから取り出されまた再度作業ホイールへ受け渡されなければならないので、全体として、容器を取り扱う際の明らかな取り扱いの困難性が生じる。
【０００８】
液圧的な容器形成の際の問題点は、個々の形成充填ステーション或いはこのステーションを形成するモールドの汚染（汚れ）が避けられなければならないことである、なお、当該モールドは、ブロー形成機のブローモールドと同様に、圧力ガス（圧縮ガス）を用いるブローによって熱的に調整されたプリフォームから容器を作製するために設計されているものである。充填物を完全に又は途中までカーボネーション（炭酸ガス圧入溶解）する場合は特に、充填物を失うことによるそれぞれの形成充填ステーションの汚染についての非常に大きな危険が存在する。そのような充填物の損失は、容器の内部圧力が減少する際に、即ち、相当に高い形成充填圧から環境圧（周囲圧）へと容器を緩和する際に、既に発生し得る。その種の充填物の損失は、特には緩和時の激しい泡の形成（発泡）によって誘発されるので、特には二酸化炭素を含む製品（炭酸製品）にとって、プリフォームを用いて、また、圧力媒体として充填物を用いて、容器を同時に形成及び充填することは非常に困難である。
【０００９】
充填物の損失は、充填された容器が形成充填ステーションから取り出されなければならずまたその際容器の取り扱い経路での方向変更がもたらされることによっても、生じ得る。作製駆動時に連続的に回転する作業ホイール上に配設されている充填ステーションにおいては、容器及びその内容物には取り出しに応じて変化する加速度がもたらされる。多くの製作数が望まれる場合には、この作業ホイールは高速で回転し、対応的に、容器及び容器内容物には大きな加速度が生じる。その際、液体が漏れることがあり得る。その場合漏れ出る液体は、例えば容器形成のためのモールドを汚染し得て、そしてそれにより、作製される容器の品質の不足及び欠陥商品が発生し得る。液体の漏れは同様に、避けられなければならない衛生面での問題も引き起こす。
【００１０】
この前述の充填物の損失は、容器がその充填の直後でまだ充填用の作業ホイール上にある時に封止されることによって、有効に避けることが出来る。これは例えば、特許文献７及び特許文献８から知られている。両方の文献においては、充填された容器がまだ形成充填ステーションであって、そこでプリフォームが圧力下で充填物を導入することによって容器へと変形される形成充填ステーション内で、栓（蓋）を備えられる。そのためには、キャップ供給機によって形成充填ステーションへ封止キャップが供給され、充填された容器上へ載せ置かれる、これは、上述の文献内では接続要素（Anschlusselement）と称されている形成充填ヘッドが形成工程の終了後に容器開口部から持ち上げられた後で、しかしながら充填された容器が形成充填ステーションから取り出される前に、行われる。そのために封止装置が設けられており、当該封止装置は形成充填ヘッドに対して同軸にそして回転運動可能に配設されているか、又は、形成充填ヘッドは封止装置と共に器具担持部によって保持されそして作業配置又は静止配置に交互に位置決めされる。封止装置は、両方の文献に示されているバリエーションにおいては、充填された容器に対してネジ式封止キャップを回し締める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＤＥ  ４３  ４０  ２９１  Ａ１
【特許文献２】ＤＥ  ４２  １２  ５８３  Ａ１
【特許文献３】ＤＥ  ２３  ５２  ９２６  Ａ１
【特許文献４】ＵＳ  ７，９１４，７２６  Ｂ２
【特許文献５】ＤＥ  ２０１０  ００７  ５４１  Ａ１
【特許文献６】ＤＥ  １０  ２０１１  ０５７  １１２  Ａ１
【特許文献７】ＤＥ  １０  ２０１０  ００７  ５４１  Ａ１
【特許文献８】ＷＯ  ２０１２／１０４０１９  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、依然として形成充填ステーション内にある形成及び充填された容器の封止を更に改善及び簡易化する方法を示すことである。本発明の別の課題は、依然として形成充填ステーション内にある形成及び充填された容器の封止を更に改善及び簡易化する装置であって、本発明に従う方法を実施するために設計されている装置を示すことである。最後に更なる課題は、容器及び封止キャップからなる、適した封止システム並びに封止システムのために適した封止キャップを示すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題を解決するために、液状の充填物で満たされた容器を製造するための特許請求の範囲の請求項１に従う方法が発展されている。液状の充填物で満たされた容器を製造するための装置は、特許請求の範囲の請求項８の対象である。
【００１４】
本発明従う方法では、また同様に本発明に従う装置では、成形充填ヘッドを利用して、容器へのキャップ（栓）の取り付けが行われる。その際、最後まで形成され充填された容器の開口部領域に封止キャップが押し付けられる。封止キャップを容器に留めておくために、通常容器及び封止キャップはそれぞれに相互に作用する輪郭を有している。例えばネジ山又は周方向に延びる複数の、隆起部、ノッチ、襟部等がそれであり得る。本発明に従い、封止キャップが載せ押し後容器を少なくとも一時的に封止することが企図されている。これは、本発明の範囲においては特に、封止キャップが通常の更なる取り扱いの間じゅう、容器から意図せず外れ得ないように、封止キャップが容器に押し付けられることとして、理解される。これは通常、容器及び／又は封止キャップに設けられた輪郭が押し載せ後少なくとも部分的に互いに係合した状態にあること、或いは、押し載せによって係合されることによって達成される。例えば輪郭は押し載せする間に半径方向にずれて互いに通り過ぎて滑動する。従って、本発明に従う押し載せは、ネジ輪郭が常に半径方向で重なっているが互いに半径方向にはずれて移動されないネジ締め封止やそれとは別のねじ込みのための押し載せとは異なる。
【００１５】
従って、本発明に従い、形成充填ヘッドが形成充填フェーズの終了後、即ち、完全に変形されまた充填された容器が存在する場合、先ず、密閉位置から、容器から間隔を置かれた位置へと、移動されることが企図されている。密閉位置は、形成充填フェーズの間に占められる位置であって、それは、必要な充填圧で充填物をプリフォーム内へ入れることが出来るように、形成充填ヘッドが密にプリフォーム又は型に当接していることによって特徴づけられている。更に、容器から間隔を置かれた位置では、封止キャップが、容器及び形成充填ヘッドの間の範囲に供給され得て、そしてその後、封止キャップは形成充填ヘッドによって容器長手方向で容器に押し載せられる。封止キャップのこの押し載せは、例えば第１のシーリング位置に至るまで行われ、当該第１のシーリング位置は単に、作業ホイールから取り出す間の容器の取り扱いの間に充填物の損失が生じないことを保証する。後の封止工程で封止キャップが初めて最終的な封止位置へもたらされることが企図され得る。しかしながら、形成充填ヘッドにおいて既にネジ蓋がその最終的な閉鎖位置へもたらされることも可能であり、それは例えば、そのネジ蓋が最終的な閉鎖位置へと至るまで完全に容器へと押し付けられることによって行われる。これまで知られている形成充填ヘッドとは異なり、特には、制御技術的な変更が加えられており、それにより上述の様態の形成充填ヘッドは異なる位置につくことが可能であり、また上述の移動を実行することが可能或いは制御されて実行する。
【００１６】
有利には、形成充填ヘッドが封止キャップの受容も行うことが提案される。そのために、形成充填ヘッドはそのモールド側に封止キャップのための受容手段を有している。受容移動を実施することによって、形成充填ヘッドは、供給される封止キャップを受容する。この受容移動は例えば封止キャップへ向かう移動であってもよい。封止キャップの受容が行われた後で、その後引き続いて容器へのキャップの押し載せが行われる。これらの移動を実現するために、形成充填ヘッドの移動が適宜実施され得る。
【００１７】
受容手段は、簡潔でありまた従って好ましい様態では、成形充填ヘッドに形成されている凹部（リセス部）として設計されていてもよい。その際この凹部は、封止キャップが傾かないように（傾きに対して保護されて）受容されるように、寸法決定されている。この傾きの防止は、容器と向き合わされたキャップの縁が容器へのその後の押し載せ時に容器の開口部縁との衝突を防ぐことを見込んでいる。従って、僅かな傾きは許容され得る、すなわち、封止キャップはある程度の遊びを有して凹部内に収容されていてもよい。
【００１８】
凹部の寸法決定は遊びなしで設計されてよく、またそれにより封止キャップは挟むように凹部内に収容され得る。更にその際一方では、封止キャップの確実な保持を保証するためにクランプ力が十分に大きいことに注意が払われるべきである。また同様に、封止キャップを容器に押し載せた後に、封止キャップが再び容器から取り外されることなしに、形成充填ヘッドを再度持ち上げることが出来るように、クランプ力は十分に小さいべきでもある。これに関しては、キャップ製造業者によってキャップ仕様書に記載されている封止キャップの製造公差が考慮されるべきである。
【００１９】
凹部の寸法決定は好ましくは、凹部に収容される封止キャップが一部分でのみ、すなわち例えば軸方向において実質的に封止キャップの閉じられている蓋領域或いは後に容器に押し載せられない領域、例えばネジ部のないキャップ蓋付近の領域、でのみ凹部に収容されており、その一方で例えば雌ねじ部を備えるキャップ領域は凹部には収容されない、ように選ばれている。この措置によって、容器への押し載せの間に封止キャップが半径方向に拡張可能であることが達成され得る。例えば、封止キャップは、その軸方向で最大でも４０％までしか、好ましくは２５％までしか、凹部内に収容されていなくてもよい。例えば封止キャップのネジ領域といった、容器に押し載せられるキャップ領域は、それにより凹部外にとどまり、また、容器への押し載せの際に外側へ拡がることが出来る。封止キャップが部分的にのみ半径方向で凹部によって囲み掴まれることも企図され得る。
【００２０】
封止キャップの供給は、基本的に、任意の操作手段を用いて行うことが可能であり、当該操作手段は容器又はプリフォームの操作においても知られており、それは例えば挟持具である。しかしながら好ましくは、封止キャップの供給は位置決め可能な供給レールを用いて行われ、当該供給レール上では封止キャップがスライドして形成充填ステーションに供給される。位置決め可能、とはこの場合、レールが形成充填工程の間は静止位置に配されていることを意味している。形成充填ステーションへの封止キャップの供給ために、その後レールは、封止キャップがレールに沿って容器開口部及び形成充填ヘッドの間の領域へ案内され得るように、配置される。そのために好ましくは、封止キャップを供給レール上で所望の位置へと移動させる載置指部（ローディングフィンガー）が設けられている。載置指部の端部領域が適切に形成されている場合、これは封止キャップを半径方向でのキャップ方向で追加的に取り囲み、そして、それによって脱落に対して保護する。同様に、側方で脱落にないように、供給レールはガイド手段を有している。
【００２１】
本発明の範囲では、多岐にわたる封止キャップ或いは封止システムが使用可能である。例えば、封止キャップが、容器に接して周回する突起部を含んでおり、また、封止キャップを外すこと又は破り開けることによって開放され得る封止システムが考えられる。
【００２２】
しかしながら封止キャップは、本発明の範囲では、好ましくはネジ式封止キャップである。それにより、最初に開封した後での再封止が可能となる。ネジ式封止キャップとは、本発明の範囲では、特には、回転又はねじ回しによって取り外し及び開放されるキャップとして、理解される。
【００２３】
この場合、封止キャップ及び容器のそれぞれにネジ部が設けられている。本発明に従いネジ式封止キャップが、キャップの内側又は容器の外側に備えられているネジ部を損傷することなく、開口部領域へ押し載せられ得ることが分かった。封止キャップが部分的にのみ容器に押し付けられることも有利であり得る。この場合、設けられているネジ山の少なくともいくつかが、特には回転運動なしで、封止キャップを容器へ押し載せることによって、共に噛み合った状態とされる。この押し載せを、形成充填ヘッドが適切な押し載せ運動によって実行する。
【００２４】
冒頭で説明したように、封止キャップは本発明に従い最終的な封止位置まで容器に対して押し付けられ得る。しかしながらこれは、場合によっては、容器及び封止キャップにおけるネジの大きな負荷となる。またキャップがその開放端の領域では閉鎖端近傍のキャップ領域よりも若干拡がっていることも考慮されるべきである。封止キャップを部分的にのみ容器に対して押し付けることが有利であり得る。これに関しては、本発明に従い、封止キャップを初めに、例えばキャップネジ部が容器ネジ部との係合状態に達するまで、容器に対して第１の経路区間分だけ押し込むこと、そしてその後に、キャップをねじってはめることが可能である。こうしたねじりはめは、形成充填ステーションの外部で行われてもよい。しかしながらこれを形成充填ステーション内で実施するためには、形成充填ヘッドを、例えば封止キャップ用の凹部を有する回転可能なヘッド部分、及び、回転不能なヘッド部分に分割することが有利であると判明した。回転可能なヘッド部分は、回転不能なヘッドに回転可能に配設されている。回転不能なヘッド部分に対して回転可能なヘッド部分を回転させるために、駆動装置が設けられている。この駆動装置は、特にはドライブギアとして、特には駆動手段によって駆動されるギアを備える互いに噛み合う複数のギアとして、設計されていてもよい。その際、回転可能なヘッド部分はそれと固定的に接続されたギアを有しており、当該ギアは駆動手段により駆動されるギアと噛み合う係合状態にある。回転可能なヘッド部分の回転により、この部分によって保持されている封止キャップは、キャップの最初の押し載せの後に、ネジ部を損なわない様態で、容器に対してねじってはめられ得る。上述のように封止キャップを閉鎖回転することの更なる利点は、それによって、容器及び封止キャップの間の、或いは、それらの形成されるネジ部パートナーの間の、周方向における所望の位置に到達可能であること、である。これは理想的な密閉効果にとって有利である。それに対して、容器に対して封止キャップを押し載せる場合、先ず、周方向での互いのなんらかの相対位置が存在する。この点に関しては、回転運動を引き続き実施することには、そのさいネジ部或いはネジ部パートナーの調整が行われるので密閉性が高められるという追加的な長所がある。
【００２５】
極めて簡潔な構造は、上述の方法及び装置において容器が回転する作業ホイール上で、変形、充填、及び封止されることによって、サポートされる。製造運転時この作業ホイールは継続的に回転する。
【００２６】
先に説明した本発明に従う方法及び装置は、延伸ロッドの有無に依らず同様に実現され得る。しかしながら好ましくは、１つの延伸ロッドが設けられている。
【００２７】
本発明の範囲で用いるための、容器及びネジ式封止キャップからなる適切な封止システムは、例えば、従来技術の場合のように、封止キャップを容器にねじってはめる、及び／又はねじって外すことが出来るように、設計されている。そのために、容器と封止キャップの間では接続領域に、そこに対応的なネジ山及び／又はネジ溝が形成されていることによって、ネジ接続部が形成可能である。その際、ネジ接続部のパートナー部分の一方が、ネジ接続部の領域内で、初めはねじなしで、実施されていることが企図され得る。それに対し別の接続パートナー部分は、接続領域に、切り込み手段として形成された角の尖ったネジ山を備えるネジ部を有している。上述したように封止キャップが容器に押し載せられる場合、関与する接続領域の一方をねじなしで形成することが有利であることが判明したが、その理由は、封止キャップを低減された抵抗で載せ押すことが可能であるからである。その後、封止キャップを回し外す際、その際に当初はねじのない範囲にその段階でネジ溝が刻み込まれるので、角の尖ったネジ山のねじ切り作用が生じる。
【００２８】
これに関しては２つの可能性が存在する。一方では、封止キャップで容器を封止する前に、キャップ側に配されている容器の接続領域がねじなしで形成されていてもよい。従って、容器側に配されている封止キャップの接続領域が、切り込み手段として形成されている角の尖ったネジ山を備えるネジ部を有している。キャップ側に配されている、及び、容器側に配されている、とはキャップ或いは容器に面する側として理解され得る。他方では、封止キャップで容器を封止する前に、キャップ側に配されている容器の接続領域が、切り込み手段として形成されている角の尖ったネジ山を備えるネジ部を有して形成されていてもよい。従って、容器側に配されている封止キャップの接続領域は、ねじなしで形成されている。何れの場合においても、切り込み手段として形成される角の尖ったネジ山は好ましくは、ねじなしの接続領域よりも、より大きい硬度を有している材料、特にはより大きいショア硬度を有している材料から設計されており、特には、プリフォームから容器をブロー成形的に作製する際に用いられる熱可塑性プラスチックよりも、特にはＰＥＴよりも、大きなショア硬度を有している。これは有利な様態で切り込み作用を改善する。この特徴の目的は、容器から封止キャップをねじって外す際に、切り込み手段として形成された角の尖ったネジ山が、ねじなしの接続領域にネジ溝を刻みつけることである。
【００２９】
上述のような封止システムで使用するための封止キャップは、適宜、その封止キャップ内面上に切り込み手段として形成されている角の尖ったネジ山を有しており、それは好ましくは、プリフォームから容器をブロー成形的に作製する際に用いられる熱可塑性プラスチックよりも、特にはＰＥＴよりも、より大きい硬度を有している、特にはより大きいショア硬度を有している材料から構成されている。
【００３０】
容器のこのキャップを押し載せるため或いは押し付けるためには、ネジ山がセグメント化して設計されており、好ましくは３６０°周りを取り囲むネジ山が、この周囲区間で、４つよりも多く、特には６つよりも多く、特には更に８つよりも多いセグメントに分割されている場合が有利である。これは、容器への押し載せ時のキャップの半径方向での拡張を容易にする。
【００３１】
上述の封止キャップ及び封止システムの長所は、本発明の特徴によって、両方のパートナー部材がそれらを互いに押し込む際に、周方向でどのような位置を有しているかが些細なことであるという点である。両方の部材が押し込みの際に既に互いに相互作用するネジ部或いはネジ溝を有している場合には、状況は異なる。押し込まれた位置では、ネジ山の締め付け力によって解放回転の際に、封止キャップが外される解放方向への軸方向力が発生するであろう。同様の様態では、これは、丸い滑らかなロッドに軸方向力が作用するロールリングドライブにおいて知られている。
【００３２】
本発明の発展、長所、及び、使用可能性は実施例についての後述の記載及び図面からも明らかになる。その際、記載された及び／又は図的に表された全ての特徴は基本的に、それ自体又は任意の組み合わせで、請求項におけるまとまり又はそれらの従属関係と関係なく、本発明の対象である。請求項の内容も同様に、説明の構成部分となっている。
【００３３】
本発明は、以下において、実施例の図面を用いてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術に従い充填物を用いて液圧的な容器形成を行うための形成充填機の基本構造の概略図を示す。
【図２】従来技術に従う脱気装置並びに部分的に挿入された延伸ロッドと共に、プリフォームの概略的な縦断面図を示す。
【図３】従来技術に従う部分的に挿入された延伸ロッドと共に、形成された容器の概略的な縦断面図を示す。
【図４】従来技術に従う組み合わされた形成、充填、及び封止ステーションの概略的な縦断面図を示す。
【図５】組み合わされた形成、充填、及び封止ステーションの別の実施形態を示す。
【図６】本発明に従う形成及び充填並びに封止工程の第一のプロセスフェーズにおける、形成充填ステーションの概略的な細部図を、封止装置の第一の実施例を備える形成充填ヘッド及びプリフォーム共に、断面で示す。
【図７】図６の図に類似の断面図で、本発明に従う形成及び充填並びに封止工程の別のプロセスフェーズに対する、別の概略的な細部図を示す。
【図８】図６の図に類似の断面図で、本発明に従う形成及び充填並びに封止工程の別のプロセスフェーズに対する、別の概略的な細部図を示す。
【図９】図６の図に類似の断面図で、本発明に従う形成及び充填並びに封止工程の別のプロセスフェーズに対する、別の概略的な細部図を示す。
【図１０】図６の図に類似の断面図で、本発明に従う形成及び充填並びに封止工程の別のプロセスフェーズに対する、別の概略的な細部図を示す。
【図１１】図６の図に類似の断面図で、本発明に従う形成及び充填並びに封止工程の別のプロセスフェーズに対する、別の概略的な細部図を示す。
【図１２】本発明に従う形成及び充填並びに封止工程を実施するための有利に形成されたプリフォームの開口部分及び封止キャップに対する実施バリエーションを示す。
【図１３】本発明に従う形成及び充填並びに封止工程を実施するための有利に形成されたプリフォームの開口部分及び封止キャップに対する実施バリエーションを示す。
【図１４】本発明に従う形成及び充填並びに封止工程を実施するための有利に形成されたプリフォームの開口部分及び封止キャップに対する実施バリエーションを示す。
【図１５】本発明に従う形成及び充填並びに封止工程を実施するための有利に形成されたプリフォームの開口部分及び封止キャップに対する実施バリエーションを示す。
【図１６】本発明に従う形成及び充填並びに封止工程を実施するための有利に形成されたプリフォームの開口部分及び封止キャップに対する実施バリエーションを示す。
【図１７】封止装置の代替的な実施例と共に、充填物を用いて液圧的な容器形成を行うための本発明に従う形成充填機の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１には、従来技術から原理的に知られている、組み合わせされた形成充填機の構造が示されている。図面は、回転性の作業ホイール９を備える回転性の構造様態としてのその種の機械の好ましい形成を示している。供給装置１によって、概略的に図示されているパリソンとも称されるプリフォーム２が、受け渡しホイール３を用いて連続的に加熱装置４へ供給される。プリフォーム２が加熱区間に沿って搬送されその際に熱的に調整される加熱装置４の範囲においては、プリフォーム２は、使用状況に応じて、例えばその開口部分５で垂直方向上方で又は垂直方向下方で搬送され得る。加熱装置４は例えば複数の加熱要素６を備え付けられており、それらは加熱区間を形成するために搬送方向７に沿って配設されている。搬送装置７としては、例えばプリフォームを保持するための搬送ロッドを備えて周回するチェーンを使用することが出来る。加熱要素６としては、例えばＩＲ放射装置又は発光ダイオード又はＮＩＲ放射装置が適している。その種の加熱装置は従来技術において多岐にわたる種類のものが知られておりまた加熱装置の構造的な詳細は本発明にとって本質的なものではないので、詳細な説明は省略されえるものであり、また、従来技術、特にはブロー機及び延伸ブロー機の加熱装置に対する従来技術が指摘され得る。
【００３６】
十分な調温（熱的な調整とも称する）の後に、プリフォーム２は受け渡しホイール８によって、回転可能に配設された即ち垂直な機械軸の周りで周回的に駆動可能な作業ホイール９へ受け渡される、或いは、作業ホイール９にて周方向に分布して設けられている形成充填ステーション１０にて受け渡される。作業ホイール９はその種の複数の形成充填ステーション１０が備え付けられており、それらの領域では、プリフォームの概略的に図示されている容器１１への変形と同様に、容器１１への予定されている充填物の充填も、実行される。その際、個々の容器１１の形成は、充填と同時に行われ、充填物は形成の際の圧力媒体としても用いられる。
【００３７】
形成及び充填の後、容器１１は取り出しホイール１２によって作業ホイール９から取り除かれ、更に搬送され、そして搬出区間１３へ供される。作業ホイール９は製造駆動時には連続的に所望の周回速度で周回する。周回の間に、プリフォームの形成充填ステーション１０内への取り込み、充填物での充填を含めたプリフォーム２の容器１１への拡張、延伸ロッドが設けられている場合にはまた場合によっては延伸、及び、形成充填ステーション１０からの容器１１の取り出し、が行われる。
【００３８】
図１の実施形態に従い更に、供給装置１４を介して概略的に図示されている封止キャップ１５を作業ホイール９に供給することが企図されている。それにより、作業ホイール９上で既に容器１１の封止を実行すること、及び、取り出し装置１２を用いて最後まで形成、充填及び封止された容器１１を操作することが可能である。封止キャップ１５及び容器１１の封止についての詳細は、後述する例を用いて明らかになる。
【００３９】
プリフォーム１のための材料としては、様々な熱可塑性材料を用いることが出来る。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）又はポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。プリフォーム２の重量並びに寸法決定は、製造されるべき容器１１の大きさ、重量、及び／又は形状に適合され得る。
【００４０】
加熱装置４の領域には通常、複数の電気的及び電子的部材が配設されている。更に、複数の加熱要素６は水分に敏感なリフレクターを備えている。作業ホイール９の領域では、液状の充填物を用いて、容器１１の形成及び充填が行われるので、電気的な問題を避けるために、加熱装置４の領域への意図しない水分（湿気）の侵入は避けられるべきである。これは例えば、少なくとも飛沫保護を提供する隔離装置１６によって行われ得る。更に、受け渡しホイール８の領域で用いられる搬送要素を、プリフォーム２に適して調整すること、又は、付着している水分が加熱装置４の領域に到達し得ないように圧力ガス流を作用させること、も可能である。
【００４１】
プリフォーム２及び／又は容器１１の取り扱いは、特には挟持具及び／又は開口部分５を用いて、少なくとも部分的に、内側又は外側から作用するクランプロッド又は挿入ロッドによって行われる。その種の取り扱い手段もまた従来技術から十分に知られている。
【００４２】
図２は、延伸ロッド１７が挿入されているプリフォーム２の長手断面図を示している。延伸ロッド１７は、プリフォーム２を容器へ変形する間に、少なくとも一時的にプリフォーム２を案内するために用いられる。通常は、延伸ロッド１７の丸端部１８とプリフォーム２の底部１９が接触する。延伸ロッド１７がプリフォーム２内へ更に入り込む場合、プリフォーム２の長手延伸が引き起こされる。延伸工程の終了後、又は、延伸工程の実行中に既に少なくとも一時的に、ストック装置２０から抜き出される充填物２１が充填圧力下でプリフォーム２内へ導かれる。
【００４３】
充填物２１の調量は、調量切換弁２２を用いて行われる。図示されている実施例においては、延伸ロッド１７は、少なくとも部分的に中空に或いは流路を備えて、形成されている。延伸ロッド１７の丸端部側の端部領域の壁部の領域には、複数の放出開口部２４が配されており、それらは逆止弁２５によって調量切換弁２２に対して遮断可能である。これにより、延伸ロッド１７からの充填物２１の意図されない漏出を防ぐこと、或いは最小限にすることが可能である。
【００４４】
プリフォーム２の脱気（換気）は、脱気弁（換気弁）２６を用いて行われる。脱気弁２６は放出開口部２７と接続されており、当該放出開口部２７は、プリフォーム２へ作用する形成充填ヘッド２８の領域に配されている。形成充填ヘッド２８を通って、延伸ロッド１７は軸方向に位置決め可能である。プリフォーム２はその開口部側の端部でシーリング２９によって形成充填ヘッド２８に対して密閉されており、当該シーリング２９は例えばＯリングとして形成されていてもよい。プリフォーム２の内部空間３０は、環状ギャップ３１を介して放出開口部２７と接続されていてもよい。図２の場合、環状ギャップ３１は例えば延伸ロッド１７を取り囲んでいる。形成充填ヘッド２８はその機能に従って、接続要素とも称される。
【００４５】
図３は、内蔵された逆止弁２５を備える中空の延伸ロッド１７を用いる図２の図面と類似の装置を、概略的に示している。しかしながら、既に最後まで形成された容器１１が図示されている。図２と同様に図３においても、特には複数の放出開口部２４が延伸ロッド１７の丸端部側の端部領域に配されていることが、見て取れる。図示されている実施例においては、その種の放出開口部２４が、延伸ロッド１７の縦軸３２に沿って異なる高さレベルに位置決めされている。図示されている実施例は、実質的に水平な放出方向を有する放出開口部２４の配向も示している。しかしながら、延伸ロッド１７の丸端部側の端部領域での放出開口部２４の配置も、放出開口部２４の配向も、変更可能である。通常は可能な限り静かでまた飛沫の少ない放出挙動が得られるように努められる。
【００４６】
非図示の代替的な実施形態に従えば、中実なの延伸ロッド１７が用いられてもよい。充填物２１の供給は従って、延伸ロッド１７の脇を通る少なくとも１つの流れ流路に沿って行われる。これに関しては特に環状ギャップ３１を用いられる。この実施形態においても、狙った脱気を実行することが可能である。
【００４７】
図４は、図１の作業ホイール９の領域で容器の封止も行われる実施形態を示している。図４では容器１１は、依然としてモールド３７の領域に配されており、当該モールド３７は図１の形成充填ステーション１０の一部を形成している。封止装置３８は、従来技術に従うこの実施形態の場合には、長手軸３２に関して形成充填ヘッド２８に対して同軸に配設されている。封止装置３８は例えば回動移動可能に配設されたグリッパー（握持器）３９を有しており、当該グリッパー３９は封止キャップ１５に作用を及ぼすために設けられている。特に、封止装置３８を形成充填ヘッド２８に対して回転移動式に配設することが考えられる。これにより雌ねじ部を有する封止キャップ１５は、開口部領域５の雄ねじ部上にねじ込まれる。
【００４８】
図５は、図４の構成に対する、従来技術から知られている代替的な実施形態を示している。封止装置３８及び形成充填ヘッド２８は、図５では互いに同軸には配設されておらず、それらは器具保持部４０によって作業配置或いは静止配置に交替式に位置決めされる。器具保持部４０は例えばタレット式（リボルバー式）に形成されまた１つの回転軸４１を備えられていてもよい。
【００４９】
図４及び図５の既知の実施形態においては、形成充填ヘッド２８内にそれぞれ、延伸ロッド１７の内部空間２３又は流路に加えて、これらの図面においては非図示の液体流路、並びに好ましくは逆流路が設けられている。以下においては、プロセスに特徴的ないくつかのパラメータが例示的により詳細に説明される。充填物２１は、特には、例えば２０℃から３０℃の範囲の周囲空間の温度で、形成充填ヘッド２８に供給される。充填物２１はこれにより、容器の壁部材料を冷却し、また、形成された容器１１の形状安定性の迅速な獲得をサポートする。これにより、非常に短いサイクル時間がサポートされる。しかしながら、充填物２１をより強く冷却又は加熱して供給することも可能である。
【００５０】
容器１１を形成する間、充填物２１は少なくともの一時的に一定の体積流でプリフォーム２或いは容器１１内へと導入され得る。しかしながら、異なる時点に対して異なる大きさの体積流が発生されるように、体積流のための適した時間的なプロフィールを設定することも可能である。
【００５１】
充填物２１を導入する前に、プリフォーム２内部に存在する空気を吸引すること及び／又は不活性ガスで置換することも可能である。これは特には、酸化作用に敏感な充填媒体２１の場合に有利である。
【００５２】
充填物２１としては、純粋な液体又は添加物を用意された液体を用いることが出来る。特にはカーボネーション（炭酸ガス圧入溶解）された充填媒体の供給が考えられている。充填物２１は圧力下で、例えば１０ｂａｒの圧力で、プリフォーム２或いは容器１１に供給されるので、流れ工程による局所的な減圧が避けられるように、充填物２１用の全流路を設計することが、合目的的であることが判明した。局所的な又は一時的な減圧は、さもなければ二酸化炭素の望まれない脱気を導き得るであろう。
【００５３】
特には射出成形されたプリフォーム２の図１に示されている加熱の代わりに、プリフォーム２を容器１１へ変形する直前に初めてプリフォーム２を製造することも、可能である。これは例えば所謂単段的な射出ブロー法の場合のような射出成形工程によって行われる。同様に圧縮成形も可能である。プリフォーム２のその種の形成は、加熱装置の領域での電気的及び電子的な構成部品の使用を避ける、又は、少なくともそのような部分の使用数を減らすが、その理由は、これらがその後単に場合によっては必要となる温度プロフィーリングためにのみ必要とされるからである。
【００５４】
作業ホイール９の構成部材の材料としては、特には耐腐食性の物質が用いられる。特には、ステンレス鋼並びに合成物質の使用が考えられている。特には、モールド３７を完全に又は部分的に適した合成物質から形成することが考えられている。
【００５５】
必要な延伸力を最小化するために、延伸工程を充填物２１の供給によって支援することが考えられている。しかしながら、そのように支援する場合には、好ましくはプリフォーム２のガイドが延伸ロッド１７によって保証されていることが可能とされているべきである。これは例えば、作用する延伸力が測定され、また常に最低限の延伸力が保持されて維持するように充填物２１の体積流が制御されること、によって行われる。延伸力の大きさは、特には非常に簡潔に、電気的に駆動される延伸システムにおいて駆動電流を測定することによって、又は、空圧的な延伸システムにおいて圧力を測定することによって、検出され得る。
【００５６】
容器１１を充填物２１で満たす場合には、往々にして、容器１１の封止後にガス充填された頭部空間を準備することが望まれる。この空いている頭部空間は、延伸ロッド１７を引き戻す結果として発生する体積減少によって、発生させることが出来る。
【００５７】
上述の材料選択は特には与えられた衛生上の要求を考慮して行われる。この場合、殺菌能力（滅菌能力）或いは消毒能力が保証される。同様に、良好なクリーニングに対する要求が満たされているように構造的に構成される。
【００５８】
１つ又は複数の受け渡しホイールは、サーボ駆動部を備えて設計されていてもよい。それにより特には、クリーニング工程を実行する間に加熱装置の作業ホイールからの完全な隔離を実現することが、サポートされる。同様に、少なくとも１つの受け渡しホイールの領域で引き戻し可能な複数の取り扱い要素が配設されることも、考えられる。更なる耐湿保護は、乾燥空気トンネルを用いて行われ得る。
【００５９】
以下において、従来技術から知られている区外的なプロセス経過が例示的に記載される。
【００６０】
プリフォーム２をモールド３７内へ入れる前又は後に、好ましくは、先ず、酸素を排除するために又は酸素の割合を低減するために、プリフォーム２の内部空間でのガス交換が行われる。洗浄プロセス及び／又は真空化プロセスは通常長くても０．１秒間持続する。延伸ロッド１７を用いてのプリフォーム２の延伸は、通常０．２秒間持続する。同様に、プリフォーム２の充填及びそれによりもたらされる容器１１への変形のためには、約０．２秒間の時間間隔が想定されている。それに続く頭部空間の作製のためには、通常最大でも０．２秒間の時間間隔が必要とされる。充填された容器１１の安静及び緩和のプロセスは、非炭酸飲料（炭酸なしの飲料）の場合は非常に迅速に行われ、炭酸を含む飲料においては、プロセスは５秒間までの時間間隔が必要とされ得る。
【００６１】
頭部空間の処理は、それに続き例えば高圧発泡又は窒素供給を用いて、行われる。それに続く封止キャップの供給は、カーボネーションされた飲料の場合は、１．５秒までの時間間隔が必要とし得る。同様に、封止工程或いは栓のねじ締め工程は例えば、１．５秒までの時間間隔を必要とする。
【００６２】
容器１１を最後まで封止した後モールド３７が開き、充填された容器１１は取り出されまた搬出される。
【００６３】
変形されるべきプリフォーム２内へ或いは依然としてモールド３７内に存在する容器１１内へ、充填物を導入する間、通常、充填システム内或いはプリフォーム２内或いは依然としてモールド３７内に存在する容器１１内では、一般的な圧力経過が生じている。容器１１の拡張に基づき比較的低い圧力が存在しており、それは形成工程の終了時に上昇する。充填システム内特には充填ライン内での圧力上昇の大きさ或いは相応する圧力上昇は、後続のプロセスステップのための制御変数として使用することが可能であり、また場合によってはこの次のプロセスステップの開始時点を決定する。代替的に又は補足的に、制御変数として圧力経過の特性曲線及び／又は充填物の体積流の特性曲線を使用することも、考えられる。
【００６４】
充填物の温度に関して、特には充填物を環境温度で供給することが考えられる。その都度の使用境界条件に応じて、充填物の狙った温度上昇又は狙った温度減少も考えられる。
【００６５】
別のバリエーションに従い、充填工程を２段階で実行し、その際、第一のプロセスステップの間には充填物を、第二のプロセスステップの間の温度よりも高温で、供給することが考えられる。第一のプロセスステップは例えば、延伸ロッド１７を介してプリフォーム２の長手方向延伸が実行される場合に、実行され得る。第二のプロセスステップは、その後延伸工程の実施に引き続き、またそれは容器１１の半径方向拡張に対応する。
【００６６】
既に簡潔に上述した圧力負荷解放後の頭部空間における安定化の場合には、場合によっては、発生するガス及び／又は泡の吸い取りが行われることも、考えられている。
【００６７】
上述したように、それぞれのプリフォーム２が形成及び充填の間その開放側で上方へ向いて密閉位置でシーリング２９に当接することから始められた。しかしながら、それぞれのプリフォーム２が形成及び充填の間にその開放側で下方へ向いて密閉位置でシーリング２９に対して当接する又は形成充填ヘッド２８の対応するシーリングに当接する、形成充填ステーション１０の実施も可能である。
【００６８】
上述の説明は、技術的な全体的関連への本発明の援用、及び、基本的に既知の装置の説明、及び、圧力媒体としての充填物を使用して容器を形成するための方法に寄与した。従って、図１から図５に対して説明された上述の特徴は、好ましい特徴として理解されえて、それらの特徴は、特許請求される発明の制限することを見込むものではない。以下においては、この従来術に対する本発明に従う発展が実施例を用いて説明される。
【００６９】
図６は、形成充填ヘッド２８を備える形成充填ステーション１０の一部を、断面で細部図で示している。図示されている時点では、プリフォーム２は既に閉じられたモールド３７内に存在している。プリフォーム２の所謂ネックリング４５は、モールド３７のストッパープレート４６に当接している。このストッパープレート４６は、プリフォーム２の種類を変更する場合に別の容器のモールドのために容易な適合可能性を提供するために、例えば取り外し可能にモールド３７に締結されている。そのようなプリフォーム交換においては、従って、それぞれの形成充填ステーション１０においてのみ、ストッパープレート４６は、変更されたプリフォームタイプに適合されたストッパープレートに交換され得る。
【００７０】
図示されているプロセスフェーズでは、形成充填ヘッド２８は、静止位置に存在している。形成充填ヘッド２８及びプリフォーム２の開口部分５の上部開口縁５１の間には、取り入れギャップ４７が残っており、当該取り入れギャップ４７は、モールド３７の開放及び閉鎖、及び、開放されたモールド３７内へのプリフォームの入れ込み、を可能とする。シーリング２９と、プリフォーム２の開口部分５の上部縁５１の間の高さ間隔は、シーリング工程路（シーリングストローク経路）とも称され得る経路区間を定義する。圧力下での充填物の充填のための密閉を獲得するために、この区間経路分だけ、形成充填ヘッド２８はプリフォーム２へ降下されるべきである。
【００７１】
図６に図示されている形成充填ヘッド２８におけるシールリング２９の配置は、好ましいものとして見なされる。プリフォーム２の別の部分でのプリフォーム２に対するシールリングを想定している配置、又は、ストッパープレート４６に対するシールリングを想定している配置も、考えられる。それにより、より長いシーリング工程路が必要とされることになるであろうから、また、形成充填ヘッド２８がそのシーリング位置と図６に図示されているその静止配置の間でより長い区間経路を引き戻らなければならないだろうから、そのような代替的な配置は従って、より僅かに有利であるものと見なされる。
【００７２】
図７に図示されているプロセスフェーズでは、形成充填ヘッド２８は図６の静止位置からそのシーリング位置へ移動された。シールリング２９はプリフォーム２の開口縁５１に密閉的に当接している。この密閉状態では、充填物は最早圧力下でプリフォーム２内へと流入することが可能であり、また、形成工程を実行することが出来る。非図示の様態では、形成工程が延伸ロッド１７によって支援されるべきである場合には、延伸ロッド１７が形成充填ヘッド２８を通って軸方向で変位され得る。この場合、延伸ロッド１７に関する図２から図５に対する説明を指摘することが出来る。
【００７３】
図８に図示されているプロセスフェーズにおいては、形成充填工程は終了されている、即ち、今やプリフォーム２から容器１１が作製された、そして、形成充填ヘッド２８は、封止キャップ１５の供給が可能である位置への移動によって、密閉位置からは離された。図示されている実施例では、形成充填ヘッド２８のこのキャップ供給位置は、以下のように選ばれている、即ち、供給レール５２として形成されたキャップ供給装置５０が容器開口部５１及び形成充填ヘッド２８の間に入り込み移動され得るように、選ばれている。位置決めは更に、封止キャップ１５が容器開口部５１及び形成充填ヘッド２８の間に入り込み案内され得るように選ばれている。図示されている実施例では、図示されているガイドレール５２上でのキャップ１５の供給が行われ、当該ガイドレール５２では封止キャップ１５は載置指部５３を用いて、容器開口部５１上部の予定位置へ配置される。ガイドレール５２及び容器１１の開口部５１の間には、載置ギャップ５４が残っており、また同様に、封止キャップ１５の上面及び形成充填ヘッド２８の間には、取り入れギャップ５５が残っている、その結果、封止キャップ１５は、形成充填ヘッド２８と衝突することなく、その予定位置へと変位され得る。より長い経路区間を避けるために、上述のギャップ５４、５５は、以下のように寸法決定されている、即ち、一方ではキャップ１５の移動時及びガイドレール５２の移動時における衝突を危惧する必要がないように、他方では可能な限り僅かなストローク路が調整され得るように、寸法決定されている。
【００７４】
封止キャップ１５の図８に示されているような供給の終了後、図９に示されているように、形成充填ヘッド２８が下降する。形成充填ヘッド２８はキャップ側で凹部５６を有しており、当該凹部５６はその寸法決定に関して、封止キャップ１５が、形成充填ヘッド２８の下降時に、この凹部５６内で傾斜しないように受容されるように、封止キャップ１５に適合されている。図示されている実施例では、封止キャップ１５は遊びなしでまた挟み込んで保持されている。特定の大きさの遊び及びそれによるある程度の大きさの傾斜も同様に想定され得る。シーリング２９は凹部５６の領域に配設されている。封止キャップ１５を例えば挟み込んで受容するための、形成充填ヘッドのこの下降の間、ガイドレール５２及び好ましくは載置指部５３も、封止キャップ１５を下支えするため、それらの図８の供給位置に残っており、それにより、キャップ１５を凹部５６内へ押し入れることが出来る。その後ようやく、ガイドレール５２及び場合によっては載置指部５３は移動される。封止キャップ１５は最早、形成充填ヘッド２８によって保持されている。しかしながら、形成充填ヘッド２８の降下及びガイドレール５２及び／又は載置指部５３の移動を同時に行うことも可能である。
【００７５】
図１０に図示されているプロセスフェーズにおいては、形成充填ヘッド２８は、それにより保持されている封止キャップ１５と共に、充填された容器１１の方向へ降下された。形成充填ヘッド２８は封止キャップ１５を、容器１１の開口部領域５についての開口部高さ４９の特定の経路区間に渡って、所望の封止位置に到達するまで、押圧する。図１１は形成充填ヘッド２８のこの所望の封止位置を示しており、その位置では、封止キャップ１５の内側に形成されているシールリング５７が容器１１の開口領域と接触状態に至っている。形成充填ヘッド２８の封止位置は、以下のように選んでもよく、即ち、封止キャップ１５が先ず液体の漏れに対して一時的な密閉性が与えられている程度だけ容器１１の開口部領域５に対して押し込まれるように、選んでもよく、その後の時点で初めて、例えば形成充填ヘッドの外側で、別の封止ユニットが、封止キャップ１５を最終的に充填された容器１１ヘ取り付ける、例えばその最終的な封止状態へと回し閉める。それに対し、図１１に図示されている実施例では、形成充填ヘッド２８の封止位置決めは、以下のように選ばれている、即ち、封止キャップ１５がその最終的な封止位置へ至った、つまり、例えば封止キャップ１５に形成されている保証リング（ＴＥリング）５８が容器１１の保護リング５９に噛み合い、また同様に、封止キャップ１５内の内側で形成されているネジ部６０が容器１１の開口部領域５にて外側に形成されている容器ネジ部６１との所望の係合状態にあるように、選ばれている。キャップ１５は形成充填ヘッド２８による下方への押圧によって既にその最終的なシーリング位置に至っているので、形成充填ステーション１０外部での封止装置による後続の更なる干渉は、この場合必要ないと思われる。
【００７６】
容器１１上へ封止キャップ１５を押し載せた後、形成充填ヘッド２８はサイド取り出し位置へと移動され得て、当該取り出し位置は、最後まで形成され充填されそして封止キャップ１５を備えられた容器１１の取り出しを可能とする。今や封止されたものとなった容器１１が取り出され得ることだけでなく封止キャップ１５が備えられた容器１１も取り出され得ることを、この取り出し位置が十分に考慮している場合、形成充填ヘッド２８のこの取り出し位置は図６の静止位置に対応する。
【００７７】
図１２から図１６は封止キャップ１５を図示しており、また、容器１１の開口部領域５或いは容器１１への封止キャップ１５の上述の押し載せを促進するプリフォーム２の開口部領域５を、示している。その場合、例えば図１２は、容器１１の開口部領域５での封止キャップ１５の開封にとって有利な回転封止キャップ１５を図示しており、当該回転封止キャップ１５は内側にネジ溝を有している。このネジ溝６５は容器１１の雄ネジ６１と共に機能し、その際、この雄ネジ６１は複数のネジ片部６６から構成されている、即ち、その間に複数の中断部６７が形成されている複数のネジセグメントから構成されている。間に複数の中断部６７を備える複数のネジセグメントの形態のネジ部６１を形成することに基づき、容器１１への形成充填ヘッド２８による封止キャップ１５の押し載せは簡易化されている。この押し載せは、ネジセグメント６６の合流開口部側の容器長手軸３２に対する勾配７０が、ネジ片部６６の容器底部側の勾配７１とは、別の傾斜角を有していることによって、追加的に更に簡易化される。底部側の勾配７１の傾斜角βが、容器開口部側の勾配７０の傾斜角αよりも大きい場合、特に有利である。同様の様態で、封止キャップ１５の内側のネジ溝６５のそれらと相補的な勾配が、その傾斜角に関して設計されている。
【００７８】
図１３は、いくつかの点で図１２に示される原理を反転したものを示している。ここでは、封止キャップ１５の内面側に複数のネジセグメント６６がそれらの間にある複数の中断部６７と共に設計されている一方で、ネジ溝６５は容器１１の外面側に設計されている。これらのネジセグメント６６は、図１３の実施例では、突起状の形態を有しており、それは図１２の実施例でも実現され得るものである。
【００７９】
図１４の実施例は基本的に図１３の実施例に対応しており、キャップ内側の突起状のネジセグメント６６はネジ片によって置き換えられている。
【００８０】
図１５の実施例では、内側に、即ち容器１１に向かいそのキャップ側面に、平坦な内側面７２を有する封止キャップ１５が存在している。容器１１は角の尖ったネジ山の頂き７３を備える雄ネジ６１を有しており、当該ネジ山の頂き７３は例えば新たにネジ片６６として設計されていてもよい。この場合も、封止キャップ１５の容器１１への押し載せを促進するために、ネジ傾斜角α、βは、異なって選択されている。ネジ片６６の角の尖った設計に基づき、容器１１のネジ片６６は、キャップ１５の平坦な内周面内へ圧入し、封止キャップ１５を容器から回し開ける際に、ネジ片６６はキャップ１５内へネジ部を形成する。
【００８１】
図１６は、この原理を反転したものを示している。この実施例においては、今や、封止キャップ１５の容器１１に向かい合う周側面において内側で角の尖ったネジ片６６が設計されている一方で、容器１１の外側７４は、その開口部分５で平坦に形成されている。この場合もまた、これらの角の尖ったネジ片６６は、容器１１の開口領域５への押し載せに従って、容器開口部５の当初は平坦であった外側面内へ圧入し、また、封止キャップ１５を開放して回し外す際に容器１１の外側にネジ勾配を作り出す。
【００８２】
図１７は、封止装置３８の別の実施例を備えた、充填物２１を用いて液圧的な容器形成を行うための本発明に従う形成充填機を、概略図で示している。既に図１を用いて説明したように、形成充填ヘッド２８には貯蔵装置２０によって充填物２１を圧力下で供給される。必要なストローク移動を実施することが出来るように、即ち、例えば図６から図１１を用いて説明した位置につくことが出来るように、形成充填ヘッド２８は、駆動装置７５を備え付けられている。形成充填ヘッド２８の駆動装置７５は、適宜制御されており、また、この駆動装置７５は例えば電気的な駆動装置、例えばリニアモータであり得る。
【００８３】
図１７には、その封止位置にある形成充填ヘッド２８が図示されており、当該封止位置は原則的には図６にも図示されている、即ち、形成充填ヘッド２８は密閉的にモールド３７内に収容されている容器１１上に載せ置かれている。プリフォーム２の容器１１への成形は終了されており、また、駆動装置７５は最早、形成充填ヘッド２８を容器１１から持ち上げてもよく、そして、例えば図８に図示されている位置へ移動させてもよい。そのような移動の後に、供給レール５２がその上に配された封止キャップ１５と共に容器開口部５及び形成充填ヘッド下面２８の間でずらされ得て、そして、図９から図１１を用いて説明された更なる封止ステップが実施され得る。
【００８４】
図１７の実施例に従い、形成充填ヘッド２８は外側にギア（歯車）７６を有しており、当該ギア７６は駆動ギア７７と噛み合った係合状態にある。この駆動ギア７７は例えばモーターで駆動されて回転され、またそれにより、形成充填ヘッド２８を回転させる。好ましくはそれに関して、形成充填ヘッド２８は容器側の部位２８．２において回転可能に設計されており、それに対し形成充填ヘッド２８の別の部位２８．１は回転不能に設計されている。つまり、形成充填ヘッド２８は、回転可能な部位２８．２及び回転不能な部位２８．１に分けられ得て、それらは互いに回転可能に支持されている。
【００８５】
図６から図１１に対して説明された封止キャップ１５の容器１１上への押し載せは、図１７の実施形態においては、ねじはめ運動によって、最後まで補われ得る。図６から図１１について説明されたように、先ずは封止キャップ１５が形成充填ヘッド２８の下降移動によって、容器１１に対して押し付けられ得る。特定の押し載せ位置に至ると、それに続き、外側のギア７７がモーターで駆動されて回転され得て、そして、ギア７６を支持している頭部領域２８．２を回転させ、その結果それにより支持される封止キャップ１５も同様に回転され、またそれによって、例えば封止工程の終了に向かって、充填された容器１１へ、例えば図１１に図示されている最終的な封止位置に至るまで、ねじって嵌められる。例えば、第１の封止ステップではキャップ１５が形成充填ヘッド２８によって、キャップ１５及び容器１１における雄ネジ６１の間の第１のネジ係合が達成されており、またその後に外側のギア７７が回転駆動されるまで、容器１１上へ押し載せられることが考えられる。外部のギア７７の駆動部７８は例えばサーボモータとして形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１              供給装置
２              プリフォーム
３              受け渡しホイール
４              加熱装置
５              開口部部分
６              加熱要素
７              搬送装置
８              受け渡しホイール
９              作業ホイール
１０            成形充填ステーション
１１            容器
１２            取り出しホイール
１３            搬出区間
１４            供給装置
１５            封止キャップ
１６            隔離装置
１７            延伸ロッド
１７．１        狭部
１８            延伸ロッドの丸端部
１９            プリフォームの底部
２０、２０．１  タンク装置
２１、２１．１  充填物
２２            調量切換弁
２３            延伸ロッドの内部空間
２４            放出開口部
２５            逆止弁
２６            脱気弁
２７            放出開口部
２８            形成充填ヘッド
２９            シーリング
３０            プリフォームの内部空間
３１            リングギャップ
３２            ボトル或いは延伸ロッドの長手軸
３３            シーリング部材
３４            カウンター部材
３５            支持部
３６            供給開口部
３７            モールド（型）
３８            封止装置
３９            グリッパー
４０            工具保持部
４１            回転軸
４２            配管或いは配管区間
４３            カーボネーションユニット
４４            冷却ユニット
４５            ネックリング
４６            ストッパープレート
４７            取り入れギャップ
４８            密閉時ストローク量
４９            開口部部分の長さ
５０            キャップ供給装置
５１            容器開口部
５２            ガイドレール
５３            載置指部
５４、５５      ギャップ
５６            凹部（リセス）
５７            シールリング
５８            保証リング（ＴＥリング）
５９            セーフリング
６０            キャップの雌ねじ
６１            容器又はプリフォームの雄ねじ
６５            ネジ溝
６６            ネジ片
６７            中断部
７０、７１      ネジ片の側面
７２            内側
７３            ネジ山の頂き
７４            外側
７５            駆動装置
７６、７７      ギア（歯車）
７８            駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019531916.tif 000015
【図１４】
2019531916.tif 000016
【図１５】
2019531916.tif 000017
【図１６】
2019531916.tif 000018
【図１７】
2019531916.tif 000019
【国際調査報告】
2019531916.tif 000020
2019531916.tif 000021
2019531916.tif 000022
2019531916.tif 000023
2019531916.tif 000024