(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性プラスチックからブロー成形された中空体を製作するためのブロー成形機であって、水平方向で移動可能な２つのブロー成形割型が設けられており、これらのブロー成形割型がその開閉用に、型閉までブロー成形割型を運動させ且つプラスチックチューブ圧搾用の力を付与するための型締め・係止装置の搬送駆動装置及び運動過程用の別個の駆動ユニットを装備している形式のものにおいて、
型締め・係止装置の型締め部材のための駆動ユニット（１５）が、電動モータ式の直接駆動装置として形成されており、この電気的な直接駆動装置を備えた少なくとも２つの型締め部材が設けられており、これらの型締め部材が、ブロー成形割型（９）に隣接して、型支持体プレート（７）又は該型支持体プレートに結合されたフレーム部分に固定されており、型締め・係止装置の各型締め部材が、型分割接合平面内で互いに結合可能な能動的な半部と受動的な半部とから成っており、ブロー成形割型を型締めし且つ係止するための能動的な半部に配置された直接駆動装置（１５）が電気的なスピンドル駆動装置として形成されており、該スピンドル駆動装置が遊星式ころスピンドル伝動装置（１８，１９，２０）として形成されており、
軸受けリング（１２）内でスピンドル（１８）に係合する遊星式ころナット（１９）が、それぞれブロー成形割型（９）若しくは型緊締プレート（７）に軸方向に一体で動くよう構成されており、カップリング（１０）との協働においてスピンドル（１８）により生ぜしめられるか、又は型緊締プレート（７）の変形に基づく曲げ応力により生じる恐れのある角度偏差を補償できるように弾性的に支承されており、
遊星式ころナット（１９）が、ばね（１７）を備えた軸受けリング（１２）に浮動式で支承されていることを特徴とするブロー成形機。
【請求項２】
主として回転対称的な中空体を製作するために、電気的な直接駆動装置（１５）を備えた少なくとも２つの型締め部材が設けられており、これらの型締め部材が、ブロー成形割型（９）の側方に隣接して、若しくは型支持体プレート（７）又は該型支持体プレートに結合されたフレーム部分に対称的に固定されている、請求項１記載のブロー成形機。
【請求項３】
技術的なブロー成形品若しくは主として非回転対称的な中空体を製作するために、電気的な直接駆動装置（１５）を備えた少なくとも３つの型締め部材が設けられており、これらの型締め部材がブロー成形割型（９）の側方に隣接して、若しくは型支持体プレート（７）又は該型支持体プレートに結合されたフレーム部分に非対称的に固定されている、請求項１記載のブロー成形機。
【請求項４】
遊星式ころスピンドル伝動装置に摺動可能なスピンドル（１８）が装備されており、遊星式ころナット（１９）がブロー成形割型（９）又は型緊締プレート（７）に対する所定位置でモータ（１５）によって駆動されて、スピンドル（１８）が移動する、請求項１から３までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項５】
遊星式ころスピンドル伝動装置に、ブロー成形割型（９）又は型緊締プレート（７）に対し相対的に回動不能に支承されたスピンドルが装備されており、遊星式ころナットがスピンドルに沿って摺動可能にモータによって駆動されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項６】
ブロー成形割型（９）が係止された状態で吹込圧に抗して作用する予負荷をもたらす蓄力器を型締め・係止装置が有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項７】
蓄力器が積層ばね部材によって形成されている、請求項６記載のブロー成形機。
【請求項８】
蓄力器が、型緊締プレート又は該型緊締プレートの背後に配置されたフレームプレートの弾性変形可能な領域によって形成されている、請求項６記載のブロー成形機。
【請求項９】
対向位置するスピンドル（８，１８）に結合可能な型締め部材の受動的な対応部材が、弾性的に各ブロー成形割型（９）若しくは型支持体プレート（７）に支承されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項１０】
ブロー成形割型（９）を開閉するための搬送駆動装置用の駆動ユニット（１）が、電動モータ式の直接駆動装置として、大きなねじ山リードを有するねじ山付きスピンドルを備えて形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、熱可塑性プラスチックからブロー成形された中空体を製作するためのブロー成形機であって、水平方向で移動可能な２つのブロー成形割型が設けられており、これらのブロー成形割型がその開閉用に、型締め・係止装置の搬送駆動及び運動過程用の別個の駆動ユニットを装備している形式のものに関する。
【０００２】
このような形式のブロー成形機は、例えば（Mauser社による）ドイツ連邦共和国特許第３４１６８７１号に基づき公知である。この公知のブロー成形機の場合、迅速な成形品取出しのための高速搬送装置（早送り装置）としての走行駆動装置並びにブロー成形割型を係止し且つ保持するための型締め駆動装置（パワー駆動装置）用の別個の駆動装置は液圧式で設計されている。この１５年間で様々に構成されたこのようなブロー成形機の無桁式の構成が最も有利であるということが判った。但し、例えば清浄空間製作等の特別な使用目的に関しては、液圧式の駆動装置はあまり適していない。
【０００３】
本発明の課題は、最新のブロー成形機のために、型支持体プレート若しくはブロー成形割型を係止するための新たな型締め・係止装置を提供することである。
【０００４】
この課題は、本発明に基づき請求項１の特徴部に記載の構成によって解決される。本発明の特徴は、型締め・係止装置のための駆動ユニットが電動モータ式の直接駆動装置として形成されているという点にある。
【０００５】
本発明の別の有利な構成は従属請求項に記載されている。
【０００６】
本発明によるブロー成形機により、従来の構成と比較して以下の利点が得られる。即ち：
‐液圧駆動装置を備えたブロー成形機に比べてエネルギ消費が少なく、
‐大きなシリンダ面積に基づく大量のオイル流及びこれに相応して大きな距離が回避され、
‐例えば保守整備インターバルの後で液圧油を交換する必要は無いので保守整備コストがより好都合となり、
‐ノイズ発生が少なくなり、
‐運動のフレキシビリティー及び制御性が高くなり、
‐反復精度が良くなり（ウォームアップ段階無し）、
‐例えばオイル漏れが発生する恐れはないので清浄空間製作に適している。
【０００７】
本発明の構成では、主として回転対称的な中空体を製作するために、電気的な直接駆動装置を備えた少なくとも２つの型締め部材が設けられており、これらの型締め部材はブロー成形割型の側方に隣接して、若しくは、型支持体プレート又はこの型支持体プレートと結合されたフレーム部分に対称的に固定されている一方で、技術的なブロー成形品若しくは主として非回転対称的な中空体を製作するためには、電気的な直接駆動装置を備えた少なくとも３つの型締め部材が設けられており、これらの型締め部材はブロー成形割型の側方に隣接して、若しくは直接、型支持プレート又はこの型支持プレートと結合されたフレーム部分に非対称的に固定されている。この場合、型締め・係止装置の各型締め部材は能動的な半部と受動的な半部とから成っており、これらの半部はおおよそ型分割接合平面内で互いに結合可能であり、しかも、ブロー成形割型を型締めし且つ係止するための能動的な半部に配置された直接駆動装置が、有利にはアクメねじを備えた電気的なスピンドル駆動装置として形成されている。
【０００８】
更に、型締め・係止装置の搬送駆動装置（＝特別なパワー消費無しの走行運転早送り装置）及び（大きなパワー消費を伴う）運動過程用の別個の駆動ユニットを備えた本発明によるブロー成形機は、互いに有利に組み合わされた以下の構成に基づき優れている。即ち：
‐例えば２２０リットルのプラスチック樽等の大体積の中空体を製作するためのブロー成形用の型締め・係止装置が、ブロー成形割型の側方に隣接して、若しくは型支持体プレートの側方に対称的に取り付けられた４つ又はそれ以上の同一構成の型締め部材を有しており、
‐前記型締め・係止装置に、ブロー成形割型が係止された状態で吹込圧に抗して作用する予負荷を維持する蓄力器が対応配置されており、
‐該蓄力器が積層ばね部材によって形成され、
‐更に、当該蓄力器が型緊締プレート又はこの型緊締プレートの背後に配置された平行なフレームプレートの所期のように弾性変形可能な領域によって形成されており、
‐型締め・係止装置の各型締め部材に、ブロー成形型を型締めし且つ係止するための電気的なスピンドル駆動装置が装備されており、該スピンドル駆動装置が遊星式ころスピンドル伝動装置として形成されており、しかも、
‐ａ）摺動可能なスピンドル又は
‐ｂ）相対回動不能に支承されたスピンドルが設けられており、スピンドルに設けられた遊星式ころナットが摺動可能にモータによって駆動されており、
‐（例えば軸受けリング内の）遊星式ころナットが、それぞれブロー成形割型若しくは型緊締プレートに固定されており、例えば「浮動式の軸受け」によって、スピンドルにより若しくはカップリングとの協働において発生する恐れのある角度偏差が補償可能であるか、又は型緊締プレートの変形に基づき発生する曲げ応力が補償されるように弾性的に支承されており、
‐弾性的に枢着式で支承された回転可能な遊星式ころナットが、補償カップリングを介してモータ若しくは該モータの伝動装置に結合されており、
‐対向位置するスピンドルに連結可能な型締め部材の対応部材が、それぞれ対向位置するブロー成形割型若しくは型支持体プレートにやはり曲げ弾性的に支承されており、
‐型締め部材のこの特別な弾性軸受けが、曲げ又は温度影響等によって発生する角度誤差を補償し、
‐前記軸受けが、ボールカップとその中に配置された弾性的な支持部材とから形成されており、該支持部材がボールカップから空間的な間隔をあけて、このボールカップとカップリング部材との間で作用してスピンドルを中心位置で保持し、
‐前記支持部材が弾性変形可能なプラスチックリング（例えばテフロン）から成っているので、概して角度誤差に非常に敏感に反応する遊星式ころ軸受けが摩耗の増大から保護されており、
‐電気的な駆動モータがロックブレーキを有しているか、又は駆動系においてナット・スピンドル伝動装置に至るまでブレーキが配置されており、該ブレーキが、ブロー成形割型が閉じられて予負荷された状態にあり且つパワーを消費する保持のために常にエネルギを要求する必要がないように設計可能であり、
‐駆動モータが、ブロー成形型が閉じられた状態でブロー成形割型を保持するための十分に高いトルクを（例えばばね無しでも）発生させるサーボモータである。
【０００９】
本発明によるブロー成形機の更に別の有利な構成では、
‐ブロー成形割型の開閉用の搬送駆動装置にやはり電動モータ式の直接駆動装置が装備されており、
‐前記搬送駆動装置に左巻き及び右巻きのねじ山区分を有する一体のスピンドルが装備されており、該スピンドルがブロー成形割型の逆向きの運動のために電気的な駆動装置によって回転可能に駆動されるようになっており、
‐前記搬送駆動装置に、各ブロー成形割型毎にナット・ねじ山伝動装置を有する１本のスピンドルが装備されており、各スピンドル又は各ねじ山付きナットが専用のモータによって駆動されていてよく、
‐前記搬送駆動装置が、２つの変向歯車をめぐって循環案内されるチェーン、歯付きベルト又はワイヤロープ等の手段として構成されており、各ブロー成形割型が、それぞれ逆向きの直線ベルト区分（引張り部材）に直接又は間接的に結合されている。
【００１０】
電気的な直接駆動装置を有する本発明によるブロー成形機は、コンベンショナルな液圧駆動装置に比べて、規定された作動点に関して著しく高い反復精度を提供する。即ち、機械は高いフレキシビリティーを有しており且つ運転状態の迅速な安定化に基づきすぐに使用可能である。なぜならば、始動及び作動段階を必要としないからである。熱的なエネルギ損失は生じず、最も重要な作業過程、つまりパワーを消費するブロー成形割型保持の間は、ほとんどエネルギ消費が行われない。このことは、有利には駆動モータのブレーキ及び積層ばねによって達成される。前記ブレーキは駆動モータを保持位置で不動に保持するので、電気的なトルクが供給されずに済み（電気的なエネルギは消費されない）、積層ばねは吹込圧に抗して作用して、ブロー成形割型の広がりを防止する。有利な転がり案内若しくは遊星式ボールガイドは、小さな損失と同時に７０％以上の高い効率を保証する。これに対して液圧機は液圧油の温度依存性に基づき常にウォームアップ段階が必要であり且つ運転状態において常に熱を導出しなければならないので、熱的なエネルギ損失が発生する。
【００１１】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１２】
ブロー成形機の上部構造、つまり可動部分の構造は以下のようになっている。
即ち：型支持体は、それぞれ互いに平行に配置された各２枚のプレート７から成っており、これらのプレート７は大面積に構成されたボックス形の支持フレームに結合されている（溶接構造）。この場合、各外側プレートは水平方向で配置されたウェブを備えて耐屈撓性に構成されている。１つのユニットは１枚のフットプレートと４枚のリブ付き薄板とに溶接されている。型支持体はベースフレーム４上の２本の遊星ボールガイドライン５に沿って走行する。各型支持体は、中心軸線に対して対称的に６００ｍｍの行程を実施することができる。運動させようとする質量（型支持体）に対する全ての高速駆動装置の接続部は、大きな整合手間無しで接続若しくは接続解除できるようにモジュール構造で構成されている。外側プレートのウェブ域には、パワーロックとも云う各２つの型締め部材８が係合している。これらのパワーロック８は前記のようなコンベンショナルなブロー成形機の場合、液圧ピストン・シリンダユニットに相応する。
【００１３】
パワーロック８は１軸的にカルダン式である、つまり、力伝達のために軸方向で剛性であるが、角度誤差を補償するためには曲げ弾性的（又は角度弾性的）にプレート７に懸吊されている。一方の側は、それぞれアクメねじスピンドルとウォーム歯車伝動装置とによって駆動されている。他方の側は、それぞれ駆動されるのではなく、やはり弾性的に懸吊されている。パワーロック８には２つの割型９を離反させる目的で、解離可能なカップリング部材１０が設けられている。パワーロック８は相応に安定的に設計されている。それというのも、このパワーロック８はブロー成形過程の間に圧搾して保持するための力を供給する必要があるからである。
【００１４】
型締め部材若しくはパワーロックは特別な特徴を有している。即ち、この型締め部材若しくはパワーロックは固有の構成ユニットとして構成されており、これにより簡単に組込み可能若しくは分解可能に形成されている。ロックを適当な作業スペースに予め組み込むことができるので、その後は完全に組込みユニットとして型締めフレームに挿入されるという利点が得られる。
【００１５】
電動モータ駆動装置１５を備えた伝動装置１４は、円弧状歯付きカップリング１３を介してスピンドルナット１９に結合されている。駆動されることによって回転するこのスピンドルナット１９（回転運動）は、やはりピン部材を介して受動側のカップリングシリンダ１０に係合している静止スピンドル１８を駆動する（変換運動）。力を対称的且つ均等に供給するため、若しくは閉じられた力の四角形を介して型支持体プレート７へ導出できるようにするためには、この実施例では合計４つのロックが使用されている。
【００１６】
本発明による型締めフレームの機械的及び電気的な構成は以下のようになっている。即ち：
型締めユニットは、成形品の離型（高速の移動駆動装置）、パリソン（チューブ）の圧搾及び吹込み中のブロー成形割型の保持（低速の型締め駆動装置）のための、ブロー成形割型の運動に関する別個の駆動コンセプトの原理に従って作動する。移動駆動装置に関しては、例えば１つのモータ（殊に電動モータ）によってのみ駆動され、これにより対称的な運動だけを可能にするチェーン駆動装置若しくはベルト駆動装置を使用することができる。但し有利にはスピンドル駆動装置が使用され、本発明による型締めユニットに関しては、各緊締プレート毎に有利には２本の別個のスピンドルが設けられる。これにより、緊締プレートは互いに非対称的にも移動する。但し、移動駆動装置として電気的なリニアモータが設けられていてもよい。
【００１７】
図１には４本のスピンドルを備えた実施例の概略図が示されている。型締め駆動装置はモータ１５、伝動装置１４、カップリング１３、スピンドルナット１９、スピンドル１８及び保持ロック８を備えたコンパクトなユニットとして構成されており、分解せずに組込みユニットとして型緊締プレートに組み込まれるか、若しくは該緊締プレートから取り外される。図２では、型締めフレーム構造が更に平面図で示されている。
【００１８】
両ブロー成形割型を互いにロック若しくは保持するための型締めロックの原理構造は、図３及び図４に示されている。スピンドルナット１９はばね１７を備えた軸受けリング１２に浮動式で支承されているので、緊締プレート又はロックに起因する曲げ応力が補償されてスピンドル・ナットシステムへは伝達されず、早期の摩耗は生ぜしめられない。スピンドル１８，８は、（システム全体に関する保持力が２０００ｋＮの場合に）約５００ｋＮの力を吸収することができるように設計されている。電気的な駆動装置としては、組み込まれたリゾルバを備えたサーボモータが使用されている。前記リゾルバは、機械制御及び調整機能用の増分距離センサを成している。可動部分の位置決めに関しても、やはりリゾルバの信号が利用されるので、付加的な外部のコンベンショナルな距離検出部材を省くことができる。
【００１９】
以下に、カップリング過程における型締めユニットの機能を説明する。
【００２０】
移動駆動装置１は割型９を高速（約０．８ｍ／ｓ）で、これらの割型９間に約３５ｍｍ（チューブ肉厚のほぼ２倍）の間隔が残されるまで閉鎖移動させる。この時点から、緊締プレート７が低下された速度（約１０ｍｍ／ｓ圧搾）で更に閉鎖移動する。ロック８がカップリングシリンダ１０に侵入する。同時に、型締め駆動装置１５が移動駆動装置１と同じ速度を有するか、若しくは該移動駆動装置１よりもやや低速で移動するまでに加速され、これにより、ロック８の確実な結合が達成される。この場合、ロック８が充分に侵入した状態で、カップリングシリンダ１０は当該ロック８をばね力によって直ちに係止する。この係止によって終了スイッチが作動される。即ち、この信号によって移動駆動装置１がトルクフリーに切り換えられるか、若しくはこの移動駆動装置がスピンドル駆動装置として構成されている場合は、１本のスピンドルだけがトルクフリーに切り換えられ、これにより、第２のスピンドルはブロー成形割型を型分離平面内でセンタリングして保持することができる。
【００２１】
型締め駆動装置１５を移動駆動装置１の速度と同じ速度へ加速する他に特別な調整は用いられない。確実な係止は、同期化に際して利用されるカップリングシリンダ１０の終端位置遊びによって達成される。全てのカップリングシリンダ１０が係止されると、型閉までの運動並びにプラスチックチューブを圧搾するための力は、最早電気的な型締め駆動装置によってしか付与されない。この場合、駆動装置１５は該駆動装置１５が予め調整されたトルクに達するまで位置制御して閉鎖運動させる。その後、一定のトルクにおいて回転数が０まで低下すると同時に、ブレーキがかかる。この場合、モータ１５がトルクフリーに切り換えられ（パワー軽減）、延いてはモータ内の電流が減少される。即ち、成形品の吹込み中は前記駆動装置１５における電気的エネルギは不要である。
【００２２】
運転中は、ブロー成形割型が互いに向かって進むのを積層ばね蓄力器が制動し、その際にチューブが撓んで使用する吹込圧によって広がろうとするのに抗して、前記積層ばね蓄力器がブロー成形割型を補足的に押す。割型９を開く直前に、トルク制御装置が再び解放され、ブレーキが解除されて割型がゆっくりと開放移動される。緊締プレート７とロック８とが弛んだ後で、ロック８はカップリングシリンダ１０から圧縮空気によって解放される。型締め駆動装置１５は同期を外され、移動駆動装置１は成形品取出しのために早送りで割型９を互いに大きく離反させる。この場合、制御センサに関する手間は比較的小さい。なぜならば、電気的な駆動装置の場合、制御センサは有利にはモータ自体に直接配置されているからである。これにより、センサの調整並びに機械の構成及び保守整備に際してあまり問題は発生しない。
【００２３】
当該ブロー成形機のフレキシビリティーは、このブロー成形機がモジュール構造に基づき、異なる数の型締め部材（例えば２，４，６個又は３，５個）を有する対称的及び非対称的な構成に適しているか若しくは装備組換え可能であるということにより、とりわけ特別な要求（例えば非対称的なブロー成形品）に関する高い適合能力においても優れている。
【００２４】
本発明によるブロー成形機の上記説明から、完全に電気的に駆動される型締めフレームの卓越した利点と無限の使用可能性とが明らかになる。有利には、プロセス経過に適合された走行力学を有する予め選択可能な速度分布が調整され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による型締めユニットの側面図である。
【図２】  本発明による型締めユニットの平面図である。
【図３】  型締め部材の原理図である（能動側）。
【図４】  型締め部材の原理図（受動側）。
【図５】  遊星式ころスピンドルの原理図である。
【符号の説明】
１  移動駆動装置、  ４  ベースフレーム、  ７  緊締プレート、  ８  型締め部材（ロック）、  ９  割型、  １０  カップリングシリンダ、  １５  モータ、  １８  スピンドル、  １９  スピンドルナット
【図１】
0005174306.tif 000002
【図２】
0005174306.tif 000003
【図３】
0005174306.tif 000004
【図４】
0005174306.tif 000005
【図５】
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