(57)【要約】  成形アセンブリ（１００）であって、射出される原材料を受け入れるための入口（１１７）と、この入口（１１７）を介して受け入れられた原材料を集めて処理するためのバレル（１１２）と、バレル内の原材料と係合するためのスクリュー（１１０）と、原材料を液状形態へと粉砕するためにスクリュー（１１０）を回転させるよう構成された第１の駆動ユニット（１７０）とを備え、成形アセンブリはさらに、バレル（１１２）内の圧力に応じて、バレル（１１２）内およびその外へ、回転方向に対して本質的に垂直な方向にスクリュー（１１０）を変位させるよう構成された第２の駆動ユニット（１２０）を備える、成形アセンブリ。
2018533511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形アセンブリであって、
射出される原材料を受け入れるための入口と、
前記入口を介して受け入れられた前記原材料を集めて処理するためのバレルと、
前記バレル内の前記原材料と係合するためのスクリューと、
前記原材料を液状形態へと粉砕するために前記スクリューを回転させるよう構成された第１の駆動ユニットと
を具備し、
前記成形アセンブリは、さらに、前記バレル内の圧力に応じて、前記バレル内および前記バレル外へ、前記回転の方向に対して本質的に垂直な方向に前記スクリューを変位させるよう構成された第２の駆動ユニットを備える、成形アセンブリ。
【請求項２】
前記成形アセンブリは第２の軸線の周りに回転可能であり、前記第２の軸線は第１の軸線と本質的に平行である、請求項１に記載の成形アセンブリ。
【請求項３】
前記バレルから溶融した原材料を受け取り、それを射出出口へと輸送するよう構成された少なくとも一つの導管をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の成形アセンブリ。
【請求項４】
複数の前記導管が加熱される、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の成形アセンブリ。
【請求項５】
前記バレル内で粉砕された前記原材料を加熱するよう構成された第１の加熱ユニットをさらに備える、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の成形アセンブリ。
【請求項６】
前記第１の駆動ユニットはサーボモーターである、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の成形アセンブリ。
【請求項７】
前記第２の駆動ユニットは、空気入口および空気出口と、スプリング付勢ピストンとを備え、前記第２の駆動ユニットは、前記空気入口と前記空気出口との間の空気圧の差を変化させることによって、前記ピストンの、したがって前記スクリューの動作を制御するよう構成される、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の成形アセンブリ。
【請求項８】
前記第２の駆動ユニットは、前記バレル内の前記圧力に関するフィードバックを追加的に受け取ることによって、前記スクリューの動きを制御するよう構成される、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の成形アセンブリ。
【請求項９】
前記成形アセンブリは回転可能に配置された充填機械内に中心が置かれ、前記成形アセンブリは、射出成形によって包装容器の少なくとも一部を成形するよう構成される、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の成形アセンブリ。
【請求項１０】
溶融した原材料をバレルから複数の対応する射出出口へと輸送するための複数の導管を備えた成形アセンブリであって、前記射出出口は、前記成形アセンブリの回転中に、前記溶融した原材料を対応する複数の型内に供給する、成形アセンブリ。
【請求項１１】
前記原材料は、ポリマー顆粒、金属顆粒、シリカまたは類似物のうちの一つである、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の成形アセンブリ。
【請求項１２】
成形アセンブリ内で製品を成形するための方法であって、
入口を通ってバレル内に原材料を供給するステップと、
前記バレル内のスクリューを回転させて、前記原材料を溶融／液状形態へと粉砕するステップと、
前記バレル内の前記原材料の液体圧力を測定するステップと、
前記バレル内の測定された液体圧力値を臨界しきい圧力値と比較するステップと、
前記臨界しきい圧力値に到達した場合に、前記スクリューを前記バレルから移動させかつ／または前記スクリューの回転速度を調整することによって、前記バレル内の圧力を調整するステップと
を備える方法。
【請求項１３】
前記バレルからの前記スクリューの移動は圧力レギュレーターによる作用を受ける、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記圧力レギュレーターは、アキュムレータチャンバーに流入する流体の量および前記アキュムレータチャンバーから出る流体の量を調節することによって、前記スクリューの動作に作用する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スクリューの動作は、前記アキュムレータチャンバー内の圧力差に起因する前記アキュムレータチャンバー内のリニアガイドの動作によって作用を受け、前記リニアガイドは前記スクリューと機械的接続状態である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記バレル内の圧力の調整は、前記成形アセンブリの停止を知らせる例外信号が受信されたときに実行される、請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の成形の分野に関する。より詳細には、本発明は、容器を成形するための成形アセンブリおよび容器を成形するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形および押出成形は、ポリマー、ガラス、セラミックまたは金属から物品を製造するための二つの周知技術であり、数十年にわたって知られ、研究されてきた。
【０００３】
射出成形においては、顆粒の形態の原材料が顆粒入口に供給され、そこからバレルに供給され、そこで熱および機械的な力の影響下で液状溶融物へと変換される。通常、顆粒への機械的な力は、バレル内で回転可能でありかつバレル内で移動可能なスクリューによって加えられる。一定量の溶融顆粒がバレル内に集まると、溶融塊の体積が増加するために、スクリューはバレルから引き戻される。次のステップでは、スクリューがその本来の位置へと押し戻されて、溶融原材料の塊を圧力下でバレルから押し出す。加圧された溶融原材料を金型内に放出するために、射出金型へのアクセスを閉じる射出ニードルが開放され、加圧された溶融原材料は金型内に放出される。通常、溶融塊がいくつかの場所から金型内に入るように、二つ以上の注入ニードルが存在する。通常、このような射出成形装置には、同様に、いくつかの金型が存在する。金型内で冷却した後、溶融塊は硬化して固体材料になり、それは、続いて、金型から押し出されるかまたは吹き飛ばされ、さらに別の固形物品の射出成形のための空間を作る。その後、プロセス全体が繰り返される。
【０００４】
通常、射出成形のための原材料として、金属、ガラス、セラミックスおよび各種ポリマーといった、液相に変化し得る材料を使用することができる。押出成形では原材料は回転スクリューおよび熱により液状の形態へと溶融させられるため、押出成形は多くの点で射出成形と共通している。しかしながら、主な違いは、溶融した原材料が２次元ダイを介して金型内にバレルから連続的に供給されることである。二つの方法の別の違いは、押出成形では、バレル内に放出される前に押出機スクリューがバレルから後退させられないことである。
【０００５】
工業プロセスにおいて射出成形または押出成形を連続的に使用する場合、いくつかの問題が生じる。
【０００６】
第一に、従来の射出成形プロセスおよび押出成形プロセスは、押出スクリューの移動に起因する固有の慣性を有し、これは、その移動を加速または減速する時間を必要とする。結果として、そのような従来のシステムにおける液体圧力は、所望の速度で制御することができない。このために、それらは速度が重要である射出成形法には適さなくなる。
【０００７】
第二に、既存の解決策は、原材料溶融バッファーとしてのアキュムレータの存在に依存する。従来のアキュムレータは、液状原材料を漏らし、それを「燃やす」危険がある。さらに、ある色の原材料を異なる色の別の材料と交換するときに問題が生じる可能性がある。ここで、いわゆるデッドエンド問題が、例えばアキュムレータにおいて発生するが、これは、例えば白色であってもよい古い原材料の残存物が、黒色であってもよい新しい原材料と混じり合い、灰色がかった射出成形物体を生じることを意味する。もちろん、これは最終製品においては望ましくない。したがって、既知の技術に関連する問題の少なくともいくつかを解決する改良された射出成形方法および装置を提供することが望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による解決策の一つの態様は、成形アセンブリであって、
射出される原材料を受け入れるための入口と、
入口を介して受け入れられた原材料を集めて処理するためのバレルと、
バレル内の原材料と係合するためのスクリューと、
原材料を液状形態へと粉砕するためにスクリューを回転させるように構成された第１の駆動ユニットとを具備し、
成形アセンブリは、バレル内の圧力に応じて、バレル内およびバレル外へ、回転方向に対して本質的に直交する方向にスクリューを変位させるよう構成された第２の駆動ユニットをさらに備える、成形アセンブリである。
【０００９】
このようにして、そのような成形アセンブリは、バレル内で特定の液体圧力値を維持するために、あるいはまた、バレル内に臨界的な液体圧力の上昇が生じている場合に複数の手段によって圧力値を変更するために、アセンブリ内の圧力上昇に非常に迅速に反応することができる。
【００１０】
上記手段の一つは、空気入口と空気出口との間にスプリング付勢ピストンが配置された、空気入口および空気出口を備えた駆動ユニットを有することであり、この場合、両者間の空気圧力差を制御することによってピストンを変位させることができる。一方でピストンは、このピストンの動作によってスクリューが同じ方向に動作させられるように、（押出機）スクリューに接続される。この動作は、破砕された液状原材料が配置されるバレル内へ向かうものでも、あるいはこのバレルの外に向かうものでもよく、これによってバレル内の液体圧力が増加させられるか、あるいは減少させられる。
【００１１】
既存の解決策の成形アセンブリの一つの主な利点は、システム内の液体圧力をより迅速に制御することができるので、射出成形プロセスを大幅に高速化できることである。これは、押出機スクリューの圧力調整された変位および／または回転によって達成される。また、バッファーチャンバーが存在しないので、デッドエンドが生じることはなく、すなわちある種類および／または色の原材料がバッファーチャンバー内で付着状態となることはなく、押出機スクリューおよび射出ニードルの動作に作用する圧力調整および圧力フィードバック手段によって迅速に排出することができる。
【００１２】
本発明による成形アセンブリの一つのさらなる利点は、それを、食品を収容する容器のための回転式充填機での使用に適した回転成形アセンブリへと容易に作り替えることができる、ということである。
【００１３】
本発明による解決策の別の態様は、成形アセンブリ内で製品を成形するための方法であって、
入口を通ってバレル内に原材料を供給するステップと、
バレル内のスクリューを回転させて、原材料を溶融／液状形態へと粉砕するステップと、
バレル内の原材料の液体圧力を測定するステップと、
バレル内の測定された液体圧力値を臨界しきい圧力値と比較するステップと、
臨界しきい圧力値に達した場合に、スクリューをバレルから移動させかつ／またはスクリューの回転速度を調整することによって、バレル内の圧力を調整するステップとを備える方法である。
【００１４】
上記方法の利点は、成形アセンブリが停止信号を受け取った場合に（これは、成形アセンブリがその一部である充填機械の出口の問題に起因し得る）、しきい値を超えるバレル内での液体圧力の上昇を、バレル内でのスクリューの並進動作および／またはその回転速度を制御することによって軽減できることである。したがって、システムは、いかなる状況下でも安全であり、停止条件が取り除かれると、すぐに射出成形を継続する準備がほとんどできている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明による成形アセンブリの一実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの成形アセンブリの実施形態を示す図であり、下部がより詳細に示されている。
【図１Ｃ】原材料の供給に関して図１Ａの実施形態のさらなる詳細を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による成形アセンブリのための始動シーケンスのフローチャートである。
【図３】システムが「例外モード」にあるときに取られるステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の可能な実施形態の詳細な説明を以下に提示する前に、これらの実施形態は例示目的のためだけに与えられており、本発明の限定としてではないことが強調されるべきである。以下の説明を検討した当業者は、依然として特許請求の範囲内にあるその他の実施形態を創出することができるであろう。したがって、究極的に、本発明は特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００１７】
図１Ａは、本発明による成形アセンブリ１００の一実施形態を示す。
【００１８】
まず、押出機スクリュー１１０が、原材料（これは、この実施形態では、プラスチック顆粒の形態で存在する）が集められるバレル１１２内に回転可能に配置されている。原材料は供給入口１１７を通って供給される。本出願の背景のセクションで既に述べたように、プラスチック顆粒の使用は例示に過ぎない。それは、押出機スクリュー１１０の回転動作から生じる機械的な力および固体から液相への移行を促進する熱の存在下で、液体形態へと粉砕され得る、いかなる原材料であってもよい。
【００１９】
図１Ａに戻ると、加熱デバイス１１８はバレル１１２の周囲に配置されるが、これは、原材料を粉砕する押出機スクリュー１１０の回転と共に、バレル１１２内の原材料を溶融液状塊へと変化させるのを助ける。押出機スクリュー１１０の回転動作はまた、バレル１１２から出て一つ以上の導管１５２，１５４内に流入する溶融原材料への圧力を生み出す。溶融原材料はバレル１１２から一つ以上の導管１５２内に送り込まれるが、これは、その中に加圧された液状原材料が送り込まれる導管の数に対応した多数の開口を有する分配器ハブ１６０（図１Ｂに示す）によってバレル１１２に接続されている。
【００２０】
図１Ａの実施形態では、二つの導管１５２，１５４が示されているが、成形アセンブリ１００は、それぞれが対応する射出出口１８２，１８４に接続された複数の導管を含むことができる。射出出口は、溶融原材料が金型内に射出される前にそれが置かれる場所である。溶融原材料の射出は、プログラム可能な駆動ユニットによって制御される射出ニードル１６８，１６９によって行われるが、プログラム可能な駆動ユニットは、射出ニードルに動作するよう、したがって溶融原材料が金型内に流入するように射出出口を開閉するように指示する。図１Ａに示す射出ニードル１６８，１６９の制御は本特許出願の焦点ではないので、プログラム可能な駆動ユニットの詳細な説明はここでは省略する。ここで、成形アセンブリ１００内の溶融原材料が加圧され、そういうものとして成形アセンブリ内に存在し、そして金型に入ることに留意されたい。
【００２１】
ここで、標準的な成形アセンブリと、図１Ａの本発明の実施形態によるものとの違いは、押出機スクリュー１１０がバレル１１２内に回転可能に配置されるだけでなく、それがまたアキュムレータチャンバー１２０内に部分的に配置されることである。アキュムレータチャンバーという用語は、液状または固形の原材料がそこに蓄積されることを意味するものではないことに留意されたい。入口１１７を通って供給される原材料は、バレル１１０内または射出出口１８２，１８４を含む導管１５２，１５４内のいずれかに存在する。むしろ、アキュムレータチャンバーとの用語は、以下でさらに説明するバレル１１０内での潜在的な液体圧力の上昇の蓄積というコンテクストにおいて使用される。ここで、アキュムレータチャンバー１２０は、その中に配置されたスプリング付勢ピストン（図示せず）を備えた、空気入口１３２と空気出口１３６とを有するキャビティを備える。スプリング付勢ピストンは、細長い金属ロッドの形態で存在してもよいリニアガイド１３４に接続され、ピストンの並進動作を、図１Ａに示す矢印の方向への直線的な上向きまたは下向きの動作へと変換する。この特定の実施形態では、アキュムレータチャンバー１２０は、二つの部分に、すなわちバレル１１２の左側および右側のチャンバーに分割される。しかしながら、ただ一つのリニアガイド１３４を有する一つのアキュムレータチャンバー１２０のみを有することも同様に可能である。アキュムレータチャンバー１２０の両側に関して説明が等しく有効であることがよく知られているので、その内部が図１Ａにおいて認識できるアキュムレータチャンバー１２０の部分、すなわち右側に説明を限定する。押出機スクリュー１１０は、リニアガイド１３４内に描かれた矢印の方向に動作可能なリニアガイド１３４に機械的に接続されている。さらに、差圧レギュレーター１３０が、アキュムレータチャンバー１２０と、それを経て空気がアキュムレータチャンバー１２０に入り、そしてそこから出ることができる空気入口１３２および空気出口１３６とに接続されている。圧力レギュレーター１３０を用いて空気圧力の差、すなわち空気入口１３２を経てアキュムレータチャンバー内に注入される空気の量ならびに空気出口１３６を経てアキュムレータチャンバーを出ていく空気の量を制御することにより、リニアガイド１３４を介して押出機スクリュー１１０に接続されたアキュムレータチャンバー１２０内のピストンは、その中心軸線Ａ‐Ａの方向に、バレル１１２内へと、そしてその外へと、押出機スクリュー１１０を変位させることができる。
【００２２】
作動コンセプトに関して、流体をアキュムレータチャンバー１２０内で使用することができ、そしてそれを、入口１３２を経てアキュムレータチャンバー１２０に流入する流体と、出口１３６を経てそれを出ていく流体との間の差を制御する圧力レギュレーター１３０によって調整することができることに留意されたい。流体は、その他の気体、液体、そしてまたその他の流動性物質、例えば油であってもよい。
【００２３】
押出機スクリュー１１０の回転動作によって、バレル１１２内の粉砕された原材料は、膨張し、圧力下でバレル１１２から排出され、続いて、先に述べたように、導管１５２および１５４に入る。ここで、導管１５２，１５４は、熱および高い液体圧力に耐えることができる材料から形成されてもよいことに言及することができる。一例では、導管１５２，１５４は、鋼またはその他の耐熱および耐圧金属で作ることができる。溶融した原材料の導管１５２，１５４内での温度を均一に保つために、それらは加熱手段（図示せず）を備えていてもよい。
【００２４】
ここで、サーボモーターなどの第１の駆動ユニット１７０によって実施することができる押出機スクリュー１１０の回転速度の変更によって、かつ／または、押出機スクリュー１１０のための第２の駆動ユニットとして機能する圧力レギュレーター１３０によって押出機スクリュー１１０の並進動作を制御することによって、バレル１１２内の液体圧力を制御することができる。
【００２５】
溶融原材料が金型内に射出されると射出ニードル１６８，１６９が後退させられ、これによって、加圧された液状原材料は射出出口１８２，１８４から出て、金型内に入る。通常、射出プロセスは非常に高速であり、それゆえ射出ニードル１６８，１６９は、それらが再び閉じられる前に、数分の１秒間、射出出口を開く。
【００２６】
図１Ａの実施形態では、バレル１１２内に圧力センサー１３１が配置され、圧力レギュレーター１３０に接続されている。圧力センサー１３１からの信号を使用して、圧力レギュレーターは、それがアキュムレータチャンバー１２０内の差圧（入口１３２と出口１３６との間の圧力差）を調整すべきかどうかを判定し得る。圧力センサー１３１のサンプリング間隔は、急激な圧力変化が圧力レギュレーター１３０に影響を与えないように選択することができ、あるいは圧力センサー１３１自体が積算タイプのものであってもよく、これによって急激な圧力変化が平均化される。その理由は、通常、射出ニードル１６８，１６９の開閉は短い時間の間に起こり、そうした急激な変化を規制することは非効率的であり、おそらくシステム内に望ましくない振動を導入するからである。
【００２７】
他の実施形態では、圧力センサー１３１は、分配ハブ１６０またはシステムの他の場所に配置することができ、この場合、大きな圧力変動を容易に検出することができる。
【００２８】
圧力レギュレーター１３０は、システムが射出成形モードにあるとき、すなわち溶融原材料を金型内に連続的に射出するとき、空気入口および出口１３２，１３６上の差圧をデフォルトで調整しないように設定することができる。
【００２９】
しかしながら、成形アセンブリ１００が動作停止モードにある場合、射出ニードル１６８，１６９は閉じられる。なぜなら、射出成形品が装置を出る成形アセンブリ１００の出口においてインシデントがあったからか、あるいは成形アセンブリの入口側の問題のためである。別の可能性は、システムが動作停止モードにない、すなわち成形アセンブリの入力端または出力端において故障は検出されないが、射出ニードルを開くための条件のリストが満たされないことである。この場合でさえ、射出ニードル１６８，１６９は閉じたままである。
【００３０】
いかなる理由であれ、押出機スクリュー１１０は最初に停止させられず、その回転速度は、成形アセンブリ１００が一つ以上の型内への溶融原材料の射出を停止するように命令される前と同じままである。しかしながら、原材料の溶融塊の膨張により、バレル１１２および導管１５２，１５４内に圧力が蓄積されるので、この圧力上昇は成形アセンブリにおいて処理される必要がある。圧力上昇は圧力センサー１３１によって記録され、圧力レギュレーター１３０は、押出機スクリュー１１０に、上方に、そしてバレル１１０の外に移動するよう指示し、かつ／または押出機スクリュー１１０の回転速度を低下させるようサーボモーター１７０に指示してもよい。
【００３１】
バレル１１２内の液体圧力が上昇し続ける場合、圧力レギュレーター１３０によって採られる最後の措置は、押出機スクリュー１１０の動作を完全に停止させるようサーボモーター１７０に指示することである。しかしながら、成形アセンブリの迅速な再始動のために、いったん停止事象が解決されたならば、システムが過度の液体圧力から破裂するのを防止するために、これが最後の手段となるべきである。
【００３２】
図１Ｂは、成形アセンブリ１００の下部をより詳細に示している。図から分かるように、各対応する導管に接続された開口１６２を有する分配ハブ１６０は、加圧され溶融された原材料をそれぞれの導管内に分配する役割を有し、そのうちの二つが図１Ａに示されている。分配ハブは別の特許出願の対称であるため、ここでは詳細に説明しない。また、成形アセンブリは、三つの部分に、すなわち成形アセンブリ１００から分配ハブ１６０までを含む図１Ａに示す回転する第１の部分、回転可能な第２の部分１９２（これは、分配ハブ１６０、導管１５２，１５４およびホットランナー１６４，１６６を含む）、そして成形アセンブリ１００を固定する静止した第３の部分１９４に分割される。
【００３３】
成形アセンブリのための回転可能な部分１９２を有する一つの理由は、それが回転式充填機械の回転カルーセルの一部であることを意図されており、この場合、射出成形はインデックス型充填機械よりもはるかに高速で実施する必要があるからである。したがって、成形アセンブリ１００は中心軸線の周りで回転可能な全てのその部分を有するように意図されていいるが、この中心軸線は、固定されたままである固定部分１９４を除いて、バレル１１２の対称軸線Ａ‐Ａと同じであってもよい。成形アセンブリ１００はまた、回転式充填機械と同じ速度で回転可能であるように意図されている。
【００３４】
さらに、図１Ｂは、各射出ニードル１６８，１６９および射出出口が、原材料が金型内に射出される前にであっても、その中の溶融原材料の温度を維持するように配置された、基本的に加熱コンポーネントのアセンブリであるホットランナー１６４，１６６内に配置されることを示している。
【００３５】
図１Ｃは、それを通って顆粒の形態の原材料が供給されると共に、先に説明したように原材料入口１１７を通ってバレル１１２に到達する供給チューブ１１６を示している。
【００３６】
図２は、本発明の一実施形態による成形アセンブリのための始動シーケンスのフローチャートを示している。ここで、始動時には、図１Ａの成形アセンブリ１００内の押出機スクリュー１１０のような押出機スクリューは静止しており、すなわち回転しておらず、そして図１Ａの射出ニードル１６８，１６９のような射出ニードルは閉位置にある、と仮定する。また、成形アセンブリ自体は静止していると、すなわち回転していないと仮定する。
【００３７】
ここで、ステップ２００において、押出機スクリュー１１０などの成形アセンブリ内の押出機スクリューが回転を開始する。先に述べたように、回転は、駆動ユニット１７０のような押出スクリューを駆動する駆動ユニットによって開始される。同時に、押出機スクリューの回転は、原材料入口に存在するプラスチック顆粒の形態の原材料が図１Ａのバレル１１２のような成形アセンブリのバレル内に引き込まれるという効果を有する。
【００３８】
押出機スクリューの回転および入口を経て原材料の受け入れのステップが同時に起こらないこと、すなわち押出機スクリューが回転を開始し、そして原材料が、その後、入口を経て供給されることが可能であってもよい。
【００３９】
本明細書において先に述べたように、以下の方法は、プラスチック顆粒からのプラスチックの射出成形を説明しているが、射出成形のための原材料はまた、ガラスまたは金属、セラミックまたは熱が存在する状態で溶融形態へと粉砕されることが可能なその他の原材料であってもよい。
【００４０】
ここで、押出機スクリューの回転動作が原材料を液状形態へと粉砕する間に、原材料の固体から液相への移行は、バレル１１０の周囲に配置された加熱手段によってさらに促進される。粉砕された液状のへ原材料はバレル１１０を出て、図１Ａに示す導管１５２，１５４のような一つ以上の導管に入る。バレル内での原材料の蓄積およびスクリューの回転による粉砕された原材料の圧力により、液状原材料は、バレルの壁および一つ以上の導管の壁に液体圧力を加える。図１Ａの圧力センサー１３１のような圧力センサーは、その中の液体圧力を測定するためにバレル内に配置することができる。
【００４１】
ステップ２１０で圧力センサーから受け取った圧力値に基づいて、圧力センサーから圧力値を受け取るように構成された圧力レギュレーター１３０などの圧力レギュレーターが、ステップ２２０で、バレル内の液体圧力が目標圧力値に到達しているかどうかを特定し得る。バレル内の目標液体圧力値は、例えば２４０バールであってもよい。
【００４２】
目標圧力値に到達していない場合、圧力レギュレーターは、圧力調整機能を実行する前に、ステップ２３０で始動後一定時間待機するように予めプログラムされてもよい。その理由は、始動プロセスの開始時には、バレルは比較的少量の溶融原材料を含むことになり、したがって圧力センサーによって著しい圧力上昇が記録されないからである。バレルが完全に溶融した原材料によって満たされると、圧力センサーはバレル内での、より顕著な圧力上昇を記録する。そうであって、かつ、ステップ２２０で圧力レギュレーターが目標圧力に依然として到達していないことを検出すると、それは、ステップ２３０で、駆動ユニットに押出機スクリューの回転速度を上昇させるよう指示する。これにより、バレル内の液体圧力が上昇する。押出機スクリューの回転速度の上昇は、圧力レギュレーターが、バレル内の目標液体圧力に到達したという圧力センサーからの液体圧力値を受け取るまで、何度か繰り返して指示されてもよい。
【００４３】
この場合、第１の駆動ユニットはステップ２４０で押出機スクリューの回転速度を維持し、一方、成形アセンブリ内の射出ニードルの開閉を制御する制御システムは、ステップ２５０で、射出ニードルまたはニードル群の開放のための全ての条件が満たされたことを示す信号を待つ。これらの条件は、とりわけ、バレル内の目標液体圧力に到達したこと、射出成形のための一つ以上の型が閉じられること、および停止信号が受信されていないことであってもよい。
【００４４】
ステップ２４０で射出ニードルの全ての開放条件が満たされていない場合、成形アセンブリの変化は起こらず、すなわち第１の駆動ユニットは押出スクリューの回転速度を維持し、そして射出ニードルあるいはニードル群は閉じたままである。しかしながら、射出ニードルの開閉を制御する制御システムが、射出ニードルの開放のための全ての条件が満たされたという信号を受信した場合、制御システムは、ステップ２６０で射出ニードルに開放を指示し、通常の射出成形プロセスが始まる。
【００４５】
ステップ２７０において、成形アセンブリは通常の動作状態にあるが、例外条件を示す信号が注入ニードルのための制御システムまたは圧力レギュレーターのいずれかで受信されたかどうかを監視している。一つの可能性は、突然、射出ニードルを開放するための条件がもはや満たされなくなり、そして射出ニードルを閉鎖する必要が生じることである。別の可能性は、成形アセンブリの入力側または出力側のいずれかに問題が発生し、射出成形プロセスを停止させる必要が生じることである。
【００４６】
もしそうである場合、成形アセンブリはステップ２８０で例外モードへと設定され、図３の方法ステップが実行される。
【００４７】
図３は、したがって、成形アセンブリが例外モードでどのように動作するかを示している。
【００４８】
ステップ３００において、成形アセンブリは停止信号を受信する。射出ニードルの開閉を制御する制御ユニットは、例外条件が残っている限り、それらに閉じるように、そして閉じた状態を維持するように指示する。同時に、駆動ユニットは、例外条件の前と同じ回転速度でスクリューを駆動し続ける。しかしながら、射出ニードルが閉鎖されているのでバレル内で液体圧力の上昇が生じ、これはバレル内に配置された圧力センサーによってステップ３１０で検出される。
【００４９】
ステップ３２０において液体圧力が所定の臨界しきい値に達していない場合、圧力レギュレーターは、アキュムレータチャンバー内の圧力差の変化に影響を与えず、また、ステップ２４０において押出機スクリューの動作を減速するために第１の駆動ユニット（図１Ａのサーボモーター１７０）に指令を出さない。したがって、押出機スクリューの回転速度はステップ３２０で維持される。この動作過程の一つの理由は、例外条件がクリアされると、成形アセンブリは、いかなる顕著な遅れも伴わずに、通常の射出成型を速やかに継続できる、ということである。
【００５０】
しかしながら、ステップ３２０において、バレル内の圧力に関する臨界しきい値に到達したことを圧力センサーが検出した場合、圧力レギュレーターは、ステップ３４０において、図１Ａのアキュムレータチャンバー１２０といった成形アセンブリのアキュムレータチャンバー内の圧力差をまず調整することによって、より多くの流体が、アキュムレータチャンバーの入口を通って入るよりも出口から出ていくように、臨界しきい値を下回る圧力を調整しようとする。これは、アキュムレータチャンバー内のピストン、したがって（図１Ａのリニアガイド１３４といった）リニアガイドが図１Ａの矢印の方向に上方に移動する、という効果を有する。これは、押出機スクリューがバレルから移動させられるという効果を有する。
【００５１】
また、圧力レギュレーターは、バレル内の圧力に関するしきい値に到達する前の時点ｔにおいて、圧力センサーでのいくつかの測定期間にわたる急速な圧力上昇を圧力レギュレーターによって補償することができるようにプログラムすることができる。
【００５２】
ここで、ステップ３５０において、バレル内の圧力が再び測定され、バレルからの押出機スクリューの並進動作が圧力低下を生じたか否かがチェックされる。
【００５３】
バレル内の液体圧力が依然としてステップ３６０で高すぎる場合、圧力レギュレーターは、ステップ３７０において、第１の駆動ユニットに押出機スクリューの回転動作を減速するよう指示する。押出機スクリューの回転の減速がしきい値を下回って低下するようにバレル内の液体圧力に影響を及ぼさない場合、圧力レギュレーターは第１の駆動ユニット（図１Ａのサーボユニットなど）にスクリューの回転を完全に停止するよう指示し得ることに留意されたい。一方で、バレル内の圧力センサーによってステップ３６０で圧力低下／変化が検出された場合、圧力レギュレーターはステップ３８０でクリアランス信号を待ち、すなわち例外条件が除去されるのを待つ。この場合、圧力レギュレーターはアキュムレータチャンバー内の差圧を変化させ、押出機スクリューは、そのデフォルト位置まで再びバレル内へと下方に移動する。この変化は、流体出口を出ていく流体の量と比較して、流体入口を通ってアキュムレータチャンバーに入る流体の量を増加させることによって達成される。ステップ３８０の後、成形アセンブリは通常の動作に戻り、再びステップ２１０へとジャンプする。
【００５４】
本発明の上記およびその他の実施形態は、上記の詳細な説明および特許請求の範囲を検討した当業者にとってより明らかである。
【符号の説明】
【００５５】
１００  成形アセンブリ
１１０  押出機スクリュー
１１２  バレル
１１６  供給チューブ
１１７  原材料入口
１１８  加熱デバイス
１２０  アキュムレータチャンバー
１３０  圧力レギュレーター
１３１  圧力センサー
１３２  空気入口
１３４  リニアガイド
１３６  空気出口
１５２  導管
１５４  導管
１６０  分配ハブ
１６２  開口
１６４  ホットランナー
１６６  ホットランナー
１６８  射出ニードル
１６９  射出ニードル
１７０  第１の駆動ユニット（サーボモーター）
１８２  射出出口
１８４  射出出口
１９２  第２の部分
１９４  第３の部分
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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