DE102006046115A1

DE102006046115A1 - Herstellen von Deckeln aus Folienmaterial

Info

Publication number: DE102006046115A1
Application number: DE200610046115
Authority: DE
Inventors: Jürgen MERBACH
Original assignee: RPC Bebo Plastik GmbH
Current assignee: RPC Bebo Plastik GmbH
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-10
Also published as: WO2008037800A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen von Deckeln (1) aus einem Folienmaterial, bei dem von einer Folienbahn (2) ausgegangen wird und alle zur Her- und Fertigstellung der Deckel notwendigen Bearbeitungsschritte ausgeführt werden oder würden, bevor ein jeweils fertiger Deckel aus der Folienbahn (2) herausgetrennt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Deckeln (1) aus einem Folienmaterial, für Becher zum Speichern von Flüssigkeiten, bei dem von einer Folienbahn (2) ausgegangen wird, die einer ersten Formstation (I) zugeführt wird, in welcher jeweils eine Form (3) eines fertigen Deckels in die Folienbahn durch ein jeweils plastisches Verformen eingeformt wird, worauf die Folienbahn (2) mit den in diese Bahn eingeprägten Deckelformen schrittweise weiteren Bearbeitungsstationen (II bis IV) zugeführt wird. Der Vorteil besteht darin, dass von einer Folienbahn ausgegangen wird, die - ohne Zerteilung - schrittweise und nacheinander durch alle zur Fertigstellung des Deckels erforderlichen Bearbeitungsstationen geleitet wird. Das vereinfacht die Herstellung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Deckels aus einem Folienmaterial.
Deckel aus tiefgezogener Folie sind bekannt. Sie dienen zumeist zum Verschließen von Papp- oder Plastikbechern nachdem diese mit einer – vorzugsweise heißen – Flüssigkeit, als Getränk oder heißes Wasser gefüllt worden sind, wobei im letzteren Fall die Verwendung eines Teebeutels oder dgl. vorgesehen ist. Der Deckel wird kraftschlüssig, insbesondere schnappartig, oder auch teilweise formschlüssig mit dem Rand des Bechers in abdichtenden Eingriff gebracht. Außerdem weist der Deckel nahe seines Randes wenigstens eine Abgabeöffnung als beispielsweise Trinköffnung auf, wie in EP-A 1 690 805 (Hälsen) gezeigt.
Die Herstellung eines solchen Deckels bedarf einer Reihe verschiedener Bearbeitungsschritte in unterschiedlichen Bearbeitungsstationen, die eine entsprechende Handhabung des Rohlings ebenso wie des zum Teil fertigen Erzeugnisses betrifft. Die auf einander folgenden Handhabungs- und Fertigungsschritte müssen dabei genau aufeinander abgestimmt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von derartigen Deckeln vorzugeben, das den Ablauf der Herstellung wesentlich vereinfacht, insbesondere auch bezüglich der Abstimmung der einzelnen Schritte aufeinander.
Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2.
Der Vorteil dieser Lösungen besteht darin, dass von einer Folienbahn ausgegangen wird, die – ohne Zerteilung – schrittweise (taktweise) und nacheinander durch alle zur Fertigstellung des Deckels erforderlichen Bearbeitungsstationen geleitet wird und jeder der in Bearbeitung befindlichen Deckelrohlinge hierbei integraler Bestandteil dieser Folienbahn bleibt, bis alle notwendigen oder wesentlichen Bearbeitungsschritte an dem Deckel ausgeführt sind.
So ist bei diesem Verfahren der (aller) letzte Bearbeitungsschritt an jedem der Deckel das Ausschneiden und damit Abtrennen des vollständig fertigen Deckels aus der Folienbahn.
Eine weitere oder verbesserte Lösung der oben genannten Aufgabe in Bezug auf eine darauf optimal angepasste Ausbildung des Deckels ist Gegenstand des Anspruchs 3.
Dieses Verfahren ist auch anwendbar bei einem Deckel, bei dem lediglich in einer Zwischenstation Löcher eingebracht, insbesondere gestanzt werden, die später beim verschlossenen Behälter Dampf entweichen lassen sollen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
1 rein schematisch eine Fertigungslinie zur Ausführung eines Beispiels des Herstellungs-Verfahrens.
2 in Draufsicht die dem Inneren des Bechers zugewandte Innenseite eines nach dem Verfahren hergestellten Deckels.
3 einen diagonalen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II der 2.
4 eine Draufsicht entsprechend der 2, jedoch nach Durchlauf einer weiteren Bearbeitungsstation.
5 eine Draufsicht auf die Außenseite des Deckels nach Passieren einer weiteren Bearbeitungsstation.
6 in Aufsicht ein Platinenelement.
Gemäß einem Beispiel der Erfindung wird für die Deckel-Herstellung von einer Folienbahn 2 aus verformbarem Kunststoff ausgegangen.
Diese Folienbahn wird in vorbestimmtem Schritt-Rhythmus und vorbestimmter Schritt-Länge durch eine Reihe von Verfahrens-Stationen, z.B. die Stationen I bis IV gemäß 1 bewegt und in den Stationen gleichzeitig vorübergehend fixiert, so dass die Bearbeitungsschritte mit großer Präzision ausgeführt werden können.
In 1 ist die Durchlaufrichtung und Bahnbewegung durch einen Pfeil v angegeben. Die Folienbahn 2 in 1 dient nur zu Veranschaulichung des Verfahrens. In der Praxis wird eine breitere Folienbahn verwendet und werden bei jedem Schritt in der Station I mehrere Deckel quer zur Transportrichtung und/oder in Transportrichtung gleichzeitig geformt.
In 1 ist die Folienbahn 2 in einem Augenblick wiedergegeben, in welchem sie für jeden der in Bearbeitung befindlichen Deckel einen Überführungsschritt in die jeweils nächste Bearbeitungsstation der Fertigungslinie ausführt. Dabei können zwischen den Stationen auch sogenannte Schlaufenspeicher oder dgl. vorgesehen sein, um die Bearbeitungsschritte zwischen den einzelnen Stationen leichter auf einander abstimmen zu können. Dies kann z.B. verwendet werden, wenn in den unterschiedlichen Stationen für die Bearbeitung der gleichzeitig zugeführten Deckelrohlinge eine unterschiedliche Anzahl von Arbeitsschritten notwendig ist.
Die Folienbahn 2 ist nach Verlassen der Station I mit der Form 3 des fertigen Deckels 1 versehen, die in die Folienbahn durch Tiefziehen oder dgl. eingeprägt worden ist. Die Deckelform 3, welche die Station II – nach wie vor voll integriert in der Folienbahn – verlassen hat, ist in der Station II durch Stanzen mit einer zentralen Öffnung 15 und einer Trinköffnung 16 versehen worden. Die zentrale Öffnung ist ausreichend groß gewählt, so dass durch sie ein Teebeutel oder dgl. in den mit heißem Wasser gefüllten Becher eingetaucht und nach einer entsprechenden Zeitdauer aus dem Wasser in eine Vertiefung 4a nach 2 auf die Unterseite des Deckels gezogen werden kann.
In der Station III wird der – nach wie vor voll in der Folienbahn 2 integrierten – Deckelform 3 ein gesondert zugeschnittener Folienabschnitt 17 über Station IIIa zugeführt und fest mit der Deckelform 3 verbunden.
In die nächste und zugleich letzte Station IV gelangt die Deckelform 3 als integrierter Bestandteil der Folienbahn 2, jedoch nach Ausführung aller zu seiner Fertigstellung erforderlichen oder notwendigen Verfahrensschritte, so dass er jetzt, oder exakter: erst jetzt, aus der Folienbahn 2 herausgetrennt, insbesondere ausgeschnitten wird und keiner weiteren wesentlichen Bearbeitung bedarf. So fällt mit jedem Transportschritt der Folienbahn an der letzten Bearbeitungsstation ein (Kanten oder Knicke als Biegelinien aufweisender) Deckel an.
Zur Erleichterung des Verständnisses des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird dieses nachfolgend an einer konkreten Deckelform 3 näher erläutert.
Zu beachten ist, dass die 2 und 4 jeweils die integral mit der Folienbahn 2 verbundene Deckelform 3 in Draufsicht auf die Unterseite, d.h. die in der Gebrauchsstellung dem Inneren des Trinkbechers (nicht gezeigt) zugewandte Seite zeigen, während die 5 die gleiche Deckelform 3 von ihrer Außenseite zeigt.
Der erste Schritt im Herstellungsverfahren ist die Auswahl des Ausgangsmaterials in Form einer in der Breite entsprechend der Anzahl der quer zur Bahn gleichzeitig herzustellenden Deckel bemessenen Folienbahn 2, die – wie oben schon erwähnt – schrittweise und – ggf. bei Vorhandensein von zwischengeschalteten Schlaufenspeichern – mit entsprechenden Schrittlängen in Richtung des Pfeils v in 1 bewegt wird.
Zu beachten ist, dass in den 2 bis 5 die bleibende Integrität zwischen der Deckelform 3 und der Folienbahn 2 deutlich hervorgehoben ist.
In der ersten Station wird die Deckelform 3 durch Formen, insbesondere ein Prägen oder Tiefziehen in die Folienbahn 2 eingearbeitet. Außen wird die Deckelform durch einen üblichen, zum schnappartigen Verbinden mit dem entsprechend ausgebildeten Rand des Bechers geeigneten Randbereich 8 begrenzt. An diesen schließt eine U-förmige Vertiefung 9 an, die symmetrisch zu der Schnittebene II-II in 2 ausgebildet ist, eine größte Tiefe in ihrem Bodenbereich 12 aufweist und mit ihren Schenkeln bei 11 vor dem Randbereich 8 endet. Wie aus der Schnittdarstellung (Schnittebene II-II der 2) der 3 hervorgeht, verläuft die Außenseite des Bodens 10 der Vertiefung 9 in einer zur Ebene der Folienbahn 2 unter einem Winkel "b" geneigten Ebene. In der Mitte ihres insbesondere bogenförmigen Abschnitts 12 weist die U-förmige Vertiefung den größten senkrechten Abstand der Deckeloberseite von der Ebene der Folienbahn 2 auf.
Innen an die Vertiefung 9 schließt eine U-förmige Schulter 5 an, die im wesentlichen einen gleichen Verlauf wie die Vertiefung aufweist, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass ihre Schenkelenden 7 im größeren Abstand von der Ebene der Folienbahn 2 liegen als der bogenförmige Bereich 6, ihre Ebene somit eine zum Boden der Vertiefung 9 entgegengesetzte Neigung mit Winkel "a" aufweist. Zwischen den Schenkelenden 7/7 bzw. 11/11 weist die Deckelform 3 eine zum Randbereich 8 hin steiler geneigte Vertiefung 20 auf die nahe dem Rand 8 eine begrenzte Abflachung 21 aufweist.
Ein zentraler Bereich 4 der Deckelform 3, der von einer kleinen Schulter begrenzt ist, bleibt unverformt, also verbleibt in der Ebene der Folienbahn 2. Damit sind alle wesentlichen Merkmale des in den Figuren dargestellten Beispiels der in der ersten Station erzeugten Deckelform 3 bestimmt. Es ist nur noch darauf hinzuweisen, dass die Ebene der Schulter 5 in ihrer Verlängerung über die Enden 7 hinaus mit der Abflachung 21 im Wesentlichen zusammenfällt, siehe 3.
Die weiterhin mit der Folienbahn integral verbundene Deckelform 3 wird durch die Folienbahn 2 in die Station II von 1 überführt und dort mit den notwendigen Öffnungen versehen. Die Öffnungen werden durch Ausstanzen bestimmter Bereiche der Deckelform 3 hergestellt. Bei dem gezeigten, bevorzugten Beispiel der Deckelform wird der in der Ebene der Folienbahn 2 verbliebene zentrale Bereich 4 ausgestanzt und so eine zentrale Öffnung 15 zum Einführen und wieder Herausziehen z.B. eines Teebeutels hergestellt. Die Abmessungen der zentralen Öffnung ebenso wie die der zur Aufnahme des Teebeutels dienenden Vertiefung 4a angrenzend an die Öffnung 4 sind entsprechend gewählt. In der gleichen Station wird mittig im gebogenen Bodenbereich 12 der U-förmigen Vertiefung 9 eine nahe dem Deckelrand 8 liegende Trinköffnung 16 hergestellt, die somit – von der Deckeloberseite betrachtet – in dem Bereich mit dem größten Abstand von der Ebene der Folienbahn 2 zu liegen kommt.
Die weiterhin mit der Folienbahn integral verbundene Deckelform 3 wird dann durch die Folienbahn beim nächsten Transportschritt in die Station III der 1 überführt. Hier wird der Deckelform 3 von einer entsprechen Station IIIa eine aus gleichem oder ähnlichem Folienmaterial passgenau zugeschnittene Platine oder Lasche 17 zugeführt, und zwar der Außenseite der Deckelform. Die Platine ist dem Verlauf der Innenflanke der Vertiefung 9 genau angepasst und liegt somit voll deckend auf der Außenfläche der Schulter 5 auf. Ihre zwischen den Schenkeln 7 der Schulter 5 liegende Begrenzungskante 22 deckt sich mit der Außenkante der Vertiefung 20 (3) und liegt praktisch auf dieser lose auf.
In der gleichen Station III wird die Platine 17 fest mit der Außenseite 5a der Schulter 5, also über den U-förmigen Bereich der Schulter stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben, Siegeln, Schweißen oder dgl. verbunden. Nicht verbunden mit der Deckelform 3 ist der Kantenbereich 22 der Platine 17. Dieser Bereich liegt praktisch lose auf dem Außenrand-Bereich der Vertiefung 22 auf. Dieser Bereich kann zur Belüftung des Bechers beim Trinken dienen. Er dient vor allem zum Durchtritt einer an dem Teebeutel oder dgl. entsprechende angebrachten Handhabe, durch deren Verschieben der Teebeutel in den Becher abgesenkt und wieder in die Vertiefung 4a herausgezogen werden kann, ohne dass die Handhabe in die Flüssigkeit eintaucht. Die zentrale Öffnung ist auf die Abmessungen des beispielsweise Teebeutels entsprechend abgestimmt.
Bei Verlassen der Station III der nach wie vor integral mit der Folienbahn 2 verbundenen Deckelform 3 ist die Herstellung des Deckels 1 praktisch vollendet, mit Ausnahme des letzten Schrittes, nämlich des Ausschneidens und damit Abtrennens von der Folienbahn 2. Dies erfolgt nach Überführung der Deckelform 3 mit Hilfe der Folienbahn in die Station IV, die in 1 angedeutet ist, wobei mit 1a die durch das Abtrennen in der Folienbahn entstehende Öffnung bezeichnet ist. Der abgetrennte Deckel 1 ist nunmehr ohne die Notwendigkeit eines weiteren formenden Behandlungsschrittes unmittelbar in der Praxis einsetzbar.
Das neue Herstellungsverfahren ist einfach und doch sehr präzise und ermöglicht mit Hilfe der Folienbahn 2 eine laufende Fertigung solcher Deckel 1.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Deckeln (1) aus einem Folienmaterial, für Becher zur Ausgabe von – insbesondere heißen – Flüssigkeiten, bei dem von einer Folienbahn (2) ausgegangen wird und alle zur Her- und Fertigstellung der Deckel notwendigen Bearbeitungsschritte ausgeführt werden oder würden, bevor ein jeweils fertiger Deckel aus der Folienbahn (2) herausgetrennt wird.
Verfahren zum Herstellen von Deckeln (1) aus einem Folienmaterial, für Becher zur Abgabe oder zum Speichern von – insbesondere heißen – Flüssigkeiten, bei dem von einer Folienbahn (2) ausgegangen wird, die einer ersten Formstation (I) zugeführt wird, in welcher jeweils eine Form (3) eines fertigen Deckels in die Folienbahn durch ein jeweils plastisches Verformen eingeformt wird, worauf die Folienbahn (2) mit den in diese Bahn eingeprägten Deckelformen schrittweise weiteren Bearbeitungsstationen (II bis IV oder mehr) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, oder Deckel, hergestellt nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Formstation (I) ein zentraler Bereich (4) des Deckels (1) im wesentlichen unverformt und in der Ebene der Folienbahn (2) belassen und im Abstand senkrecht zur Ebene der Folienbahn um diesen zentralen Bereich (4) eine Schulter (5) von U-förmigen Umriss eingeprägt wird, die in einer zur Ebene der Folienbahn (2) geneigten Ebene ausgerichtet wird, wobei ein gekrümmter Bereich (6) einen (geringen) senkrechten Abstand von der Ebene des zentralen Bereiches (4) und ihre Schenkelenden (7) einen größeren Abstand aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem in der ersten Formstation unmittelbar innerhalb eines zum Aufschnappen des Deckels auf den Becher geprägten äußeren Rand (8) des Deckels eine U-förmige Vertiefung (9) um die U-förmige Schulter (5) herum eingeprägt wird, deren Boden (10) in einer Ebene mit einer entgegengesetzten Neigung zu der Neigung der Schulter (5) ausgeformt wird, wobei Schenkel (11) neben den Schenkeln (7) der Schulter (5) enden und ihr Bodenbereich, insbesondere als gebogener Bereich (12) – senkrecht zur Ebene der Folienbahn – einen (maximalen) Abstand von der Ebene der Folienbahn und von dem gekrümmten Bereich (6) der Schulter (5) erhält.
Verfahren zum Herstellen von Deckeln (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Folienbahn (2) nach dem Einformen der Deckelform (3) einer Stanzstation (II) zugeführt wird, in der in der eingeprägten Deckelform (3) eine etwa zentrale Öffnung (15) und eine dem Rand des Deckels (1) nahe Trinköffnung (16) ausgestanzt werden, worauf die Folienbahn (2) mit der eingeprägten Deckelform und der Öffnung (15) der nächsten Bearbeitungsstation zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem in der Stanzstation die zentrale Öffnung (15) durch Ausstanzen des zentralen Bereiches freigelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Trinköffnung (16) etwa mittig in dem gebogenen Bereich (12) der U-förmigen Vertiefung (9) ausgestanzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die Folienbahn (2) nach Verlassen der Stanzstation einer weiteren Bearbeitungsstation zugeführt wird, in der dem eingeprägten Deckel (1) eine – vorzugsweise aus einem gleichen oder ähnlichen Folienmaterial – passgenau ausgeschnittene Platine oder Lasche (17) zugeführt und unter Abdeckung der zentralen Öffnung (15) an der eingeprägten Deckelform befestigt wird, worauf die Folienbahn mit dem eingeprägten Deckel der nächsten Bearbeitungsstation zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die vorgefertigte Lasche oder Platine (17) auf die eingeprägten U-förmigen Schulter (5) aufgelegt und stoffschlüssig dort befestigt wird, insbesondere durch Siegeln, Kleben oder Schweißen – vorzugsweise nur entlang der U-förmigen Schulter – an dem eingeprägten Deckel.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem erst in der nachfolgenden Station (IV) der fertig gestellte Deckel (1) aus der Folienbahn (2) ausgeschnitten wird.