DE1242847B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bechers mit Hohlboden durch Tiefziehen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bechers mit Hohlboden durch Tiefziehen Unter einem Hohlboden versteht man eine Bodenausführung, bei der die unteren Wandungspartien über die Bodenfläche hinaus nach unten ragen und den Fuß des Behälters bilden. Die Festigkeit der unteren Becherpartien wird durch einen Hohlboden verbesert. und der von der Unterstützungsfläche abgehobene Boden ist besser geschützt.
• Während bei Papierbechern der Hohlboden Nebenergebnis des üblichen Herstellungsverfahrens ist, stellt seine Herstellung bei aus Kunststoffolie oder Metallfolie tiefgezogenen Bechern ein ernstes Problem dar. da er sich wegen der sonst zu hohen Materialbeanspruchungen im Kantenbereich nur in der Form eines sanft hochewölbten Bodens mit breitem Randspalt durch Tiefziehen erzeugen läßt. Ein breiter Randspalt ist iedoch unerwünscht wegen der dort verbleibenden Füllgutreste.
• Es sind Verfahren bekanntgeworden, bei denen bei aus Kunststoffolie tiefgezogenen Bechern ein Hohlboden durch Stülpen der unteren, zvlindrisch vorgeformten Becherpartie gewonnen wird. Bei dem Vorgang des Stülpens müssen die beteiligten Wandteile ausnahmslos die Stülpknickung durchlaufen. Da Kunststoffolien gegenüber Knickung empfindlich sind und die Stülpung um eine scharfe Knickkante leicht zu Faltenbildung führt. wird das Stülpen bei den bekannten Verfahren folgerichtig bei warmem und somit plastischem Material vorgenommen. Dabei sind noch besondere Vorkehrungen dafür getroffen. daß die Stülpknickung über einen relativ weiten Krümmungsboaen erfolgt. Dies erreicht man durch den Kunstgriff, daß die plastische Folie während des Stülpens innerem Überdruck ausgesetzt wird, der sie gegen eine äußere Formwandung einerseits und gegen den die Stülpung herbeiführenden Stempel andererseits drückt, der einen relativ großen Abstand von der äußeren Formwandung aufweist. Um das Entstehen eines diesem Abstand entsprechenden, beträchtlichen Randspaltes zu verhindern, wird in einem bekannten Fall (USA.-Patentschrift 3 056 810) in der Becherwandung in der Höhe des eingestülpten Bodens eine Einschnürung vorgesehen, die den Spalt schließt und mit der das gestülpte Material verschweißen soll. In anderen bekannten Fällen (französische Patentschriften 1 320 906 und 1 289 844) erhält die spätere Außenseite des Fußes bei der Vorformung nach unten sich erweiternde konische Gestalt, in die die zu stülpenden Wandteile mit entgegengesetzter Konizität von dem Stülpstempel eingedrückt werden. Dabei kann entweder der Stülpstempel entsprechend konisch geformt sein, wodurch sich während des Stülpens das durch inneren Über- druck an die Formwandungen gepreßte Material in einem relativ sanften Bogen von der Randkante des Stempelbodens zur äußeren Formwandung spannen kann, oder die zu stülpenden Wandteile erhalten schon bei der Vorformung entsprechende, der Außenseite des Fußes entgegengesetzte Konizität.
• Erst in der Schlußphase des Stülpens wird gegebenenfalls eine scharfe Stülpknickung in Kauf genommen, die aber auch noch vermieden werden kann (französische Patentschrift 1 289 844), indem an dieser Stelle die Becherwand einen nach außen gerichteten Vorsprung erhält.
• Die Erfindung bezieht sich wie diese bekannten Verfahren auf die Herstellung eines Bechers aus Kunststoffolie durch Tiefziehen der Folie in die Becherform mit zylindrischem Bodenbereich und anschließendes Einstülpen des Bodenbereichs mittels eines von der Bodenunterseite her eingedrückten Stempels. Ihre Aufgabe besteht in der Vereinfachung des Verfahrens gegenüber den bekannten Vorschlägen.
• Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß die weitgehenden und komplizierten Vorsichtsmaßregeln zum Schutze des Folienmaterials gegenüber den Stülpbeanspruchungen unnötig sind, wenn erfindungsgemäß die zu stülpende Wandung des Bodenbereichs in kaltem Zustand über die Kante eines in den Stülpbereich eingeführten, dünnwandigen Kragens gezogen wird, woraufhin dieser Kragen aus dem Becher wieder entfernt wird. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf Metallfolie anwendbar ist.
• Das Folienmaterial läßt sich in relativ scharfem Knick über die Kante des Kragens ziehen, ohne daß Schäden festgestellt werden könnten. Nach dem Entfernen des Kragens liegen die gestülpten Wandungsteile an den äußeren Wandungsteilen praktisch ohne Spalt an. Falten treten in dem gestülpten Material nicht auf. Auf wesentlich einfachere Weise wird somit ein Produkt erzeugt, das sich von den mit den bekannten Verfahren erzeugten Bechern zudem noch dadurch vorteilhaft unterscheidet, daß keine Einschnürungen, Absätze od. dgl. den Fuß sichtbar von dem übrigen Becherkörper trennen; dies ist insbesondere für die Bedruckung wesentlich.
• Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Behälter im Negativverfahren tiefzuziehen, da die dabei erzielte Wanddickenverteilung einerseits genügende Steifigkeit am oberen Behälterrand ergibt und andererseits die Steifigkeit am einzustülpenden Behälterboden noch groß genug ist.
• Eine Vorrichtung zur Ausübung des Stülpverfahrens zeichnet sich nach der Erfindung durch zusammenwirkende Ober- und Unterstempel aus, von denen der Oberstempel einen dünnen, zylindrischen Randkragen besitzt und von denen der Unterstempel mit geringem radialem Spiel für das dazwischenliegende, zu stülpende Material in den innerhalb des Kragens gebildeten Raum einführbar ist.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch den tiefgezogenen, noch nicht gestülpten Becher und Fig. 2 einen Querschnitt durch den im Bodenbereich gestülpten Becher im Zusammenhang mit den dabei beteiligten Vorrichtungen.
• Der Becher hat nach dem Tiefziehen, der ersten Verfahrensstufe, die in Fig. 1 gezeigte Form. Sein Bodenbereich 1 verläuft über eine Höhe von der doppelten Stülplänge zylindrisch. Bei einem vorteilhaften Beispiel, das etwa den in der Zeichnung ersichtlichen Größenverhältnissen entspricht, beträgt die Länge des zylindrischen Teils etwa 12 mm bei 6 mm Stülplänge.
• In der in F i g. 2 dargestellten Stülpstufe erhält der Becher die dort ersichtliche Form, bei der der Wandbereich 2 als unterer Abschnitt des Zylinderteils 1 nach oben gestülpt ist und innerhalb des ebenfalls zylindrischen Wandbereichs 3 liegt. Der Rand des Hohlbodens wird dadurch doppelwandig und hat eine verhältnismäßig gute Stabilität.
• Der Spalt 4 zwischen äußerem und innerem Wandteil wird bei zylindrischer Form des Bodenbereichs 1 des Bechers praktisch vernachlässigbar.
• Das Stülpen kommt dadurch zustande, daß der Oberstempel 5 mit dem Stülpkragen 6 und der in den Stülpkragen eindringende Unterstempel 7 aufeinanderzufahren. Der Stülpkragen 6 des Oberstempels hat sehr geringe Wanddicke. Seine Unterkante, über die das gestülpte Material gleitet, wird gut ausgerundet. Mit 8 ist ein Stützring bezeichnet.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines Bechers mit Hohlboden durch Tiefziehen einer Kunststoff- oder Metallfolie in die Becherform und anschließendes Einstülpen des zylindrisch tiefgezogenen Bodenbereichs mittels eines von der Bodenunterseite her eingedrückten Stempels, d a -durch gekennzeichnet, daß die zu stülpende Wandung des Bodenbereichs in kaltem Zustand über die Kante eines in den Stülpbereich eingeführten dünnwandigen Kragens gezogen wird, woraufhin dieser Kragen aus dem Becher wieder entfernt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter im Negatiwerfahren tiefgezogen wird.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Stülpens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Oberstempel (5) mit dünnem zylindrischem Kragen (6) und einen mit geringem radialem Spiel in den Raum innerhalb dieses Kragens einführbaren Unterstempel (7).

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 289 844; USA.-Patentschrift Nr. 3 121 916.