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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen und Verschließen von Plastbehältern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Verschließen von Plastbehaltern,
insbesondere mit rechteckiger Grundfläche aua thermoplastischer Folie, sowie eine
Vorrichtung zur DurchfAhrung dieses Verfahrens.
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Insonderheit erstreckt sich die Erfindung auf Plastbehälter, die parallel
zu ihrem öffnungsrand verlaufende Hinterschneidungen aufweisen.
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Nach einem bekannten Verfahren wird eine Folienbahn von einer Vorratsrolle
abgezogen, erwärmt und durch Streckziehen die Behälter geformt. Danach werden die
Behälter im Folienverband verbleibend weitertransportiert, gefüllt, in einer Verschließstation
durch Heißsiegeln verschlossen und anschließend aus dem Folienverband ausgetrennt.
Das Entformen der Behälter erfolgt, um den Weitertransport des Folienbandes nicht
zu behindern, in der Weise, daß die Formkammer nach unten, also senkrecht zur Transportrichtung
der Folienbahn abgesenkt wird. In gleicher Weise wird auch der Gegenhalter der Behälter
beim Heißsiegeln bewegt.
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Nach diesem Verfahren lassen sich jedoch nur Plaatbehälter formen
und verschließen, die keine parallel zu ihrem öffnungsrand verlaufende Hinterschneidungen
aufweisen.
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Es ist auch bereits bekannt, Behälter mit parallel zum Offnungsrand
verlaufenden Hinterschneidungen und mit rundem Quersch m tt herzustellen. Hierbei
werden einer Formstation einzelne Folienzuschnitte zugeführt, die Behälter im Streckziehverfahren
geformt und anschließend entformt. Dabei knnen mehrere Behälter gleichzeitig aus
einem Folienzuschnitt hergestellt werden. Bei einreihiger Herstellung
der
Behälter ist die Formkammer mittig geteilt. Zum Entformen werden die beiden Formkammerhälften
seitlich auseinander bewegt und anschließend abgesenkt oder die Behälter nach oben
ausgestoßen. Der Entrormvorgang ist hierdurch etwas umständlichs Noch schwieriger
ist das Entformen der Behälter dann, wenn mehrere Behälterreihen gleichzeitig aus
einem Folienzuschnitt hergestellt werden sollen. Hierbei ist es erforderlich, die
einzelnen Behälterreihen vor dem Entfernen voneinander zu trennen. Praktisch läßt
sich diese Arbeitsweise jedoch nur mit verhältnismäßig großem Aufwand verwirklichen.
Eine Weiterverarbeitung der Behälter im Folienverband ist hierbei nicht möglich.
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Das Herstellen von einzelnen Behältern auf speziellen Formmaschinen
besitzt den Nachteil, daß die Behälter unter verhältnismäßig hohem Aufwand gestapelt
transportiert und mit Hilfe spezieller Einrichtungen weiteren Verarbeitungsmaschinen,
wie FUll-und Verschließmaschinen, zugeführt werden müssen. Hierbei besteht außerdem
die Gefahr der Beschädigung der Behälter. Dieser Nachteil trifft besonders für Behälter
zu, die sich nach unten nicht verjüngen und sich hierdurch nicht eineinander stecken
lassen. Sie benötigen demzufolge als Leergut einen erhöhten Platzbedarf. Andererseits
lassen sich derartige Behälter im gefüllten Zustand bei günstiger Raumausnutzung
sehr gut stapeln.
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Bei dem eingangs erwähnten Verfahren, nach dem die Behälter im Folienverband
geformt, gefüllt und verschlossen werden, treten die bei der Einzelherstellung geschilderten
Nachteile nicht ein. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen eignen sich jedoch
nicht zur Herstellung und Weiterverarbeitung derartiger Behälter im Folienverband.
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Der Zweck der Erfindung besteht in einer wirtschaftlichen Herstellung
und Weiterverarbeitung von PlastbehSltern, die sich für Sammelverpackungen besonders
eignen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einer thermoplastischen
Folienbahn in einer oder in mehreren Reihen Behälter zu formen, die unterhalb eines
nach außen gerichteten
Qffhungarandes eine sich an diesen anschließende
und parallel zu ihm umlaufende nach innen gerichtete Rille aufweisen und mindestens
eine geradlinig verlaufende Seitenwand besitzen, wobei die Erfindung insbesondere
ein Entformen, Füllen und Verschließen dieser Behälter im Folienverband ermöglichen
soll.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, nach
dem derartige Behälter durch Erwärmen und Verformen durch Streckziehen nach dem
Negativprinzip, wie dies an sich bekannt ist, aus einer thermoplastischen Folienbahn
hergestellt werden und nach dem dle Behälter anschließend im Folienverband verbleibend,
durch Weitertransport zur folgenden Verarbei tungsstation entformt und danach, wie
an sich bekannt, gefüllt und verschlossen werden, wobei mindestens die den Vorschub
der Behälter behindernden Form- und Verschließteile aus dem Behälterbereich winklig
zur Voischubrichtung und parallel zur Ebene der Folienbahn herauagezogen werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens setzt sich in ansich
bekannter Weise aus einer Einrichtung zum Erwärmen der Folie sowie aus Einrichtungen
zum Formen, Füllen, Verschließen und Austrennen der Behälter zusammen. Die Einrichtung
zum Formen der Behälter besteht im wesentlichen aus einer Formkammer und einem Niederhalter
und die Einrichtung zum Verschließen aus einem Verschließstempel und einem Gegenhalter.
Gekennzeichnet ist die erfindungsgerraße Vorrichtung durch die Ausbildung der Forsksmmer
und des Gegenhalters der Verschließstation in der Weise, daß mindestens die winklig
zur Vorschubrichtung verlvufenden Form- und Verschließteile von den Ubrigen Teilen
der Formkammer bzw. des Gegenhalters baulich getrennt sind.
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Bei mehrreihiger Arbeitsweise können sich die rechtwinklig zur Vorschubrichtung
verlaufenden senkrechten Form- und Verschließteile über mehr als eine Behälterbreite
erstrekken.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die parallel zur Vorschubrichtung
verlaufenden Form- und Verschließteile fest und die winklig zur Vorschubebene verlaufenden
Form- und Verschließteile in ihrer Längsrichtung bewegbar angeordnet.
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Zur Verkürzung des notwendigen Weges sind die bewegbar angeordneten
Form- und Verschließteile in der Symmetrieebene der Folienbahn geteilt und gegenläufig
bewegbar angeordnet.
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Die feststehenden parallel zur Vorschubrichtung verlaufenden senkrechten
Formteile sind als FUhrungen zum Vorschub der Behälter ausgebildet.
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Die Formteile und die Verschließteile sind zweckmäßig rechtwinklig
zur Vorschubrichtung der Folienbahn angeordnet.
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Die Form- und Verschließteile konnen aber auch unter einem Neigungswinkel,
der kleiner bzw. größer als 900 ist, zur Vorschubnah tung der Folienbahn angeordnet
sein.
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Die äußeren Segmente können bei mehrreihiger Fertigung mit den Formteilen
verbunden sein.
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Die Bodenplatte der Formstation kann mit den parallel zur Vorschubrichtung
der Folienbahn verlaufenden Formteilen oder mit den senkrecht zur Vorschubrichtung
angeordneten Formteilen fest verbunden sein.
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Die Stirnseite der Formkammern ist zweckmäßig mit den fest stehenden
Segmenten fest verbunden.
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Die errindungsgemaBe Vorrichtung ermöglicht es, die eingangs erwähnten
Behälter wirtschaftlich aus einer Folienbahn herzustellen und diese Behälter in
der Folienbahn verbleibend weiter zu verarbeiten. Wie bereits dargelegt, ist es
durch die Erfindung möglich, mehrere Behälter dieser besonderen Form gleichzeitig
nebeneinander und hintereinander herzustellen.
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Hierdurch können diese Behälter auf Anlagen hergestellt, geflillt
und verschlossen werden, die in ihrer Leistung
den Anlagen zur Fertigung
herkzmmlicher Behalter nicht nachstehen.
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Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
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In den zugehdrigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: eine schematische Darstellung
der einzelnen Verfahrensstufen anhand einer Form-, Füll- und Verschließmaschine;
Fig. 2: eine schematische Ansicht der Formkammer mit nach einer Seite ausfahrbaren
Formteilen bei einreihiger Fertigung; Fig. 3: eine perspektivische Ansicht der Formkammer
bei einreihiger Fertigung, jedoch mit beidseitig ausfahrbaren Formteilen; Fig. 4
: eine perspektivische Ansicht der Formkammer mit beidseitig ausfahrbaren Formteilen
bei dreireihiger Verarbeitung; Fig. 5: eine schematische Darstellung einer Ausführung
der Verschließstation; Figv 6: einen Schnitt durch die Behälterbahn nach der Linie
A-A in Fig. 4; Fig. 7: eine perspektivische Ansicht der Formkammer zum zweireihigen
Formen von Behältern mit dreieckförmiger Grundfläche.
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Eine Folienbahn 1 wird mittels Forderwalzen 2 von einer Vorratsrolle
9 abgezogen und bei 4 erwärmt. Die Breite der Folienbahn 1 ist in Abhängigkeit von
der Breite der Behälter 5 entsprechend der Anzahl der parallel zur Transportrichtung
der Folienbahn 1 nebeneinander verlaufenden Behälterreihen 6, die aus dieser Folienbahn
geformt werden sollen, festzulegen. Die Länge des der Erwärmnngsstation 4 zugeführten
Folienteiles richtet sich nach der Behälterlänge
und der Anzahl
der Behälter 5, die in einer Reihe 6 hintereinander gleichzeitig hergestellt werden
sollen. Nach dem Erwärmen wird die Folienbahn 1 weiter transportiert, so daß der
erhitzte Folienteil in eine Formstation 7 gelangt, in der die Behälter 5 mittels
Streckziehen nach dem Negativprinzip geformt werden. Das Entformen der Behälter
5 erfolgt in der Weise, daß die Behälter im Folienverband verbleibend als Behälterbahn
8 entformt und weiter verarbeitet werden.
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Zu diesem Zweck werden, um dies auf einfache Weise zu erreichen die
den Vorschub der Behälterbahn 8 behindernden Teile der Formstation 7 aus dem Bereich
der Behälter 5 rechtwinklig zur Transportrichtung und parallel zu Ebene der Folienbahn
1 heraus bewegt. Danach werden die Behälter 5 durch Weitertransport der Behälterbahn
8 aus der Formstation 7 entformt und einer Füllstation 9 zugeführt. Die Formteile
werden wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückbewegt.
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Wie aus den Fig. 2 bis 6 zu ersehen ist, besitzt der im Ausführungsbeiepiel
verwendete Behälter 5 gerade Seitenwände 10, eine rechteckige Grundfläche und auch
einezrechteckige Öffnung, die mit einem nach außen gerichteten Rand 11 versehen
ist. Unterhalb des Öffnungsrandes 11 ist der Behälter 5 nach innen eingezogen, so
daß eine parallel zum Öffnungsrand 11 verlaufende Rille 12 entsteht, die den gesamten
Behälter 5 umschließt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform
der Behälter 5 beschränkt. Der Abstand der Behalter 5 von Reihe 6 zu Reihe 6 und
der Abstand der Behälter innerhalb einer Reihe 6 entspricht der Dicke der senkrecht
angeordneten Formkammerteile zwischen den Behältern.
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In der Füllstation 9 werden die Behälter innerhalb der Behälterbahn
8 gefüllt und anschließend zu einer Verschließstation 13 gefördert. Die Behälter
5 können in dieser Station durch Eindrückdeckel oder auch mittels einer Folie 14
durch Heißsiegeln verschlossen werden. In jedem Falle wird zum Verschließen der
Behälter 5 eine Unterstützung der Behälterbahn 8 benötigt, die den DrAck-oder Siegelwerkzeugen
entgegenwirkt.
Diese als Unterettitzung der Behälterbahn 8 dienenden
Gegenhalter 15 werden in gleicher Weise wie bei der Formstation 7 nach Einführen
der Behälterbahn 8 in die Verschließstation 13 von der Seite her zwischen die Behälter
gebracht und nach dem Verschließen der Behälter 5 rechtwinklig zur Vorschubrichtung
und parallel zu Ebene der Behälterbahn 6 wieder herausbewegt. Anschließend verlassen
die Behälter 5 durch Weitertransport der Behälterbahn 8 die Verschließstation 13,
werden bei 16 aus der Behälterbahn 8 auagetrennt und auf ein Transportband 17 abgesetzt.
Das Austrennen der Behälter 5 erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß die äußeren Kanten
18 des Offhungarandes 11 der Behälter 5 nach dem Austrennen mit den Außenflächen
der Seitenwände 10 der Behälter 5 in einer Ebene liegen. lis Vorrichtung zur Durchfuhrng
des Verfahrens wurde eine Form-, Full- und Verschließmaschine gewählt. Sie besteht
im wesentlichen aus der Vorratsrolle 3, den Förderwalzen 2, der Erwärmstation 4,
der Formstation 7, der Füllstation 9, der Verschließstation 19t der Trennstation
16, aus dem um Rollen 19; 20 geführten Transportband 17 und aus einem nicht dargestellten
Antrieb.
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Bei der Erwärmstation 4 handelt es sich um eine allgemein bekannte
Einrichtung. Die Formstation 7 besteht im wesentlichen aus einem Niederhalter 21,
aus Vorstreckstempeln 22 und aus den Formkammern 23. Die Forakammern 29 werden durch
eine maschinenfest angeordnete Bodenplatte 24, auf der in einem der Behälterbreite
entsprechenden Abstand, parallel zur Vorschubrichtung der Folienbahn 1 verlaufende
Segmente 25 befestigt sind und durch rechtwinklig zu diesen verlaufende Formteile
26 gebildet. Die Segmente 25 sind in einem Abstand, welcher der Behälterlänge zugleich
der Dicke eines Formteiles 26 entspricht mit Aussparungen 27 versehen. In diesen
Aussparungen 27 werden die rechtwinklig zur Vorschubrichtung der Folienbahn 1 verlaufenden
Formteile 26 parallel zur Ebene der Folienbahn 1 hin- und hergehend geführt. Die
Anzahl der nebeneinander angeordneten Segmente 25 richtet sich nach der Anzahl der
Behälterreihen 6 und die Zahl der hintereinander
angeordneten Segmente
25 nach der Zahl der Behälter, die innerhalb einer Behälterreihe 6 gleichzeitig
geformt werden sollen. Die am Einlauf der Folienbahn 1 liegende Stirnseite 28, die
die äußeren Seitenwände 29 der Formkammern 29 bilden, bei mehrreihiger Fertigung,
statt mit der Bodenplatte 24 mit den beweglichen Formteilen 26 fest verbunden sein.
Die Formteile 26 können bei einreihiger oder auch bei mehrreihiger Fertigung nur
nach einer Seite der IYaschine hubartlg bewegt werden (Fig. 2), sie können aber
auch, um die Hubbewegung der Formteile 26 zu verkürzen, geteilt sein und gegenläufig
zueinander bewegt werden, wie dies aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Es ist auch
möglich, die Bodenplatte 24 beweglich und von den Segmenten 25 getrennt anzuordnen.
Sie kann dann, wie die Formteile 26 seitlich verschoben werden.
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Nach der Erfindung können auch Behälter geformt werden, die eine andere
als rechteckförmige Grundfläche besitzen. So zeigt die Fig. 7 eine Formstation zum
Formen von Behältern 5 a mit dreieckförmiger Grundfläche. Die Segmente 25 a sind
in gleicher Weise wie bei den bisher beschriebenen AusfUhrungen angeordnet. Die
Formteile 26 a; 26 b sind jedoch schräg zur Transportrichtung der Folienbahn 1 und
parallel zu den Seitenwänden der dreieckförmigen Behälter 5 a angeordnet. Hierdurch
tritt eine Uberschneidung der Formteile 26 a; 26 b ein. Die Formteile 26 b sind
daher mit Aussparungen zur Aufnahme der zugehörigen Formteile 26 a versehen.
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Beim Entformen der Behälter 5 a sind daher zuerst die ungeteilten
Formteile 26 a und anschließend die mit Außaparungen versehenen Formteile 26 b aus
dem Behälterbereich zu entternen. Die Bewegung der Formteile 26 a; 26 b erfolgt
nach dem Entformen der Behälter 5 a in umgekehrter Richtung. Die Verschließstation
ist in gleicher Weise ausgebildet.
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Zum Formen der Behalter wird die Folienbahn 1, nachdem der erwärmte
Folienteil in die Formstation 7 eingeführt worden ist, durch den Niederhalter 21
über den Formksmmern 23 festgeklemmt.
Die Behälter werden mittels
Vorstreckstempel 22 vorgeformt und durch Saugluft 30 oder mittels Preßluft 31 in
der Formkammer 23 zu ihrer endgtlltigen Form ausgebildet.
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Um die durch die Folie in den Formkammern 29 verdrängte flift entweichen
zu lassen, müssen die Formkammern 29 mit entsprechenden Entltiftungsapalten versehen
sein. Nach Beendigung des Formvorganges kehrt der Vorstreckstempel 22 in seine Ausgangsstellung
zurück und der Niederhalter 21 gibt die Folienbahn 1 bzw. Behälterbahn 8 frei. Die
Formteile 26 werden aus den Formkammerm 23 herausgezogen, so daß sie außerhalb des
Bereiches der Behälter 5 gelangen. Durch Weitertransport der Behälterbahn 8 werdende
Behälter 5 entformt und der Füllstation 9 zugeführt. Gleichzeitig ist ein während
des Form-Vorganges erwärmter Folienteil in die Formstation gelangt.
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Um eine zuverlässige Führung der Behälterbahn 8 durch die gesamte
Form-, Füll- und Verschließmaschine zu gewahrleisten, ziehen sich der Form der Segmente
25 entsprechende Führnngsleisten 32 durch die gesamte Maschine. Die Führung der
Behälterbahn erfolgt dabei insbesondere in der Rille 12 der Behälter 5.
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In der Füllstation 9 werden die Behälter 5 in bekannter Weise gefüllt
und anschließend zur Verschließstation 13 befördert.
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Die Verschließstation 13 besteht aus einer Bodenplatte 33, auf der
parallel zur Vorschubrichtung der Behälterbahn 8 verlaufende Gegenhalter 34 fest
angeordnet sind. Die Gegenhalter 15 sind rechtwinklig zur Vorschubrichtung der Behälterbahn
in Aussparungen 35 der Gegenhalter 34 hin- und hergehend geführt. Im Prinzip entspricht
also der untere Teil der Verschließstation 13 dem unteren Teil der Formstation 7.
Vor dem Vorschub der Behälterbahn 8 werden die Gegenhalter 15 aus dem Bewegungsbereich
der Behälter 5 herausgezogen und nach Abschluß der Vorschubbewegung wieder zwischen
die Behälter 5 eingeführt. Das Verschließen erfolgt im Ausführungsbeispiel durch
Heißsiegeln, ~indem eine von einer Vorratsrolle 96 abgezogene Folie mittels eines
Verschließstempels
37 auf den Öffnungsrand 11 der Behälter 5 aufgesiegelt
wird.
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Nach dem Verschließen werden die Behälter 5, wie bereits beschrieben,
aus der Behälterbahn 8 ausgetrennt und abtransportiert.